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sábado, 22 de agosto de 2026

E se o sol estivesse frio e o espaço estivesse quente?



No sol não há fogo, há plasma!

Se quer dizer "queima " porque liberta calor, é porque no sol acontece uma reação termonuclear de fusão e logo não necessita da presença de oxigénio.

Se tocar numa lâmpada de incandescência enquanto está ligada/iluminada, esta queima, liberta calor, mas lá dentro não há fogo nem oxigénio.

O que acontece com o sol é que átomos de Hidrogénio se fundem devido à enorme gravidade e pressão e transformam-se em Hélio e é nesse processo que a reação nuclear de fusão produz uma enorme quantidade de calor.

Se a Terra se tornasse mais leve, a gravidade puxaria a Terra em direção ao Sol?

 

Ao contrário.

A atração mútua entre o Sol e a Terra obedece à fórmula Newtoniana:

Em que, mantendo a constante G e a distância r de partida (e o seu quadrado r²), as duas massas m1 e m2 se multiplicam. Se uma massa (no caso a da Terra) diminuisse, a Força da Gravidade F1 = F2 também iria diminuir.

Se a massa da Terra virasse metade, a atração entre a Terra e o Sol viraria também metade.

Então com menor atração mútua, a Terra se afastaria para uma órbita mais larga.

Se a diminuição de massa fosse instantânea, a nova órbita teria o periélio (ponto mais próximo do Sol) no ponto de partida (onde teria estado aquando da redução de massa) e o afélio (ponto mais distante do Sol) mais longe, descrevendo uma órbita elíptica mais alongada.

Convirá vincar que como a Terra tem uma velocidade média orbital (29,8 Km/s) que não excede a Velocidade de Escape do Sol (que a partir da posição original é de 42,1 Km/s) aquela [Terra] continuaria cativa deste último [Sol].

Qual o lugar mais quente do Universo?

 


Não existe um único “lugar mais quente” permanente.

Considerando toda a história do cosmos, o Universo inteiro foi o ambiente mais quente logo após o Big Bang. Nos primeiros instantes, a temperatura superava trilhões de kelvin e, quanto mais perto do instante inicial, maior seria. Não era um ponto específico, pois todo o Universo observável estava nesse estado.

No Universo atual, as maiores temperaturas naturais provavelmente surgem por instantes em colisões de estrelas de nêutrons e no colapso de estrelas massivas. Simulações indicam que fusões de estrelas de nêutrons podem atingir dezenas ou até cerca de 100 MeV, aproximadamente 1 trilhão de kelvin. Esse valor é estimado por modelos físicos, não medido diretamente com um termômetro.

Curiosamente, a matéria mais quente já produzida e estudada diretamente foi criada na Terra. Colisões de núcleos atômicos no LHC formam plasma de quarks e glúons com temperaturas de alguns trilhões de kelvin. Uma medição do CERN estimou cerca de 2,5 trilhões de kelvin, mas o material existe por uma fração minúscula de segundo e numa região menor que um átomo.

Assim, o Universo primordial foi o ambiente mais quente que conhecemos. Entre fenômenos naturais atuais, fusões de estrelas de nêutrons estão entre os principais candidatos. Entre temperaturas produzidas e estudadas diretamente, o recorde pertence aos aceleradores de partículas.

Se o Sol fosse 5ºC mais quente a vida na Terra seria possível?

 A temperatura na superfície mais externa do Sol é de 6.000 C, na fotosfera. Se fosse 6.005, não faria muita diferença para nós, que estamos a 149 milhões de quilômetros de distância.

EDIT: conforme bem lembrado pelo colega Ricardo Garlipp , muito provavelmente a temperatura deve ser próxima de 6.000 C, e deve ter variações dependendo de atividade solar, etc.

As variações causadas por manchas solares e disparos de plasma são bem maiores e essas sim afetam o clima na Terra, mas é uma variação bem maior que os 5 C da pergunta.

