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Coluna do Astrônomo

O Pêndulo de Focault

Se perguntassem a um grupo de pessoas escolhido ao acaso quais são os movimentos da Terra, existe uma grande probabilidade que elas respondam, independentemente de seu grau de instrução, que são dois: rotação e translação (vale ressaltar que esta não é a resposta correta, mas sim a mais comum). Se, em seguida, for pedida uma prova desses movimentos, um número agora reduzido de pessoas se prontificará a dizer que para o primeiro pode-se usar a sucessão de dias e noites, e para o segundo, a existência do período definido como “ano”. Alguns, mais raramente, mencionam a mudança de posição dos astros no céu ao longo dos dias e das noites para justificar a rotação da Terra, e a presença das estações do ano que realmente podem ser explicadas pelo movimento de revolução quando associado à inclinação do eixo de rotação terrestre.

Continuando a atividade, ao se concentrar especificamente no movimento de rotação da Terra, e sugerir a realização de um experimento mental com o grupo em questão, pergunta-se, nesse momento, como eles fariam para inferir esse movimento se o planeta que habitam tivesse uma camada atmosférica bem maior e mais espessa que a da Terra, de forma que não fosse possível contemplar qualquer objeto celeste, e assim evidenciar seus deslocamentos ao longo do tempo (caberia até usar o exemplo do planeta Vênus, devido às suas características semelhantes às descritas anteriormente). Como poderiam fazer para comprovar, nesse caso, que o planeta em que eles se encontram, realmente, gira em torno de seu eixo, num movimento de rotação? Nesse momento, as pessoas se entreolham em silêncio, e é possível, por alguns instantes, imaginar o que se passava na cabeça dos habitantes da Terra antes de 1851.

Esse ano representa um marco na História da Ciência, pois foi quando ocorreu a quebra de um paradigma que atormentou várias gerações de cientistas, que sofreram mental e, por vezes, fisicamente na intenção de mostrar, de maneira definitiva, que a Terra girava. O autor dessa brilhante demonstração foi o cientista “amador” francês Jean Bernard Léon Foucault (1819-1868). Tal prova consistia em um pêndulo simples posto a oscilar em um plano vertical, o qual gira lentamente com o passar do tempo no sentido contrário ao do movimento de rotação da Terra. É importantíssimo, contudo, destacar que, apesar da simplicidade dessa experiência, são necessários alguns cuidados especiais para que ela seja bem-sucedida. A forma como o fio é preso, ou até mesmo como o peso é solto inicialmente são detalhes fundamentais para que a demonstração transcorra perfeitamente.

No entanto, talvez a questão mais complexa desse intrigante experimento seja a compreensão do que vem a ser esse plano de oscilação do pêndulo. Para visualizar claramente esse conceito, vale recorrer a um recurso utilizado pelo próprio Foucault quando realizou essa experiência no Panthéon de Paris, em março de 1851. Na parte inferior da bola do pêndulo foi anexada uma espécie de agulha, que deixava um rastro linear na areia molhada espalhada exatamente abaixo de todo o aparato. Ao cumprir a trajetória em sua primeira oscilação, a linha traçada pelo pêndulo na areia define o plano em questão, e se uma parede imaginária fosse suspensa a partir desse risco, ela representaria esse plano oscilatório. Com o passar do tempo, a agulha começa a mudar a direção das marcações na areia, o que indica, indubitavelmente, que a Terra gira.

E por que isso acontece? A explicação matemática definitiva para esse fenômeno não é muito simples, e não foi dada por Foucault. Sua solução foi totalmente empírica, apesar de naquela época já existir a base matemática necessária para explicá-la. Ela foi desenvolvida por Gaspard-Gustave Coriolis (1792 1843), em 1835. Curiosamente, ainda em 1851 ela não era conhecida pelos cientistas franceses, o que retardou a dedução do que hoje é chamada de lei do seno (por relacionar o período que o plano do pêndulo leva para dar uma volta completa com o seno da latitude em que o experimento é realizado).

A grande contribuição de Coriolis foi enunciar o que atualmente se conhece como força de Coriolis. Essa força age em corpos que se movem em sistemas em rotação (que é o caso de um pêndulo oscilando na Terra). Sua principal característica, no caso do pêndulo de Foucault, é ser a responsável direta pelo movimento do plano de oscilação. E é graças a ela que no hemisfério sul o desvio sofrido é no sentido anti-horário, e horário no hemisfério norte. Para uma melhor visualização de como essa força atua, um bom exemplo prático pode ser usado: uma pessoa se movendo em um carrossel. Supondo-se que ela parta do centro para a borda, e que o carrossel esteja girando no sentido horário, essa pessoa sentirá uma força impelindo-a para a direita. Obviamente, essa força está relacionada ao sentido do movimento da pessoa (se vai do centro para a borda, ou vice-versa), e também com o sentido em que o carrossel gira.

Atualmente, pode-se encontrar pêndulos de Foucault em diversos museus e edificações ao redor do mundo, mostrando todo o seu valor histórico e científico, mas, principalmente, transmitindo uma noção primordial que nem sempre as pessoas captam ao se deparar com tal dispositivo: aconteça o que acontecer, a Terra continua em seu movimento incessante ao redor de seu eixo rotacional. Daí a importância dessa ferramenta para a difusão da ciência.

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Chuva de Meteoros

Ao olharmos cuidadosamente o céu limpo noturno, podemos observar uma série de fenômenos interessantes. Um deles é o popularmente chamado de estrela cadente, que não é propriamente uma estrela, mas um fragmento muito pequeno originário de cometas e asteróides. Estes objetos vagam pelo espaço e, por vezes, encontram a Terra. Ao cruzarem velozmente a atmosfera terrestre, esquentam rapidamente devido à resistência do ar, ficando incandescentes e formando os rastros brilhantes que chamamos de estrelas cadentes ou meteoros. Devido às altas temperaturas, boa parte deles vaporiza-se por completo, e não chega à superfície da Terra. Quando observamos este fenômeno em abundância, dizemos que estamos vendo uma chuva de meteoros e, neste caso, sua origem se deve geralmente à passagem de algum cometa. Se, no entanto, algum pedaço do meteoro não vaporiza e cai no solo, é então chamado meteorito. Os meteoritos de tamanho apreciável podem abrir grandes crateras, como a do Arizona, nos Estados Unidos.

Mas como os cometas participam deste fenômeno? Para entendermos isso, vamos voltar um pouco no tempo. A chuva de meteoros é objeto recente de estudo dos astrônomos, que passaram a acompanhá-la metodicamente somente a partir do século 19. Entretanto, há anotações históricas que descrevem o seu aparecimento em épocas e lugares tão remotos como, por exemplo, a China. A mais antiga descrição conhecida pode ser encontrada nos Anais da primavera e do outono, do chinês Ch’un Ch’iu, que registrou a chuva de 23 de fevereiro de 687 a.C!

No começo, sua origem era, ao mesmo tempo, fonte de exaltação e perplexidade. As civilizações pré-científicas consideraram os meteoros, à semelhança dos cometas, mensageiros de algum sinal, geralmente de má sorte. Na África Ocidental, certas culturas consideravam os meteoritos excrementos solares. Em outras, os meteoritos representavam as almas dos mortos regressando à Terra para renascerem, ou ainda, os Arautos de Mbomvei, o ser supremo. Para os Jukun, o meteoro representou uma oferta de alimentos vinda das estrelas. Na África Islâmica, crê-se que a estrela cadente seja um punhal enviado pelos anjos para impedir que os espíritos subam ao céu.

Já a maioria dos astrônomos pensava que os meteoros estavam associados a simples fenômenos meteorológicos, como relâmpagos, nuvens, arco-íris ou pequenos pedaços de rochas que retornavam à Terra após terem sido expelidos durante uma erupção vulcânica. Na antigüidade, foram raras as vezes em que se falou a respeito de pedras de ferro vindas do céu. O filósofo grego Aristóteles (384-322 a.C.) imaginou que fossem de origem puramente atmosférica. O nome meteoro quer dizer, em grego, “elevado no ar”, naturalmente associado com o fato de ocorrerem nas camadas mais elevadas da atmosfera.

