Prévia do material em texto
Introdução à Astronomia Aula 11 OVL 111 Helio J. Rocha-Pinto 2012 Modificações: Paulo Lopes As origens do mito 2012 ● Desde ~2008, ouve-se um conjunto de afirmações extraordinárias acerca de um suposto fim do mundo em 2012. Ao contrário de outros apocalipses frustrados previstos para anos recentes, este tem a característica de se basear fundamentalmente em fenômenos astronômicos. ● Há vários supostos motivos pelos quais ocorreria um apocalipse em 2012: – O “fim” do calendário maia – O “alinhamento” entre o Sol e o centro da Galáxia – A aproximação de um novo planeta (Nibiru ou Hercóbulos) O “fim” do calendário maia ● Os maias contavam a passagem do tempo usando o conceito de ciclos. ● Havia diversos ciclos: uns de período curto, outros de período mais longo ou épico. ● Um desses ciclos, o de período mais longo (5000+ anos), foi contado de forma regressiva, terminando em 0. É esse ciclo que chegou ao término no dia 21/12/2012, no solstício de verão. ● O fim do ciclo implica em início de outro, e não no fim dos tempos. O “fim” do calendário maia O “alinhamento” galáctico ● O argumento de que um apocalipse ocorrerá quando o Sol se alinhar com o centro da Galáxia é dos mais risíveis já aventados, uma vez que o Sol gira em torno desse centro e está, portanto, sempre alinhado a ele... ● Entre os especialistas de apocalipses, o argumento é um pouco mais explicado: o Sol, durante o solstício de inverno boreal de 2012, teria posição coincidente com aquela do centro galáctico, o que levaria a uma súbita mudança no eixo de rotação da Terra. ● Outros (mal intencionados?) consideram que o problema é o Sol alinhar-se com a Dark Rift (Grande Fenda)... “Dark Rift” o u “Gra nde Fe nda” Nibiru, o planeta intruso ● Para outros, há um planeta que se aproxima da Terra e que chegaria ao apogeu em 2012, causando a mudança no eixo de rotação da Terra e diversos cataclismas. ● Nibiru é o nome dado pelos sumérios a Júpiter. Um autor recente reinterpretou-o como um dos planetas de uma estrela escura, companheira invisível do Sol. Este planeta se aproximaria do Sistema Solar interno a cada 3600 anos. ● Foi usado numa previsão apocalíptica em 2003. Como nada aconteceu, ressurgiu reciclado em 2012. Nibiru: um apocalipse requentado ● Há na internet diversas “fotos” de Nibiru: são todas ou imagens de outro objeto astronômico ou efeitos de reflexo da luz solar na lente (quando são fotos diretas do Sol) ● A paranoia de um planeta intruso é antiga, datando de pelo menos 30 anos; pode ser a evolução da antiga paranoia com os cometas ● Qualquer planeta que se aproximasse aquém da órbita de Saturno seria visível a olho nu por anos, ainda mais um planeta gigante como supostamente Nibiru é. ● A wikipédia lista pelo menos 150 datas desde 400 dC como data de um provável apocalipse segundo algum “profeta”. Intrusos no Sistema Solar Interno ● A despeito de Nibiru, há sim corpos que ocasionalmente “invadem” o Sistema Solar interno, eventualmente entrando em rota de colisão com algum dos corpos planetários aí existentes. ● Esses intrusos, na verdade, seguem órbitas bastante excêntricas, o que os faz cruzar as órbitas planetárias quase circulares. ● São classificados como meteoroides, asteroides ou cometas. Cometas: Portadores das Desgraças ● A aparição de cometas costumou ser considerada prenúncio de catástrofes e desastres, durante a Antigüidade, uma vez que quebravam a harmonia celestial. ● Tycho Brahe foi quem primeiro demonstrou que os cometas estavam mais distantes do que a Lua. ● Em 1702, Edmond Halley descobriu que um cometa observado em 1682 possuía órbita idêntica a de outros cometas observados em diversas ocasiões anteriormente, a cada 75 anos. Foi a primeira demonstração de que cometas tinham órbitas elípticas. Destino dos Planetésimos ● Os planetésimos que não vieram a participar da formação