Sistema Solar:Planetas Externos

Emerson Penedoemersonpenedo42@gmail.com

Planetas externos, planetas Jovianos ou ainda gigantes gasosos, são os planetas do Sistema Solar com órbitas mais externas que a órbita de Marte estando mais afastados do Sol do que de Marte.

São eles: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

As distâncias médias desses planetas em relação ao Sol são: Júpiter: 5.2 UA / Saturno: 9.5 UA / Urano: 19,6 UA / Netuno: 30 UA

1 UA (unidade astronômica) é definida como a distância entre a Terra e o Sol e seu valor é aproximadamente 150.000.000 de km

Os planetas externos, ou Jovianos, ou gigantes gasosos possuem algumascaracterísticas que os diferenciam dos planetas internos:

- Estão a mais de 5UA do Sol;- Possuem altas massas (>14 M

terra);

- São grandes (diâmetros de 4 a 11 vezes o da Terra);- São compostos na maior parte de elementos leves como hidrogênio e hélio e um pouco de carbono, oxigênio, nitrogênio e enxofre;- Possuem densidades baixas (0,7 a 1,7 g/cm³);- A fonte de energia interna é a energia potencial gravitacional que faz com queos planetas se contraiam e o hélio desçapela atmosfera;- Não apresentam atividade sísmica/vulcânica;- Possuem muitos satélites;- Possuem anéis;- Rotação rápida;-Campos magnéticos fortes.

Os planetas externos também estão inclinados em relação a eclípitica.Teriam eles estações?

Energia interna

Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, tanto em diâmetro quanto em massa e é o quinto mais próximo do Sol.

É tão grande que, apesar de estar bem distante da Terra, é possível observá-lo a olho nu.

Seu nome foi dado pelos antigos romanos em homengem a Júpiter ,o deus do dia, também chamado de Jove (Jovis).

Júpiter: ficha técnica!

Distância do Sol: 5,2 UA (aprox. 778,4 milhões de Km)

Rotação: 9 horas e 54 minutos

Translação: 11,8 anos

Massa: 1,90×1027Kg (aprox. 318 massas da Terra)

Temperatura média: -148 ° C

Densidade média: 1,3 g/cm³

N° de satélites: 66

Estrutura Interna

Acredita-se que Júpiter seja composto de um núcleo denso (em marrom), envolto por hidrogênio metálico (em cinza) com algum hélio (em verde) seguido por uma atmosfera composta principalmente de hidrogênio (camada mais exterior e a que enxergamos ao observá-lo).

...Mas ainda existem dúvidas consideráveis sobre a estrutura interna do planeta.

Composição:71% de hidrogênio,24% de hélio e5% de outros elementos (CH4, H2, NH3, H2S, etc).

Atmosfera

Observando por um telescópio, é possível perceber que a superfície de Júpiter apresenta faixas coloridas. Elas se devem às nuvens da espessa atmosfera do planeta.

Essas faixas, em geral, apresen-tam diferentes pressões e velocidades das faixas vizinhas.Quando duas delas se encon-tram, temos a formação de tempestades.

Na superfície, observa-se também uma formação característica: a grande mancha vermelha.

A grande mancha vermelha é uma região de altas pressões atmosféricas, com nuvens mais altas e mais frias que as circundantes e abrangem uma superfície oval de 25 mil km de comprimento e 12 mil km de largura.

Atmosfera

É uma tempestade de grandes dimensões, com ventos de velocidades superiores a 500 km/h e que já dura pelo menos 300 anos.

Imagem em escala da Terra comparada a grande mancha vermelha.

Auroras em Júpiter.

Imagem capturada pela sonda New Horizons em 28 de fevereiro de 2007. No seu trajeto rumo a Plutão em em julho de 2015.

Lembrando que essa é uma superposição de imagens capturadas em diferentes comprimento de ondas.

Magnetismo

Júpiter possui um campo magnético 14 vezes mais forte que o da Terra. E assim como na Terra, as interações das partículas que atingem os polos da atmosfera de Júpiter com o seu campo magnético geram belas auroras.

Luas

Júpiter possui pelo menos 66 satélites. Destacam-se entre eles os 4 maiores, tendo sido descobertos por Galileu Galilei em 1610.

Os maiores satélites naturais de Júpiter (ou luas de Galileu). Da esquerda para a direita: Io, Europa, Ganimedes e Calisto.

Io

Geologicamente ativa e com superfície constantemente renovada por vulcanismo e forças de maré oriundas de Júpiter e das outras luas galileanas.

É mais ou menos do tamanho da Lua e leva 42 horas para transladar Júpiter.

Europa

Um pouco menor que a Lua, com translação de 3.5 dias. Devido à posição de sua órbita apresenta dificuldades em ser estudada.

Acredita-se ser recoberta de gelo e materiais claros. As linhas de rachadura se estendem até 3000km e possuem um aspecto que lembra algo que possui água por baixo. Acredita-se que Europa abriga um oceano de água abaixo da superfície.

Ganimedes

Ganimedes é o maior satélite natural do Sistema Solar com 78% do diâmetro de Marte (maior que Mercúrio). Também acredita-se que é recoberta de gelo e silicato graças ao estudo de seu espectro luminoso.

