TOMO XXXIII-1 - O SOL E O SISTEMA SOLAR

A nossa estrela

O sol visto por efeitos de fotografia

E a estrela que mais temos dados e informações, um balão de gás e luz que se mantem estável em seu mais de um milhão de km de raio nestes seus 4,5 bilhões de anos de existência. Uma indústria que converte milhões de toneladas de hidrogênio em hélio por hora.

O sol tem cerca de cinco milhões de anos e continuará a brilhar por aproximadamente mais cinco bilhões de anos, sendo uma estrela da sequência principal,

  

AS REAÇÕES NUCLEARES NO SOL

 Um raio de luz formado no centro do sul leva até dois milhões de anos para conseguir sair de dentro da estrela.

No interior do sol dois prótons (núcleos de hidrogênio) se chocam e um deles se torna um nêutron, iniciando a reação que transforma hidrogênio em Hélio. No choque surge um pósitron e um neutrino. Quando o pósitron, por sua vez se choca com um elétron, emite energia na forma de raios gama, que é invisível aos olhos humanos.

Na zona de radiação, os gases como hidrogênio e Hélio são bombardeados e destrocados pela luz que sai do núcleo solar. Um raio luminoso leva milhares de anos para atravessar os 250 000 km desta zona devido ao ricocheteio nas partículas, fazendo com que o raio ande em  Ziguezague.

Depois de passar pela zona de radiação, a luz encontra outra camada de gases só que mais fria chamada zona de convecção. Aquecidos, os gases se expandem subindo aos limites da superfície solar, chamada fotosfera esfria e desce novamente, levando energia para fora da zona de calor.

 O sol possui abaixo da fotosfera, correntes de matéria que circulam o astro a grandes velocidades, devido ao grande aquecimento que ele gera.

  

FOTOSFERA

Pela superfície visível do sol é que entendemos o que ocorre em seu interior.

   

Os movimentos dos gases abaixo da superfície do sol a enrugam, deixando a cheia de bolhas, ou grânulos que variam de 1000 a 2500 km.

Como os gases estão sempre fervendo os grânulos estão sempre se movimentando, afundando e subindo de 10 em 10 minutos. 

Na superfície do sol são observadas zonas de temperatura mais baixa, de cor enegrecida chamadas manchas solares, que geravam curiosidade por aparecerem e sumirem sem aviso prévio, bem como oscilar de tamanho.

Além dos fenômenos já comentados, o sol não possui uma forma estável superficial. A estrela sofre oscilações periódicas a cada mil dias quando cresce ou encolhe cerca de 150km em sua forma radial.

O sol está sempre oscilando, os gases em seu interior sob efeito de imensa temperatura e pressão, são como ondas acústicas que abalam toda a superfície. Já foram observadas mais de 10 milhões de pulsações diferentes analisados por espectrográficos.

As cores em vermelho são a de matéria afundando e as de cor azul matéria subindo a superfície.

MANCHAS SOLARES

As manchas solares são regiões mais frias que o resto da fotosfera. 

Funcionam como um ralo que absorve o plasma que circula pela superfície e literalmente cai cerca de 2000 km em 15 minutos. Esta descida cria um intenso campo magnético que escapa para a superfície do sol a cerca de 3900 ºC.

As manchas solares parecem se mover do nascente para o poente pelo globo incandescente por causa da rotação axial solar, sendo suas trajetórias aparentemente curvas, isto se devendo a inclinação de 23º30’ em relação eclíptica do eixo de rotação da terra.

CROMOSFERA

 Mesmo em regiões onde tudo parece estar calmo, a extrema violência nos fatos.

A cromosfera é uma camada de gases ralos e quentes logo acima da superfície solar a fotosfera. Ela é constantemente perturbada pelas fulgurações que são labaredas gigantescas de até 10000km de altura, emitem pouca luz mas grandes quantidades de raios X.

A coroa solar é o que mais se aproxima de uma atmosfera estelar, sendo formadas por imensos jatos de gases, as protuberâncias que avançam espaço adentro a distancias de 2,8 milhões de km.

As protuberâncias são enormes arcos ou filamentos de gás que se estendem pela atmosfera solar, durando de algumas horas a vários meses.

E da coroa que sai o vento solar, uma chuva de partícula que envolve os planetas.

