atmosfera Ganimedes

Marte
Distância média do Sol: 228 milhões de km
Diâmetro equatorial: 6790 km
Massa: 0.107 massas terrestres
Gravidade: 3.78 m/s²
Densidade: 3950 kg/m³
Rotação: 1,03 dias (24h37min)
Translação: 1,88 anos
Satélites conhecidos: 2
Temperatura: -139 / +22 (°C)
Principais componentes da atmosfera: gás carbônico, nitrogênio, argônio
Superfície
• O aspecto mais curioso da superfície do planeta é a diferença entre o
hemisfério Norte baixo e suave e o hemisfério Sul com muitas crateras,
que é, em média, cerca de cinco quilômetros mais alto do que o norte.
Mapa topográfico obtido pela sonda Mars Global Surveyor. Note a presença
de elevações de mais de 10 milhas, isto é, 16 km. E também a presença de
depressões da mesma magnitude.
A superfície de Marte é povoada por vulcões, sendo o maior deles o Monte
Olympus, maior vulcão do sistema solar, com uma altura de 21287m.
Observados desde o século XIX pelo astrônomo Percival Lowell, Marte
possui várias formações rochosas parecidas com canais (Valles Marineris) ,
formados por processo erosivo, devido aos ventos, ou talvez, água. A
observação destes canais foi a primeira grande motivação para a crença
popular na existência de vida em Marte.
Interior
Apesar de não haver dados suficientes, sabe-se que Marte possui uma crosta
fina (dezenas de quilômetros), um manto espesso e um núcleo denso, numa
estrutura semelhante a da Terra. O limite máximo para a espessura do núcleo é
de 2000 km. A figura abaixo, obtida a partir dos dados da sonda Mars Global
Surveyor, mostra um pouco do comportamento do manto de Marte, sendo que
o vermelho indica uma maior atividade.
Atmosfera
Com cerca de 500 km de espessura, a atmosfera marciana é composta de:
•
•
•
•
•
•
dióxido de carbono (CO2): 95,32%
gás nitrogênio (N2): 2,7%
argônio (Ar): 1,6%
gás oxigênio (O2): 0,13%
água (H2O): 0,03%
neônio (Ne): 0,00025 %
A pequena porção de água contida no ar pode condensar, formando nuvens
que flutuam a uma grande altitude na atmosfera ou giram em volta dos
vulcões mais altos. Podem-se formar bancos de neblina matinal nos vales.
Há evidências de que no passado uma atmosfera mais densa pode ter
permitido que a água corresse no planeta. características físicas muito
parecidas com costas, gargantas, leitos de rios e ilhas sugerem que alguma vez
existiram grandes rios no planeta.
As tempestades de areia que ocorrem em Marte são de grande amplitude,
percorrendo todo o planeta. Estas, que eram observadas da Terra, desde
meados da década de 20, corroboravam a idéia de vida em Marte, com uma
flora ativa. Observações detalhadas, feitas pelo Hubble e por sondas in situ,
mostram um pouco da meteorologia marciana (azul = agitado) :
Satélites de Marte: Phobos e Deimos (do grego medo e pânico,
respectivamente)
• Foram descobertas em 1877 por Asaph Hall, porém Johannes Kepler já
previa a existência destas luas.
• São formadas basicamente por compostos de carbono, comuns em
asteróides. Assim, apresentam uma superfície bem escura, pouco
refletiva.
• Acredita-se que eram asteróides, provenientes do cinturão de asteróides
próximo a Marte, os quais fora aprisionados pelo campo gravitacional
marciano.
• Apresentam a superfície preenchida por crateras, sendo que devido as
dimensões das luas (Phobos = 13,5 km de diâmetro, deimos = 7,5 km),
não apresentam uma simetria esférica (vide aula 08).