de planetas podem ter tido um dos seguintes destinos: i. Ejeção do Sistema Solar • Perturbações de planetas maiores podem ter lançado planetésimos às partes externas do Sistema Solar e, em alguns casos, ejetados-os ao meio interestelar. i. Colisão com planetas • Os planetas devem ter se formado dentro de 50-100 Ma. Os últimos planetésimos foram removidos após 500 Ma de idade do Sistema Solar. Assim, colisões entre planetas e planetésimos devem ter deixado crateras. i. Captura em órbitas satelitais ou ressonantes • As extensas atmosferas dos planetas recém-formados deve ter interagido com planetésimos em aproximação, levando-os a sua captura. i. Fragmentação • Planetésimos perturbados tendem a colidir com alta velocidade. Esse impacto pode fragmentá-los. i. Fossilização até os dias atuais • Alguns planetésimos poderiam ter perdurado até os dias atuais, pouco modificados, em órbitas estáveis. Isso deve ter ocorrido além de 43 UA. Meteoritos qual Amostras Planetesimais ● Planetésimos preservados ou seus fragmentos constituem amostras do material primordial do Sistema Solar. ● Geralmente possuem órbitas um tanto mais inclinadas do que o plano orbital médio dos planetas. Aqueles que estão nas cercanias da Terra, eventualmente colidirão com esta. – Antes de colidir, alguns desses corpos irão passar rente à Terra em diversas ocasiões. A cada ocasião, sua órbita é alterada ainda mais, acabando por levar a uma colisão. ● Ao colidirem com a Terra, são aquecidos por fricção atmosférica e se tornam incandescentes, dando origem aos meteoros. Definições da Meteorítica ● Meteoróide: Pequeno corpo extraterrestre, menor do que asteróides e cometas, que flutue no espaço. ● Meteoro: Meteoróide aquecido e incandescente que se move através da atmosfera e ainda não atingiu o solo. Também chamado de “estrela cadente”. ● Meteorito: Corpo do espaço que atingiu o solo de um planeta. Recebem, geralmente, o nome do município ou região onde foram coletados ● Bólido: Meteoro muito brilhante e luminoso. ● Queda: Meteorito observado durante sua descida como meteoro. ● Achado: Meteorito encontrado sobre o solo cuja descida pela atmosfera não tenha sido observada. A maioria dos achados é de siderólitos. ● Corpo parental: Corpos planetários ou protoplanetários hipotéticos de cuja fragmentação teve origem o meteorito. História dos Estudos Meteoríticos ● Textos antigos descrevem a queda de “pedras do céu”. Algumas foram coletadas e tidas como sagradas. ● Todavia, até o séc. XVIII, nenhum cientista levou a sério a possibilidade de que pedras pudessem cair do céu. ● Em 1794, o físico alemão Chladni foi quem primeiro publicou um artigo sobre a natureza extraterrestre dos meteoritos. ● Desde o fim do século XIX, meteoritos têm sido coletados com propósitos científicos. Chladni As Quedas de Meteoros ● Meteoróides geralmente explodem na atmosfera superior. O que coletamos como meteoritos são geralmente fragmentos sobreviventes dessas explosões. ● As quedas são acompanhadas por um lastro luminoso de poeira aquecida e reações fotoquímicas ao longo de seu caminho. Os meteoros maiores geram ondas de choque que produzem sons mesmo antes da colisão. Estrelas Cadentes ● As popularmente chamadas estrelas cadentes são meteoros de baixo brilho. A cada noite é possível observar dezenas de estrelas cadentes. São, em sua maioria, micrometeoros. Chuva de Meteoros ● Quando a Terra cruza o caminho orbital de um cometa, encontra diversas partículas que escaparam do cometa e continuam seguindo a mesma órbita. ● O fluxo de detritos cometários dá origem a diversos meteoros que parecem provir de uma mesma regiãodo céu. Esse fenômeno é popularmente chamado de chuva de meteoros. – As chuvas de meteoro são denominadas em função da constelação de onde os meteoros parecem provir. Ex: Leonídeos, Perseídeos, Aquarídeos, … ● As chuvas são anuais, uma