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4.   O Novo Sistema Solar


Cinturão de Asteróides

Cinturão de Kuiper

Nuvem de Oort

  No dia 24/08/2006 a União Astronômica Internacional (International Astronomical Union, IAU) tirou Plutão da lista dos planetas do Sistema Solar, que agora passa a ter apenas oito. Plutão foi incluído em uma nova classe : os planetas anões.
  A nova categoria foi criada para resolver o problema do número crescente de corpos celestes de tamanho comparável a Plutão que vem sendo descobertos. Um Sistema Solar com trinta ou mais planetas não seria muito assimilável nos colégios. Agora, para ser considerado um planeta, o corpo celeste deve preencher três requisitos :

  1 – Estar em órbita de uma estrela.
  2 – Ser grande o suficiente para que sua gravidade o faça ter uma forma arredondada.
  3 – Sua massa deve ser maior que a massa somada de todos os outros objetos com órbitas próximas à sua.

  Plutão não atende ao terceiro requisito, pois sua órbita cruza a do gigante Netuno. Vejamos então uma breve descrição do quadro mais recente :

Planetas Interiores : Mercúrio, Vênus, Terra e Marte (os pequenos rochosos)

Tabela 1 – Dados Orbitais

Mercúrio Vênus Terra Marte
Raio Orbital
Médio (x 10³ km)
57.910,0 108.208,93 149.597,871 227.939,1
Raio Orbital
Médio (UA) (1)
0,387 0,723 1 1,524
Periélio (UA) 0,308 0,718 0,984 1,382
Afélio (UA) 0,467 0,728 1,017 1,666
Excentricidade da
Órbita Elíptica
0,2056 0,0068 0,0167 0,0933
Período Orbital
(dias)
87,86 224,7 365,25 686,97
Velocidade Orbital
Média (km/seg)
47,87 35,03 29,79 24,13
Inclinação da
Órbita (graus) (2)
7,00 3,40 - 1,85

          (1) 1 UA (Unidade Astronômica) = Distância Média Terra-Sol = 149.597,871 x 10³ km
          (2) Em relação à eclíptica, isto é, ao plano da órbita terrestre


Tabela 2

Mercúrio Vênus Terra Marte
Diâmetro
Equatorial (km)
4.850,0 12.140,0 12.756,272 (Dt) 6.790,0
Diâmetro
Equatorial (Dt=1)
0,380 0,952 1 0,532
Densidade Média
(g/cm³)
5,6 5,2 5,52 (dT) 3,95
Densidade Média
(dT=1)
1,015 0,942 1 0,716
Massa (x 10²¹ t) 0,3302 4,8690 5,9742 (MT) 0,6419
Massa (MT=1) 0,0553 0,815 1 0,1075
Período de Rotação
(dias)
58,646 243,02 (1) 1 1,027
Aceleração da
Gravidade (m/seg²)
2,78 8,87 9,8062 (G) 3,69
Aceleração da
Gravidade (G)
0,283 0,905 1 0,376
Inclinação Axial
(graus)
0,01 177,36 (1) 23,45 25,19
Velocidade
Equatorial (km/h)
10,8 6,5 1.670 867
Velocidade de
Escape (km/seg)
4,2 10,46 11,18 5,027
Satélites 0 0 1 2

          (1) Gira no sentido horário


Cinturão de Asteróides

  A suposição mais aceita é que os asteróides sejam remanescentes da nebulosa que deu origem ao Sistema Solar, e que não formaram um planeta devido à interferência da atração gravitacional de Júpiter. Ocorrem colisões entre os asteróides, de modo que seu número se altera bastante ao longo do tempo. A massa total estimada para o cinturão é de 3,0 a 3,6 x 10²¹ kg (4% da massa da Lua), e 1/3 desta massa corresponde ao planeta anão Ceres. O cinturão se estende de 2,88 a 4,57 UA do Sol.