Exploração de Marte
• Mariner (USA): A sonda Mariner 4 (1967) passou a 9200km da
superfície de Marte, fazendo um mapeamento fotográfico, além de
detectar a existência da atmosfera marciana. As sondas Mariner 6 e 7
(1969) passaram a menos de 3500km da superfície de Marte, e fizeram
estudos da química do planeta. Já a Mariner 9 fotografou as luas de
Marte, produzindo imagens de alta definição das mesmas.
• Mars (URSS): A sonda Mars 3 (1971) foi a primeira a pousar na
superfície de Marte. Enviou dados sobre a temperatura e composição da
superfície e da atmosfera.
• Viking (USA): As duas sondas Viking (1975) pousaram com grande
sucesso na superfície de dados, enviando uma enorme quantidade de
dados, os quais até hoje estão sendo analisados. Obtiveram imagens
nítidas e panorâmicas da superfície de Marte. Realizou também
experimentos biológicos na superfície do planeta, a procura de vida.
• Mars Global Surveyor (USA, 1996): Posta numa órbita elíptica em
torno de Marte, coletou dados acerca da composição, topografia,
morfologia, campo magnético e clima.
• Mars Pathfinder (USA, 1997): Além de pousar na superfície de Marte,
levou consigo um robô, o Sojouner, o qual andou pela superfície do
planeta, realizando mais de 15 análises químicas das rochas que
encontrava. Retornou 16550 imagens da superfície do planeta.
• Mars Odyssey (USA, 2001): Está, neste momento, orbitando Marte,
coletando dados acerca de sua atmosfera, do clima e do controle de
radiação necessário para uma missão tripulada.
Visão panorâmica de
Marte. Viking, 1976
O robô Sojouner, de
10,5 kg. Possuía
câmeras fotográficas,
antena de comunicação,
painéis solares e um
braço móvel para
realizar a análise
química de rochas.
Planetas Jovianos
• Concentram cerca de 93% da massa planetária
do sistema solar.
• Apresentam anéis e uma vasta coleção de
satélites.
• São predominantemente gasosos, apresentando
um núcleo metálico denso, com massa superior
a de 10 Terras (para Júpiter). A pressão, chega a
1 milhão de atmosferas e a temperatura de 6000K (também para
Júpiter).
Nova hipótese para a formação dos planetas gigantes (Science,2002):
Vemos aqui simulações que exibem estágios da evolução do sistema solar,
com uma diferença entre os mesmos da ordem de 300 anos. Como pode-se
notar, são necessários menos de 1000 anos para que se formem os planetas
jovianos. Esta formação rápida se deve a “flutuações” gravitacionais do disco
primordial, o que equivale a diferenças de densidade de uma região a outra.
Com o resfriamento do disco, estas diferenças são amplificadas, favorecendo a
formação dos planetas jovianos. Processo semelhante, como veremos, é o que
forma as galáxias.
Isto explica porque estes planetas estão se mostrando comuns, visto que todos
os sistemas extra-solares descobertos apresentam de dois a cinco destes
planetas.
A hipótese anterior, insatisfatória, previa que estes planetas eram raros, em
comparação com os telúricos, e de formação lenta. Pois necessitava da
formação do núcleo denso, que iria, com o passar dos anos, acumulando
matéria gasosa ao seu redor. O problema é que nos primeiros milênios do
sistema solar, toda a matéria gasosa é consumida, o que impossibilitava o seu
agregamento em torno de um planeta inicialmente telúrico.
Júpiter
• Distância média do Sol: 778 milhões de km
• Diâmetro equatorial: 143000 km
• Massa: 318 massas terrestres - Júpiter é o
maior planeta do sistema solar, concentrando
mais massa que todos os outros planetas juntos.
• Gravidade: 22,9 m/s²
• Densidade: 1310 kg/m³
• Rotação: 0,409 dias
• Translação: 11,9 anos
• Satélites conhecidos: 28 e 1 sistema de anéis (invisíveis da Terra)
• Temperatura: -150 (°C)
Atmosfera de Júpiter
• Composta, assim como o planeta, predominantemente de hidrogênio,
além de hélio e outros gases.