O Sol é o objeto mais prominente em nosso sistema solar. É o maior objeto e contém aproximadamente 98% da massa total do sistema solar. Cento e nove Terras seriam necessárias cobrir o disco do Sol, e em seu interior caberiam 1,3 milhões de Terras. A camada externa visível do Sol é chamada fotosfera, e tem uma temperatura de 6.000°C. Esta camada tem uma aparência turbulenta devido às erupções energéticas que lá ocorrem.

A energia solar é gerada no núcleo do Sol. Lá, a temperatura (15.000.000° C) e a pressão (340 bilhões de vezes a pressão atmosférica da Terra ao nível do mar) são tão intensas que ocorrem reações nucleares.

O núcleo de todos os planetas é tão quente quanto o da Terra?

 Obviamente que não.

O calor do núcleo de um planeta é principalmente determinado pela sua massa, e também se há influência gravitacional de outro planeta.

Eis umas comparações simples:

  • Terra e Marte

Acredita-se que o núcleo de Marte tem uma temperatura algures entre 1.400°C e 1.800°C.

Mas a temperatura do núcleo da Terra está algures nos 5.200°C.

Mas a Terra tem uma massa de 5,97 x 10^24 kg, enquanto que Marte tem uma massa de 6,39 x 10^23 kg. Isso é uma diferença de pouco mais de 9 vezes.

  • Terra e Mercúrio

Mercúrio tem uma massa de 3,29 x 10^23 kg.

Acredita-se que a temperatura do núcleo do planeta, está algures entre os 1600°C e os 1800°C. E essa temperatura tem alguma ajuda devido ao facto que Mercúrio está tão próximo do Sol.

  • Terra e Júpiter

A massa do planeta Júpiter é de 1,90 x 10^27 kg.

Com uma temperatura do seu núcleo estimado estar algures nos 19.700°C.

E como tal, planetas com massas diferentes têm núcleos com temperaturas diferentes.

Há sóis mais quentes que o nosso Sol?

 Sim, há estrelas gigantes atuais, que têm temperatura superficial de 60.000 °K, sendo que o Sol tem em torno de 6.000 °K. Essas estrelas são bem maiores que o Sol e consomem bem mais rápido seu combustível nuclear, 10 milhões de anos, enquanto estrelas como o Sol duram até 10 bilhões de anos.

Essas estrelas com massa bem maior que o Sol tem uma força gravitacional elevada e isso comprime os átomos uns contra outros e isso faz fusão de elementos químicos maiores, podendo fazer até o ferro número atômico 26. O Sol faz até o Hélio e o Lítio, números atômicos 2 e 3.Supergigante azul – Wikipédia, a enciclopédia livre

Da esquerda para a direita: uma anã vermelha, uma anã amarela, uma anã azul e R136a1.

As supergigantes azuis são estrelas supergigantes de classe O ou B.

São extremamente quentes e luminosas, com temperaturas à superfície entre 20.000 e 50.000K. Têm tipicamente de 10 a 50 massas solares e podem atingir um raio 25 vezes superior ao raio do Sol. Esse raro tipo de estrelas está entre as estrelas mais quentes e brilhantes conhecidas no Universo.

Por causa de suas grandes massas estas estrelas têm uma expectativa de vida relativamente baixa e são observadas principalmente em jovens estruturas cósmicas tais como aglomerados abertos, nos braços de galáxias espirais e em galáxias irregulares. Supergigantes azuis raramente são observadas nos núcleos de galáxias espirais, galáxias elípticas ou aglomerados globulares, que geralmente têm estrelas mais velhas.

Principais supergigantes azuisEditar

Provavelmente a supergigante azul mais conhecida é Rigel, que com uma magnitude de 0,12 é a estrela mais brilhante da constelação de Orion. Sua luminosidade é 66.000 vezes maior que a do Sol e sua massa é de 20 massas solares. Outras supergigantes azuis conhecidas são Zeta Orionis, Alnilam e Saiph.

A tabela abaixo mostra as supergigantes azuis mais conhecidas.

Qual é a diferença entre laser e plasma?

 LASER

A palavra Laser tem origem no inglês e é a abreviação para Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que, traduzindo para o português, significa Amplificação da luz por emissão estimulada de radiação. O funcionamento do laser baseia-se na emissão estimulada, um conceito introduzido por Einstein em 1917.

