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22: A Origem da Terra e do Sistema Solar - Geociências

22: A Origem da Terra e do Sistema Solar - Geociências


22: A Origem da Terra e do Sistema Solar - Geociências

Depois de ler este capítulo e responder às perguntas de revisão no final, você deverá ser capaz de:

  • Explique a teoria do big bang para a origem do universo.
  • Explique como as nuvens de gás flutuando no espaço podem se transformar em estrelas e planetas.
  • Descreva os tipos de objetos que estão presentes em nosso sistema solar e por que existem onde existem.
  • Explique como a Terra obteve sua estrutura em camadas, água e atmosfera.
  • Explique como a lua se formou.
  • Compare e contraste nosso sistema solar com outros sistemas planetários.

A história de como a Terra surgiu é uma contradição fascinante. Por outro lado, muitas coisas tinham que dar certo para que a Terra fosse como estava e para que a vida se desenvolvesse. Por outro lado, a formação de planetas semelhantes à Terra é uma consequência inteiramente previsível dos processos físicos e químicos que ocorrem ao redor das estrelas. Na verdade, já aconteceu mais de uma vez.

Este capítulo começa a história da Terra desde o início - o muito começando - para explicar por que, por bilhões de anos, gerações de estrelas tiveram que nascer, então morrer explosivas mortes antes que a Terra pudesse existir. A forma como as estrelas se formam, queimam e afetam os objetos ao seu redor são fundamentais para a história da Terra, assim como a vizinhança violenta em que a Terra passou seus primeiros anos.


3.1 Origem da Terra e do Sistema Solar

De acordo com Teoria do big bang , o universo piscou violentamente para a existência 13,77 bilhões de anos atrás (Figura 3.1.1). O Big Bang é frequentemente descrito como uma explosão, mas imaginá-lo como uma enorme bola de fogo não é preciso. O Big Bang envolveu uma expansão repentina de matéria, energia e espaço a partir de um único ponto. O tipo de explosão de Hollywood que pode vir à mente envolve expansão de matéria e energia dentro de espaço, mas durante o big bang, espaço em si foi criado.

Figura 3.1.1 O Big Bang e o desenvolvimento do universo (Steven Earle, & # 8220Physical Geology & # 8221).

No início do Big Bang, o universo era muito quente e denso para ser qualquer coisa além de um chiar de partículas menores que átomos, mas à medida que se expandia, também esfriava. Eventualmente, algumas das partículas colidiram e grudaram. Essas colisões produziram hidrogênio e hélio, os elementos mais comuns no universo, junto com uma pequena quantidade de lítio. A gravidade fez com que as nuvens desses elementos primitivos se aglutinassem em estrelas, e foi dentro dessas estrelas que os elementos mais pesados ​​se formaram

Nosso sistema solar começou a se formar há cerca de 5 bilhões de anos, cerca de 8,7 bilhões de anos após o Big Bang. UMA sistema solar consiste em uma coleção de objetos orbitando uma ou mais estrelas centrais. Todos os sistemas solares começam da mesma maneira. Eles começam em uma nuvem de gás e poeira chamada de nebulosa . As nebulosas são alguns dos objetos mais bonitos que foram fotografados no espaço, com cores vibrantes dos gases e da poeira que contêm, e cintilantes brilhantes das muitas estrelas que se formaram dentro delas (Figura 3.1.2). O gás consiste principalmente de hidrogênio e hélio, e a poeira consiste em minúsculos grãos minerais, cristais de gelo e partículas orgânicas.

Figura 3.1.2 Fotografia de uma nebulosa. Os Pilares da Criação dentro da Nebulosa da Águia vistos na luz visível (esquerda) e perto da luz infravermelha (direita). A luz infravermelha próxima captura o calor das estrelas e nos permite ver estrelas que, de outra forma, estariam escondidas pela poeira. É por isso que a imagem à direita parece ter mais estrelas do que a imagem à esquerda [NASA, ESA e o Hubble Heritage Team (STScI / AURA) http://bit.ly/1Dm2X5a].

Um sistema solar começa a se formar quando uma pequena mancha dentro de uma nebulosa (isto é, pequena para os padrões do universo) começa a entrar em colapso sobre si mesma. Exatamente como isso começa não está claro, embora possa ser desencadeado pelo comportamento violento de estrelas próximas à medida que progridem em seus ciclos de vida. A energia e a matéria liberadas por essas estrelas podem comprimir o gás e a poeira em bairros próximos dentro da nebulosa. Uma vez acionado, o colapso de gás e poeira dentro desse patch continua por dois motivos. Uma dessas razões é que a força gravitacional junta as moléculas de gás e as partículas de poeira. Mas no início do processo, essas partículas são muito pequenas, então a força gravitacional entre elas não é forte. Então, como eles vêm juntos? A resposta é que a poeira primeiro se acumula em aglomerados soltos pelo mesmo motivo que os coelhos de poeira se formam sob sua cama: eletricidade estática. À medida que a pequena mancha dentro de uma nebulosa se condensa, uma estrela começa a se formar a partir de um material puxado para o centro da mancha, e a poeira e o gás restantes se assentam em um disco que gira em torno da estrela. O disco é onde os planetas eventualmente se formam, por isso é chamado de disco protoplanetário . Na Figura 3.1.3, a imagem no canto superior esquerdo mostra a impressão de um artista de um disco protoplanetário, e a imagem no canto superior direito mostra um disco protoplanetário real em torno da estrela HL Tauri. Observe os anéis escuros no disco protoplanetário. Estas são as lacunas onde os planetas estão começando a se formar. Os anéis estão lá porque planetas incipientes estão começando a acumular poeira e gás em suas órbitas. Há uma analogia para isso em nosso próprio sistema solar, porque os anéis escuros são semelhantes às lacunas nos anéis de Saturno (Fig. 3.1.3, embaixo à esquerda), onde as luas podem ser encontradas (Fig. 3.1.3, embaixo certo).

Figura 3.1.3 Discos protoplanetários e anéis de Saturno. Superior esquerdo: uma impressão artística de um disco protoplanetário contendo gás e poeira, circundando uma nova estrela. [NASA / JPL-Caltech, http://1.usa.gov/1E5tFJR] Superior direito: Uma fotografia do disco protoplanetário ao redor de HL Tauri. Pensa-se que os anéis escuros dentro do disco são lacunas onde planetas em formação recente estão varrendo a poeira e o gás. [ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) http://bit.ly/1KNCq0e]. Inferior esquerdo: Uma fotografia de Saturno mostrando lacunas semelhantes dentro de seus anéis. O ponto brilhante na parte inferior é uma aurora, semelhante às luzes do norte da Terra. [NASA, ESA, J. Clarke (Boston University) e Z. Levay (STScI) http://bit.ly/1IfSCX5] Inferior direito: uma visão de perto de uma lacuna nos anéis de Saturno mostrando uma pequena lua como um ponto branco. [NASA / JPL / Instituto de Ciências Espaciais, http://1.usa.gov/1g2EeYw].

Figura 3.1.4 Três tipos de planetas. Os planetas jupiterianos (ou gigantes gasosos), como Júpiter, consistem principalmente de hidrogênio e hélio. Eles são os maiores dos três tipos. Planetas gigantes de gelo, como Urano, são os próximos maiores. Eles contêm água, amônia e gelo de metano. Os planetas terrestres como a Terra são os menores e têm núcleos de metal cobertos por mantos rochosos. [KP, após imagens de domínio público de Francesco A, Wolfman SF (http://bit.ly/1eP75P4) e NASA (http://1.usa.gov/1gFVsf6, http://1.usa.gov/ 1M89jI3)].

Esses três tipos de planetas não são misturados aleatoriamente em nosso sistema solar. Em vez disso, eles ocorrem de forma sistemática, com os planetas terrestres mais próximos do sol, seguidos pelos planetas Júpiteres e depois pelos gigantes de gelo. Parte da razão para este acordo é o linha de geada (também conhecido como linha de neve ) A linha de geada separava a parte interna do disco protoplanetário mais perto do sol, onde era quente demais para permitir que qualquer coisa além de minerais de silicato e metal se cristalizassem, da parte externa do disco mais distante do Sol, onde estava frio o suficiente para permitir a formação de gelo. Como resultado, os objetos que se formaram na parte interna do disco protoplanetário consistem principalmente de rocha e metal, enquanto os objetos que se formaram na parte externa consistem principalmente de gás e gelo. O jovem sol também atingiu o sistema solar com violentas ventos solares (ventos feitos de partículas energéticas), que ajudaram a impulsionar moléculas mais leves em direção à parte externa do disco protoplanetário.

Os objetos em nosso sistema solar formados por acreção . No início desse processo, as partículas minerais e de rocha são coletadas em aglomerados fofos por causa da eletricidade estática. À medida que a massa dos aglomerados aumentava, a gravidade se tornava mais importante, puxando o material de mais longe e transformando essas massas sólidas em corpos cada vez maiores. Por fim, a massa dos objetos tornou-se grande o suficiente para que sua gravidade fosse forte o suficiente para se prender às moléculas de gás, porque as moléculas de gás são muito leves.

Nossa Terra se formou por meio desse processo de acréscimo há cerca de 4,6 bilhões de anos. A Terra primitiva era muito quente e tinha uma composição fluida e fundida, com perda de atividade geológica e vulcânica na superfície. O calor da Terra veio de uma variedade de processos:

  • O calor veio da decadência de elementos radioativos dentro da Terra, especificamente a decadência de 235U, 238U, 40K e 232Th, que estão presentes principalmente no manto. O calor total produzido dessa forma tem diminuído ao longo do tempo (porque esses isótopos estão se desgastando) e agora é cerca de 25% do que era quando a Terra se formou. Isso significa que o interior da Terra está lentamente se tornando mais frio.
  • O calor veio da energia térmica já contida nos objetos que se acumularam para formar a Terra.
  • O calor veio das colisões. Quando os objetos atingiram a Terra, parte da energia de seu movimento foi para a deformação da Terra e parte dela foi transformada em calor. (A pior colisão que a Terra experimentou foi com um planeta chamado Theia, que tinha aproximadamente o tamanho de Marte. Não muito tempo depois da formação da Terra, Theia atingiu a Terra. Quando Theia se chocou contra a Terra, o núcleo de metal de Theia se fundiu com o núcleo da Terra e restos de as camadas externas de silicato foram lançadas no espaço, formando um anel de escombros ao redor da Terra. O material dentro do anel se aglutinou em um novo corpo em órbita ao redor da Terra, dando-nos a nossa lua. Notavelmente, os detritos podem ter se aglutinado em 10 anos ou menos! Este cenário para a formação da lua é chamado de hipótese de impacto gigante .)
  • À medida que a Terra se tornava maior, sua força gravitacional se tornava mais forte. Isso aumentou a capacidade da Terra de atrair objetos, mas também fez com que o material que forma a Terra fosse comprimido, como a Terra dando a si mesma um abraço gravitacional gigante. A compressão faz com que os materiais aqueçam.

O aquecimento teve uma consequência muito importante para a estrutura da Terra. À medida que a Terra crescia, ela coletava uma mistura de grãos minerais de silicato, bem como ferro e níquel. Esses materiais foram espalhados por toda a Terra. Isso mudou quando a Terra começou a esquentar: ficou tão quente que tanto os minerais de silicato quanto os metais derreteram. O metal fundido era muito mais denso do que o mineral de silicato fundido, então o metal fundido afundou no centro da Terra para se tornar seu núcleo, e o silicato fundido subiu para cima para se tornar a crosta e o manto da Terra. Em outras palavras, a Terra se desfez. A separação de minerais de silicato e metais em uma camada externa rochosa e um núcleo metálico, respectivamente, é chamada diferenciação . Desde então, a gravidade puxou a Terra para uma forma quase esférica com um raio de 6.371 km e uma circunferência de cerca de 40.000 km. No entanto, não é uma esfera perfeita, pois a rotação da Terra causa uma protuberância equatorial, de modo que a circunferência da Terra é 21 km (0,3%) mais larga no equador do que pólo a pólo. Portanto, é tecnicamente um "esferóide oblato".

Se fizéssemos um inventário dos elementos que constituem a Terra, descobriríamos que 95% da massa da Terra vem de apenas quatro elementos: oxigênio, magnésio, silício e ferro. A maior parte dos 5% restantes vem do alumínio, cálcio, níquel, hidrogênio e enxofre. Sabemos que o Big Bang produziu hidrogênio, hélio e lítio, mas de onde veio o resto dos elementos? A resposta é que os outros elementos foram feitos por estrelas. O calor e a pressão dentro das estrelas fazem com que átomos menores se colidam e se fundam em átomos novos e maiores. Por exemplo, quando os átomos de hidrogênio se chocam e se fundem, o hélio é formado. Grandes quantidades de energia são liberadas quando alguns átomos se fundem e é essa energia que faz as estrelas brilharem.

São necessárias estrelas maiores para fazer elementos tão pesados ​​como o ferro e o níquel. Nosso Sol é uma estrela média depois de usar seu combustível de hidrogênio para fazer hélio, e então parte desse hélio é fundido para fazer pequenas quantidades de berílio, carbono, nitrogênio, oxigênio e flúor, estará no final de sua vida . Ele vai parar de fazer átomos e se resfriará e inchará até que seu meio alcance a órbita de Marte. Em contraste, estrelas grandes terminam suas vidas de maneira espetacular, explodindo como supernovas e lançando átomos recém-formados - incluindo os elementos mais pesados ​​que o ferro - para o espaço. Foram necessárias muitas gerações de estrelas para criar elementos mais pesados ​​e lançá-los no espaço antes que os elementos mais pesados ​​fossem abundantes o suficiente para formar planetas como a Terra.

* & # 8221Geologia física & # 8221 por Steven Earle usado sob uma licença internacional CC-BY 4.0. Baixe este livro gratuitamente em http://open.bccampus.ca

a teoria de que o universo começou com uma expansão gigante há aproximadamente 13,77 bilhões de anos (3,1)


22: A Origem da Terra e do Sistema Solar - Geociências

Depois de ler cuidadosamente este capítulo, completar os exercícios dentro dele e responder às perguntas no final, você deverá ser capaz de:

  • Descreva o que aconteceu durante o big bang e explique como sabemos que aconteceu
  • Explique como as nuvens de gás flutuando no espaço podem se transformar em estrelas, planetas e sistemas solares
  • Descreva os tipos de objetos que estão presentes em nosso sistema solar e por que eles existem onde existem
  • Descreva os primeiros estágios da história da Terra, incluindo como ela desenvolveu sua estrutura em camadas e de onde sua água e atmosfera vieram
  • Explique como a Lua se formou e como sabemos
  • Resuma o progresso até agora na busca por planetas de zonas habitáveis ​​fora de nosso sistema solar
  • Explique por que os sistemas planetários que descobrimos até agora levantam questões sobre nosso modelo de como o sistema solar se formou

A história de como a Terra surgiu é uma contradição fascinante. Por um lado, muitas, muitas coisas tiveram que dar certo para que a Terra se desenvolvesse da maneira que foi e desenvolvesse a vida. Por outro lado, a formação de planetas semelhantes à Terra é uma consequência inteiramente previsível das leis da física e parece ter acontecido mais de uma vez.

