curso astronomia semana da fisica apostila

8/11/2019 Curso Astronomia Semana Da Fisica Apostila

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARING

Acadmicos:RICARDO F. PEREIRA

RENATO M. FUKUIWILSON GUERRA

Orientador:PROF. DR. MARCELO

ASTRONOMIAO Ldico naDepto. FSICAepto FSIC


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Olhando para o cu em uma noite escura podemos ver um incrvelnmero de estrelas. Incrvel? Nem tanto. Um pouco mais de 5.000 objetosentre os 100 bilhes de estrelas que moram na nossa grande casa, a nossaGalxia.

Nossa curiosidade vai aumentando medida que observamos comcuidado o cu que nos parece envolver. Nele podemos distinguir muitosobjetoscompletamentediferentes.Algunssobrilhantes(porqu?),outrosso difusos (por qu?). Alguns cintilam (por qu?), outros parecem ter luzfixa (por qu?). Nem todas as estrelas parecem ter a mesma cor (por qu?).Algumas regies parecem indicar falta de estrelas, mostrando-se muitoescuras (por qu?) e se destacando entre regies brilhantes. Em algumaspocas um cometa aparece no cu, com sua estranha cauda (de onde vem?

Por que so to diferentes das estrelas?). Subitamente, um risco luminosonocuchamaanossaateno(oquefoiisso?).

Se uma simples observao a olho nu nos mostra uma variedade togrande de objetos a serem estudados, imagine o que revelado quandousamosospotentestelescpiosdehoje.EmtodooUniverso,sejaqualforadistncia considerada, encontramos objetos celestes com propriedades

diferentes. A fsica que ocorre nestes corpos, e que a responsvel pelaspropriedades que observamos, a mais ampla possvel. A astronomiaincorporou em si todas as reas da fsica. esta enorme riqueza daastronomia que nos obriga a estudar os vrios objetos celestes comequipamentos e tcnicas cada vez mais sofisticadas e completamentediferentes. Cada objeto traz uma pergunta, cada pergunta uma surpresa, ecadasurpresaacertezadequeaindasabemosmuitopouco.

Os objetos de estudoda Astronomia

Depto. de Fsica UEM - Universidade Estadual de Maring

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2A astronomia , certamente, a mais velha de todas as cincias. Os pesquisadores que

estudam a histria das cincias j obtiveram provas que at mesmo os nossos ancestrais maisantigos,aquelesqueviveramnachamada"idadedapedra",usaramrecursosastronmicoscomoobjetivo de estabelecer certas rotinas para as suas vidas.

Quando os seres humanos que viveram na idade da pedra evoluram para um modo devida agrrio e comearam a se reunir em comunidades, parte do seu interesse deve,naturalmente, ter se voltado para o cu. Esta motivao facilmente explicada pois vrios fatosque aconteciam sua volta podiam ser marcadospor fenmenos celestes. Por exemplo:

Para as comunidades agrrias, as estaes do ano so muito importantes. Estes povos maisprimitivos logo notaram que o cu mudava de acordo com as pocas do ano. As estrelas quesurgiam no cu mostravam "desenhos" diferentes medida que o ano passava. Assim, osurgimento de certos "desenhos estelares" marcava uma poca do ano na qual certos

procedimentos agrrios deviam ser realizados. Por exemplo, na primavera do hemisfrionorte, a constelao Virgo e todas as outras que a acompanham assinalam a poca de

preparar a Terra, semear e ficar atento s inundaes. No outono do hemisfrio norte, rionaparece e indica que est na poca da colheita e de iniciar as preparaes para o inverno queseaproxima.

Ossereshumanossempretentaramrelacionareventoscelestescomfatosdesuavidapessoaldiria. Logo eles notaramque havia uma coincidncia,aproximadaentre o ciclo menstrual dasmulhereseoperodoorbitalde30diasdaLua,queproduzasfaseslunares.Istolevouamuitasculturas a acreditarem que o cu, e a Lua em particular, estavam relacionados com a

fertilidade humana. Imagine o que era viver numa poca to difcil como a que existiu a milhares de anos antes de

Cristo. O dia-a-dia era uma luta constante pela sobrevivncia. O futuro era incerto e sujeita amudanas repentinas. Para estes seres humanos mais primitivos a imutabilidade dos cus

certamente sugeria uma perfeio que eles no viam na Terra. Isto, com certeza, levou vriasculturas deificao do cu. Logo estes povos fizeram do Universo que conheciam a moradade seus deuses e atribuiu aos corpos celestes uma grande parte de responsabilidade por suasvidaseseusdestinos.

Se ainda hoje certos fenmenos naturais so capazes de assustar pessoas que moram nosgrandes centros urbanos do mundo imagine o que eles no causariam nos povos mais antigos.Fenmenos celestes de grande porte, tais como os eclipses lunares ou solares ou oaparecimento de cometas, mostravam-se muito ameaadores para estes povos. Aps preveras estaes do ano, foto fundamental para a sobrevivncia da sociedade agrria daquela

poca, a previso dos eclipses pode ter sido uma dasmais primitivas atividades astronmicas.Embora estas razes possam parecer muito simples hoje, perceber estes fatos naquelapoca e desmistific-los foi uma enorme faanha, e graas a isto a astronomia comeou o seudesenvolvimento.

