Planetas de sistema solar, características, origem, evolução

Ele sistema solar É um conjunto de planetas e objetos astronômicos ligados pela atração gravitacional produzida pela única estrela central: o sol. Nesse sistema planetário, existem uma infinidade de corpos menores, como luas, planetas anões, asteróides, meteoróides, centauros, cometas ou poeira cósmica.

O sistema solar tem 4568 milhões de anos e está localizado na Via Láctea. Se você começar a contar da órbita de Plutão, estima -se que ele mede 5.913.520.000 km, o equivalente a 39,5 Au.

figura 1. Os membros do sistema solar. Fonte: Wikimedia Commons.

O sistema planetário mais próximo conhecido é a Alfa Centauri, localizada cerca de 4,37 anos -luz (41,3 bilhões de quilômetros) do nosso sol. Por sua vez, a estrela mais próxima estaria perto de Centauri (provavelmente do sistema Alfa Centauri), localizado aproximadamente 4,22 anos -luz.

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Sol

O Sol é o objeto mais maciço e grande de todo o sistema solar, com nada menos que 2 x 10 ³⁰ kg e um diâmetro de 1.4 x 10 ⁶ km. Um milhão de terras se encaixam dentro.

A análise da luz solar mostra que esta enorme esfera é composta principalmente de hidrogênio e hélio, além de 2% de outros elementos mais pesados.

Dentro há um reator de fusão, que constantemente transforma o hidrogênio em hélio, produzindo a luz e o calor que irradia.

Provavelmente o sol e os outros membros do sistema solar se originaram ao mesmo tempo, pela condensação de uma nebulosa original da matéria, pelo menos 4 faz.600 milhões de anos. O assunto desta nebulosa pode vir da explosão de uma ou várias supernovas.

Embora o sol não seja a maior ou mais luminosa estrela, é a estrela mais importante para o planeta e o sistema solar. É uma estrela de tamanho médio, bastante estável e ainda jovem, localizado em um dos braços espirais da Via Láctea. Bastante comum em geral, mas sorte para a vida na terra. 

Figura 2. Estrutura solar. Kelvinsong [CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

Com sua poderosa força gravitacional, o sol possibilita a surpreendente variedade de cenários em cada um dos planetas do sistema solar, pois é a fonte de sua energia pela qual mantém a coesão de seus membros.

Quais planetas formam o sistema solar?

Ilustração do sistema solar; mostra o sol, planetas interiores, cinto de asteróides, planetas externos, plutão e uma pipa. Esta imagem não está em uma escala.

Existem 8 planetas no sistema solar, classificados em planetas interiores e planetas externos: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. 

Planetas interiores

Os planetas do interior são Mercúrio, Vênus, Land e Marte. Eles são planetas rochosos e pequenos, enquanto os planetas externos como Júpiter são gigantes gasosos. Essa diferença de densidade tem sua origem na maneira como a questão da nebulosa original foi condensada. Quanto mais longe do sol, a temperatura diminui e, portanto, o assunto pode formar diferentes compostos.

Nas proximidades do sol, onde a temperatura era maior, apenas elementos pesados ​​e compostos, como metais e silicatos, podiam lentamente condensar e formar partículas sólidas. Assim, surgiram os planetas densos: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte.

Planetas externos

Os planetas externos são Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Eles se formaram em regiões mais distantes, nas quais o assunto rapidamente se condensou no gelo. O rápido crescimento dessas acumulações de gelo deu origem a objetos de tamanho enorme. No entanto, dentro desses planetas gigantescos não são congelados, de fato irradiam uma grande quantidade de calor para o espaço.

A fronteira entre o interior e os planetas externos é o cinto de asteróides, restos de um planeta que não se formou por causa da enorme atração gravitacional de Júpiter, que os dispersou.

Plutão é um planeta do sistema solar?

Durante muito tempo, Plutão foi considerado um planeta até 2006, quando os astrônomos o designaram como um planeta anão por falta de domínio orbital, uma das características que um corpo Celest deve ter que ser considerado um planeta. 