Vamos começar a história da Terra desde o início - o muito começando - e aprenda por que gerações de estrelas tiveram que nascer e morrer mortes explosivas antes que a Terra pudesse existir. Veremos o que é necessário para uma estrela se formar e para que os objetos se formem ao seu redor, bem como por que a natureza desses objetos depende da distância em que se encontram da estrela central.

A Terra passou seus primeiros anos crescendo em uma vizinhança muito difícil, e vamos discutir como o meio ambiente da Terra influenciou seu desenvolvimento, incluindo como ela obteve sua lua do que foi literalmente um golpe que destruiu a Terra. Este capítulo também discutirá a caça aos semelhantes à Terra exoplanetas (planetas que existem fora do nosso sistema solar).


Origem do Sistema Solar e da Terra | Geografia

Vários cientistas e filósofos têm pro & shypoundted de vez em quando seus conceitos, hipóteses e teorias para desvendar o mistério e resolver o enigma dos problemas da origem e evolução do nosso sistema solar em geral e da Terra em particular, mas nenhum deles poderia ser aceito pela maioria da comunidade científica.

Embora não haja um consenso comum entre os cientistas sobre a origem do nosso sistema solar, pode-se argumentar com segurança que se acredita que todos os planetas do nosso sistema solar foram formados pelo mesmo processo.

Isso significa que todos os conceitos, hipóteses e teorias propostas para a origem do sistema solar também são aplicáveis ​​para a origem da terra.

Todas as vistas e conceitos relativos à origem da Terra podem ser divididos em dois grupos, por exemplo:

Uma vez que os conceitos religiosos não têm nenhuma base lógica e científica, eles são descartados pela comunidade científica moderna.

Por exemplo, a visão do arcebispo Usher de que a Terra foi criada às 9h00. (presumivelmente, hora do meridiano de Greenwich?) em outubro e dia 26 de 4004 a.C. é apenas uma fantasia.

Com base no número de corpos celestes envolvidos na origem do sistema solar e da terra, os conceitos científicos são divididos em três grupos, por exemplo:

(i) Conceito monístico (envolvendo apenas um corpo celestial,

(ii) Conceito dualístico (envolvendo dois corpos celestes) e

(iii) Conceito de estrela binária ou conceito tri-híbrido (envolvendo mais de dois corpos celestes).

Hipótese Gasosa de Kant:

Immanuel Kant, o filósofo alemão, preencheu seu tratado intitulado & # 8216A História Natural Geral e Teoria do Céu ou Ensaio sobre a Origem Operacional e Mecânica de todo o Universo Unificado com Base nas Leis de Newton & # 8217 em 1755. Kant afirmou que seu A & # 8216 hipótese gasosa & # 8217 da origem da Terra foi baseada nos princípios sólidos das leis de gravitação e movimento rotatório de New & shyton & # 8217.

No início, sua hipótese aclamava a apreciação mundial, mas mais tarde foi refutada por se basear em conceitos errôneos e na aplicação errada das leis newtonianas da gravitação. Apesar de severas críticas e shycism, a hipótese foi considerada um grande passo para & tímido no campo da cosmogonia e & # 8216he quase reverencia & shybered meados do século 18 com suas palavras & # 8230Dê-me a matéria e eu construirei um mundo a partir dela. & # 8217

Kant postulou sua hipótese gasosa da origem da Terra com base em algumas suposições. Ele presumiu que a matéria dura primordial criada sobrenaturalmente estava espalhada pelo universo. Na verdade, de acordo com Kant, havia uma nuvem de gás primitiva em rotação lenta (agora chamada de nebulosa) e matéria composta de partículas muito frias, sólidas e imóveis.

Em termos de linguagem científica moderna, pode-se dizer (mas não descrito por Kant) que a temperatura da matéria primordial estava perto de 273 0 C ou zero absoluto ou 0 0 k. Esta foi a razão pela qual a matéria fria foi inicialmente imóvel (de acordo com a teoria molecular da matéria). Ele ainda presumiu que as partículas começaram a colidir umas com as outras sob suas atrações gravitacionais mútuas.

Essa atração mútua e colisão entre as partículas gerou um movimento aleatório na matéria primordial. A colisão das partículas também gerou fric & shytion que gerou calor, com o resultado a temperatura & shyture da matéria primordial começou a subir.

Ele ainda argumentou que o movimento aleatório das partículas também gerava movimento rotatório na matéria primordial. Assim, a nuvem de matéria fria e imóvel original tornou-se, no devido tempo, uma vasta nebulosa quente e começou a girar (girar) em torno de seu eixo.

De acordo com Kant, com o aumento da temperatura e da timidez, o movimento aleatório e a taxa de colisão entre as partículas também aumentaram.Isso deu um impulso extra à taxa de movimento rotatório (rotação) da matéria primordial. O aumento da temperatura também mudou o estado da matéria primordial de partículas sólidas para gasosas. Assim, a matéria primordial inicial mudou gradualmente em nebulosa giratória quente. Com o aumento contínuo da temperatura e da taxa de movimento rotatório, a nebulosa começou a se expandir em tamanho.

De acordo com Immanuel Kant, conforme o calor aumenta e aumenta, o tamanho da nebulosa aumenta e, conforme o tamanho da nebulosa aumenta, a velocidade angular ou velocidade de rotação aumenta ainda mais. Devido ao aumento contínuo no tamanho da nebulosa, a velocidade de rotação tornou-se tão rápida que a força centrífuga (longe do centro) excedeu a força atrativa ou centrípeta (direcionada para o centro).

A nebulosa começou a girar tão rapidamente que um anel irregular foi separado da parte do meio da nebulosa e acabou sendo expulso devido à força centrífuga. Pela repetição do mesmo processo, um sistema de anéis concêntricos (nove) foi separado da nebulosa. A massa central residual da nebulosa permaneceu como o sol.

A irregularidade dos anéis causou o desenvolvimento e retração dos núcleos (nós) para a formação dos planetas correspondentes. Em outras palavras, todas as matérias de cada anel foram agregadas em um ponto para formar um núcleo ou nó que finalmente cresceu como um planeta no devido tempo. Assim, é evidente que, de acordo com Kant, a Terra foi formada devido à agregação de toda a matéria do anel que foi separada da nebulosa devido à força centrífuga.

Pela repetição do mesmo processo, os anéis foram separados dos planetas recém-formados e os materiais de cada anel foram condensados ​​para formar os satélites dos planetas em questão. Assim, todo o sistema solar formado pelo sol (parte residual da nebulosa em rotação), nove planetas e seus satélites foram formados.

Embora Immanuel Kant tenha baseado sua hipóteses gasosas em princípios científicos (lei da gravitação de Newton & # 8217) para resolver o problema da origem do sistema solar e da Terra, sua hipótese se tornou infundada porque é baseada em vários erros e fatos tímidos da ciência.

Na verdade, a hipótese de Kant & # 8217s foi declarada dinamicamente incorreta:

(1) Foi um dos pressupostos básicos da hipótese de Kant de que havia matéria primordial no universo, mas ele nunca explicou a fonte da origem da matéria primordial.

(2) Kant não explicou a fonte de energia para causar o movimento aleatório das partículas da matéria primordial que estavam frias e imóveis no estágio inicial. De acordo com a primeira lei do movimento de Newton & # 8217 & # 8216, um corpo permanece em repouso ou, se em movimento, permanece em movimento uniforme com velocidade constante, a menos ou até que uma força externa seja aplicada sobre ele. & # 8217 As partículas da matéria primordial , como assumido por Kant, estavam em repouso e nenhuma força externa foi aplicada sobre eles, então qual foi a causa para o movimento aleatório entre as partículas da matéria primordial?

(3) A colisão entre os parti & shycles da matéria primordial nunca pode gerar um movimento rotatório e tímido nela. É uma declaração errônea de mecanismo.

Isso significa que se alguém estiver girando, a quantidade total de seu mo e shymentum angular sempre permanecerá constante, a menos que uma força externa e shynal seja aplicada ao corpo em rotação. Vamos entender o momento angular. O momento angular é o produto e o produto da massa, a velocidade angular e o quadrado do raio do corpo em rotação.

Ninguém pode alterar a massa do corpo em rotação, por isso é constante. O momento angular de qualquer corpo em rotação nunca pode ser alterado, a menos que uma força externa seja aplicada. Assim, a equação acima também pode ser expressa da seguinte maneira Velocidade angular α 1 / raio (ou tamanho).

A segunda equação mostra que existe uma relação inversa entre a velocidade angular ou a velocidade do movimento rotatório e o raio ou o tamanho do corpo rotatório. Se o raio de qualquer nebulosa em rotação (girando) aumentar ou se a nebulosa se expandir em tamanho, a velocidade angular ou a velocidade de rotação da nebulosa diminuirá. A hipótese de Kant & # 8217s prevê que & # 8216como o calor aumentou, o tamanho da nebulosa (ou raio da nebulosa) aumentou e conforme o tamanho da nebulosa aumentou, a velocidade angular ou a velocidade de rotação aumentou ainda mais. & # 8217

Esta afirmação é errônea, pois é contra a lei de conservação do momento angular. Assim, o próprio fundamento, no qual a hipótese de Kant & # 8217 foi baseada, provou-se incorreto e incorreto. No entanto, a importância da hipótese de Kant & # 8217 reside no fato de que foi a primeira tentativa científica para a explicação da origem da terra. Na verdade, a hipótese de Kant & # 8217 abriu caminho para a postulação da hipótese nebular de Laplace.

Hipótese nebular de Laplace:

O matemático francês Laplace propôs sua & # 8216 hipótese nebular & # 8217 no ano de 1796. Ele elaborou seus conceitos sobre a origem do sistema solar e da Terra em seu livro intitulado & # 8216Exposition of the World System & # 8217. A hipótese nebular de Laplace & # 8217 era de alguma forma semelhante à hipótese gasosa de Kant.

Parece que a hipótese de Laplace & # 8217s é apenas a versão modificada da hipótese de Kant & # 8217s. Pode-se apontar que Laplace propôs sua hipótese sem formulação matemática.

A fim de remover os referidos defeitos, Laplace assumiu certos axiomas para a postulação de sua hipótese nebular para resolver o enigma da origem da terra:

(1) Ele presumiu que havia uma enorme nebulosa gasosa quente no espaço. Assim, ele resolveu o problema do calor da nebulosa por meio dessa suposição.

(2) Desde o início, uma enorme e quente nebulosa estava girando (girando) em seu eixo.

(3) A nebulosa estava continuamente resfriando devido à perda de calor de sua superfície externa através do processo de radiação e, portanto, estava continuamente reduzindo seu tamanho devido à contração no resfriamento.

Com base nas suposições supracitadas, Laplace considerou que havia uma enorme nebulosa gasosa quente e giratória no espaço. Houve perda gradual de calor da superfície externa da nebulosa por meio da radiação devido ao movimento circular ou rotação da nebulosa. Assim, a perda gradual de calor resultou no resfriamento da superfície externa da nebulosa. O resfriamento gradual causou uma contração gradual no tamanho da nebulosa.

Esses processos, por ex. o resfriamento e a contração graduais resultaram em diminuição contínua do tamanho e do volume da nebulosa. Assim, a redução do tamanho e do volume da nebulosa aumentou a velocidade circular (movimento rotatório) da nebulosa. Como o tamanho da nebulosa continuou a diminuir, a velocidade de rotação e movimento tímido continuou a aumentar. Assim, a nebulosa começou a girar em uma velocidade muito rápida e, conseqüentemente, a força centrífuga tornou-se tão grande que ultrapassou a força centrípeta.

Quando esse estágio foi alcançado, os materiais no equador da nebulosa perderam peso. Consequentemente, a camada externa foi condensada devido ao resfriamento excessivo e, portanto, não poderia girar com o núcleo central ainda resfriado e contraindo da nebulosa e, portanto, o anel externo (camada) foi separado da parte restante da nebulosa.

Este anel de material separado começou a se mover ao redor da nebulosa. Deve-se lembrar que, de acordo com Laplace, apenas um anel de material foi separado da nebulosa e não nove anéis como concebido por Immanuel Kant. Laplace afirmou ainda que o anel original foi dividido em nove anéis e cada anel se afastou do outro anel.

Todos os materiais de cada anel condensados ​​em um ponto ou nó na forma de & # 8216aglomeração gasosa quente & # 8217. Cada uma dessas aglomerações foi posteriormente resfriada e condensada para formar um planeta. Assim, nove planetas foram formados a partir de nove anéis e o núcleo central remanescente da nebulosa tornou-se o sol. Os satélites foram formados a partir dos planetas devido à repetição dos processos e mecanismos acima mencionados.

Esta hipótese simples ofereceu uma explicação dos fatos de que (com algumas exceções entre os satélites) cada corpo celeste possui movimentos adquiridos de rotação e evolução em um mesmo sentido, e que as várias órbitas planetárias estão quase no mesmo plano & # 8217 .

O cientista francês Roche sugeriu modificações na hipótese nebular de Laplace em meados do século XIX. Ele opinou que nove anéis foram separados da própria nebulosa e esses anéis foram condensados ​​para formar nove planetas.

No entanto, a hipótese nebular torna-se insustentável com base nos seguintes deméritos:

(1) Laplace presumiu que inicialmente havia uma nebulosa quente e giratória, mas não descreveu a origem da nebulosa. De onde vêm o calor e o movimento nessa nebulosa? Ele não ofereceu nenhuma explicação.

(2) Qual foi a razão por trás da formação de certo número fixo de planetas a partir do anel irregular? Por que apenas 9 anéis saíram do anel irregular separado da nebulosa? Por que não toca mais ou menos? Ele não conseguia explicar a formação de um número fixo de planetas (9). Não é razoável imaginar a situação em que toda a matéria de um anel poderia condensar em uma massa gasosa incandescente para formar um planeta. De acordo com a teoria dinâmica, o anel pode se quebrar em várias partes e, portanto, vários planetas podem ser formados devido à condensação de pequenas partes.

(3) & # 8216O pequeno grau de coesão entre as partículas da nebulosa tornaria a formação dos anéis um processo contínuo e não intermitente, como exige a teoria & # 8217.

(4) Se o sol é o núcleo remanescente da nebulosa, conforme afirmado por Laplace, ele deveria ter uma pequena protuberância ao redor de sua parte intermediária (equador) que indicaria a provável separação do anel irregular do sol, mas não existe tal protuberância na parte do meio do sol.