Descobrindo o Universo:Uma rpida histria da Astronomia



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3Vamos fazer uma viagem saindo da Terra e passando por alguns dos corpos celestes do

SistemaSolarquesoobjetosdeestudodosastrnomos.

Viajando at os limitesdo Sistema Solar

LUA:Ao sairmos da Terra passamos pelo nico satlite natural do nossoplaneta, a Lua. Este o nico corpo celeste j visitado, pessoalmente, pelo serhumano.

Ela tem dimetro de 3476 km e uma distncia mdia da Terra de 384403 km.

A Lua reflete somente 7% da luz do Sol que incide sobre ela.

As temperaturas, em sua superfcie, variam de 120C a 180C entre odia e a noite.A Lua orbita a Terra em mdia em 27 dias 7 horas e 43 minutos e esse omesmo perodo em que ela rotaciona sobre ela



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VNUS:Caminhando na direo do Sol chegamos a Vnus, o planeta maisquente do Sistema Solar.

Sua enorme presso atmosfrica e sua temperatura na sua superfcie tmdificultado bastante o seu estudo.

Vnus fica a aproximadamente a 108.200.000 de quilmetros do Sol,

tem raio de 6.052 quilmetros e uma massa que equivale a 0,81 massaterrestre. A temperatura mdia na superfcie de 482C e uma presso

atmosfrica 92 vezes maior que a terrestre. Um dia em Vnus dura mais que um ano, seu perodo de rotao

equivale a 243,01 dias terrestres e seu perodo de translao equivale a224,70 dias terrestres. O curioso que Vnus rotaciona num sentidocontrrio a maioria dos planetas, como a Terra.

Seu eixo de rotao est inclinado em 177 Vnus reflete 65% da luzdo Sol que chega at ele.Tem tamanho, massa e volume parecido com a Terra.



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MERCRIO:Chegamos a Mercrio, segundo menor planeta do Sistema Solare o mais prximo do Sol. Sua superfcie coberta de crateras o que lhe d um aspecto bemparecido com a nossa Lua. Fica a aproximadamente 57.910.000 quilmetros do Sol e tem um raiode 2.440 quilmetros. at mais pequeno do que Ganimedes, uma das luas de

Jpiter e Tit uma das luas de Saturno. Tem massa equivalente a 0,06 massa terrestre. Mercrio tem perodo de rotao equivalente a 58,65 dias terrestres eperodo de translao de 87,97 dias terrestres. A temperatura na superfcie alcana at 427C, enquanto que na outraface, na sombra, a temperatura chega a 173C negativos. Mercrio no tem inclinao do eixo de rotao. Praticamente no tem atmosfera.

Mercrio reflete 5% da luz do Sol que chega at ele.



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SOL:Atingimos agora a estrela mais prxima de ns, o Sol. Ele um dosprincipais responsveis pela vida na Terra. Uma estrela normal, como tantas outras, amarelo-alaranjada, que estevoluindo e que um dia se encarregar de destruir todo o sistema planetrioque a acompanha. O Sol o contm aproximadamente 99% da massa total do Sistema

Solar. Cento e nove Terras seriam necessrias cobrir o disco do Sol, e em seuinterior caberiam 1,3 milhes de Terras. Seu raio mede aproximadamente 695.000 quilmetros. No ncleo do Sol a temperatura alcana 15.000.000 C e a uma presso340 bilhes de vezes a presso atmosfrica da Terra ao nvel do mar.

A cada segundo 700 milhes de toneladas de hidrognio so convertidos emhlio.



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MARTE:Saindo do Sol, voltamos a cruzar as rbitas de Mercrio, Vnus eTerra e nos dirigimos ao planeta vermelho, Marte. Certamente o planeta mais estudado, at agora, pelos astrnomos e

tambm o mais visitado por sondas espaciais. Embora menor que a Terra, Marte se impe pela geografia exuberante,

onde marcante o maior vulco do Sistema Solar.

Fica a aproximadamente 227.940.000 quilmetros do Sol e seu raio de 3.397 quilmetros. Tem massa equivalente a 0,11 massa terrestre. A temperatura mdia registrada na superfcie de Marte -63 C com

uma temperatura mxima de 20 C e mnima de -140 C. Demora 24 horas e 37 minutos terrestres para realizar uma rotao e

1,88 ano terrestre para realizar uma translao. Seu eixo de rotao est inclinado em 25,19.

A presso atmosfrica na superfcie mede 0,007 bar. Marte reflete 16% da luz do Sol que chega at ele.Marte tem 2 satlites naturais: Fobos e Deimos



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CINTURO DE ASTERIDES:Situados entre as rbitas de Marte e Jpiter estes fragmentos de rochas

so resduos da formao do Sistema Solar. Conhecemos as rbitas bemdeterminadas de cerca de 50.000 asterides e um pouco menos de mais100.000 deles. Quantos existiro nesta regio? Esto eles to prximos uns dosoutros a ponto de oferecer perigo para uma espaonave, como aparece nos

filmes de fico?



