11. Sistema Solar

O Sistema Solar


Formação
São inúmeras as teorias de formação do Sistema Solar. Como os planetas, e certamente a Lua, são os objetos mais brilhantes no céu em qualquer época do ano, os povos antigos sempre criaram mitologias que procuravam explicar como esses objetos se formaram. 

É claro que eles não possuíam a visão geral de que existia um sistema planetário que girava em torno do Sol, mas a simples presença desses objetos brilhantes chamou a atenção de pensadores daquelas épocas que se esforçaram para criar histórias sobre o que era observado. Mesopotâmios, egípcios, gregos, maias, astecas e os povos indígenas brasileiros, todos têm teorias sobre a formação dos corpos celestes que pertencem ao Sistema Solar, e que vemos no céu noturno.

Embora muitas dessas mitologias sejam muito bonitas, a ciência precisa mais do que mitos para explicar os fenômenos e a existência dos objetos que observa. E foi certamente o acúmulo de observações realizadas pelos astrônomos que nos levou às modernas teorias cosmológicas, ou seja, teorias que pudessem nos fazer compreender a formação do Sistema Solar, como conhecemos atualmente.


Nos últimos 300 anos, foram elaboradas mais de que 50 teorias científicas para explicar a formação do Sistema Solar. Mas a considerada mais coerente, segundo a Cosmologia, é a chamada teoria nebular.



Essa teoria foi proposta independentemente pelo filósofo alemão Emmanuel Kant, em 1755, e pelo
filósofo francês Pierre Simon, marquês de Laplace, em 1796. 




É conhecida como a hipótese de Kant-Laplace.

Segundo essa teoria, inicialmente teria existido uma enorme nuvem difusa formada por gás (principalmente o hidrogênio H, o mais abundante no Universo) e poeira cósmica (composta de grãos formados por substâncias que possuem outros elementos químicos), que devido à gravidade, essa grande imensa nuvem entrou em movimento, se condensando e tomando a forma de um grande disco giratório.




Na parte central do disco, uma gigantesca esfera gasosa com rotação foi formada, o proto-Sol. No seu interior, a pressão e a temperatura chegaram a valores tão altos que começam a acontecer reações nucleares, ou seja, núcleos de átomos de hidrogênio (H) se transformam em núcleos de átomos de hélio (He) , liberando uma quantidade enorme de energia (calor e luz). Nasce  então o Sol, a nossa estrela.


É importante salientar que a palavra estrela tem significado bem definido para as ciências que estudam os corpos celestes: um corpo celeste que produz luz e calor.

Podemos ver Vênus, Marte e Júpiter brilhar como "estrelas" no céu noturno, mas eles não são estrelas, não produzem a própria luz, são planetas que apenas refletem a luz do Sol que chega até eles, como faz a Lua.


A formação dos Satélites e Planetas
Em outras partes da grande nuvem primordial que deu origem ao Sistema Solar, a gravidade formou pequenos corpos chamados planetesimais, a partir dos grãos de poeira da nuvem. Ainda por ação da gravidade, esses planetesimais foram colidindo, juntando-se, num processo chamado de acresção,  formando protoplanetas, rodeados, ou não, por protoluas.



O planeta Júpiter é resultado de um desses discos descritos. Ele é um planeta gasoso, quase todo de hidrogênio. Se sua massa tivesse sido um poco maior, também conseguiria produzir uma fornalha nuclear no seu centro, e se transformado em outra estrela. Aliás, quase todos os sistemas estelares atualmente observados possuem mais de uma estrela, o nosso é uma exceção. Júpiter tem mais de 60 luas (satélites naturais) que giram ao seu redor, muitas se formaram junto com ele.

Saturno, Urano e Netuno se formaram de forma a semelhante a Júpiter. Também possuem várias luas.

Os Planetas Gasosos
Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são classificados como planetas gasosos.


Os Planetas Rochosos
Mercúrio, Vênus, Terra e Marte são os planetas que ser formaram mais próximos ao Sol. São classificados como planetas rochosos.