(5) Se aceitarmos o princípio de Laplace de que os planetas foram formados a partir da nebulosa, então os planetas devem ter estado em estado líquido em seu estágio inicial. Mas os planetas no estado líquido não podem girar e girar em torno do sol de maneira adequada porque o movimento de rotação das diferentes camadas do líquido nem sempre é igual. Apenas a massa sólida da matéria tem a propriedade de realizar movimentos rotatórios e revolucionários ao longo de um caminho quase circunflexo sem perder sua forma original.

(6) De acordo com a hipótese nebular, todos os satélites deveriam girar na direção de seus planetas espumosos, mas ao contrário disso, alguns satélites de Saturno e Júpiter giram na direção oposta de seus planetas pais.

(7) Cerca de cem anos depois da data da postulação da hipótese de Laplace, os grandes físicos britânicos James Clerk Maxwell e Sir James Jeans mostraram que a massa nos anéis não era suficiente para fornecer atração gravitacional para condensação para formar planetas individuais.

Hipótese de estrela binária de Russell:

Pode-se apontar que a hipótese baseada no conceito dualístico não conseguiu explicar a grande quantidade de momento angular dos planetas do sistema solar atual, alto peso atômico dos elementos constituintes dos planetas do círculo interno e peso atômico mais leve dos planetas do círculo externo do sistema solar e as distâncias de diferentes planetas do sol. Para resolver esses problemas, os cientistas tentaram explicar a origem da terra e do sistema solar com a ajuda de três corpos celestes.

H.N. Russell, um astrônomo americano, pro & shypounded sua & # 8216binary star hipótese & # 8217 no ano de 1937 para remover as deficiências da hipótese das marés de Sir James Jeans. Russell opinou que havia duas estrelas perto do sol primitivo no universo. No início, a estrela & # 8216 companion & # 8217 girava em torno do sol primitivo e tímido.

Mais tarde, uma estrela gigante (a terceira) chamada de & # 8216estrela que se aproxima & # 8217 chegou perto da estrela companheira, mas a direção da revolução da estrela que se aproxima era oposta à da estrela companheira. Acreditava-se que a distância entre duas estrelas pudesse ser de cerca de 48.000.000 a 64.000.000 km.

Isso significa que a estrela que se aproxima pode estar a uma distância muito maior do sol primitivo. Assim, não teria havido efeito da força de maré da estrela gigante que se aproxima no sol primitivo, mas grande quantidade de matéria da estrela companheira foi atraída para a estrela gigante que se aproxima por causa de sua enorme força de maré (atração gravitacional).

À medida que a estrela gigante que se aproximava se aproximava da estrela companheira, a força gravitacional e da maré continuava a aumentar e, portanto, a protuberância na superfície externa da estrela companheira começou a crescer em direção à estrela gigante que se aproxima. Quando a aproximação gigante e estrela tímida se aproximaram da estrela companheira, grande quantidade de matéria foi ejetada da estrela companheira devido à força gravitacional máxima exercida pela estrela gigante que se aproxima.

A matéria ejetada começou a girar na direção da estrela gigante que se aproximava e, portanto, oposta à direção da revolução da estrela companheira. Mais tarde, os planetas foram formados a partir da matéria ejetada. No início, os planetas podem estar mais próximos uns dos outros e, portanto, a matéria pode ter sido ejetada desses planetas devido à sua atração mútua e, assim, os satélites podem ter sido ejetados desses planetas devido à sua atração mútua e, portanto, os satélites podem ter sido formados a partir de estes importam.

Embora Russell tenha resolvido, em certa medida, os problemas de distâncias entre os planetas e o sol e momento angular de diferentes membros do sistema solar, assumindo a origem da Terra com a ajuda de duas estrelas além do sol e ejetando a matéria necessária da estrela companheira (e não do sol como assumido por James Jeans) para formar planetas.

Hipótese da Supernova de Hoyle:

F. Hoyle, um matemático da Universidade de Cambridge (Reino Unido) apresentou sua teoria especulativa conhecida como & # 8216supernova hipótese & # 8217 no ano de 1946. Sua hipótese e tímida foi baseada nos princípios da & # 8216 física nuclear & # 8217 e foi descrita em seu ensaio intitulado & # 8216Nature of the Universe & # 8217.

De acordo com Hoyle, inicialmente havia duas estrelas no universo viz .:

A estrela companheira era de tamanho gigante e mais tarde tornou-se supernova devido à reação nuclear.

Pode ser apontado que a energia, que é emitida por qualquer estrela na forma de luz, calor, etc., é gerada pelo processo conhecido como & # 8216 fusão nuclear & # 8217, em que átomos de elementos mais leves se combinam sob intenso calor e pressão para formam átomos de elementos mais pesados, liberando grande quantidade de energia. As estrelas geralmente contêm hidrogênio.

Os núcleos de hidrogênio lenta e lentamente se combinam para formar o hélio. No processo, um elemento comparativamente mais pesado, o hélio é formado e uma grande quantidade de energia também é liberada.

O mesmo tipo de fusão nuclear também ocorria no sol primitivo de Hoyle & # 8217 e na estrela companheira, mas a taxa de fusão nuclear era muitas vezes maior no núcleo da estrela companheira do que no sol primitivo. Com o passar do tempo, todos os núcleos de hidrogênio da estrela companheira foram consumidos no processo de reação nu & shyclear e ele entrou em colapso (na linguagem moderna e cosmogônica) e explodiu violentamente.

A violenta explosão da estrela companheira (agora supernova) resultou na disseminação de uma enorme massa de poeira que começou a girar em torno do sol primitivo. Hoyle afirmou que quando a estrela companheira explodiu violentamente, o recuo da gigantesca explosão estelar jogou o núcleo da estrela companheira para fora do campo gravitacional do sol primitivo.

A matéria gasosa que saiu devido à violenta explosão da estrela supernova companheira transformou-se em um disco circular em movimento que começou a girar em torno do sol primitivo. Assim, a matéria deste disco tornou-se material de construção para a formação de futuros planetas.

Os principais elementos constituintes do referido material de construção foram formados durante a explosão da estrela companheira da supernova. Pode-se destacar que a explosão da estrela companheira ou supernova gerou intenso calor equivalente a 5 × 10 9 graus C, o que foi suficiente para iniciar o processo de fusão nuclear.

O calor intenso e a fusão nuclear tornaram-se responsáveis ​​pela formação de elementos pesados ​​(por exemplo, hélio, carbono, oxigênio, silício, nitrogênio, etc.). Na verdade, o grau de calor e pressão decide o nível de peso dos elementos no processo.

A explosão da supernova (estrela companheira) gerou calor e pressão intensos que formaram elementos pesados ​​dos quais nossa terra primitiva foi feita. Assim, os planetas do nosso sistema solar foram formados devido à condensação da matéria do disco formado pela matéria lançada para fora da supernova devido à sua violenta explosão.

É, portanto, óbvio que os planetas de nosso sistema solar não foram formados a partir do sol primitivo, mas a partir de elementos pesados ​​que foram formados a partir da matéria expelida da supernova devido a reações nucleares e explosão violenta.

A & # 8216supernova hipótese & # 8217 de F.Hoyle nos ajuda a resolver 3 problemas básicos da origem da Terra e do sistema solar levantados pelos críticos desde o tempo da postulação da & # 8216tidal hipótese & # 8217 de James Jeans viz. :

(i) O problema da grande distância entre os planetas e o sol,

(ii) O problema do momento angular dos planetas, e

(iii) O problema dos elementos mais pesados ​​do material dos planetas que o sol.

Hipótese de poeira interestelar:

Otto Schimidt, um cientista russo, propôs sua & # 8216 Hipótese do Pó Inter-Estelar & # 8217 em 1943 para explicar os problemas complexos da origem e das características do sistema solar e da Terra. A característica mais marcante dessa hipótese é que a Terra e o sistema solar foram considerados formados a partir de partículas de gás e poeira, cuja gênese não foi explicada por Schimidt.

As pesquisas científicas sobre o universo deram amplas evidências da presença de & # 8216matéria escura & # 8217 na forma de gás e partículas de poeira conhecidas como & # 8216gás e nuvem de poeira & # 8217 no universo. Embora Schimidt tenha explicado o modo de origem dessa matéria escura, pode-se presumir com segurança que essas nuvens gasosas e partículas de poeira podem ter sido formadas a partir da matéria que sai das estrelas e meteoros.

De acordo com a & # 8216 hipótese da poeira interestelar & # 8217, nosso sol durante sua & # 8216galac & revolução tímida & # 8217 capturou a matéria escura do uni & shyverse. A matéria escura da nuvem gasosa e das partículas de poeira tinha seu próprio momento angular. A matéria escura depois de ser atraída pelo sol durante sua & # 8216galac & revolução tímida & # 8217 começou a girar em torno do sol giratório primitivo. Esta matéria escura foi chamada de & # 8216inter e shystellar poeiras & # 8217 por Schimidt.

Pode-se observar que no início a nuvem gasosa e as partículas de poeira não estavam bem organizadas e estabilizadas e, portanto, giravam em torno do sol separadamente. Os gases sendo menos em volume foram mais desestabilizados e menos sistema & tímidos arranjados enquanto as partículas de poeira sendo mais em quantidade e quantidade foram mais estabilizadas e sistema & tímido arranjados.

Assim, as partículas de poeira depois de combinadas e condensadas foram transformadas em um disco plano que começou a girar em torno do sol.

Pode ser apontado que o disco plano de matéria escura capturada começou a girar em torno do sol sob os impactos combinados de três tipos de movimentos, por exemplo:

(i) O movimento de rotação do próprio sol,

(ii) Força gravitacional exercida pelo sol no disco de matéria escura, e

(iii) O momento angular da matéria escura do disco.

Assim, sob o impacto combinado desses três tipos de movimentos, cada partícula de matéria escura do universo começou a se redistribuir com base na massa, densidade, dimensão e quantidade existente de força centrífuga (gerada devido à revolução da matéria ao redor o sol) tende a empurrar as partículas para longe do sol e a força centrípeta (gerada devido à atração gravitacional do sol) tende a empurrar as partículas em direção ao sol.

Assim, as partículas com maior quantidade de força centrífuga foram lançadas em direção às margens do disco giratório de matéria escura ao redor do sol, enquanto as partículas com pequena quantidade de força centrífuga foram atraídas para a banda do disco mais próxima do sol.

O intenso calor do sol dispersou as partículas gasosas e tímidas em direção às margens do disco (exceto o oxigênio que se combina quimicamente com o ferro). O intenso calor também formou partículas pesadas que permaneceram nas faixas internas do disco. A colisão entre as partículas de poeira iniciou o processo de agregação e acreção em torno das partículas maiores que se tornaram os embriões dos planetas futuros, mas as partículas de gás não puderam se condensar, pois não puderam ser organizadas devido ao seu movimento contínuo.

Com o passar do tempo, esses embriões capturaram mais e mais matéria e, assim, aumentaram de tamanho para se tornarem asteróides. Pode ser apontado que os asteróides ainda estavam dentro do disco e giravam na direção evolutiva do disco. Esses asteróides aumentaram ainda mais de tamanho devido ao acréscimo contínuo de matéria próxima ao seu redor e, assim, tornaram-se planetas. Alguma matéria ainda permaneceu no disco após a formação dos planetas. Essa matéria foi condensada para formar os satélites dos planetas.

Pode ser apontado que, uma vez que as matérias mais leves foram empurradas para as margens do disco (como explicado acima) e as matérias pesadas foram empurradas para as faixas internas do disco, os planetas formados nas faixas internas do disco também eram mais elevados densidade do que os planetas das bandas externas do disco.

Os planetas das bandas externas do disco eram de baixa densidade porque foram formados pelo processo de & # 8216freez & shying out & # 8217 da matéria gasosa, A redistribuição & tímido da matéria e & # 8216averaging do caráter dinâmico & shyistics & # 8217 do disco resultou em a colocação dos planetas de acordo com a conhecida lei de Titius-Bode das distâncias planetárias (equação 2.5).

Onde D é a distância dos planetas do sol em unidade astronômica e n é um coeficiente, o valor do qual para cada planeta é constante, por exemplo, Mercúrio ∞ Vênus o, Terra 1, Marte 2 etc.

O grande mérito da & # 8216 hipótese da poeira inter-estelar & # 8217 de Otto Schimidt é que ela resolve quase todos os problemas das características peculiares de nosso sistema solar, como:

(i) Planos quase circulares e semelhantes de órbitas dos planetas

(ii) Revolução no plano equatorial do Sol em estreita correspondência com os planos orbitais dos planetas

(iii) Colocação de planetas de acordo com seu tamanho com base em leis bem fundamentadas

(iv) Planetas de alta densidade no círculo externo do sistema solar e

(v) Distribuição grande e peculiar de momento angular entre os planetas do sistema sloar.


A Origem do Sistema Solar

Aqui está um breve esboço da teoria atual dos eventos no início da história do sistema solar:

  1. Uma nuvem de gás interestelar e / ou poeira (a & # 8220 nebulosa solar & # 8221) é perturbada e colapsa sob sua própria gravidade. A perturbação pode ser, por exemplo, a onda de choque de uma supernova próxima.
  2. Conforme a nuvem entra em colapso, ela se aquece e se comprime no centro. Aquece o suficiente para a poeira evaporar. O colapso inicial deve levar menos de 100.000 anos.
  3. O centro se comprime o suficiente para se tornar uma proto-estrela e o resto do gás orbita / flui ao redor dele. A maior parte desse gás flui para dentro e aumenta a massa da estrela em formação, mas o gás está girando. A força centrífuga evita que parte do gás atinja a estrela em formação. Em vez disso, ele forma um & # 8220disco de acreção & # 8221 ao redor da estrela. O disco irradia sua energia e esfria.
  4. Primeiro ponto de frenagem. Dependendo dos detalhes, a estrela / proto-estrela em órbita de gás pode ficar instável e começar a se comprimir sob sua própria gravidade. Isso produz uma estrela dupla. Se não & # 8217t & # 8230
  5. O gás esfria o suficiente para que o metal, a rocha e (longe o suficiente da estrela em formação) o gelo se condensem em partículas minúsculas. (ou seja, parte do gás volta a ser poeira). Os metais se condensam quase tão logo se forma o disco de acreção (4,55-4,56 bilhões de anos atrás, de acordo com medições de isótopos de certos meteoros), a rocha se condensa um pouco mais tarde (entre 4,4 e 4,55 bilhões de anos atrás).
  6. As partículas de poeira colidem umas com as outras e se formam em partículas maiores. Isso continua até que as partículas cheguem ao tamanho de pedras ou pequenos asteróides.
  7. Fuja do crescimento. Uma vez que a maior dessas partículas se torna grande o suficiente para ter uma gravidade não trivial, seu crescimento se acelera. Sua gravidade (mesmo que seja muito pequena) lhes dá uma vantagem sobre as partículas menores, ela atrai mais partículas menores e, muito rapidamente, os objetos grandes acumularam toda a matéria sólida perto de sua própria órbita. Seu tamanho depende de sua distância da estrela e da densidade e composição da nebulosa protoplanetária. No sistema solar, as teorias dizem que este é um asteróide grande até o tamanho lunar no sistema solar interno e de uma a quinze vezes o tamanho da Terra no sistema solar externo. Teria ocorrido um grande salto de tamanho em algum lugar entre as órbitas atuais de Marte e Júpiter: a energia do Sol teria mantido o gelo em forma de vapor a distâncias mais próximas, de modo que a matéria sólida acumulável se tornaria muito mais comum além de uma distância crítica de o sol. Acredita-se que o acréscimo desses & # 8220planetesimais & # 8221 leve de algumas centenas de milhares a cerca de 20 milhões de anos, com o mais externo levando mais tempo para se formar.
  8. Duas coisas e o segundo ponto de freio. Qual o tamanho desses protoplanetas e com que rapidez eles se formaram? Por volta dessa época, cerca de 1 milhão de anos após o resfriamento da nebulosa, a estrela geraria um vento solar muito forte, que varreria todo o gás deixado na nebulosa protoplanetária. Se um protoplaneta fosse grande o suficiente, em breve sua gravidade puxaria o gás nebular e ele se tornaria um gigante gasoso. Do contrário, ele permaneceria como um corpo rochoso ou gelado.
  9. Neste ponto, o sistema solar é composto apenas de corpos protoplanetários sólidos e gigantes gasosos. Os & # 8220planetesimais & # 8221 colidiriam lentamente entre si e se tornariam mais massivos.
  10. Eventualmente, depois de dez a cem milhões de anos, você acaba com dez ou mais planetas, em órbitas estáveis, e isso é um sistema solar. Esses planetas e suas superfícies podem ser fortemente modificados pela última grande colisão que experimentam (por exemplo, a composição amplamente metálica de Mercúrio ou da Lua).

