Planetas

Um planeta é um corpo celestial que orbita uma estrela ou um remanescente de estrela, com massa suficiente para se tornar esférico pela sua própria gravidade, mas não a ponto de causar fusão termonuclear, e que tenha limpado de planetesimais a sua região vizinha (dominância orbital).

O termo planeta é antigo, com ligações com a história, ciência, mitologia e religião. Os planetas eram vistos por muitas culturas antigas como divinos ou como emissários de deuses. À medida que o conhecimento científico evoluiu, a percepção humana sobre os planetas mudou, incorporando diversos tipos de objetos. Em 2006, a União Astronômica Internacional (UAI) adotou oficialmente uma resolução definindo planetas dentro do Sistema Solar, a qual tem sido elogiada e criticada, permanecendo em discussão entre alguns cientistas.

Ptolomeu imaginava que os planetas orbitavam a Terra, em movimentos do epiciclo e círculo deferente. Embora a ideia de que os planetas orbitavam o Sol tivesse sido sugerida muitas vezes, somente no século XVII esta visão foi suportada por evidências pelas primeiras observações telescópicas, realizadas por Galileu Galilei. Através da cuidadosa análise dos dados das observações, Johannes Kepler descobriu que as órbitas dos planetas não são circulares, mas elípticas. À medida que as ferramentas de observação foram desenvolvidas, os astrônomos perceberam que os planetas, como a Terra, giravam em torno de eixos inclinados e que alguns compartilhavam características como calotas polares e estações do ano. Desde o início da era espacial, observações mais próximas por meio de sondas demonstraram que a Terra e os outros planetas também compartilham características como vulcanismo, furacões, tectônica e até mesmo hidrologia.

Os planetas são geralmente divididos em dois tipos principais: os grandes e de baixa densidade planetas gigantes gasosos e os menores e rochosos planetas terrestres. Pelas definições da UAI, há oito planetas no Sistema Solar: em ordem crescente de distância do Sol, são os quatro planetas terrestres Mercúrio, Vênus, Terra e Marte, e depois os quatro gigantes gasosos Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Seis dos planetas são orbitados por um ou mais satélites naturais.

Além disso, o Sistema Solar possui também pelo menos cinco planetas anões e centenas de milhares de corpos menores do Sistema Solar.

Desde 1992, centenas de planetas orbitando outras estrelas (planetas extrassolares ou exoplanetas) foram descobertos na Via Láctea. Desde dezembro de 2010, mais de 500 planetas extrassolares conhecidos estão listados na Enciclopédia de Planetas Extrassolares, variando desde planetas terrestres maiores que a Terra até gigantes gasosos maiores do que Júpiter.

Formação

Os Planetas são formados por remanescentes deixados após o nascimento de uma estrela . Uma protoestrela se forma no núcleo, cercada por um disco protoplanetário giratório. Por meio de acreção (um processo de aglutinação por colisão), partículas de poeira do disco acumulam massa continuamente, formando corpos cada vez maiores. Formam-se concentrações de massa, conhecidas como planetesimais, as quais aceleram o processo de acreção ao atrair material adicional com a sua força gravitacional. Essas concentrações se tornam cada vez mais densas, até que elas colapsam para seu interior devido à gravidade, formando protoplanetas.Quando um planeta atinge um diâmetro maior do que a Lua da Terra, ele começa a acumular uma atmosfera, aumentando muito a frequência de captura de planetesimais, por meio do arrasto atmosférico.

Visão artística do disco protoplanetário

Quando a protoestrela cresceu a ponto de se inflamar para formar uma estrela, o disco remanescente é expulso por fotoevaporação, vento solar, arrasto de Poynting-Robertson e outros efeitos.Daí em diante, pode haver muitos protoplanetas orbitando a estrela ou um ao outro, mas com o tempo muitos vão colidir, formando um único planeta maior ou liberando material que será absorvido por outros protoplanetas ou planetas.Os objetos que tiverem massa suficiente vão capturar a maior parte do material na sua vizinhança orbital, tornando-se planetas. Enquanto isso, os protoplanetas que evitarem as colisões podem se tornar satélites naturais de planetas por um processo de captura gravitacional, ou permanecer em cinturões com outros objetos, tornando-se planetas anões ou corpos menores do Sistema Solar.

