UNIVERSO

O TAMANHO DO UNIVERSO

Cosmólogos não podem dterminar com exatidão o tamanho do Universo. Ele pode ser infinito. Poderia ter um volume finito, mas mesmo assim, não teria centro ou fronteira e se curvaria sobre ele mesmo. Assim, um objeto viajando numa direção acabaria reaparecendo na direção oposta. O que é certo é que o Universo está em expansão desde sua origem no Big Bang*, há 13,7 bilhões de anos atrás. Estudando os padrões da radiação remanescente** do Big Bang os cosmólogos podem estimar o tamanho mínimo do Universo, caso ele seja finito. Algumas partes devem estar separadas por ao menos dezenas de milhões de anos-luz. Como um ano-luz á a distância que a luz viaja em uma ano (cerca de 4,69 trilhões de Km), o Universo é extremamente grande.

DISTÂNCIAS

A Terra e a Lua

A Terra tem diâmetro de 12.760 Km, enquanto que o diâmetro da órbita da Lua em torno da Terra é aproximadamente 770.000 Km.

O Sistema Solar

O Sistema Terra-Lua é parte do Sistema Solar, que inclui nossa estrela local, o Sol, e todos os objetos à sua órbita, incluindo cometas a 1,6 anos-luz. Netuno, o planeta mais distante, está a uma distância média de 4,6 bilhões de Km do Sol.

A Vizinhança Estelar

O Sistema Estelar mais próximo do Sol, Alpha Centeuri, situa-se a 4,35 anos-luz, ou 40 trilhões de Km de nós. Dentro de 20 anos-luz do Sol, há 79 sistemas estelares contendo 106 estrelas. O total inclui estrelas binárias(duas estrelas dentro de um mesmo sistema). Uma desses é Sírius. A maioria dos outros sitemas é constituído por estrelas vermelhas, pequenas e fracas.

A Via Láctea

O Sistema Solar e sua vizinhança estelar são uma parte diminuta da Via Láctea, com 200 bilhões de estrelas e enormes nuvens de gás e poeira. A Via Láctea mede mais de 100.000 anos-luz de extensão e tem um buraco negro em seu centro.

O Grupo Local de Galáxias

A Via Láctea é membro de um grupo de galáxias, o chamado Grup Local, que tem cerca de 10.000.000 de an0s-luz de diâmetro. Ele contém ao menos 46 galáxias, e somente uma delas (Andrômeda) é maior que a Via Láctea.

O Superaglomerado Local

O Grupo Local de Galáxias, junto com outros gupos e aglomerados de galáxias próximos, estão contidos numa vasta estrutura chamado Superaglomerado Local, com 100 milhões de anos-luz de diâmetro e dezenas de milhões de galáxias (incluindo as anãs).

LUZES NO CÉU

LUZES NO CÉU

Do mesmo modo que as ESTRELAS, GALÁXIAS, NEBULOSAS e objetos do Sistema Solar, outros fenômenos levam à aparição de luzes no céu. Em geral, essas luzes se originam de fontes ou partículas de matéria lançadas na Terra pelo Sol, mas em alguns casos são gerados po processos terrestres.

Auroras
As auroras boreais (norte) e as auroras austrais (sul) aparecem quando as partículas carregadas pelo Sol, transportadas para a Terra pelo *vento solar são aprisionadas pelo campo magnético terrestre. A aperência e localização das auroras mudam de acordo com o vento solar. Elas são muito mais frequentemente visíveis à altas latitudes, próximas aos pólos magnéticos da Terra, mas podem ser vistas durante perturbações dos ventos solares.

Halos de Gelo
Halos de gelo são causados por cristais de gelo na alta atmosfera refratando luz. A luz tanto da Lua (proveniente do Sol) como a do Sol pode causar halos de gelo. O halo mais comum é um círculo iluminado com 22º em torno do Sol ou da Lua. Também podem estar presentes chapiscos de luz chamados parasselenios (ao lado da Lua) ou paralios (ao lado do Sol).



Glossário:
*Vento Solar- O vento solar é a emissão contínua de partículas carregadas provenientes da coroa solar.