Solos escuros apresentam crateras e solos claros, vales.

Calisto

Quase do tamanho de Mercúrio. Também recoberta com gelo e materiais escuros.

Translação de pouco mais de 2 semanas. Possui crateras, resultado de superfície estável e impactos externos.

Luas

Todas formadas ao mesmo tempo que Júpiter, do mesmo material que formou a atmosfera.

O resto das luas são menores, acredita-se que podem ser asteroides capturados ou pedaços de um satélite maior que foi destruído.

Ressonância de 4:2:1 entre Io, Europa e Ganimedes.

Anéis de Júpiter

Júpiter possui um halo de poeira muito fino que vai de 100 a 122 mil km do seu centro e um sistema de três anéis.

O anel principal se estende de 122 a 129 mil km do centro do planeta, englobando a órbita de duas luas, Adrastéa e Metis, (que são as fontes de partículas do anel).

Os anéis de Júpiter são constituídos por uma poeira tão fina que seriam invisíveis para alguém que estivesse em seu interior.

Saturno é o sexto planeta a partir do Sol e o segundo maior do Sistema Solar atrás apenas de Júpiter.

Também é possível observá-lo a olho nu.

Saturno é o deus romano da agricultura. É pai de Júpiter e filho de Urano.

Saturno: ficha técnica!Distância do Sol: 9,5 UA (aprox. 1,4 bilhão de Km)

Rotação: 10 horas e 40 minutos

Translação: 29,4 anos

Massa: 5,68×1026Kg (aprox. 95 massas da Terra)

Temperatura média: -178 ° C

Densidade média: 0,67 g/cm³

N° de satélites: 61

A estrutura interna de Saturno é muito parecida com a de Júpiter, acredita-se que seja composto de um núcleo denso, envolto por hidrogênio metálico com algum hélio seguida por uma atmosfera composta principalmente de hidrogênio.

A grande diferença é que os ventos na superfície de Saturno podem atingir 1 800Km/h!

Estrutura Interna e Atmosfera

Composição:75% de hidrogênio,24% de hélio e1% de outros elementos.

Magnetismo

Saturno também apresenta um campo magnético forte, porém muito menor que o de Júpiter. E também há a presença de auroras nos polos devido os mesmos motivos.

Auroras em Saturno.

A imagem a direita foi capturada pelo telescópio Hubble e a imagem a abaixo pela sonda Cassini, ambas entre abril e maio de 2013

Saturno possui pelo menos 61 satélites, sendo o segundo planeta do Sistema Solar com o maior número de luas. Destacam-se entre elas Titã, a única lua do Sistema Solar com uma atmosfera importante e Encélado, pois assim como Titã apresenta água líquida a pouca profundidade da superfície com a emissão de vapor de água por gêiseres, além de possuírem uma atmosfera rica em metano, bem similar à da Terra primitiva.

Luas

Titã EncéladosComparação entre o tamanho

de Titã e de Saturno

Conheçam um titanês: http://www.astropt.org/2014/02/02/depoimento-de-um-habitante-de-tita/

(Leitura em casa)

Os anéis de Saturno são formados por fragmentos de rocha e de gelo.

Embora a nitidez e o brilho possam fazer pensar que contém uma grandequantidade de matéria, não é assim. São muito finos: têm 282 mil km dediâmetro e apenas 1 km de espessura.

Os anéis de Saturno foram descobertos pelo holandês Christiaan Huygens(1659), embora o primeiro a observar o planeta tenha sido Galileu.

O sistema de anéis

Da Terra, observam-se somente três grupos de anéis: A, B e C. Os anéis A e B são os mais visíveis e estão separados pelo espaço chamado dedivisão de Cassini.

Mas, a exploração do planeta revelou que, na realidade, o sistema é formado por um número muito superior de anéis. São, de fato, milhares.

Anéis de Saturno capturados pela sonda Cassini em dezembro de 2004, mostrando os diferente anéis e suas divisões.

O brilho dos anéis é devido ao reflexo da luz nos cristais de gelo. Sua estabilidade é garantida, em parte, pelos satélites pastores, que desempenham complexas relações de equilíbrio. Mimas, por exemplo, é responsável pela falta de matéria na divisão de Cassini, e Pan, pela divisão de Encke.

A origem dos anéis não está plenamente esclarecida: caso tenham sido formados junto ao planeta não são um sistema estável e o material precisará ser reposto periodicamente, ou desaparecerão um dia.

Urano é o sexto planeta a partir do Sol e o terceiro maior do Sistema Solar atrás de Júpiter e Saturno.

Urano é o deus romano do céu. É pai Saturno e avô de Júpiter

Urano: ficha técnica!Distância do Sol: 19,2 UA (aprox. 2,8 bilhões de Km)

Rotação: 17 horas e 14 minutos

Translação: 84 anos

Massa: 8,68×1025Kg (aprox. 14,5 massas da Terra)

Temperatura média: -216 ° C

Densidade média: 1,27 g/cm³

N° de satélites: 27

Estrutura Interna e AtmosferaO interior não possui a camada de hidrogênio metálico líquida como Júpiter e Saturno. A superfície é formada pela camada externa da atmosfera e suas nuvens só são percebidas se fotografias forem tratadas com intensificação de cores.

