Estrelas e Planetas: julho 2024

terça-feira, 16 de julho de 2024

Qual o tamanho máximo que um planeta pode ter?

Vou dar um exemplo real.

A 320 anos-luz de distância está uma estrela chamada HD 100546.

Em 2014, foi anunciada a descoberta de um novo exoplaneta ao seu redor. Criativamente, foi nomeado "HD 100546 b".

Calculado com uma massa entre 60 e 752 Júpiteres (752 de acordo com a NASA) e um diâmetro de 613.000 milhas (986.527,8 km), este planeta roça os limites da física. Se fosse ainda mais massiva, não haveria muito que a impedisse de se tornar uma anã marrom, um tipo de estrela fria e opaca.

Para colocar as dimensões em perspectiva, considere esta figura:

A espaçonave tripulada mais rápida de todos os tempos foi a Apollo 10, que atingiu uma velocidade máxima de 24.791 mph (39.897,2471 km/h).

Vamos imaginar que podemos manter essa velocidade.

Para simplesmente percorrer o diâmetro de HD 100546 b, a Apollo 10 levaria pouco mais de um dia inteiro. Se isso não parece muito, segure firme.

Se fôssemos deslizar sobre o topo das nuvens, traçando uma órbita exata em torno de sua circunferência a esta velocidade impressionante, levaria 3,25 dias.

Para completar o mesmo caminho ao redor da Terra, a Apollo 10 levaria apenas uma hora.

Por que os planetas são esféricos?

Um planeta com formato esférico é muito comum no Universo. Enquanto isso, asteroides possuem uma maior variedade de formas, assemelhando-se a um patinho de borracha ou até mesmo um osso de cachorro. Porque isso acontece?

Por incrível que pareça, a resposta para a pergunta é muito simples: os planetas são esféricos por causa da gravidade, mais especificamente, em como ela forma os planetas. Eles nascem a partir de partículas de gás e poeira dispersas orbitando uma estrela. Devido á gravidade, as partículas se atraem e formam aglomerados que vão crescendo até coletarem todo o material em seu caminho.

Á medida que as partículas se chocam, elas aquecem e se transformam em um líquido, sendo puxadas para o centro de um planeta. Como a gravidade atrai a matéria igualmente de todas as direções, o material fundido forma uma esfera, não um cubo ou um tetraedro. É por isso que os planetas possuem um formato redondo.

"Então, se os planetas são esféricos, porque os asteroides também não são?"

A forma de um corpo celeste depende de sua massa: quanto maior ele é, mais a sua própria gravidade o molda para uma forma mais esférica. E como vemos, os asteroides são menores que os planetas e sua atração gravitacional é muito fraca para suavizar as formas. Aliás, é assim que diferenciamos os planetas anões dos asteroides: um dos critérios mais importantes é que eles precisam ter tamanho suficiente para se tornarem esféricos.

E pra finalizar, algo muito importante: os planetas não são perfeitamente esféricos. Os planetas não ficam imóveis no espaço, já que eles giram em torno de seu próprio eixo, como já sabemos. E existe algo chamado força centrífuga. Ela empurra a massa externa para fora enquanto a gravidade puxa para dentro. Esse choque entre as forças "esmaga" os planetas e os tornam mais largos ao redor do equador, que é chamado de protuberância equatorial. Por esse motivo, os planetas não são perfeitamente redondos: eles tem o formato de um esferóide oblato.

Quanto mais rápido um planeta gira em torno de si mesmo, mais plano ele fica nos polos e mais largo no equador. Saturno é o planeta mais achatado do Sistema Solar, pois como ele gira mais rápido do que os outros planetas, sua protuberância equatorial é mais espessa. Já Mercúrio e Vênus, diferente de Saturno, são os mais redondos do nosso Sistema Solar.

Podemos voar mais rápido que a luz ou a velocidade da luz se tivermos energia de fusão?

Usando fusão nuclear diretamente como forma de propulsão, nunca será possível chegar à velocidade da luz quanto mais viajar mais rápido que a luz.

E o motivo é simples. Nada com massa pode ser acelerado até à velocidade da luz, nem sequer um único protão. E não importa quanta energia uses.

