Planetas Gigantes - Observatório do Valongo

Universidade Federal do Rio de Janeiro
Centro de Ciências Matemáticas e da Natureza
Observatório do Valongo
Semana dos Planetas Gigantes
2015
PLANETAS GIGANTES
Gustavo F. Porto de Mello
NOSSO SISTEMA SOLAR: AS ÓRBITAS PLANETÁRIAS
FORMAÇÃO PLANETÁRIA
AS DIFERENTES CLASSES DE PLANETAS
gigantes
de gás
rochosos
0,05 0,8 1,0
0,1
318
LINHA DE NEVE
95
gigantes
de gelo
14
17 massas terrestres
Plutão foi
rebaixado
para a
Segundona !
Um planeta é apenas uma ideia... A Natureza não se preocupa com
sistemas classificatórios e muito menos com definições!
ESTRUTURA DE UM PLANETA GIGANTE
Gigantes gasosos são
diferenciados, de dentro
para fora:
Núcleo metálico/
rochoso com gelos
“Sopa” de gelos sob
altíssima pressão
Hidrogênio (plasma) de
alta pressão
Hidrogênio metálico
Atmosfera
Exemplos no nosso Sistema Solar: Júpiter e Saturno
Tamanhos Relativos
Tamanhos Relativos
Distância ao Sol = 5.2 UA
Período Orbital = 11.9 anos
Visitado pelas sondas: Pioneer 10 e 11,
Voyager 1 e 2, Galileo e Cassini
Diâmetro = 142.800 km
(Terra: 12.740 km)
Período de Rotação = 9.9 horas
JÚPITER
Diâmetro de 11 vezes o da Terra
Massa 318 vezes maior que a da Terra
Um total de 67 satélites conhecidos
Os quatro satélites galileanos de Júpiter, descobertos por Galileu Galilei em 1609, são
facilmente visíveis mesmo em pequenos telescópios – e até em binóculos!
São os quatro maiores satélites de Júpiter. Sua sequência de distância orbital, de dentro
para fora é: Io, Europa, Ganimedes e Calisto
Ganimedes
Europa
Io
Calisto
Atmosfera de Júpiter
A composição da atmosfera
jupiteriana é completamente
dominada por hidrogênio e
hélio, muito semelhante à
composição do Sol
Outros compostos minoritários
são: metano, amônia, vapor
de água, etano e outros
Nuvens de hidrosulfeto
de amônia
Nuvens de cristais
de gelo de amônia
Temperatura no topo das
nuvens: -150 oC
Atmosfera de Júpiter
Júpiter é coberto por
nuvens de várias cores,
arranjadas em cinturões
escuros e zonas
brilhantes, paralelas ao
equador
Algumas tempestades
são duradouras, como a
Grande Mancha
Vermelha, que persiste
já por mais de 400 anos,
ou seja, desde o início da
observação telescópica
Satélites
Galileanos
Todos os satélites galileanos
são muito grandes e de
dimensões planetárias
Os dois maiores, Ganimedes e
Calisto, são maiores do que o
planeta Mercúrio!
São mundos muito diferentes
entre si, complexos e
diferenciados, com
personalidade própria!
Satélites Galileanos e outros bichos
Io
Io é o corpo vulcanicamente
mais ativo de todo o Sistema
Solar, por conta do violento
efeito de maré entre Júpiter,
Io, Europa e Ganimedes
Seu calor interno livrou-o de
boa parte da água e demais
voláteis, deixando a
superfície rica em enxofre
As cores das lavas
sulfurosas em Io indicam sua
temperatura: lavas quentes
são negras/vermelhas; as
frias são brancas/amarelas
um satélite vulcânico
Europa
um satélite congelado
É o menor dos galileanos
Tem a superfície totalmente
coberta de gelo, a maior
parte gelo de água
A superfície parece ser muito
jovem
Europa
Foto da Sonda Galileo
Europa: oceanos de água?
Ganimedes
um satélite congelado
É o maior dos
galileanos
Tem também a
superfície totalmente
coberta de gelo, a
maior parte gelo de
água
A superfície parece ser
parcialmente jovem…
Também pode possuir
um oceano
subsuperficial
Ganimedes
um satélite congelado
Exemplo de superfície com
evidência de reciclagem e menos
craterização em Ganimedes.