A coroa solar vista da terra por um eclipse.

Por traz da emissão de energia solar sobre os planetas do sistema solar esta seu poderoso campo magnético. É um imã gigantesco, que segura e acumula partículas do vento solar até que a imensa pressão cria as erupções, que caracterizam períodos de grande atividade do sol.

As erupções solares são descargas súbitas de radiação de alta energia e partículas atômicas.

INFLUENCIA DO SOL NO SISTEMA SOLAR

O campo magnético do sol parece um saiote que passa pelos planetas do sistema solar. 

O campo magnético do Sol se estende até 1 bilhão de km. ou seja, perto de saturno. Sua influencia mais direta se verifica pelo vento solar.

Ele é formado por partículas com carga elétrica como prótons e elétrons. Essas partículas invadem a alta atmosfera dos planetas do sistema solar mais próximos, a uma velocidade de mais de 1,4 milhões de km/h e emitem luz, criando as auroras boreais na terra e como já vistas em Marte e Júpiter. Somente com elas o Sol perde um milhão de toneladas de matéria por segundo.

Aurora boreal

  

O SISTEMA SOLAR

O Sistema solar compreende uma estrela central e os planetas que giram ao seu redor, ele compreende oito planetas, vários planetoides e satélites, fora inúmeros cometas, asteroides e meteoritos. Também é formado de muita poeira e gás interplanetário.

O Sistema Solar é dividido em três regiões básicas. Na zona mais interna, entre 0,49 e 4,2 unidades astronômicas (UA, cada uma equivalente à distância média da Terra ao Sol, cerca de 150 milhões de quilômetros) estão os planetas rochosos – Mercúrio, Vênus, Terra e Marte - e os asteroides. Já a partir de 5 UA até 30 UA encontram-se os planetas gigantes gasosos – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno -, enquanto de 30 UA a 50 UA fica o chamado Cinturão de Kuiper, coleção de pequenos mundos gelados cujo principal representante é o hoje planeta-anão Plutão.

A maioria dos objetos relevantes pertence a dois grupos, planetas rochosos mais próximos ao sol, como Mercúrio Vênus Terra Marte.

E gigantes gasosos como Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, os quatro mais distantes. Acima dos quatro gigantes encontramos planetas anões como Plutão o mais conhecido dos cinco do sistema solar, muito pequenos e gelados.

Como divisor entre os planetas rochosos e os gasosos está um cinturão de asteroides, contendo milhares de fragmentos orbitando ao redor do sol, tamanhos que variam de do tamanho de uma pedra, planetas anões como Ceres do e Vesta.

Inclinação orbital dos principais astros do sistema solar.

INCLINAÇÃO ORBITAL

Eixo, plano da elipse e rotação ao redor do sol dos planetas.

Todos os planetas orbitam ao redor do sol girando no sentido anti-horário em orbitas elípticas em um disco fino ao redor do equador solar.

O sistema solar como um todo orbita ao redor do centro galáctico.

Estrutura interna dos Planetas do sistema solar

COMPOSIÇÃO DE GASES

Domínio orbital

A distinção entre planetas e planetas anões baseia-se em que os primeiros limpam a vizinhança das suas órbitas, isto é, removerem pequenos corpos cujas órbitas os levem a colidir, capturar ou sofrerem perturbações gravitacionais.

 

O conceito é combinado com uma noção de domínio orbital medido em termos de raio da massa de um candidato planetário com a massa total combinada de todos os outros corpos celestes na sua vizinhança. Considera-se que os planetas anões são demasiado pequenos, em termos de massa, para alterar significativamente o seu ambiente da forma que um planeta faria.

Planetas do sistema solar visto da Terra.

Além da órbita de Netuno, vemos objetos com uma composição semelhante a de Plutão, ao todo cinco corpos individuais, e outros tantos a espera de maiores dados para uma futura classificação.

  

PLANETAS ANÕES

Um planeta anão é um astro entre 5/4000km e  400 km de diâmetro,

Um planeta anão é muito semelhante a um planeta (porém menor), com no mínimo 400 km de diâmetro, além de ter uma orbita em volta do Sol e possuir gravidade suficiente para assumir uma forma com equilíbrio hidrostático (aproximadamente esférica), porém não possui uma órbita desimpedida. Um exemplo é Ceres que, localizado na cinturão de asteroides, possui o caminho de sua órbita repleto daqueles pequenos astros.

