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Astrofísica do Sistema Solar Daniela Lazzaro

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Apresentação em tema: "Astrofísica do Sistema Solar Daniela Lazzaro"— Transcrição da apresentação:

1 Astrofísica do Sistema Solar Daniela Lazzaro
Observatório Nacional - Rio de Janeiro 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

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

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

4 Terremoto  ondas sismicas  temperatura e pressão
 tem líquido no interior Ondas S + P Ondas P 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

16 Mercúrio: Caloris Basin 1400km largura anéis de montanhas  3km
Crateras duplas 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

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

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

19 Asteróides 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

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

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

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

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

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

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

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

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

28 Europa 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


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