Avanços da Astronomia nos últimos 20 anos

Avanços da Astronomia nos últimos 20 anos Sistema Solar Raul Celistrino Teixeira

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 (1989-1994), 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 carbonato-silicato

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 • Atmosfera tênue, baixas temperaturas, não comporta mais água líquida na superfície, a não ser em situações atípicas • Marte é menor que a Terra, e está a uma maior distância do Sol – Já é um planeta frio, não apresenta mais vulcanismo

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”.

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