Mercúrio

Mercúrio teve o seu nome atribuído pelos romanos baseado no mensageiro dos deuses, de asas nos pés, porque parecia mover-se mais depressa do que qualquer outro planeta. É o planeta mais próximo do Sol, e o segundo mais pequeno do sistema solar. O seu diâmetro é 40% mais pequeno do que o da Terra e 40% maior do que o da Lua. É até mais pequeno do que Ganímedes, uma das luas de Júpiter e Titan uma lua de Saturno.

Se um explorador andasse pela superfície de Mercúrio, veria um mundo semelhante ao solo lunar. Os montes ondulados e cobertos de poeira foram erodidos pelo constante bombardeamento de meteoritos. Existem escarpas com vários quilómetros de altura e centenas de quilómetros do comprimento. A superfície está ponteada de crateras. O explorador notaria que o Sol parece duas vezes e meia maior do que na Terra; no entanto, o céu é sempre negro porque Mercúrio praticamente não tem atmosfera que seja suficiente para causar a dispersão da luz. Se o explorador olhasse fixamente para o espaço, veria duas estrelas brilhantes. Veria uma com tonalidade creme, Vénus, e a outra azul, a Terra.

Antes da Mariner 10, pouco era conhecido sobre Mercúrio por causa da dificuldade de o observar com os telescópios, da Terra. Na máxima distância, visto da Terra, está apenas a 28 graus do Sol. Por isso, só pode ser visto durante o dia ou imediatamente antes do nascer-do-Sol ou imediatamente depois do pôr-do-Sol. Quando observado ao amanhecer ou ao anoitecer, Mercúrio está tão baixo no horizonte, que a luz tem que passar através do equivalente a 10 vezes a camada da atmosfera terrestre que passaria se Mercúrio estivesse directamente por cima de nós.

Durante a década de 1880, Giovanni Schiaparelli criou um esquema onde mostrava algumas estruturas de Mercúrio. Ele concluiu que Mercúrio deveria estar "preso" ao Sol de modo a acompanhar o seu movimento, tal como a Lua está "presa" à Terra. Em 1962, radio-astrónomos estudaram as emissões rádio de Mercúrio e concluíram que o lado escuro é quente demais para estar preso, acompanhando o movimento. Era de esperar que fosse muito mais frio se estivesse sempre virado para o lado oposto ao Sol. Em 1965, Pettengill e Dyce calcularam o período de rotação de Mercúrio como sendo de 59 +- 5 dias baseado em observações de radar. Mais tarde, em 1971, Goldstein melhorou o cálculo do período de rotação para 58.65 +- 0.25 dias por meio de observações do radar. Após observações mais próximas obtidas pela Mariner 10, o período foi definido como sendo de 58.646 +- 0.005 dias.

Apesar de Mercúrio não estar preso ao Sol, o seu período de rotação está relacionado com o período orbital. Mercúrio roda uma vez e meia por cada órbita. Por causa desta relação de 3:2, um dia em Mercúrio (desde o nascer do Sol até ao nascer do Sol do dia seguinte) dura 176 dias terrestres.

No passado distante de Mercúrio, o seu período de rotação deve ter sido menor. Os cientistas especularam que a rotação deve ter sido de cerca de 8 horas, mas ao longo de milhões de anos foi gradualmente retardando por influência do Sol. Um modelo deste processo mostra que este retardamento levaria 109 anos e deveria ter elevado a temperatura interior de 100 graus Kelvin.
Muitas das descobertas científicas sobre Mercúrio vêm da sonda espacial Mariner 10 que foi lançada em 3 de Novembro de 1973. Ela passou em 29 de Março de 1974 a uma distância de 705 quilômetros da superfície do planeta. Em 21 de Setembro de 1974 passou Mercúrio pela segunda vez e em 16 de Março de 1975 pela terceira vez. Durante estas visitas, foram obtidas mais de 2,700 fotografias, cobrindo 45% da superfície de Mercúrio. Até esta altura, os cientistas não suspeitavam que Mercúrio tinha um campo magnético. Eles pensavam que, por Mercúrio ser pequeno, o seu núcleo teria solidificado há muito tempo. A presença de um campo magnético indica que o planeta tem um núcleo de ferro que está pelo menos parcialmente fundido. Os campos magnéticos são gerados pela rotação de um núcleo condutivo fundido e este efeito é conhecido por efeito de dínamo.