vez que a Terra retorna ao mesmo ponto de sua órbita uma vez a cada ano. ● A intensidade da chuva depende da idade do cometa. Cometas jovens deixam mais detritos e formam chuvas mais intensas. Radiante • Os meteoros de uma chuva parecem provir de um ponto da esfera celeste. Esse ponto, chamado radiante, corresponde à direção da órbita do cometa que deu origem aos destroços. Taxas de Impacto: Fluxo Meteoroidal ● Estudos estimam que o fluxo meteoroidal na Terra seja 107-109 kg/ano. Na Lua, o fluxo é de 4106 kg/ano. ● A maioria das partículas cadentes são microscópicas. São chamadas de micrometeoritos. Objetos maiores caem em menor freqüência. ● Seis em cada sete meteoritos caem nos pólos ou oceanos terrestres e passam despercebidos. Microcratera deixada por micrometeorito em um tanque de Ti soviético Taxas de Impacto: Fluxo Meteoroidal Classificação de Meteoritos ● Meteoritos são classificados pelo grau de diferenciação que apresentam. ● São grosseiramente separados em três grandes grupos: rochosos (aerólitos), ferro-rochosos (siderólitos) e ferrosos (sideritos). – Esses grandes grupos de meteoritos são resultantes da fragmentação de corpos maiores já diferenciados. ● Alguns meteoritos são formados pela cementação de fragmentos de meteoritos de diversos tipos. São chamados de brechas. Côndrulos ● São esférulas vítreas inseridas em meteoritos. São compostas, geralmente, por olivina e piroxênios. ● Têm tamanho entre 0.5 a 5 mm. Sua estrutura indica que foram formadas em altas temperaturas, durante um rápido resfriamento. – A temperatura do material teria caído de 1500 K até o valor de solidificação, em poucos minutos. Não existe ainda uma teoria bem estabelecida que explique a formação dos côndrulos. O rápido aquecimento seguido de resfriamento é uma das maiores dificuldades na busca de teorias. Condritos Carbonáceos ● Meteoritos escuros, compostos por uma matriz rica em carbonáceos, pontilhada por côndrulos. ● Devem ter-se condensado em regiões de baixa temperatura, como no cinturão de asteroides externo ou além. ● Apresentam indícios de não terem sido muito alterados por calor, compressão, etc: – Possuem alta abundância de voláteis, como H2O. – Têm baixa densidade. – São ricos em compostos orgânicos condensáveis em baixas temperaturas que seriam perdidos durante qualquer aquecimento subsequente. – Contém elementos pesados em proporções cósmicas originais. – Aparentemente nunca foram aquecidos a mais do que 500 K. Condritos Ordinários ● Os demais condritos são os mais numerosos dentre os meteoritos. ● Possuem composição similar a dos condritos carbonáceos e, como estes, não foram liquefeitos. Todavia, os condritos ordinários não possuem uma matriz de carbono ou de mineirais hidratados. Ademais, mostram evidências de terem sido química e/ou geologicamente alterados. ● Possuem razões isotópicas de O similar àquelas encontradas na Terra e Marte, mas diferente daquelas encontradas nos condritos carbonáceos. Devem ter provindo do Sistema Solar interno. Acondritos ● São meteoritos rochosos desprovidos de côndrulos. Sua estrutura cristalina evidencia elevado metamorfismo e lento resfriamento. São semelhantes a rochas magmáticas terrestres. ● Seriam condritos transformados em acondritos? – Os minerais existentes nos acondritos se assemelham àqueles que seriam produzidos pela liquefação dos condritos. – Espera-se menor abundância de Fe nos acondritos, devido à diferenciação do corpo pai. – A maioria dos acondritos são brechas: formaram-se durante o fluxo de magma na superfície dos corpos pai. Siderólitos (ferro-rochosos) ● São divididos em: palasitas e mesossideritos, dependendo de que minerais estão na parte de silicatos do meteorito. ● Os palasitas têm olivina como principal silicato. Olivinas são minerais típicos do manto planetário. ● Os mesossideritos têm plagioclásio e piroxênio como