Para conseguires forçosamente acelerar um protão até à velocidade da luz, terias que ter acesso a uma quantidade infinita de energia. Algo que simplesmente não consegues obter.

Mas… Se formos por meios não convencionais, podemos talvez lá chegar. Embora isso vá exigir ou resolver os problemas que temos com as teorias atuais, como um propulsor de dobra espacial, ou desenvolver algo completamente novo.

Temos que ser capazes de ou manipular o espaço ou aceder a dimensões extra-espaciais. Dimensões extra-espaciais essas que segundo algumas teorias podem até existir, mas a uma escala tão pequena que ainda não conseguimos aceder-lhes.

Seja para obtermos algo semelhante ao que vemos em…

Star Trek

Stargate

Star Wars

Battlestar Galactica

Mass Effect

Dead Space

Por que o buraco negro tem aquele formato no filme interestelar?

Porque é assim que gravidade funciona.

Apesar do nome um buraco negro não é realmente um buraco, mas em teoria um ponto onde o próprio espaço-tempo é comprimido de tal forma que o espaço, o tempo, e até as dimensões deixam de existir como existem.

Qualquer objeto com massa como a Terra dobra o espaço-tempo 360° à sua volta.

A ideia incorreta ou incompleta é que a massa de um objeto faz isto ao espaço à sua volta:

Isto é usar uma analogia 2D para um fenômeno 3D. Quando na realidade o que acontece é o que vês a seguir:

Como tal um buraco negro dobra o espaço-tempo 360° à sua volta. Mas a parte negra que vês não é o buraco negro em si, essa parte é apenas o horizonte de eventos. O ponto onde tudo que lá entra já não sai mais, nem mesmo a luz.

E no filme Interstellar é o que vês. Isso e o disco de acreção à volta do horizonte de eventos.

Se calhar o que te fez alguma confusão, foi no passado teres visto em livros este tipo de exemplos:

Este exemplo está errado pois o espaço não é tipo um trampolim, onde os objetos estão simplesmente em cima dele.

O espaço está em todas as direções à nossa volta, e como tal quando o espaço é dobrado essa dobra acontece em 360°.

Como que a Terra está suspensa no espaço sem nenhuma base?

A Terra não fica suspensa no espaço sem nenhuma base.

A Terra está caindo! Está indo direto para o sol! Mas vai falhar... Sempre falha... Em 4,5 bilhões de anos, em 4,5 bilhões de quedas sempre falhou, se tivesse batido não estaríamos mais aqui...

Se é que "orbitar" está falhando em cair, porque estamos indo tão rápido que conseguimos "esquivar" o sol. A Lua também cai em nossa direção... Mas falha. Se a Lua estivesse mais perto da Terra, se a Terra estivesse mais perto do Sol, essa velocidade não seria suficiente e tudo para o inferno.

NADA no universo está suspenso sem fundamento. O sistema solar também cai em direção ao centro da galáxia, onde há um belo buraco negro…

Mas felizmente estamos indo muito rápido... E a cada 200 milhões de anos falhamos. Nossa galáxia também está se dirigindo, junto com o grupo local, para um aglomerado de galáxias muito maior e desconhecido chamado de grande atrator.

O universo funciona assim, deve sua forma a um complexo mecanismo de "queda e falha" chamado gravidade.

Tendemos a interpretar mal a gravidade porque aqui na Terra somos tão pequenos e tão próximos da Terra que não conseguimos chegar tão rápido… E sempre voltamos. Não podemos pular e ficar “orbitando” no espaço.

E é assim que a gravidade funciona, sem ela nada existiria.

domingo, 14 de julho de 2024

Nosso sistema solar sempre teve os mesmos planetas ou já teve mais planetas?

O Sistema Solar era bem diferente do que conhecemos em seus primórdios e desde lá, planetas nasceram e morreram. Um pequeno fragmento de um desses planetas veio parar na Terra, através de um meteorito que atesta que há muito tempo tivemos um vizinho que já não existe mais. A descoberta ajuda a entender a formação de um planeta, processo que conhecemos até certo ponto, mas não de forma muito detalhada.