Esta visão começou a passar por profundas transformações rapidamente. Os contínuos relatos de “pedras que caíam do céu” começou a instigar a mente dos cientistas modernos. Em particular, o alemão Ernst Florens Friedrich Chladni (1756-1827) foi um dos primeiros a investigar seriamente a questão. Como resultado de minucioso estudo que incluiu coleta de pedras caídas do céu, publicou em 1794 um livro onde afirmava, corretamente, que pequenas partículas de matéria no espaço colidiam vez por outra com a Terra. A quantidade de informação cresceu rapidamente em 11 de novembro de 1799, data do primeiro fenômeno observado cientificamente, que ocorreu em várias regiões da América. O relato mais preciso ficou por conta do cientista alemão Alexander Humboldt (1769-1859). Em sua obra, ficou estabelecido, pela primeira vez, que as estrelas cadentes de um mesmo enxame aparentavam vir de um único ponto. Em 1865, o meteorologista R. P. Cregeste chamou o ponto de onde as pedras aparentavam vir, de radiante.

Um dos mais interessantes pesquisadores do tema, Edward Herrick (1811-1862), curiosamente não era astrônomo, sequer completou estudos secundários. Portador de uma inflamação visual crônica e, portanto, suscetível ao fracasso nos estudos, seus pais preferiram não dar continuidade ao seu aprendizado. Portanto, aos 16 anos, trabalhava numa livraria que atendia aos freqüentadores da Universidade de Yale em New Haven, e aos 24, já era um dos sócios da livraria. Nos três anos seguintes, seu negócio enfrentou sérios problemas, até que teve que encerrá-lo. Na noite de 9 de agosto de 1837, em meio ao colapso financeiro, Herrick percebeu uma quantidade fora do comum de meteoros. Era o começo de um trabalho brilhante, que resultou em importantes resultados para o meio astronômico.

Naquele momento, a sociedade astronômica em massa voltava-se pela primeira vez para estes objetos ainda incompreendidos. Estavam então, sob efeito do grandioso espetáculo acontecido quatro anos antes. Na noite de 12-13 de novembro de 1833, percebeu-se mais de mil estrelas cadentes por minuto, vindas da constelação do Leão! Houve quem achasse que todas as estrelas do céu estavam caindo, como fora previsto no Apocalipse de São João;o sinal de que o fim dos tempos havia chegado. Até mesmo observadores menos atentos perceberam este excepcional acontecimento, muito semelhante a uma tempestade. Herrick começou, então, um profundo estudo histórico de relatos de chuvas de meteoros. Seu objetivo era vasculhar, no passado, a existência de semelhante fenômeno em meados de agosto. Encontrou vários casos, a começar por acontecimentos verificados no Egito, em 1029, estimulando-o a escrever um artigo onde previu a existência de uma segunda chuva anual de meteoros que ocorreria em agosto. O alemão Heinrich W. Brandes mediu velocidades de meteoros, encontrando valores que chegaram a 58 quilômetros por segundo, o que equivale a duas vezes a velocidade orbital da Terra. Ele ressaltou que este resultado continha importantes implicações, uma vez que nenhum corpo orbitando ao redor do Sol pode viajar com velocidades acima de 42 quilômetros por segundo nas proximidades da Terra, do contrário, este sairia do sistema solar. Portanto, se um meteoro é visto cortando a atmosfera terrestre com uma velocidade de 58 km/s, é porque deve estar viajando praticamente de frente para a Terra, ao seu encontro. Herrick questionou-se sobre a possibilidade de estas colisões desacelerarem a Terra, levando-a à inusitada situação de espiralar lentamente em direção ao Sol. Para isso, procurou evidências de que a duração do ano sofria uma gradual diminuição, o que não ocorreu. De fato, apesar de seu grande número (estima-se que 25 milhões de meteoros cruzem a atmosfera terreste todo dia) e velocidade, os meteoros são corpos de massa desprezível.

Herrick, ajudado por um grupo de amigos, realizou contagens de ocorrências de meteoros em diferentes épocas do ano, encontrando que, em média, pode-se ver 20 meteoros por hora, perfazendo cerca de 3 milhões por dia. O que podemos perceber, estava bem abaixo das estimativas atuais. E ele não considerou as chuvas de meteoros! Esta prodigiosa quantidade levou-o a outra conclusão. Estes corpos deveriam vir de uma região extremamente grande para sustentar, durante centenas de anos, a periodicidade das ocorrências. Em seus escritos, já sugeria, corretamente, que as chuvas de meteoros derivavam de corpos cometários. Esta hipótese viria a ser confirmada 28 anos depois, quando a conexão entre as órbitas de cometas e de meteoros seria demonstrada.

Isto se deu em 1864, a partir da pesquisa do astrônomo norte-americano H. A. Newton, que investigou os meteoros de novembro e previu a chuva das Leônidas, ocorrida em 1866. Concomitantemente, oastrônomo italiano Giovanni Virgínio Schiaparelli (1835-1910) anunciou a semelhança entre as órbitas do cometa 1862 III e da chuva de agosto, que pode ser percebida pelos elementos orbitais abaixo:

    

Com base nestes números, conseguiu-se, já em 1875, prever o seu provável retorno em 1985. Logo em seguida, o astrônomo francês Urbain Jean Joseph Leverrier (1811-1877) e o astrônomo inglês John Conch Adam (1819-1892), pesquisando independentemente, determinaram a órbita dos Leonídios e verificaram ser semelhante a uma órbita de cometa.

Sabemos que os cometas são corpos celestes de aspecto nebuloso que apresentam núcleo, coma e cauda quando se aproximam do Sol. O núcleo pode ter um diâmetro de até vários metros. À medida que o núcleo do cometa sublima, ele vai liberando partículas pelo espaço. Os fragmentos liberados passarão a percorrer a mesma órbita elíptica que o cometa descreve. Eventualmente, após algumas passagens do cometa, toda a sua trajetória estará preenchida por estes restos cometários. Este fato, a origem cometária, foi definitivamente comprovado pelo astrônomo austríaco Edmund Weiss (1837-1917), que demonstrou que os Andromedídios seguem a órbita do cometa de Biela, destroçado provavelmente na década de 1860. A chuva de meteoros do dia 27 de novembro de 1872 (mais intensa do que a dos anos anteriores) coincidiu com a data em que o cometa Biela deveria aparecer, se existisse. Já os Aquarídeos seguem a órbita do cometa de Halley, constituindo uma forte prova da gradual destruição do mais conhecido de todos os cometas, com as repetidas aproximações ao Sol. Orbitando ao redor do Sol, a Terra, por vezes, encontra estes fragmentos, que por ela são atraídos por ação de forças gravitacionais, gerando uma chuva de meteoros.

As chuvas de meteoros são coleções de partículas que viajam paralelamente umas às outras. Entretanto, o efeito de perspectiva faz com que elas pareçam vir de um ponto comum (radiante). Um observador visual pode, por meio das medidas de direção e velocidade angular da chuva, associar cada chuva de meteoros a um grupo particular. Assim, por exemplo, a chuva de meteoros que aparenta vir da constelação de Órion, é chamada de Oriônidas. As principais chuvas de meteoros visíveis no nosso hemisfério (Sul) são mostradas na tabela abaixo:

*Observadas somente após a meia-noite.

Como curiosidade, o cometa Halley está provavelmente associado a duas chuvas de meteoros: Eta Aquáridas, que ocorre em maio, e Oriônidas, em outubro. A incidência de meteoros tende a ser maior logo após a passagem do cometa responsável pela chuva, pois neste caso as partículas ainda estão concentradas em determinados pontos de sua órbita.