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JPITER:Aqui est o gigante Jpiter, com sua bela e estranha manchavermelha. Fica aproximadamente a 778.300.000 quilmetros do Sol e seu raiomede 71.462 quilmetros.

Se Jpiter fosse oco, caberiam mais de mil Terras no seu interior e temum dimetro 11 vezes maior que o da Terra.

Sua massa duas vezes e meia superior ao da soma de todos os outrosplanetas do Sistema Solar. Sua massa equivale a 317,94 massas terrestres Jpiter tem um simples anel que quase uniforme na sua estrutura e

invisvel da Terra. A Grande Mancha Vermelha uma tempestade complexa que se move

numa direo anti-horria. Jpiter demora 9 horas e 48 minutos terrestres para realizar uma

rotao e 11,86 anos terrestres para realizar uma translao. Seu eixo de rotao est inclinado em 3,13 Jpiter reflete 42% da luz do Sol que chega at ele. Tem hoje reconhecidos, 61 satlites naturais.



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SATURNO:Seus incrveis anis encantam qualquer astrnomo. Mas no onico a possu-los, pois Jpiter, Urano e Netuno tambm tm anis. Saturno formado principalmente por gases e, embora seja um planeta

gigante, ele muito leve. Fica a uma distncia mdia do Sol de 1.429.400 quilmetros e seu raio

mede 60.268 quilmetros. Saturno quase oitocentas vezes maior que a Terra, mas uma vez e

meia menor do que Jpiter. Tem massa equivalente a 95,18 massas terrestres. Seu perodo de translao equivale a 10 h e 12 min e seu perodo de

translao 29,46 anos terrestres. Seu eixo de rotao est inclinado em 25,33. Saturno reflete 45% da luz do Sol que chega at ele. Saturno o nico planeta menos denso do que a gua.

Tem hoje reconhecidos, 31 satlites.



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URANO:Enigmtico, coberto por densas nuvens formadas principalmente porhidrognio e hlio. Descoberto em 1781 por Willian Herschel (1738-1822).

Urano se caracteriza por ter um eixo de rotao muito inclinado (quase98), o que faz com que ele gire quase deitado em relao aos outrosplanetas e ele rotaciona no sentido contrrio maioria dos planetas, ele

gira de leste para oeste. Fica a 2.870.990.000 quilmetros de distncia mdia do Sol, seu raio

mede 25.559 quilmetros. Sua massa equivale a 14,54 massas terrestres. Orbita o Sol a cada 84.01 anos terrestres e a durao de um dia em

Urano 17 horas e 54 minutos terrestres, mas ele rotaciona no sentidocontrrio maioria dos planetas, como a Terra.

A temperatura e presso na atmosfera superior medemrespectivamente 193C e 1,2 bar.

Reflete 46 % da luz solar que chega at ele.Urano tem 25 satlites naturais.



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NETUNO:Com o nome do deus dos mares da mitologia grega, Netuno spoderia ter a cor azul dos oceanos terrestres. Uma pena que esta cor no sejaconseqncia da presena de gua, mas sim dos gases que formam a suaatmosfera.

Descoberto por Johann G. Gal em 23/09/1846. Fica a uma distncia mdia de 4.504.300.000 quilmetros do Sol, seu

raio mede 24.756 quilmetros. Tem massa equivalente a 17,14 massas terrestres Orbita o Sol a cada 164,9 anos terrestres e seu dia dura 19 horas e 6

minutos terrestres. Seu eixo de rotao est inclinado em 28,31 Reflete 50% da luz solar que chega at ele.

Netuno possui 12 satlites naturais.



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CINTURO DE Edgeword-Kuiper: uma regio descoberta em

1992, situada alm de Netuno, naqual esto em rbita pelo menos

70.000 objetos com dimetrosmaiores do que 100 quilmetros.Acredita-se que esta regio a fontedos cometas ce curto perodocomo, por exemplo, o cometaHalley.

Estima-se que o maior objetodesta regio seja o planeta Pluto,

mas recentemente vem sedescobrindo corpos bem grandesnesta regio, como Quaoar, em2002, com 1250 quilmetros dedimetro, Pluto tem 2320 Km dedimetro.



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PLUTO:To longe de ns, at hoje o nico planeta no visitado por umasonda espacial. Ele o menor planeta do Sistema Solar. No entanto, ao contrrio deseus vizinhos gigantescos, como Netuno e Urano, ele um planeta rochoso. Descoberto em 18/02/1930 por Clyde W. Tombaugh. Fica a uma distncia mdia ao Sol de 5.913.520.000 quilmetros, noentanto, devido excentricidade (o quanto ela elptica) da sua rbita, fica maisprximo do Sol do que Netuno durante 20 anos dos 248,54 anos terrestres dasua rbita. Seu raio mede 1.160 quilmetros. Seu perodo de rotao equivale a 6 dias e 9 horas terrestres, mas assimcomo Vnus e Urano, rotaciona no sentido contrrio ao da Terra. Seu eixo de rotao est inclinado em 122,5. Seu tamanho corresponde a dois teros do tamanho da Lua, metade dade mercrio e sua massa equivale a 0,0022 massa terrestre.Esse o nico planeta do Sistema Solar que ainda no foi visitado por umasonda espacial.