Observação: esta era a teoria da formação planetária tal como se apresentava antes da descoberta dos planetas extrasolares. As descobertas não correspondem ao que a teoria previu. Isso pode ser um viés observacional (sistemas solares estranhos podem ser mais fáceis de detectar da Terra) ou problemas com a teoria (provavelmente com pontos sutis, não o esboço básico).


Conteúdo

Durante a maior parte da história, a humanidade não reconheceu ou compreendeu o conceito de Sistema Solar. A maioria das pessoas até o final da Idade Média-Renascença acreditava que a Terra era estacionária no centro do universo e categoricamente diferente dos objetos divinos ou etéreos que se moviam pelo céu. Embora o filósofo grego Aristarco de Samos tivesse especulado sobre uma reordenação heliocêntrica do cosmos, Nicolaus Copérnico foi o primeiro a desenvolver um sistema heliocêntrico matematicamente preditivo. [11] [12]

No século 17, Galileu descobriu que o Sol estava marcado com manchas solares e que Júpiter tinha quatro satélites em órbita ao seu redor. [13] Christiaan Huygens seguiu as descobertas de Galileu ao descobrir a lua de Saturno, Titã, e a forma dos anéis de Saturno. [14] Por volta de 1677, Edmond Halley observou um trânsito de Mercúrio através do Sol, levando-o a perceber que as observações da paralaxe solar de um planeta (mais idealmente usando o trânsito de Vênus) poderiam ser usadas para determinar trigonometricamente as distâncias entre a Terra, Vênus e o sol. [15] Em 1705, Halley percebeu que os avistamentos repetidos de um cometa eram do mesmo objeto, retornando regularmente uma vez a cada 75-76 anos. Esta foi a primeira evidência de que qualquer coisa diferente dos planetas orbitava o Sol, [16] embora isso tenha sido teorizado sobre cometas no século I por Sêneca. [17] Por volta de 1704, o termo "Sistema Solar" apareceu pela primeira vez em inglês. [18] Em 1838, Friedrich Bessel mediu com sucesso uma paralaxe estelar, uma mudança aparente na posição de uma estrela criada pelo movimento da Terra em torno do Sol, fornecendo a primeira prova experimental direta de heliocentrismo. [19] Melhorias na astronomia observacional e o uso de espaçonaves sem rosca permitiram a investigação detalhada de outros corpos orbitando o sol.

O principal componente do Sistema Solar é o Sol, uma estrela G2 da sequência principal que contém 99,86% da massa conhecida do sistema e o domina gravitacionalmente. [20] Os quatro maiores corpos orbitais do Sol, os planetas gigantes, respondem por 99% da massa restante, com Júpiter e Saturno juntos compreendendo mais de 90%. Os objetos restantes do Sistema Solar (incluindo os quatro planetas terrestres, os planetas anões, luas, asteróides e cometas) juntos compreendem menos de 0,002% da massa total do Sistema Solar. [g]

A maioria dos objetos grandes em órbita ao redor do Sol fica perto do plano da órbita da Terra, conhecido como eclíptica. Os planetas estão muito próximos da eclíptica, enquanto cometas e objetos do cinturão de Kuiper estão frequentemente em ângulos significativamente maiores com ela. [24] [25] Como resultado da formação do Sistema Solar, os planetas (e a maioria dos outros objetos) orbitam o Sol na mesma direção em que o Sol está girando (sentido anti-horário, visto de cima do pólo norte da Terra). [26] Existem exceções, como o Cometa Halley. A maioria das luas maiores orbitam seus planetas neste prograde direção (com Tritão sendo o maior retrógrado exceção) e a maioria dos objetos maiores giram na mesma direção (com Vênus sendo um notável retrógrado exceção).

A estrutura geral das regiões mapeadas do Sistema Solar consiste no Sol, quatro planetas internos relativamente pequenos cercados por um cinturão de asteróides principalmente rochosos e quatro planetas gigantes cercados pelo cinturão de Kuiper de objetos gelados. Os astrônomos às vezes dividem informalmente essa estrutura em regiões separadas. O Sistema Solar interno inclui os quatro planetas terrestres e o cinturão de asteróides. O Sistema Solar exterior está além dos asteróides, incluindo os quatro planetas gigantes. [27] Desde a descoberta do cinturão de Kuiper, as partes mais externas do Sistema Solar são consideradas uma região distinta composta por objetos além de Netuno. [28]

A maioria dos planetas do Sistema Solar possui sistemas secundários próprios, sendo orbitados por objetos planetários chamados satélites naturais, ou luas (dois dos quais, Titã e Ganimedes, são maiores que o planeta Mercúrio). Os quatro planetas gigantes têm anéis planetários, bandas finas de partículas minúsculas que os orbitam em uníssono. A maioria dos maiores satélites naturais está em rotação síncrona, com uma face permanentemente voltada para seu pai. [29]

As leis de movimento planetário de Kepler descrevem as órbitas dos objetos ao redor do sol. Seguindo as leis de Kepler, cada objeto viaja ao longo de uma elipse com o Sol em um foco. Objetos mais próximos do Sol (com eixos semi-maiores menores) viajam mais rapidamente porque são mais afetados pela gravidade do Sol. Em uma órbita elíptica, a distância de um corpo ao Sol varia ao longo do ano. A abordagem mais próxima de um corpo ao Sol é chamada de periélio, enquanto seu ponto mais distante do Sol é chamado de afélio. As órbitas dos planetas são quase circulares, mas muitos cometas, asteróides e objetos do cinturão de Kuiper seguem órbitas altamente elípticas. As posições dos corpos no Sistema Solar podem ser previstas usando modelos numéricos.

Embora o Sol domine o sistema em massa, ele é responsável por apenas 2% do momento angular. [30] [31] Os planetas, dominados por Júpiter, são responsáveis ​​pela maior parte do resto do momento angular devido à combinação de sua massa, órbita e distância do Sol, com uma contribuição possivelmente significativa de cometas. [30]

O Sol, que compreende quase toda a matéria do Sistema Solar, é composto de aproximadamente 98% de hidrogênio e hélio. [32] Júpiter e Saturno, que compreendem quase toda a matéria restante, também são compostos principalmente de hidrogênio e hélio. [33] [34] Existe um gradiente de composição no Sistema Solar, criado pelo calor e a pressão da luz do Sol, aqueles objetos mais próximos do Sol, que são mais afetados pelo calor e pela pressão da luz, são compostos de elementos com altos pontos de fusão. Objetos mais distantes do Sol são compostos principalmente de materiais com pontos de fusão mais baixos. [35] O limite no Sistema Solar além do qual essas substâncias voláteis podem se condensar é conhecido como linha de congelamento, e fica a cerca de 5 UA do sol. [4]

Os objetos do Sistema Solar interno são compostos principalmente de rocha, [36] o nome coletivo para compostos com altos pontos de fusão, como silicatos, ferro ou níquel, que permaneceram sólidos em quase todas as condições na nebulosa protoplanetária. [37] Júpiter e Saturno são compostos principalmente de gases, o termo astronômico para materiais com pontos de fusão extremamente baixos e alta pressão de vapor, como hidrogênio, hélio e néon, que sempre estiveram na fase gasosa na nebulosa. [37] Gelos, como água, metano, amônia, sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono, [36] têm pontos de fusão de até algumas centenas de Kelvin. [37] Eles podem ser encontrados como gelos, líquidos ou gases em vários lugares do Sistema Solar, enquanto na nebulosa eles estavam na fase sólida ou gasosa. [37] As substâncias geladas compreendem a maioria dos satélites dos planetas gigantes, bem como a maior parte de Urano e Netuno (os chamados "gigantes de gelo") e os numerosos pequenos objetos que estão além da órbita de Netuno. [36] [38] Juntos, gases e gelos são referidos como voláteis. [39]

Distâncias e escalas

A distância da Terra ao Sol é de 1 unidade astronômica [UA] (150.000.000 km 93.000.000 milhas). Para efeito de comparação, o raio do Sol é 0,0047 UA (700.000 km). Assim, o Sol ocupa 0,00001% (10 −5%) do volume de uma esfera com um raio do tamanho da órbita da Terra, enquanto o volume da Terra é aproximadamente um milionésimo (10 −6) do Sol. Júpiter, o maior planeta, está a 5,2 unidades astronômicas (780.000.000 km) do Sol e tem um raio de 71.000 km (0,00047 UA), enquanto o planeta mais distante, Netuno, está a 30 UA (4,5 × 10 9 km) do Sol .

Com algumas exceções, quanto mais distante um planeta ou cinturão estiver do Sol, maior será a distância entre sua órbita e a órbita do próximo objeto mais próximo do Sol. Por exemplo, Vênus está aproximadamente 0,33 UA mais distante do Sol do que Mercúrio, enquanto Saturno está 4,3 UA de Júpiter e Netuno está 10,5 UA de Urano. Foram feitas tentativas para determinar uma relação entre essas distâncias orbitais (por exemplo, a lei de Titius-Bode), [40] mas nenhuma teoria foi aceita.

Alguns modelos do Sistema Solar tentam transmitir as escalas relativas envolvidas no Sistema Solar em termos humanos. Alguns são de pequena escala (e podem ser mecânicos - chamados de orreries) - enquanto outros se estendem por cidades ou áreas regionais. [41] O maior modelo em escala, o Sistema Solar da Suécia, usa o Ericsson Globe de 110 metros (361 pés) em Estocolmo como seu substituto do Sol e, seguindo a escala, Júpiter é uma esfera de 7,5 metros (25 pés) no Aeroporto Arlanda de Estocolmo, a 40 km (25 milhas) de distância, enquanto o objeto atual mais distante, Sedna, é uma esfera de 10 cm (4 pol.) em Luleå, a 912 km (567 milhas) de distância. [42] [43]

Se a distância Sol-Netuno for dimensionada para 100 metros, então o Sol teria cerca de 3 cm de diâmetro (cerca de dois terços do diâmetro de uma bola de golfe), os planetas gigantes seriam todos menores do que cerca de 3 mm e o diâmetro da Terra junto com o dos outros planetas terrestres seria menor do que uma pulga (0,3 mm) nesta escala. [44]

Distâncias do Sol de corpos selecionados do Sistema Solar. As bordas esquerda e direita de cada barra correspondem ao periélio e afélio do corpo, respectivamente, portanto, as barras longas denotam alta excentricidade orbital. O raio do Sol é de 0,7 milhões de km, e o raio de Júpiter (o maior planeta) é de 0,07 milhões de km, ambos pequenos demais para serem resolvidos nesta imagem.

O Sistema Solar se formou há 4,568 bilhões de anos a partir do colapso gravitacional de uma região dentro de uma grande nuvem molecular. [h] Esta nuvem inicial provavelmente tinha vários anos-luz de extensão e provavelmente gerou várias estrelas. [46] Como é típico das nuvens moleculares, esta consistia principalmente de hidrogênio, com um pouco de hélio, e pequenas quantidades de elementos mais pesados ​​fundidos por gerações anteriores de estrelas. Como a região que se tornaria o Sistema Solar, conhecida como nebulosa pré-solar, [47] entrou em colapso, a conservação do momento angular fez com que ela girasse mais rápido. O centro, onde a maior parte da massa se acumulou, tornou-se cada vez mais quente do que o disco circundante. [46] À medida que a nebulosa em contração girava mais rápido, ela começou a se achatar em um disco protoplanetário com um diâmetro de aproximadamente 200 UA [46] e uma proto-estrela quente e densa no centro. [48] ​​[49] Os planetas formados por acreção a partir deste disco, [50] em que poeira e gás gravitacionalmente atraíram um ao outro, coalescendo para formar corpos cada vez maiores.Centenas de protoplanetas podem ter existido no início do Sistema Solar, mas eles se fundiram ou foram destruídos, deixando os planetas, planetas anões e restos de corpos menores. [51]

Devido aos seus pontos de ebulição mais elevados, apenas metais e silicatos poderiam existir na forma sólida no interior aquecido do Sistema Solar perto do Sol, e estes eventualmente formariam os planetas rochosos de Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Como os elementos metálicos compreendiam apenas uma fração muito pequena da nebulosa solar, os planetas terrestres não podiam crescer muito. Os planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) formaram-se mais além, além da linha de gelo, o ponto entre as órbitas de Marte e Júpiter onde o material é frio o suficiente para que os compostos gelados voláteis permaneçam sólidos. Os gelos que formaram esses planetas eram mais abundantes do que os metais e silicatos que formaram os planetas internos terrestres, permitindo-lhes crescer o suficiente para capturar grandes atmosferas de hidrogênio e hélio, os elementos mais leves e abundantes. Restos de detritos que nunca se tornaram planetas se reuniram em regiões como o cinturão de asteróides, o cinturão de Kuiper e a nuvem de Oort. [51] O modelo de Nice é uma explicação para a criação dessas regiões e como os planetas externos poderiam ter se formado em diferentes posições e migrado para suas órbitas atuais por meio de várias interações gravitacionais. [53]