Qualquer pessoa interessada pode fotografar a próxima chuva de meteoros. Para isso, recomenda-se olhar atentamente para a direção da constelação de Órion, após a meia-noite. Neste momento, ela estará a meia altura para o leste. Esta constelação é de fácil identificação, visto que possui estrelas bem conhecidas, como as Três Marias, estando próxima da constelação de Cão Maior, onde encontramos a estrela Sirius, a mais brilhante do céu. Deve-se usar uma câmera com uma relação distância focal / diâmetro da lente, baixa, de 1,2 a 2,0. O filme a ser usado deve ser, de preferência, a partir de 200 ASA. O lugar onde as fotos serão obtidas é também importante. Dê preferência a lugares onde não haja interferência luminosa das grandes cidades (serras, sítios, cidades pequenas). Este último conselho deve ser seguido por aqueles que desejarem acompanhar o fenômeno a olho nu, o que pode ser, com uma boa dose de paciência, um belo espetáculo.

Sugestões para Leitura

ASIMOV, I. Guia para entender o cometa Halley, Ed. Brasiliense, São Paulo, 1985. MOURÃO, R. R. F. Introdução aos cometas, Ed. Francisco Alves, Rio de Janeiro, 1985. MATSUURA, O. T. Atlas do universo, Ed. Scipione, São Paulo, 1996.
Sky & Telescope, pág. 68, agosto, 1996.
SCALIZE JÚNIOR, E. A volta do cometa Halley, Ed. Diagrama & Texto, São Paulo, 1985.

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Crateras de Impacto

Sabemos que a nossa atmosfera serve como um escudo de proteção ao bombardeamento de partículas vindas do espaço. No entanto, esse escudo não é impenetrável. Muitas toneladas de material extraterrestre caem em nossa superfície todos os anos, porém quase a totalidade é de partículas microscópicas. Mas o que aconteceria se um meteoroide muito massivo entrasse em nossa atmosfera? Quais seriam as conseqüências de um choque com a superfície? A alta velocidade de entrada na atmosfera e o tamanho do objeto são decisivos para responder a essas perguntas.

Diante de objetos de grande massa e em altíssimas velocidades, a atmosfera torna-se incapaz de desacelerar eficientemente o corpo. O ponto de retardamento, citado em artigos anteriores, aquele em que o corpo perde toda a sua velocidade cósmica e passa a cair em queda livre, torna-se cada vez mais baixo na atmosfera, ou seja, quanto maior for a velocidade e a massa do objeto, mais próximo da superfície estará o ponto em que a velocidade inicial do corpo terá alguma influência. Até que chega um momento em que esse ponto chega ao solo e o meteoroide choca-se com a superfície, perdendo somente uma pequena parte da sua velocidade cósmica.

A grande energia cinética resultante do corpo se chocando com a superfície produz efeitos diferentes que os apresentados por objetos pequenos em queda livre. No instante do impacto, num tempo muitíssimo curto, uma pequena cratera, do tamanho do meteorito, é criada. A pressão a que o meteorito e as rochas do local da queda estão sujeitos, nesse momento, é enorme, fazendo com que parte do meteorito e da rocha alvo derretam e vaporizem, sendo ejetados para fora da cratera.

Nesse mesmo instante, uma onda de choque é gerada e penetra na superfície radialmente, para baixo e para os lados, comprimindo e empurrando o material imediatamente próximo. Em conseqüência, forma-se a parede da cratera e são expelidas algumas camadas de solo, fazendo com que fiquem em ordem inversa ao restante da região. Nas partes mais profundas da cratera, as rochas têm suas estruturas modificadas num processo de metamorfismo provocado por choque.

Temos como cenário final um astroblema, ou seja, uma cratera de impacto, cujas bordas são compostas por camadas invertidas do solo que se depositaram após serem expulsas pela onda de choque, e uma zona de rochas metamórficas na região central.

O meteorito, como foi parcialmente derretido e ejetado quando ocorreu o retorno da onda de choque, pode ser encontrado, fragmentado, na região externa da cratera.

Várias crateras de impacto são observadas em todos os componentes rochosos do Sistema Solar. A Lua, por não possuir atmosfera, é um alvo fácil para observarmos a presença de crateras. Podemos ver, inclusive, com o auxílio de um pequeno instrumento, as camadas de solo que foram invertidas.

Na Terra encontramos inúmeras crateras de impacto, espalhadas por várias partes do mundo. Devido à erosão provocada pelos mais diferentes fatores, como, por exemplo, chuva, ventos, etc., muitas dessas estruturas foram destruídas. Além disso, a cobertura vegetal pode estar cobrindo algumas destas formações.

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Efeitos Atmosféricos

 

Ver um bólido cortando o céu de um lado a outro, com um brilho espetacular, colorido, algumas vezes tão brilhante quanto o Sol, e ouvir o barulho provocado pelas ondas de choque em nossos ouvidos é um espetáculo natural que provavelmente poucas pessoas tiveram oportunidade de presenciar. A chance de ocorrência de uma nova visão desta natureza, então, é bem pequena. Pensemos na observação de uma chuva de meteoritos; é quase impossível. Uma chuva de meteoritos ocorre quando um corpo de grande massa é fragmentado em pequenos pedaços, durante o voo na atmosfera. Isso ocorre porque os corpos grandes estão sujeitos a grandes forças.

A resistência do ar é proporcional ao quadrado da velocidade de queda do objeto. Assim, um meteorito que esteja caindo com uma velocidade muito grande irá sofrer uma desaceleração muito maior do que um descendo com baixa velocidade, devido ao atrito.

No ponto onde a velocidade cósmica de entrada, aquela que o corpo tinha fora da atmosfera, sem atrito, torna-se zero, chamado ponto de retardo, os corpos maiores sofrem uma desaceleração muito grande, estando sujeito a forças que podem fragmentá-lo em pequenos pedaços, espalhando-os ou, em alguns pouquíssimos casos, reagrupando-os.

Após o ponto de retardo, o meteorito, em uma única peça ou fragmentado, irá cair devido apenas à força gravitacional da Terra. Assim, sua direção muda drasticamente. Normalmente, passa de um ângulo baixo em relação ao horizonte para uma queda vertical. Se fragmentado, os pedaços tendem a cair ao longo de uma área chamada de elipse de dispersão ou distribuição. Os eixos da elipse são facilmente reconhecidos; o eixo maior apresenta-se na direção do movimento da queda, e o eixo menor é dado pelo espalhamento dos pedaços.

 
Os pedaços maiores tendem a cair num ângulo de trinta graus, enquanto os menores num ângulo de 20 graus em relação à vertical devido ao momento linear. Isso faz com que os fragmentos maiores sejam encontrados ao longo do eixo maior da elipse. Uma das principais tarefas das pessoas que se propõem a coletar meteorito é a demarcação das posições onde foram encontrados todos os fragmentos para que seja possível determinar a direção do eixo maior da elipse e o espalhamento. Com esses dados, podemos encontrar a direção e o ângulo de entrada do corpo na atmosfera.

Algumas chuvas de meteoritos são registradas na literatura. Podemos citar, como exemplo, a de Homestead, nos Estados Unidos, em 12 de fevereiro de 1875, a de Allende, no México, em 6 de fevereiro de 1969 e a de Mbale, em Uganda, em 14 de agosto de 1992.

No Brasil, existem dois relatos de chuvas de meteoritos. No começo do século, um padre, em uma aldeia indígena na floresta amazônica, relatou ter visto pedras caindo do céu, o que para os aborígenes tratava-se do fim do mundo. Uma expedição foi montada em 1998 para buscar algum vestígio, porém nada foi encontrado. Um outro caso ocorreu no município de Campos Sales, no Ceará, e está, atualmente, em estudos. Assim que os dados dos levantamentos estiverem concluídos, serão divulgados.

As crateras de impacto, suas origens, formas e localizações estão no artigo sobre esse assunto.

