aula-asteroides-e-cometas

Daniele Benício
18/05/13
Asteroides, cometas e afins

Universidade Federal do ABC
Os pequeninos do Sistema Solar
Podem ser classificados em três grupos:
• Asteroides;
• Objetos TransNetunianos (TNOS);
• Cometas.

Asteroides

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Asteroides
Em 1766, Johann Titius detectou uma regularidade nas distâncias médias dos planetas
do Sol, popularizada mais tarde por Johann Elert Bode, a Lei de Titius-Bode (a é a distância
média Sol – n-ésimo planeta em AU):
a = 0.4 + 0.3 · 2 n
A lei prevê bem as distâncias de Vênus a Saturno e até
de Urano, que ainda não tinha sido descoberto em
1766.
Para Mercúrio tem que se usar:
2 n = 0, e não 2 n = 2 -1 = 0.5
Planeta n a [AU] a real [AU]
Mercúrio -∞ 0.4 0.39
Vênus 0 0.7 0.72
Terra 1 1.0 1.00
Marte 2 1.6 1.52
? 3 2.8
Júpiter 4 5.2 5.20
Saturno 5 10.0 9.58
(Urano) 6 19.6 19.20
(Netuno) 7 38.8 30.05
(Plutão) 8 77.2 39.48

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Asteroides
A Lei de Titius-Bode prevê um
planeta a 2.8 AU do Sol, entre Marte e Júpíter.
Em 1801, Giuseppe Piazza encontrou
um objeto a 2.77 AU do Sol de diâmetro ~1000
km, e chamou-o Ceres, o primeiro asteroide
descoberto.
Desde então encontraram-se mais de
100.000 asteroides na região entre 2 e 3.5 AU
do Sol, chamada Cinturão de Asteroides.
Apesar da previsão correta das
distâncias de Urano e Ceres, hoje os
astrônomos acreditam que a Lei de Titius-Bode
é só um acaso.

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Asteroides
Asteroides são corpos pequenos e rochosos que a maioria orbitam o Sol entre
Marte e Júpiter.
Possuem formas e tamanhos diferentes.
Existem mais de 20 mil conhecidos.

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Asteroides
A maioria dos asteroides se encontra no Cinturão de Asteroides, mas alguns
seguem outras órbitas:
• Os Troianos compartilham a órbita de Júpiter, 60°na frente ou atrás do
planeta gigante.

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Asteroides
Podem ser classificados segundo as suas composições, determinadas pelos seus espectros:
• Tipo S: De 2 a 3.5 AU do Sol, silicatos ricos em ferro e magnésio, poucos voláteis, avermelhados,
albedos moderados: 0.1-0.2
• Tipo M: 2 a 3.5 AU, ferro e níquel, avermelhados, albedos moderados: 0.1-0.18
• Tipo C: 2 a 4 AU, maioria perto de 3 AU, compostos carbonáceos, muitos contêm água, escuros,
albedos baixos: 0.03-0.07
• Tipo P: 3 a 5 AU, maioria ~4 AU, compostos orgânicos, avermelhados, albedos baixos: 0.02-0.06
• Tipo D: similar aos tipo P, mas mais vermelhos e um pouco mais longes do Sol, maioria dos Troianos
são tipo D.
Quanto mais longe do Sol, tanto mais água e outros voláteis, mesma tendência que nos planetas e luas.
Albedo: Medida da refletividade
da superfície de um corpo.
Ida, tipo S
Mathilde, tipo C

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Asteroides
A respeito da origem de asteroides, acredita-se que possuem 2 origens
diferentes:
• Destroços resultantes da nebulosa original que deu origem ao universo e
que não se compactaram.
• Resquícios de um planeta fragmentado por problemas gravitacionais.

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433 Eros
É um asteroide do tipo S, e é o
segundo maior asteroide que passa
próximo a Terra.
Esse asteroide tem grande
importância por ter sido usado no projeto
Near que tinha como o objetivo um
ampliação do conhecimento sobre
asteroides.