Em 50 milhões de anos, a pressão e a densidade do hidrogênio no centro da proto-estrela tornaram-se grandes o suficiente para que ela começasse a fusão termonuclear. [54] A temperatura, taxa de reação, pressão e densidade aumentaram até que o equilíbrio hidrostático foi alcançado: a pressão térmica igualou a força da gravidade. Nesse ponto, o Sol se tornou uma estrela da seqüência principal. [55] A fase da sequência principal, do início ao fim, durará cerca de 10 bilhões de anos para o Sol, em comparação com cerca de dois bilhões de anos para todas as outras fases da vida pré-remanescente do Sol combinadas. [56] O vento solar do Sol criou a heliosfera e varreu o gás e poeira restantes do disco protoplanetário para o espaço interestelar, encerrando o processo de formação planetária. O Sol está ficando mais brilhante no início de sua vida de sequência principal - seu brilho era 70% do que é hoje. [57]

O Sistema Solar permanecerá aproximadamente como o conhecemos hoje até que o hidrogênio no núcleo do Sol seja totalmente convertido em hélio, o que ocorrerá em cerca de 5 bilhões de anos a partir de agora. Isso marcará o fim da vida da seqüência principal do Sol. Nesse momento, o núcleo do Sol se contrairá com a fusão do hidrogênio ocorrendo ao longo de uma camada que envolve o hélio inerte, e a produção de energia será muito maior do que a atual. As camadas externas do Sol se expandirão cerca de 260 vezes o seu diâmetro atual, e o Sol se tornará uma gigante vermelha. Por causa de sua área de superfície amplamente aumentada, a superfície do Sol será consideravelmente mais fria (2.600 K em seu ponto mais frio) do que na sequência principal. [56] Espera-se que o Sol em expansão vaporize Mercúrio e torne a Terra inabitável. Eventualmente, o núcleo estará quente o suficiente para a fusão do hélio - o Sol queimará hélio por uma fração do tempo que queimava o hidrogênio no núcleo. O Sol não tem massa suficiente para iniciar a fusão de elementos mais pesados, e as reações nucleares no núcleo diminuirão. Suas camadas externas se moverão para o espaço, deixando uma anã branca, um objeto extraordinariamente denso, com metade da massa original do Sol, mas apenas do tamanho da Terra. [58] As camadas externas ejetadas formarão o que é conhecido como uma nebulosa planetária, devolvendo parte do material que formou o Sol - mas agora enriquecido com elementos mais pesados ​​como o carbono - para o meio interestelar.

O Sol é a estrela do Sistema Solar e de longe seu componente mais massivo. Sua grande massa (332.900 massas terrestres), [59] que compreende 99,86% de toda a massa do Sistema Solar, [60] produz temperaturas e densidades em seu núcleo altas o suficiente para sustentar a fusão nuclear de hidrogênio em hélio, tornando-se um dos principais - estrela de sequência. [61] Isso libera uma enorme quantidade de energia, principalmente irradiada para o espaço como radiação eletromagnética com pico na luz visível. [62]

O Sol é uma estrela da seqüência principal do tipo G2. Estrelas mais quentes da sequência principal são mais luminosas. A temperatura do Sol é intermediária entre a das estrelas mais quentes e a das estrelas mais frias. Estrelas mais brilhantes e mais quentes que o Sol são raras, enquanto estrelas substancialmente mais frias e mais escuras, conhecidas como anãs vermelhas, representam 85% das estrelas da Via Láctea. [63] [64]

O Sol é uma estrela da população I e tem uma abundância de elementos mais pesados ​​do que o hidrogênio e o hélio ("metais" no jargão astronômico) do que as estrelas da população II mais antigas. [65] Elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio foram formados nos núcleos de estrelas antigas e em explosão, então a primeira geração de estrelas teve que morrer antes que o universo pudesse ser enriquecido com esses átomos. As estrelas mais antigas contêm poucos metais, enquanto as estrelas nascidas depois têm mais. Acredita-se que essa alta metalicidade tenha sido crucial para o desenvolvimento de um sistema planetário pelo Sol, porque os planetas se formam a partir do acréscimo de "metais". [66]

A grande maioria do Sistema Solar consiste em um quase vácuo conhecido como meio interplanetário. Junto com a luz, o Sol irradia um fluxo contínuo de partículas carregadas (um plasma) conhecido como vento solar. Este fluxo de partículas se espalha a cerca de 1,5 milhão de quilômetros por hora, [67] criando uma tênue atmosfera que permeia o meio interplanetário por pelo menos 100 UA (ver § Heliosfera). [68] A atividade na superfície do Sol, como erupções solares e ejeções de massa coronal, perturba a heliosfera, criando clima espacial e causando tempestades geomagnéticas. [69] A maior estrutura dentro da heliosfera é a folha de corrente heliosférica, uma forma espiral criada pelas ações do campo magnético giratório do Sol no meio interplanetário. [70] [71]

O campo magnético da Terra impede que sua atmosfera seja destruída pelo vento solar. [72] Vênus e Marte não têm campos magnéticos e, como resultado, o vento solar está fazendo com que suas atmosferas vazem gradualmente para o espaço. [73] Ejeções de massa coronal e eventos semelhantes explodem um campo magnético e grandes quantidades de material da superfície do sol. A interação deste campo magnético e material com o campo magnético da Terra canaliza partículas carregadas para a atmosfera superior da Terra, onde suas interações criam auroras vistas perto dos pólos magnéticos.

A heliosfera e os campos magnéticos planetários (para os planetas que os possuem) protegem parcialmente o Sistema Solar de partículas interestelares de alta energia chamadas de raios cósmicos. A densidade dos raios cósmicos no meio interestelar e a força do campo magnético do Sol mudam em escalas de tempo muito longas, então o nível de penetração dos raios cósmicos no Sistema Solar varia, embora o quanto seja desconhecido. [74]

O meio interplanetário é o lar de pelo menos duas regiões de poeira cósmica semelhantes a discos. A primeira, a nuvem de poeira zodiacal, encontra-se no Sistema Solar interno e causa a luz zodiacal. Provavelmente foi formado por colisões dentro do cinturão de asteróides provocadas por interações gravitacionais com os planetas. [75] A segunda nuvem de poeira se estende de cerca de 10 UA a cerca de 40 UA e foi provavelmente criada por colisões semelhantes dentro do cinturão de Kuiper. [76] [77]

O sistema solar interno é a região que compreende os planetas terrestres e o cinturão de asteróides. [78] Composto principalmente por silicatos e metais, os objetos do Sistema Solar interno são relativamente próximos ao Sol, o raio de toda esta região é menor que a distância entre as órbitas de Júpiter e Saturno. Esta região também está dentro da linha de geada, que fica a um pouco menos de 5 UA (cerca de 700 milhões de km) do sol. [79]

Planetas internos

Os quatro terrestres ou planetas internos têm composições densas e rochosas, poucas ou nenhuma lua e nenhum sistema de anéis. Eles são compostos em grande parte por minerais refratários, como os silicatos - que formam suas crostas e mantos - e metais como ferro e níquel, que formam seus núcleos. Três dos quatro planetas internos (Vênus, Terra e Marte) têm atmosferas substanciais o suficiente para gerar clima, todos com crateras de impacto e características de superfície tectônica, como vales e vulcões. O termo planeta interno não deve ser confundido com planeta inferior, que designa os planetas que estão mais próximos do Sol do que a Terra (ou seja, Mercúrio e Vênus).

Mercúrio

Mercúrio (0,4 UA do Sol) é o planeta mais próximo do Sol e, em média, todos os outros sete planetas. [80] [81] O menor planeta do Sistema Solar (0,055 M ), Mercúrio não tem satélites naturais. Além das crateras de impacto, suas únicas características geológicas conhecidas são cristas lobadas ou rupturas que provavelmente foram produzidas por um período de contração no início de sua história. [82] A atmosfera muito tênue de Mercúrio consiste em átomos lançados de sua superfície pelo vento solar. [83] Seu núcleo de ferro relativamente grande e manto fino ainda não foram adequadamente explicados. As hipóteses incluem que suas camadas externas foram arrancadas por um impacto gigante ou que foi impedido de se acumular totalmente pela energia do jovem Sol. [84] [85]

Vênus

Vênus (0,7 UA do Sol) é próximo em tamanho à Terra (0,815 M ) e, como a Terra, tem um manto espesso de silicato em torno de um núcleo de ferro, uma atmosfera substancial e evidências de atividade geológica interna. É muito mais seco que a Terra e sua atmosfera é noventa vezes mais densa. Vênus não tem satélites naturais. É o planeta mais quente, com temperaturas de superfície acima de 400 ° C (752 ° F), provavelmente devido à quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera. [86] Nenhuma evidência definitiva da atividade geológica atual foi detectada em Vênus, mas não tem campo magnético que impediria o esgotamento de sua atmosfera substancial, o que sugere que sua atmosfera está sendo reabastecida por erupções vulcânicas. [87]

Terra

A Terra (1 UA do Sol) é o maior e mais denso dos planetas internos, o único conhecido com atividade geológica atual e o único lugar onde se sabe que existe vida. [88] Sua hidrosfera líquida é única entre os planetas terrestres, e é o único planeta onde placas tectônicas foram observadas. A atmosfera da Terra é radicalmente diferente da dos outros planetas, tendo sido alterada pela presença de vida para conter 21% de oxigênio livre. [89] Ele tem um satélite natural, a Lua, o único grande satélite de um planeta terrestre no Sistema Solar.

Marte (1,5 UA do Sol) é menor que a Terra e Vênus (0,107 M ) Tem uma atmosfera composta principalmente de dióxido de carbono com uma pressão superficial de 6,1 milibares (cerca de 0,6% da da Terra). [90] Sua superfície, salpicada com vastos vulcões, como o Olympus Mons, e vales rift, como Valles Marineris, mostra atividade geológica que pode ter persistido até 2 milhões de anos atrás. [91] Sua cor vermelha vem do óxido de ferro (ferrugem) em seu solo. [92] Marte tem dois minúsculos satélites naturais (Deimos e Fobos) que se acredita serem asteróides capturados, [93] ou destroços ejetados de um impacto massivo no início da história de Marte. [94]

Cinturão de asteróides

  • sol
  • Trojans de júpiter
  • Órbita planetária
  • Cinturão de asteróides
  • Asteróides Hilda
  • NEOs(seleção)

Os asteróides, exceto o maior, Ceres, são classificados como pequenos corpos do Sistema Solar [f] e são compostos principalmente de minerais rochosos e metálicos refratários, com algum gelo. [95] [96] Eles variam de alguns metros a centenas de quilômetros de tamanho. Asteróides menores que um metro são geralmente chamados de meteoróides e micrometeoróides (do tamanho de grãos), dependendo de definições diferentes e um tanto arbitrárias.

O cinturão de asteróides ocupa a órbita entre Marte e Júpiter, entre 2,3 e 3,3 UA do Sol. Pensa-se que sejam remanescentes da formação do Sistema Solar que não se aglutinaram devido à interferência gravitacional de Júpiter. [97] O cinturão de asteróides contém dezenas de milhares, possivelmente milhões, de objetos com mais de um quilômetro de diâmetro. Apesar disso, é improvável que a massa total do cinturão de asteróides seja superior a um milésimo da massa da Terra. [23] O cinturão de asteróides é uma espaçonave pouco povoada que passa rotineiramente sem incidentes. [99]

Ceres

Ceres (2.77 UA) é o maior asteróide, um protoplaneta e um planeta anão. [f] Ele tem um diâmetro de pouco menos de 1000 km e uma massa grande o suficiente para sua própria gravidade puxá-lo para uma forma esférica. Ceres foi considerado um planeta quando foi descoberto em 1801 e foi reclassificado como asteróide na década de 1850, conforme novas observações revelaram asteróides adicionais. [100] Foi classificado como um planeta anão em 2006, quando a definição de um planeta foi criada.

Grupos de asteróides

Os asteróides no cinturão de asteróides são divididos em grupos e famílias de asteróides com base em suas características orbitais. Luas de asteróides são asteróides que orbitam asteróides maiores. Eles não são tão claramente distintos quanto as luas planetárias, às vezes sendo quase tão grandes quanto suas parceiras. O cinturão de asteróides também contém cometas do cinturão principal, que podem ter sido a fonte da água da Terra. [101]

Os trojans de Júpiter estão localizados em qualquer uma das regiões L de Júpiter4 ou L5 pontos (regiões gravitacionalmente estáveis ​​à frente e atrás de um planeta em sua órbita), o termo trojan também é usado para pequenos corpos em qualquer outro ponto de Lagrange planetário ou satélite. Os asteróides Hilda estão em uma ressonância 2: 3 com Júpiter, ou seja, eles giram em torno do Sol três vezes para cada duas órbitas de Júpiter. [102]

O Sistema Solar interno também contém asteróides próximos à Terra, muitos dos quais cruzam as órbitas dos planetas internos. [103] Alguns deles são objetos potencialmente perigosos.

A região externa do Sistema Solar é o lar de planetas gigantes e suas grandes luas. Os centauros e muitos cometas de curto período também orbitam nesta região. Devido à sua maior distância do Sol, os objetos sólidos no Sistema Solar externo contêm uma proporção maior de voláteis, como água, amônia e metano do que os do Sistema Solar interno, porque as temperaturas mais baixas permitem que esses compostos permaneçam sólidos. [51]

Planetas exteriores

Os quatro planetas externos, ou planetas gigantes (às vezes chamados de planetas Júpiter), coletivamente constituem 99% da massa conhecida por orbitar o sol. [g] Júpiter e Saturno têm, juntos, mais de 400 vezes a massa da Terra e consistem predominantemente nos gases hidrogênio e hélio, daí sua designação como gigantes gasosos. [104] Urano e Netuno são muito menos massivos - menos de 20 massas terrestres (M ) cada um - e são compostos principalmente de gelos. Por essas razões, alguns astrônomos sugerem que eles pertencem à sua própria categoria, gigantes de gelo. [105] Todos os quatro planetas gigantes têm anéis, embora apenas o sistema de anéis de Saturno seja facilmente observado da Terra. O termo planeta superior designa planetas fora da órbita da Terra e, portanto, inclui os planetas externos e Marte.

Júpiter

Júpiter (5,2 UA), em 318 M , é 2,5 vezes a massa de todos os outros planetas juntos. É composto principalmente de hidrogênio e hélio. O forte calor interno de Júpiter cria características semipermanentes em sua atmosfera, como faixas de nuvens e a Grande Mancha Vermelha. Júpiter tem 79 satélites conhecidos. Os quatro maiores, Ganimedes, Calisto, Io e Europa, mostram semelhanças com os planetas terrestres, como vulcanismo e aquecimento interno. [106] Ganimedes, o maior satélite do Sistema Solar, é maior que Mercúrio.

