Desvendando o Universo

Dobras espaciais, onde ficção e Física se encontram

DESVENDANDO O

UNIVERSO Ano 1 - No 1 - R$ 12,95

Buracos negros Gagarin, o primeiro homem a ver a Terra do espaço

O mais exótico e intrigante fenômeno astronômico que se conhece

A formação do nosso planeta

Voyagers, a missão mais bem-sucedida da História A busca por vida extraterrestre - Telescópio JAMES CLERK MAXWELl - Galileo Gravidade em viagens espaciais - Netuno, o planeta descoberto pela matemática

Sistema Solar

NETUNO, O PLANETA DESCOBERTO PELA MATEMÁTICA O Mais distante planeta do sistema solar, netuno possui 13 luas e sua temperatura chega a 218 graus negativos

A

descoberta, ou melhor, a previsão da existência de Netuno, o oitavo e mais distante planeta do Sistema Solar, foi um marco na história da ciência. Isto porque antes mesmo de ser observado e visto por telescópios, e posteriormente fotografado pela sonda espacial Voyager 2, a sua existência já era tida como quase certa por conta das previsões teóricas e matemáticas feitas pela Teoria da Gravitação de Newton, ainda na primeira metade do século XIX. Naquela época, a teoria da gravitação newtoniana já estava consolidada, e suas previsões correspondiam com grande precisão às observações astronômicas. O sistema de Newton permitia estabelecer

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com precisão as órbitas a serem seguidas pelos planetas do Sistema Solar. Mas havia um problema com a órbita de Urano, o planeta mais distante conhecido até então: as observações mostravam que sua órbita não estava de acordo com aquela prevista pela Teoria da Gravitação de Newton.

Esse desvio da órbita prevista de Urano somente poderia ser atribuído a um erro da teoria, ou à presença de outro corpo celeste massivo e desconhecido que estivesse nas proximidades de Urano, interferindo com as forças que determinam a sua órbita.

Os cientistas, mostrando uma grande confiança na teoria newtoniana, apostaram na segunda hipótese: a existência de um oitavo planeta no Sistema Solar, ainda não observado.

E foi desta maneira, com base em cálculos matemáticos feitos a partir de uma teoria consolidada, e comparados com os dados observacionais, que Netuno teve a sua existência prevista e posteriormente confirmada por observações telescópicas, mostrando, assim, o grande poder preditivo da Teoria da Gravitação de Newton.

Um gigante gasoso e em constante atividade A origem de Netuno e a maneira pela qual o planeta se formou ainda não são totalmente conhecidos. Considerando sua massa e o modelo atualmente aceito de formação planetária por meio de acreção do material primordial, que deu origem ao Sistema Solar, muitos cientistas consideram como mais plausível a seguinte hipótese para a formação de Netuno: o planeta, inicialmente, teria se formado em uma órbita mais próxima do Sol, onde havia uma maior concentração da matéria estelar original, que deu origem ao Sol e aos demais objetos do Sistema Solar. Após os primeiros estágios da formação do Sol, esse planeta recém-constituído teria sido afastado para regiões mais distantes à medida que o Sol começava a irradiar energia e afastar para seu exterior os remanescentes do disco gasoso e de poeira estelar, que deram origem ao próprio Sol e aos demais planetas. Netuno teria sido, então, afastado até atingir sua órbita atual.

As primeiras imagens diretas de grande resolução de Netuno foram feitas pela nave Voyager 2, quando de sua passagem pelo planeta, em 1989.

Situado a uma distância média do Sol 30 vezes maior que a da Terra até o astro rei, Netuno apresenta números invejáveis, que dão a dimensão de seu gigantismo. Ele é 17 vezes mais massivo que a Terra, e seu diâmetro é quase quatro vezes maior do que o terrestre.

Assim como Saturno, Júpiter e Urano, os outros três planetas exteriores gasosos, Netuno é composto, principalmente, de hidrogênio e hélio. As observações feitas pela Voyager, e mais recentemente pelo Telescópio Espacial Hubble, mostraram a existência de traços de nitrogênio, amônia e metano, e possivelmente gelo em sua composição.

Quando observado no espectro da luz visível, Netuno mostra uma coloração predominantemente azulada, devido, principalmente, à presença de elevadas concentrações de metano em sua atmosfera.

Sistema Solar Camada superior da atmosfera Atmosfera

Manto

Núcleo

Netuno

Ventos, frio intenso, anéis e tempestades Quase tudo que sabemos hoje sobre Netuno se deve à visita que a sonda espacial Voyager 2 fez ao planeta em 1989. As mais de 10 mil imagens e os demais dados observacionais coletados pela sonda mostraram que a atmosfera do gigante gasoso azul é uma das mais ativas e intensas de todo o Sistema Solar. Apesar de extremamente fria, 218°C negativos, devido à enorme distância do Sol, a atmosfera de Netuno é constantemente assolada por tempestades e ventos que chegam a 2 mil km/h.

Essas tempestades podem durar dezenas de anos.

Uma delas foi observada pela Voyager em 1989, que mostrou uma grande mancha na atmosfera do planeta, indicando a presença de uma zona de tempestade medindo cerca de 13 mil quilômetros de extensão em uma direção, e cerca de 6 mil quilômetros na outra. Outras tempestades foram posteriormente detectadas pelo Telescópio Espacial Hubble.

Em sua passagem por Netuno, a Voyager 2 também revelou muito mais informações sobre o sistema de anéis deste gigante gasoso azulado. Desde 1968, já se sabia da existência desses anéis, mas as informações eram limitadas, devido às dificuldades de se fazerem observações detalhadas a grande distância.