Atualmente conhecem-se cinco planetas anões no sistema solar, são eles: Ceres, Plutão, Haumea, Makemake e Éris, sendo os quatro últimos do tipo de plutão, ou seja, planetas-anões que orbitam para além da órbita de Netuno, nos recônditos do sistema solar.

OS NOVOS PLANETAS ANÕES

O termo planeta anão poderá vir a ser aplicado a outros doze corpos do Sistema Solar (03 asteroides e 09 situados depois de Netuno): Vesta, Palas e Hígia; os representantes dos asteroides, e Orco, Sedna, Quaoar, 2002 TC302, Varuna, 2002 UX25, 2002 TX300, Ixion e 2002 AW197, os representantes dos objetos situados após Netuno até a nuvem de Oort. Eles estão na lista de possíveis planetas anões da União Astronômica Internacional e que aguardam mais estudos para que possam ser categorizados como "planetas anões" ou "corpos menores do Sistema Solar".

PLANETAS TELÚRICOS

Os planetas assim chamados de telúricos são os rochosos do sistema solar interno.

São os planetas rochosos que estão no sistema solar interior, possuem semelhanças físicas entre si de composição e estrutura. Mas com o passar dos anos vemos que suas diferenças são muito mais características do que suas semelhanças.

Vênus tem um diâmetro de 95% do da Terra e 81,5% da massa terrestre, planetas quase idênticos em estrutura mas como veremos mais detalhadamente os gêmeos não são idênticos. Mas o problema mesmo seria os outros dois. Mercúrio e Marte são planetas muito pequenos, Mercúrio tem apenas 5,5% da massa da Terra e Marte 10,7%. Quais seriam as razões destas discrepâncias se o disco de matéria do Sistema Solar primordial, segundo a teoria tradicional, se distribuiu uniformemente? A resposta pode ser óbvia.

O Sistema Solar primordial foi uma verdadeira galeria de tiro. Nossa lua se formou quando um objeto, um planeta do tamanho de marte denominado Theia, chocou-se com a Terra e ejetou para o espaço uma gigantesca nuvem escombros que por acresção criou o nosso único satélite natural. Cientistas como Erik Asphaug (2009), da Universidade da Califórnia em Santa Cruz acreditam que o objeto (Theia) chocou-se com a Terra em uma velocidade bem baixa, pois, se a velocidade fosse maior os escombros teriam sido expelidos para o espaço interplanetário, isto é, seriam ejetados em velocidade superior a velocidade de escape do nosso planeta e assim, não teríamos a nossa Lua, e sim um mini cinturão de asteroides dispersos. Como é que Vênus conseguiu desviar-se de todos os demais objetos do Sistema Solar primordial? A resposta é simples, segundo Asphaug: Vênus não escapou dos violentos choques… Talvez até Vênus pudesse ter tido um destino ‘pior que o nosso’, tendo talvez ejetado não um satélite mais outro planeta, que seria Mercúrio.

 Sendo assim Mercúrio teria se formado a partir de uma colisão entre Vênus e o outro objeto, ou mesmo a partir de um segundo impacto sofrido pela Terra.  Marte e Mercúrio, portanto teriam sido formados dos restos da Terra e de Vênus. Como já visto em sistemas extra solares á muitos planetas com características semelhantes à Terra, só que de grandes proporções, os planetas tipo super terra, e talvez nosso próprio planeta não tenha adquirido este status pelo choques cataclísmicos sofridos e perda de massa. Marte é um planeta basicamente rochoso com um núcleo sólido de pequeno tamanho, o que reduz muito a sua atração gravitacional, ou seja, sua massa, e sua capacidade de reter atmosfera de grande volume como a nossa.

Mas estas especulações como veremos detalhadamente em cada planeta, precisam passar por outras evidencias que em geral não confirmam as hipóteses acima!

TOMO XXXIII - PERÍODO ARQUEANO - ORIGEM DO SISTEMA SOLAR

Caracteriza-se pela formação do sistema solar, não e um período geológico propriamente dito da terra. Não existem rochas na terra tão antigas.