Um meteorito caiu no deserto da Núbia, localizado no trecho leste do deserto do Saara. Apelidado de Almahata Sitta, o objeto contém partículas de diamante cuja formação só poderia ter ocorrido em condições semelhantes às da formação de protoplanetas, indicando que a pedra tem provável origem em algum planeta antigo do Sistema Solar, que certamente já não existe mais.

Esses diamantes foram submetidos a uma pressão equivalente a 200 mil vezes a pressão atmosférica do fundo do oceano na Terra. Baseados nesse número, os cientistas da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suiça, que analisaram o meteorito, estimam que o planeta extinto devia ter um tamanho variável entre o de Mercúrio e o de Marte, sendo portanto um pouco menor do que a Terra.

Essa descoberta joga um pouco de luz sobre a formação do Sistema Solar e a existência de outros planetas no passado, que possivelmente deram origem aos planetas existentes hoje.

É possível que a Terra seja o planeta mais desenvolvido do universo?

De acordo com a equação de Drake, nossa galáxia poderia estar repleta de vida, mas também poderíamos estar sozinhos e sermos os mais desenvolvidos. Isso é certamente uma possibilidade.

Atualmente, temos 0,7 na Escala de Kardashev, que é um método de medir o nível de avanço de uma civilização com base em seu consumo de energia.

A civilização tipo 1: também chamada de civilização planetária, pode usar e armazenar toda a energia disponível em seu planeta (ou utiliza toda a energia da luz que atinge sua superfície a partir de sua estrela-mãe).

A civilização tipo 2: também chamada de civilização estelar, pode aproveitar a energia total da estrela-mãe de seu planeta (através de uma Esfera de Dyson - um dispositivo que abrangeria a estrela inteira e transferiria sua energia para o(s) planeta(s)).

A civilização do tipo 3: também chamada de civilização galáctica, pode controlar a energia na escala de toda a sua galáxia hospedeira (ou consumir energia equivalente à potência de saída de todas as estrelas da sua galáxia).

Até agora não encontramos uma civilização Tipo 2 ou 3 em nenhum lugar. Portanto, existem muitas possibilidades (soluções para o Paradoxo de Fermi):

Nós poderíamos estar sozinhos (ou uma das primeiras civilizações do universo a atingir esse nível).
Nós não pesquisamos muito longe (os sinais de rádio estão sendo transmitidos há cerca de 150 anos, uma civilização que está a 200-300 anos-luz de distância ainda pode estar inconsciente de nossa presença).
De alguma forma, as civilizações do Tipo 1 destruíram-se antes de atingir o Tipo 2 ou 3 (guerras nucleares, desastres naturais, impactos de asteroides, guerras civis e outras). (O ótimo filtro).
Eles não estão interessados em entrar em contato conosco (podemos ser inferiores em avanços tecnológicos ou não temos nada de especial em nosso sistema solar, como minerais ou elementos químicos).
Eles estão observando nossos desenvolvimentos e não interferindo (nos estudando como ratos de laboratório).
Talvez eles estejam enviando sinais, mas não sabemos os métodos para detectar isso ainda.

Para que a vida cresça, um planeta precisa estar próximo o suficiente de sua estrela-mãe para que a água líquida possa ser encontrada. Isso é chamado de zona de Cachinhos Dourados. Mas estrelas semelhantes ao sol não são tão comuns em nossa galáxia. Apenas 15% das estrelas são como o nosso sol, então devemos primeiro procurar as estrelas por planetas habitáveis.

Fatos mais curiosos e surpreendentes sobre os planetas do nosso Sistema Solar

O ar da Terra

Pode parecer um pouco como observar o umbigo para mostrar como a Terra é especial - afinal, vivemos aqui. Embora a Terra esteja coberta de oceanos, Marte também poderia ter hospedado mares. Mas em nenhum outro lugar do sistema solar é possível encontrar atmosferas carregadas de oxigênio livre, o que acabou sendo vital para uma das outras características únicas da Terra - nós.

