Sistema Solar

O Sistema Solar compreende o conjunto constituído pelo Sol e todos os corpos celestes que estão sob seu domínio gravitacional. Desde os tempos mais antigos, o ser humano vem olhando para o céu, tentando entender como as coisas funcionam lá em cima e sua interferência aqui embaixo. Segue uma brevíssima apresentação sobre alguns dos principais pontos do sistema solar, adaptada de roteiros utilizados em atrações do Parque Cientec/USP (como a Alameda do Sistema Solar, que apresenta esculturas dos planetas e da Lua em escala de tamanho, e passeio virtual em 3D pelo Universo).

Como sugestão de trilha sonora para a leitura desse post, conheça a obra de Gustav Holf, “Os planetas, Op. 32”. Escrita entre 1914 e 1916 (ainda nem se sabia da existência de Plutão), cada um dos seus sete movimentos representa características mitológicas gregas e astrológicas de cada astro:

1. Marte, o portador da guerra (00:00 – 07:21)
2. Vênus, a portadora da paz (07:22 – 15:59)
3. Mercúrio, o mensageiro alado (16:00 – 19:51)
4. Júpiter, o portador da alegria (19:52 – 27:49)
5. Saturno, o portador da velhice (27:50 – 36:31)
6. Urano, o mágico (36:32 – 42:14)
7. Netuno, o místico (42:15 – 49:01)

O Sol é uma das 100 bilhões de estrelas que existem na nossa galáxia, a Via Láctea. Também é uma bola de gás a temperatura de 6 mil graus na superfície e 15 a 30 milhões de graus no núcleo, além de centro do nosso sistema solar (para saber mais sobre o Sol, veja mais no post “Como é gerada a energia no Sol“). Até a Idade Média, a maior parte dos estudiosos considerava a Terra como estando em repouso e sendo o centro do universo, já que intuitivamente isso fazia muito sentido. No início do século XVI, imaginando que a Terra dá uma volta por dia em torno de si, o astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543) verificou que as trajetórias dos planetas poderiam ser círculos ao redor do Sol. Dessa forma, a Terra seria um planeta como os outros, girando em torno do Sol.

Em tempos antigos, o homem conhecia sete corpos celestes que, vistos da superfície da Terra, parecem se mover entre as “estrelas fixas” – eles não “piscam” como as estrelas. Além do Sol e da Lua, são Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno, estes últimos chamados “planétes” (termo grego que significa “errante”). Hoje o termo designa astros sem luz própria que giram em torno de estrelas como o Sol. Nosso sistema solar possui oito planetas (em ordem de distância a partir do Sol): Mercúrio, Vênus, Terra, Marte (chamados planetas rochosos, por serem principalmente formados de terra), Júpiter, Saturno, Urano e Netuno (chamados gigantes gasosos, formados principalmente de hidrogênio e hélio, com traços de metano, água e amônia). Plutão e outros astros de tamanho semelhante foram classificados como planetas anões, o que pode ser visto mais adiante.

Mercúrio

É o planeta mais próximo do Sol. Foi visitado por uma única sonda espacial, a Mariner 10, em 1973 e 1974. Não possui satélites em órbita. Visto de perto, Mercúrio assemelha-se à Lua, em tamanho e aspecto, e sua superfície é coberta de crateras. As variações de temperatura em Mercúrio são as mais extremas do sistema solar, situando-se entre -180°C (a noite) a 420°C (de dia). Às vezes pode ser observado através de binóculos ou mesmo a olho nu, mas por estar sempre muito próximo do Sol, ser muito pequeno e pouco brilhante, dificilmente é notado à luz do crepúsculo.