Calisto
O mais distante dos
galileanos, está fora dos
efeitos de maré entre
Júpiter e os demais
satélites
Não possui aquecimento
interno capaz de promover
atividade
Sua superfície é escuro,
extremamente antiga, e
com crateras
esbranquiçadas onde o
gelo foi exposto por
impactos de meteoritos
um satélite congelado
Famoso por seus enormes anéis
Distância ao Sol = 9.5 UA,
Período Orbital = 29.5 anos
Visitado pelas Pioneer 10 e 11,
Voyager 1 e 2 e Cassini
Diâmetro = 120.540 km
(Terra: 12.740 km)
Rotação = 10.1 horas
SATURNO
Diâmetro de 9 vezes o da Terra
Massa 95 vezes maior que a da Terra
Um total de 62 satélites conhecidos
Saturno e Titã
Saturno e Titã vistos em um telescópio amador modesto
Descobertos por Huygens (1659)
Anéis de
Saturno
Foto da Voyager II
Os anéis
possuem
várias
divisões e
uma
estrutura
bastante
complexa
Compostos por partículas de
gelo que orbitam Saturno,
independentemente. São
produto de uma lua que, no
passado, foi destruída por
forças de maré
Anéis de
Saturno
Os anéis se dispõe
no plano equatorial:
sua aparência
muda
drasticamente a
cada estação,
devido à
inclinação do eixo
de rotação do
planeta
Os anéis são muito estreitos − poucas dezenas de metros! − e
desaparecem por completo quando o planeta está de perfil para um
observador na Terra, o que ocorre a cada 15 anos mais ou menos
Atmosfera
de Saturno
É bem mais fria,
menos ativa e menos
colorida do que a de
Júpiter
Temperatura no topo das
nuvens: -180 oC
Ventos no equador
são mais intensos do
que aqueles em
Júpiter
Composição: 92% de
hidrogênio, 7% de
hélio, e mais metano,
amônia e traços de
etano
Nuvens de cristais
de gelo de amônia
Nuvens de hidrosulfeto
de amônia
O maior satélite de Saturno, tem quase
metade do tamanho da Terra, e uma
atmosfera mais densa que a terrestre, rica
em nitrogênio e hidrocarbonetos. Uma
densa névoa oculta completamente a
superfície do satélite à observação
Titã
Cassini
Huygens
Sonda Cassini-Huygens
Disco de Titã em trânsito sobre Saturno
Desde 2004 a missão
Cassini-Huygens
(NASA-ESA) explora
Saturno, a maior e mais
ambiciosa missão
espacial jamais lançada
na história da
exploração planetária
Titã
Imagem da sonda Huygens
Fragmentos de gelo de água
e neve de hidrocarbonetos
Por conta da densa atmosfera e baixas
temperaturas de -180 oC, suspeita-se que
existam regiões cobertas por lagos ou mesmo
oceanos de metano e etano
Titã poderia possuir um ciclo metanológico,
do mesmo modo que a Terra possui um ciclo
hidrológico: condensação, evaporação,
precipitação, etc
Imagem de radar
~15 cm
Lagos de hidrocarbonetos?
Titã: oceanos de água?
Experimentos gravimétricos da Cassini revelam partes do interior de
Titã como sendo não-sólidas. Interpretação: oceanos de água líquida
Cálculos sugerem a
existência de um
imenso oceano de
água acima de uma
camada de gelo de
alta pressão e
abaixo de uma
camada de gelo
normal
As medidas
sugerem que esse
oceano poderia ser
altamente salino
Encélado
Encélado:
a nova
fronteira
Pequeno satélite de
Saturno com 500 km de
diâmetro
Sem atmosfera e com a
superfície dominada por
gelo de água
Até 2006, não atraiu
praticamente nenhum tipo
de atenção...
Encélado e seus gêiseres de água
A análise espectroscópica revelou a presença de sais, poeira e
carbonatos nas plumas de água, fato que é melhor explicado
pela presença de água em grande quantidade
Encélado e seus gêiseres de água