Saturno

Saturno (9,5 UA), que se distingue por seu extenso sistema de anéis, tem várias semelhanças com Júpiter, como sua composição atmosférica e magnetosfera. Embora Saturno tenha 60% do volume de Júpiter, é menos de um terço da massa, a 95 M . Saturno é o único planeta do Sistema Solar menos denso que a água. [107] Os anéis de Saturno são feitos de pequenas partículas de gelo e rocha. Saturno tem 82 satélites confirmados compostos principalmente de gelo. Dois deles, Titã e Enceladus, mostram sinais de atividade geológica. [108] Titã, a segunda maior lua do Sistema Solar, é maior que Mercúrio e o único satélite do Sistema Solar com uma atmosfera substancial.

Urano

Urano (19,2 UA), a 14 M , é o mais leve dos planetas externos. Excepcionalmente entre os planetas, ele orbita o Sol em seu lado, sua inclinação axial é de mais de noventa graus em relação à eclíptica. Ele tem um núcleo muito mais frio do que os outros planetas gigantes e irradia muito pouco calor para o espaço. [109] Urano tem 27 satélites conhecidos, sendo os maiores Titânia, Oberon, Umbriel, Ariel e Miranda. [110]

Netuno

Netuno (30,1 UA), embora ligeiramente menor que Urano, é mais massivo (17 M ) e, portanto, mais denso. Ele irradia mais calor interno, mas não tanto quanto Júpiter ou Saturno. [111] Netuno tem 14 satélites conhecidos. O maior, Triton, é geologicamente ativo, com gêiseres de nitrogênio líquido. [112] Tritão é o único grande satélite com uma órbita retrógrada. Netuno é acompanhado em sua órbita por vários planetas menores, chamados de troianos de Netuno, que estão em ressonância 1: 1 com ele.

Centauros

Os centauros são corpos semelhantes a cometas gelados, cujas órbitas têm semi-eixos maiores maiores do que o de Júpiter (5,5 UA) e menores do que o de Netuno (30 UA). O maior centauro conhecido, 10199 Chariklo, tem um diâmetro de cerca de 250 km. [113] O primeiro centauro descoberto, 2060 Chiron, também foi classificado como um cometa (95P) porque desenvolve uma coma assim como os cometas fazem quando se aproximam do sol. [114]

Os cometas são pequenos corpos do Sistema Solar, [f] normalmente com apenas alguns quilômetros de diâmetro, compostos em grande parte de gelos voláteis. Eles têm órbitas altamente excêntricas, geralmente um periélio dentro das órbitas dos planetas internos e um afélio muito além de Plutão. Quando um cometa entra no Sistema Solar interno, sua proximidade com o Sol faz com que sua superfície gelada se sublime e se ionize, criando um coma: uma longa cauda de gás e poeira frequentemente visível a olho nu.

Os cometas de curto período têm órbitas que duram menos de duzentos anos. Os cometas de longo período têm órbitas que duram milhares de anos. Acredita-se que os cometas de período curto se originem no cinturão de Kuiper, enquanto os cometas de período longo, como Hale-Bopp, se originam na nuvem de Oort. Muitos grupos de cometas, como os Kreutz Sungrazers, formaram-se a partir da separação de um único progenitor. [115] Alguns cometas com órbitas hiperbólicas podem se originar fora do Sistema Solar, mas determinar suas órbitas precisas é difícil. [116] Cometas antigos cujos voláteis foram em sua maioria expulsos pelo aquecimento solar são frequentemente classificados como asteróides. [117]

Além da órbita de Netuno está a área da "região transnetuniana", com o cinturão de Kuiper em forma de rosca, lar de Plutão e vários outros planetas anões, e um disco sobreposto de objetos espalhados, que é inclinado em direção ao plano do Sistema Solar e alcança muito mais longe do que o cinturão de Kuiper. Toda a região ainda é amplamente inexplorada. Parece consistir esmagadoramente em muitos milhares de pequenos mundos - o maior com um diâmetro de apenas um quinto do da Terra e uma massa muito menor do que a da Lua - compostos principalmente de rocha e gelo. Esta região é algumas vezes descrita como a "terceira zona do Sistema Solar", englobando o Sistema Solar interno e o externo. [118]

Cinturão de Kuiper

  • sol
  • Trojans de júpiter
  • Planetas gigantes
  • Cinturão de Kuiper
  • Disco disperso
  • Trojans de Netuno

O cinturão de Kuiper é um grande anel de destroços semelhante ao cinturão de asteróides, mas consistindo principalmente de objetos compostos principalmente de gelo. [119] Estende-se entre 30 e 50 UA do sol. Embora se estima que contenha de dezenas a milhares de planetas anões, ele é composto principalmente de pequenos corpos do Sistema Solar. Muitos dos objetos maiores do cinturão de Kuiper, como Quaoar, Varuna e Orcus, podem vir a ser planetas anões com mais dados. Estima-se que haja mais de 100.000 objetos do cinturão de Kuiper com um diâmetro superior a 50 km, mas a massa total do cinturão de Kuiper é considerada apenas um décimo ou até mesmo um centésimo da massa da Terra. [22] Muitos objetos do cinturão de Kuiper têm vários satélites, [120] e a maioria tem órbitas que os levam para fora do plano da eclíptica. [121]

O cinturão de Kuiper pode ser dividido entre o cinturão "clássico" e as ressonâncias. [119] As ressonâncias são órbitas ligadas à de Netuno (por exemplo, duas vezes para cada três órbitas de Netuno, ou uma vez para cada duas). A primeira ressonância começa na órbita do próprio Netuno. O cinturão clássico consiste em objetos sem ressonância com Netuno e se estende de aproximadamente 39,4 UA a 47,7 UA. [122] Membros do cinturão de Kuiper clássico são classificados como cubewanos, após o primeiro de seu tipo a ser descoberto, 15760 Albion (que anteriormente tinha a designação provisória 1992 QB1), e ainda estão em órbitas quase primordiais de baixa excentricidade. [123]

Plutão e Caronte

O planeta anão Plutão (com uma órbita média de 39 UA) é o maior objeto conhecido no cinturão de Kuiper. Quando descoberto em 1930, foi considerado o nono planeta que mudou em 2006 com a adoção de uma definição formal de planeta. Plutão tem uma órbita relativamente excêntrica inclinada 17 graus em relação ao plano da eclíptica e variando de 29,7 UA do Sol no periélio (dentro da órbita de Netuno) a 49,5 UA no afélio. Plutão tem uma ressonância 3: 2 com Netuno, o que significa que Plutão orbita duas vezes ao redor do Sol para cada três órbitas Netunianas. Os objetos do cinturão de Kuiper cujas órbitas compartilham essa ressonância são chamados de plutinos. [124]

Caronte, a maior das luas de Plutão, às vezes é descrita como parte de um sistema binário com Plutão, pois os dois corpos orbitam um baricentro de gravidade acima de suas superfícies (ou seja, eles parecem "orbitar um ao outro"). Além de Charon, quatro luas muito menores, Styx, Nix, Kerberos e Hydra, orbitam dentro do sistema.

Makemake e Haumea

Makemake (45,79 UA em média), embora menor que Plutão, é o maior objeto conhecido no clássico Cinturão de Kuiper (isto é, um objeto do cinturão de Kuiper que não está em ressonância confirmada com Netuno). Makemake é o objeto mais brilhante no cinturão de Kuiper depois de Plutão. Foi designado um comitê de nomenclatura sob a expectativa de que provaria ser um planeta anão em 2008. [6] Sua órbita é muito mais inclinada que a de Plutão, a 29 °. [125]

Haumea (43,13 UA em média) está em uma órbita semelhante a Makemake, exceto que está em uma ressonância orbital temporária de 7:12 com Netuno. [126] Foi nomeado sob a mesma expectativa de que provaria ser um planeta anão, embora observações subsequentes tenham indicado que pode não ser um planeta anão, afinal. [127]

Disco disperso

O disco espalhado, que se sobrepõe ao cinturão de Kuiper, mas se estende por cerca de 200 UA, é considerado a fonte de cometas de curto período. Acredita-se que os objetos de disco disperso tenham sido ejetados em órbitas erráticas pela influência gravitacional da migração inicial de Netuno para fora. A maioria dos objetos de disco dispersos (SDOs) tem periélios dentro do cinturão de Kuiper, mas afélios muito além dele (alguns a mais de 150 UA do Sol). As órbitas dos SDOs também são altamente inclinadas ao plano da eclíptica e frequentemente são quase perpendiculares a ele. Alguns astrônomos consideram o disco espalhado meramente outra região do cinturão de Kuiper e descrevem objetos de disco espalhado como "objetos espalhados do cinturão de Kuiper". [128] Alguns astrônomos também classificam os centauros como objetos do cinturão de Kuiper espalhados para dentro, juntamente com os residentes espalhados para fora do disco espalhado. [129]

Eris (com uma órbita média de 68 UA) é o maior objeto disco espalhado conhecido, e causou um debate sobre o que constitui um planeta, porque é 25% mais massivo que Plutão [130] e tem aproximadamente o mesmo diâmetro. É o mais massivo dos planetas anões conhecidos. Tem uma lua conhecida, Disnomia. Como Plutão, sua órbita é altamente excêntrica, com um periélio de 38,2 UA (aproximadamente a distância de Plutão do Sol) e um afélio de 97,6 UA, e fortemente inclinado em relação ao plano da eclíptica.

O ponto em que o Sistema Solar termina e o espaço interestelar começa não é definido com precisão porque seus limites externos são formados por duas forças, o vento solar e a gravidade do Sol. O limite da influência do vento solar é aproximadamente quatro vezes a distância de Plutão do Sol neste heliopausa, o limite externo da heliosfera, é considerado o início do meio interestelar. [68] Acredita-se que a esfera da colina do Sol, o alcance efetivo de sua dominância gravitacional, se estenda até mil vezes mais e englobe a hipotética nuvem de Oort. [131]

Heliosfera

A heliosfera é uma bolha de vento estelar, região do espaço dominada pelo Sol, na qual irradia seu vento solar a aproximadamente 400 km / s, uma corrente de partículas carregadas, até colidir com o vento do meio interestelar.

A colisão ocorre no choque de terminação, que está a cerca de 80-100 UA do Sol a favor do vento do meio interestelar e a cerca de 200 UA do Sol a favor do vento. [132] Aqui o vento diminui drasticamente, condensa e se torna mais turbulento, [132] formando uma grande estrutura oval conhecida como heliosheath. Esta estrutura é pensada para se parecer e se comportar muito como a cauda de um cometa, estendendo-se para fora por mais 40 UA no lado do vento, mas seguindo muitas vezes essa distância a evidência a favor do vento do Cassini e a espaçonave Interstellar Boundary Explorer sugeriu que ela é forçada a assumir a forma de bolha pela ação restritiva do campo magnético interestelar. [133]

O limite externo da heliosfera, o heliopausa, é o ponto em que o vento solar finalmente termina e é o início do espaço interestelar. [68] Voyager 1 e Voyager 2 são relatados como tendo passado pelo choque de terminação e entrado na heliosheath, a 94 e 84 UA do Sol, respectivamente. [134] [135] Voyager 1 é relatado que cruzou a heliopausa em agosto de 2012. [136]

A forma e a forma da borda externa da heliosfera são provavelmente afetadas pela dinâmica dos fluidos das interações com o meio interestelar, bem como pelos campos magnéticos solares prevalecentes ao sul, por ex. tem uma forma romba com o hemisfério norte estendendo-se 9 UA além do hemisfério sul. [132] Além da heliopausa, por volta de 230 UA, está o choque de proa, uma "esteira" de plasma deixada pelo Sol enquanto viaja pela Via Láctea. [137]

  • Sistema Solar Interior e Júpiter
  • Sistema Solar externo e Plutão
  • órbita de Sedna (objeto destacado)
  • parte interna da nuvem de Oort

Devido à falta de dados, as condições no espaço interestelar local não são conhecidas com certeza. Espera-se que a espaçonave Voyager da NASA, ao passar pela heliopausa, transmita dados valiosos sobre os níveis de radiação e vento solar para a Terra. [138] O quão bem a heliosfera protege o Sistema Solar dos raios cósmicos é pouco compreendido. Uma equipe financiada pela NASA desenvolveu um conceito de "missão de visão" dedicada a enviar uma sonda para a heliosfera. [139] [140]

Objetos destacados

90377 Sedna (com uma órbita média de 520 UA) é um objeto grande e avermelhado com uma órbita gigantesca e altamente elíptica que o leva de cerca de 76 UA no periélio a 940 UA no afélio e leva 11.400 anos para ser concluído. Mike Brown, que descobriu o objeto em 2003, afirma que ele não pode fazer parte do disco espalhado ou do cinturão de Kuiper porque seu periélio está muito distante para ter sido afetado pela migração de Netuno. Ele e outros astrônomos o consideram o primeiro em uma população inteiramente nova, às vezes denominada "objetos separados distantes" (DDOs), que também pode incluir o objeto 2000 CR105 , que tem um periélio de 45 UA, um afélio de 415 UA e um período orbital de 3.420 anos. [141] Brown chama essa população de "nuvem interna de Oort" porque ela pode ter se formado por meio de um processo semelhante, embora esteja muito mais perto do sol. [142] Sedna é muito provavelmente um planeta anão, embora sua forma ainda não tenha sido determinada. O segundo objeto inequivocamente destacado, com um periélio mais distante do que o de Sedna em aproximadamente 81 UA, é 2012 VP 113, descoberto em 2012. Seu afélio é apenas metade do de Sedna, em 400–500 UA. [143] [144]

Nuvem de Oort

A nuvem de Oort é uma nuvem esférica hipotética de até um trilhão de objetos gelados que se acredita ser a fonte de todos os cometas de longo período e circundar o Sistema Solar em cerca de 50.000 UA (cerca de 1 ano-luz (ano)), e possivelmente até 100.000 UA (1,87 anos). Acredita-se que seja composto de cometas que foram ejetados do Sistema Solar interno por interações gravitacionais com os planetas externos. Os objetos da nuvem de Oort se movem muito lentamente e podem ser perturbados por eventos raros, como colisões, os efeitos gravitacionais de uma estrela que passa ou a maré galáctica, a força das marés exercida pela Via Láctea. [145] [146]

Limites

Muito do Sistema Solar ainda é desconhecido. Estima-se que o campo gravitacional do Sol domine as forças gravitacionais das estrelas circundantes por cerca de dois anos-luz (125.000 UA). Estimativas mais baixas para o raio da nuvem de Oort, em contraste, não o colocam além de 50.000 UA. [147] Apesar de descobertas como Sedna, a região entre o cinturão de Kuiper e a nuvem de Oort, uma área de dezenas de milhares de UA de raio, ainda está virtualmente não mapeada. Também estão em andamento estudos da região entre Mercúrio e o Sol. [148] Objetos ainda podem ser descobertos em regiões não mapeadas do Sistema Solar.