Funcionamento

Um átomo é constituído de um núcleo, onde ficam os protões e os nêutrões, e eletrosfera ao redor do núcleo, onde ficam os electrões em órbitas (???). Cada órbita do electrão possui um nível energético. Quando submetido à energia electromagnética, o electrão absorve energia e passa a ocupar um nível mais energético do átomo, ou seja, um estado excitado, possuindo uma forte tendência a retornar ao seu nível “natural”. Se o electrão está no estado excitado e novamente recebe uma radiação, este pode estimula-lo a passar para o estado fundamental, emitindo outro fotão de energia igual à que foi submetido."

"O fotão emitido possui a mesma energia da radiação que estimulou a emissão e ao atingir outro electrão no mesmo estado também estimula a emissão de outros fotões com características iguais, produzindo um efeito em cascata. Quando o número de fotões emitidos for maior do que os absolvidos, o laser produz luz."


PLASMA

É um dos vários estados em que podemos encontrar a matéria. Em alguma literatura refere-se como o 4º estado da matéria.

Os plasmas possuem algumas características semelhantes aos gases, pois também não possuem formas nem volumes fixos, mas apresentam uma densidade muito menor.

O plasma é constituido por íões e electrões livres, formados a partir da retirada de muitos ou todos os electrões dos átomos que constituem o gás.

Um gás é constituído por moléculas neutras que formam um conjunto cuja carga eléctrica total é zero, já os plasmas podem até representar um volume de carga total zero, mas as suas partículas estarão carregadas electricamente, o que o permite, além de conduzir electricidade, sofrer os efeitos de um campo electromagnético.

Para um gás chegar ao estado de plasma é necessário ser submetido a altas temperaturas, onde as partículas do gás sofrerão um fenómeno chamado ionização.

Portanto, o plasma é formado quando uma substância no estado gasoso é aquecida até atingir um valor tão elevado de temperatura que faz com que a agitação térmica molecular supere a energia de ligação que mantém os electrões em órbita ao redor do núcleo do átomo.

O Sol, por exemplo, é todo constituído por matéria na forma gasosa e plasma, pois as estrelas, por serem gases a temperaturas muito altas, tem suas partículas carregadas electricamente, que formam o plasma.

No nosso planeta é possível encontrar matéria em estado de plasma, mesmo que muito abaixo das temperaturas em que se encontram as estrelas. As lâmpadas fluorescentes e os letreiros em neon são bons exemplos. Nesses casos, um gás é submetido a altas voltagens, de forma que os electrões são separados de seus átomos ou levados a altos níveis de energia, e então, o gás dentro do bulbo se torna um plasma e os electrões excitados voltam para os níveis anteriores de energia, emitindo fotões com comprimentos de onda dentro do espectro visível, possibilitando que enxerguemos as luzes coloridas.

Esse é o mesmo princípio de funcionamento dos televisores de plasma.

Nestes aparelhos, um gás, geralmente argônio, neônio ou xenônio, é injetado entre dois painéis de vidro e quando submetido a uma corrente eléctrica causa o brilho nos canhões vermelho, verde e azul, que ao serem combinados de forma correcta, geram as cores específicas e as imagens desejadas.

Muitas vezes confunde-se um TV Plasma com um TV LCD, OLED ou AMOLED. São ambos fisicamente parecidos, todavia o procedo de produção da imagem difere.


Em resumo:

Podemos dizer que: o laser é energia, já o plasma é matéria ionizada+energia.

Porque a luz, que não tem massa, é afetada pela gravidade?

 

Assim dito "a luz é afetada pela gravidade" induz em erro.

A presença de objetos massivos distorce o próprio espaço.

Explicado pela Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein de 1915.

Isso permite, por exemplo, usar massas (p/ex.: galáxias distantes) como se fossem "lentes" para podermos "ver" objectos ainda mais longínquos atrás delas — até perto do início do Universo (cerca de 13,7 bilhões de anos no passado).


Dispondo de um telescópio e coletando dados posicionais precisos dos planetas, podemos chegar às mesmas conclusões que Kepler chegou?