Embora sejam menos vistosos do que os famosos anéis de Saturno, os de Netuno são formados por partículas que orbitam agrupadas a distâncias regulares do planeta. O conjunto mais próximo está a cerca de 42 mil quilômetros do centro de Netuno, e o mais distante está a 63 mil quilômetros de distância. Os anéis possuem uma estrutura que contém arcos, e cuja natureza ainda não foi muito bem compreendida.

Verão de 40 anos, 13 luas e dia de 18 horas O período orbital de Netuno, isto é, o tempo que o planeta gasta para dar uma volta completa em torno do Sol, é de cerca de 165 anos. Como Netuno também apresenta certa inclinação em relação ao plano de sua órbita, semelhante à inclinação observada em nosso planeta Terra, ele também tem suas quatro estações ao longo de seu ano, com a diferença importante de que cada uma das estações netunianas é bem mais longa. Por exemplo, o verão de lá dura cerca de 40 anos terrestres, o mesmo valendo para o inverno, o outono e a primavera.

Considerando seu tamanho, o planeta gira com uma razoável rapidez em torno de si mesmo. Um dia netuniano dura 18 horas em sua região equatorial.

Por sua vez, nas regiões polares de Apen, o dia tem duração de 12 horas. Esta diferença se deve ao fato de Netuno não ser um objeto astronômico inteiramente sólido e, por conta disso, as diferentes partes de sua atmosfera giram a velocidades diferentes. Esta diferença também explica, em parte, a intensa atividade de sua atmosfera.

Apesar de ter uma massa 17 vezes maior que a da Terra, e seu diâmetro médio ser quase quatro vezes maior do que o terrestre, a força da gravidade

Netuno em números Propriedade

Valor

Distância do Sol 4,5 bilhões de km Velocidade 19.550 km/h orbital média em torno do Sol Raio médio 24.700 km

Comparação com a Terra 30 vezes a distância Sol-Terra

Massa

~1026 kg

Volume

6,2 x 1013 km3

Aceleração da gravidade no equador (g) Período orbital Período de rotação

11,15 m/s2

3,8 vezes o raio terrestre 17,15 vezes a massa terrestre 57,7 vezes o volume terrestre 9,78 m/s2

165 anos ~16 horas

1 ano 24 horas

na superfície de Netuno, na região equatorial, é apenas 15% maior que a da Terra. As observações da Voyager mostraram, também, a presença de água nas regiões mais baixas da atmosfera netuniana, bem como formações rochosas consistindo de silicatos e de ferro em seu núcleo.

Apesar da atmosfera extremamente fria, o manto de Netuno (isto é, a região imediatamente abaixo da atmosfera, e que se estende em direção ao núcleo rochoso do planeta) pode alcançar temperaturas de até 5.000° C, contendo as maiores concentrações de água, amônia e metano do planeta.

Treze luas e um grande mistério Assim como os demais planetas gasosos exteriores, Netuno possui uma verdadeira horda de satélites naturais, que se destacam pela sua diversidade e aspectos muito incomuns. No caso de Netuno, ele possui treze luas, sendo que seis delas foram descobertas em 1989 pela sonda Voyager, e outras quatro foram descobertas apenas no início da década passada.

Algumas destas luas, como Proteus e Nereida, apresentam um formato bastante irregular, e órbitas com grande excentricidade. No caso de Nereida, a excentricidade de sua órbita faz com que a distância desta lua até Netuno seja sete vezes maior quando ela se encontra em seu ponto de afastamento máximo, do que a distância do satélite quando se encontra no ponto de máxima aproximação com Netuno.

A menor de todas as luas chama-se Neso, que foi

descoberta em 2003 pelo Telescópio Espacial Hubble, apresenta apenas 38 quilômetros de diâmetro, e está a uma distância de Netuno equivalente a um terço da distância Terra-Sol.

Hipóteses sobre Tritão, a maior lua de Netuno Destas treze luas, a que mais se destaca e a maior de todas é Tritão. Este satélite netuniano possui 2.700 quilômetros de diâmetro e está a uma distância de 350 mil quilômetros de Netuno. Seu período orbital é de cerca de seis dias terrestres. A massa desta lua corresponde a mais de 99% do total da massa de todas as luas netunianas somadas.

Quando de sua passagem por esta lua de Netuno, a sonda Voyager pôde observar intensas atividades de gêiseres nas regiões polares de Tritão, indicando uma possível atividade geológica recente.

A origem e a formação de Tritão já vem sendo investigada há tempos pelos cientistas. Dadas as suas dimensões muito maiores do que as das demais luas netunianas, os cientistas acreditam que Tritão era, na verdade, um planetoide pertencente ao Cinturão de Kuiper, e que foi capturado pela atração gravitacional de Netuno. Esta hipótese também supõe que, antes da captura de Tritão, Netuno possuía outra lua rochosa de dimensões maiores, e que foi destruída pela ação gravitacional de Tritão capturado, originando, assim, as demais 12 luas menores.

Esta hipótese é reforçada pelo fato de Tritão possuir uma órbita retrógrada e de apresentar uma atmosfera, ainda que bastante rarefeita, que se assemelha, e muito, com a atmosfera de Plutão e de outros planetoides do Cinturão de Kuiper. Além disso, Tritão é mais denso e mais rochoso que qualquer outro satélite dos planetas exteriores, indicando, assim, que ele teve uma origem no Cinturão de Kuiper, onde estão diversos planetoides ainda pouco conhecidos, e que são objeto de estudo e investigação por parte da Astronomia.