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O Sistema Solar

 

Ao contemplarmos o céu noturno, notamos que existem alguns astros que não cintilam como as estrelas e se encontram próximos à eclíptica – o caminho que vemos o Sol percorrer durante o ano. Em uma observação mais demorada, iremos notar, com o passar dos dias, que eles se deslocam em relação às estrelas. A estes astros damos o nome de planetas.

Desde a Antiguidade são conhecidos cinco planetas (são vistos à vista desarmada): Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno. Posteriormente foram acrescentados mais três planetas (estes só vistos com o auxílio de telescópios): Urano, Netuno e Plutão (este último recebeu uma nova classificação a partir de 2006 – ver mais detalhes mais adiante). A Terra completa a lista destes “astros errantes”.

O movimento aparente dos planetas e das estrelas no céu levou o homem antigo a pensar que a Terra era o centro do Universo. Foram então elaborados modelos que explicavam a “harmonia” da esfera celeste. O mais influente desses modelos ficou conhecido como Ptolomaico, por ter sido idealizado por Ptolomeu, no século II depois de Cristo.

Esse modelo parecia explicar bem o Universo até serem feitas observações mais apuradas no século XV, quando o astrônomo polonês Nicolau Copérnico “transferiu” o centro para o Sol e tornou a Terra apenas mais um planeta a girar em torno deste astro.

Hoje sabemos que também o Sol não está no centro do Universo, ele é apenas mais uma entre as 200 bilhões de estrelas, aproximadamente, que giram ao redor do centro de nossa galáxia, a Via Láctea. Esta por sua vez também não está no centro do Universo.

Origem do Sistema Solar

A teoria mais aceita, atualmente, foi elaborada em 1948 por Fred Hoyle e Hannes Alfren. Supõe que o Sistema Solar teve origem numa grande nuvem de gás e poeira de onde foram expelidos anéis de matéria gasosa, a partir dos quais se formaram os planetas, dando lugar ao nosso sistema planetário atual.

Esta teoria permite manter a tese da origem conjunta do Sol e dos planetas, explicando como os processos físicos ocorreram e como os anéis desprendidos do núcleo central puderam atingir pontos tão distantes do centro da órbita de Netuno. A nuvem de gás girava em torno de seu centro. Depois de um certo tempo (cerca de 100 milhões de anos), essa nuvem começou a esfriar e a contrair-se, fazendo com que ela girasse ainda mais depressa.

Esta rotação criou os anéis que, mais tarde, por sua vez, se resfriaram e se contraíram, formando os planetas, os satélites, os asteróides e os cometas. Enquanto isso, o centro da nuvem se contraía, dando origem ao Sol.

Movimento Planetário

O movimento dos planetas é regido pelas três leis de Kepler, descobertas pelo astrônomo Johannes Kepler, no século XVII. São elas:

1ª lei: as órbitas dos planetas são elipses, com o Sol ocupando um dos focos.
2ª lei: o raio vetor que une o planeta ao Sol varre áreas iguais em iguais períodos de tempo, ou seja, quanto mais próximo o planeta estiver do Sol mais rápido ele caminha.
3ª lei: a razão entre o quadrado do período e o cubo do semi-eixo maior da órbita dos planetas é constante.

Esta última lei é um caso particular da lei da gravitação universal de Newton.

Principais Características dos Astros do Sistema Solar

Sol

O Sol é uma estrela amarela, com uma idade estimada de cinco bilhões de anos. Como as outras estrelas, sua forma é esférica (achatada nos pólos) e é composto de gases, principalmente hidrogênio (75%) e hélio (23%). Todos os outros elementos encontrados aqui na Terra estão presentes, também, no Sol (como ouro, carbono, etc.), completando a composição química dele.

Seu tamanho é imenso se o compararmos aos planetas. Em seu interior poderíamos colocar mais de um milhão de planetas Terra.

A luz que é produzida em seu núcleo leva cerca de um milhão de anos para deixá-lo, pois não sai diretamente, encontrando obstáculos até a superfície. Uma vez na superfície, a luz leva somente 8 minutos e 20 segundos para chegar à Terra, percorrendo, aproximadamente, os 150 milhões de quilômetros que separam nosso planeta do Sol.

A superfície solar é turbulenta, apresentando com freqüência manchas solares, labaredas, jatos de matéria e outros violentos fenômenos provocados pelos fortes campos magnéticos locais.

Em seu núcleo, as temperaturas chegam a 15 milhões de graus, permitindo que ocorram reações nucleares que são a fonte de energia do Sol. Nestas reações, quatro núcleos de hidrogênio são transformados em um núcleo de hélio. Entretanto, a massa de um núcleo de hélio é menor que a de quatro núcleos de hidrogênio. Esta diferença de massa é totalmente convertida em energia. A cada segundo o Sol perde quatro milhões de toneladas de matéria transformada em energia.

Mercúrio

Por ser o planeta mais próximo do Sol é o mais rápido. Os antigos lhe deram o nome em homenagem ao mensageiro dos deuses.

Apesar de ser o planeta mais próximo do Sol, não é o mais quente. Devido à ausência de atmosfera, não há distribuição de calor. Assim, os dias em Mercúrio apresentam temperaturas elevadíssimas, em torno de 400ºC, enquanto nas noites as temperaturas caem a extremos de -170ºC.

Mercúrio é menor que Ganimedes e Titã, satélites de Júpiter e Saturno, respectivamente, mas com massa maior que a deles. Apesar do tamanho, só não é mais denso que a Terra. No seu interior há um núcleo de ferro com diâmetro aproximado de 3.600km.

Este planeta foi explorado pela nave espacial Mariner 10, em 1974. As fotografias então obtidas, mapeando 45% do planeta, mostraram ser a superfície de Mercúrio muito semelhante à da Lua, toda coberta por crateras. Além disso, não possui atmosfera, nem placas tectônicas.

É um planeta de difícil observação por estar sempre muito próximo do Sol.

Vênus

Vênus recebeu o nome da deusa da beleza e do amor, e é também conhecido como Estrela D´Alva, estrela Vespertina ou, ainda, estrela Matutina. É quase do tamanho da Terra e foi descrito muitas vezes como planeta gêmeo da Terra, embora, como veremos mais adiante, o tamanho é uma das poucas características que os dois planetas têm em comum.

Sua órbita é a mais circular do Sistema Solar. É o astro mais brilhante, depois do Sol e da Lua, e facilmente se observa suas fases (Galileu observou estas fases e deu um impulso à teoria heliocêntrica de Copérnico).

Apesar de sua proximidade da Terra, a superfície deste planeta permaneceu misteriosa por muito tempo, obscurecida pelas densas nuvens, até que as sondas espaciais pudessem ser enviadas.

Este é o planeta mais quente do Sistema Solar. Nele ocorre o chamado efeito estufa, que mantém a temperatura deste planeta em torno de 470ºC. Este efeito pode ser descrito da seguinte maneira: o calor proveniente do Sol atravessa as nuvens, chega até a superfície de Vênus, é refletido e, quando vai escapar do planeta, encontra novamente as nuvens que formam uma barreira, aquecendo-o. Na superfície de Vênus, metais como o chumbo estariam na forma líquida.

A pressão atmosférica é imensa. Um astronauta em sua superfície seria rapidamente esmagado, pois sentiria uma pressão equivalente à sentida por um mergulhador a 1.000 metros de profundidade no oceano.

Possui um núcleo de ferro com cerca de 600km de diâmetro, coberto por um manto rochoso de matéria derretida.

Uma de suas características marcantes é o movimento retrógrado, ou seja, contrário dos demais (lá o Sol nasce a oeste e se põe a leste).

A primeira sonda a visitá-lo foi a Mariner 2, em 1962. Mais de 20 sondas já estiveram lá até hoje. A nave Magalhães (lançada em 1989) mapeou 98% da superfície de Vênus com uma resolução superior a 300 metros, através de radar.

Terra

Nosso planeta, uma pequena esfera azul no espaço, é o terceiro em distância do Sol, o quinto em tamanho e o único onde sabemos existir vida. Recebeu este nome em homenagem a Gaia, mãe dos primeiros deuses.