 

Excentricidade Orbital. Todas as Órbitas com Igual Período porque têm Igual Semi-Eixo Maior.

Em princípio Sim, certamente.

Com um telescópio já sairíamos em vantagem, pois nem Johannes Kepler nem Tycho Brahe tinham acesso a um tal instrumento.

Johannes Kepler

A precisão das nossas observações seria muito maior.

Por outro lado a Matemática actual é bem mais avançada.

Cálculo Diferencial só surgiu bem depois com Isaac Newton e Gottfried Wilhelm Leibniz.

Repare que três pontos (rigorosamente medidos) definem um círculo e quatro definem uma elipse, usando os instrumentos matemáticos corretos.


Johannes Kepler era: um astrônomo, um matemático (do seu tempo) e um astrólogo (na época ser astrólogo dava bem mais dinheiro) Alemão.

Tycho Brahe

Ele trabalhou com o astrônomo (também astrólogo e alquimista) Dinamarquês Tycho Brahe, conhecido por suas observações astronômicas abrangentes e com uma precisão sem precedentes à época, e de quem Kepler herdou seus precisos dados de observação, que foram essenciais para suas descobertas.

Tycho Brahe foi o último grande astrônomo antes da invenção do telescópio e tem sido descrito como o maior astrônomo pré-telescópio.

Ele se dedicou à criação de instrumentos de medição cada vez mais precisos e acabou construindo desde 1597 um observatório em Benátky nad Jizerou a 30 Km a Nordeste de Praga.

Antes de sua morte em 1601, ele foi auxiliado por um ano por Johannes Kepler, que continuou usando os dados de Tycho para desenvolver suas próprias Três Leis do Movimento Planetário.

São elas:

Primeira e Segunda Leis de Kepler

1) Lei das Órbitas: Os planetas descrevem órbitas elípticas, com o Sol em um dos focos;

2) Lei das Áreas: O raio vetor que liga um planeta ao Sol descreve áreas iguais em intervalos de tempo iguais;

Terceira Lei de Kepler

3) Lei dos Períodos: Os quadrados dos períodos de revolução T são proporcionais aos cubos das distâncias médias r do Sol aos planetas, isto é, T² = k·r³, em que k é uma constante de proporcionalidade.


Com isto Kepler defendeu e aprimorou o Modelo Heliocêntrico de Nicolau Copérnico, que colocava o Sol no centro do sistema solar, contra o tradicional Modelo Geocêntrico de Ptolomeu, e forneceu a base empírica que permitiu a Isaac Newton formular a Lei da Gravitação Universal.

As Três Leis de Kepler dos Movimentos Planetários

Baseou-se nas 'pistas' deixadas por Copérnico o que serviu de ponto de partida para Sir Isaac Newton que famosamente escreveu: "Se eu vi mais longe, foi por estar sobre os ombros de gigantes."

Quais planetas em nosso sistema solar contêm água?

 

Água Líquida

Quase todos, uns mais, outros bem menos.

Na perspectiva duma possível futura economia Solar…

Vou assumir que está valendo água (composto químico) em qualquer dos três estados.

Também vou entrar em linha de conta com os satélites e os planetas anões.

Mas vou excluir:

  • os Cometas, que têm todos uma alta probabilidade de ter água mas são muito pequenos e muito difíceis de explorar pelas suas excêntricas órbitas,
  • os Gigantes Gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno) que são inexploráveis com qualquer prospectiva tecnologia, por enquanto.

Venus por exemplo só tem uma pequeníssima porcentagem de vapor de água na sua diabólica atmosfera que é a mais densa dos planetas rochosos, formada por 96% de Dióxido de Carbono (CO₂) e nuvens espessas de Ácido Sulfúrico (H₂SO₄). Ela causa um efeito estufa extremo, elevando a temperatura da superfície para cerca de 465°C e gerando uma pressão esmagadora 92 vezes maior que a da Terra.

Mercúrio e a nossa Lua só poderão ter gelo [de água] em áreas de sombra perpétua nos seus polos. Água assim foi recentemente confirmada na Lua.

'Oceanos' do Sistema Solar

Marte tem muito menos água que a Terra, mas ainda tem alguma.