• Como visto na aula 08, Júpiter apresenta grandes faixas coloridas
dividindo as suas latitudes. A coloração destas faixas se deve ao
aumento ou redução relativa da abundância de elementos como o
fósforo.
• Cada faixa apresenta uma velocidade de rotação ligeiramente diferente
da outra, o que favorece a formação de turbulências (redemoinhos),
como é o caso da Grande Mancha Vermelha.
• A Grande Mancha Vermelha possui uma área cerca de duas vezes maior
que da superfície terrestre. Sendo que seus ventos atingem 150m/s na
direção contrária a da rotação do planeta. Por vezes, ela desaparece,
permanecendo apenas uma “baía” de redemoinhos que a envolvem. Seu
comportamento caótico ainda não foi modelado.
A Grande Mancha Vermelha
(esquerda) e a magnetosfera de
Júpiter, a qual se extende a cerca
de 30 vezes o raio do planeta
(circulo amarelo). Os círculos
pretos representam regiões onde
grande quantidade de matéria,
expelida por Io se encontra
aprisionada.
Magnetosfera
• Júpiter possui um intenso campo magnético, resultante do efeito dínamo
presente em seu núcleo. Assim, ele possui uma magnetosfera que se
estende por 7 milhões de quilômetros, na direção do sol, e com uma
cauda de 750 milhões de quilômetros (já se aproximando da órbita de
Saturno).
• As auroras são intensas nos pólos do planeta.
Satélites de Júpiter
Os quatro maiores foram observados inicialmente em 1609, por Galileo, o
qual as chamou de Io, Europa, Ganimede e Callisto. Com o passar dos
séculos, outras 12 foram observadas, formando então um grupo de 16.
Recentemente, a partir de dados das sondas Voyager, outras 12 foram
encontradas, formando então um conjunto de 28 luas. São elas:
#
Radius
(km)
Mass
(kg)
Distance
(km)
Discover
Date
Metis
XVI
20
9.56e+16
127,969
S. Synnott
1979
Adrastea
XV
12.5x10x7.5
1.91e+16
128,971
Jewitt-Danielson
1979
Amalthea
V
135x84x75
7.17e+18
181,300
E. Barnard
1892
XIV
55x45
7.77e+17
221,895
S. Synnott
1979
Io
I
1,815
8.94e+22
421,600
Marius-Galileo
1610
Europa
II
1,569
4.80e+22
670,900
Marius-Galileo
1610
Ganymede
III
2,631
1.48e+23
1,070,000
Marius-Galileo
1610
Callisto
IV
2,400
1.08e+23
1,883,000
Marius-Galileo
1610
4
?
7,435,000
Sheppard et al
2000
XIII
8
5.68e+15
11,094,000
C. Kowal
1974
Himalia
VI
93
9.56e+18
11,480,000
C. Perrine
1904
Lysithea
X
18
7.77e+16
11,720,000
S. Nicholson
1938
VII
38
7.77e+17
11,737,000
C. Perrine
1905
S/2000 J11
2
?
12,654,000
Sheppard et al
2000
S/2000 J10
1.9
?
20,375,000
Sheppard et al
2000
S/2000 J3
2.6
?
20.733,000
Sheppard et al
2000
S/2000 J5
2.2
?
21,019,000
Sheppard et al
2000
Moon
Thebe
S/1975 J1
S/2000 J1
Leda
Elara
S/2000 J7
3.4
?
21,162,000
Sheppard et al
2000
15
3.82e+16
21,200,000
S. Nicholson
1951
S/2000 J9
2.5
?
21,734,000
Sheppard et al
2000
S/2000 J4
1.6
?
21,948,000
Sheppard et al
2000
20
9.56e+16
22,600,000
S. Nicholson
1938
1.9
?
22,806,000
Sheppard et al
2000
25
1.91e+17
23,500,000
P. Melotte
1908
2.7
?
