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O Sistema Solar:
seus componentes e características
Roberto Ortiz ­ EACH/USP

Componentes do Sistema Solar:
● Sol: uma estrela.
● Planetas (e seus satélites):
– Telúricos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte)
– Gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno)
● Planetas anões (e seus satélites):
– Na região entre Marte e Júpiter (Ceres, Pallas, etc.)
– Na região além de Netuno (Eris, Plutão, Sedna, etc.)
● Corpos menores:
– Cometas (Halley, Encke, West, etc.)
– Demais corpos não­esféricos (Juno, Ida, Vesta, etc.)

O Sol
● Objeto central do Sistema Solar,
seu diâmetro equivale a 109
diâmetros terrestres.
● Ele é composto majoritariamente
por hidrogênio (73%) e hélio
(25%). Todos os demais
elementos químicos somados
perfazem 2% (em massa)
● O Sol gira em torno de seu eixo
em cerca de 25 dias.
● Suas características equivalem
às de uma “estrela média”.

● A fotosfera é a camada mais
evidente na região visível do
espectro.
● Sua cor é amarelada, o que
indica que sua temperatura é
de cerca de 5800 K (ou
5500 o C).
● Vista ao telescópio, apresenta
um aspecto granulado, devido
à convecção.
● Na fotosfera observa­se
também o escurecimento
centro­limbo.
A atmosfera solar

● A cromosfera é uma camada
imediatamente superior à
cromosfera.
● Sua cor espessura é de cerca
de 1,5 mil km. Sua densidade
equivale a apenas 10 –4 da
densidade da fotosfera.
● Sua temperatura varia entre
3800 e 35 mil K.
● As protuberâncias são um
fenômeno tipicamente
cromosférico.
A cromosfera
A cromosfera é visível durante os eclipses
solares como um círculo muito vermelho
em torno do disco solar.

● Acima da cromosfera
situa­se a “zona de
transição”.
● Acredita­se que o campo
magnético seja o
responsável pela
aceleração dos elétrons e
portanto do aquecimento
da atmosfera solar além
da zona de transição.
Além da cromosfera...

● Também chamada de corona
é a camada mais externa do
Sol.
● Sua temperatura varia entre 1
e 4 milhões de Kelvin, mas
sua densidade equivale a
apenas 10 –12 x a densidade
da fotosfera.
● Durante alguns períodos, a
corona pode se estender até
a vários raios solares.
A coroa solar

● Manchas solares:
Alguns fenômenos solares:
– Ocorrem na fotosfera. São regiões de temperatura mais baixa
(T=4500 K) do que a vizinhança (T=5800 K). Por isso as
manchas brilham menos e aparecem escuras vistas contra um
fundo brilhante.
● Protuberâncias solares:
– Ocorre na cromosfera. Gás ionizado (H, He e elétrons) é
lançado a grandes distâncias. A configuração do campo
magnético determina o aspecto das protuberâncias.
● Ciclo Solar:
– A atividade solar (ocorrência de manchas, ejeções de matéria,
protuberâncias, etc.) aumenta em intervalos cíclicos de 11
anos. A cada ciclo os pólos magnéticos solares se invertem.

Manchas Solares
Corona e protuberâncias solares
Protuberância

Planetas Telúricos
● Mercúrio, Vênus, Terra e Marte.
● Situados a uma distância de até 2 U.A. do Sol,
caracterizam­se por possuirem uma superfície sólida,
rochosa, semelhante à da Terra.
● Durante a época da formação do Sistema Solar, a matéria
volátil desses planetas foi perdida por sublimação.
Restaram átomos mais pesados, principalmente metálicos
(Fe, Al), silicatos, etc.
● Devido à enorme perda inicial de massa composta por
átomos leves ­ principalmente H e He ­ suas massas não
excedem à massa terrestre, tampouco seus diâmetros.

Alguns dados sobre os planetas telúricos:

● A Terra é o maior planeta telúrico do Sistema Solar
● A pequena massa implica em força gravitacional fraca.
Como resultado, eles geralmente possuem poucos ou
nenhum satélite.