Apesar das órbitas mais próximas da Terra serem as de Vênus e de Marte, respectivamente, as distâncias entre os planetas mudam constantemente. Se fizer uma média das distâncias entre a Terra e os outros planetas dos último 50 anos, é Mercúrio o planeta que ficou mais tempo próximo da Terra. Quando Vênus está do outro lado do Sol, fica muito longe de nós. (Fonte: Physics Today)

Vênus

Segundo planeta em ordem de afastamento do Sol e também não possui satélites. A primeira sonda a visitar Vênus foi a Mariner 2, em 1962, e posteriormente visitado por muitas outras (mais de 20), incluindo a Pioneer Venus e a sonda soviética Venera 7, a primeira sonda a descer em outro planeta, e Venera 9, que transmitiu as primeiras fotos da superfície. É o objeto mais brilhante no céu depois do Sol e da Lua (por isso também é chamado erroneamente de “estrela d’alva” ou “estrela vespertina”). Sua atmosfera, composta basicamente de gás carbônico (95% de CO₂), é tão espessa que se torna impossível observar a sua superfície diretamente ao telescópio. Essa densa atmosfera produz um forte efeito estufa que aumenta a temperatura de Vênus, tornando a sua superfície muito quente (450°C, calor suficiente para derreter o chumbo). A pressão da atmosfera de Vênus, na superfície, é de 90 vezes superior a da Terra (aproximadamente a mesma que existe a 1 quilômetro de profundidade nos oceanos terrestres).

Terra

Distante cerca de 150 milhões de quilômetros do Sol. É o único planeta do sistema solar cuja atmosfera contém uma grande quantidade de oxigênio e que contém água em abundância: quase 2/3 da superfície da Terra é coberto de água em estado líquido. Tanto a água quanto o oxigênio são elementos essenciais para a evolução da vida como a conhecemos, sendo que os fósseis mais antigos de organismos vivos têm cerca de 3,7 bilhões de anos. Ao que se sabe, é o único planeta habitado e com uma civilização inteligente.

Lua

É o único satélite natural da Terra. Seu movimento de revolução em torno do planeta dura cerca de 27 dias e 8 horas, tempo igualmente que leva para ela girar em torno de seu próprio eixo. Por essa razão o lado lunar voltado para nós é sempre o mesmo. A interação gravitacional entre a Lua e a Terra é a causa do efeito das marés. Sua superfície é seca e bastante acidentada, apresentando um relevo com montanhas, planícies (chamadas de “mares”, por parecem escuras quando vistas aqui da Terra) e crateras. Em 21 de julho de 1969, Neil A. Armstrong e Edwin Aldrin desceram na superfície lunar através da nave Apollo e trouxeram de lá alguns quilos de amostras de seu solo. Veja mais sobre a conquista da Lua e a história de que o homem não teria pousado na Lua clicando nesse link.

Marte

Marte é as vezes chamado de planeta vermelho devido a coloração avermelhada do solo, formado de óxido de ferro (ferrugem). A primeira sonda a visitar Marte foi a Mariner 4, em 1965. Várias outras se seguiram, inclusive duas Viking landers em 1976. A partir de 1997, voltou a ter a sua superfície estudada principalmente de várias sondas espaciais, Pathfinder (1997), Mars Global Surveyour (1997). Marte tem dois satélites, que presume-se que sejam asteróides capturados do cinturão de asteroides que se estende entre as órbitas de Marte e Júpiter: Fobos (Medo) e Deimos (Terror). Devido a sua semelhança e proximidade com a Terra, é o planeta mais provável no sistema solar para uma futura colonização de seres humanos. No entanto, existem algumas diferenças como sua atmosfera fina, composta essencialmente de dióxido de carbono, cuja pressão média na superfície é de apenas 1/100 pressão da Terra. Possui água, porém encontra-se no estado sólido abaixo da superfície e nos polos, misturada com dióxido de carbono sólido (“gelo seco”). A seguir, um vídeo que contém uma sequência de fotos de um Dust Devil em solo marciano (veja mais sobre o que é esse fenômenos no post Furacão versus Tornado).