A Terra apresenta dois principais movimentos: rotação (gira em torno de si em 24 hs) e revolução (gira em torno do Sol em um ano). Seu eixo de rotação possui inclinação de 23,5º em relação ao plano de sua órbita e, por este motivo, observamos o fenômeno das estações do ano.

A maior parte de nosso planeta é coberta de água (3/4). O restante forma os continentes e ilhas.

Nossa atmosfera é composta de várias camadas e uma delas tem chamado muita atenção: a camada de ozônio. O ozônio filtra os raios provenientes do Sol, nos protegendo de grande parte do ultravioleta e do infravermelho. Gases utilizados em ar condicionado e geladeira, além da poluição, estão destruindo esta camada, o que pode dificultar a sobrevivência do ser humano.

Lua

Recebeu o nome de Selene, a irmã de Hélios (Sol). A luz leva pouco mais de um segundo para percorrer a distância que nos separa de nosso satélite natural (384.000km, em média).

A Lua gira em torno de seu eixo ao mesmo tempo em que dá uma volta completa ao redor da Terra, de modo a nos mostrar sempre a mesma face.

Qualquer pequeno telescópio nos revela uma grande variedade de detalhes da superfície lunar: crateras, altas montanhas e imensas e escuras planícies conhecidas impropriamente como mares. Existem cerca de 300.000 crateras de vários tamanhos. Elas foram provocadas pela queda de fragmentos de rocha que vagueiam pelo espaço a grandes velocidades: os meteoróides.

Em julho de 1969, os astronautas Neil Armstrong e Edwin Aldrin desceram pela primeira vez na superfície lunar. Seguiram-se mais cinco missões com sucesso ao satélite, totalizando 12 homens a pisá-la. Muito material da superfície foi analisado, inclusive trazido para a Terra.

Na superfície da Lua, a baixa gravidade, 1/6 da força gravitacional da Terra, faz com que os movimentos pareçam em câmara lenta. Um astronauta de 72kg se sentiria como se tivesse apenas 12kg.

A sonda Clementine mapeou toda a superfície lunar com grandes detalhes, em 1994. Já a sonda Lunar Prospector, lançada em 1998, após concluir seus estudos em órbita de nosso satélite, foi ao encontro de uma cratera no pólo sul da Lua, onde se suspeitava existir água em forma de gelo. Porém nenhum vestígio de água foi encontrado.
A Lua projetada na Terra caberia em nosso país, o Brasil.

Marte

É o deus da guerra.

A primeira missão com sucesso a Marte foi a espaçonave Mariner 4, em 1965, depois a Viking I, em 1976, seguida pela Viking II, no mesmo ano, quando foram tiradas fotos inéditas de sua superfície.

O solo marciano é avermelhado, devido à presença de óxido de ferro, mais conhecido como ferrugem. É coberto por uma tênue atmosfera com tempestades de poeira que chegam a cobrir o planeta por vários meses e, à semelhança da Terra, possui calotas polares, formadas de gelo seco, que avançam e se retraem conforme as estações do ano. A temperatura varia entre -123ºC e 22ºC. Seu tamanho não é muito grande: a área dos continentes da Terra cobriria a superfície de Marte.

A existência de formações geológicas semelhantes a vales de rios secos e canyons é forte evidência de que, no passado, havia água líquida com mares e rios de águas correntes na superfície marciana. Além de fotos, as sondas fizeram experiências com material coletado do solo em busca de vida microscópica, mas nada foi encontrado.
Além de vales, canyons, calotas polares e crateras, o planeta vermelho também apresenta formações vulcânicas. Seu maior vulcão – Monte Olympus – se eleva a uma altura três vezes maior que a do Monte Everest, a mais alta montanha da Terra.
Acredita-se que alguns meteoritos tenham se originado em Marte.

Na década de 90, três importantes sondas espaciais estudaram o planeta Marte: Mars Polar Lander, que se perdeu ao pousar no planeta; Mars Pathfinder, uma das mais bem sucedidas missões, que levou um robô (Sojouner) para pesquisar sua superfície; Mars Global Surveyor, que chegou a Marte em 1997.

Asteróides

Entre Marte e Júpiter há uma faixa ocupada por fragmentos de rocha de dimensões e formas variadas que orbitam o Sol. Estes objetos são os asteróides.

Conhecemos mais de 600 asteróides. Apesar da quantidade, a massa total é inferior à da Lua.

Esses objetos já foram alvo de missões espaciais. A nave NEAR (sigla em inglês para Encontro de Asteróides Próximos à Terra) alcançou o asteróide 433 Eros em janeiro de 1999. Os dados coletados estão sendo analisados e as primeiras imagens já estão sendo publicadas.

Júpiter

Este é o maior planeta do Sistema Solar; por isso recebeu o nome do deus supremo. Sua massa corresponde a pouco mais que duas vezes e meia a massa de todos os outros planetas reunidos.

Assim como Saturno, Urano e Netuno, trata-se de um planeta gigante e gasoso. Acredita-se que Júpiter tenha um núcleo rochoso envolto por camadas sólidas de hidrogênio metálico e uma superfície de hidrogênio líquido a grande pressão.

Suas nuvens multicoloridas se distribuem em cinturões e turbulências provocadas pelos fortes ventos de sua atmosfera. Um exemplo é a Grande Mancha Vermelha, uma enorme tempestade atmosférica, semelhante a um furacão, que é observada há mais de 300 anos. Quase três planetas do tamanho da Terra enfileirados seriam necessários para cobrir a extensão desta mancha.

Júpiter possui mais de 60 luas (o recordista do Sistema Solar), sendo as quatro maiores conhecidas como luas galileanas – Io, Europa, Ganimedes e Calixto. A mais singular delas é Io, onde vários vulcões em atividade foram registrados pela primeira vez pelas naves Voyager 1 e 2.

Júpiter e suas principais luas foi alvo de estudo da sonda Galileo, que, em 30/12/2000, esteve a apenas 11 milhões de quilômetros daquele planeta.

Saturno

Deus do tempo e filho de Urano (Céu) e Gaia (Terra).

Saturno é famoso pelo seu sistema de anéis, que pode ser observado até mesmo através de um modesto telescópio terrestre. Os anéis são compostos por milhares de pedaços de rocha e gelo em órbita do planeta, com centímetros até metros de diâmetro. Eles se estendem, de uma ponta a outra, por mais de 250.000km e seu diâmetro não ultrapassa 1km. Provavelmente são restos de um satélite natural que, por se aproximar demais do planeta, foi despedaçado ou, então, material de um satélite que nem chegou a se formar.

É o planeta que apresenta a menor densidade média, mais baixa, inclusive, que a densidade da água. Se pudéssemos colocá-lo na água ele flutuaria.

A atmosfera deste planeta é composta principalmente por hidrogênio e hélio. Seus ventos alcançam velocidades acima de 1.600km/h. Seu núcleo é rochoso (como Júpiter).

A primeira sonda a visitá-lo foi a Pioneer 11, em 1979, e depois as Voyager 1 e 2, na década de oitenta. Lançada em 1997, a espaçonave Cassini tem como finalidade estudar o planeta Saturno e suas principais luas, como Titã.

Saturno possui diversos satélites, destacando-se Titã, a única lua com uma densa atmosfera no Sistema Solar. Esta atmosfera chama a atenção por apresentar características semelhantes à da Terra no período de sua formação.

Urano

Deus do céu. Urano foi o primeiro planeta a ser descoberto por telescópio, em 1781.

Um detalhe curioso sobre este planeta é a grande inclinação de seu plano equatorial em relação ao plano de sua órbita. Esta grande obliqüidade gera movimentos aparentes do Sol no céu uraniano muito peculiares. Assim, os pólos ficam voltados para o Sol em parte de seu movimento de translação.