Planetas Exteriores : Júpiter, Saturno, Urano e Netuno (os gigantes gasosos)

Tabela 3 – Dados Orbitais

Júpiter Saturno Urano Netuno
Raio Orbital
Médio (x 10³ km)
778.357,7 1.427.014,1 2.870.972,2 4.496.600,0
Raio Orbital
Médio (UA) (1)
5,203 9,539 19,191 30,058
Periélio (UA) 4,951 9,008 18,3 29,9
Afélio (UA) 5,455 10,069 20,0 30,2
Excentricidade da
Órbita Elíptica
0,0488 0,0542 0,0472 0,0087
Período Orbital
(anos)
11,859 29,457 84,014 163,723
Velocidade Orbital
Média (km/seg)
13,06 9,64 6,83 5,4
Inclinação da
Órbita (graus) (2)
1,31 2,49 0,77 1,77

          (1) 1 UA (Unidade Astronômica) = Distância Média Terra-Sol = 149.597,871 x 10³ km
          (2) Em relação à eclíptica, isto é, ao plano da órbita terrestre


Tabela 4

Júpiter Saturno Urano Netuno
Diâmetro
Equatorial (km)
142.984 120.536 51.724 49.533
Diâmetro
Equatorial (Dt=1)
11,209 9,449 4,055 3,883
Densidade Média
(g/cm³)
1,314 0,707 1,209 1,673
Densidade Média
(dT=1)
0,238 0,128 0,219 0,303
Massa (x 10²¹ t) 1.898,78 568,50 86,63 102,76
Massa (MT=1) 317,83 95,16 14,50 17,20
Período de Rotação
(horas)
9,84 10,32 17,583 (1) 17
Aceleração da
Gravidade (m/seg²)
22,88 9,05 7,77 11,0
Aceleração da
Gravidade (G)
2,33 0,92 0,79 1,12
Inclinação Axial
(graus)
3,08 26,73 97,86 (1) 29,56
Velocidade
Equatorial (km/h)
45.765,0 35.850,0 13.700,0 9.000,0
Velocidade de
Escape (km/seg)
59,5 35,49 21,29 24,0
Satélites 63 49 27 13

          (1) Gira no sentido horário
          (2) Os quatro planetas exteriores possuem sistemas de anéis


Alguns comentários :

1 – Os planetas se agrupam em duas regiões bem distintas, separadas pelo Cinturão de Asteróides; veja as figuras abaixo (do “Livro da Natureza”, Tomo I). Como se trata de um livro antigo, Plutão ainda aparece como planeta.


2 – A excentricidade das órbitas é muito pequena (linha 5, Tabelas 1 e 3), com exceção de Mercúrio, de modo que elas são praticamente círculos (um círculo é uma elipse com excentricidade zero) :


3 – A velocidade orbital diminui quando a distância ao Sol aumenta (linha 7, Tabelas 1 e 3). Isto porque a atração gravitacional vai diminuindo e pode ser compensada por uma velocidade dos planetas cada vez menor.

4 – As órbitas ocupam planos diferentes (linha 8, Tabelas 1 e 3).

5 – Os planetas Vênus e Urano tem rotação contrária aos outros.

6 – Como curiosidade, apresentamos uma tabela que mostra a duração dos períodos orbitais em “dias do planeta” (a idéia é do escritor Isaac Asimov). Um hipotético jupiteriano, por exemplo, viveria 10.564 dos “seus” dias, enquanto o planeta completa uma volta completa ao redor do Sol.

Tabela 5 – Período Orbital (Ano do planeta)

Em dias da Terra Em dias do planeta
Mercúrio 87,9 1,5
Vênus 224,7 0,93
Terra 365,3 365,3
Marte 687,0 668,9
Júpiter 4.331,5 10.564,6
Saturno 10.759,2 25.021,3
Urano 30.686,1 41.885,2
Netuno 59.799,8 84.423,3


Planetas Anões

  Mencionaremos apenas os três principais : Ceres (no Cinturão de Asteróides), Éris e Plutão (ambos no Cinturão de Kuiper).