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NUVEM DE OORT:Agora sim estamos

chegando aos limites doSistema solar. Estamos muitolonge da Terra. Desta regio,de onde se originam oscometas de longo perodo,todo o resto do Sistema Solarseria mesclado em um nicoponto brilhante, o Sol, umapequenina estrela comoqualquer outra no firmamento.Muito pouco se sabe sobre aNuvem de Oort.

Recentementedescobriu-se um objeto que est muito longe dos limites do Cinturo de Kuiper emuito perto para ser um integrante da Nuvem de Oort.Seu nome Sedna, tem1700 quilmetros de dimetro aproximadamente. No ponto mais afastado de suarbita, ele chega a estar a mais de 180 bilhes de quilmetros do Sol. Ospesquisadores, sem saber bem o que um corpo deste tamanho esta fazendo nestaregio, esto supondo a existncia de uma Nuvem de Oort Interior.



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O simulador espacialCELESTIA

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O simulador espacial Celestia um de distribuio livre, ou seja, gratuito e no so cobrados direitos autorais para instal-lo em quaisquermicrocomputadores,para quaisquersistemas operacionais em queestejadisponvel.

Foi criado por Chris Laurel, norte-americano graduado em fsica ematemtica, e contou com a colaborao de Clint Weisbrod, Fridger Shcrempp eChristophe Teysser, todos das reas de fsica, matemtica e computao. A instalaodo est disponvel pela internet em , e por enquanto s h a verso em lngua inglesa disponvel. Neste tambm possvel

encontrar inmeros arquivos para se adicionar recursos ao programa (os chamados"extras") e paraoutras pginas depessoas que contribuemespontaneamente paraoaprimoramentoeexpansodaspossibilidadesdesimulaodoprograma.

Num ambiente tridimensional, o Celestia pode simular uma "viagem" paratodos os objetos nele catalogado: planetas, luas, asterides, cometas, sondas espaciais,naves tripuladas, estrelas e at as galxias vizinhas. Caractersticas como tamanho,temperatura na superfcie, perodo de rotao e traado de trajetrias estodisponveis para a grande maioria dos objetos simulados pelo Celestia. Apesar de suaqualidade grfica ser encantadora, sua caracterstica mais importante est no fato de

possuir grandes bancos de dados e recursos baseados em conhecimentos reais defsica, o que o torna uma poderosa ferramenta de ensino, habilitando-o comoelementosuplementarparaoprofessordefsica,astronomiaedisciplinascorrelatas.

Veja a seguir comandos bsicos para se "navegar" no Celestia.

software

softwaresite

links

www.shatters.net/celestia



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Mouse:

Teclado:

Menu:

Botoesquerdo umcliqueBotoesquerdo-mantendoclicadoearrastandoBotodireito umcliqueBotodireito mantendoclicadoearrastando

SetasShift+SetasGENTER

HOME

ENDO

LKBarradeEspaoJ\!

&

Navegation Solar System Browser

Navegation Star Browser

Navegation Eclipse Finder

Time settimeRender View Options

Render Ambiente Light

::

::

::

::

ENTER PLUTO ENTER

G:

::

::

::::

:

:

:

:

::

:

selecionaobjetoclicado.movecampodeviso.

abreum"menu"comopesreferentesaoobjeto.gira ao redor do objeto.

movemocampodevisonadireodasetapressionada.fazum"giro"emtornodoobjetoselecionado.

viaja at o objeto selecionado.abre campo para se digitar nome do objeto que se quer selecionar (exemplo:

pressionar , digitar (Pluto em ingls), e pressionar novamente para confirmao. Assim o planeta Pluto foi selecionado; para viajar atele basta pressionar ).

aproxima-sedoobjetoselecionado.

afasta-sedoobjetoselecionado.exibe a rbita/trajetria do objeto selecionado. Por padro, exibe tambm as

rbitasdetodososplanetaseseussatlitesnaturais.acelerasimulaodotemponumfatorde10vezesportoque.retardasimulaodotemponumfatorde10vezesportoque.

"congela"simulaodotempo.invertedireodasimulaodotempo.retornasimulaodetemporeal.configura paradatae hora atual (ou a datadorelgio docomputador).

habilita/desabilitanomedeformaesdassuperfciesdasluaseplanetas(nocasodeTerra,exibeonomedascapitaisdospases).

lista todos os objetos do Sistema Solarcatalogados.

lista, em nmero de 10 a 500, estrelas catalogadas porproximidade,brilhooucompanhiaplanetria.

calcula momento exato de eclipses solares e lunares de

quaisquerplanetasouluasdoSistemaSolar.permiteconfigurarquaisquerdatasehoraexataparasimulao.permite habilitar ou desabilitar itens visuais como: atmosferas

e nuvens dos planetas, rbitas de planetas, luas, naves, asterides, exibio das caudasdoscometas,deconstelaes,degalxias,etc...

regula luz ambiente entre mdio (medium), baixo (low) enenhum(none), este ltimo sendo o que melhor corresponderia a realidade.