Isso significa que em seu ambiente não deve haver outros corpos de tamanho semelhante e com gravidade semelhante. Não é o caso de Plutão, cujo tamanho é semelhante ao de sua lua encantadora e muito perto um do outro.

Principais características dos planetas

Os planetas orbitam ao redor do sol seguindo orbites elípticas, de acordo com as leis de Kepler. Essas órbitas estão todas em aproximadamente no mesmo plano, que é o plano da eclíptica, na qual o movimento da terra ao redor do sol toma.

Figura 3. Órbita dos planetas do sistema solar

De fato, quase todos os objetos no sistema solar são encontrados neste plano, com pequenas diferenças, exceto Plutão, cujo plano orbital é inclinado em 17º em relação à eclíptica.

- Mercúrio

Figura 5. Mercúrio. Fonte: NASA.

É um pequeno planeta, apenas maior que um terço da terra e o mais próximo do sol. Em sua superfície, formações rochosas semelhantes às da lua são apreciadas, como visto nas imagens. Eles são típicos Escarpes lobuladas que, de acordo com os astrônomos, eles são uma indicação de que o mercúrio está diminuindo.

Ele também tem outras características em comum com nosso satélite, por exemplo, a composição química, a presença de gelo nos pólos e um grande número de crateras de impacto.

Figura 4. Caloris Plain, uma das superfícies de impacto mais extensas do sistema solar. Nos Antipodes, há uma cordilheira que provavelmente foi formada pelas ondas de choque de impacto. Fonte: NASA através do SolarSystem.Panela.

Ocasionalmente, Mercúrio é visível da terra, muito baixo no horizonte, exatamente quando o sol se levanta ou muito cedo, antes do amanhecer.

Este pequeno planeta acoplou seu movimento de rotação e tradução ao redor do sol, graças às forças de maré tão chamadas. Essas forças tendem a reduzir a velocidade de rotação do planeta ao redor de seu eixo, até que a velocidade de tradução seja igual.

Tais acoplamentos não são raros entre os objetos do sistema solar. Por exemplo, a lua tem um movimento semelhante e sempre mostra o mesmo rosto para a terra, assim como Plutão e seu satélite Caronte.

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O acoplamento da maré é responsável pelas temperaturas extremas de Mercúrio, ao lado da atmosfera escassa do planeta. 

O rosto de mercúrio exposto ao sol tem temperaturas de pontuação, mas não é o planeta mais quente do sistema solar, mesmo que seja mais próximo da estrela do rei. Essa distinção é para Vênus, cuja superfície é coberta com um manto denso de nuvens que mantém calor dentro.

tabela 1. Mercúrio: características e movimento

- Vênus

Figura 6. Vênus. Fonte: Wikimedia Commons.

Em tamanho, massa e composição química, Vênus é muito semelhante à Terra, mas sua atmosfera densa impede que o calor escape. Este é o famoso efeito de estufa, cuja causa é devido que a temperatura da superfície de Vênus atinge 400 ° C, perto do ponto de fusão de chumbo.

A atmosfera de venusina é composta principalmente de dióxido de carbono e traços de outros gases, como oxigênio. A pressão atmosférica é cerca de 100 vezes maior que a terra e a distribuição de ventos rápidos é extremamente complexa.

Outro detalhe da atmosfera notável de Vênus é sua rotação ao redor do planeta, que leva cerca de 4 dias terrestres. Observe que a rotação do próprio planeta é extremamente lenta: um dia venusiano dura 243 dias da terra.

Em Vênus, o deutério é abundante, um isótopo de hidrogênio que se deve à falta de uma camada protetora de ozônio contra raios ultravioleta do sol. Hoje não há evidências de água, no entanto, ambos o deutério indica que Vênus poderia tê -la no passado.

Quanto à superfície como tal, os mapas de radar mostram acidentes geográficos, como montanhas, planícies e crateras, nas quais o basalto é abundante.

O vulcanismo é característico em Vênus, bem como a lenta rotação retrógrada. Somente Vênus e Urano giram na direção oposta dos outros planetas. 