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Projeto Near
Projeto Near foi um programa da NASA com o
objetivo de aterrisar uma espaçonave em um asteroide,
onde pousou em 433 Eros em 2000 com o objetivo de
mapeamento fotográfico e medições químicas.
O tempo de duração da espaçonave no asteroide
foi de um ano e a energia obtida vinha de células solares.

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Bombardeamento
Um “bombardeamento maciço” de asteroides e cometas
seria a explicação para formação da superfície
esburacada e cheia de fraturas apresentada pela Lua. As
informações foram divulgadas por pesquisadores da
NASA, após análises das sondas da missão Grail
(Laboratório Interior e de Recuperação de Gravidade, na
sigla em inglês). O estudo foi publicado na última semana
na revista Science (02/13). De acordo com os
pesquisadores, a superfície lunar teria sofrido enormes
impactos há vários bilhões de anos.

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Meteoróides, Meteoros e Meteoritos
Asteróides em rota de colisão com a Terra são chamados
Meteoroides.
Se queimados na atmosfera: Meteoros.
Se resta algo chegando no chão: Meteoritos.
Meteoritos ajudaram muito no estudo da formação e evolução
do Sistema Solar.

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Extinção dos Dinossauros
Há pelo menos 30 anos, a comunidade científica discute se a queda de um meteorito no
México levou à grande extinção (maior extinção registrada) que aconteceu no final do
período Cretáceo há cerca de 66 milhões de anos, e causou o sumiço de todos os dinossauros
não avianos .
Um estudo publicado na revista Science (02/2013) mostra que o meteorito atingiu a
Terra há 66.038.000 anos, pouco antes da extinção. Segundo os cientistas, essa coincidência
entre a data dos dois eventos mostra que eles, de fato, estão relacionados e que o impacto foi
decisivo para a extinção em massa.
No estudo, foi usada uma técnica de datação de alta precisão, que mede as
quantidades de argônio e potássio em amostras de rochas para descobrir a idade do material
Os cientistas afirmam que o meteorito foi a causa principal da extinção, mas uma série
de outros fatores podem ter colaborado para levar a isso. Fortes erupções vulcânicas na Índia
causaram alterações climáticas que teriam atingido todo o planeta. Longos períodos de frio
intenso teriam levado à exaustão um grande número de ecossistemas ao redor da Terra,
acostumados ao clima quente do período.

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Meteorito de Bendegó
O meteorito do Bendegó, também
chamado Pedra do Bendegó foi encontrado em 1784
pelo menino Bernardino da Mota Botelho, filho do
vaqueiro Joaquim da Mota Botelho, próximo ao riacho
do Bendegó, então município de Monte Santo. É o
maior meteorito já encontrado em solo brasileiro. No
momento do seu achado, tratava-se do 2º maior
meteorito do mundo, mas hoje ocupa o 16º lugar, em
tamanho.

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Evento Tunguska
Um pesquisador russo declarou ter encontrado fragmentos do maior corpo celeste que
já atingiu a Terra na história registrada. (04/05/13)
Três pedaços encontrados na Sibéria Central por Andrei Zlobin, do Museu
Geológico Estatal Vernadsky da Academia de Ciências da Rússia, podem ter sido parte da
gigantesca pedra que explodiu na região em 1908, derrubando, aproximadamente, 80
milhões de árvores em uma área que abrange 2,150 mil quilômetros quadrados. Estima-se
que a onda de choque causada pelo impacto tenha sido de 5 graus na escala Richter.
Embora o impacto de Tunguska tenha sido mil vezes mais poderoso do que a
bomba atômica que destruiu Hiroshima em 1945, os cientistas não conseguiram encontrar
qualquer fragmento do meteorito que o causou. Uma teoria popular credita o evento a um
asteroide ou cometa de gelo que, teoricamente, teria explodido na atmosfera terrestre e
evaporado sem deixar vestígios.
As amostras, que ainda devem passar por uma análise química, não
necessariamente refutarão a teoria do cometa de gelo, mesmo que sua conexão com o
evento de Tunguska seja confirmada. De acordo com o estudo de Zlobin, o núcleo do
cometa poderia ter contido corpos pequenos de pedra e densidade comparável à do
núcleo do cometa Halley, que é composto de gelo e poeira.