Seu encontro com a espaçonave Voyager 2 (única a visitá-lo), em 1986, revelou 10 novos satélites, além dos cinco já conhecidos. Essa nave também confirmou a presença de anéis (descobertos em 1972), à semelhança dos outros planetas gasosos e gigantes, com pedras de até 10 metros de diâmetro.

Apresenta um núcleo de gelo e rocha com massa inferior à dos núcleos dos planetas Júpiter e Saturno. Sua cor azulada deve-se à presença de metano em sua atmosfera.
Recentemente foram descobertos novos satélites totalizando 21.

Netuno

Deus dos mares.
Netuno é o menor dos quatro planetas gasosos, mas sua massa é maior que a de Urano. Foi descoberto em 1846, muito tempo após sua previsão, através das perturbações na órbita de Urano. Apresenta grandes tempestades atmosféricas.
A espaçonave Voyager 2, em 1989, fotografou em Tritão um de seus satélites, o que aparenta serem gêiseres de nitrogênio. Detectou, também, a presença de anéis muito escuros.

Seu núcleo se assemelha ao de Urano, formado por gelo e rocha, e com menos massa que os de Júpiter e de Saturno. O metano em sua atmosfera absorve a luz vermelha e dá uma tonalidade azulada. Os ventos atingem 2.000km/h. Como os demais planetas gigantes e gasosos, irradia mais calor do que recebe do Sol.

O telescópio espacial Hubble observou uma grande mancha escura no planeta, e não mais a mancha detectada pela Voyager 2.

Planetas Anões

O dia 24 de agosto de 2006 é um marco na história da Astronomia. Há alguns anos, como conseqüência do aperfeiçoamento das técnicas observacionais, vários corpos pequenos e distantes, semelhantes a Plutão, foram descobertos no Sistema Solar. Esses novos corpos foram classificados como Objetos Transnetunianos, por se localizarem após a órbita de Netuno. Dentre os transnetunianos estão corpos pequenos, como cometas e asteróides, e outros um pouco maiores, semelhantes a Plutão.

A tendência é descobrirmos cada vez mais objetos nessa região que deve ser povoada por milhares de corpos. O fato de alguns transnetunianos terem tamanhos semelhantes ao de Plutão, levantou a questão de esses corpos serem também considerados planetas. A discussão se acirrou após a descoberta do transnetuniano 2003UB 313, batizado como Éris, que se mostrou ainda maior que Plutão.

É interessante lembrar que a partir do Sol temos os chamados planetas rochosos – Mercúrio, Vênus, Terra e Marte, seguidos pelos planetas chamados gigantes gasosos – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Depois de Netuno, conhecíamos também Plutão, um corpo rochoso e pequeno, localizado na região do Sistema Solar dominada por planetas gigantes e gasosos.

Mas então foram observados os outros objetos semelhantes a Plutão no Sistema Solar. E o que fazer? Classificar esses objetos também como planeta, ou criar uma nova classificação para Plutão e seus companheiros semelhantes? Essa discussão surgiu porque não havia uma definição clara de planeta.

A discussão perdurou durante algum tempo no meio astronômico. Alguns, incluindo os descobridores de 2003 UB 313, defendiam aumentar o número de planetas do Sistema Solar. Nesse caso, o número de planetas tenderia sempre a aumentar, uma vez que sempre poderíamos descobrir mais objetos pequenos e distantes, como Plutão. Outros defendiam a mudança da categoria de Plutão, que deveria ser classificado de alguma outra maneira, junto com os transnetunianos semelhantes a ele.

A questão só poderia ser resolvida pela União Astronômica Internacional (IAU – sigla em inglês de International Astronomical Union ), uma entidade que, entre outras atribuições, faz a regulamentação de nomenclaturas, classificações e definições utilizadas na Astronomia.

No dia 24 de agosto de 2006, a União Astronômica Internacional publicou resoluções criando duas novas categorias de objetos do Sistema Solar: Planetas e Planetas Anões . Plutão passa a ser planeta anão, e os outros planetas do Sistema Solar, planetas.

Segue abaixo tradução de parte das resoluções publicadas pela IAU, a respeito dessa mudança de classificação de alguns corpos do Sistema Solar.

Resolução da IAU: Definição de um Planeta no Sistema Solar

Observações contemporâneas estão mudando nosso entendimento de sistemas planetários, e é importante que nossa nomenclatura para os objetos reflita nosso entendimento corrente. Isso se aplica, em particular, para a designação ‘planetas’. A palavra ‘planeta’ originalmente descrevia ‘viajantes’, que eram conhecidos apenas como luzes que se deslocavam no céu. Descobertas recentes nos levam a criar uma nova definição, o que pode ser feito utilizando-se informações científicas disponíveis.

RESOLUÇÃO 5A.

A IAU resolve que planetas e outros corpos no nosso Sistema Solar, exceto satélites, são definidos em três categorias distintas da seguinte maneira:

(1) Um planeta¹ é um corpo celeste que (a) está em órbita ao redor do Sol, (b) tem suficiente massa para que sua própria gravidade se sobreponha a forças de corpo rígido de maneira que ele mantenha uma forma (aproximadamente redonda) em equilíbrio hidrostático, e (c) tem a vizinhança em torno de sua órbita livre.

(2) Um planeta anão é um corpo celeste que (a) está em órbita ao redor do Sol, (b) tem suficiente massa para que sua própria gravidade se sobreponha a forças de corpo rígido de maneira que ele mantenha uma forma² (aproximadamente redonda) em equilíbrio hidrostático, (c) não tem a vizinhança em torno de sua órbita livre, e (d) não é um satélite.

(3) Todos os outros objetos³ , exceto satélites, orbitando o Sol serão referidos coletivamente como “Pequenos Corpos do Sistema Solar”.

1 Os oito planetas são: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

2 Um processo da IAU será estabelecido para designar objetos incertos na categoria de planeta anão ou outras categorias.

3 Esses atualmente incluem a maioria dos asteróides do Sistema Solar, a maioria dos Objetos Transnetunianos (TNOs), cometas e outros corpos pequenos.

RESOLUÇÃO DA IAU: Plutão

RESOLUÇÃO 6A.

A IAU adiante resolve:

Plutão é um planeta anão pela definição acima e é reconhecido como o protótipo de uma nova categoria de objetos transnetunianos.

RESOLUÇÃO 6B.

1 – Em 14 de setembro de 2006, a IAU retira o nome 2003 UB313, e esse objeto passa a se chamar Éris, deusa grega da discórdia e da contenda. Bom nome para um astro que gerou divisão na comunidade astronômica, não acha? Seu satélite fica batizado de Disnomia.

Plutão

Deus dos infernos. Descoberto em 1930, ainda não foi alvo de visita de sondas espaciais.

Plutão é menor que a nossa Lua (além de Io, Europa, Ganimedes, Calixto, Titã e Tritão). Até agora não foi visitado por nenhuma espaçonave.

Plutão leva 248 anos para completar uma volta ao redor do Sol. Fica durante 20 anos mais próximo do Sol do que Netuno (última vez de 1979 a 1999), por causa da excentricidade de sua órbita. Apesar disso, não há a possibilidade destes corpos celestes se colidirem.

Devido à sua distância, nem o telescópio espacial Hubble conseguiu definir até agora sua superfície. É composto de 80% de rocha e 10% de gelo de água, aproximadamente.

Tabela do Sistema Solar

Cometas

Existem registros destes objetos desde 240 a.C. pelos chineses (cometa de Halley). Estavam sempre associados a guerras, enchentes, pestes, destruição de impérios, etc.
Mais de 800 já foram catalogados e suas órbitas calculadas, sendo 184 periódicos (órbitas menores que 200 anos).

Com poucos quilômetros de extensão, os cometas são pequenos corpos viajando ao redor do Sol em longas órbitas elípticas.