principais silicatos. São mineirais abundantes em lavas crostais. ● A mistura de rocha e ferro nesses meteoritos requer que a rocha entrou em contato com o material do caroço do corpo pai já diferenciado. Sideritos (ferrosos) ● Compõem os mais famosos meteoritos para o público leigo, uma vez que se mostram como rochas realmente estranhas à geologia crostal da Terra. ● Têm estrutura cristalina e bastante quantidade de Ni. São amostras do interior de corpos pais plenamente diferenciados. Meteoritos de Brecha Corpos Parentais 25143 Itokawa 433 Eros 243 Ida e Dactyl (243 Ida I) Padrões Composicionais ● Através do espectro de reflexão no infravermelho, podemos medir a composição da superfície dos asteróides e criar uma classificação taxonômica destes: Asteroides e Meteoritos ● Espectros de reflexão de algumas classes de asteroides são muito semelhantes a de certos tipos de meteoritos. ● Uma vez que meteoritos são fragmentos de planetésimos, assim como os asteroides, é tentador descobrir de que asteroides provém as amostras meteoríticas atualmente conhecidas. Zonas de Pequenos Corpos no Sist.Solar ● As classes taxonômicas de asteróides parecem estar correlacionadas com sua posição no Sistema Solar. – No Cinturão Interno temos principalmente asteróides E e S. No meio do Cinturão, dominam os de classe M. Os de classe C, P e D são maioria nas partes externas, bem como no Cinturão de Kuiper. ● Os asteróides P e D são consideravelmente avermelhados. 5145 Pholus é tão vermelho quanto Marte! A cor vermelha deve ser causada por uma mistura de material carbonáceo com gelos. – Núcleos cometários geralmente têm classe C, P ou D. Famílias de Hirayama ● Hirayama descobriu que os muitos asteróides se aglomeram no espaço de parâmetros orbitais; i.e., seguem órbitas similares. Esse resultado indica que as famílias sejam compostas por fragmentos de colisões asteroidais. ● Há disputa sobre número total de famílias existentes. Cerca de 100 foram propostas. ● Espectros e cores de membros das maiores famílias reforçam a hipótese de uma origem comum. Cometas Asteroidais ou Asteróides Cometários ● A separação entre asteróides e cometas começou a perder sentido quando descobriu-se que observações telescópicas mostraram que cometas inativos são indistintos de asteróides. – O asteróide 4015, descoberto em 1979, mostrou-se ser nada mais nada menos que o cometa Wilson-Harrington, descoberto 30 anos antes. – Em 1988, o asteróide mais distante então conhecido, 2060 Chiron, aproximou-se mais do Sol e acabou apresentando atividade cometária. Atualmente é o maior cometa conhecido, com núcleo 15 vezes maior do que o do Halley. • Análises indicam que cometas possuem composição típica dos planetésimos que se formaram no sistema solar externo. Natureza Física dos Asteróides e Cometas ● Cometas e asteróides foram visitados na última década por algumas sondas espaciais. ● Todos os asteróides visitados apresentam superfície saturada de crateras. Os próprios asteróides parecem ser modelados pelas crateras e marcas de colisão. – O solo de asteróides é coberto por regolito, formado pela pulverização de rochas durante colisões. ● Fotos de núcleos cometários possuem menos resolução, devido à nebulosidade da coma. Os núcleos apresentam formato irregular, com superfície fissurada. Pilhas de Detritos (Rubble Piles) ● Algunsasteróides são compostos pela agregação irregular de fragmentos, em vez de serem corpos sólidos (monolitos). Possuem baixa densidade (por vezes menor do que a de meteoritos), devido à existência de cavidades entre os fragmentos. Asteróides desse tipo são chamados de Pilhas de Detritos (Rubble Piles). Estima-se que a coalescência que os gera, após a fragmentação, dure entre algumas horas a várias semanas. ● 25143 Itokawa é um exemplo de pilha de detritos. Sua superfície não apresenta nenhuma cratera de impacto óbvia, mas