As Áreas Coloridas deste Mapa obtido por Radar denotam Água Sub-Superficial. Cores Frias estão mais perto da Superfície que as Cores Quentes e a Área Marcada seria a Mais Propícia. Nas área cinza, se existe, a água estará mais profunda do que o Radar podia escanear.

Surpreendentemente Ganímedes (lua de Júpiter), Europa (idem Jupiteriana) e Titã (satélite de Saturno) contêm cada um mais água que a própria Terra.

Separando gelo de água líquida nestes três…

Gelo e Água Líquida

Numa perspetiva mais abrangente e para referência, na Terra existem 1,38 bilhões de quilômetros cúbicos de água. Desse total, 97% é salgada nos oceanos e 3% é doce; cerca de 68% a 69% dessa água doce está congelada em geleiras e calotas polares.

Luas e Planetas Anões com Água

Luas de Júpiter com água detectada

  • Temos Ganímedes (maior lua de Júpiter e do Sistema Solar, maior até do que Mercúrio) com uma crosta de gelo superficial de cerca de 150 Km de espessura, composta predominantemente de gelo de água (e outros gelos). Abaixo da crosta congelada, existe um vasto oceano de água salgada com cerca de 100 Km de profundidade. A água líquida pode representar quase metade do volume total de Ganímedes. Quando se inclui todo o gelo da lua, a água em suas diferentes formas chega a cerca de 70% da massa ou volume composicional. Assim o oceano subterrâneo de Ganímedes pode conter várias vezes (estimativas apontam de 6 a 25 vezes) mais volume de água do que todos os oceanos terrestres combinados.
  • Calisto tem a sua massa composta por cerca de 50% de gelo de água e 50% de rocha. Possui uma crosta de gelo de cerca de 200 Km de espessura e dados da sonda Galileo da NASA indicam que pode esconder um oceano subterrâneo de água líquida com mais de 10 Km de profundidade abaixo dessa camada congelada.
  • Estima-se que Europa possua uma camada externa de água de cerca de 60 a 150 Km de espessura sob uma capa de gelo firme com 15 a 25 Km de grossura. O total de água líquida e congelada pode ser o dobro ou até o triplo da quantidade encontrada em todos os oceanos da Terra.

Luas de Saturno com água detectada

  • Titã (a maior lua de Saturno) é um mundo rico em água, contendo muito mais água do que a Terra. No entanto, devido à temperatura superficial de -179°C, quase toda essa água está congelada e dura como rocha, exceto por um vasto oceano subterrâneo global de água líquida e salgada misturada com amônia (que atua como anticongelante). A atmosfera (única no Sistema Solar) é 50% mais densa que a Terrestre e composta principalmente por Nitrogênio (cerca de 95%) e Metano (cerca de 5%), além de pequenas partes de outros gases como Etano e Hidrogênio. Existem nuvens e chuvas líquidas de Metano em Titã. Os rios, lagos e mares visíveis à superfície não são de água, mas sim de metano e etano líquidos. A maior parte do interior e da crosta de Titã é formada por gelo de água, compondo cerca de metade da massa total da lua. Existem possivelmente camadas profundas de formas especiais de gelo (como o gelo VI) que ficam abaixo do oceano e acima do núcleo rochoso.
  • Reia (a segunda maior lua de Saturno) é composta por cerca de 75% de gelo de água e 25% de rocha misturadoas sem um núcleo definido, o que faz dela um gigantesco corpo congelado com pouca densidade.
  • Encélado possui um oceano global de água líquida escondido sob uma crosta de gelo com 30 a 40 Km de espessura, chegando a ser mais fina nas fraturas do Polo Sul (10 Km de água aí) por onde saem Plumas e Gêiseres de vapor de água e grãos de gelo para o espaço a uma taxa de cerca de 200 Kg por segundo, alimentando o Anel E de Saturno. Estima-se que o volume desse oceano subterrâneo equivalha a cerca de 2% do volume dos oceanos da Terra, com uma quantidade de água líquida comparável ao volume do Lago Superior na América do Norte, além de toda a massa da lua ser predominantemente composta por gelo e rocha.
  • Dione é composta por cerca de 60% a 65% de gelo de água, sendo o restante 35% a 40% formado por um núcleo denso de rochas de silicato. Estima-se também a presença de um oceano subterrâneo de água líquida sob sua crosta congelada a cerca de 100 Km de profundidade. Com uma temperatura média na superfície de -186°C, o gelo externo é extremamente rígido e comporta-se como rocha.