O núcleo, de gelo e gás com pouca poeira, é a única parte substancial sólida do cometa. À medida que o núcleo cometário se move para regiões mais internas do Sistema Solar, a luz do Sol o aquece e o gelo em sua superfície se transforma em vapor, formando a cabeleira ou coma. Uma nuvem de hidrogênio muito rarefeita com milhões de quilômetros circunda o núcleo. O gás da cabeleira, juntamente com partículas de poeira, é empurrado pela pressão de radiação do Sol e pelo vento solar, formando então duas caudas, de poeira e de íons, respectivamente, podendo se estender por mais de uma unidade astronômica (1 u.a. = distância média Terra-Sol = 150.000.000km).

Os cometas geralmente começam a ser vistos quando estão a uma distância similar à de Júpiter, começando a apresentar uma cauda. Em 1987, a sonda Gioto, da Agência Espacial Européia, chegou a 540 quilômetros do cometa Halley, desvendando alguns dos mistérios destes objetos.

Suas órbitas originais estão além de Plutão. Após passarem próximo do Sol ou de algum planeta, estas órbitas podem se alterar, eventualmente, até se chocar com a nossa estrela ou um planeta.

Muitos cometas são descobertos por astrônomos amadores. Duas regiões do Sistema Solar são dominadas pelos cometas. A primeira é conhecida como Cinturão de Kuiper. Este se estende além da órbita de Netuno, indo até, aproximadamente, umas 100 u.a. (Plutão está a cerca de 40 u.a.). Acredita-se que os cometas de curto período se originem nesta região. A perturbação dos planetas gigantes lança estes objetos em direção ao Sol. A segunda região é a Nuvem de Oort (prevista em 1950), com mais de um trilhão de cometas, se estendendo de 30.000 u.a. a até um ano-luz, aproximadamente (um ano-luz = 9,5 trilhões de quilômetros).

Meteoróides, Meteoros e Meteoritos

Girando ao redor do Sol existe um número incontável de pedaços de rochas, cujos tamanhos variam de milímetros a dezenas de metros: são os meteoróides.

Eventualmente colidem com outro astro, podendo produzir crateras. Ao ingressarem na atmosfera terrestre com grandes velocidades, essas rochas são volatizadas pelo atrito tornando-se momentaneamente luminosas, sendo então chamadas meteoros. Se não forem totalmente desintegradas elas atingem o solo e aí são denominadas meteoritos. Um grande número de meteoróides penetra a atmosfera a cada dia.

A maioria destes detritos celestes são provenientes de asteróides e poucos vêm de cometas, da Lua e de Marte.

Como exemplo de crateras produzidas pela queda de meteoritos temos a cratera do Meteoro, nos Estados Unidos, com 1,2km de diâmetro e 200m de profundidade. O objeto que a originou caiu há 50 mil anos.

No Brasil temos uma cratera na serra da Cangalha (Maranhão), visível de avião. O mais famoso meteorito brasileiro, o Bedengó, está em exposição no Museu Nacional, na Quinta da Boavista, e pesa cerca de cinco toneladas.

A queda de um meteorito no México formou uma cratera com mais de 100km de diâmetro, responsável, pelo menos em grande parte, pela extinção dos dinossauros há 65 milhões de anos.

A presença de vegetação, vento e chuva dificulta a visualização e a permanência de crateras. Em planetas e satélites, onde não existe atmosfera, as crateras produzidas permanecem por muito tempo (milhares de anos), pois não há nenhum fenômeno local para destruí-las.

Novos Planetas

Há muito tempo o homem tem procurado planetas fora do Sistema Solar. Nos últimos anos, conseguimos identificar os primeiros astros do gênero. Até o momento (junho de 2007), 236 planetas já foram descobertos, tendo na sua maioria o tamanho aproximado de Júpiter. Recentemente foi descoberto um planeta muito semelhante à Terra. Ele possui cerca de 5 vezes a massa da Terra, seu tamanho é aproximadamente 50% maior, e apresenta temperatura e distância, à estrela à qual gira, que permitem a presença de água líquida. Esses fatos nos levam a cogitar a possibilidades de vida no planeta.

Todos foram descobertos indiretamente, ou seja, não foram vistos através de telescópios. Isso porque são bastante pequenos em comparação com a estrela que orbitam e não possuem luz própria, uma das características dos planetas.

A técnica utilizada para se detectar objetos tão pequenos e tão distantes consiste em observar desvios nos espectros (a impressão digital das estrelas) da estrela observada e, assim, determinar a massa do objeto que a orbita. Este desvio é conhecido como efeito Doppler, o mesmo de uma sirene de ambulância, quando ouvimos barulhos diferentes quando ela se aproxima e se afasta.

Esses planetas confirmam a suspeita dos astrônomos de que bilhões de planetas devem existir em nossa galáxia. É questão de tempo para conhecermos milhares deles.

Atividade: Determinação da Distância entre a Terra e a Lua

Sabendo-se o diâmetro da Lua em quilômetros, é fácil obter-se a sua distância. Para isso, é só determinar o ângulo compreendido pelo limbo lunar.

Procure uma janela que esteja voltada, aproximadamente, ou para o nascente ou para o poente. Numa noite próxima à Lua cheia, cole duas tiras de esparadrapo ou fita isolante paralelas, separadas por 30mm aproximadamente, no vidro da janela. A observação deverá ser feita pouco depois do “nascimento” da Lua, se a janela estiver voltada para o nascente, ou pouco depois antes do seu ocaso, se a janela estiver voltada para o poente.

Agora, com apenas um olho aberto, procure ficar a uma distância tal que a Lua “toque” a parte interna das fitas. Feito isto, marque a posição em que seu olho se encontra com o auxílio da quina de livros empilhados até uma altura conveniente. Meça a distância com a maior precisão possível dos livros até as fitas, assim como a separação da parte interna das fitas.

A distância da Terra à Lua, em quilômetros, é obtida pela relação:

LF / distância da Lua = SF / diâmetro da Lua
SF = separação entre as fitas
LF = distância entre os livros até as fitas
diâmetro da Lua = 3.740km

Atividade: Determinação do Diâmetro do Sol
Qual será o diâmetro do Sol em quilômetros? A experiência é semelhante à anterior.
O nosso astro é muito brilhante e vamos tirar proveito disto para efetuarmos a experiência. Usaremos o princípio da “câmara escura”.

Use um pequeno espelho coberto por um papel preto em que foi previamente feito um furo de aproximadamente 4mm. Agora, projete a imagem refletida do Sol a uns 5 ou 7 metros de distância em um papel branco fixo em uma parede. Meça agora a distância precisa do espelho até a imagem, assim como o diâmetro da mesma. Será necessário apoiar o espelho em algum lugar para se obter uma imagem “imóvel”, por pelo menos alguns segundos, para ser medida.

O diâmetro do Sol, em quilômetros, é dado por: Diâmetro da imagem / Diâmetro do Sol = Distância da imagem ao furo / Distância do Sol à Terra.

Obs.: Alguns céticos duvidam de que esta seja a imagem do Sol. Argumentam também que a imagem é circular porque o furo tem esta forma. Tente fazer furos em forma de triângulos ou quadrados, com as dimensões já especificadas, e terá imagens sempre circulares. O furo circular oferece resultados melhores.

Atividade: Representação do Sistema Solar

Nesta atividade vamos representar a proporção dos tamanhos do Sol e dos planetas, além das distâncias dos planetas ao Sol. É interessante mostrar isso às crianças. Tente fazer num jardim ou numa praça essa representação.

a) Modelos dos Tamanhos
Se o Sol tiver um metro de diâmetro, os planetas terão os seguintes tamanhos:

 
b) Modelos das Distâncias
Suponhamos, agora, que a distância Sol-Terra seja de um metro; as distâncias dos outros planetas e o tempo necessário para um avião chegar ao Sol viajando a 1.000 quilômetros por hora seriam:


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Tipos de Meteoritos

Como em todos os campos da Ciência, a meteorítica também procura agrupar seus objetos de trabalho segundo critérios bem definidos. Por convenção, dividem-se todos os meteoritos em 3 classes principais, segundo os seus tipos de componentes. Os metálicos, compostos basicamente de ferro, níquel e uma pequena quantidade de silicatos, também chamados de sideritos. Os meteoritos rochosos, aerolitos, formado na sua maioria por silicatos e quase nenhuma ou nenhuma porção de metais e um terceiro tipo, os siderolitos, onde encontramos quantidades similares de metais e silicatos.