A Grande Mancha Vermelha de Júpiter

A característica mais extraordinária na superfície de Júpiter é, sem dúvida, a Grande Mancha Vermelha, uma tempestade gigante vista por mais de 300 anos. Em seu diâmetro mais largo, a Grande Mancha Vermelha é aproximadamente três vezes maior que a Terra. De vez em quando, o local desaparece completamente.

O hexágono de Saturno

Saturno pode ser mais famoso por seus anéis espetaculares, mas Júpiter, Urano e Netuno também têm anéis. No entanto, nada como o hexágono gigante que rodeia o pólo norte de Saturno jamais foi visto em qualquer outro planeta, com cada um dos lados com quase 12.500 quilômetros de diâmetro - grande o suficiente para caber quase quatro Terras no interior. Imagens térmicas mostram que ele alcança cerca de 100 quilômetros na atmosfera do planeta. Os cientistas divulgaram várias outras idéias sobre a origem do hexágono. Uma dessas idéias é que o hexágono surge de uma interação complexa entre as ondas que ondulam na atmosfera e o gás agitado.

As tempestades de Marte

As tempestades de poeira de Marte são as maiores do sistema solar, capazes de cobrir todo o planeta vermelho e durar meses. Uma teoria sobre por que as tempestades de poeira podem crescer tanto em Marte começa com partículas de poeira no ar absorvendo a luz do sol, aquecendo a atmosfera marciana nas proximidades. Bolsões quentes de ar fluem para regiões mais frias, gerando ventos. Ventos fortes levantam mais poeira do chão, o que por sua vez aquece a atmosfera, elevando mais vento e levantando mais poeira.

Os anéis de Saturno

Saturno é mais famoso por seus anéis espetaculares. Um anel, fraco demais para ser visto da Terra e descoberto apenas em 2009, mede pelo menos 200 vezes o diâmetro do planeta - um bilhão de Terras poderiam caber dentro do anel.

Os ventos de Netuno

Em Netuno, é possível encontrar ventos de jatos que viajam a mais de 1.500 mph. Continua sendo um mistério a forma como ela obtém energia para dirigir os ventos planetários mais rápidos vistos no sistema solar, apesar de estar tão longe do sol - às vezes mais longe do sol que Plutão - e ter um calor interno relativamente fraco.

A estranha inclinação de Urano

Ao contrário de outros mundos, Urano é tão inclinado que orbita o sol de lado, com o eixo de rotação quase apontando para a estrela. Muitos astrônomos acreditam que essa orientação incomum pode ser devido a uma colisão com um planeta do tamanho da Terra logo após sua formação.

Os altos e baixos de Marte

O planeta vermelho é o lar da montanha mais alta e do vale mais profundo e mais longo do sistema solar. O Olympus Mons tem cerca de 27 quilômetros de altura, cerca de três vezes mais alto que o Monte Everest, enquanto o Valles Marineris pode chegar a 8 a 10 quilômetros em alguns lugares e percorrer cerca de 2.500 milhas ( 4.000 quilômetros), próximo à largura da Austrália ou da Filadélfia a San Diego.

As variações selvagens de temperatura de Mercúrio

À medida que o planeta se aproxima do Sol, a superfície de Mercúrio pode atingir um escaldante 450 graus Celsius. No entanto, como este mundo não tem atmosfera suficiente para reter qualquer calor, as temperaturas noturnas podem despencar a -170 graus C, uma variação de temperatura de mais de 1.100 graus F, que é a maior do sistema solar.

A superfície de Vênus

Embora Vênus seja apenas o segundo planeta mais próximo do Sol, sua atmosfera densa e tóxica prende o calor em uma versão descontrolada do efeito estufa que aquece a Terra. Como resultado, as temperaturas em Vênus atingem 870 graus F (465 graus Celsius), mais que o suficiente para derreter o chumbo.

[1]

De que tamanho são os outros planetas do nosso sistema comparados com a Terra?

Um de cada vez:

Plutão:

(considerado planeta desde a sua descoberta em 18 de Fevereiro de 1930 e plutóide, planetóide ou planeta anão desde 24 de Agosto de 2006, meio ano após a saída da sonda New Horizons para o mesmo):