Avanços da Astronomia
nos últimos 20 anos
Raul Celistrino Teixeira
Sistema
Solar
Vênus, Marte
• Motivação: Por que o
Planeta Terra tem um
aspecto tão diferente
de seus vizinhos?
• Quão especial é o
nosso planeta, por
conseguir abrigar água
líquida por tanto
tempo?
Vênus
• Já era conhecido como
um planeta muito
quente (T ~ 460ºC), por
ter uma atmosfera muito
densa (pressão 90 vezes
maior que a da
atmosfera terrestre)
• Muito CO2 em sua
atmosfera, o que
aumenta a temperatura
da atmosfera através do
chamado efeito estufa
Efeito Estufa
• Luz do Sol entra na
atmosfera
• Ao ser absorvida pela
Terra, ela é reemitida na
forma de raios
infravermelho, que são
barrados por certos
gases, como o CO2 e o
vapor d’água.
Vênus
• Supõe-se que, no início da
formação dos planetas,
Terra e Vênus tiveram a
mesma quantidade de
vapor d’água disponível,
pois a receberam do
impacto contínuo de
cometas e asteróides.
• Atmosferas também
tinham composição
parecida
• O que tornou, então, Vênus
tão diferente da Terra?
Vênus
• Missões enviadas ao
planeta, nos últimos 20
anos, para entender tal
fenômeno:
– Pioneer Venus, NASA
(1978-1992)
– Magellan, NASA (19891994), mapeamento da
superfície de Vênus,
resolução de 100 m
– Venus Express, ESA
(2005 - ), em órbita de
Vênus atualmente
Vênus
• Vênus apresentou
vulcanismo, tal como a
Terra apresenta –
Vulcanismo é responsável
pela emissão de CO2
continuamente à atmosfera,
e também quantidades de
água – evidências de
vulcanismo recente
• Na Terra, ao contrário de
Vênus, há um mecanismo
regulador natural da
quantidade de CO2 na
atmosfera, o ciclo carbonatosilicato
Ciclo Carbonato-silicato
• Na Terra, água
líquida tem função
de reguladora da
quantidade de
CO2. Em presença
dela, o CO2 reage
com substâncias do
solo, e é lavado ao
mar, onde é
soterrado e volta à
atmosfera
Vênus
• Devido à maior
proximidade com
o Sol, Vênus
recebeu mais
energia de nossa
estrela
• Nesse ambiente, a
água em forma de
vapor formou
nuvens a alturas
muito grandes, e
suas moléculas
foram quebradas
pela luz do Sol –
Hidrogênio, muito
leve, escapou,
impossibilitando a
formação de água
novamente.
• Sem mecanismo
regulador, CO2
tomou conta da
atmosfera
Marte
• Nos últimos 20 anos, várias sondas
orbitaram Marte, e alguns veículos
pousaram em sua superfície:
–
–
–
–
–
–
–
–
Phobos - Soviet missions to Mars (1988)
Mars Pathfinder - NASA lander and rover
to Mars (1996)
Mars Global Surveyor - NASA Mars
orbiter (1996)
Nozomi (Planet-B) - ISAS (Japan) orbiter to
Mars (1998)
2001 Mars Odyssey - NASA Orbiter
Mission to Mars (2001)
Mars Express - ESA Mars Orbiter and
Lander (2003)
Mars Exploration Rovers - Two NASA
Rovers to Mars (2003)
Mars Reconnaissance Orbiter, NASA.
Orbitador (2005)
Marte
• Questão
principal: há
água em marte?
• Descoberta água
congelada
misturada no
solo marciano
• Calotas polares
marcianas com
mais água
congelada do
que gelo seco
Marte
• Marte é menor que a Terra, e está a uma maior
distância do Sol – Já é um planeta frio, não apresenta
mais vulcanismo
• Atmosfera tênue, baixas
temperaturas, não comporta
mais água líquida na
superfície, a não ser em
situações atípicas
Marte
• Questões ainda não
respondidas:
– Marte chegou a ter
um ciclo regulador
carbonato-silicato,
de modo a manter
água líquida em sua
superfície?
– Se sim, por quanto
tempo? Há quanto
tempo Marte deixou
de apresentar água
líquida em sua
superfície?
Zona de habitabilidade
• Discussão sobre a
manutenção de água
líquida na superfície de
um planeta leva à
discussão sobre qual a
zona de habitabilidade
para uma estrela
• Para o Sistema Solar,
seguramente após
Vênus, e até Marte, ou
antes ainda desse
planeta
• Uma pequena diferença
em nossa órbita mudaria
muito o clima?