23,521,000
Sheppard et al
2000
18
7.77e+16
23,700,000
S. Nicholson
1914
S/2000 J2
2.6
?
24,164,000
Sheppard et al
2000
S/1999 J1
1999 UX18
2.4
?
24,296,,000
Spacewatch
1999
Ananke
Carme
XII
XI
S/2000 J6
Pasiphae
VIII
S/2000 J8
Sinope
IX
Temos aqui uma fotografia da superfície da lua Europa (esquerda), composta
principalmente de gelo, e também uma fotografia da lua Io (direita), exibindo
seus inúmeros vulcões.
Saturno
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Distância média do Sol: 1430 milhões de km
Diâmetro equatorial: 120000 km
Massa: 95,1 massas terrestres
Gravidade: 9,05 m/s²
Densidade: 704 kg/m³
Rotação: 10h39min
Translação: 29,5 anos
Satélites conhecidos: 30 e anéis
Temperatura: -139/-185 (°C) (atmosfera)
Fotografia infravermelho em falsa cor
de Saturno. Note a presença de
diferentes faixas na atmosfera, como
ocorre com Júpiter. A cor mais azulada
exibe regiões mais quentes.
• Possui uma atmosfera bem semelhante a de Júpiter, no entanto os seus
ventos são bens mais velozes que deste último, chegando a cerca de
1800km/h. Esta velocidade decresce a medida que a latitude aumenta,
sendo que próximo aos pólos temos turbulências.
• O planeta também apresenta uma intensa magnetosfera, apresentando
inclusive uma espessa ionosfera, a qual foi detectada pela Voyager.
Suas auroras também são muito brilhantes.
Anéis
• Como todo anel, sua origem se deve provavelmente a
destruição de uma Lua que ultrapassou o limite de
Roche (vide aula de forças de maré). Possuem mais de
100 estruturas concêntricas, conforme pode ser vista
na foto ao lado, obtida pela Voyager.
• Os anéis estão organizados em 3 zonas denominadas
A, B e C, sendo que:
• Os anéis A e B são mais brilhantes. A divisão Encke
divide o anel A. A separação mais notável, vide ao lado, é a que separa
A e B. Ela existe devido a Falha de Kirkwood.
Satélites de Saturno
• Possuem uma densidade maior que 2g/cm2, o que mostra que são
compostos de 30 a 40% por rochas, e 60% por água congelada.
• Possuem, em sua maior parte, um Albedo visual de cerca de 60 a 90 %,
sendo que apenas os quatro satélites mais distantes possuem albedo
muito menor, cerca de 2%, o que indicam que se assemelham muito a
asteróides.
#
Radius
(km)
Mass
(kg)
Distance
(km)
Discoverer
Date
Pan
XVIII
9.655
?
133,583
M. Showalter
1990
Atlas
XV
20x15
?
137,640
R. Terrile
1980
139,350
S. Collins
1980
Moon
Prometheus XVI 72.5x42.5x32.5 2.7e+17
XVII
57x42x31
2.2e+17
141,700
S. Collins
1980
Epimetheus
XI
72x54x49
5.6e+17
151,422
R. Walker
1966
Janus
X
98x96x75
2.01e+18 151,472
A. Dollfus
1966
Mimas
I
196
3.80e+19 185,520
W. Herschel
1789
Enceladus
II
250
8.40e+19 238,020
W. Herschel
1789
Tethys
III
530
7.55e+20 294,660
G. Cassini
1684
Telesto
XIII
17x14x13
?
294,660
B. Smith
1980
Calypso
XIV
17x11x11
?
294,660
B. Smith
1980
Dione
IV
560
G. Cassini
1684
Helene
XII
18x16x15
Laques-Lecacheux
1980
Rhea
V
765
2.49e+21 527,040
G. Cassini
1672
Titan
VI
2,575
1.35e+23 1,221,850
C. Huygens
1655
Hyperion
VII
W. Bond
1848
Iapetus
VIII
730
1.88e+21 3,561,300
G. Cassini
1671
Phoebe
IX
110
4.0e+18 12,952,000
W. Pickering
1898
Pandora
1.05e+21 377,400
?
