As dimensões do Sistema Solar em anos-luz

Objeto celeste - Distância média ao Sol

• Mercúrio 3,21 minutos-luz
• Vênus 6,01 minutos-luz
• Terra 8,30 minutos-luz
• Marte 12,67 minutos-luz
• Cinturão de Asteróides (mínima) 18,29 minutos-luz
• Cinturão de Asteróides (máxima) 27,44 minutos-luz
• Júpiter 43,27 minutos-luz
• Saturno 1,32 horas-luz
• Urano 2,66 horas-luz
• Netuno 4,17 horas-luz
• Plutão 5,47 horas-luz
• Cinturão de Kuiper (mínima) 4,15 horas-luz
• Cinturão de Kuiper (máxima) 6,93 horas-luz
• Nuvem de Oort (interna) de 41,58 a 1386,14 horas-luz
• Nuvem de Oort (externa) de 1386,14 a 13861,44 horas-luz

Unidade astronômica

A unidade astronômica é definida como a distância média entre a Terra e o Sol. Sua abreviação é U.A. (sempre em letras maiúsculas).

Uma unidade astronômica equivale a 149597870,691 km mas, em geral, consideramos o valor aproximado de 150 milhões de quilômetros.

Uma unidade astronômica é equivalente a, aproximadamente, 499 segundos-luz. Um feixe de luz leva aproximadamente 8,3 minutos para viajar uma unidade astronomica. Isso simplesmente nos diz que uma partícula de luz, ou seja um fóton, depois que deixa o Sol leva 8,3 minutos para alcançar a Terra.

planeta distancia média ao Sol

em unidades astronômicas (UA) em quilômetros (valor aproximado)

Mercúrio 0,387 57 900 000

Venus 0,723 108 200 000

Terra 1,000 149 600 000

Marte 1,524 227 900 000

Cinturão de Asteróides (mínima) 2,206 330 000 000

Cinturão de Asteróides (máxima) 3,342 500 000 000

Júpiter 5,203 778 300 000

Saturno 9,539 1 427 000 000

Urano 19,182 2 869 600 000

Netuno 30,058 4 496 600 000

Plutão 39,44 5 900 100 000

Cinturão de Kuiper (mínima) 30 4 488 000 000

Cinturão de Kuiper (máxima) ~ 50 ~ 7 480 000 000

Nuvem de Oort (interna) de 300 a 10000 44 880 000 000 a 1 496 000 000 000

Nuvem de Oort (externa) de 10000 a 100000 de 1 496 000 000 000 a 14 960 000 000 000

Podemos representar o Sistema Solar graficamente da seguinte forma:

Propriedades planetárias

Como foi dito acima, o Sistema Solar é muito mais do que apenas os planetas e seus respectivos satélites. Podemos definir o Sistema Solar como sendo o conjunto de todos os corpos celestes, independente de tamanho, estado físico ou propriedades, que estão gravitacionalmente ligados ao Sol e que descrevem órbitas em torno dele. Assim, o Sol é o centro de referência em torno do qual todos os objetos pertencentes ao Sistema Solar descrevem suas órbitas. Entre esses objetos estão incluidos os planetas, satélites, asteróides, cometas, e partículas de gás e poeira interplanetárias que se espalham pelo espaço existente entre os moradores desse Sistema.

Para melhor descrever o Sistema Solar os astrônomos preferem dividí-lo em algumas partes que abrigam corpos possuidores de características semelhantes. Além dos Sol, planetas e seus satélites, existem três regiões no Sistema Solar que, ao invés de abrigarem apenas um corpo celeste, são a moradia de milhares ou milhões de pequenos objetos que também descrevem órbitas em torno do Sol. Essas regiões são:

* Cinturão de Asteróides

Localizado entre os planetas Marte e Júpiter, o Cinturão dos Asteróides é o local onde estão distribuídos a maioria dos asteróides que conhecemos.

* Cinturão Trans-Netuniano, também conhecido como Cinturão de Kuiper

Esta região em forma de disco, com milhões de objetos, está localizado a partir da órbita do planeta Netuno. Ela é o local de origem de vários cometas que cruzam o Sistema Solar.

* Nuvem de Oort

Com possivelmente milhões de objetos, que seriam restos da formação do Sistema Solar, esta é a região mais longinqüa do Sistema Solar, situada muitíssimo depois do planeta mais afastado do Sol, Plutão. A Nuvem de Oort tem a forma de uma imensa esfera que envolve todo o Sistema Solar.

A figura abaixo mostra, esquematicamente, essas regiões.

A distribuição dos corpos do Sistema Solar

Em geral, a primeira divisão que fazemos para estudar o Sistema Solar leva em consideração as distâncias relativas entre o Sol e os diversos corpos pertencentes a esse Sistema.