Composição da atmosfera:83% de hidrogênio,15% de hélio e2% de outros elementos.

Urano também apresenta um campo magnético forte, porém não muito maior que o da Terra. Há a presença de auroras nos polos devido os mesmos motivos.

Magnetismo e a presença de Anéis

Também é possível ver na imagem ao lado a presença de anéis ao redor de Urano, porém eles são bem escuros e difíceis de observar.

Luas

Urano possui pelo menos 27 satélites naturais. Todos receberam nomes de personagens das obras de William Shakespeare e Alexander Pope. Os cinco principais são Miranda, Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon.Titânia é o maior dos satélites, porém seu raio é menor que a metade do raio da Lua.

Netuno é o oitavo planeta a partir do Sol e o quarto maior do Sistema Solar.

Netuno é o deus romano do mar. É filho de Saturno e irmão de Júpiter e Plutão.

Netuno: ficha técnica!Distância do Sol: 30,1 UA (aprox. 4,5 bilhões de Km)

Rotação: 16 horas e 07 minutos

Translação: 164 anos

Massa: 1,02×1026Kg (aprox. 17,1 massas da Terra)

Temperatura média: -220 ° C

Densidade média: 1,64 g/cm³

N° de satélites: 13

Estrutura Interna e AtmosferaA composição de Netuno é semelhante a de Urano. Porém ao contrário deste, algumas formações interessantes podem ser percebidas na superfície de Netuno, como a grande mancha negra no hemisfério sul. Uma zona de tormentas similar à mancha de Júpiter, com ventos de mais de 1000 Km/h. Apesar de haver regiões onde os ventos atingem 2000Km/h!

Composição da atmosfera:80% de hidrogênio,19% de hélio e1% de outros elementos.

Nas últimas fotos enviadas pelo Telescópio espacial Hubble percebe-se que a grande mancha negra desapareceu.Outro ponto a respeito da atmosfera de Netuno que vale destacar é a variação sazonal da radiação solar recebida nos hemisférios assim como ocorre na Terra, a diferença é que as estações em Netuno duram cerca de 41 anos.

À esquerda, a grande mancha negra de Netuno. À direita a sua variação sazonal de 1996 a 2002.

Observação: Acredita-se que Urano, também apresente estações como Netuno. Porém Júpiter e Saturno, como discutimos no início do aula, não tem variação significativa de estações.

Magnetismo e a presença de Anéis

O campo magnético de Netuno é muito parecido com o de Urano.

Seus satélites são formados por partículas de poeira escuras, possivelmente formadas por gelo de metano, porém são muito instáveis, com o passar do tempo observa-se a diminuição dessas partículas e consequentemente o desaparecimento desses anéis.

LuasNetuno possui pelo menos 13 luas. Proteu (à esquerda) é a segunda maior lua de Netuno, possui um raio de 209Km. Tritão (à direita), a maior de todas as luas de Netuno, possui um raio de 1350 Km e apresenta gêiseres de nitrogênio líquido emanados de sua superfície gelada. Esta descoberta mudou o conceito clássico de vulcanismo que, até então, supôs que os corpos gelados não seriam geologicamente ativos. Tritão demonstrou que para que haja atividade geológica basta meios fluidos, rocha fundida, nitrogênio ou água.

Critérios para definição de planetaA União Astronômica Internacional definiu em 24 de agosto de 2006 que um planeta é um corpo celeste que:a) está em órbita do Sol;b) tem forma determinada pelo equilíbrio hidrostático (arredondada) resultante do fato de que sua força de gravidade supera as forças de coesão dos materiais que o constituem;c) é um objeto de dimensão predominante entre os objetos que se encontram em órbitas vizinhas.

Dessa definição resulta que o Sistema Solar possui apenas oito planetas conhecidos: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Plutão perde o status de planeta que lhe havia sido atribuído por ocasião de sua descoberta como resultado de uma errônea avaliação de suas reais dimensões.

O planeta anão Plutão

A resolução aprovada refere-se apenas os planetas do nosso Sistema Solar. Para se aplicar aos planetas que tem sido descobertos ao redor de outras estrelas, os chamados exoplanetas, um item adicional seria necessário: que não exista um processo nuclear de geração de energia no seu interior.

Obrigado!

Próxima aula – 09/05 – Sistema Solar: Asteroides, Cometas, etc.

Baseei essa aula nas aulas dos antigos professores do projeto Paulo e Francisco, cujo agradecimento deixo aqui registrado.

Deixo como bibliografia principal dessa aula o site Wikipédia. Basta entrar em ‘pt.wikipedia.org’ e digitar o nome desses planetas no campo ‘Pesquisa’. E também o seguinte link (em inglês): http://ronyerby.com/ss/Outer.html

No centro é possível ver Plutão e sua lua Caronte (que serão abordados em detalhes na próxima aula). A imagem é da sonda New Horizons e foi tirada em 09 de Abril

desse ano. Acompanhem a nossa página do Facebook para mais atualizações!