Tabela 6

Ceres Éris (3) Plutão (4)
Periélio (UA) (1) 2,54 37,77 29,66
Afélio (UA) 2,99 97,56 49,31
Excentricidade da
Órbita Elíptica
0,080 0,4418 0,2488
Período Orbital
(anos)
4,6 557 248,9
Inclinação da
Órbita (graus) (2)
10,59 44,19 17,14
Diâmetro
Equatorial (km)
975 3.094 2.306
Satélites 0 1 (5) 3 (6)

          (1) 1 UA (Unidade Astronômica) = Distância Média Terra-Sol = 149.597,871 x 10³ km
          (2) Em relação à eclíptica, isto é, ao plano da órbita terrestre
          (3) UB313, Xena, 136199Éris
          (4) 1340340Plutão
          (5) Disnomia
          (6) Caronte, Nix e Hidra


Cinturão de Kuiper

  Os asteróides que formam o cinturão de Kuiper também seriam remanescentes da nebulosa que formou o Sistema Solar. Estes asteróides são “objetos transnetunianos” chamados KBO (Kuiper belt object) e a estimativa é que sejam milhões. O cinturão estende-se da órbita de Netuno (30 UA) até 50 UA do Sol, e considera-se atualmente que seja a origem dos cometas de curto período.


Nuvem de Oort (Cinturão de Oort)

  Sua existência foi proposta inicialmente em 1932 pelo astrônomo estoniano Ernst Öpike, e em 1950 pelo astrônomo holandês Jan Hendrik Oort para explicar a existência dos cometas de longo período. É uma vasta região esférica que se estenderia de 20.000 UA a 100.000 UA do Sol, representa o limite do Sistema Solar, e conteria bilhões de fragmentos que podem se tornar cometas. A atração gravitacional do Sol é tão pequena a essa distância, que qualquer perturbação como o efeito gravitacional de uma estrela próxima pode desviar um fragmento de sua órbita e enviá-lo em direção ao Sol. Ainda não há evidências diretas da Nuvem de Oort.


  Em Astronomia lidamos com distâncias muitos grandes, por isso é usual tomar a distância percorrida pela luz como referência. A tabela seguinte mostra como ficam as distâncias em nosso sistema solar usando este critério.

Tabela 7 – Distâncias Médias ao Sol

Em km (x 10³) Em UA (1) Velocidade da luz como
referência
Mercúrio 57.910,0 0,387 3,217 minutos-luz (2)
Vênus 108.208,93 0,723 6,012 minutos-luz
Terra 149.597,871 1 8,311 minutos-luz
Marte 227.939,1 1,524 12,663 minutos-luz
Cinturão de
Asteróides
- 2,88 a 4,57 23,94 a 37,98
minutos-luz
Júpiter 778.357,7 5,203 43,242 minutos-luz
Saturno 1.427.014,1 9,539 1,321 horas-luz (3)
Urano 2.870.972,2 19,191 2,658 horas-luz
Netuno 4.496.600,0 30,058 4,164 horas-luz
Cinturão de
Kuiper
- 30 a 50 4,2 a 6,9 horas-luz
Nuvem de Oort - 20.000 a 100.000 0,316 a 1,581 anos-luz
(4)

          (1) 1 UA = 8,311 minutos-luz
          (2) 1 minuto-luz = 18.000 x 10³ km
          (3) 1 hora-luz = 1.080.000 x 10³ km
          (4) 1 ano-luz = 9,4608 x 10¹² km


Cometas

  Descrevem uma órbita elíptica muito alongada. Compõe-se de um núcleo formado por pequenas partículas sólidas envoltas por uma camada de gases que dão origem à cabeleira (ou coma) e à cauda. Podem ser formados principalmente de gelo (de metano, amônia ou água).


  Ao apresentar um assunto como esse corre-se o risco de passar uma imagem demasiado estática. Devemos imaginar o Sistema Solar como um complexo dinâmico de bilhões (incluindo aqui a Nuvem de Oort) de corpos celestes de variados tamanhos, em perpétuo movimento e unidos pela atração gravitacional. E como todo movimento é relativo, as órbitas elípticas existem apenas no referencial do Sol, que é o referencial que nos interessa. Mas o Sol se move dentro da galáxia Via Látea, e esta por sua vez também se move. Um viajante interestelar que se aproximasse do nosso sistema não veria os planetas descrevendo elipses. A figura seguinte (sem escala) é uma tentativa de mostrar o Sol, a Terra e a Lua vistos de fora do sistema :


Nota : O “Livro da Natureza” (Fritz Kahn), de onde tiramos as ilustrações, está recomendado na seção “Livros” do site.

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