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Astrofísica. do. Sistema. Solar. Daniela Lazzaro Observatório Nacional - Rio de Janeiro [email protected] http://www.on.br. 1 a Escola de Astrof ísica e Gravitação do IST - 2002. Introdução ao Sistema Solar Planetologia comparativa - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Daniela LazzaroObservatório Nacional - Rio de Janeiro [email protected]
http://www.on.br
Astrofísica
do
Sistema
Solar
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
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Introdução ao Sistema Solar Planetologia comparativa
planetas terrestres X planetas gigantes X pequenos corpos
Interiores Superfícies Atmosferas Pequenos corpos
satélites, asteróides, cometas, anéis
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Interiores
Terra profundidade conhecida 10%
evidências indiretas
Densidade: total = 4.5 g/cm3
rochas sup. = 2,6 -3,0 g/cm3 densidade do núcleo 10 g/cm3
Calor aumenta com profundidade interior da Terra mais quente
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Ondas P
Ondas S + P
Terremoto ondas sismicas temperatura e pressão tem líquido no interior
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Propriedades da superfície rochas derivadas do derretimento de camadas inferiores rochas vindas de até 200km abaixo da superfície camadas inferiores derretidas grandes pressões
Campo magnético líquido metálico turbulento parte do interior é metálico parte do interior é líquido
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Mercúrio
maior densidade “uncompressed”60% metalcampo magnético interior
líquido
T L M5,5 3,3 5,4 c4,5 3,3 5,3 u
NúcleoNi-Fe
1800km
CrostaRochas
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Venus interior quente devido a vulcanismonão tem magnetosferanúcleo rico em metais
Martedensidade 3, 9 e 3,8 (unc.) pouco
metal núcleo (FeS) 40% diâmetro (= Terra) não tem magnetosfera
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Planetas GigantesGovernado pela pressão
• centro 100 x 106 bars, densidade 31g/cm3
(Terra: pressão 4 x106 bar, densidade 17g/cm3)
Nuvens: H, He gásHidrogênio metálico
• H líquido eletrons livres
comportamento metal
Núcleo: rochas + gelos Fe, Si, O C, N, O, + H
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Pequenos corpos
Asteróides: famílias = resultado de fragmentação poucos corpos diferenciados
interiores basicamente homogêneos
Satélites: pequenos asteróides grandes gelos +rochas Io interior fluído
Cometas: agregados homogênos com pouca coesão facilmente destruidos
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Superfícies
CraterasVulcanismo
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Atividade tectônica
Canais
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Crateras
vulcânica?origem:
impactos?
1890 G.K. Gilbert
Terra Lua
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Origem meteorítica condições particulares
Impacto em alta velocidade explosão = bomba forma a cratera
elimina traços da direção da queda
vmin = 4,3 km/s (Mercúrio)10,4 km/s (Venus)11,2 km/s (Terra)5,0 (Marte)
v = vmin + vorb.
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Meteoróide
Superfícielunar
Explosão Material ejetadoalta velocidade
Ondas de choque
Material ejetado
Superficieoriginal
Crosta pulverizada
Material ejetadoCratera
“Rim”
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Mercúrio: Caloris Basin
1400km largura
anéis de montanhas 3km
Crateras duplas
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Venus: multiplas crateras
Terra: Meteor Crater 1,2 km diâmetro, 0,2 km profundidadeidade = 25.000 anos, meteorito ~ 50m
Marte: Crater Yuty18km diâmetro -“splosh”
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Callisto: crateras em cadeia
Phobos: tamanho limite
Miranda: superfície jovem
Mimas:120/400km
Europa: sobre gelo
Satélites1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
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Asteróides
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Na falta de uma superfície...