A Mariner 10 mostrou que Mercúrio tem um campo magnético que é 1% mais forte que o da Terra. Este campo magnético está inclinado 7 graus em relação ao eixo de rotação de Mercúrio e produz uma magnetosfera à volta do planeta. A origem do campo magnético é desconhecida. Pode ser produzido pelo núcleo de ferro parcialmente líquido no interior do planeta. Outra origem do campo pode ser a magnetização remanescente das rochas férreas que foram magnetizadas quando o planeta tinha um campo magnético forte, durante a sua juventude. Quando o planeta arrefeceu e solidificou, a magnetização remanescente permaneceu.
Já antes da Mariner 10, sabia-se que Mercúrio tinha uma alta densidade. A sua densidade é de 5.44 g/cm3 que é comparável à densidade da Terra, de 5.52g/cm3. Num estado não comprimido a densidade de Mercúrio é 5.5 g/cm3 enquanto a da Terra é apenas 4.0 g/cm3. Esta alta densidade indica que o planeta é constituído por 60 a 70 por cento em peso de metal e 30 por cento em peso de silicatos. Isto dá um núcleo com um raio de 75% do raio do planeta e um volume do núcleo de 42% do volume do planeta.

Superfície de Mercúrio

As fotografias obtidas pela Mariner 10 mostram um mundo que parece a lua. Está crivado de crateras, contém bacias de anéis e muitas correntes de lava. As crateras variam em tamanho desde os 100 metros (a resolução de imagem menor que se consegue obter pela Mariner 10) até 1,300 quilômetros e estão em vários estados de conservação. Algumas são recentes com arestas vivas e raios brilhantes. Outras estão altamente degradadas, com arestas que foram suavizadas pelo bombardeamento de meteoritos. A maior cratera em Mercúrio é a bacia Caloris Planitia. Uma bacia foi definida por Hartmann e Kuiper (1962) como uma "depressão circular larga com anéis concêntricos distintos e linhas radiais." Outros consideram cada cratera com mais de 200 quilômetros como uma bacia. A bacia Caloris tem 1,300 quilômetros de diâmetro, e provavelmente foi causada por um projétil com uma dimensão de mais de 100 quilômetros. O impacto produziu uma elevação com anéis concêntricos com três quilômetros de altura e expeliu matéria pelo planeta até uma distância de 600 a 800 quilômetros. (Outro bom exemplo de uma bacia com anéis concêntricos é a região Valhalla em Callisto, uma lua de Júpiter.) As ondas sísmicas produzidas pelo impacto em Caloris concentraram-se no outro lado do planeta e provocaram uma zona de terreno caótico. Após o impacto, a cratera foi parcialmente cheia com lava.
Mercúrio está cheio de grandes penhascos ou escarpas que aparentemente se formaram quando Mercúrio arrefeceu e sofreu uma compressão de alguns quilômetros. Esta compressão produziu uma crusta enrugada com escarpas de quilômetros de altura e centenas de quilômetros de comprimento.
A maior parte da superfície de Mercúrio está coberta de planícies. Muitas delas são antigas e crivadas de crateras, mas algumas das planícies têm menos crateras. Os cientistas classificaram estas planícies como planícies intercrateras e planícies suaves. Planícies intercrateras estão menos saturadas de crateras que têm menos de 15 quilômetros de diâmetro. Estas planícies provavelmente foram formadas quando as correntes de lava cobriram os terrenos mais antigos. As planícies suaves são recentes com poucas crateras. Existem planícies suaves à volta da bacia Caloris. Em algumas áreas podem ser vistas pequenas porções de lava a preencher as crateras.
A história da formação de Mercúrio é semelhante à da Terra. Há cerca de 4.5 bilhões de anos formaram-se os planetas. Esta foi uma época de bombardeamento intenso sobre os planetas, que eram atingidos pela matéria e fragmentos da nebulosa de que foram formados. Logo no início desta formação, Mercúrio provavelmente ficou com um núcleo metálico denso e uma crusta de silicatos. Depois do intenso período de bombardeamento, correntes de lava percorreram o planeta e cobriram a crusta mais antiga. Por esta altura, já muitos dos fragmentos tinham desaparecido e Mercúrio entrou num período de bombardeamento mais ligeiro. Durante este período foram formadas as planícies intercrateras. Então Mercúrio arrefeceu. O núcleo contraiu-se o que por sua vez quebrou a crusta e produziu as escarpas. Durante o terceiro estágio, a lava correu pelas regiões mais baixas, produzindo as áreas mais planas. Durante o quarto estágio, bombardeamentos de micrometeoritos criaram uma superfície de poeira que é conhecida por regolito. Alguns meteoritos pouco maiores atingiram a superfície e produziram as crateras de raios luminosos. Além de colisões ocasionais de meteoritos, a superfície de Mercúrio já não é ativa e permanece no mesmo estado de há milhões de anos.