377,400
205x130x110 1.77e+19 1,481,000
S/2000 S5
7
?
11,365,000
B. Gladman
2000
S/2000 S6
5
?
11,440,000
J.J. Kavelaars, B.
Gladman
2000
S/2000 S2
9.5
?
15,199,000
B. Gladman
2000
S/2000 S8
3.2
?
15,645,000
J.J. Kavelaars, B.
Gladman
2000
S/2000 S11
13
?
16,392,000 M. Holman, T.B. Spahr 2000
S/2000 S10
4.3
?
17,611,000
J.J. Kavelaars, B.
2000
Gladman
S/2000 S3
16
?
18,160,000
B. Gladman, J.J.
Kavelaars
2000
S/2000 S4
6.5
?
18,239,000
J.J. Kavelaars, B.
Gladman
2000
S/2000 S9
2.8
?
18,709,000
B. Gladman, J.J.
Kavelaars
2000
S/2000 S12
2.8
?
19.470,000
B. Gladman, J.J.
Kavelaars
2000
S/2000 S7
2.8
?
20,470,000
B. Gladman, J.J.
Kavelaars
2000
S/2000 S1
8
?
23,096,000
B. Gladman
2000
Destes todos, o mais interessante é Titã, por ser o segundo maior satélite do
sistema solar (menor apenas que Ganimedes, de Júpiter), e possuir uma
atmosfera rica em nitrogênio e compostos de carbono, o que se assemelha
muito ao que era a Terra em seus primórdios.
Urano
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Descoberto por Sir William Herschel em 1781.
Distância média do Sol: 2870 milhões de km
Diâmetro equatorial: 51.800 km
Massa: 14,5 massas terrestres
Gravidade: 7,77 m/s²
Densidade: 1210 kg/m³
Rotação: -17h18min
Translação: 84 anos
Satélites conhecidos: 22 e anéis
Temperatura: -215/-193 (°C) (atmosfera)
Principais componentes da atmosfera: Hidrogênio, Hélio e Metano
Urano em infravermelho. A
cor vermelha indica uma
maior temperatura. Note a
posição do eixo de rotação e
dos anéis. Note também
como transladam, em torno
do planeta, suas luas.
• Como principal característica, temos que o eixo de rotação de Urano é
bastante inclinado, quase 90o. Isto se deve, provavelmente, a uma
colisão com outro planeta, ainda durante a formação dos mesmos. Isto
tem como conseqüência o fato de um pólo está sempre voltado ao Sol,
enquanto o outro se manter na escuridão.
• O eixo do campo magnético faz 60o com o eixo de rotação, havendo
assim uma magnetosfera de geometria bem peculiar, a qual infelizmente
ainda não foi mapeada.
• Possui 9 anéis principais
• A atmosfera de Urano apresenta ventos de 40 a 160 m/s aumentando
conforme se aproxima do equador, sempre na direção de rotação do
planeta. No entanto, no equador existem ventos de até 100 m/s na
direção contrária a da rotação do planeta.
Satélites de Urano
#
Radius
(km)
Mass
(kg)
Distance
(km)
Discoverer
Date
Cordelia
VI
13
?
49,750
Voyager 2
1986
Ophelia
VII
16
?
53,760
Voyager 2
1986
Bianca
VIII
22
?
59,160
Voyager 2
1986
Cressida
IX
33
?
61,770
Voyager 2
1986
Desdemona
X
29
?
62,660
Voyager 2
1986
Juliet
XI
42
?
64,360
Voyager 2
1986
Portia
XII
55
?
66,100
Voyager 2
1986
Rosalind
XIII
27
?
