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Dia do Sol Ultimo Domingo do Mês Das 10h ao 12h.

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1 Dia do Sol Ultimo Domingo do Mês Das 10h ao 12h

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3 Dia do Sol Ultimo Domingo do Mês Das 10h ao 12h

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5 Por: Raphael R. D. Moraes

6 O Homem e o Universo

7 Introdução: Algumas questões povoam a mente humana desde que os primeiros clãs se reuniram em torno da fogueira na savana africana. A mais intrigante delas é a busca pelo começo de tudo. Como foi criado tudo a nossa volta? De onde surgimos? Ao olhar para o céu, dominado durante o dia pela bola dourada do Sol e, à noite, pontilhado de luzes, o homem primitivo encontrou elementos para especular. Os povos antigos vislumbraram na natureza - no Sol, na Lua, nos trovões – entidades maiores e mais poderosas, capazes de interferir nos acontecimentos e destinos. Cronos e Zeus: Os Titãs eram doze dos filhos dos primitivos senhores do universo, Gaia e Urano. Seis eram do sexo masculino - Oceanus, Céos, Crio, Hiperião, Jápeto e Cronos - e seis do feminino - Téia, Réia (mãe dos deuses do olímpo), Têmis (a justiça), Mnemósina (a memória), Febe (deusa da Lua cheia) e Tétis (deusa do mar). Cronos foi advertido de que assim como aconteceu com seu pai ele também seria destronado por um de seus filhos, então passou a devora-los quando nasciam. Quando Zeus nasceu, Réia deu uma pedra para Cronos no lugar do seu sexto filho, que ocultou numa caverna na ilha de Creta aonde as bruxas que lá habitavam cuidaram dele. Ao atingir a idade adulta, Zeus decidiu destronar o pai, conforme a antiga profecia, e acabou então se tornando um dos guardas mas fieis de Cronos. A primeira aliada de Zeus foi a titânida Métis, deusa da prudência. Métis enganou Cronos, fazendo-o beber uma poção que o obrigou a vomitar os filhos engolidos. Armado com o relâmpago (presente dos ciclopes) e recoberto com a égide (possivelmente a pele da cabra Amaltéia, já morta), Zeus enfrentou Cronos e os outros titãs. Após dez anos de luta, os titãs foram finalmente derrotados e expulsos do céu. Gênesis: No princípio havia o Caos, e em algum momento surgiu o Érebo (personificação da escuridão – criador das trevas), o lugar desconhecido onde a morte mora, e Nix (personificação da noite). Havia apenas silêncio e vazio. Então, Amor nasce produzindo um início de ordem, e se faz Luz e Dia, e a terra (Gaia) aparece. Érebo e Noite copulam e dão origem ao Éter, a luz celestial, e ao Dia, a luz terrena. Gaia, por si só, gera Urano, o céu. Urano torna-se o esposo de Gaia e a cobre por todos os lados. Da união de Urano e Gaia surgem todas as criaturas, Titãs, Ciclopes, e Hecatônquiros.

8 Júpiter

9 Júpiter: É o terceiro objeto mais brilhante do céu noturno, perdendo somente para Lua e Vênus. A este objeto bastante brilhante, que se movia numa trajetória praticamente constante ao longo do ano, em comparação com as estrelas de fundo que sempre pareciam fixas, os antigos chamaram de Júpiter.

10 Primeiras Observações Galileu Galilei (1609) Aprimorou os telescópios da época; (1610) Primeiro a observar luas em Júpiter; (...) existe no céu, sem dúvida, estrelas que se movem ao redor de Júpiter, da mesma forma que Mercúrio e Vênus ao redor do Sol...