Pode existir água em Mercúrio?

Podíamos supor que em Mercúrio não pode existir água em nenhuma forma. Tem pouquíssima atmosfera e é extremamente quente durante o dia, mas em 1991 cientistas em Caltech captaram ondas de rádio vindas de Mercúrio e descobriram algumas invulgarmente brilhantes vindas do pólo norte. O brilho aparente do pólo norte poderia ser explicado por gelo na superfície ou logo abaixo. Mas é possível haver gelo em Mercúrio? Devido à rotação de Mercúrio ser quase perpendicular ao plano orbital, o pólo norte vê sempre o sol um pouco acima do horizonte. O interior das crateras nunca está exposto ao Sol e os cientistas suspeitam que está a uma temperatura inferior a -161 C. Esta temperatura congelante pode ter água provinda de evaporação do interior do planeta, ou gelo trazido para o planeta resultante de impacto de cometas. Estes depósitos de gelo podem ter sido cobertos com uma camada de pó e por isso mostram ainda os reflexos brilhantes no radar.

Estatísticas de Mercúrio

Massa (kg) 3.303e+23
Massa (Terra = 1) 5.5271e-02
Raio equatorial (km) 2,439.7
Raio equatorial (Terra = 1) 3.8252e-01
Densidade média (gm/cm^3) 5.42
Distância média ao Sol (km) 57,910,000
Distância média ao Sol (Terra = 1) 0.3871
Período de rotação (dias) 58.6462
Período orbital (dias) 87.969
Velocidade orbital média (km/seg) 47.88
Excentricidade orbital 0.2056
Inclinação do eixo (graus) 0.00
Inclinação orbital (graus) 7.004
Gravidade à superfície no equador(m/seg^2) 2.78
Velocidade de escape no equador (km/seg) 4.25
Albedo geométrico visual 0.10
Magnitude (Vo) -1.9
Temperatura média à superfície 179°C
Temperatura máxima à superfície 427°C
Temperatura mínima à superfície -173°C
Composição atmosférica
Hélio 42%
Sódio 42%
Oxigénio 15%
Outros 1%

O SISTEMA SOLAR

O Sistema Solar

O nosso sistema solar consiste de uma estrela média, o Sol e pelos planetas Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Inclui: os satélites dos planetas; numerosos cometas, asteróides, e meteoróides; e o espaço interplanetário. O Sol é a fonte mais rica de energia eletromagnética (principalmente sob a forma de calor e luz) do sistema solar. A estrela conhecida mais próxima do Sol é uma estrela anã vermelha chamada Proxima Centauri, à distância de 4.3 anos-luz. O sistema solar completo, em conjunto com as estrelas locais visíveis numa noite clara, orbitam em volta do centro da nossa galáxia, um disco em espiral com 200 bilhões de estrelas a que chamamos Via Láctea. A Via Láctea tem duas pequenas galáxias orbitando na proximidade, que são visíveis do hemisfério sul. Têm os nomes de Grande Nuvem de Magalhães e Pequena Nuvem de Magalhães. A galáxia grande mais próxima é a Galáxia de Andrômeda. É uma galáxia em espiral, tal como a Via Láctea, mas é 4 vezes mais massiva e está a 2 milhões de anos-luz de distância. A nossa galáxia, uma de bilhões de galáxias conhecidas, viaja pelo espaço intergalático.
Os planetas, a maior parte dos satélites dos planetas e os asteróides giram em volta do Sol na mesma direção, em órbitas aproximadamente circulares. Se olharmos de cima do pólo norte solar, os planetas orbitam num sentido anti-horário. Os planetas orbitam o Sol num mesmo plano, ou próximo, chamado a eclíptica. Plutão é um caso especial, porque a sua órbita é a mais inclinada (18 graus) e a mais elíptica de todos os planetas. Por isso, durante uma parte da sua órbita, Plutão está mais perto do Sol do que Netuno. O eixo de rotação da maior parte dos planetas é aproximadamente perpendicular à eclíptica. A exceção é Urano, que está inclinado para um lado.