A imagem abaixo representa a ordem dos planetas em relação ao Sol. As distâncias não estão em escala.



Para que vocês tenham uma noção, caso os planetas tivessem o tamanho acima, teríamos que usar uma página do tamanho do nosso bairro (ou maior) para representar o sistema solar. Além disso, as distâncias entre os planetas variam muito.


O Cinturão de Asteroides
Entre Marte e Júpiter existe um cinturão que circunda o Sol, e é composto por incontáveis meteoroide, asteroides, e até mesmo um planeta-anão, Ceres, que orbitam a nossa estrela. Essa região  é chamada Cinturão de Asteroides




O Cinturão de Kuiper

Nos confins do Sistema Solar, muito além de Netuno, existe um cinturão com muitos e muitos corpos gelados, dos mais variados tamanhos, alguns classificados como planetas anões (como Plutão, Haumea, Makemake). Essa região do Sistema Solar é chamada de de Cinturão de Kuiper.



O nome desse cinturão foi uma homenagem ao astrônomo holandês Gerard Peter Kuiper (1905-1973), que descobriu duas luas de planetas no nosso Sistema Solar (uma lua de Urano, Miranda, e uma de Netuno, Nereida). Ele sugeriu ainda a existência de um cinturão de asteroides além da órbita de Netuno, daí a merecida homenagem com seu nome.


A Nuvem de Oort

Envolvendo o Sol, os planetas e o Cinturão de Kuiper, existe uma gigantesca nuvem, formada também por corpos gelados, chamada de Nuvem de Oort.



O nome dessa nuvem foi uma homenagem ao astrofísico holandês Jan Hendrik Oort (1900-1992), que contribuiu para o que conhecemos atualmente sobre a estrutura e rotação da Via Láctea (nossa galáxia). Oort realizou trabalhos fundamentais sobre os cometas, que apontaram para a existência de uma nuvem distante formada por corpos gelados e material cometário, e por isso recebeu seu nome. 



Como já vimos ao estudarmos os cometas, eles vêm do Cinturão de Kuiper e da Nuvem de Oort.


A Mecânica Celeste

Todos os corpos do Sistema Solar (e do Universo) estão em perpétuo  movimento:


-  Os satélites (luas) giram em torno dos planetas, 
- Os cometas e os planetas giram em torno do Sol,

- Os meteoroides, asteroides giram em torno de satélites, de planetas, do Sol, e até em torno de outro asteroide maior.



O estudo do movimento desses corpos é realizado  por uma área da Física muito antiga, a Astronomia. Muitos povos antigos chegaram a conseguir prever eclipses.


A Astronomia é capaz de prever alinhamentos planetários, a ocorrência de eclipses, as marés, as aproximações de asteroides e cometas. 


No passado, a Astronomia permitiu que os navegantes,  na vastidão dos oceanos, e as caravanas, na vastidão dos desertos, determinassem a latitude que se encontravam, permitindo que chegassem aos seus destinos. 

Balestilha: instrumento usado pelos navegadores para medir a altura dos astros

Mas para iniciarmos o estudo da Astronomia, precisamos inicialmente conhecer:

- As Leis de Newton;
- As Leis de Kepler.


Mas estas leis serão abordadas em outro momento em nossos estudos. 

A observação  dos movimentos dos corpos celestes a partir da Terra fez com que os antigos filósofos naturais imaginassem que tudo girava em torno do nosso planeta. Isso porque eles não consideravam a relatividade do movimento, ou seja, o movimento depende do referencial considerado. 

Existe uma videoaula em que abordo os modelos para o Sistema Solar a partir da Terra como referencial (modelo geocêntrico), ou o Sol como referencial (modelo heliocêntrico). 

→ Modelos geocêntrico e heliocêntrico.


Para continuarmos a estudar os movimentos, precisamos conhecer melhor a relatividade do movimento. Vamos continuar?
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