A hipótese que se deve a uma colisão passada com outro objeto azul claro é tratado, mas outra possibilidade é que as marés atmosféricas causadas pelo sol modifiquem lentamente a rotação. Possivelmente as duas causas contribuíram igualmente para o movimento que o planeta agora tem.

mesa 2. Vênus: características e movimento

- A terra

Figura 7. A terra vista do espaço.

O terceiro planeta em proximidade com o sol é o único que abriga a vida, pelo menos até onde sabemos.

A Terra está a uma distância ideal para a vida proliferar e também possui uma camada protetora de ozônio, água líquida em abundância (até 75 % da superfície é coberta por esse elemento) e um intenso campo magnético de seu próprio. Sua rotação também é a mais rápida dos quatro planetas rochosos.

A atmosfera da Terra é composta de nitrogênio e oxigênio, com traços de outros gases. É estratificado, mas seus limites não são definidos: ele progressivamente diminui até que desapareça.

Outra característica importante da Terra é que ela possui tectônica de placa; portanto, suas experiências de superfície mudam continuamente (nos tempos geológicos, é claro). Portanto, as evidências de crateras que abundam nos outros planetas do sistema solar já foram apagados.

Isso dá à Terra uma grande variedade de cenários ambientais: montanhas, planícies e desertos, ao lado da abundância de água, tanto nos oceanos extensos quanto na água fresca na superfície e no subsolo.

Junto com a lua, seu satélite natural, forma uma dupla notável. O tamanho do nosso satélite é relativamente grande se comparado ao da terra e exerce uma influência notável sobre isso.

Para começar, a lua é responsável pelas marés, que exercem uma poderosa influência na vida terrestre. A lua está em rotação síncrona com o nosso planeta: seus períodos de rotação e tradução ao redor da terra são os mesmos, por isso sempre nos mostra o mesmo rosto.

Tabela 3. A Terra: Características e Movimento

- Marte

Figura 8. O planeta vermelho. Fonte: Wikimedia Commons.

Marte é um pouco menos que a terra e Vênus, mas maior que Mercúrio. Sua densidade superficial também é um pouco menor. Muito parecido com a Terra, os curiosos sempre acreditavam ver sinais de vida inteligente na estrela avermelhada.

Por exemplo, desde meados do século XIX, muitos observadores afirmaram ter visto "canais", linhas retas que atravessaram a superfície marciana e que culparam a presença de vida inteligente. Até mapas desses supostos canais foram criados. 

No entanto, as imagens da sonda marinheira demonstradas em meados dos sixties do século XX, que a superfície marciana é deserta e que os canais eram não existentes. 

Marte, a cor avermelhada é devido à abundância de óxidos de ferro na superfície. Quanto à sua atmosfera, é fino e consiste em dióxido de carbono em 95 %, com traços de outros elementos, como o argônio. Não há água ou vapor de oxigênio. Ete Last está formando compostos nas rochas.

Ao contrário da Terra, Marte não tem seu próprio campo magnético; portanto, as partículas de vento solar afetam diretamente a superfície pouco protegida pela atmosfera fina. 

Quanto à orografia, é variado e há indicações de que o planeta já teve água líquida. Uma das características mais notáveis ​​é o Monte Olympus, o maior vulcão conhecido no sistema solar até agora.

O Monte Olympus excede os maiores vulcões do mundo: tem o triplo alto que o Monte Everest e 100 vezes o volume do Mauna Loa, o maior vulcão de terra. Sem atividade tectônica e com baixa gravidade, a lava pode ser aquumulada para dar origem a essa estrutura colossal.

Tabela 4. Marte: características e movimento

- Júpiter

Figura 9. Júpiter e luas Galileia.

Sem dúvida, ele é o rei dos planetas para seu tamanho grande: seu diâmetro é 11 vezes maior que a Terra e também suas condições são muito mais extremas.