um amontoado de fragmentos desorganizados. Regolito na superfície de 433 Eros 25143 Itokawa • Alguns asteróides alongados podem ser considerados binários de contacto, com detritos preenchendo a região de interseção entre os dois. Luas de Asteróides e Formas Compostas ● 243 Ida foi o primeiro asteroide ao redor do qual se descobriu um satélite. Antes disso, observações de ocultações de estrelas por asteróides já tinham levantado suspeitas acerca da existência de luas de asteróides. ● Além disso, alguns asteróides possuem forma bilobulada ou são binários. ● Asteróides binários, bilobulados e luas de asteróides devem resultar do mesmo fenômeno: fragmentação. ● Satélites binários evoluem rapidamente (~105 Ga) por efeitos de maré, colidindo com o parceiro ou deste escapando. 90 Antiope Formação de cometas e asteróides Composição dos pequenos corpos O Fenômeno dos cometas ativos ● Quando cometas aproximam-se do Sol, material de sua superfície começa a volatizar-se. Uma vez que a quantidade de voláteis nesses corpos é muito grande, o material que evapora forma uma extensa atmosfera, que se alonga na direção de movimento do cometa, formando um tipo de cauda. ● A cauda sempre aponta para a direção oposta ao Sol. ● Em função disso, a maioria dos grandes cometas são observados logo após o ocaso ou antes da alvorada. Estrutura de cometas ● Cometas ativos possuem um núcleo sólido envolto por uma atmosfera em evaporação, chamada coma. ● Os gases que escapam distribuem-se na forma de uma extensa cauda que aponta na direção contrária a do Sol. Assim, quando o cometa se afasta do Sol, as caudas seguem à dianteira do núcleo. • Pequenas partículas também escapam do núcleo, devido à erosão deste pela radiação solar. Caudas ● Cometas têm dois tipos de cauda: – Tipo I: estrutura reta, geralmente raiada, composta por íons: CO+, N+2 e CO+2, entre outros. Apresenta espectro de linhas de emissão. Segue a direção do vento solar. – Tipo II: larga e difusa, composta por pequenas partículas que se desprendem do cometa e seguem órbita kepleriana, afetadas pela pressão de radiação solar. Apresentam espectro solar de reflexão. ● Alguns cometas apresentam um tipo de anticauda, à frente do núcleo. Essa cauda é um efeito de projeção. É parte da cauda do cometa, quando este é visto num ângulo diferente de 90°. Cometa Hale-Bopp Caud a iôn ica Cauda e anticauda do cometa C/2002 T7 (LINEAR) Caudas ● A extensão e curvatura da cauda de poeira está associada à dimensão das partículas ejetadas pelo cometa. Fragmentação e Evaporação de Cometas ● A volatização do núcleo cometário pode levar a sua fragmentação, com subsequente extinção do cometa após a passagem periélica. Cometa 73P / Schwassmann-Wachmann 3 (em 2006) Composição do material cometário sólido ● Determinou-se que gelo de H2O é o composto principal do núcleo dos cometas. Gelos de CH4 e NH3 também são componentes importantes. ● Medidas mais específicas foram feitas pela primeira vez pela Giotto, que sobrevôou o núcleo do Halley. – Para o Halley, mediu-se que o núcleo possui 80% de H2O, 10% de CO, 3.5% de CO2, e poucos % de formaldeído e outros compostos. – Nas partículas ejetadas pelo Halley, encontrou-se compostos ricos em C, O, H e N, e alguns óxidos, bem como compostos orgânicos fuliginosos, típicos de condritos carbonáceos Deep Impact ● No dia 4 de Julho de 2006, a sonda Deep Impact lançou uma mini-sonda contra a superfície do cometa Tempel 1. O objetivo era provocar uma nuvem de detritos que pudesse ser analisada por instrumentos da sonda e na Terra, bem como somar-se aos fogos de artifício em solo que comemoravam o dia da Independência Estadunidense. 