O impacto energético dos pequenos planetesimais, bem como a desintegração radioativa, aquece o crescente planeta, fazendo com que ele se funda, pelo menos parcialmente. O interior do planeta começa a se diferenciar pela massa, desenvolvendo um núcleo mais denso.Os planetas terrestres menores perdem a maior parte da sua atmosfera por causa desta acreção, mas os gases perdidos podem ser repostos pela perda de gás do manto e pelos impactos subsequentes de cometas.Os planetas menores perdem qualquer atmosfera que eles ganhem por meio de vários mecanismos de escape.

Com a descoberta e observação de sistemas planetários em torno de outras estrelas, torna-se possível elaborar, revisar ou mesmo substituir este processo. Acredita-se atualmente que o nível de metalicidade - um termo astronômico que descreve a abundância de elementos químicos com número atômico maior que 2 (hélio) - determine a probabilidade de uma estrela possuir planetas.[68] Assim, uma estrela da População I, rica em metal, provavelmente possui um sistema planetário mais substancial do que uma estrela da População II, pobre em metal.

Objetos de massa planetária

Um objeto de massa planetária é um objeto celeste com uma massa dentro da faixa da definição de planeta, isto é, maior do que um corpo menor, porém menor do que uma anã marrom com reação nuclear ou uma estrela. Por definição, todos os planetas são ‘’objetos de massa planetária’’, mas o objetivo deste termo é descrever objetos que não se encaixem nas expectativas típicas de um planeta. Planetas livres que não orbitem estrelas podem ser planetas órfãos ejetados do seu sistema ou objetos formados por colapso da nebulosa e não por acreção (às vezes chamados subanãs marrons),

Planetas órfãos

Várias simulações por computador da formação de sistemas estelares e planetários sugeriram que alguns objetos de massa planetária seriam ejetados para o espaço interestelar

Alguns cientistas argumentaram que esses objetos encontrados vagando no espaço deveriam ser classificados como "planetas", embora outros tenham sugerido que eles poderiam ser estrelas de pequena massa.

Subanãs marrons

Estrelas se formam por meio do colapso gravitacional de nuvens de gás, mas objetos menores também podem se formar a partir do colapso de nuvem. Objetos de massa planetária formados dessa forma são às vezes chamados subanãs marrons. As subanãs marrons podem ser objetos livres, como o Cha 110913-773444, ou orbitar um objeto maior, como o 2MASS J04414489+2301513.

Por um curto espaço de tempo, em 2006, astrônomos acreditaram ter encontrado um sistema binário de tais objetos, Oph 162225-240515, que os descobridores chamaram de "objetos de massa planetária"; entretanto, análise mais recente dos objetos determinou que a massa de cada um é provavelmente maior do que 13 massas de Júpiter, o que classifica o par como anãs marrons.

Planetas satélites e planetas em cinturões

Alguns satélites grandes são de tamanho similar ou maiores do que Mercúrio, como, por exemplo, as luas de Galileu e Titã, de Júpiter. Alan Stern argumentou que a localização não deveria importar e somente atributos geofísicos deveriam ser levados em conta na definição de um planeta, tendo proposto o termo ‘’’planeta satélite’’’ para um objeto do tamanho de um planeta orbitando outro planeta. Da mesma forma, objetos com tamanho de planetas no cinturão de asteroides ou no cinturão de Kuiper deveriam também ser planetas, de acordo com Stern.

Atributos

Embora cada planeta tenha características físicas únicas, algumas características comuns existem entre eles. Algumas delas, como anéis e satélites naturais, por enquanto somente foram observadas em planetas do Sistema Solar, enquanto outras são também comuns a planetas extrassolares.

Órbita

A órbita de Netuno comparada à de Plutão. Note-se a elongação da órbita de Pltão em relação à de Netuno (excentricidade), bem como o seu grande ângulo em relação à eclíptica (inclinação).

De acordo com as definições atuais, todos os planetas devem girar em torno de estrelas; logo, quaisquer planetas órfãos são excluídos. No Sistema Solar, todos os planetas orbitam o Sol no mesmo sentido da rotação do Sol (anti-horário, para um observador sobre o polo norte do Sol). Pelo menos um planeta extrassolar, WASP-17b, foi descoberto numa órbita em sentido oposto ao da rotação da sua estrela.