 O resíduo da estrela primordial ficou espalhado no espaço em forma de uma nebulosa, ainda era basicamente constituído de hidrogênio, que por fim começou novamente o processo de condensação e ação gravitacional que culminaria por dar vida ao Sol. Mas agora havia um diferencial, existiam outros componentes da tabela periódica, formados nas entranhas da estrela mãe, e que estavam se aglomerando, originando pequenas bolhas de matéria, que futuramente iriam formar os planetas.

Os planetas na sua origem deveriam ser todos parecidos com Júpiter, gigantes gasosos com núcleos rochosos, mas o sol ao iniciar as reações termonucleares acabaria por varrer suas atmosferas para os confins do sistema solar. O mais próximo como Mercúrio ficaria sem atmosfera nenhuma, Vênus, Terra e Marte com um resquício de atmosfera devido ao seu volume e núcleo ferroso mais denso. Somente após o cinturão de asteroides que os planetas mantiveram sua atmosfera imensa.

  

FORMAÇÃO DO SISTEMA SOLAR

Sequência da formação do sistema solar.

Grandes estrelas, ao morrer, explodem e lançam no espaço matéria que gerara uma nebulosa, que mais tarde ira se reunir e formar outras estrelas mas agora basicamente todas com sistemas planetários.

Nuvens gigantes se formam, constituídas de gás e poeira interestelar podem conter massa mil vezes a do nosso sistema solar todo. Os fragmentos são 100 vezes menores que 01 milimetro.

Antes da formação do disco protoplanetário, possivelmente uma estrela massiva influenciou no nascimento do Sistema Solar.

Visão artística do disco protoplanetário nos primeiros instantes da formação do sistema solar.

 A incógnita da origem dos componentes radioativos encontrados nos meteoritos mais primitivos, aqueles que se remontam a formação de nosso Sistema Solar, parece ter uma nova resposta. Um grupo internacional de astrofísicos, liderado por investigadores espanhóis, chegou à conclusão que esses isótopos radioativos poderiam vir de uma antiga estrela do tamanho de seis massas solares nos últimos momentos de sua vida. Estes elementos poderiam ter desempenhado um papel essencial na evolução dos primeiros blocos originais dos planetas rochosos que formam o Sistema Solar.

Em alguns pontos da nuvem, por diversos fatores e combinações da força gravitacional, a matéria novamente se agrega, depois de ser expelida pela estrela mãe do Sol. Mas agora sendo composta de grãos de poeira e gás. Parte da massa se desgarra do montante da nebulosa, e se torna um embrião de um novo sistema planetário.

 A organização da nuvem embrionária em planetas parece ter sido lenta, demorando entre 2,5 a 5 milhões de anos para girar e formar um. O disco gerado pela rotação de gás e poeira, tem as bordas achatadas devido a rotação, e o centro ganha a forma de um bulbo onde irá acender a nova estrela.

O Sol ao começar a ter reações nucleares normais que irão lhe acender gera intensa radiação em forma de um vento de partículas, que termina por expelir de sua volta todo o material restante do disco solar para as zonas mais afastadas.

Nuvem de Oort, origens

Acredita-se que os objetos da nuvem de Oort foram formados no interior destes discos (muito longe da atual posição da nuvem), perto dos planetas gigantes como Júpiter quando ainda estavam formando-se, e que a gravidade destes expulsou o exterior os objetos que atualmente formam a nuvem de Oort.

Tudo indica que a nuvem de Oort foi formada como remanente do disco protoplanetário que se originou em torno do Sol há 4,6 milhares de milhões de anos.  Acredita-se que os objetos hoje constituintes da nuvem de Oort formaram-se muito perto do Sol, no mesmo processo no que se criaram os planetas e os asteroides, mas as interações gravitacionais com os recém criados planetas gasosos como Júpiter e Saturno, acabaram por expulsar estes objetos para longas órbitas elípticas ou parabólicas.

Simulações da evolução da nuvem de Oort foram realizadas, cobrindo da sua formação até a atualidade, e estas mostram que a sua máxima massa adquiriu-a 800 milhões de anos após a sua formação.

Os modelos realizados pelo astrônomo uruguaio Julio Ángel Fernández sugerem que o disco disperso, que é a principal fonte de cometas periódicos do Sistema Solar, poderia ser também a principal fonte dos objetos da nuvem de Oort. Segundo os seus modelos, a metade dos objetos dispersados viajam para a nuvem de Oort, um quarto deles fica orbitando Júpiter, e outro quarto sai expulso em órbitas parabólicas.