● Os 4 planetas telúricos
possuem uma estrutura
geológica parecida: núcleo,
manto e crosta.
● O núcleo constitui apenas
cerca de 15% do volume
desses planetas e é
constituido de Fe e Ni.
● O manto ocupa mais de 80%
do volume do planeta e é
composto principalmente por
diversos tipos de silicatos e
óxidos de Mg.

Composição atmosférica dos
planetas telúricos:
Mercúrio:
não tem atmosfera
Vênus:
97% CO 2 , 3% N 2 , traços de SO 2 e Ar.
Terra:
78% N 2 , 21% O 2 , 0.9% Ar.
Marte:
95% CO 2 , 3% N 2 , 0.3% de CO, 0.1% O 2 .

Temperatura na superfície dos
planetas telúricos:
Mercúrio:
T = 170 o C
Vênus:
T = 460 o C
Terra:
T = 15 – 20 o C
(Lua: T = ­150 ­ +110 o C)
Marte:
T = ­90 ­ ­5 o C

Mercúrio

● A estrutura do planeta
Mercúrio é semelhante à dos
demais planetas telúricos.
● Estima­se que seu núcleo
tenha 1800 km de raio
(comparativamente maior que
o terrestre); seu manto 600 km
de espessura e sua crosta de
100 a 300 km.
● Enquanto seu núcleo é
extremamente rico em Fe, sua
crosta é bastante semelhante
à da Lua, com crateramento
severo e predominância de
rochas basálticas.

● A ausência de atmosfera (baixa gravidade aliada à alta
temperatura do planeta) favoreceu grandemente o
crateramento.
● Impactos de corpos menores do sistema solar no
passado, quando eram mais frequentes, salpicaram sua
superfície de crateras de impacto.

Vênus

Nuvens
● Popularmente denominado
“estrela d'Alva”, Vênus é sempre
avistado a uma elongação
máxima de 47 o do Sol.
● Visto ao telescópio, não se
distingue detalhe algum, pois
sua superfície está sempre
coberta de nuvens de SO 2
(embora o constituinte principal
de sua atmosfera seja o CO 2 ).

Missões não­tripuladas
● Diversas missões não­tripuladas
foram enviadas a Vênus: Venera
(Russia, 1961­1982), Mariner (EUA,
1962­1969), Pionner (EUA, 1978),
etc.
● A altíssima pressão atmosférica (90
atm no nível do solo) implodiu
quase todas as sondas espaciais
antes que elas tocassem o solo.
Mariner 2 (1962)

● Em 1975 as primeiras imagens
tomadas da superfície de Vênus
foram enviadas por duas sondas:
Venera 9 e 10.
● A temperatura medida foi de
cerca de 500 o C, muito mais alta
do que a de Mercúrio, devido ao
efeito estufa.
Venera 10 (lander)

A superfície de Vênus
Acima: imagem do solo venesiano (sonda Venera 13).

Solo:
● As amostras coletadas pelas sondas espaciais mostraram
que a superfície de Vênus é constituida principalmente de
rochas basálticas, semelhante às encontradas na Terra.
Imagem: sonda Venera 14

Marte

Solo
● A análise de amostras do solo feita pelas sondas
espaciais Viking, Spirit, Oportunity e Phoenix revelou que
a superfície marciana é composta principalmente por
basalto (tipo de rocha vulcânica).
● A cor avermelhada é causada pela presença de poeira de
óxido de Ferro.

● Existem diversos sítios
marcianos que
visivelmente sofreram
processo erosivo.
● As imagens obtidas pelas
sondas espaciais mostram
que o vento e a água (no
passado) contribuiram
fortemente para o
intemperismo.
● Hoje Marte deve abrigar
água somente em seu
subsolo.
Intemperismo

● O eixo de rotação de
Marte é inclinado 25 o com
relação à vertical do plano
de sua órbita.
● A grande quantidade de
CO 2 na atmosfera favorece
a formação de gelo nas
regiões polares, fenômeno
análogo ao terrestre.
Calotas polares

Planetas Gasosos

Planetas Gasosos
● Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.
● Situados a uma distância além de 4 U.A. do Sol,
caracterizam­se por possuirem uma superfície gasosa,
composta primariamente por H e He. A existência de
campo magnético indica a existência de um núcleo sólido
de Fe.
● Durante a época da formação do Sistema Solar, os gases
leves (H e He) foram preservados devido à baixa
temperatura e alta velocidade de escape.
● Devido a sua enorme massa a pressão sobre o núcleo
sólido é altíssima, mas este perfaz apenas uma pequena
parte do volume do planeta.