O período de uma revolução de um planeta em sua órbita é conhecido como o seu período sideral ou ano. Um ano de um planeta depende da sua distância para a sua estrela; quanto mais longe um planeta está da sua estrela, não apenas ele terá maior distância para percorrer, como também menor será sua velocidade, pois ele será menos afetado pela gravidade da estrela. Como nenhuma órbita de planeta é perfeitamente circular, a distância varia ao longo do ano. A maior aproximação para a sua estrela é chamada o seu periastro (periélio no Sistema Solar), enquanto a maior separação é chamada apoastro (afélio). À medida que um planeta se aproxima do periastro, sua velocidade aumenta pela transformação da energia potencial gravitacional em energia cinética, da mesma forma como um objeto em queda livre na Terra ganha velocidade à medida que cai; quando o planeta atinge o apoastro, sua velocidade diminui, da mesma forma como um objeto atirado para cima na Terra perde velocidade quando se aproxima do ápice da sua trajetória.

A órbita de cada planeta é definida por um conjunto de elementos:

• A excentricidade de uma órbita descreve quão alongada ela é. Planetas com baixa excentricidade têm órbitas mais circulares, enquanto planetas com alta excentricidade têm órbitas mais elípticas. Os planetas do Sistema Solar têm excentricidades muito baixas e, portanto, órbitas quase circulares.Cometas e objetos do Cinturão de Kuiper, assim como vários planetas extrassolares, têm excentricidades muito altas, logo órbitas fortemente elípticas.

Ilustração do semieixo maior

 O semieixo maior é a distância de um planeta até a metade do maior diâmetro da sua órbita elíptica (ver imagem). Esta distância não é igual ao apoastro, porque nenhuma órbita de planeta tem a estrela no seu centro.

A inclinação de um planeta indica o quanto sua órbita está acima ou abaixo de um plano de referência. No Sistema Solar, o plano de referência é o plano da órbita da Terra, chamada eclíptica. Para planetas extrassolares, o plano, conhecido como ‘’’plano celeste’’’, é o plano da linha de visão do observador a partir da Terra.Os oito planetas do Sistema Solar estão todos muito próximos da eclíptica, enquanto cometas e objetos do Cinturão de Kuiper, como Plutão, estão a ângulos muito maiores em relação a ela

Os pontos em que um planeta atravessa acima e abaixo o seu plano de referência são chamados nós ascendente e descendente. A longitude do nó ascendente é o ângulo entre a longitude zero do plano de referência e o nó ascendente do planeta. O argumento do periastro (ou periélio no Sistema Solar) é o ângulo entre o nó ascendente do planeta e a sua maior aproximação da estrela.

Inclinação axial

A inclinação axial da Terra é de cerca de 23°.

Os planetas também têm graus variados de inclinação axial: eles estão a um determinado ângulo do plano do equador das suas estrelas. Isto faz variar a quantidade de luz recebida em cada hemisfério ao longo do ano; quando o hemisfério norte não está voltado para a sua estrela, o hemisfério sul aponta para ela, e vice-versa. Cada planeta possui, portanto, estações do ano: mudanças no clima ao longo do ano. O momento em que cada hemisfério está mais distante ou mais próximo da sua estrela é chamado solstício. Cada planeta tem dois no curso de um ano; quando um hemisfério tem o seu solstício de verão (o dia é mais longo), o outro tem o tem o seu solstício de inverno (o dia é mais curto).

A quantidade variável de luz e calor recebida em cada hemisfério cria mudanças anuais nos padrões de clima em cada metade do planeta. A inclinação axial de Júpiter é muito pequena, portanto sua variação sazonal é mínima. Urano, por outro lado, tem uma inclinação axial tão extrema que ele está virtualmente de lado, o que significa que os seus hemisférios estão sempre iluminados ou sempre na escuridão na época dos seus solstícios.[99] Entre os planetas extrassolares, as inclinações axiais não são conhecidas com certeza, embora se acredite que a maior parte dos Jupiteres quentes tenha inclinação axial desprezível ou nula, como resultado da proximidade com as suas estrelas.

Rotação

Os planetas giram em torno de eixos invisíveis que passam pelos seus centros. O período de rotação de um planeta é chamado o seu dia. A maioria dos planetas no Sistema Solar giram no mesmo sentido em que orbitam o Sol, que é anti-horário, para um observador acima do polo norte do Sol. Exceções são Vênus e Urano, que giram no sentido horário, embora a extrema inclinação axial de Urano leve a diferentes convenções sobre qual dos seus polos é o "norte" e, portanto, se o planeta está girando no sentido horário ou anti-horário. Entretanto, qualquer que seja a convenção usada, Urano tem rotação retrógrada em relação a sua órbita.