Júpiter

O maior dos planetas do sistema solar, com um diâmetro 11 vezes maior que o da Terra e massa 318 vezes maior que a do nosso planeta. A descoberta de Galileu, em 1610, das quatro maiores luas de Júpiter (Io, que possui atividade vulcânica, Europa, cuja cobertura de gelo tem 100 km de profundidade e água em estado líquido embaixo devido ao efeito de marés, Ganimedes e Calisto), foi a primeira constatação de um centro de movimento que não estava na Terra. Esse foi um ponto importante a favor da teoria heliocêntrica de Copérnico, e por defender essa tese, Galileu foi aprisionado a mando da Inquisição, forçado a renunciar suas crenças e condenado ao cárcere pelo resto de sua vida. Hoje sabe-se que o planeta possui 16 luas. Júpiter foi visitado pela primeira vez pela sonda Pioneer 10 em 1973 e, mais tarde, pelas sondas Pionner 11, Voyager 1, Voyager 2, Ulysses e Galileu. Júpiter tem anéis fracos, como os anéis de Saturno, mas muito menores e escuros.

Uma característica marcante na atmosfera de Júpiter é a Grande Mancha Vermelha: um anticiclone localizado na latitude 22°S, cheio de fósforo vermelho. A tempestade em si é mais fria que as áreas circundantes e bastante complexa, em constante rotação, com ventos no seu interior que atingem os 600 km/h e cerca de 300 quilômetros de profundidade. Tinha o tamanho leste-oeste de duas Terras, mas observações posteriores marcam uma redução do tamanho. Por não ter superfície para dissipar sua energia, estima-se que sua existência já tenha alguns séculos.

Saturno

Os anéis de Saturno permaneceram como um fenômeno único no sistema solar até 1977, quando foram descobertos os escuros anéis ao redor de Urano e, pouco depois, em torno de Júpiter e Netuno. Os anéis parecem ser compactos e uniformes porque estamos muito distantes, mas são formados por partículas de gelo e rochas. Possui 18 satélites, sendo Titã o mais famoso, pois possui atmosfera e oceanos de metano (substância ligada à vida). Saturno foi visitado pela primeira vez pela Pionner 11 em 1979 e, mais tarde, pelas sondas Voyager 1 e Voyager 2. Além da Voyager, a missão espacial Cassini-Huygens observou um vórtice de nuvens em circulação no polo norte em formato de hexágono – uma teoria que explica esse funcionamento é a maneira pela qual a onda atmosférica pode escapar, chamado Evanescência, onde a força de uma onda diminui com a altura mas é forte o suficiente para persistir na estratosfera.

Urano

Foi descoberto acidentalmente em 1781 pelo astrônomo inglês William Herschel (1738-1822). A cor azulada de Urano é o resultado da absorção da luz vermelha pelo metano na alta atmosfera. Urano possui 15 luas conhecidas e foi visitado somente por uma espaçonave, a Voyager 2, em 1986.

Netuno

A descoberta de Netuno ocorreu através de cálculos matemáticos, devido a perturbações nas órbitas de outros astros. Foi observado pela primeira vez pelo astrônomo alemão G. Gale (1812-1910) em 1846. O seu nome foi sugerido porque o planeta possuía uma coloração esverdeada, o que lembrava Netuno, o deus romano dos mares, equivalente ao deus grego Poseidon. Netuno tem 8 satélites conhecidos.

Plutão

Descoberto por acaso, sua existência foi anunciada em 1930 pelo astrônomo americano Clyde W. Tombaugh (1908-1997). Plutão é um corpo rochoso e pequeno, com aproximadamente 2300 km de diâmetro, um pouco menor que a Lua da Terra. Por estar tão distante do Sol, demora quase 250 anos terrestres para dar uma volta completa em torno do Sol e sua temperatura não ultrapassa 200°C negativos. Ao seu redor giram 4 satélites, Caronte, Cérbero, Nyx e Hidra, sendo Caronte o maior deles, com quase metade do tamanho de Plutão.