Composição do Sistema Solar

O Sol contém 99.85% de toda a matéria do Sistema Solar. Os planetas, que se condensaram a partir do mesmo disco de matéria de onde se formou o Sol, contêm apenas 0.135% da massa do sistema solar. Júpiter contém mais do dobro da matéria de todos os outros planetas juntos. Os satélites dos planetas, cometas, asteróides, meteoróides e o meio interplanetário constituem os restantes 0.015%. A tabela seguinte é uma lista da distribuição de massa no nosso Sistema Solar.
• Sol: 99.85%
• Planetas: 0.135%
• Cometas: 0.01% ?
• Satélites: 0.00005%
• Planetas Menores: 0.0000002%
• Meteoróides: 0.0000001%

• Meio Interplanetário: 0.0000001%

Espaço Interplanetário

Quase todo o sistema solar, em volume, parece ser um vazio completo. Longe de ser um nada absoluto, este "espaço" vácuo compõe o meio interplanetário. Inclui diversas formas de energia e pelo menos dois componentes materiais: poeira interplanetária e gás interplanetário. A poeira interplanetária consiste de partículas sólidas microscópicas. O gás interplanetário é um tênue fluxo de gás e de partículas carregadas, principalmente prótons e elétrons -- plasma -- que flui do Sol, chamado o vento solar.

O vento solar pode ser medido de uma nave espacial, e tem um efeito importante sobre as caudas dos cometas. Também tem um efeito mensurável no movimento das naves espaciais. A velocidade do vento solar é cerca de 400 quilômetros (250 milhas) por segundo nas proximidades da órbita da Terra. O ponto em que o vento solar atinge o meio interestelar, que é o vento "solar" de outras estrelas, é denominado heliopausa. É uma fronteira teórica aproximadamente circular ou em forma de lágrima, que marca o limite da influência solar, talvez a 100 UA do Sol. O espaço entre os limites da heliopausa, que contém o Sol e os planetas solares, é denominado heliosfera.
O campo magnético solar estende-se para além do espaço interplanetário; pode ser medido na Terra e por naves espaciais. O campo magnético solar é o campo magnético dominante em todas as regiões interplanetárias do sistema solar, exceto nas imediações dos planetas que têm os seus próprios campos magnéticos.

Os Planetas Terrestres

Os planetas terrestres são os quatro planetas mais interiores no sistema solar, Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. São denominados de terrestres, porque têm uma superfície compacta rochosa tal como a Terra. Os planetas Vênus, Terra e Marte têm atmosferas significativas enquanto Mercúrio a tem quase nula.. O diagrama seguinte mostra a distância aproximada dos planetas terrestres ao Sol.

Os Planetas Jupterianos

Júpiter, Saturno, Urano, e Netuno são conhecidos por planetas Jupterianos, ou Jovianos (semelhantes a Júpiter, ou Jove), porque são todos gigantescos comparados com a Terra, e têm uma natureza gasosa tal como Júpiter. Os planetas Jovianos também são referidos como os gigantes gasosos, apesar de alguns ou todos poderem possuir pequenos núcleos sólidos.

Origens do Vento Solar

"Plumas" de gás quente fluindo da atmosfera solar podem ser uma das fontes de "vento" solar de partículas carregadas eletricamente. Estas imagens, obtidas em 7 de Março de 1996, pelo Observatório Solar e Heliosférico (Solar and Heliospheric Observatory - SOHO), mostra (em cima) campos magnéticos na superfície do sol perto do pólo sul solar; (ao centro) uma imagem ultravioleta das "plumas" de 1 milhão de graus da mesma região; e (em baixo) uma imagem ultravioleta da atmosfera solar "calma" próximo da superfície.