Sabendo estes comandos bsicos, pode-se navegar facilmente pelo

programa,investigandotodooSistemaSolareanossagalxia,deumaformaldica.Aopraticar mais com o programa, pode-se descobrir mais funes e opes disponveis,melhorandoaindamaisanavegaoeoaprendizadodousurio.



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Asterides6

Oquesoosasterides?

Qualaorigemdosasterides?

As principais caractersticas dos asterides:

Os asterides so objetos rochosos e/ou metlicos, sem atmosfera, que

esto em rbita em torno do Sol, mas so pequenos demais para seremconsiderados como planetas. Os asterides tambm so chamados de. A maior parte dos asterides est espalhada na regio situada entre 2 e

5 U A d o S o l ( 1 U . A. = 1 5 0 . 00 0 . 0 0 0 d e q u i l m e t r os )

Os asterides so resduos do material deixado para trs quando houve aformao do Sistema Solar, h 4,6 bilhes de anos. A forte gravidade de Jpiter

teria impedido que este material se agrupasse formando um corpo semelhante a

u m p l a n e t a .

Os asterides podem ser vistos como objetos individuais ou comomembros de uma populao de corpos celestes. Primeiramente veremos suas

planetasmenores


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propriedades individuais.

Os asterides variam muito em tamanho. Se fizermos um estudonumrico dos tamanhos destes corpos veremos que h uma concentrao muito

grande de asterides de pequeno tamanho, enquanto que os de grande tamanhosopoucos.Existem 26 asterides conhecidos que tem mais de 200 quilmetros de

dimetro. Alguns possuem mais de 100 Km de dimetro e muitos outros esto nointervaloentre10e100Km.

Na verdade, ainda no sabemos quantos asterides existem. Vriascentenas de asterides so descobertos todos os anos. A cada um deles dada

uma designao provisria. Com certeza, existem algumas centenas de milharesdeasteridesquesopequenosdemaisparaseremobservadosdaTerra.

O maior asteride conhecido 1 Ceres. Ele tem 845 quilmetros dedimetro e contm aproximadamente 25% da massa de todos os outrosasteridescombinados.

Estima-se que a massa total de todos os asterides formaria um corpocom, aproximadamente, 1500 quilmetros de dimetro, ou seja, menos quemetadedotamanhodaLua.

Infelizmente o nosso conhecimento sobre os asterides ainda estlimitado a observaes feitas, na maior parte, aqui da Terra. Neste caso, mesmoutilizando os maiores telescpios existentes, os asterides continuam serevelando como "quase-estrelas". Numa placa fotogrfica, ou numa imagemeletrnica obtida com um CCD, nada, a no ser seu movimento em relao sestrelas, o diferencia destas. Portanto, suas caractersiticas principais, tais comosuaforma,suacomposio,suarotao,etc.,aindasoobtidasdemodoindireto.

Estes so os asterides que no esto no Cinturo Principal e cujas rbitascruzam as dos planetas interiores. Alguns destes asterides se aproximambastantedaTerra.Elessodivididosem:

so aqueles cujo semi-eixo maior da sua rbita est amenosde1,0U.A.esuasdistnciasdeafliosomaioresdoque0,983U.A.

: so os asterides cujo semi-eixo maior dasuarbitamaiordoque1,0U.A.esuasdistnciasdeperiliomenoresdoque1,017U.A.

so os asterides cujas distncias de perilio esto entre

Otamanhodosasterides

Onmerodeasteridesconhecidos:

Os maiores asterides conhecidos:

A massa dos asterides:

A forma dos asterides:

"Near-Earth Asteroids" (NEAs) ou "Asterides Prximos Terra"

Asterides Amor:

Asterides (ou objetos) Apollo

Asterides Aten:

:



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1,017U.A.e1,3U.A. so os asterides que se situam ao longo da prpria

rbita de Jpiter, localizados prximos aos pontos situados 60 frente e60 atrsdaposiodeJpiteremsuarbita.

Os pontos situados 60 frente e 60 atrs da posio de Jpiter em sua rbita soposies muito caractersticas obtidas em solues de problemas de DinmicaOrbital. Eles so os chamados pontos Lagrangianos estveis de um problema de

trs corpos plano e restrito. Dizemos ento que os asterides Troianos seencontram em ressonncia com Jpiter, a chamada ressonncia 1:1.

Asterides Troianoso

o

o o

, estes so os asterides que esto localizados alm da rbitade Jpiter.

