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Daniela Lazzaro Observatório Nacional - Rio de Janeiro lazzaro@on.br

Astrofísica. do. Sistema. Solar. Daniela Lazzaro Observatório Nacional - Rio de Janeiro lazzaro@on.br http://www.on.br. 1 a Escola de Astrof ísica e Gravitação do IST - 2002. Introdução ao Sistema Solar Planetologia comparativa

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  1. Astrofísica do Sistema Solar Daniela Lazzaro Observatório Nacional - Rio de Janeiro lazzaro@on.br http://www.on.br 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  2. Introdução ao Sistema Solar • Planetologia comparativa • planetas terrestres X planetas gigantes X pequenos corpos • Interiores • Superfícies • Atmosferas • Pequenos corpos • satélites, asteróides, cometas, anéis 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  3. Interiores Terra profundidade conhecida  10%  evidências indiretas Densidade: total = 4.5 g/cm3  rochas sup. = 2,6 -3,0 g/cm3  densidade do núcleo  10 g/cm3 Calor aumenta com profundidade  interior da Terra mais quente 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  4. Terremoto ondassismicas  temperatura e pressão  tem líquido no interior Ondas S + P Ondas P 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  5. Propriedades da superfície  rochas derivadas do derretimento de camadas inferiores  rochas vindas de até 200km abaixo da superfície  camadas inferiores derretidas  grandes pressões Campo magnético líquido metálico turbulento  parte do interior é metálico  parte do interior é líquido 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  6. Mercúrio • maior densidade “uncompressed” • 60% metal • campo magnético interior líquido Núcleo Ni-Fe T L M 5,5 3,3 5,4 c 4,5 3,3 5,3 u Crosta Rochas 1800km 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  7. Venus • interior quente devido a vulcanismo • não tem magnetosfera • núcleo rico em metais Marte • densidade 3, 9 e 3,8 (unc.)  pouco metal • núcleo (FeS)  40% diâmetro (= Terra) • não tem magnetosfera 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  8. Planetas Gigantes • Governado pela pressão • centro  100 x 106 bars, densidade 31g/cm3 (Terra: pressão 4 x106 bar, densidade 17g/cm3) • Nuvens: H, He  gás • Hidrogênio metálico • H líquido  eletrons  livres  comportamento metal • Núcleo: rochas + gelos Fe, Si, OC, N, O, + H 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  9. 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  10. Pequenos corpos Asteróides:  famílias = resultado de fragmentação  poucos corpos diferenciados  interiores basicamente homogêneos Satélites:  pequenos  asteróides  grandes  gelos +rochas  Io interior fluído Cometas:  agregados homogênos com pouca coesão  facilmente destruidos 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  11. Superfícies Vulcanismo Crateras 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  12. Atividade tectônica Canais 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  13. Crateras vulcânica? origem: impactos? 1890 G.K. Gilbert Terra Lua 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  14. Origem meteorítica  condições particulares Impacto em alta velocidade  explosão = bomba  forma a cratera elimina traços da direção da queda vmin = 4,3 km/s (Mercúrio) 10,4 km/s (Venus) 11,2 km/s (Terra) 5,0 (Marte) v = vmin + vorb. 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  15. Meteoróide Explosão Material ejetado alta velocidade Superfície lunar Ondas de choque Material ejetado Cratera Material ejetado “Rim” Superficie original Crosta pulverizada 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  16. Mercúrio: Caloris Basin 1400km largura anéis de montanhas  3km Craterasduplas 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  17. Venus: multiplas crateras Marte: Crater Yuty 18km diâmetro -“splosh” Terra: Meteor Crater 1,2 km diâmetro, 0,2 km profundidade idade = 25.000 anos, meteorito ~ 50m 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  18. 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002 Callisto: crateras em cadeia Satélites Phobos: tamanho limite Europa: sobre gelo Mimas: 120/400km Miranda: superfície jovem