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Tem uma atmosfera rica franzida por ventos rápidos. A mancha vermelha bem conhecida de Júpiter é uma tempestade longa, com ventos de até 600 km/h.

Júpiter é gasoso, portanto, sob a atmosfera, não há terreno firme. O que acontece é que a atmosfera se torna mais densa à medida que a profundidade aumenta, até chegar a um ponto em que o gás é liquefeito. Portanto, é bastante amargo nos pólos, por causa da rotação.

Embora a maior parte do assunto que compõe Júpiter é hidrogênio e hélio -como o sol -na parte instantânea, ele tem um núcleo de elementos pesados ​​a uma alta temperatura. De fato, o gigante gasoso é uma fonte de radiação infravermelha, para que os astrônomos saibam que o interior é muito quente que o exterior. 

Júpiter também tem seu próprio campo magnético, 14 vezes mais intenso que a terra. Uma característica notável desse planeta é o grande número de satélites naturais que tem.

Devido ao seu tamanho enorme, é natural que sua gravidade tenha sido capaz de capturar muitos corpos rochosos que estavam certos em passar por suas proximidades. Mas também tem grandes luas, sendo a mais notável as quatro luas da Galileia: io, Europa, Calisto e Ganimedes, a última a maior das luas do sistema solar.

Essas grandes luas provavelmente se originaram ao mesmo tempo que Júpiter. Por direito próprio, eles são mundos fascinantes, já que neles existe uma presença de água, vulcanismo, clima extremo e magnetismo, entre outras características.

Tabela 5. Júpiter: características e movimento

- Saturno

Figura 10. Imagem de Saturno

Sem dúvida, o que mais atrai a atenção de Saturno é seu complexo sistema de anéis, descoberto por Galileu em 1609. Deve -se notar também que Christian Huygens foi o primeiro a realizar a estrutura anular, alguns anos depois, em 1659. Certamente o telescópio de Galileu não teve resolução suficiente.

Milhões de partículas de gelo compõem os anéis de Saturno, talvez restos de luas e cometas antigos que atingem o planeta -Saturno tem quase tantos quanto Júpiter-. 

Alguns satélites de Saturno, chamados Satélites de pastor, Eles são responsáveis ​​por manter a órbita livre e confinamento nos anéis em regiões bem definidas do plano equatorial planetário. O Equador do planeta é bastante pronunciado, sendo um esferóide muito achatado devido ao movimento de baixa densidade e rotação.

Saturno é tão leve que ele poderia flutuar em um oceano hipotético. Outra razão para a deformação do planeta é que a rotação não é constante, mas depende da latitude e de outras interações com seus satélites.

Quanto à sua estrutura interna, os dados coletados pelas missões Voyager, Cassini e Ulysses garantem que seja bastante semelhante ao de Júpiter, ou seja, um manto gasoso e um núcleo de elementos pesados ​​muito quentes.

As condições de temperatura e pressão possibilitam a formação de hidrogênio líquido metálico, para que o planeta tenha seu próprio campo magnético.

Para a superfície, o clima é extremo: as tempestades são abundantes, embora não tão persistentes quanto as do vizinho Júpiter.

Tabela 6. Saturno: características e movimento

- Urano

Figura 11. Vista do planeta de sorvete Urano. Fonte: Pixabay.com

Foi descoberto por William Herschel em 1781, que o descreveu como um pequeno ponto azul esverdeado em seu telescópio. No começo, ele pensou que era uma pipa, mas logo ele e outros astrônomos notaram que era um planeta, assim como Saturno e Júpiter.

O movimento Urano é bastante peculiar, sendo e rotação retrógrada, assim como Vênus. Além disso, o eixo de rotação é muito inclinado em relação ao plano de órbita: 97.9º, então praticamente quebrado.

Em seguida, as estações do planeta - reveladas através das imagens do Voyager - são bastante extremas, com invernos de 21 anos.

A cor azul de Urano é devido ao teor de metano de sua atmosfera, muito mais frio que o de Saturno ou Júpiter. Mas sobre sua estrutura interna é pouco conhecida. Tanto Urano quanto Netuno são considerados mundos de gelo, ou melhor, macios ou quase -líquidos.