Se considerarmos o Sol como origem para o cálculo de distâncias, o Sistema Solar está distribuido da seguinte forma:

As dimensões do Sistema Solar em quilômetros

objeto celeste distância média (aproximada) ao Sol

(em quilômetros)

Mercúrio 57 900 000

Vênus 108 200 000

Terra 149 600 000

Marte 227 900 000

Cinturão de Asteróides (mínima) 330 000 000

Cinturão de Asteróides (máxima) 500 000 000

Júpiter 778 300 000

Saturno 1 427 000 000

Urano 2 869 600 000

Netuno 4 496 600 000

Plutão 5 900 100 000

Cinturão de Kuiper (mínima) 4 488 000 000

Cinturão de Kuiper (máxima) 7 480 000 000

Nuvem de Oort (interna) 44 880 000 000 a 1 496 000 000 000

Nuvem de Oort (externa) de 1 496 000 000 000 a 14 960 000 000 000

O que é a temperatura Kelvin?

A astrofísica (assim como a física) mede temperaturas usando uma escala termométrica chamada Kelvin.

Em geral, na nossa vida diária, costumamos medir temperaturas usando a escala Celsius. Para a física era importante definir uma escala termométrica que fosse independente das propriedades da substância que ela utilizava, o que não ocorre com a escala Celsius.

A escala Kelvin relaciona-se com a escala Celsius da seguinte maneira:

Celsius / Kelvin

• Ponto de vapor (100,00oC / 373,15 K)

É a temperatura na qual o vapor d'água e a água líquida estão em equilíbrio, à pressão de uma atmosfera)

• Ponto de fusão do gelo (0,00oC / 273,15 K)

É a temperatura na qual o gelo e a água saturada com ar estão em equilíbrio, à pressão de uma atmosfera)

A unidade de temperatura da escala Kelvin é chamada de "Kelvin" e tem o símbolo K.

Note que o correto é dizer Kelvin e não "graus" Kelvin. Por exemplo, dizemos 50 graus Celsius mas não dizemos 50 "graus" Kelvin e sim 50 Kelvin.

A escala Kelvin define um ponto bastante especial de temperatura, o chamado zero absoluto com sendo aquele correspondente a 0K.

As escalas termométricas Celsius e a Kelvin apresentam o mesmo intervalo para um grau. Podemos então escrever uma equação que transforma graus Celsius em Kelvin. A temperatura to C está relacionada com a temperatura T Kelvin pela equação

t (o C) = T (K) - 273,15.

Unidades de medida para distâncias astronômicas

Algumas unidades de medida de distância usadas na astronomia

Devido ao fato de trabalhar com distâncias e tamanhos muito grandes, os astrônomos utilizam algumas unidades de medida bastante características. Para não falar constantemente em distâncias de milhões de quilômetros, os astrônomos preferem usar duas outras unidades de medida, o parsec e a unidade astronômica.

* Ano-luz

é a distância que a partícula de luz, chamada fóton, viaja em um ano no vácuo. Sua abreviação é a.l..

Qual é o valor de um ano-luz?

Para obter este valor basta calcular o número de segundos que existem em um ano e multiplicar o resultado pelo valor exato da velocidade da luz no vácuo, que é 299792458 metros por segundo.

Segundo a União Astronômica Internacional o ano-luz é definido como sendo 9460730472580,8 km. Usando a notação científica podemos escrever que 1 ano-luz=9,46073 x1012 km.

O que é a notação científica?

Podemos dizer então que um ano-luz equivale, aproximadamente, a 9460530000000 km ou então a 9500 bilhões de quilômetros!

Comumente aproximamos o resultado mais ainda, dizendo que um ano-luz é equivalente a 1013 km.

Também usamos sub-unidades do ano-luz tais como a hora-luz, o minuto-luz e o segundo-luz.

Uma hora-luz é a distância percorrida pela luz em uma hora.
Ela corresponde a 1 079 252 820 km.

Um minuto-luz é a distância percorrida pela luz em um minuto.
Ele corresponde a 17 987 547 km.

Um segundo-luz é a distância percorrida pela luz em um segundo.
Ele corresponde a 299 792 km.

Importante: o ano-luz e seus submúltiplos, hora-luz, minuto-luz e segundo-luz, são unidades de medida de distância e não de tempo.

"Viajamos 250 anos-luz." certo

"Viajamos durante 250 anos-luz." ERRADO

Um inventário do Sistema Solar

Vamos começar o nosso estudo fazendo um rápido "inventário" do que chamamos de "Sistema Solar".

O corpo maior, e certamente o mais importante, no Sistema Solar é o Sol.

Sob o ponto de vista da astrofísica, o Sol é uma estrela relativamente comum podendo ser descrita como uma enorme bola de gás incandescente com 1,4 milhões de quilômetros de diâmetro. Sua temperatura superficial é de cerca de 6000 Kelvin enquanto sua temperatura central supera alguns milhões de graus.

O que é a temperatura Kelvin?