  19. Asteróides 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  20. Na falta de uma superfície... Shoemaker-Levy 9 - Descoberto: março 1993 - Colisão: julho 1994 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  21. Vulcanismo lava  material flúido  altas temperaturas Venus Terra Marte (Io, Lua Vesta,…) 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  22. 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002 Venus: Gula Mons altura ~ 4 km, caldera ~ 100km Venus: Sif Mons - vulcão escudo diâmetro ~ 500km, altura ~ 3 km caldera ~ 40km Venus: Domes - lava viscosa homogenea ~ circulares, diâmetro ~25km, altura ~2km Venus: Coronae subida material quente Aine: 300km diâmetro

  23. Terra: Mayon estrato-vulcão Terra: Arizona vulcão cônico Terra: Mauna Kea vulcão escudo Terra: Puo 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  24. Marte: Tharsis Elysium tipo escudo lava flúida Marte: OlympusMons 700km largura, 25km altura Marte: Planices vulcânicas hemisferio Norte 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  25. Io: + ativo Voyager 1, 2 Largura ~ 300km Altura ~ 100km Enxofre!! 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  26. Lua: mare Vesta: asteróide Magnya: asteróide 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  27. Atividade tectônica Terra: Wegener ~1960 “deriva” dos continentes movimentos no manto Marte: hemisferios separados por um canyon fratura? Venus: montanhas Maxwell colisão de placas? 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  28. Europa 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  29. Canais “runoff”  chuva “outflow”  degelo Mars Odyssey maio-2002 Europa: oceano 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  30. Atmosferas Planetas Terrestres 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  31. Júpiter Saturno Urano Netuno Hidrogênio (H2) 86,1 92,4 84 84? Hélio (He) 13,8 7,4 14 ? Metano (CH4) 0,09 0,2 2 2-3 Amônio (NH3) 0,02 0,02 - - Vapor de água (H2O) 0,008 - - - Planetas gigantes 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  32. Camadas: caracterizadas por inversão de temperatura 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  33. Proteção da superfície calor - frio - meteoros Efeito estufa: T ~ 730K pressão ~ 90x na Terra 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  34. Marte Atmosfera muito ténue pressão superfície 1/150 x Terra Temperatura superfície ~ 50K mais frio da Terra 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  35. Júpiter • Aparência • bandas de nuvens  cores diferentes • “Grande mancha vermelha” • Composição • 86% H + 14% He + metano + amônio + água • cores  processos químicos complexos Sulfetos (S+H) + Fosfatos (P+H) vermelho, marrom, amarelo 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  36. Bandas atmosféricas zonas: alta pressão faixas: baixa pressão Material frio desce Material quente sobe Estrutura de bandas depende do fluxo zonal desaparece nos polos! Fluxo zonal: vento estável direção leste e oeste 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  37. Júpiter: estutura neblina gelo de amônio gelo amônio + enxofre 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  38. Saturno Bandas, ovais e zonas de convecção Ventos ~ 1500km/s equador (J  ~ 400km/s) HST: circulação e evolução de nuvens 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  39. Urano - Netuno 84% H +14% He + metano não tem amônio  baixa temperatura metano sem amônio  absorve comprimentos de onda longos (vermelho)  azul Urano: Voyager  poucas nuvens claras  baixa atmosfera  ventos ~200-500km/h 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  40. Netuno “Great Dark Spot” tamanho ~Terra Voyager2 - 1989 nuvens vel ~ 2000km/h “Great Dark Spot”? 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  41. Titan - satélite de Saturno Metano líquido Atmosfera: N (90%) + Ar (10%) + Metano + Amônio +... 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  42. Região onde se extende o campo magnético Magnetosferas Núcleo: Metal líquido circula  corrente elétrica em movimento Particulas carregadas capturadas pelo campo magnético 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  43. Júpiter: intensidade ~ 1 x 106 vezes da Terra extensão ~ 30 x 106 km Saturno: intensidade ~ 100 vezes da Terra extensão ~ 1 x 106 km Urano e Netuno: intensidade ~ 100 vezes da Terra extensão ~ 4 x raio da Terra 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

  44. Introdução ao Sistema Solar • Planetologia comparativa • planetas terrestres X planetas gigantes X pequenos corpos • Interiores • Superfícies • Atmosferas • Pequenos corpos • satélites, asteróides, cometas, anéis lazzaro@ on.br http://www.on.br/institucional 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

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