11 Primeiras Observações O que Galileu Galilei observou:

12 Galileu Galilei: melhorou significativamente o telescópio refrator, e terá sido o primeiro a utilizá-lo para fazer observações astronômicas. Com ele descobriu as manchas solares, as montanhas da Lua, as fases de Venus, quatro dos satélites de Júpiter, os anéis de Saturno, as estrelas da Via Láctea. Estas descobertas contribuíram decisivamente na defesa do Heliocentrismo. Contudo a principal contributo de Galileu foi para o método científico, pois a ciência assentava numa metodologia aristotélica. Luas de Júpiter: Em 7 de Janeiro de 1610 Galileu observou com seu telescópio o que descreveu como sendo três estrelas fixas, totalmente invisíveis devido seu tamanho", todas localizadas à uma curta distância de Júpiter, e dispostas em linha reta com relação ao planeta. As observações nas noites subseqüentes mostraram que a posição relativa dessas estrelas em relação ao planeta estava se alterando de forma que essas estrelas não poderiam ser fixas. No dia 10 de Janeiro Galileu que uma delas havia desaparecido, que segundo suas conclusões mostrava que a estrela estava atrás do planeta. Em poucos dias ele concluiu que elas estavam orbitando Júpiter. Ele havia descoberto os 4 maiores satélites (Luas) de Júpiter: Io, Europa, e Calisto. Ele descobriu a quarta lua em 13 de Janeiro, Ganimedes. Um planeta que possuía luas girando ao seu redor era contraditório e perigoso para o sistema Geocêntrico do Universo, onde supostamente tudo girava ao redor da Terra. Como conseqüência, filósofos e cientistas refutaram a idéia de que Galileu tivesse descoberto tal fato. Galileu continuou observando os satélites por 18 meses, e por volta de 1911 ele obteve medidas notavelmente precisas para os períodos uma proeza que Kepler havia considerado impossível.

13 Primeiras Observações Giovanni Cassini (1665) Observou a Grande Mancha Vermelha; Período de rotação de Júpiter: 9 horas e 51 minutos; Achatamento polar do planeta: 1/15 diâmetro; Más a rotação não é constante em todos os pontos;

14 Mancha Vermelha: A duração da rotação de Marte também foi determinada com precisão por Cassini, em Mas foi observando Júpiter um ano antes que Cassini descobriu uma enorme mancha oval na região tropical sul do maior planeta do Sistema Solar. Era a Grande Mancha Vermelha, um redemoinho ciclônico capaz de engolfar com facilidade o nosso próprio planeta, e que até hoje não parou de girar na densa atmosfera do gigante gasoso. Rotação e achatamento: A observação dessa tempestade colossal, vista até mesmo com instrumentos amadores, permitiu ao astrônomo determinar o período de rotação de Júpiter: apenas 9 horas e 51 minutos. Um dia tão pequeno naturalmente implica numa elevada velocidade de rotação. Tanto que Júpiter se achata, sendo mais abaulado no equador que nos pólos. Cassini também determinou o achatamento polar do planeta como sendo 1/15 do seu diâmetro. Giovanni Domenico Cassini: nasceu no dia 8 de junho de 1625 em Gênova, na Itália, e faleceu em Paris em 14 de setembro de Ele foi contemporâneo de Christian Huygens ( ), que descobriu que o planeta Saturno tinha anéis ao seu redor. Quando jovem, Cassini estudou Matemática e Astronomia num colégio jesuíta e com apenas 25 anos tornou-se professor de Astronomia na famosa Universidade de Bolonha. Cassini fez parte de suas observações astronômicas no Observatório de Panzano, na Itália, mas a convite do rei Luís XIV mudou-se para a França em 1669, onde ingressou na recém fundada Royal Academia de Ciências, e foi nomeado o primeiro diretor do Observatório de Paris. Ele jamais regressou à Itália, e foi através dos poderosos telescópios franceses que realizou trabalhos conjuntos com Huygens, naturalizando-se francês em 1673.