Embora Urano não produz hidrogênio metálico devido à sua menor massa e pressão no interior, ele tem um campo magnético intenso, mais ou menos comparável ao terrestre.

Urano tem seu próprio sistema de anéis, embora não tão magnífico quanto o de Saturno. Eles são muito fracos e é por isso que não são facilmente observados da terra. Eles foram descobertos em 1977, graças à ocultação temporal do planeta para uma estrela, o que permitiu aos astrônomos ver sua estrutura pela primeira vez.

Como todos os planetas externos, Urano tem muitas luas. Os principais são Oberon, Titania, Umbriel, Ariel e Miranda, nomes tirados das obras de Alexander Pope e William Shakespeare. A água congelada foi detectada nessas luas.

Tabela 7. Urano: características e movimento

- Netuno

Figura 12. Imagem de Netuno tirada pela sonda Voyager 2. Fonte: Wikimedia Commons.

Nos limites do sistema solar está Netuno, o planeta mais longe do sol. Foi descoberto devido a não explicar distúrbios gravitacionais, o que fez a existência de um grande objeto ainda não descoberto. 

Os cálculos do astrônomo francês Urbain Jean Leverrier Final.

Visto da Terra, Netuno é um pequeno ponto azul esverdeado e, até muito tempo atrás, era muito pouco conhecido sobre sua estrutura. A missão Voyager forneceu novos dados no final dos anos 80.

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As imagens mostraram uma superfície com evidências de tempestades fortes e ventos rápidos, incluindo um grande ponto semelhante ao de Júpiter: The Great Dark Spot.

Netuno tem uma atmosfera rica em metano, bem como um sistema de anéis fracos, semelhante aos de Urano. Sua estrutura interna é composta por um córtex de gelo que cobre o núcleo metálico e tem seu próprio magnetismo.

Quanto às luas, cerca de 15 até o momento foram descobertas, mas pode haver outras, já que o planeta está muito distante e ainda é o menos estudado. Triton e Nereid são os principais, com Triton em órbita retrógrada e possuidor de uma fraca atmosfera de nitrogênio.

Tabela 8. Netuno: características e movimento

Outros objetos astronômicos

O sol e os grandes planetas são os membros mais velhos do sistema solar, mas existem outros objetos, menores, mas igualmente fascinantes.

Falamos sobre planetas anões, luas ou satélites dos principais planetas, cometas, asteróides e meteoróides. Cada um tem peculiaridades extremamente interessantes.

Pequenos planetas

Figura 13. Plutão. Fonte: Pixabay.com

No cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter, e além da órbita de Netuno, no cinto de Kuiper, existem muitos objetos que, de acordo com os critérios astronômicos, não entram na categoria de planetas.

Os mais proeminentes são:

- Ceres, no cinto de asteróides.

- Plutão, que anteriormente era considerado o nono principal planeta.

- Eris, descoberto em 2003 e maior que Plutão e mais longe do sol do que este.

- Makemake, no cinto de Kuiper e mais ou menos da metade de tamanho do que Plutão.

- Haumea, também no cinto de Kuiper. Tem elipsoidal acentuadamente.

Os critérios para distingui -los dos principais planetas são o tamanho e a atração gravitacional que eles possuem, ligados à sua massa. Para ser considerado planeta, um objeto deve girar ao redor do sol, além de ser mais ou menos esférico.

E sua gravidade deve ser alta o suficiente para absorver os outros corpos menores ao seu redor, como satélites ou como parte do planeta.

Como pelo menos os critérios gravitacionais não são atendidos para Ceres, Plutão e Eris, essa nova categoria foi criada para eles, que Plutão foi em 2006. No cinto distante de Kuiper, é possível que haja mais planetas anões como esses, mesmo sem detectar.

Luas

Como vimos, os principais planetas e até Plutão têm satélites que orbitam ao seu redor. Há mais de cem pertencentes aos planetas mais antigos, quase todos distribuídos nos planetas externos e três pertencentes aos planetas do interior: a Lua da Terra, e Phobos e De Mars.