OsCentauros,poroutrolado,soasterides(e/oucometas)cujasrbitascruzam a rbita de algum planeta gigante. Esta a razo deles possurem uma

grande instabilidade dinmica. Devido a esta instabilidade os Centauros, assimcomoosNEAs,nopodemterestadoemsuasrbitasatuaisdesdeaformaodoSistema Solar. Eles devem ter chegado nestes locais recentemente, provenientesde alguma outra regio, interior ou exterior. Entre os Centauros podemos citar(977) Hidalgo e (2060) Chiron. Embora dinamicamente os dois apresentemsimilaridades fsicas, eles so bastante diferentes j que o primeiro continua tendoa aparncia de um asteride tpico enquanto o segundo apresenta uma intensaatividade cometria.

:Embora a origem dos asterides esteja intimamente relacionada com a

formao do Sistema Solar, sua evoluo depende de processos fsicos

posteriores a essa formao, tais como colises, variaes orbitais, etc.As altas velocidades aleatrias dos asterides do Cinturo Principal (cerca de 5km por segundo) e sua densidade espacial tambm implicam numa evoluocolisional durante a formao do Sistema Solar.

Centauros

A evoluo dos asterides



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Cometas7

Os cometas constituem outro conjunto de pequenos corpos orbitando oSistema Solar. Suas rbitas so elipses muito alongadas. Eles so muito pequenos efracos para serem vistos mesmo com um telescpio, a no ser quando seaproximam do Sol. Nessas ocasies eles desenvolvem caudas brilhantes quealgumasvezespodemservistasmesmoaolhonu.

Os cometas so feitos de uma mistura de , como uma,segundoomodelopropostoporFredLawrenceWhippleem1950.medidaque eles se aproximam do Sol, parte do gelo derrete, formando uma grandenuvem de gs e poeira ao redor do cometa, chamada , com dimetro daordem de 100 mil km. A parte slida e gelada no interior o enormalmente tem 1 a 10 km de dimetro. O calor e o vento solar proveniente doSol sopram o gs e a poeira da coma formando a . Essa cauda sempre apontanadireo oposta do Sol e pode estender-se por muitos milhes de quilmetros.

Imagem do cometa peridico Borrelly (19P)

obtidas pela sonda Deep Space 1. A foto doncleo foi obtida quando a nave passou a3417 km dele. O cometa tem um perodo de6,8 anos e um ncleo com 8 km. Lanada emoutubro de 1998, a Deep Space 1 completou

seu projeto principal de estudar a propulsoinica antes de fotografar o cometa.

gelo e poeira

comancleo

cauda

bola de gelosujo

Normalmente podem ser observadas duascaudas, uma e uma .

A cauda de poeira mais larga, curva e amarelaporque brilha devido reflexo da luz solar na poeira.

A poeira segue a rbita kepleriana, isto , quanto maisdistante do Sol mais devagar andam as partculas. Acauda de gs reta e azul, pois brilha devido

emisso do monxido de carbono ionizado (plasma).O gs expelido do cometa ionizado pela radiaosolar e segue as partculas ionizadas expelidas pelo Sol,chamadas de vento solar. A cauda de hidrognio,

cauda de gs cauda de poeira


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somente visvel em ondas de rdio, a mais extensa; por ser composta daspartculas mais leves, a mais afetada pela presso de radiao.

Algumas vezes observada tambm uma anti-cauda, isto , uma caudana direo do Sol. Essa cauda um efeito de perspectiva, causado por partculas

grandes (0,1 a 1 mm de dimetro), ejetadas do ncleo, que no so arrastadaspela presso de radiao do Sol, permanecendo na rbita.

(1656-1742): astrnomo britnicoamigo de Isaac Newton, foi o primeiro a mostrarque os cometas vistos em 1531, 1607 e 1682 eramna verdade o mesmo cometa e, portanto,peridico, que desde ento chamado de CometaHalley.

Foto do ncleo irregular do Cometa Halleyobtida pela nave europia Giotto a 1000 km doncleo do cometa, que tem 13 por 8 km, densidade

prxima a 1,0 g/cm e massa de 6 10 kg.

Em julho de 1994 ocometa Shoemaker-

Levy 9 que tinha sefragmentado em maisde 21 pedaos, os

maiores de at 1 km, colidiu com Jpiter,explodindo nas nuvens de ammia da atmosfera de

Jpiter. A mancha mais brilhante, no cantosuperior direito da imagem infravermelho deJpiter, do satlite Io. As manchas na parte

inferior foram causadas pelos impactos.

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Edmund Halley

Se um corpo pequeno apresenta umaatmosfera voltil visvel, chama-se cometa. Seno, chama-se asteride.



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Jan Hendrik Oort (1900-1989) e a Nuvem de Oort

Acredita-se que os cometas so corpos primitivos, presumivelmentesobras da formao do sistema solar, que se deu pelo colapso de uma nuvem

molecular gigante.Esses corpos formariam uma vasta nuvem circundando o Sistema Solar,

em rbitas com aflios a uma distncia de 50 000 UA do Sol(7,5 trilhes dequilmetros ou 0,8 ano-luz) : a

. Haveria1 00 b il h es d e n c le oscometriosnessanuvem.

