A FORMAÇÃO SOLAR DO SISTEMA Daniela Lazzaro Observatório Nacional

Apresentação em tema: "A FORMAÇÃO SOLAR DO SISTEMA Daniela Lazzaro Observatório Nacional"— Transcrição da apresentação:

1 A FORMAÇÃO SOLAR DO SISTEMA Daniela Lazzaro Observatório Nacional
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST A FORMAÇÃO DO SISTEMA SOLAR Daniela Lazzaro Observatório Nacional Rio de Janeiro

2 Teorias de formação 50 em 300 anos Descartes 1644  “turbilhões”
Buffon  colisão com cometa Kant  nebulosa “primordial” Laplace  anéis concêntricos Jeans-Jeffreys  colisão com estrela Safronov  planetesimais Cameron  instabilidades 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

3 Formulação do problema
O método científico Formulação do problema 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

4 Formulação do problema Obtenção de dados observacionais
O método científico Formulação do problema Obtenção de dados observacionais 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

5 Formulação do problema Obtenção de dados observacionais
O método científico Formulação do problema Obtenção de dados observacionais Elaboração do modelo 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

6 O método científico Formulação do problema
Obtenção de dados observacionais Elaboração do modelo Comprovação do modelo novos dados previsões do modelo 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

7 Formulação do problema
Como criar 9 corpos ? 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

8 quebrar algo grande juntar algo pequeno
Formulação do problema Como criar 9 corpos ? quebrar algo grande juntar algo pequeno 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

9 quebrar algo grande juntar algo pequeno
Formulação do problema Como criar 9 corpos ? quebrar algo grande juntar algo pequeno Com que tipo de matéria ? 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

10 quebrar algo grande juntar algo pequeno
Formulação do problema Como criar 9 corpos ? quebrar algo grande juntar algo pequeno Com que tipo de matéria ? estelar fria 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

11 quebrar algo grande juntar algo pequeno
Formulação do problema Como criar 9 corpos ? quebrar algo grande juntar algo pequeno Com que tipo de matéria ? estelar fria Em que momento ? 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

12 quebrar algo grande juntar algo pequeno
Formulação do problema Como criar 9 corpos ? quebrar algo grande juntar algo pequeno Com que tipo de matéria ? estelar fria Em que momento ? congênitos capturados 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

13 Dados: órbitas co-planares e circulares
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

14 a (UA) e i (o) Mercúrio 0.39 0.206 7.0 Vénus 0.72 0.007 3.4 Terra 1.00
0.017 0.0 Marte 1.52 0.093 1.85 Júpiter 5.20 0.048 1.32 Saturno 9.54 0.056 2.50 Urano 19.18 0.046 0.77 Netuno 30.06 0.009 1.78 Plutão 39.44 0.246 17.17 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

15 Dados: direção do movimento e rotação
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

16 Dados: dimensões 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

17 Rotação (dias) Massa (MT = 5,98 x 1024kg)
6,4 0,002 Plutão 0,66 17,2 Netuno -0,6 14,5 Urano 0,43 95,2 Saturno 0,41 317,9 Júpiter 1,03 0,11 Marte 1 1,00 Terra -244 0,82 Venus 55 0,06 Mercúrio 27 Sol Rotação (dias) Massa (MT = 5,98 x 1024kg) 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

18 % Massa Total Sol 99.8000000 Júpiter 0.1000000 Cometas 0.0500000
Outros planetas Satélites e anéis Asteróides Poeira cósmica 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

19 Dados: composição química
No de átomos por milhão de átomos de H Hidrogênio H Hélio He 68.000 Carbono C 420 Nitrogênio N 87 Oxigênio O 690 Neônio Ne 98 Sódio Na 2 Magnésio Mg 40 Alumínio Al 3 Silício Si 38 Enxofre S 19 Argônio Ar 4 Cálcio Ca Ferro Fe 34 Níquel Ni 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

20 Vínculos Observacionais
Composição solar Direção de rotação Órbitas co-planares Datação radiativa: solidificação 4.55 x 106 anos 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

21 Vínculos Observacionais
Composição solar  nebulosa Direção de rotação  nebulosa em rotação Órbitas co-planares Datação radiativa: solidificação 4.55 x 106 anos 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

22 Vínculos Observacionais
Composição solar  nebulosa Direção de rotação  nebulosa em rotação Órbitas co-planares  disco Datação radiativa: solidificação 4.55 x 106 anos 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

23 Colapso da nebulosa solar
Nebulosa contrae  aumenta rotação (conservação momento angular) Material dos polos cai rapidamente no centro  formação de um disco No centro  corpo massivo e quente  materiais sólidos volatilizados Restante da nebulosa esfria  planetesimais No centro  processos nucleares  estrela No exterior  processos de accreção  planetas 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

24 Nebulosa massiva, disco ~ 1MSol:
(Cameron) Instabilidades gravitacionais  Proto-planetas gigantes gasosos Nebulosa mínima, disco ~10-2MSol: (Safronov) Condensação + accreção  Planetesimais  Planetas 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

25 Nebulosa massiva, disco ~ 1MSol:
(Cameron) Instabilidades gravitacionais  Proto-planetas gigantes gasosos Nebulosa mínima, disco ~10-2MSol: (Safronov) Condensação + accreção  Planetesimais  Planetas Modelo padrão 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

26 Nebulosa de Orion 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

27 Proplyds em Orion 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

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

29 -Pictoris 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

30 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

31 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

32 Previsões do modelo Processo de formação estelar comum no universo
Existem muitos outros sistemas planetários 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

33 Planetas Extra-solares
Primeiro descoberto 1995 Estatística: ~130 “planetas” detectados 2 sistemas planetários em torno de pulsar 3 discos proto-planetários Métodos de detecção: Perturbações gravitacionais Velocidades radiais, variação de posição, variação na distância Imagem direta Ocultações (transitos) Lentes gravitacionais 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

34 Perturbação gravitacional
R = 696,000km R J = 778,000km R T = 449km 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

35 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

36 Observa P  determina VPL Observa K = V sin i
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST Observa P  determina VPL Observa K = V sin i

37 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

38 Msini= 0.25MJ a = U.A. P = d e = 0 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

39 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

40 M > 0.08M T ~ 107 K T ~106 0.05 < M< 0.08
nuvem M > 0.08M T ~ 107 K T ~106 0.05 < M< 0.08 Fusão Nuclear H-He Lítio, Deutério Estrela Anã Marrom Definição de Planeta: 1) órbita em torno de uma estrela ) processo de formação  3) MPL < 0.05 M   13 MJ 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

41 Formação de “Hot-Jupiters”
0.2 MJ < MPL sin i < 11 MJ 0.04 UA < aPL < 2.5 UA 0 < ePL < 0.7 ~70% aPL < 1 UA Formação de “Hot-Jupiters” quente demais  condensação ? pouco material  núcleo ~10 MT ? pouco material  tempo < 3 x 106 anos ? pouco gás  gigante? altas excentricidades  disco?  Diferente do “modelo padrão” 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

42 Modelos propostos Fragmentação da nuvem protoestelar
 massas > 7 MJ Fragmentação do disco  aglutinação? Migração planetária  interação com disco de gás sobrevivência? 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

43 Sistema Sistema Solar pulsar
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

44 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002