Lua de Neptuno com água detectada

  • Estima-se em Tritão (a maior lua de Neptuno) que 15% a 35% (podendo chegar a 45%) da sua massa total seja composta por gelo de água, o que significa que há milhares de bilhões de toneladas de água congelada em sua estrutura, além de um provável oceano subterrâneo de água líquida lamacenta aquecido por forças de maré exercidas por Neptuno. O centro é um núcleo massivo de rocha e metal que representa cerca de dois terços da massa total da lua.

Lua de Urano com água detectada

  • Titânia, a maior lua de Urano, é composta por cerca de 50% de gelo de água e 50% de material rochoso (além de compostos orgânicos e vestígios de Metano congelado). Ela é essencialmente uma gigantesca esfera de gelo e rocha misturados. Modelos térmicos recentes baseados em dados reanalisados da Missão Voyager 2 da NASA sugerem que o calor radioativo interno pode manter uma camada de água líquida (um oceano subterrâneo) com até 50 Km de espessura bem na divisa entre o núcleo rochoso e o manto gelado.
  • Oberon é composto por cerca de 50% de gelo de água e 50% de rocha em massa. A lua contém perto de 1,5 trilhão de toneladas de gelo de água, estruturada em um manto congelado ao redor de um núcleo rochoso. Estudos térmicos sugerem que, se houver anticongelantes naturais (como Amônia) no interior, uma camada de água líquida pode persistir na fronteira entre o núcleo rochoso e o manto de gelo.

Planetas Anões com água detectada

  • Ceres, um planeta anão da cintura de asteroides entre Marte e Júpiter, é composto por uma imensa quantidade de água, estimada entre 25% e até 90% de seu volume perto da superfície segundo novos modelos, o que significa que ele possui mais água congelada do que toda a Terra. Essa água se manifesta principalmente como gelo misturado ao manto, minerais hidratados e depósitos de salmoura subterrânea. O interior do planeta anão abriga uma camada rica em gelo de água misturado com Amônia e rochas.
  • Éris é um Objecto Trans-Neptuniano (TNO) mais massivo que Plutão, mas menor em tamanho. A sua descoberta em 2005 forçou a União Astronômica Internacional a criar a categoria de "planeta anão" em 2006, rebaixando Plutão e classificando Éris da mesma forma. Composto por cerca de 30% de gelo e 70% de rocha em sua massa total, possui um manto rico em gelo de água e uma superfície coberta por gelos voláteis como Metano, Nitrogênio e Monóxido de Carbono. Estudos de calor interno por decaimento radioativo e marés gravitacionais (tem pelo menos um satélite: Disnomia) sugerem que Éris pode esconder um oceano de água líquida perto do limite entre o núcleo e o manto.
  • Plutão (outro TNO) é composto por cerca de 30% a 40% de água em massa (principalmente em forma de gelo), o restante sendo rocha. Seu interior abriga um vasto oceano subterrâneo de água líquida com volume equivalente ao de todos os oceanos da Terra juntos, coberto por uma espessa camada de gelos de água, Nitrogênio e Metano mantido por decaimento radioativo e marés gravitacionais (tem vários satélites, sendo o maior Caronte de composição semelhante).
  • Sedna (ainda outro TNO) para a qual não há um valor exato ou medição precisa da quantidade de água e gelo, pois este planeta anão fica muito longe e não tem luas conhecidas para calcularmos sua massa com facilidade. Sabe-se que sua superfície e seu manto contêm grandes quantidades de gelo de água, misturado com rochas e outros compostos congelados como Metano, Nitrogênio, Metanol e Tolinas (compostos orgânicos vermelhos criados pela radiação do sol) sobre um grande núcleo de rocha.
Água em Vários Corpos do Sistema Solar