A FORMAÇÃO DO SISTEMA

SOLAR

Daniela LazzaroObservatório Nacional Rio de Janeiro

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Teorias de formação

±50 em 300 anos

Descartes 1644 “turbilhões”

Buffon 1755 colisão com cometa

Kant 1765 nebulosa “primordial”

Laplace 1796 anéis concêntricos

Jeans-Jeffreys 1916 colisão com estrela

Safronov 1969 planetesimais

Cameron 1969 instabilidades

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O método científico

Formulação do problema

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O método científico

Formulação do problema

Obtenção de dados observacionais

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O método científico

Formulação do problema

Obtenção de dados observacionais

Elaboração do modelo

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O método científico

Formulação do problema

Obtenção de dados observacionais

Elaboração do modelo

Comprovação do modelo

novos dados previsões do modelo

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Como criar 9 corpos ?

Formulação do problema

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Como criar 9 corpos ?

quebrar algo grande juntar algo pequeno

Formulação do problema

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Como criar 9 corpos ?

quebrar algo grande juntar algo pequeno

Com que tipo de matéria ?

Formulação do problema

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Como criar 9 corpos ?

quebrar algo grande juntar algo pequeno

Com que tipo de matéria ?

estelar fria

Formulação do problema

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Como criar 9 corpos ?

quebrar algo grande juntar algo pequeno

Com que tipo de matéria ?

estelar fria

Em que momento ?

Formulação do problema

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Como criar 9 corpos ?

quebrar algo grande juntar algo pequeno

Com que tipo de matéria ?

estelar fria

Em que momento ?

congênitos capturados

Formulação do problema

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Dados: órbitas co-planares e circulares

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

17.170.24639.44Plutão

1.780.00930.06Netuno

0.770.04619.18Urano

2.500.0569.54Saturno

1.320.0485.20Júpiter

1.850.0931.52Marte

0.00.0171.00Terra

3.4 0.0070.72Vénus

7.00.2060.39Mercúrio

i (o)ea (UA)

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Dados: direção do movimento e rotação

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Dados: dimensões

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6,40,002Plutão

0,6617,2Netuno

-0,614,5Urano

0,4395,2Saturno

0,41317,9Júpiter

1,030,11Marte

11,00Terra

-2440,82Venus

550,06Mercúrio

27343.000Sol

Rotação(dias)

Massa(MT =

5,98 x 1024kg)

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0.0000001Poeira cósmica

0.0000020Asteróides

0.0000500Satélites e anéis

0.0400000Outros planetas

0.0500000Cometas

0.1000000Júpiter

99.8000000Sol

% Massa Total

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2NiNíquel

34FeFerro

2CaCálcio

4ArArgônio

19SEnxofre

38SiSilício

3AlAlumínio

40MgMagnésio

2NaSódio

98NeNeônio

690OOxigênio

87NNitrogênio

420CCarbono

68.000HeHélio

1.000.000HHidrogênio

No de átomos por milhão de átomos de H

Dados: composição química

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Composição solar

Direção de rotação

Órbitas co-planares

Datação radiativa: solidificação 4.55 x 106 anos

Vínculos Observacionais

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Composição solar nebulosa

Direção de rotação nebulosa em rotação

Órbitas co-planares

Datação radiativa: solidificação 4.55 x 106 anos

Vínculos Observacionais

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Composição solar nebulosa

Direção de rotação nebulosa em rotação

Órbitas co-planares disco

Datação radiativa: solidificação 4.55 x 106 anos

Vínculos Observacionais

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Colapso da nebulosa solar

Nebulosa contrae aumenta rotação (conservação momento angular)

Material dos polos cai rapidamente no centro formação de um disco

No centro corpo massivo e quente materiais sólidos volatilizados

Restante da nebulosa esfria planetesimais

No centro processos nucleares estrelaNo exterior processos de accreção planetas

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Nebulosa massiva, disco ~ 1MSol:(Cameron)

Instabilidades gravitacionais Proto-planetas gigantes gasosos

Nebulosa mínima, disco ~10-2MSol:(Safronov)

Condensação + accreção Planetesimais Planetas

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Nebulosa massiva, disco ~ 1MSol:(Cameron)

Instabilidades gravitacionais Proto-planetas gigantes gasosos

Nebulosa mínima, disco ~10-2MSol:(Safronov)

Condensação + accreção Planetesimais Planetas

Modelo padrão

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Nebulosa de Orion1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Proplyds em Orion 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

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β-Pictoris1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

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Previsões do modelo

Processo de formação estelar comum no universo

Existem muitos outros sistemas planetários

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Planetas Extra-solares

Estatística: ~130 “planetas” detectados 2 sistemas planetários em torno de pulsar 3 discos proto-planetários

Métodos de detecção: Perturbações gravitacionais

• Velocidades radiais, variação de posição, variação na distância

Imagem direta Ocultações (transitos) Lentes gravitacionais

Primeiro descoberto 1995

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Perturbação gravitacional

R = 696,000kmR J = 778,000kmR T = 449km 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

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Observa P determina VPL

Observa K = V∗ sin i

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Msini= 0.25MJ

a = 0.041 U.A.P = 3.024 de = 0

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nuvem

M∗ > 0.08M T ~ 107 K

Fusão Nuclear H-He

Estrela

T ~106 0.05 < M∗< 0.08

Lítio, Deutério

Anã Marrom

Definição de Planeta: 1) órbita em torno de uma estrela 2) processo de formação ≠ 3) MPL < 0.05 M ≈ 13 MJ

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Formação de “Hot-Jupiters”

quente demais condensação ?pouco material núcleo ~10 MT ?

pouco material tempo < 3 x 106 anos ?pouco gás gigante? altas excentricidades disco?

Diferente do “modelo padrão”

0.2 MJ < MPL sin i < 11 MJ 0.04 UA < aPL < 2.5 UA0 < ePL < 0.7

~70% aPL < 1 UA

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Fragmentação da nuvem protoestelar massas > 7 MJ

Fragmentação do disco aglutinação?

Migração planetária interação com disco de gássobrevivência?

Modelos propostos

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SistemaSolar

Sistemapulsar

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