Os minerais meteoríticos mais comuns são: ferro, níquel e cobalto, presentes em grande parte dos meteoritos e principalmente no metálicos; a troilita, o principal sulfeto meteorítico; os piroxenos, um silicato ferro-magnésio-cálcio comum; as olivinas, um silicato ferro-magnésio e o plagioclassio, um outro silicato, só que desta vez de sódio-cálcio-alumínio.

Apresentraremos algumas características de cada um dos grupos principais, de uma maneira bem superficial. Para maiores detalhes devem ser pesquisados livros específicos.

Os meteoritos rochosos podem ser divididos em duas categorias. A grande maioria apresenta pequenos objetos redondos, chamados de côndrulos, que dão origem à essa categoria, os condritos. O restante dos rochosos que não apresentam côndrulos são denominados acondritos.

Os meteoritos rochosos, condritos e acondritos são os tipos mais comuns. Sendo o primeiro com uma quantidade muito maior que a quantidade de todos os outros tipos juntos.

Por causa da afirmativa anterior sobre a quantidade nos diversos tipos, pode surgir uma pergunta: Como é que existe mais meteoritos rochosos se em todos os lugares que visitei que tinha um meteorito era do tipo metálico?

A razão para isso é muito simples, os meteoritos rochosos possuem uma beleza que não é fácil de ser apreciada. É necessário colocá-los e um microscópio para admirar a riqueza de cores e texturas que estes apresentam. Vistos a olho nu, parecem pedaços de rochas comuns, com alguns grãos de areia. Além disso, os meteoritos rochosos são maiores, uma vez que conseguem resistir mais ao processo de entrada na atmosfera e de choque com a superfície terrestre, além de terem uma estrutura interna muito bonita e fácil de ser observada quando polida.

Os meteoritos de rocha e metais em quantidades parecidas, siderolitos, dividem-se em quatro tipos distintos, sendo classificados de acordo com o tipo de mineral que se encontra junto com o metal, como pode ser visto na tabela abaixo.

Por fim temos os, sideritos, meteoritos compostos basicamente de ferro e níquel, cuja estrutura interna possui uma beleza rara quando tratada simplesmente com uma lixa e ácido.

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A Relatividade e o Espaço

Quando falamos sobre o tempo, vimos que quando a velocidade relativa entre dois sistemas de referência (digamos, um sistema terrestre e um sistema em um foguete) é muito grande, devemos relacioná-los através de um conjunto de equações conhecido como transformações de Lorentz.

Se considerarmos uma velocidade relativa , paralela ao eixo , teremos:

A equação do tempo nos mostrou que relógios em movimento medem o tempo mais lentamente do que relógios em repouso. A transformação para a coordenada espacial, veremos, nos diz que o espaço se contrai na direção do movimento.

Imaginemos uma régua de um metro, que será acelerada até atingir metade da velocidade da luz. Quem estiver em movimento com ela obviamente a verá parada:

Mas quem estiver parado, medirá:

Mas uma medição de um certo comprimento deve ser feita simultaneamente em ambos os lados. Portanto e

Substituindo os valores, teremos:

Quem estiver parado, vai medir o comprimento da régua de um metro como sendo de apenas 87 centímetros.

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As Transformações de Lorentz

Este conjunto de equações foi proposto por Lorentz para relacionar medições entre um referencial em movimento (C) e um referencial em repouso (B). A velocidade relativa entre eles é , paralela ao eixo . Repare que quando a velocidade for zero ou muito, muito pequena (comparada à velocidade da luz), nós recuperamos o conjunto conhecido como transformações de Galileu, válido para a física newtoniana.

Este conjunto de equações encerra o pensamento de Lorentz e contém em si a contração espacial, a dilatação temporal e (com mais algumas considerações físicas) o aumento da massa.
 

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Dia de Reis

Dias santos, por se tratarem de uma questão de fé, são sempre envoltos em certo mistério. Misturando partes de história e lenda, suas origens são, por definição, imprecisas e, na maioria das vezes, mutáveis.

Por que o dia 6 de janeiro é chamado “Dia de Reis”?

Parece não haver dúvida que essa celebração tem origem no batismo de Cristo, que teria acontecido, em nosso calendário atual, no dia 6 de janeiro. Mas os primeiros historiadores cristãos, que nos forneceram essa data, reconheciam o dia 20 de maio como o do nascimento de Cristo. Se não os respeitamos em relação à data do nascimento, por que sobreviveu até hoje uma celebração no dia 6 de janeiro?

As igrejas cristãs do oriente celebravam neste dia o nascimento de Cristo; as igrejas cristãs ocidentais fixaram tal evento no dia 25 de dezembro. Essa proximidade entre as datas acabou dando origem ao período de celebração conhecido como “Tempo da Epifânia”, ou “doze dias de Natal”. Atualmente, o dia 6 de janeiro é considerado pela Igreja Católica como o início da Epifânia, e recebe popularmente o nome de “Dia de Reis” em grande parte dos países da América Latina.

Os “reis” em questão são os reis magos, que não eram reis nem tampouco magos. Eram homens sábios, conhecedores de ciência e de magia (ciência e magia freqüentemente eram sinônimos naqueles tempos remotos). Não se sabe ao certo quantos eram os “reis”, mas como o Evangelho de Mateus cita três presentes ofertados, a idéia de que eram três visitantes se disseminou. Não há referências a seus nomes na Bíblia. Posteriormente, surgiram os nomes Baltazar, Gaspar e Melquior. Além de ganharem nomes a posteriori, ganharam também um senso de universalidade, com Baltazar sendo representado em peças artísticas como um mouro e Gaspar com traços orientais. Independentemente dos nomes e da quantidade, historiadores concordam que os “reis magos” (ou melhor, homens sábios) eram astrólogos persas.
Historiadores da Bíblia argumentam que os homens sábios do Oriente não devem ter visitado Cristo antes de seu 40 o dia de vida. Mas reunindo as diferentes celebrações das distintas vertentes cristãs pelo mundo, as pessoas começaram a celebrar o dia 6 de janeiro como o dia da visita dos “reis magos”. Esta tradição se fortaleceu em grande parte dos países latino-americanos e desde então o dia 6 de janeiro é reconhecido popularmente como o Dia de Reis.

Fontes:
Wikipedia (http://en.wikipedia.org)
Catholic Encyclopedia (http://www.newadvent.org/cathen/)

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Equações de Maxwell

Estas equações relacionam o campo elétrico () e o campo magnético (), juntamente com suas variações no espaço (representadas pelo operador diferencial nabla – ) e no tempo . Nas equações de Maxwell também aparecem a corrente (), a densidade de cargas elétricas () e e duas grandezas inerentes ao meio em que os campos elétrico e magnético se propagam: a permissividade () e a permeabilidade (); no caso do vácuo, aparece o subscrito 0.

 1. Lei de Gauss para o campo elétrico    
    

 2. Lei de Faraday-Henry    
    

 3. Lei de Gauss para o campo magnético    
    

 4. Lei de Ampère-Maxwellv    
    

Uma manipulação habilidosa deste conjunto de equações, bastante simplificadas se considerarmos regiões do espaço sem cargas e correntes, resulta em um par de outras equações que são prontamente reconhecidas como equações de ondas:

A teoria ondulatória nos diz que a velocidade de propagação de uma onda é dada pela raiz quadrada do inverso da constante que multiplica o termo temporal de sua equação. Assim, a onda elétrica (e também a magnética) se propaga no vácuo com uma velocidade de

(É muito importante frisar que este valor é calculado, e não medido. Os valores numéricos de
e de são obtidos, e só então é calculada a velocidade da luz).