Apesar de ser uma estrela "comum" no universo, o Sol é o maior corpo de todo o Sistema Solar, contendo mais de 99% de toda a sua massa e com uma luminosidade 400 milhões de vezes maior do que a de Júpiter. Como conclusão, podemos dizer que o Sistema Solar é formado pelo Sol e por algum "cascalho". Nesse "cascalho" temos uma variedade imensa de corpos.

Começando uma longa viagem a partir do Sol, nos afastando cada vez mais dele até atingirmos distâncias inacreditáveis, encontramos os seguintes planetas:

1. Mercúrio
2. Vênus
3. Terra
4. Marte
5. Júpiter
6. Saturno
7. Urano
8. Netuno
9. Plutão (*por razões afetivas Plutão ainda consta nesta lista)

Além desses corpos maiores, existe também uma grande quantidade de objetos menores, que também orbitam em torno do Sol, tais como os:

• Asteróides
• Cometas

Espalhados por todo o Sistema Solar temos pequeníssimos grãos de poeira, resquícios da formação do próprio Sistema Solar. Essa matéria recebe o nome de Poeira Interplanetária.

Por fim, em órbita em torno de todos os maiores planetas, e também em torno de alguns menores, temos outros pequenos corpos, os satélites e os anéis.

• Satélites
• Anéis

A seguir vamos dar uma rápida visão das principais características do Sistema Solar. Logo depois detalharemos alguns pontos que consideramos mais importantes fazendo uma descrição comparativa dos corpos e dos processos físicos existentes no nosso sistema planetário.

Missões Apollo

Destino: Lua

Apollo 8

21 de dezembro de 1968

Frank Borman, James A. Lovell, Jr, William A. Anders

Foi a primeira missão orbital tripulada a contornar a Lua, na véspera de Natal, 24 de dezembro. Os astronautas realizaram transmissões de televisão ao vivo além de fotografias da Terra e da Lua.

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Apollo 10

18 de maio de 1969

Thomas P. Stafford, John W. Young, Eugene A. Cernan

Essa missão também não pousou na Lua . A nave Apollo descreveu órbitas em torno da Lua. O "Módulo Lunar" desceu a uma distância de apenas 14,5 quilômetros da superfície do nosso satélite.

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Apollo 11

20 de julho de 1969

Neil A. Armstrong, Michael Collins, Edwin E. "Buzz" Aldrin

Pela primeira vez o ser humano pisa na Lua. O módulo lunar pousou na superfície da Lua quando restava apenas 30 segundos de combustível. Colheram amostras da superfície lunar.

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Apollo 12

18 de novembro de 1969

Charles "Pete" Conrad, Richard F. Gordon, Jr, Alan L. Bean

Segundo pouso lunar. Reuniram e trouxeram de volta à Terra restos da sonda não tripulada Surveyor 3 que havia pousado na Lua em abril de 1967.

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Apollo 13

Lançamento: 11 de abril de 1970

James A. Lovell, Jr, Fred W. Haise, Jr., John L. Sweigert, Jr.

Não houve pouso na superfície da Lua. A explosão de um tanque de oxigênio obrigou os astronautas a abortarem o pouso lunar. O "Lunar Module" levou-os em uma trajetória que contornou o nosso satélite e permitiu o retorno dos astronautas à Terra.

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Apollo 14

3 de fevereiro de 1971

Alan B. Shepard, Jr., Stuart A. Roosa, Edgar D. Mitchell

Pousaram na Lua na região de Fra Mauro. Foram realizadas amplas experiências científicas. Duas atividades extraveiculares (caminhadas na superfície da Lua) totalizaram 9 horas e 25 minutos.

Os astronautas quase se perderam quando a paisagem da superfície da Lua os desorientou. Um carrinho de mão foi usado pela primeira vez para transportar rochas.

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Apollo 15

30 de julho de 1971

David R. Scott, James B. Irwin, Alfred M. Worden

Pousaram na Lua na região Hadley-Apennine. Pela primeira vez foi usado um veículo motorizado na superfície da Lua, o "Lunar Roving Vehicle". Os astronautas dirigiram por mais de 27 quilômetros. Também foi realizada a primeira caminhada espacial da Apollo.

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Apollo 16

20 de abril de 1972

John W. Young, Thomas K. Mattingly II, Charles M. Duke, Jr

O mau funcionamento quase cancela o pouso na Lua. Pousaram no Descartes Highlands, o que permitiu, pela primeira vez, o estudo de uma área com essa geologia. Permaneceram 3 dias na superfície da Lua e usaram, pela segunda vez, o "Lunar Roving Vehicle". Eles dirigiram o "Lunar Rover" a quase 18 km/hora.

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Apollo 17

11 de dezembro de 1972

Eugene A. Cernan, Ronald E. Evans, Harrison H. Schmitt

Schmitt tornou-se o primeiro cientista-astronauta a pousar na Lua.

O "Lunar Roving Vehicle" foi usado pela terceira e também a última vez.

Este foi o último vôo tripulado à Lua.

Certificado: Astrofísica do Sistema Solar