13s após impacto “We have known for a long time that water ice exists in comets, but this is the first evidence of water ice on comets,” Jessica Sunshine, Deep Impact co-investigator. Principais Chuvas de Meteoros Luz Zodiacal ● Tênue luz distribuída ao longo do plano da eclíptica, gerada pela reflexão da luz solar por partículas micrométricas espalhadas pelo meio interplanetário. Exploração de Asteróides ● A exploração comercial de asteróides deve tornar-se factível num futuro não muito distante, uma vez que: – Asteróides fornecem minérios com grande teor de pureza. – Alguns asteróides passam próximo à Terra. – São fáceis de atingir e têm pequena velocidade de escape. – Fornecem matéria prima abundante para a criação de habitats espaciais. – Podem ser alvo de turismo espacial Oportunidade Asteroidal ● Os meios de comunicação dão ênfase à ameaça asteroidal, enquanto ignoram as oportunidades econômicas. – Os mineirais asteroidais contêm condensados em sua forma primitiva, i.e., separar os elementos químicos deve ser mais fácil do que no caso de rochas terrestres ou mesmo lunares. – Alguns asteróides são feitos de uma liga pura de Ni e Fe. – Asteróides podem ser tornar depósito de lixo industrial e radioativo. – Estima-se que o conteúdo de Fe e Ni em um asteróide rochoso típico valha entre 100 bilhões a 4 trilhões de dólares. – Exploração mineral de asteróides pode reduzir a taxa de poluição do meio ambiente terrestre. Ameaça Asteroidal ● Apesar das possibilidades econômicas, a ameaça ao planeta por colisões asteroidais não pode ser desprezada. ● Colisões entre a Terra e grandes asteróides são raras, mas, quando acontecem, produzem catástrofes em larga escala, que podem mesmo dizimar a civilização humana. ● O desaparecimento dos grandes répteis, há 65 Ma atrás é tomado como exemplo de um problema a ser evitado. Esse desaparecimento é considerado resultado de uma colisão asteroidal. Transição KT ● Camadas geológicas da Terra permitem traçar uma cronologia de eventos marcantes em eras passadas tais como grandes incêndios, inundações e extinções em massa. ● Uma camada que recebe muita atenção do público leigo é a transição KT, entre o cretáceo e o terciário, durante o período de extinção dos dinossauros. ● Estudos indicam que essa camada apresenta uma sobreabundância anormal de irídio. Uma hipótese é que o irídio provenha de um gigantesco meteorito cujo impacto com a Terra extinguiu os dinossauros e outras formas de vida de então. Regiões do globo onde quartzo comprimido foi encontrado em associação com a transição KT Shoemaker-Levy 9 ● A colisão do cometa Shoemaker-Levy 9 com Júpiter, em 1994, é um lembrete de que colisões entre asteróides e planetas não é ficção hollywoodiana. Observações no infravermelho NEOs: Asteróides Rasantes ● Um NEO (Near-Earth Object) é um asteroide ou cometa que passe perto da Terra. Também são chamados de rasantes. ● Dividem-se em três grupos: Apollos, Amores e Atens, em função de suas propriedades orbitais. ● Até 04/2011, conhecia-se 7954 NEOs: 87 cometas, 647 Atens, 2920 Amores e 4289 Apollos. – O maior risco é oferecido pelos Apollos, que cruzam aórbita terrestre Tunguska, 1908 Chelyabinsk, 2013 Escala de Torino Escala de Torino Alimente a sua paranoia! ● Se você é desconfiado e quer estar sempre prevenido, visite regularmente http://neo.jpl.nasa.gov/risk/ Escolha a sua catástrofe! ● O universo é uma terra sem lei. Há diversos perigos à espreita de uma civilização, que envolvem: – Erupções e atividade magnética da estrela central – Novas, supernovas – Explosões de raios gama – Buracos negros ● Esses eventos já afetaram o passado da Terra. Nós só não os vemos afetar nossa civilização diretamente porque o tempo de vida dela é curto perante a escala de tempo desses eventos cósmicos. Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 40 Slide 41 Slide 42 Slide 43 Slide 44 Slide 45 Slide 46 Slide 47 Slide 48 Slide 49 Slide 50 Slide 51 Slide 52 Slide 53 Slide 54 Slide 55 Slide 56 Slide 57 Slide 58 Slide 59 Slide 60 Slide 61 Slide 62 Slide 63 Slide 64 Slide 65 Slide 66