15 Onde está Júpiter??? Sol Terra Júpiter 1 UA 4 UA 1 UA = Km S júpiter = Km

16 Distâncias: Júpiter se encontra à 4 unidades astronômicas do planeta terra (4 UA). Uma vez que a UA é definida como sendo a distância média entre a Terra e o Sol, 1 UA equivale à Km. Portanto Júpiter está a uma distância média de Km da Terra. Para percorrer 1 UA a luz demora 8 minutos aproximadamente, logo, para a luz solar chegar à Júpiter ela leva um tempo de aproximadamente 40 minutos.

17 Características D T = Km D J = Km D J = 11 x D T V J = x V T

18 Proporções em tamanho: Mesmo estando tão longe assim da Terra, quando visto por um telescópio de pouca amplificação Júpiter se mostra em bela definição. Isso porque seu tamanho e volume, quando comparados à Terra, são monstruosos. A terra possui um diâmetro de aproximadamente Km, enquanto que Júpiter possui um diâmetro de Km, aproximadamente 11 vezes o diâmetro da Terra. Em volume, caberiam mais de mil planetas Terra em seu interior. Em seu interior cabem, folgadamente, todos os demais planetas do Sistema Solar.

19 Observações mais detalhadas Tecnologia Aero espacial: Seis sondas americanas já foram enviadas ao planeta Pioneer 10 (1972 – 1973) Pioneer 11 (1973 – 1974) Voyager 1 (1977 – 1979) Voyager 2 (1977 – 1979) Ulysses (1990 – 1992) Galileo (1989– 1995) Estudou a atmosfera e os cinturões de radiação do planeta; Descobriu uma forte magnetosfera; Estudaram as Luas do Planeta; Descobriram anéis em Júpiter; Grande Mancha Vermelha;

20 Tecnologia Aero Espacial: Para dados mais precisos precisou-se esperar o desenvolvimento de toda a tecnologia aero espacial, mais precisamente a década de 70. Seis missões espaciais, não tripuladas, foram enviadas ao planeta. Foram elas: Pioneer 10 e 11, Voyager 1 e 2, Ulysses e Galileu. Cada uma com um novo instrumento de análise, tanto para a atmosfera do planeta quanto para seu campo magnético espetacularmente gigantesco. Para mais dados sobre as missões espaciais vide bibliografia;

21 Observações mais detalhadas Tecnologia Aero espacial: Galileu Observou a queda do cometa Shoemaker- Levy 9; Estudou a magnetosfera e a Atmosfera do Planeta; Observou e estudou as Luas do Planeta;

22 Depois de chegar em 7 de Dezembro de 1995 e completar 35 órbitas ao redor de Júpiter, completando 8 anos de missão, Galileo Orbiter was destroyed during a controlled impact with Jupiter on September 21, During that intervening time, Galileo forever changed the way scientists saw Jupiter and provided a wealth of information on the moons orbiting the planet which will be studied for years to come. Culled from NASA's press kit, the top orbiter science results were: Galileo made the first observation of ammonia clouds in another planet's atmosphere. The atmosphere creates ammonia ice particles from material coming up from lower depths. The moon Io was confirmed to have extensive volcanic activity that is 100 times greater than that found on Earth. The heat and frequency of eruptions are reminiscent of early Earth. Complex plasma interactions in Io's atmosphere create immense electrical currents which couple to Jupiter's atmosphere. Several lines of evidence from Galileo support the theory that liquid oceans exist under Europa's icy surface. Ganymede possesses its own, substantial magnetic field - the first satellite known to have one. Galileo magnetic data provide evidence that Europa, Ganymede and Callisto have a liquid-saltwater layer under the visible surface. Evidence exists that Europa, Ganymede, and Callisto all have a thin atmospheric layer known as a 'surface- bound exosphere. Jupiter's ring system is formed by dust kicked up as interplanetary meteoroids smash into the planet's four small inner moons. The outermost ring is actually two rings, one embedded with the other. There is probably a separate ring along Amalthea's orbit, as well. The Galileo spacecraft identified the global structure and dynamics of a giant planet's magnetosphere.