A rotação de um planeta pode ser induzida por vários fatores durante a sua formação. Um momento angular resultante pode ser induzido pelas contribuições individuais de momentos angulares de objetos acretados. A acreção de gás pelos gigantes gasosos também pode contribuir para o momento angular. Finalmente, nos últimos estágios da formação do planeta, um processo estocástico de acreção protoplanetária pode alterar randomicamente o eixo de rotação de um planeta.

Há uma grande variação na duração de um dia entre os planetas, com Vênus levando 243 dias terrestres para dar uma volta e os gigantes gasosos apenas algumas horas. Os períodos rotacionais de planetas extrassolares não são conhecidos, entretanto sua proximidade para as suas estrelas significa que os Jupiteres quentes estão em acoplamento de maré (suas órbitas estão sincronizadas com suas rotações). Isto significa que eles somente mostram uma face para as suas estrelas, ficando um lado em dia perpétuo e o outro em noite perpétua.

Dominância orbital

A característica dinâmica definidora de um planeta é que ele tenha limpado a sua vizinhança. Um planeta que limpou a sua vizinhança acumulou massa suficiente para agrupar ou afastar todos os planetesimais na sua órbita. Com efeito, ele orbita a sua estrela isoladamente, em oposição a compartilhar a órbita com uma multidão de objetos de tamanho similar. Esta característica foi estabelecida como parte da definição oficial de planeta da UAI em agosto de 2006. O critério exclui corpos planetários como Plutão, Éris e Ceres da lista de planetas habilitados, fazendo deles planetas anões. Embora até o momento este critério somente se aplique ao Sistema Solar, alguns sistemas extrassolares jovens foram encontrados nos quais as evidências sugerem que a dominância orbital está acontecendo dentro dos discos estelares.

Características físicas

Massa

Uma característica física definidora de um planeta é que ele tenha massa suficiente para que a força de sua própria gravidade domine as forças eletromagnéticas que unem a sua estrutura física, levando a um estado de equilíbrio hidrostático. Isto efetivamente significa que todos os planetas são esféricos ou esferoidais. Até uma determinada massa, um objeto pode ter uma forma irregular, mas a partir deste ponto, que varia em função da sua composição química, a gravidade começa a puxar o objeto em direção ao seu centro de massa, até que ele colapsa, tornando-se uma esfera.

A massa é também o primeiro atributo pelo qual os planetas se distinguem das estrelas. O limite superior de massa para planetas é aproximadamente 13 vezes a massa de Júpiter (MJ) para objetos com abundância natural semelhante ao Sol, a partir do qual ele ganha condição favorável para a fusão nuclear. Além do Sol, nenhum objeto com tal massa existe no Sistema Solar, mas há planetas extrassolares neste limite. Não há uma concordância universal para o limite de 13 MJ e a Enciclopédia de Planetas Extrassolares inclui objetos de até 20 MJ, enquanto o Exoplanet Data Explorer considera até 24 massas de Júpiter.

O menor planeta conhecido, excluindo planetas anões e satélites, é PSR B1257+12A, um dos primeiros planetas extrassolares descobertos, que foi encontrado em 1992 em órbita de um pulsar. Sua massa é aproximadamente a metade da de Mercúrio.

Comparação entre os tamanhos dos Planetas do nosso sistema solar sendo Saturno (sem anéis ) a esquerda e Júpiter ( a direita )

Diferenciação interna

Ilustração do interior de Júpiter, com um núcleo rochoso coberto por uma espessa camada de hidrogênio metálico.

Todo planeta iniciou sua existência em um estado inteiramente fluido; no início da formação, os materiais mais densos e pesados migraram para o centro, deixando os mais leves perto da superfície. Cada um, portanto, tem o interior diferenciado, consistindo de um núcleo planetário denso, cercado de um manto que é ou era fluido. Os planetas terrestres são selados com crostas duras,mas nos gigantes gasosos o manto simplesmente se dissolve nas camadas superiores de nuvens. Os planetas terrestres possuem núcleos de elementos magnéticos como ferro e níquel e mantos de silicatos. Acredita-se que Júpiter e Saturno possuam núcleos de rocha e metal, cercados de mantos de hidrogênio metálico. Urano e Netuno, que são menores, possuem núcleo rochoso, cercado de mantos de água, amônia, metano e outros "gelos" (substâncias voláteis com pontos de fusão acima de 100 K)A ação dos fluidos internos aos núcleos dos planetas cria um geodínamo, que gera um campo magnético.