E v en t u al m e nt e , ainterao gravitacional comu m a e s t r e l a p r x i m aperturbaria a rbita de algumcometa, fazendo com que elefosse lanado para as partesmais internas do sistema solar.Uma vez que o cometa

desviado para o interior dosistemasolar,elenosobrevivemais do que 1000 passagensperilicas antes de perder

todos os seus elementosvolteis.

"Nuvem de Oort"



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Mercrio

Vnus

Terra:

Em relao maioria dos outros planetas, a rbita de Mercrio umaelipse bem pronunciada. Assim, quando o planeta se aproxima do Sol, sua

velocidade de translao quase igual rotao, produzindo um curioso efeito:visto de Mercrio, o Sol pode nascer e se pr duas vezes num nico dia.

A densa atmosfera de Vnus contribui para uma luminosidade escassa nasuperfcie (como um dia nublado na Terra). Mas a densidade no homognea eproduz refraes mltiplas, originando vrias imagens de um mesmo objeto: dosolodeVnuspossvelverdoisoutrssis.

Em maro de 1998 a humanidade viveu espera do fim do mundo. Em umdia normal no laboratrio astronmico do Smithsonian Astrophysical

Observatory, em Cambridge, quando o computador entrou em pane. Detectaraum asteride, o 1997XF11, viajando em direo a Terra. A mquina pifou porqueno estava ajustada para calcular rotas que chegassem to perto. Pelas projees,em 2028 o XF11 passaria a cerca de 50.000 quil6ometros da Terra, muito maisperto do que a Lua. Um raspo, em escala astron6omica. Ainda assim, era umclculootimista.Comohaviaumamargemdeerrode290.000quilmetros,nosedescartava que o asteride atingisse a Terra. Seria uma catstrofe. Com pelomenos 1,5 quilmetro de dimetro, o XF11 atingiria a Terra a uma velocidade de

27.000 quilmetros por hora. O impacto, igual a detonao de 2 milhes debombas atmicas, abriria uma cratera de 32 quilmetros de dimetro e matariabilhes de pessoas. No mesmo dia o cientista responsvel pelo projeto convocou

todo o mundo a ajuda-lo a refazer os clculos. Poucos dias depois astrnomos domundo todo apontaram seus telescpios para aquele pontinho no cu. Para sorteda espcie humana, as projees iniciais foram trituradas. Pelas medies daNASA, em 2028, o asteride passar a, pelo menos, 960.000 quilmetros da Terraperto,masbemlongederepresentarumaameaa.OasteridecirculaoSolacada

21 meses numa rbita mais ampla que a nossa. Embora decepcione para oscatastrofistas, o episdio mostrou quanto astronomia se popularizou, depois damelhoria dos telescpios, das informaes de sondas espaciais e dos esforos em


Curiosidades sobre oSistema Solar8


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desvendar fenmenos como os buracos negros e a presena de gua em Luas doSistemaSolar.

Se a Lua no existisse a nossa espcie nem sequer teria surgido. que osatlite natural da Terra, enquanto d voltas, puxa o planeta com sua gravidade eisso determinou a evoluo do homem. Se no fosse esse puxo, a rotao daTerraficariafrouxacomoadeumpioqueperdevelocidade.Oeixoderotaodoplaneta mudaria de posio a toda hora de um maneira to catica que as vezes osplos ficariam apontados para o Sol. O clima se enlouqueceria. Sculosquentssimos se alternariam com outros em que camadas de milhares dequilmetros de gelo cobririam os continentes. Nevascas, furaces, enchentes esecas seriam coisa corriqueiras. Sem a Lua, os mares se tornariam bem diferentesdo que so hoje. Sumiriam as grandes variaes de mar, provocadas pelo puxo

gravitacional da Lua. A maioria dos animais seria aqutica porque, dentro da gua, atemperatura sobe e desce mais devagar. Dessa forma o mar protegeria os bichosdo clima maluco. Outro efeito da ausncia do satlite que os dias seriam bemmaiscurtos. Isso porque a gravidade lunar, alm de segurar o eixoda Terra, faz comque a velocidade de rotao do nosso planeta diminua lentamente. Se nohouvesseumsatliteaonossoredor,essefreamentonoocorrerianaTerraeaelacontinuariarodandomuitorpido.