● Devido à grande distância
do Sol, os 4 planetas
gasosos possuem anéis,
semelhantes aos de
Saturno.
● Devido à sua grande
massa, eles mantém um
grande número de
satélites aprisionados em
seu campo gravitacional.

Alguns dados sobre os planetas gasosos:

Composição atmosférica dos
planetas gasosos:
Júpiter:
90% H, 10% He, 0.3% CH 4 , 0.03% NH 3
Saturno:
96% H, 3% He, 0.4% CH 4 , 0.01% NH 3 .
Urano:
83% H, 15% He, 2.3% CH 4 , .
Netuno:
80% H, 19% He, 1.5% CH 4 .

Temperatura na superfície dos
planetas gasosos:
Júpiter:
T = ­ 160 o C
Saturno:
T = ­ 190 o C
Urano:
T = ­ 220 o C
Netuno:
T = ­ 220 o C

Júpiter

● Diversas sondas espaciais
visitaram passaram
próximas a Júpiter:
Pionner (1973, 1974),
Voyager (1979), Cassini
(2000), etc.
● Elas realizaram medidas
do campo magnético e
tomaram imagens de
Júpiter, seus satélites e
anéis.

● Os 4 maiores satélites de
Júpiter podem ser vistos
da Terra através de um
pequeno telescópio.
Foram descobertos por
Galileu Galilei em 1609.
● Os anéis de Júpiter são
compostos por fragmentos
de rocha e gelo e não são
facilmente observáveis da
Terra.

● Em Io há um vulcão ativo,
cuja erupção foi observada
por várias sondas. Durante
as erupções há
derramamento de lava na
superfície do satélite.
● Io possui atmosfera
muitíssimo rarefeita
composta por SO 2 .

● Partículas oriundas do Sol (prótons e elétrons) viajam pelo
Sistema Solar.
● Ao se aproximarem de planetas com campo magnético,
são direcionadas em direção aos pólos magnéticos
desses.
● A colisão dessas partículas com os átomos da atmosfera
produzem um efeito luminoso: as auroras.
● Na imagem abaixo, aurora borealis em Júpiter.

Saturno

● Sua característica mais
marcante são seus anéis.
● Os anéis de Saturno são
pedaços de rocha e gelo
com dimensões entre
fração do milímetro até
vários metros.

Visão interna dos anéis (concepção artística)

● Titã é o maior satélite de
Saturno, maior que o planeta
Mercúrio.
● É visível da Terra através de um
pequeno telescópio.
● Sua superfície é relativamente
plana, com poucas crateras de
impacto.
● A sonda Cassini obteve imagens
de um lago de metano próximo
ao pólo.
Titã (cor natural)

● A atmosfera de Titã é
composta por 98% de N 2 ,
1.6% CH 4 e traços de
hidrocarbonetos.
● Além da Terra é a única
atmosfera composta
majoritariamente por N 2
no Sistema Solar.

Urano

● Urano possui anéis,
descobertos a partir de
observações feitas na Terra,
em 1977.
● Assim como os anéis de
Saturno, os anéis de Urano são
feitos de rocha e gelo de
diversos tamanhos.
● Em sua superfície podem ser
avistadas nuvens de metano e
outros hidrocarbonetos, assim
como em Júpiter e Saturno.

● Urano possui mais de 27 satélites.
● Eles são compostos por 50% de rocha e 50% de gelo,
possivelmente de NH 3 e CO 2 .

Netuno

● Muito semelhante a
Urano, Netuno tem cor
azulada graças à
presença de CH 4 .
● Também possui anéis e
mais de 13 satélites.
● Sua estrutura interna
deve incluir um pequeno
núcleo metálico e um
extenso manto de gelo.
Acima: a estrutura do planeta Netuno,
muito semelhante à de Urano.

Para saber mais:
● Astronomia & Astrofísica,
S.O. Kepler & Maria de
Fátima Saraiva, Cap. 14.