23 Observações mais detalhadas Tecnologia Aero espacial: Imagens da Missão Pioneer

24 Observações mais detalhadas Tecnologia Aero espacial: Imagens da Missão Voyager

25 Anéis de Júpiter Anéis finos, estreitos e fracos; Compostos por partículas de poeira (0,01 mm); Não contém água, como os de Saturno; Refletem Muito pouco a luz do Sol; Imagens da Missão Galileu Imagens da Missão Voyager

26 Os anéis de Júpiter: descobertos pela espaçonave Voyager 1 em 1980 e re-observados pela Voyager 2, são finos, estreitos e fracos. Eles são compostos por partículas de poeira com diâmetros da ordem de 10 micrometros e não contém gelo, como ocorre nos anéis de Saturno. O material dos anéis é muito escuro, com um albedo de 0,05, refletindo dessa forma muito pouca luz solar. A poeira dos anéis é originária do choque de micro-meteoros com as luas internas de Júpiter: Metis, Adrastéia, Amaltéia e Tebe. A vida das partículas que fazem parte dos anéis é muito curta, sendo continuamente substituídas. Foi possível identificar a existência de quatro estruturas no anel: Halo, Principal, Gossamer Interno e Gossamer Externo. Diferentes regiões no anel: Halo - É um anel muito fraco, com formato ovalado, que circunda o planeta a partir de km do centro de Júpiter. Ele se estende por cerca de km e tem uma espessura de km. O final do anel Halo se mistura com o início do anel Principal. Principal - Este anel se estende por km, iniciando a km do centro do planeta e terminando abruptamente a km. Sua espessura é de menos de 30 km. As pequenas luas Adastréia e Metis tem suas órbitas dentro deste anel e são, provavelmente, a fonte do material deste anel. Gossamer - É um anel extremamente fraco e extenso. Ele se divide em dois anéis, o Interno e o Externo, que estão parcialmente sobrepostos. É composto por partículas muito pequenas, provavelmente originárias das luas Amaltéia e Tebe. Esse anel tem início a km do centro de Júpiter e se estende até a órbita de Almatéia.

27 Atmosfera Manto Externo Manto Interno Núcleo Um Mundo bastante diferente! 87,5% Hidrogênio 12,5% Hélio Traços de Metâno, Água, Amônia e rochas M J = 318 x M T 70 vezes mais massa!estrela falhada Densidade J = 1,326 g/cm 3 g J = 24,79 m/s 2 90% Hidrogênio 10% Hélio Traços de Amônia, metâno e água; Km Hidrogênio e Hélio molecular Líquido Km Hidrogênio Metálico Km Pressão 2 milhões de vezes maior que a terrestre Ferro e Sílica Pressão 45 milhões de vezes a terrestre! Temperatura = K Km 4% da massa do planeta

28 Constituição: Os gigantes gasosos, dos quais Júpiter é o maior, não possuem uma superfícies sólida. O material gasoso que eles são constituidos apenas vai ficando mais denso com o aumento da profundidade e da pressão. Quando nos referimos ao raio ou ao diâmetro desses planetas, os valores citados correspondem aos níveis nos quais a pressão é de 1 atmosfera. Quando olhamos suas fotografias, o que vemos nada mais é do que o topo das nuvens situadas nas camadas mais altas de suas atmosferas, ligeiramente acima do nível de 1 atmosfera. Júpiter é composto por cerca de 90% de hidrogênio, 10% hélio e traços de metano, água, amônia e "rochas". Esta composição é bem semelhante à composição da nebulosa solar primordial, a partir da qual todo o sistema solar foi formado. Nosso conhecimento do interior de Júpiter foi obtido indiretamente, estudando as informações sobre sua atmosfera até 150 km abaixo do topo das nuvens, enviados pela espaçonave Galileo. A camada mais externa é composta por hidrogênio molecular e hélio, que estão no estado gasoso. A atmosfera que vemos é o topo desta camada de nuvens. A maiores profundidades, devido a elevadas pressões, o gas denso se transforma em líquido. Recentes experiências mostraram que o hidrogênio não muda de fase de repente, o que implica que o interior dos planetas jovianos não possuem limites distintos entre as suas diversas camadas internas. A transição de gás para liquido e bastante gradual. Uma mudança mais brusca ocorre quando a pressão atingir atmosferas terrestre, há cerca de km de profundidade, ou seja 10% de seu raio. Nessa pressão o hidrogênio molecular líquido se transforma numa substância conhecida como hidrogênio metálico líquido, que conduz a eletricidade. As correntes elétricas geradas nessa camada de hidrogênio metálico líquido são responsáveis pela geração do potente campo magnético de Júpiter.