Figura 14. A Lua da Terra. Fonte: Pixabay.com

Eles ainda podem ser mais luas para descobrir, especialmente nos planetas mais distantes do sol, como Netuno e outros gigantes de sorvete.

Suas formas são variadas, algumas são esferoidais e outras bastante irregulares. Os maiores foram provavelmente formados ao lado do pai do planeta, mas outros poderiam ser capturados pela gravidade. Existem até luas temporárias, que por algum motivo são capturadas pelo planeta, mas ao mesmo tempo elas são liberadas.

Outros corpos, além dos principais planetas, também têm luas. Estima -se que até agora existem cerca de 400 satélites naturais de todos os tipos.

Cometas

Figura 15. Halley Comet.

Os cometas são resíduos da nuvem de matéria que deu origem ao sistema solar. Eles são compostos de gelo, pedras e poeira e atualmente são encontrados nos arredores do sistema solar, embora ocasionalmente eles se aproximem do sol.

Existem três regiões distantes do sol, mas que ainda pertencem ao sistema solar os astrônomos acreditam que todos os cometas habitam: o cinto de Kuiper, o Oort Cloud e o disco disperso.

Asteróides, centauros e meteoróides

Asteróides são corpos rochosos de menor que um planeta anão ou um satélite. Quase todos são encontrados no cinto de asteróides que marcam a fronteira nos planetas rochosos e os refrigerantes.

Por sua parte, os centauros recebem esse nome porque compartilham características de asteróides e cometas, bem como seres mitológicos com o mesmo nome: meio humano e meio cavalos.

Descoberto em 1977, eles ainda não fotografaram, mas sabe -se que eles abundam entre as órbitas de Júpiter e Netuno.

Finalmente, um meteoróide é um fragmento de um objeto maior, como os descritos até agora. Eles podem ser tão pequenos quanto um torque da matéria -sem ser tão pequeno quanto um grão de poeira -cerca de 100 mícrons ou tão grande quanto 50 km de diâmetro.

Resumo das principais características do sistema solar

-Idade estimada: 4.6 bilhões de anos.
-Forma: Disco
-Localização: O braço de Orion na Via Láctea.
-Extensão: É relativo, pode -se considerar que é cerca de 10.000 unidades astronômicas*, para o centro da nuvem de Oort.
-Tipos de planetas: Terrestre (Rocky) e Joviano (refrigerante e sorvete)
-Outros objetos: satélites, planetas anões, asteróides.

*Uma unidade astronômica é equivalente a 150 milhões de quilômetros.

Figura 16. Escala do sistema solar em unidades astronômicas. Fonte: NASA.

Origem e evolução

Atualmente, a maioria dos cientistas acredita que a origem do sistema solar está nos restos de uma ou mais supernovas, das quais um gigantesco gás cósmico e nebulosa de poeira foram formados.

A gravidade foi responsável por aglomerar e desabar esse assunto, que dessa maneira começou a se tornar mais rápido e formar um álbum, em cujo centro o sol foi formado. Este processo é chamado de acréscimo.

Ao redor do sol permaneceu o disco de matéria restante, do qual os planetas e outros membros do sistema solar surgiram ao longo do tempo.

A partir da observação de sistemas estelares na formação de nossa própria galáxia, a Via Láctea e as simulações de computador, os cientistas têm evidências de que esses processos são relativamente comuns. As estrelas recém -formadas geralmente têm esses assuntos de matéria ao seu redor.

Essa teoria explica a maioria das descobertas feitas sobre o nosso sistema solar, sendo um sistema de uma estrela central única. No entanto, eu não explicaria completamente a formação de planetas em sistemas binários. E há, pois estima -se que 50% dos exoplanetas pertencem a sistemas com duas estrelas, sendo muito comum na galáxia.

Referências

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2. Carroll, b. Uma introdução à astrofísica moderna. 2º. Edição. Pearson.
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