Em 1976, uma fotografia tirada da superfcie de Marte pela nave espacialamericana Viking despertou a imaginao do todo o mundo. Nela, via-se umimenso rosto humano com 3 quilmetros de comprimento esculpido no solo

arenoso da superfcie do planeta vermelho. Aos olhos de leigos, esotricos ealguns cientistas barulhentos, parecia a prova de que algum dia existira l algumtipo de vida inteligente. Tratando-se do planeta que mais inspirou a ficocientfica, o episdio espalhou crendices. A mais popular delas era que o desenhosignificava uma espcie de outdooraliengenadirigidoaosterrqueos.Foramatformadas seitas que reverenciavam oscriadores da chamada Face de Marte. A

celeuma chegou ao mximo em 1993,quando a sonda Observer, artefato de 1bilho de dlares destinado a vascular o

terreno e o clima de Marte, perdeu contato

Lua:

Marte



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com a Terra ao se aproximar do planeta. ANASA chegou a ser acusada de ter desligadoanavepropositalmente

para fazer de suas descobertas um segredomilitar. A discusso sobre a face de Marte,que ficou no ar por 22 anos, somente acabouem 1998, quando a nave Mars GlobalSurveyor, nave lanada em 1996 com oobjetivo de fotografar e mapear toda asuperfcie marciana. A nova fotografia tirada

de ngulo diferente revelou que aquelepedao do planeta - regio conhecida como Cidnia apenas uma cadeia demontanhas em forma circular, sem nenhuma semelhana com a face de humana. Orosto em Marte to ilusrio quanto So Jorge e o Drago naLua.

Em apenas 9 h e 50 min Jpiter completa uma volta em torno de si mesmoe intensas correntes eltricas so geradas na camada de hidrognio metlico. A

eletricidade produz um , 14 vezes mais intenso queo terrestre e que se estende para alm de Saturno, mas invertido em relao aonosso. L, a agulha de uma bssola trava rapidamente sem oscilaes, e ondeindicaroNorte,notenhadvida,oSul.

O de Urano tambm possui a maior inclinao de todo o Sistema Solar, 55 em relao ao eixo de rotao. A origem

desse campo a mesma dos demais planetas: uma massa fluida, condutora, emcontnuomovimentodevidoaomovimentoderotao.

Uma poderosa fonte interna de calor e que emite quase o triplo daenergia recebida pelo Sol garante os movimentos convectivos de sua atmosfera,responsveis pelos de todo o Sistema Solar, por volta de2.000km/h.

A atmosfera do planeta Netuno composta principalmente de gsmetano, ela tem espessura de 21.000 quilmetros (enquanto que a da Terra tem100 quilmetros). Assim, mergulhando 7.000 quilmetros na atmosfera, a pressoalcana um valor incrvel de 400.000 vezes maior que a presso atmosfrica. A essa

Jpiter

Urano

Netuno

poderoso campo magntico

eixo do campo magntico

ventos mais velozes



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presso,Netunotransformaometanodaatmosferaempoeiradediamante.

:

A maior cauda de cometa que j foi registrada a do cometa Hyakutake,um dos maiores cometas que passaram perto da Terra no sculo passado, a cauda

tem 570 milhes de quilmetros de extenso, suficiente para ir da Terra ao Solquase quatro vezes. A maior cauda que se conhecia at ento era a de um cometasemnome,observadopelaprimeiravezem1843,quemediacercade323milhesde quilmetros. A cauda do cometa Halley, o cometa mais famoso, se estendeupornomximo85milhesdequilmetros.

Astrnomos da NASA, utilizando um radiotelescpio encontraram o maisdivertido dos asterides, o Clepatra. Ele tem a forma de um imenso osso decachorro de 217 quilmetros de comprimento e 94 quilmetros de largura e feito de ferro e nquel em grande parte. Acredita-se que ele foi criado pela colisode dois corpos menores, que se fundiram num s objeto, os restos da duplaformam as pontas arredondadas do osso. O Clepatra tem uma rea de 30.000

quilmetrosquadrados,cinqentavezesmenorqueoEstadodeSoPaulo. O asteride que caiu no Golfo do Mxico, extinguindo mais de 40 dasespcies animais, h 65 milhes de anos, no teria efeitos to catastrficos se

tivesse batido mais perpendicularmente contra a Terra. Uma reproduo feita porcientistas, mostrou que um projtil ao atingir uma superfcie de caractersticassemelhantes do Golfo do Mxico, num ngulo menor que 30, bem fechado, oprojtil deixou a mesma marca na forma de ferradura da cratera de chicxulub. E

mostrou como a grande nuvem de vapor e poeira avanou sobre a Amrica doNorte. Isso significa que a devastao no depende s do tamanho do blido, mastambm do ngulo com que ele cai. Quanto mais de raspo for queda, maisdetritossolanadosnaatmosfera.

A cada ano, trinta rochas chegam por aqui. Desse total, doze atravessa a atmosferacom energia superior a 1.000 toneladas de explosivos. E pelo menos uma delas

grande o suficiente para produzir uma exploso de 15.000 toneladas de dinamite.A estatstica saiu de ultra-sensveis microfones. Eles captaram o estrondo dosmergulhoscsmicos,inaudvelparaosouvidoshumanos.

Cometas

Asterides:



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1- Os objetos de estudo da Astronomia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 01

2 - Descobrindo o Universo:Uma rpida histria da Astronomia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 02

3 - Viajando at os limites do Sistema Solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03

4 - Comparando tamanhos no nosso Universo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

5 - O simulador espacial Celestia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

6 - Asterides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 - Cometas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

8 - Curiosidades sobre o Sistema Solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

8SUMRIO



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curso astronomia semana da fisica apostila

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