29 Como a maior parte do planeta encontra-se no estado líquido seria mais correto chamá-lo de gigante líquido. A rotação de um corpo líquido produz um achatamento nas regiões polares, mas o grau desse achatamento depende da quantidade de matéria sólida que exista no planeta.O diâmetro polar de Júpiter e 6% menor que o diâmetro equatorial, o que implica que Júpiter deve ter um núcleo rochoso 10 vezes mais maciço que a Terra, com raio igual a 5 raios terrestre. O núcleo de Júpiter é sólido porque o material existente nessa região está submetido a uma pressão muito elevada, da ordem de de atmosferas e temperatura de K. Uma região rica em gelos circunda o núcleo central onde predomina ferro e silício. Aqui gelos se referem a substancias como a água, amônia e metano. A despeito do calor essas substancias permanecem no estado sólido devida a enorme pressão existente sobre elas na região. Cientistas planetários denominam este tipo de mistura rica de gelo com o nome de clatrato (associação de duas espécies químicas que resulta na ocupação dos espaços da rede cristalina formada pelas moléculas de uma espécie e pelas moléculas de outra). Although Jupiter would need to be about seventy-five times as massive to fuse hydrogen and become a star, the smallest red dwarf is only about 30% larger in radius than Jupiter. In spite of this, Jupiter still radiates more heat than it receives from the Sun. The amount of heat produced inside the planet is nearly equal to the total solar radiation it receives. This additional heat radiation is generated by the Kelvin-Helmholtz mechanism through adiabatic contraction. This process results in the planet shrinking by about 2 cm each year. When it was first formed, Jupiter was much hotter and was about twice its current diameter.

30 Rápida rotação Padrão de listras Calor do Interior

31 Jupiter is perpetually covered with clouds composed of ammonia crystals and possibly ammonium hydrosulfide. The clouds are located in the tropopause and are arranged into bands of different latitudes, known as tropical regions. These are sub-divided into lighter-hued zones and darker belts. The interactions of these conflicting circulation patterns cause storms and turbulence. Wind speeds of 100 m/s (360 km/h) are common in zonal jets.The zones have been observed to vary in width, color and intensity from year to year, but they have remained sufficiently stable for astronomers to give them identifying designations. The cloud layer is only about 50 km deep, and consists of at least two decks of clouds: a thick lower deck and a thin clearer region. There may also be a thin layer of water clouds underlying the ammonia layer, as evidenced by flashes of lightning detected in the atmosphere of Jupiter. (Water is a polar molecule that can carry a charge, so it is capable of creating the charge separation needed to produce lightning.) These electrical discharges can be up to a thousand times as powerful as lightning on the Earth. The water clouds can form thunderstorms driven by the heat rising from the interior. The orange and brown coloration in the clouds of Jupiter are caused by upwelling compounds that change color when they are exposed to ultraviolet light from the Sun. The exact makeup remains uncertain, but the substances are believed to be phosphorus, sulfur or possibly hydrocarbons. These colorful compounds, known as chromophores, mix with the warmer, lower deck of clouds. The zones are formed when rising convection cells form crystallizing ammonia that masks out these lower clouds from view. Jupiter's low axial tilt means that the poles constantly receive less solar radiation than at the planet's equatorial region. Convection within the interior of the planet transports more energy to the poles, however, balancing out the temperatures at the cloud layer.