Atmosfera

Todos os planetas do Sistema Solar têm atmosferas, uma vez que suas grandes massas tornam a gravidade suficientemente forte para manter partículas gasosas próximas à superfície. Os gigantes gasosos maiores têm massa suficiente para manter grandes quantidades dos gases leves hidrogênio e hélio, enquanto os planetas menores perdem esses gases para o espaço. A composição da atmosfera da Terra é diferente da dos outros planetas porque os diversos processos da vida que ocorreram no planeta introduziram oxigênio molecular livre. O único planeta solar sem uma atmosfera substancial é Mercúrio, porque ela foi, em sua maior parte (mas não totalmente), varrida pelo vento solar.

As atmosferas planetárias são afetadas pelos variados graus de energia recebida tanto do Sol quanto dos seus interiores, levando à formação de sistemas climáticos dinâmicos, como os furacões (na Terra), tempestades de areia em escala planetária (em Marte), um anticiclone do tamanho da Terra em Júpiter (chamado a Grande Mancha Vermelha) e buracos na atmosfera (em Netuno).Pelo menos em um planeta extrassolar, o HD 189733 b, foi identificado um sistema climático, similar à Grande Mancha Vermelha, mas duas vezes maior. Foi observado que os Jupiteres quentes perdem suas atmosferas para o espaço devido à radiação estelar, tal qual as caudas dos cometas. Esses planetas podem ter grandes diferenças na temperatura entre os seus lados de dia e de noite, o que produz ventos supersônicos; no entanto, os lados de dia e de noite do HD 1889733 b parecem ter temperaturas muito similares, indicando que a atmosfera efetivamente redistribui a energia da estrela em torno do planeta.

Magnetosfera

Uma característica importante dos planetas são seus momentos magnéticos intrínsecos, que dão origem a magnetosferas. A presença de um campo magnético indica que o planeta ainda é geologicamente ativo. Em outras palavras, planetas magnetizados possuem fluxos de materiais condutores elétricos em seu interior, gerando os campos magnéticos. Esses campos modificam significativamente a interação entre o planeta e o vento solar. Um planeta magnetizado cria uma cavidade no vento solar no seu entorno, chamada magnetosfera, que o vento solar não consegue penetrar. A magnetosfera pode ser muito maior do que o próprio planeta. Em contraste, planetas não magnetizados têm somente pequenas magnetosferas induzidas pela interação da ionosfera com o vento solar, que não é capaz de proteger efetivamente o planeta.

Dos oito planetas do Sistema Solar, apenas Vênus e Marte carecem de um campo magnético, enquanto a lua Ganimedes, de Júpiter, possui um. Dos planetas magnetizados, o campo de Mercúrio é o mais fraco, mal conseguindo defletir o vento solar. O campo magnético de Ganimedes é várias vezes maior, enquanto o de Júpiter é o maior do Sistema Solar, tão forte que representa um sério risco para a segurança de futuras missões tripuladas para as suas luas. A força dos campos magnéticos dos outros planetas gigantes é aproximadamente similar ao da Terra, mas os seus momentos magnéticos são significativamente maiores. Os campos magnéticos de Urano e Netuno são fortemente inclinados em relação ao eixo rotacional e deslocados do centro do planeta.

Em 2004, uma equipe de astrônomos no Havaí observou um planeta extrassolar em torno da estrela HD 179949, que parecia estar criando uma mancha na superfície da sua estrela. A equipe lançou a hipótese de que a magnetosfera do planeta estava transferindo energia para a superfície da estrela, aumentando sua já alta temperatura de 7.760 °C em mais 400 °C.

Características secundárias

Vários planetas ou planetas anões no Sistema Solar, como Netuno e Plutão, têm períodos orbitais que estão em ressonância orbital entre si ou com corpos menores (isto também é comum em sistemas de satélites). Todos, com exceção de Mercúrio e Vênus, têm satélites naturais, frequentemente chamados de "luas". A Terra tem um, Marte dois e os gigantes gasosos têm numerosas luas, em sistemas planetários complexos. Muitas luas de gigantes gasosos têm características similares aos planetas terrestres e planetas anões e algumas têm sido estudadas como possíveis locações para a vida (especialmente Europa).

 Abaixo deixo um vídeo sobre os Planetas para vocês baixarem e assistirem

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