Júpiter e Saturno
• Galileo – Orbitador de
Júpiter, lançado em
1989, operou de 1995 a
2003,
• Cassini – lançada em
1997, alcançou Saturno
em 2004, opera até hoje
• Estudo dos planetas e
de suas luas
Júpiter
• A sonda Galileo soltou uma
sonda atmosférica para
estudar a composição da
atmosfera de Júpiter em
função da altitude
• Sua composição indica
formação na mesma época
da formação do Sol – Ajuda
a entender a evolução do
Sistema Solar
• Velocidade dos ventos
indica também fonte de
energia interna, provinda
de contração gravitacional
Luas de
Júpiter - Io
• Descoberto
vulcanismo em
Io
• Efeito de maré,
causado por
Júpiter
Luas de Júpiter
- Europa
• Antes, a sonda
Voyager já sabia
ser Europa
coberta por uma
camada de gelo
• Galileo trouxe
imagens de alta
resolução da lua
– rachaduras,
fissuras na
superfície
• Pouca presença
de crateras,
superfície jovem
Luas de Júpiter Europa
• Análise de densidade da lua,
mais análise de impactos na
superfície sugerem ~ 20 Km para
a crosta congelada, mas ~ 100km
de água
• Possível presença de um imenso
oceano de água líquida abaixo da
superfície congelada!
• Explicaria as rachaduras e a
idade da superfície – movimentos
convectivos no oceano
Titan – Lua
de Saturno
•
Missão Cassini carregou
consigo uma sonda, Huygens,
que pousou em Titan e
realizou várias medidas
durante o pouso
•
Titan é uma lua de grande
interesse – Atmosfera muito
parecida com a da Terra
primordial (95% de nitrogênio,
metano, outros compostos
orgânicos), e muito extensa
(600 km, 10 vezes maior que a
da Terra)
Titan – Lua
de Saturno
• Huygens revelou
imagens do relevo
de Titan, abaixo das
nuvens que cobrem
o satélite
• Descoberta, pela
sonda Cassini, de
lagos de
hidrocarbonetos em
Titan (temperatura
muito baixa)
Dinâmica dos anéis dos
planetas gasosos
• Desde 1985, sabemos
que os 4 planetas
gasosos têm anéis,
mas pouco se sabia
sobre a origem, ou a
estabilidade destes
• Telescópio espacial
Hubble/ Cassini/
Galileo trouxeram
novas informações
sobre os anéis desses
planetas nos últimos
anos
Dinâmica dos anéis dos
planetas gasosos
• Interação luas – matéria dos anéis é complexa
– Troca contínua de matéria, luas alimentam anéis e roubam
matéria destes
– Ressonância – Luas estabilizam certos anéis e “limpam” outras
áreas da presença deles, a partir de interação gravitacional,
dependendo da relação entre os períodos de órbita
Dinâmica dos anéis dos planetas
gasosos
•
Efeitos de ressonância
também são importantes na
dinâmica de sistemas de
maior escala:
Determinação da órbita de
asteróides por Júpiter,
efeitos de ordem galáctica
•
Estudo desses sistemas nos
ajuda a entender os
sistemas maiores
Plutão
• Fevereiro de 2006:
Descobre-se mais 2
luas de Plutão
• Agosto de 2006:
Plutão deixa de ser
considerado um
planeta!
Cinturão de Kuiper
•
Década de 50: Kuiper propõe a
existência de um cinturão de
corpos menores, após a órbita de
Netuno, que explicaria a origem
de cometas de pequeno período.
Plutão seria um desses objetos
•
1992: 1º KBO (Objeto do
Cinturão de Kuiper) descoberto
pelo Mauna Kea, telescópio no
Havaí
•
Atualmente, conhece-se mais de
700 KBO’s.
Cinturão de Kuiper
•
2002: Descoberta de Quaoar, com metade
do diâmetro de Plutão (que tem 2300 km)
•
2004: Descoberta de Sedna, com diâmetro
entre 1000 e 1500 km
2003UB313 (Xena)
•
29/7/2005: NASA divulga nota para a imprensa: “Décimo planeta descoberto”
•
Corpo tem PELO MENOS o tamanho de Plutão, estimado em 1,5 vezes o
diâmetro deste
•
Distância atual do Sol: 97 UA
Afinal, o que é um planeta?
• Agosto de 2006: IAU decide,
por fim, quais são as
características necessárias
para um corpo ser
considerado um planeta:
–
–
–
–
Orbitar uma estrela;
Não ser uma estrela;
Ter formato esférico;
Ter massa suficiente prá
“limpar” sua vizinhança
• Plutão, portanto, não é mais
um planeta!
FIM
• Fontes principais de pesquisa / imagens:
– www.nasa.gov.br
– Revista Scientific American, Edição especial
nº 9, “Novas luzes sobre o Sistema Solar”.