Probabilidade...
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Queda do meteorito na Rússia (15/02/13)
http://www.youtube.com/watch?v=UOK9jfv7ZYg

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Asteroide passa raspando pela Terra
2012 DA14
Dia 15/02 um asteroide com 45 metros de diâmetro
passou a apenas 27 mil km da Terra – nunca antes o
ser humano identificou a passagem de um objeto tão
grande tão próximo da Terra.

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Se um asteroide com essa dimensão colidisse com o planeta, liberaria 2,5
megatons de energia e provocaria uma devastação regional, de acordo com a Nasa.
Conforme a agência espacial americana, asteroides desse tamanho passam assim tão perto
da Terra a cada 40 anos e, em média, um deve atingir o planeta a cada 1,2 mil anos.
Grandes asteroides podem ser vistos de muito longe, e podemos prever sua
trajetória com muita antecedência. Por isso, não há motivo para preocupação.
Nenhum corpo celeste (asteroide ou cometa, de grandes proporções - o meteorito
que caiu na Rússia ainda não foi medido, mas seria um corpo menor) foi identificado em
rota de colisão com a Terra até hoje.

Identificando um corpo celeste com antecedência, basta uma mudança pequena
na sua velocidade e direção para que não atinja a Terra.
Não seria necessário destruir o asteroide. Bastaria levar pequenos foguetes à
superfície do corpo.
Uma vez ancorados os motores à superfície, pode-se fazer pequenas correções na
órbita.
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Apophis
Um dos asteroides mais ameaçadores registrados nos últimos anos se chama
99942 Apophis.
Em 2036, o gigante, sete vezes maior do que o 2012 DA14, poderia mergulhar
no Oceano Pacífico, na Costa Oeste dos Estados Unidos, e gerar tsunamis devastadores
com, no mínimo, danos bilionários às propriedades, caso a população fosse alertada e
devidamente removida de toda a costa.
Por sorte, dados mais recentes, revelados no mês passado, mostraram que a
probabilidade de impacto é menor do que 1 em 1 milhão.

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Missões
Com um período tão pequeno entre a detecção e o impacto, não haveria tempo de
debater soluções. A preocupação, porém, esbarra nos cortes de verbas de agências como a
NASA, afetada pela crise financeira dos Estados Unidos.
Duas missões são previstas: a sonda Dawn, que se encontra em órbita com o
asteroide Vesta e a caminho do planeta-anão Ceres, no cinturão de asteroides, e a
espaçonave OSIRIS-REx, com lançamento previsto para 2016, e o objetivo de coletar
amostras de asteroides próximos da Terra. Apenas na década de 2020 deve haver uma
missão tripulada a um asteroide.

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Objetos Transnetunianos
São objetos gelados que orbitam o Sol a uma distância maior
que Netuno.
A área que abriga estes objetos (região transnetuniana) é
dividida em duas regiões:
• Cinturão de Kuiper;
• Nuvem de Oort.

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Dentre os maiores objetos transnetunianos os mais famosos são:
Éris Sedna Plutão

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Cinturão de Kuiper
Sua existência foi sugerida por Gerald Kuiper, onde cometas de curto
período coincidiam com as órbitas dos planetas em uma região plana, após a
órbita de Netuno (distância entre 30 a 100 AU do Sol).
Estima-se que este Cinturão tenha mais de 6 milhões de objetos
transnetunianos.
Os corpos ali encontrados são comumente chamados de KBO’s
(Kuiper belt object).
1 AU equivale a 149 597 871 Km

Plutão

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Revisão: aula Planetas Externos (Francisco)
Plutão
Localiza-se no cinturão de Kuiper e é o maior
membro do grupo.
Composto principalmente de rocha (60%) e gelo
(40%).
Possui 5 satélites naturais: Caronte, Nix, Hidra, P4
e P5 (nomes provisórios).
Semi-maior eixo da órbita: 39.5 AU.
Período orbital: 246 anos terrestres.
Período rotacional: 6.4 dias terrestres.