32 Campo Magnético Campo Magnético Intenso 2 milhões Km na direçao do Sol 600 milhões Km na direçao contrária ao Sol Ultrapassa a órbita de Saturno Maior objeto do Sistema Solar

33 A Magnetosfera Os anéis de Júpiter e as luas internas ao sistema de anéis estão sobre a ação de um intenso cinto de radiação de elétrons e íons apanhados pelo campo magnético do planeta. Estas partículas e o campo magnético constituen a magnetosfera de Júpiter, região de grande extensão que atinge de 3 a 7 milhões de quilômetros em direção ao Sol, e vai em direção até a órbita de Saturno, uma distância de 750 milhões de quilômetros. A área que cerca um planeta que é dominado pelo campo magnético do planeta é chamada de magnetosfera. A magnetosfera de Júpiter é moldada em uma forma de lágrima pelo vento solar, nome dado ao fluxo de partículas vindas do Sol. Dentro da magnetosfera está um enxame de partículas enérgéticas e gases. São chamados os íons de baixa- energia, prótons, e elétrons "protoplasma." Em Júpiter, o protoplasma dentro da magnetosfera tende a girar junto com seu campo magnético uma vez a cada 9 horas, enquanto arremessa partículas carregadas através das superfícies das suas luas

34 Luas de Júpiter Possui 63 luas conhecidas!!! GanimedesIo Europa Calisto

35 As Luas de Júpiter 330 km de altura!!! Núcleo metálico Rocha água líquida gelo

36 Futuras Missões JIMO (2015) - Júpiter Icy Moons Orbiter - NASA Proposed Europa, Ganymede, and Callisto Orbiter (2015) Juno - NASA New Frontiers Jupiter Polar Orbiter under study

37 Futuras Missões: Aqui representadas, estão duas possíveis missões para o planeta Júpiter que estão sendo estudadas. Ambas sem confirmação de ocorrência. Para maiores detalhes vide bibliografia. Termino a apresentação com uma figura que ilustra a curiosidade do homem pela natureza. A partir do momento que buscamos uma explicação lógica para os fenômenos naturais que nos cercam, começamos a chocar de frente com uma barreira aparentemente intransponível: o intrincado e complexo mecanismo que move a natureza. O homem não pode enfeitiçar-se com o maravilhoso universo ao seu redor, cabe a ele desenvolver métodos criativos de pesquisa e transpor a barreira que há entre o misticismo criado por sua consciência, e um entendimento lógico e concreto do Cosmos, do qual ele também faz parte.

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39 Bibliografia O Homem e o Universo Mitologia Pensamento mitológico Greco-Romano Revista Veja (reportagem especial Big Bang – O que havia antes do tempo) – Edição 2066 – (25/06/08) Página 122 à 125; Galileo e Cassini Sondas Espaciais Futuras Missões

40 Bibliografia Júpiter: composição química, Luas e efeitos físicos;

41 Slides Coplementares

42 Shoemaker-Levy 9

43 Diagrama de Fases do Hidrogênio Pressão no ponto tríplice: 0,072 atm Temperatura no ponto tríplice: 14,3 K

44 Observações mais detalhadas Tecnologia Aero espacial: Pioneer 10 Estudou a atmosfera e os cinturões de radiação do planeta; Descobriu uma forte magnetosfera; Pioneer 11 Fotografou a Grande Mancha Vermelha e o pólo sul do planeta; Determinou a massa de Calisto;

45 Observações mais detalhadas Tecnologia Aero espacial: Voyager 1 Estudaram as Luas do Planeta; Magnetosfera; Voyager 2 Radiação Ambiente; Descobriram anéis em Júpiter; Grande Mancha Vermelha; Erupção Vulcânica em Io;


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