O SOL

O Sol é a característica mais proeminente no nosso sistema solar. É o maior objeto e contém aproximadamente 98% da massa total do sistema solar. Seria necessárias cento e nove Terras para preencher o disco solar, e no seu interior poderiam caber para cima de 1.3 milhões de Terras. A camada exterior visível do Sol é chamada fotosfera e tem uma temperatura de 6,000°C (11,000°F). Esta camada tem um aspecto manchado devido às erupções turbulentas de energia à superfície.
A energia solar é criada na zona profunda do núcleo. É aqui que a temperatura (15,000,000° C; 27,000,000° F) e pressão (340 bilhões de vezes a do ar na Terra ao nível do mar) é tão intensa que ocorrem as reações nucleares. Esta reação causa a fusão de quatro prótons ou núcleos de hidrogênio para formar uma partícula alfa ou núcleo de hélio. A partícula alfa é 0.7 por cento menos massiva que os quatro prótons. A diferença em massa é expelida como energia e transportada para a superfície do Sol, por um processo conhecido por convecção, onde é libertada em forma de luz e calor. A energia gerada no núcleo do Sol leva um milhão de anos a atingir a superfície. Em cada segundo 700 milhões de toneladas de hidrogênio são convertidas em cinzas de hélio. No processo, são libertadas 5 milhões de toneladas de energia pura; assim, ao longo do tempo o Sol está a ficar cada vez mais leve.
A cromosfera está acima da fotosfera. A energia solar passa por esta zona no seu caminho para fora do centro do Sol. Irrompem chamas e fáculas na cromosfera. Fáculas são nuvens de hidrogênio luminosas e brilhantes que surgem nas zonas em que as manchas solares estão prestes a formar-se. Chamas são filamentos brilhantes de gás incandescente que emergem das zonas das manchas solares. Manchas solares são depressões escuras na fotosfera com uma temperatura típica de 4,000°C (7,000°F).
A coroa é a parte de fora da atmosfera solar. É a zona em que aparecem as proeminências. As proeminências são nuvens imensas de gás brilhante que emergem da cromosfera superior. A zona exterior da coroa alonga-se muito pelo espaço e consiste de partículas que se afastam lentamente do Sol. A coroa só pode ser vista durante um eclipse total do Sol. (Ver a Imagem do Eclipse Solar).
O Sol parece estar ativo desde há 4.6 bilhões de anos e tem ainda combustível suficiente para continuar durante outros cerca de cinco bilhões de anos. No fim da sua vida, o Sol iniciará a fusão do hélio em elementos mais pesados e começará a inchar, crescendo tanto que engolirá a Terra. Após um bilhão de anos como gigante vermelha, irá subitamente colapsar numa anã branca -- o produto final de uma estrela como a nossa. Poderá ainda levar um trilhão de anos até arrefecer completamente.
Estatísticas do Sol

Massa (kg) 1.989e+30
Massa (Terra = 1) 332,830
Raio equatorial (km) 695,000
Raio equatorial (Terra = 1) 108.97
Densidade média (gm/cm^3) 1.410

Período de rotação (dias) 25-36*

Velocidade de escape (km/sec) 618.02

Luminosidade (ergs/seg.) 3.827e33
Magnitude (Vo) -26.8
Temperatura média à superfície 6,000°C
Idade (bilhões de anos) 4.5

Principal composição química:
Hidrogênio 92.1%
Hélio 7.8%
Oxigênio 0.061%
Carbono 0.030%
Nitrogênio 0.0084%
Néon 0.0076%
Ferro 0.0037%
Silício 0.0031%
Magnésio 0.0024%
Enxofre 0.0015%
Todos os restantes 0.0015%

* O período de rotação do Sol à superfície varia de aproximadamente 25 dias no equador a 36 dias nos pólos. Na profundidade, abaixo da zona de convecção, parece ter uma rotação com um período de 27 dias.