Shoemaker-Levy 9 - Descoberto: março 1993 - Colisão: julho 1994
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Vulcanismo lava material flúido
altas temperaturas
VenusTerraMarte(Io, LuaVesta,…)
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Venus: Sif Mons - vulcão escudo diâmetro ~ 500km, altura ~ 3 km caldera ~ 40km
Venus: Gula Mons altura ~ 4 km, caldera ~ 100km
Venus: Domes - lava viscosa homogenea~ circulares, diâmetro ~25km, altura ~2km
Venus: Coronae subida material quenteAine: 300km diâmetro
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Terra: Arizonavulcão cônico
Terra: Mayonestrato-vulcão
Terra: Mauna Kea vulcão escudo
Terra: Puo1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
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Marte: Olympus Mons700km largura, 25km altura
Marte: Tharsis Elysiumtipo escudo lava flúida
Marte: Planices vulcânicas hemisferio Norte
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Io: + ativo Voyager 1, 2
Largura ~ 300kmAltura ~ 100km
Enxofre!!
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Lua: mare
Vesta: asteróide
Magnya: asteróide
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Atividade tectônica
Terra: Wegener ~1960“deriva” dos continentes movimentos no manto
Venus: montanhas Maxwell colisão de placas?
Marte: hemisferios separados por um canyon fratura?
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Europa
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“runoff” chuva
“outflow” degelo
Mars Odysseymaio-2002
Canais
Europa: oceano
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Atmosferas
Terra(%)
Venus(%)
Marte(%)
Dioxido de carbono – CO2 0,03 96 95,3
Nitrogênio - N2 78,1 3,5 2,7
Argônio - Ar 0,93 0,006 1,6
Oxigênio – O2 21,0 0,003 0,15
Neônio – Ne 0,002 0,001 0,0003
Planetas Terrestres
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---0,008Vapor de água (H2O)
--0,020,02Amônio (NH3)
2-320,20,09Metano (CH4)
?147,413,8Hélio (He)
84?8492,486,1Hidrogênio (H2)
Netuno
UranoSaturnoJúpiterPlanetas gigantes
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Camadas: caracterizadas por inversão de temperatura
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Proteção da superfíciecalor - frio - meteoros
Efeito estufa: T ~ 730K pressão ~ 90x na Terra
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Atmosfera muito ténue pressão superfície 1/150 x Terra
Temperatura superfície~ 50K mais frio da Terra
Marte
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Aparência• bandas de nuvens cores diferentes• “Grande mancha vermelha”
Composição• 86% H + 14% He + metano + amônio + água • cores processos químicos complexos
Sulfetos (S+H) + Fosfatos (P+H) vermelho, marrom, amarelo
Júpiter
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Material frio desceMaterial quente sobe
zonas: alta pressãofaixas: baixa pressão
Bandas atmosféricas
Fluxo zonal: vento estável direção leste e oeste
Estrutura de bandas depende do fluxo zonal desaparece nos polos!
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gelo de amônio
Júpiter: estutura
neblina
gelo amônio + enxofre
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Saturno Bandas, ovais e zonas de convecção
Ventos ~ 1500km/s equador(J ~ 400km/s)
HST: circulação e evolução de nuvens
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84% H +14% He + metanonão tem amônio baixa temperatura metano sem amônio absorve comprimentos de onda longos (vermelho) azul
Urano: Voyager poucas nuvens claras baixa atmosfera ventos ~200-500km/h
Urano - Netuno
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Netuno“Great Dark Spot”tamanho ~TerraVoyager2 - 1989
nuvens vel ~ 2000km/h
“Great Dark Spot”?
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Titan - satélite de Saturno
Metano líquidoAtmosfera: N (90%) + Ar (10%) + Metano + Amônio +...
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Magnetosferas Região onde se extende o campo magnético
Particulas carregadas
capturadas pelo
campo magnético
Núcleo:Metal líquido circula corrente elétrica em movimento
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Júpiter:
intensidade ~ 1 x 106 vezes da Terraextensão ~ 30 x 106 km
Saturno: intensidade ~ 100 vezes da Terraextensão ~ 1 x 106 km
Urano e Netuno:
intensidade ~ 100 vezes da Terraextensão ~ 4 x raio da Terra
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Introdução ao Sistema Solar Planetologia comparativa
planetas terrestres X planetas gigantes X pequenos corpos
Interiores Superfícies Atmosferas Pequenos corpos
satélites, asteróides, cometas, anéis
lazzaro@ on.br http://www.on.br/institucional
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