69,930
Voyager 2
1986
Belinda
XIV
34
?
75,260
Voyager 2
1986
1986U10
XVIII
40
?
75,000
Karkoschka
1999
XV
77
?
86,010
Voyager 2
1985
Miranda
V
235.8
6.33e+19
129,780
G. Kuiper
1948
Ariel
I
578.9
1.27e+21
191,240
W. Lassell
1851
Umbriel
II
584.7
1.27e+21
265,970
W. Lassell
1851
Titania
III
788.9
3.49e+21
435,840
W. Herschel
1787
Oberon
IV
761.4
3.03e+21
582,600
W. Herschel
1787
Caliban
XVI
49
?
7,169,000
Gladman
1997
Stephano
XX
10
?
7,948,000
Gladman
1999
Sycorax
XVII
95
?
12,213,000
Nicholson
1997
Prospero
XVIII
15
?
16,568,000
Holman
1999
Setebos
XIX
15
?
17,681,000
Kavelaars
1999
Moon
Puck
Netuno
• Descoberto por Johann Galle, 1846.
• Distância média do Sol: 4500 milhões
de km
• Diâmetro equatorial: 49.500 km
• Massa: 17,2 massas terrestres
• Gravidade: 11,0 m/s²
• Densidade: 1670 kg/m³
• Rotação: 16h17min
• Translação: 165 anos
• Satélites conhecidos: 8 e anéis
• Temperatura: -215/-193 (°C) (atmosfera)
• Principais componentes da atmosfera: Hidrogênio, Hélio e Metano
• Os dois terços internos de Netuno são compostos por uma mistura de
rocha fundida, água, amônia líquida e metano. O terço externo é uma
mistura de gases aquecidos compostos por hidrogênio, hélio, água e
metano. O metano dá a Netuno a sua cor de nuvem azul.
• Netuno é um planeta dinâmico com diversas manchas grandes e
escuras, lembrando as tempestades, tipo furacões, de Júpiter. A maior
mancha, conhecida por Grande Mancha Escura, tem aproximadamente
o tamanho da Terra e é semelhante à Grande Mancha Vermelha de
Júpiter
• Netuno tem um conjunto de quatro anéis que são estreitos e muito
fracos. Os anéis são constituídos por partículas de pó, que se pensava
terem surgido de pequenos meteoritos que se esmagaram nas luas de
Netuno. Vistos de telescópios terrestres, os anéis parecem ser arcos,
mas vistos da Voyager 2 os arcos surgem como manchas brilhantes ou
aglomerações no sistema de anéis.
• O campo magnético de Netuno, tal como o de Urano, tem uma
inclinação muito acentuada de 47 graus em relação ao eixo de rotação e
está deslocado de pelo menos 13,500 quilômetros do centro físico.
• Netuno irradia duas vezes mais energia do que recebe do Sol.
Satélites de Netuno
#
Radius
(km)
Mass
(kg)
Distance
(km)
Discoverer
Date
Naiad
III
29
?
48,000
Voyager 2
1989
Thalassa
IV
40
?
50,000
Voyager 2
1989
Despina
V
74
?
52,500
Voyager 2
1989
Galatea
VI
79
?
62,000
Voyager 2
1989
Larissa
VII
104x89
?
73,600
Voyager 2
1989
Proteus
VIII
200
?
117,600
Voyager 2
1989
Triton
I
1,350
2.14e+22
354,800
W. Lassell
1846
Nereid
II
170
?
5,513,400
G. Kuiper
1949
Moon
• Dentre estas, a mais conhecida é Triton, visto que foi fotografada pela
Voyager 2. Possui uma fina atmosfera, formada por nitrogênio, o qual,
devido a temperatura que é de –230oC, forma flocos e neva sobre a
superfície do satélite.
• É a única lua que translada no sentido contrário ao de rotação do seu
planeta.
• A foto abaixo mostra o pólo de Triton, o qual parece ser permeado por
geisers.