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Revisão: aula Planetas Externos (Francisco)
Plutão
Plutão e Caronte possuem massas semelhantes que não existe uma
dominância gravitacional sobre Caronte segundo alguns cientistas.

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Revisão: aula Planetas Externos (Francisco)
Plutão
Plutão tem muitas propriedades não muito típicas para um planeta:
• Órbita muito mais inclinada, 17°com a eclíptica, que a dos outros planetas
e que cruza a órbita de Netuno, em resonância 3:2 com o período orbital de
Netuno.
• Raio e massa baixos de 0.18 R Terra e 0.002 M Terra
• Composição química similar a TNOs e a Tritão, mas não aos planetas.
Em 2005 foi descoberto um TNO maior que Plutão, Éris.

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Revisão: aula Planetas Externos (Francisco)
Plutão
Em 2006, a União Astronômica Internacional (IAU) estabeleceu 3 critérios para planetas:
1. Orbitar uma estrela, i. e. o Sol.
2. Massa grande o suficiente para ter forma esférica pela gravitação própria.
3. Ter vazia a vizinhança da órbita.
Plutão não satisfaz o critério 3.
Reclassificado junto com Éris para planeta anão, ou plutóide ou objeto transnetuniano (ou
do Cinturão de Kuiper).
Plutinos são TNOs em resonância 3:2 com Netuno.

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Éris
Planeta anão localizado nos confins do sistema solar, com período orbital de
cerca de 560 anos. Acredita-se ser o maior planeta anão no sistema solar
de acordo com alguns cientistas (cerca de 2320 km).

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Sedna
É o planeta anão mais distante conhecido no sistema solar (3 vezes mais longe que Netuno).
Possui um dos maiores períodos orbitais conhecidos, aproxima-se de 11.400 anos e um
periélio de cerca de 76 AU que é o maior periélio conhecido no sistema solar.
Existem evidências de uma pequena lua orbitando-o.
Periélio: ponto mais próximo do Sol.

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Nuvem de Oort
Segundo Oort, existe uma nuvem
orbitando o Sol, com distância superiores a
30.000 AU.
Quando objetos localizados nesta área
são perturbados, eles vão em direção a região
interna adquirindo órbitas elípticas e são
classificados como cometas de longo período.

Cometas

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Cometas
Pequenos TNOs compostos por gelo
(água, metano, amônia e dióxido de carbono),
poeira, às vezes material orgânico e/ou um
núcleo rochoso.
“Bolas de gelo sujo”, que se aventuram
no Sistema Solar interior.
Apresentam caudas de até 1 AU de
comprimento quando passam pelo Sistema
Solar interior.

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Cometas
Quando o cometa se aproxima do Sol, o gelo sublima
(sólido para gasosos), formando uma coma de gás evaporado e
poeira em torno do núcleo sólido. Ainda se forma um halo de
hidrogênio em torno da coma.
O gás é parcialmente ionizado pela radiação solar. A
pressão da radiação do vento solar empurra a poeira para longe
do Sol, formando a cauda de poeira.
O vento solar e o campo magnético do Sol empurram o
gás ionizado para longe, formando a cauda de íons. (A(s) cauda(s)
está(o) sempre voltada(s) para o lado contrário do Sol).
Quando o cometa sai da vizinhança do Sol, a cauda some
(mas o cometa não).