Atualmente, os objetos mais distantes conhecidos, como o cometa West, têm afélias em torno de 70.000 UA do Sol, mas à medida que a nuvem de Oort se torna mais conhecida, isso pode mudar.

O Sistema Solar está localizado na Via Láctea, uma galáxia espiral barrada com um diâmetro de cerca de 100.000 anos-luz contendo mais de 100 bilhões de estrelas. [149] O Sol reside em um dos braços espirais externos da Via Láctea, conhecido como Braço de Orion-Cygnus ou Espora Local. [150] O Sol fica a cerca de 26.660 anos-luz do Centro Galáctico, [151] e sua velocidade em torno do centro da Via Láctea é de cerca de 247 km / s, de modo que completa uma revolução a cada 210 milhões de anos. Essa revolução é conhecida como o ano galáctico do Sistema Solar. [152] O ápice solar, a direção do caminho do Sol através do espaço interestelar, está perto da constelação de Hércules na direção da localização atual da estrela brilhante Vega. [153] O plano da eclíptica forma um ângulo de cerca de 60 ° com o plano galáctico. [eu]

A localização do Sistema Solar na Via Láctea é um fator na história evolutiva da vida na Terra. Sua órbita é quase circular e as órbitas próximas ao Sol têm aproximadamente a mesma velocidade dos braços espirais. [155] [156] Portanto, o Sol passa pelos braços apenas raramente. Como os braços espirais abrigam uma concentração muito maior de supernovas, instabilidades gravitacionais e radiação que poderia perturbar o Sistema Solar, isso deu à Terra longos períodos de estabilidade para a vida evoluir. [155] No entanto, a mudança de posição do Sistema Solar em relação a outras partes da Via Láctea poderia explicar eventos de extinção periódicos na Terra, de acordo com a hipótese de Shiva ou teorias relacionadas. O Sistema Solar fica bem fora dos arredores repletos de estrelas do centro galáctico. Perto do centro, puxões gravitacionais de estrelas próximas podem perturbar corpos na nuvem de Oort e enviar muitos cometas para o interior do Sistema Solar, produzindo colisões com implicações potencialmente catastróficas para a vida na Terra. A intensa radiação do centro galáctico também pode interferir no desenvolvimento de uma vida complexa. [155] Mesmo na localização atual do Sistema Solar, alguns cientistas especularam que as supernovas recentes podem ter afetado adversamente a vida nos últimos 35.000 anos, lançando pedaços do núcleo estelar expelido em direção ao Sol, como grãos de poeira radioativa e maiores, semelhantes a cometas corpos. [157]

Vizinhança

O Sistema Solar está na Nuvem Interestelar Local ou Fluff Local. Pensa-se que está perto da vizinha G-Cloud, mas não se sabe se o Sistema Solar está embutido na Nuvem Interestelar Local, ou se está na região onde a Nuvem Interestelar Local e a Nuvem G estão interagindo. [158] [159] A Nuvem Interestelar Local é uma área de nuvem mais densa em uma região esparsa conhecida como Bolha Local, uma cavidade em forma de ampulheta no meio interestelar com aproximadamente 300 anos-luz (ly) de diâmetro. A bolha está impregnada de plasma de alta temperatura, o que sugere que é produto de várias supernovas recentes. [160]

Existem relativamente poucas estrelas em um raio de dez anos-luz do Sol. O mais próximo é o sistema estelar triplo Alpha Centauri, que está a cerca de 4,4 anos-luz de distância. Alpha Centauri A e B são um par intimamente ligado de estrelas semelhantes ao Sol, enquanto a pequena anã vermelha, Proxima Centauri, orbita o par a uma distância de 0,2 ano-luz. Em 2016, foi confirmado que um exoplaneta potencialmente habitável orbita Proxima Centauri, chamado Proxima Centauri b, o exoplaneta confirmado mais próximo do sol. [161] As estrelas mais próximas do Sol são as anãs vermelhas Barnard's Star (em 5,9 a), Wolf 359 (7,8 a) e Lalande 21185 (8,3 a).

A maior estrela próxima é Sirius, uma estrela brilhante da sequência principal a cerca de 8,6 anos-luz de distância e cerca de duas vezes a massa do Sol e que é orbitada por uma anã branca, Sirius B. As anãs marrons mais próximas são o sistema binário Luhman 16 a 6,6 luz -anos. Outros sistemas dentro de dez anos-luz são o sistema binário da anã vermelha Luyten 726-8 (8,7 a.) E a anã vermelha solitária Ross 154 (9,7 a.). [162] A estrela solitária semelhante ao Sol mais próxima do Sistema Solar é Tau Ceti com 11,9 anos-luz. Tem cerca de 80% da massa do Sol, mas apenas 60% de sua luminosidade. [163] O objeto de massa planetária de flutuação livre conhecido mais próximo do Sol é WISE 0855−0714, [164] um objeto com massa inferior a 10 massas de Júpiter e aproximadamente 7 anos-luz de distância.

Comparação com sistemas extrasolares

Comparado a muitos outros sistemas planetários, o Sistema Solar se destaca por não ter planetas no interior da órbita de Mercúrio. [165] [166] O conhecido Sistema Solar também carece de super-Terras (o Planeta Nove poderia ser uma super-Terra além do conhecido Sistema Solar). [165] Raramente, tem apenas pequenos planetas rochosos e grandes gigantes gasosos em outros lugares, planetas de tamanho intermediário são típicos - rochosos e gasosos - portanto, não há "lacuna" vista entre o tamanho da Terra e de Netuno (com um raio de 3,8 vezes maior). Além disso, essas super-Terras têm órbitas mais próximas do que Mercúrio. [165] Isso levou à hipótese de que todos os sistemas planetários começam com muitos planetas próximos, e que normalmente uma sequência de suas colisões causa consolidação de massa em poucos planetas maiores, mas no caso do Sistema Solar as colisões causaram sua destruição e ejeção. [167] [168]

As órbitas dos planetas do Sistema Solar são quase circulares. Em comparação com outros sistemas, eles têm excentricidade orbital menor. [165] Embora existam tentativas de explicá-lo em parte com um viés no método de detecção de velocidade radial e em parte com longas interações de um grande número de planetas, as causas exatas permanecem indeterminadas. [165] [169]

Esta seção é uma amostra dos corpos do Sistema Solar, selecionados pelo tamanho e qualidade das imagens, e classificados por volume. Alguns objetos grandes são omitidos aqui (notavelmente Eris, Haumea, Makemake e Nereid) porque não foram fotografados em alta qualidade.

  1. ^ umab Em 27 de agosto de 2019.
  2. ^A capitalização do nome varia. A União Astronômica Internacional, o órgão competente em relação à nomenclatura astronômica, especifica a capitalização dos nomes de todos os objetos astronômicos individuais, mas usa estruturas mistas de "Sistema Solar" e "sistema solar" em seu documento de diretrizes de nomenclatura. O nome é comumente representado em minúsculas ("sistema solar"), como, por exemplo, no Dicionário de Inglês Oxford e 11º Dicionário Colegiado Merriam-Webster.
  3. ^ Os satélites naturais (luas) orbitando os planetas do Sistema Solar são um exemplo do último.
  4. ^ Historicamente, vários outros corpos já foram considerados planetas, incluindo, desde sua descoberta em 1930 até 2006, Plutão. Veja Antigos planetas.
  5. ^ As duas luas maiores que Mercúrio são Ganimedes, que orbita Júpiter, e Titã, que orbita Saturno. Embora maiores que Mercúrio, ambas as luas têm menos da metade de sua massa. Além disso, o raio da lua de Júpiter, Calisto, é mais de 98% do de Mercúrio.
  6. ^ umabcde De acordo com as definições da IAU, os objetos orbitando o Sol são classificados de forma dinâmica e física em três categorias: planetas, Planetas anões, e pequenos corpos do sistema solar.
    • Um planeta é qualquer corpo orbitando o Sol cuja massa é suficiente para a gravidade puxá-lo para uma forma (quase) esférica e que tenha limpado sua vizinhança imediata de todos os objetos menores. Por esta definição, o Sistema Solar tem oito planetas: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Por não ter limpado sua vizinhança de outros objetos do cinturão de Kuiper, Plutão não se encaixa nessa definição. [5]
    • Um planeta anão é um corpo orbitando o Sol que é massivo o suficiente para ser quase esférico por sua própria gravidade, mas que não eliminou os planetesimais de sua vizinhança e também não é um satélite.[5] Plutão é um planeta anão e a IAU reconheceu ou nomeou quatro outros corpos no Sistema Solar sob a expectativa de que eles seriam planetas anões: Ceres, Haumea, Makemake e Eris. [6] Outros objetos comumente considerados planetas anões incluem Gonggong, Sedna, Orcus e Quaoar. [7] Em uma referência a Plutão, outros planetas anões orbitando na região transnetuniana são às vezes chamados de "plutóides", [8] embora este termo seja raramente usado.
    • Os demais objetos orbitando o Sol são conhecidos como pequenos corpos do Sistema Solar. [5]
  7. ^ umab A massa do Sistema Solar excluindo o Sol, Júpiter e Saturno pode ser determinada somando todas as massas calculadas para seus maiores objetos e usando cálculos aproximados para as massas da nuvem de Oort (estimada em cerca de 3 massas terrestres), [21] o cinturão de Kuiper (estimado em cerca de 0,1 massa terrestre) [22] e o cinturão de asteróides (estimado em 0,0005 massa terrestre) [23] para um total, arredondado para cima, de

37 Massas da Terra, ou 8,1% da massa em órbita ao redor do Sol. Com as massas combinadas de Urano e Netuno (


Primeiras teorias científicas

A ideia central de Kant era que o sistema solar começou como uma nuvem de partículas dispersas. Ele presumiu que as atrações gravitacionais mútuas das partículas faziam com que elas começassem a se mover e colidir, ponto em que as forças químicas as mantinham unidas. À medida que alguns desses agregados se tornaram maiores do que outros, eles cresceram ainda mais rapidamente, formando finalmente os planetas. Como Kant não era altamente versado em física ou matemática, ele não reconheceu as limitações intrínsecas de sua abordagem. Seu modelo não leva em conta os planetas que se movem ao redor do Sol na mesma direção e no mesmo plano, como se observa, nem explica a revolução dos satélites planetários.

Um passo significativo foi dado por Pierre-Simon Laplace, da França, cerca de 40 anos depois. Um matemático brilhante, Laplace foi particularmente bem-sucedido no campo da mecânica celeste. Além de publicar um monumental tratado sobre o assunto, Laplace escreveu um popular livro de astronomia, com um apêndice no qual fazia algumas sugestões sobre a origem do sistema solar.

O modelo de Laplace começa com o Sol já formado e girando e sua atmosfera se estendendo além da distância em que o planeta mais distante seria criado. Sem saber nada sobre a fonte de energia das estrelas, Laplace presumiu que o Sol começaria a esfriar ao irradiar seu calor. Em resposta a esse resfriamento, à medida que a pressão exercida por seus gases diminuía, o Sol se contraia. De acordo com a lei de conservação do momento angular, a diminuição no tamanho seria acompanhada por um aumento na velocidade de rotação do Sol. A aceleração centrífuga empurraria o material na atmosfera para fora, enquanto a atração gravitacional o puxaria em direção à massa central quando essas forças apenas se equilibrassem, um anel de material seria deixado para trás no plano do equador do Sol. Este processo teria continuado através da formação de vários anéis concêntricos, cada um dos quais teria coalescido para formar um planeta. Da mesma forma, as luas de um planeta teriam se originado de anéis produzidos pelos planetas em formação.

O modelo de Laplace levou naturalmente ao resultado observado de planetas girando em torno do Sol no mesmo plano e na mesma direção em que o Sol gira. Como a teoria de Laplace incorporou a ideia de Kant de planetas coalescendo de material disperso, suas duas abordagens são frequentemente combinadas em um único modelo denominado hipótese nebular de Kant-Laplace. Este modelo para a formação do sistema solar foi amplamente aceito por cerca de 100 anos. Durante este período, a aparente regularidade dos movimentos no sistema solar foi contrariada pela descoberta de asteróides com órbitas altamente excêntricas e luas com órbitas retrógradas. Outro problema com a hipótese nebular era o fato de que, enquanto o Sol contém 99,9 por cento da massa do sistema solar, os planetas (principalmente os quatro planetas externos gigantes) carregam mais de 99 por cento do momento angular do sistema. Para que o sistema solar esteja em conformidade com esta teoria, ou o Sol deve girar mais rapidamente ou os planetas devem girar em torno dele mais lentamente.


Origem dos Elementos do Sistema Solar

Esta é uma declaração evocativa. Isso atinge o cerne da questão. No entanto, ele deixa de fora todas as maneiras diferentes com que as estrelas fazem os elementos. Não se trata apenas de estrelas em colapso, é a fusão de estrelas, estrelas que giram, estrelas que explodem e o início do próprio Universo.

Abaixo está a versão mais recente de uma tabela periódica em evolução codificada por cores pela origem dos elementos no sistema solar. Uma versão original disso foi feita por Inese Ivans e eu em 2008 e refinada e melhorada por Anna Frebel. Versões destacando diferentes aspectos dos processos físicos estão disponíveis no site da Inese Ivans & # 8217.

Minha versão atual da tabela periódica, codificada por cores pela fonte do elemento no sistema solar. Elementos com mais de uma origem possuem a quantidade aproximada devido a cada processo indicado pela quantidade de área. Tc, Pm e os elementos além de U não têm isótopos de longa duração ou estáveis. Ignorei os elementos além de U neste enredo, mas não incluir Tc e Pm parecia estranho, então eu os incluí em cinza.

Para esta versão, tentei evitar os termos técnicos e jargões usados ​​no enredo original. Eu também atualizei as fontes dos elementos pesados ​​para refletir o semiconsenso atual. Este gráfico atrai uma enorme quantidade de trabalho de astrônomos e físicos. Em uma próxima postagem no blog, darei detalhes sobre minhas fontes e suposições para as partes interessadas. Observe que isso é para o sistema solar. Haverá versões adicionais mostrando como seria esse enredo se você estivesse no início do Universo, ou se você considerar a origem dos elementos na Terra, etc.

No entanto, o ponto principal desta postagem do blog é apresentar o gráfico e abordar a seguinte questão:

Por que sua versão contém informações diferentes da conhecida entrada da Wikipedia?

A figura anterior na Wikipedia foi baseada neste gráfico do Northern Arizona Meteorite Laboratory

Aqui está uma discussão sobre algumas das diferenças entre a versão da Wikipedia e a minha. Em muitos casos, o gráfico da Wikipedia apresenta informações totalmente erradas. Estou tentando evitar entrar em todos os detalhes nesta única postagem do blog. As frases sublinhadas abaixo representam possíveis tópicos para futuras postagens em que eu (ou colegas que eu cozo o suborno a perguntar) podemos entrar em mais detalhes posteriormente, incluindo por que achamos que estamos no caminho certo.