Algumas décadas após a descoberta de Plutão, vários outros astros foram descobertos próximos e além dele. Esses corpos, assim como Plutão, estão localizados num imenso cinturão de planetoides e cometas, chamado Cinturão de Kuiper, uma gigantesca região onde estima-se que existam mais de um milhão de objetos. Até 2006, Plutão foi considerado o nono planeta do Sistema Solar. Nesse ano, a UAI (União Astronômica Internacional) estabeleceu uma nova categoria de objetos do Sistema Solar, os “planetas anões“. Segunda a nova norma, planetas-anões são objetos de cinturões de asteroides que possuem massa suficiente para assumirem uma forma esférica por equilíbrio hidrostático. Até 2014, Plutão estava classificado como planeta anão juntamente com Ceres, Haumea, Makemake e Éris, podendo essa lista aumentar em breve.

Atmosferas planetárias

Mercúrio tem uma atmosfera tão rarefeita e fina que suas moléculas não colidem entre si e mais da metade delas são provenientes do próprio chão (potássio e sódio) e também do Sol (hélio, por exemplo). Dessa forma, se estivesse lá, teria uma visão semelhante à que os astronautas tiveram da Lua.

Já Vênus possui atmosfera bem densa, com 96% de gás carbônico, o que faz com que sua pressão atmosférica seja 90 vezes a da superfície terrestre. Isso promove um intenso efeito estufa e uma temperatura média de 480°C, além de chuvas ácidas devido à reação do gás carbônico com outros constituintes atmosféricos. As nuvens possuem coloração branco-amarelada e alaranjada.

A atmosfera de Marte também é composta principalmente de gás carbônico (95%), mas muito mais rarefeita. A superfície avermelhada e a intensa poeira deixam o tom escarlate predominante. É comum a existência de redemoinhos de poeira “passeando” pelo planeta. No nascer e no por do Sol, o céu fica rosa, e as áreas mais próximas do Sol ficam azul – o contrário do que acontece na Terra.

Os gigantes gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) tem suas atmosferas feitas principalmente de hidrogênio e hélio. Também possuem pouquíssima água e amônia, mas o suficiente para formar algumas nuvens. Substâncias como hidrosulfeto de amônia espalham tons alaranjados, avermelhados e marrons – mais comuns em Júpiter e menos em Saturno, que tem o céu mais esbranquiçado. A grande quantidade de gás metano deixa o céu de Urano e Netuno com uma tonalidade ciano. Netuno também apresenta uma grande tempestade, a Grande Mancha escura, e nuvens Cirrus, formadas de cristais de gelo. Ainda sobre Netuno, sabe-se que as nuvens de Netuno são influenciadas pela maneira como nosso Sol se comporta durante seu ciclo de atividade de 11 anos. Em todos os gigantes gasosos, já foram observados fenômenos atmosféricos como auroras e relâmpagos.

Júpiter apresenta uma grande tempestade, a Grande Mancha Vermelha, com 25 mil km de diâmetro (equivalente a dois planetas Terra!) e ventos de 500 km/h – veja mais no post sobre A Meteorologia de Júpiter. Uma animação feita com dados obtidos pela sonda Juno exibe as alturas relativas dos topos das nuvens de Júpiter, revelando redemoinhos e picos delicadamente texturizados que se assemelham à cobertura de cupcakes.

Fragmentos de rochas e água dos anéis de Saturno precipitam sobre o planeta – veja mais no post Chove em Saturno? Além disso, pesquisas indicam que o carbono em sua forma cristalizada é abundante na atmosfera de Júpiter e Saturno, transformados por raios atingindo partículas de metano. À medida que vai caindo, esse carbono entra em choque com a pressão atmosférica desses planetas, transformando-se primeiro em pedaços de grafite e, em seguida, em diamantes.

Para saber mais, veja o livro “Atmosferas Planetárias”, de Richard M. Goody e J. C. G. Walker.

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