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Cometas
Há cometas periódicos:
• de curto período (< 200 anos) como Halley, que volta cada 76 anos, vindos do
Cinturão de Kuiper.
• de longo período (> 200 anos, até mais de 1 milhão de anos), vindos da Nuvem de
Oort. Há teorias, de que estes são defeletidos rumo Sol por estrelas passando perto do
limite do Sistema Solar.
E não-periódicos, indo para fora do Sistema Solar.

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Cometas
No passado, cometas colidiram frequentemente com planetas, luas e asteroides.
Panspermia:
A detecção de moléculas orgânicas nos cometas levou a especulações de que
cometas ou meteoritos podem ter trazidos os elementos precursores da vida
ou mesmo os primeiros elementos vivos para a Terra.

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Missão Stardust
A NASA lançou uma espaçonave na Missão
Stardust com o objetivo coletar pedaços do
cometa utilizando um gel para “grudar” as
partículas do cometa Wild-2 na nave, e depois
as partículas eram enviadas de volta para a
Terra.

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Origem e Evolução do Sistema Solar
Hipótese Nebular
• Colapso gravitacional da nuvem de gás,
daquela é feita o Sistema Solar, a Nébula Solar.
• A nébula solar adquire um momento angular.
Explica, porque (quase) tudo no Sistema Solar
gira no mesmo sentido.
• Calor gerado no interior, forma um proto-Sol,
que corresponde a 99% da massa da nebulosa.

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Origem e Evolução do Sistema Solar
Por forças de coesão, a poeira da nébula, começa a
formar planetesimais de até 1 km
• Na parte interior do disco:
Temperaturas altas, só material rochoso conseguiu
condenser.
Poucos planetesimais, que eram rochosos.
• Na parte exterior do disco:
Temperaturas baixas, material rochoso e gelos
podiam condensar
Muitos planetesimais, rochosos e gelosos.

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Origem e Evolução do Sistema Solar
Planetesimais por atração gravitacional forma
protoplanetas.
• Disco interior
Não conseguiram atrair e acumular atmosferas (só
depois por vulcanismo).
- Planetas terrestres.
• Disco exterior:
Conseguiram atrair e acumular atmosferas.
- Gigantes gelosos e Gigantes gasosos.
Em torno dos planetas gigantes: formação de algumas das luas de maneira similar que os
planetas em torno do Sol se formaram (Luas Galileanas de Júpiter).

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Origem e Evolução do Sistema Solar
Duas regiões:
• Região onde os planetesimais rochosos não conseguiram formam um planeta grande,
só corpos menores. (Cinturão de Asteroides).
(Explica as posições dos vários tipos de asteroides)
• Mais pro exterior que os protoplanetas gigantes:
Densidade menor, planetesimais gelosos também só conseguiram formar corpos
menores (Cinturão de Kuiper).

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Origem e Evolução do Sistema Solar
Por interações com o disco de acreção e com os
planetesimais, Júpiter migrou mais para dentro, enquanto
Saturno, Urano e Netuno migraram mais pro exterior do
disco.
No caminho, os planetas gigantes capturaram
alguns planetesimais, e defletiram outros, para dentro ou
para fora do disco.
Disco de acreção: estrutura formada por materiais difusos em movimento orbital ao redor de um corpo central.

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Origem e Evolução do Sistema Solar
Os planetesimais capturados pelos planetas se tornaram luas.
Os defletidos para dentro caíram em cima dos planetas e luas recém-formados, causando
crateras de impacto. Isto continua em escala menor até hoje.
Os defletidos para fora formaram a Nuvem de Oort, ou foram expelidos do Sistema Solar.

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Vídeo Ilustrativo:
http://www.youtube.com/watch?v=KiuXcGu1Xbg
Informações complementares no documentário:
http://www.youtube.com/watch?v=lFHXoEqK_Ag

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Obrigada!!!!!!
Tema da próxima aula:
Astrologia, Mitologia (Bruna)
Daniele Benício
Email: dani_daniinperpetuum@hotmail.com
Material de Apoio: slides da disciplina Noções de Astronomia e
Cosmologia (Prof º Pieter Westera)