  • Assumirei que & # 8220Large Stars & # 8221 e & # 8220Small Stars & # 8221 são & # 8220High-Mass Stars & # 8221 e & # 8220Low-Mass Stars & # 8221, respectivamente. Não faz sentido pensar na origem da nucleossíntese tendo a ver com o raio das estrelas. Como mostra este gráfico maravilhoso do site Chandra da NASA & # 8217s, todas as estrelas no final de suas vidas se transformam em estrelas gigantes vermelhas e supergigantes. Em sua agonia, uma estrela de baixa massa pode ter um raio muito maior do que uma estrela normal de alta massa. Observe que a fonte original citada pelo artigo da Wikipedia contém apenas o gráfico, sem informações adicionais ou links que eu possa encontrar.
  • Estrelas de grande massa terminam suas vidas (pelo menos parte do tempo) como supernovas de colapso do núcleo. Estrelas de baixa massa geralmente terminam suas vidas como anãs brancas. Mas às vezes as anãs brancas que estão em sistemas binários com outra estrela obtêm massa suficiente da companheira para se tornarem instáveis ​​e explodirem como as chamadas supernovas Tipo Ia. Não está claro qual & # 8220supernova & # 8221 está sendo referido no gráfico da Wikipedia. A interpretação que torna o gráfico o menos errado é que & # 8220supernova & # 8221 aqui significa & # 8220Tipo Ia Supernova & # 8221 ou & # 8220 explodindo anãs brancas & # 8221 como eu as chamo. Assumirei que & # 8220Large Stars & # 8221 se refere à produção em estrelas de alta massa durante suas vidas e durante a explosão que expele produtos de sua fusão nuclear no gás interestelar. Também seria possível pensar que & # 8220Supernovas & # 8221 se refere a supernovas de colapso do núcleo de estrelas massivas e anãs brancas explodindo. Nesse caso, & # 8220Large Stars & # 8221 pode significar que estrelas massivas o fazem antes de explodir e que as supernovas são apenas o mecanismo de expulsão. Essas categorias são, portanto, 1) confusas e 2) incorretas, não importa como você as divida.
  • Estrelas moribundas de baixa massa (também conhecidas como & # 8220Small Stars & # 8221) produzem quantidades substanciais de elementos pesados, incluindo a maior parte do Pb do sistema solar. Deve haver bastante laranja na metade inferior do diagrama. Não concordo que Cr e Mn sejam feitos apenas em & # 8220Large Stars & # 8221, mas Fe é feito em & # 8220Large Stars & # 8221 e & # 8220Supernovae & # 8221. Basicamente, todo o ferro do Universo é feito em nucleossíntese explosiva. O ferro que as estrelas massivas produzem antes de explodir como supernova é todo destruído / colapsado no remanescente. E assim por diante.
  • As informações para Li estão incorretas. 6 Li é de fato feito por raios cósmicos (núcleos que se movem rapidamente) que atingem outros núcleos e os separam. Mas a maior parte do isótopo 7 Li, muito mais comum, é, sem dúvida, feito em estrelas de baixa massa e expelido para o Universo à medida que a estrela morre. Alguns 7 Li também são produzidos no Big Bang e uma pequena fração pela fissão dos raios cósmicos.
  • Esta postagem não precisa ser mais, mas gostaria de terminar apontando uma diferença entre o gráfico da Wikipedia e o meu, causada pelo fato de ainda não sabermos tudo. Uma fração dos elementos pesados, incluindo a maior parte do Au, é formada no & # 8220rápido processo de captura de nêutrons & # 8220. Onde isso acontece está atualmente em disputa. Pode ser em supernovas de estrelas massivas perto da estrela de nêutrons em formação. Mais recentemente, há evidências convincentes de que a maior parte do processo-r acontece quando duas estrelas de nêutrons espiralam juntas e se fundem. É por isso que & # 8220mergir estrelas de nêutrons & # 8221 é uma categoria em meu gráfico, mas & # 8220Supernovas & # 8221 assume o papel no gráfico da Wikipedia.

Apoiar esta declaração com evidências reais pode ser a base para uma futura postagem no blog. Por favor, deixe-me saber nos comentários se você estiver interessado em uma postagem do blog sobre um determinado assunto.

A fonte de tudo

Aqui está a versão original, feita com marcadores:

Isso é o que acontece quando você dá a dois astrônomos que estão cansados ​​de lembrar a todos sobre quais elementos estão em cada processo uma tabela periódica, um conjunto de marcadores e o tempo em que deveriam estar ouvindo palestras. Um sincero agradecimento a Inese Ivans por ter essa ideia.


Alcyone (Plêiades): a Origem cósmica 10 min

No dia 22 de novembro de cada ano, bem na linha de passagem entre os Signos de Escorpião e Sagitário, uma direção fundamental entre os centros solar e cósmico é ativada: este Dia é aquele Degree da revolução orbital que vê nossa Terra alinhada entre o vulcão central / Vulcano do sol e o outro & # 8220 Sol Central & # 8221 Alcyone do Plêiades.

De acordo com a tradição esotérica, Alcyone é a Origem e pivô central dos Sete Sistemas Solares (o Septenário cósmico) do qual o nosso faz parte.

Nosso terra, visto do Sol, portanto, voa no campo celestial qualificado pelas estrelas do Touro, do qual o aglomerado aberto das Plêiades é & # 8216parte & # 8217 (formalmente, em conteúdo e essência). [ 1 ]

As Estrelas do Animal & # 8220 avançando para a frente & # 8221 são referidas como as Fontes Cósmicas de Luz, o impulso rítmico do fogo.

O touro é Horus, o fruto da relação entre Ísis e Osíris, o Filho incessantemente desejado & # 8216 enfrentado & # 8217 pelo Caçador Orion, o celestial Osiris, junto com Sua divina Esposa Sírius/ Isis, o sol dos sóis.

Este é o máximo lindo e radiante parte do céu, lar de muitas estrelas principais:

Em particular, as brilhantes Pleiades Carruagem, liderado pelo Alcyone central, dispara através dos flashes cósmicos do Touro e os & # 8216iniciadores & # 8217 do Carneiro celestial, outro Animal / constelação sagrado e impetuoso que ainda dá o nome ao Primeiro setor ou Assinar do ciclo celestial e coordenadas: o Ram / Áries é o Princípio, apesar do fato de que Suas estrelas não estão mais (para o fenômeno da precessão dos equinócios) atrás do Sol aparente no & # 8220 primeiro dia da primavera & # 8221, agora alinhadas entre as estrelas dos Peixes e as do Portador da Água (a vinda & # 8220Nova Era & # 8221).

Da mesma forma, a Tradição identifica o Sete irmãs como as estrelas da primavera (do latim Vergiliae), como eles estavam governando (com Aldebaran, o Olho do Touro) o Equinócio no Início de um Ciclo Principal (o Kali Yuga de 432.000 anos.

Assim, o ciclo de precessão de cerca de 25.000 anos foi chamado de & # 8220 o Grande Ano das Plêiades ”& # 8211 (veja também este artigo).

Esta forja primária de estrelas é indicada nos textos teosóficos como o grupo central do sistema de astronomia sideral, referindo-se a uma rotação de Sete Sistemas solares incluindo o nosso (o & # 8220universo local & # 8221) em torno da estrela Alcyone, definido como & # 8220o ponto central em torno do qual nosso Universo de estrelas fixas gira, o foco do qual, e no qual o respiração divina, MOVIMENTO, trabalha incessantemente durante o Manvantara [ciclo de Manifestação]. ”[ 2 ].

& # 8220O Sol (isto é, o sistema solar) tem Alcyone, nas Plêiades, como o centro de sua órbita. ” (EA, 669)

Esta rotação de 250,000 anos é um ciclo não conhecido pela astronomia comum e está significativamente ressonando tanto com a revolução do Sol em torno do centro galáctico (em torno de 250 milhões de anos) e o ciclo de precessão de cerca de 25,000 anos de nossa Terra, originalmente chamado como mencionado & # 8216 o grande ano das Plêiades. 25 é um Número qualitativamente associado a 1/4, a quarta parte do Um (100/4 = 25), que é o Quaternário e "quadratura do Círculo": a manifestação das Idéias através da Forma.

É dito na Astrologia Esotérica que o Plêiades são o veículo de manifestação do & # 8220Terceiro Aspecto & # 8221 (Substância-Aparência) de um Grande Ser Cósmico que, com o Urso Grande (Primeiro Aspecto: Vida Espiritual) e o Ursinho (Segundo aspecto: qualidade da alma) por meio da regência & # 8220local & # 8221 de Sírius (reflexo do segundo aspecto), deu Origem aos Sete Sistemas solares dos quais o nosso faz parte. Os ursos e as Plêiades, com Sirius como um ponto intermediário de foco, constituem o tríade espiritual que governa o atividade cíclica espiral do nosso sistema solar:

“As Plêiades são para o sistema solar, a fonte de energia elétrica, e assim como nosso sol é a encarnação do coração, ou aspecto do amor, do Logos (que é ele mesmo o coração de UM SOBRE QUEM NADA PODE SER DITO), então as Plêiades são o oposto feminino de Brahma [o veículo do Terceiro Aspecto, o Criador]. ”[ 3 ]

Elas são mães dos sete aspectos da vida formal e esposas dos Sete Sábios da Ursa Maior. & # 8220Eles estão relacionados ao aspecto Mãe que alimenta o menino Jesus [o sistema solar]. & # 8221

“... as Plêiades - embora sejam consideradas como incorporando o aspecto da matéria em manifestação - são na realidade e literalmente a expressão daquele Princípio de Vida que chamamos de vitalidade, prana em seus vários estágios ou graus, éter ou substância.” [ 4 ]

As energias das Plêiades, que animam toda a matéria de nosso universo & # 8216local & # 8217, estão, portanto, em relação ao inteligência ativa de nosso Senhor Solar ou Logos, e especialmente a estrela de Alcyone é sua origem, o ímã central da Substância solar, o centro cósmico criativo & # 8220throat & # 8221.

Assim, Alcione é chamada pelo Ensinamento & # 8220 de Estrela do Indivíduo & # 8221 ou & # 8220 Estrela da Inteligência & # 8221, e está ligada à humanidade não apenas por meio Touro, mas também Aquário, o signo ascendente do serviço universal.

& # 8220As sete estrelas das Plêiades são a meta para os sete tipos [da humanidade libertada], e isso é sugerido no Livro de Jó, nas palavras, & # 8220Você pode restringir a doce influência das Plêiades?& # 8221 No mistério desta influência, e no segredo do Sol Sirius, estão ocultos os fatos de nossa evolução cósmica, e incidentalmente, portanto, de nosso sistema solar. ”[ 5 ]

O Plêiades são para Sírius Como terra é para Vênus, Enquanto o Pessoa é para o Alma:

“... em um sentido peculiar e esotérico, o sol Sirius e as Plêiades mantêm uma relação próxima um com o outro. É uma relação análoga àquela que a mente inferior mantém com a mente superior. O inferior é receptivo ou polarizado negativamente para o superior. Sirius é a sede da mente superior e mahat (como é chamada, ou mente universal) se manifesta em nosso sistema solar através do canal das Plêiades. É quase como se um grande triângulo de energia mahática fosse assim formado. Sirius transmite energia para o nosso sistema solar através desse

“…Mãe sétupla taciturna, a constelação de prata, cuja voz é como um sino que retine, e cujos pés passam levemente pelo caminho radiante entre o nosso mundo e o dela.

Dentro do sistema solar, há uma correspondência interessante a essa interação cósmica na relação entre o esquema de Vênus, nosso esquema terrestre e a cadeia de Vênus em nosso esquema.

Curiosamente, será através da compreensão do antahkarana humano, ou o caminho que liga a mente superior e inferior e que é construído pelo Pensador durante o processo de evolução, que a luz sobre este assunto obscuro virá. ”[ 6 ]

Por fim, parece significativo lembrar os nomes pelos quais Alcyone era anteriormente conhecido: entre os árabes está Al Wasat, a Central (a galinha celestial com seus pintinhos), os babilônios a chamavam Temennu, a primeira pedra (a pedra angular de seus templos), para os caldeus foi Kimah, o Selo Imortal, o Pivô, e entre os Hindus é Amba, a Mãe, a primeira & # 8216nakshatra & # 8217 da astrologia indiana está centrada na estrela Alcyone e nas Plêiades com o nome de Krittika (as & # 8220Knives & # 8221 em sânscrito), & # 8220as estrelas do fogo & # 8221 mães de Kartikeia, [ 7 ] o Deus da Guerra Indiano, o General dos Exércitos Celestiais (idêntico a Michael, o & # 8216Chefe das Legiões Celestiais & # 8217 e Marte como o portador da Vontade do Sol / Vulcano & # 8217s), simbolizado por uma chama e governado por Agni , o deus do fogo sagrado.

Alcyone / Pleiades é, portanto, a fonte cósmica de Luz, da Inteligência Criativa da Substância Espacial, e da Terra, 3º Raio, e da Humanidade, o 3º Centro da Garganta planetária, são dois de Seus centros diretos de precipitação e distribuição.

No dia do alinhamento Sol-Terra-Alcione na Eclíptica, o presença de tais centros focais no mesmo Plano de Amor e Luz acarreta o impulso vital para se orientar para a Vontade celestial e cumprir o Propósito evolucionário e unitário.

Hoje, os planetário humano Pedido que é essencialmente a síntese dos espíritos humanos, orientada para a data crucial de 2025, recebe e transmite o Raio cósmico de Inteligência Criativa. Esta impulsão dos raios cósmicos é impressa e semeada, na eclíptica Plano de Amor e Luz e em todos os corações humanos, pelo Departamento deste interior Ordem dos Espíritos ou protótipo de um Humanidade hierárquica e por meio de sete intenções, direções ou fórmulas relevantes, para o benefício de nosso amado Planeta Azul.

Como foi semeado para o 1º Raio no alinhamento Sol-Terra-Merak, o 2º Raio no alinhamento Sol-Terra-Sirius, o 4º-6º no alinhamento Aldebaran-Sol-Terra-Antares, o 5º Raio no Regulus-Terra- Alinhamento do Sol e o 7º Raio no alinhamento Sol-Terra-Fomalhaut, o humano Hierarquia impressiona na Terra a Terceiro raio forma-pensamento composta de sete centros vivos:

3.1 Eu inicializo contatos egóicos

3.2 Eu rastreio o caminho iniciático

3.3 EU ILUMINO O PROPÓSITO PLANETÁRIO

3.4 Eu lidero o avanço regular do grupo [humano]


Assista o vídeo: ORIGEM DO SISTEMA SOLAR. Resumo de Geografia para o Enem