A interação gravitacional de outras estrelas e a maré galáctica modificam as órbitas dos cometas, fazendo-as mais circulares. Explicando a forma esférica da nuvem de Oort exterior, e por outro lado, a nuvem interior, que se encontra mais ligada gravitacionalmente ao Sol, ainda não adquiriu tal forma.

Estudos recentes mostram que a formação da nuvem de Oort é compatível com a hipótese de que o Sistema Solar se formou como parte de um aglomerado dentre 200 e 400 estrelas. Se a hipótese for correta, as primeiras estrelas do aglomerado que se formaram poderiam afetar em larga medida à formação da nuvem de Oort, ocasionando frequentes perturbações.

  

Os protoplanetas

Ao se alargar o disco e a sua matéria começa a se concentrar em alguns pontos cada vez menores. 

Formam-se os anéis um anel dentro do outros cada vez mais afastados do centro. Em cada anel surgem pequenos corpos, formados da ligação química dos grãos de poeira originais, crescem até o tamanho de um punho e começam a colidir entre si, aumentando mais ainda o seu tamanho.

Os discos começam a limpar toda a matéria a sua volta, condensando cada vez mais, o centro já começa a incandescer, e em escala menor como aconteceu como sol à forma esférica vai se caracterizando.

Os choques de inúmeros pequenos corpos, gera muito calor, que funde a superfície do aglomerado de matéria. Ao se juntarem pela gravidade acabam por atrair mais corpos para o montante, formando um anel ao redor do planeta em formação.

Os choques por fim começam a ficar raros, mas ainda castigam as novas superfícies planetárias, mas não impedem seu resfriamento progressivo.

O proto planeta possui ainda o seu estado geológico intenso e ativo, mas com a criação de uma crosta começaram paulatinamente a se formar um invólucro gasoso a sua volta.

A atmosfera pode ser oriunda de reações químicas ou térmicas do interior planetário, que sobem a superfície por fissuras na crosta ou vulcanismo, bem como resquícios da nebulosa gasosa que formou o proto planeta.

 No momento que o sol se acendia começou a modificar visualmente a família planetária, a atmosfera gasosa dos planetas mais próximos seria basicamente arrastada para fora do sistema solar devido ao vento solar, planetas como Mercúrio devido à proximidade e massa, perderiam completamente sua camada gasosa, e outros como Vênus Terra e Marte ficariam somente com uma pequena camada!

Os demais devido a distância manteriam sua espessa camada gasosa, como vemos hoje no caso de Júpiter até urano. No caso do sistema solar os planetas interiores são sólidos e os distantes maiores e gasosos, mas não serve de regra pois desde que foram descobertos planetas fora do sistema solar, vimos que a gigantes próximos a sua estrela e planetas grandes mas sólidos em regiões próximas a Júpiter, o tamanho do planeta na verdade depende muito de sua massa e proximidade de sua estrela.

SATÉLITES

O jovem planeta pode ou não já ter se formado com um satélite, mas adquiri-los dependera de sua massa e condições favoráveis como, por exemplo, proximidade ou excentricidade orbital com planetas menores.

Júpiter e os demais possivelmente atraíram para sua orbita pequenos planetas que possuíam orbita muito elíptica, como vemos hoje em dia o caso de plutão que cruza a orbita de Netuno, não sendo descartado que futuramente não possa ser atraído e incorporado por este ao seu sistema de satélites.

No caso da terra, como veremos mais adiante, seu satélite fora fruto da colisão da terra em formação e um planeta do tamanho de Marte, o choque fluidificaria os planetas e os fundiria. Como o choque fora de raspão, massa superficial fora ejetada e dela nasceria nosso satélite.

O sistema solar é apenas uma pequena parte do raio de ação do Sol, a hélio pausa representa metade do caminho até o final do raio de ação da nossa estrela.

 

Grande parte da matéria nebular que serviu de berçário do Sistema solar se encontra nesta região intermediaria, dispersa a meio caminho do sistema de Alfa Centauro.

Na nuvem de Oort se compõe de milhões de fragmentos dispersos de poeira e gases.