Origem de nosso Sistema
A busca da origem do Universo e de nossa própria e pequena parte contida nele remonta às mais antigas mitologias registradas.
Atualmente, a explicação científica mais aceita é a teoria da Grande Explosão (Big Bang), a qual considera que nosso
Universo começou entre 13 a 14 bilhões de anos atrás a partir de uma "explosão" cósmica. Antes desse instante, toda a matéria e energia estavam concentradas num único ponto de densidade inconcebível. Embora saibamos pouco do que ocorreu na primeira fração de segundo após o início do tempo, os astrônomos obtiveram um entendimento geral dos bilhões de anos que e seguiram. Desde aquele instante, num processo que ainda continua, o Universo expandiu-se e diluiu-se para formar galáxias e estrelas. Os geólogos ainda analisam os últimos 4,5 bilhões de anos dessa vasta expansão, um tempo durante o qual o nosso sistema solar - a estrela que nós chamamos de Sol e os planetas que nela orbitam - formou-se e evoluiu. Mais especificamente, os geólogos examinam a formação do sistema solar
para entender a formação da Terra.
A hipótese da nebulosa
Em 1755, o filósofo alemão Immanuel Kant sugeriu que a origem do sistema solar poderia ser traçada pela rotação de uma nuvem de gás e poeira fina. Descobertas feitas há poucas décadas levaram os astrônomos de volta a essa antiga idéia, agora chamada de hipótese da nebulosa. Equipados com telescópios modernos, eles descobriram que o espaço exterior além do sistema solar não está vazio como anteriormente era pensado. Os astrônomos registraram muitas nuvens do mesmo tipo da que Kant supôs, tendo denominado as mesmas de nebulosas. Eles também identificaram os materiais que formam essas nuvens. Os gasess são predominantemente hidrogênio e hélio, os dois elementos que constituem tudo, exceto uma pequena fração do Sol. As particu do tamanho do pó são quimicamente
Similares aos materiais encontrados na Terra. Como pode nosso sistema solar ter ficado com a formaque tem, a partir de tal nuvem? Essa nuvem difusa em rotação lenta contraiu-se devido devido à força da gravidade, a qual resulta da atração entre dois corpos por causa de suas massas (Figura 1.3). A contração por sua vez, acelelerou a rotação das partículas (exatamente como os patinadores sobre o gelo, que giram mais rápido quando contraem os braços) e essa rotação mais rápida achatou a nuvem em forma de um disco.
A formação do Sol, sob a atração da gravidade, a matéria começou a deslocar-se para o centro, acumulando-se como uma proto-estrela, a percursora do nosso Sol atual. Comprimido sob seu próprio peso, o material do proto-Sol tornou-se mais denso e quente. A temperatura interna do proto-Sol elevou-se para milhões de graus, iniciando-se então uma fusão nuclear. A fusão nuclear do Sol continua até hoje, é a mesma reação nuclear que acontece em uma bomba de hidrogênio. Em ambos os casos, átomos de hidrogenio sob intensa pressão e em alta temperatura combinam-se( fundem-se) para formar hélio. Nesse processo, parte da massa é onvertida em energia. Essa conversão é representada pela famosa equação de Albert Einstein, E = me2, na qual E é a quantidade de energia emitida pela conversão de massa(m) e c é a velocidade da luz. Como e é um número muito grande(cerca de 300.000 km/s) e e2 é imensa, uma pequena quantidade de massa pode gerar uma grande quantidade de energia. O sol emite parte dessa energia como luz; uma bomba-H, como uma grande explosão.
• A formação dos planetas Embora a maior parte da matéria da nebulosa original tenha sido concentrada no proto-Sol, restou um disco de gás e poeira, chamado de nebulosa solar, envolvendo-o.. A nebulosa solar tomou-se quente quando se ahatou na forma de um disco e ficou mais quente na região interna, onde mais matéria se acumulou, do que nas regiões externas menos densas. Uma vez formado, o disco começou a esfriar e muitos gases condensaram-se. Ou seja, eles mudaram
para suas formas líquidas ou sólidas, assim como o vapor d'água condensa em gotas na parte externa de um copo gelado e a água solidifica em gelo quando esfria até o ponto de congelamento.
A atração gravitacional causou a agregação de poeira e material condensado por meio de colisões "pegajosas" em pequenos blocos ou planetesimais de 1 km. Por sua vez, esses planetesimais colidiram e se agregaram, formando corpos maiores, com o tamanho da Lua. Num estágio final de impactos cataclísmicos, uma pequena quantidade desses corpos maiores - cuja atração gravitacional é também maior – arrastou os outros para formar os nossos nove planetas em suas órbitas atuais.
Quando os planetas se formaram, aqueles cujas órbitas estavam mais próximas do Sol desenvolveram-se de maneira marcadamente diferente daqueles com órbitas mais afastadas.
A composição dos planetas interiores é muito diferente daquela
dos planetas exteriores.
• Os planetas interiores Os quatro planetas interiores, em ordem de proximidade do Sol, são: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte (Figura 1.4). Eles também são conhecidos como planetas terrestres ("parecidos com a Terra"). Em contraste com os planetas exteriores, os quatro planetas interiores são pequenos e constituídos de rochas e metais. Eles cresceram próximos ao Sol, onde as condições foram tão quentes que a maioria dos materiais voláteis - aqueles que se tomaram gases e evaporaram
em temperaturas relativamente baixas - não pôde ser retida. O fluxo de radiação e matéria proveniente do Sol impeliu a maior parte do hidrogênio, do hélio, da água e de outros gases e líquidos leves que havia nesses planetas. Metais densos, como o ferro e outras substâncias pesadas constituintes das rochas que formaram os planetas interiores, foram deixados para trás.
A partir da idade dos meteoritos, que ocasionalmente golpeiam a Terra e são tidos como remanescentes do período pré-planetário, deduzimos que os planetas interiores começaram a acrescer há cerca de 4,56 bilhões de anos. Cálculos teóricos indicam
que eles teriam crescido até o tamanho de planeta num intervalo de tempo impressionantemente curto, de menos de 100 milhões de anos.
Os planetas exteriores gigantes: A maioria dos materiais voláteis varridos da região dos planetas interiores foi impelida para a parte mais externa e fria da nebulosa. Isso possibilitou ao sistema solar formar o planetas exteriores gigantes, constituídos de gelo e gases - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno -, e seus satélites. Os planetas gigantes, suficientemente grandes e com forte atração gravitacional, varreram os constituintes mais leves da nebulosa. Assim, embora tenham núcleos rochosos, eles (como o Sol) são compostos predominantemente por hidrogênio e hélio, além de outros constituintes leves da nebulosa original.
Esse modelo-padrão da formação do sistema solar deveria ser considerado somente pelo que é: uma explicação tentativa que muitos cientistas pensam estar mais bem ajustada aos fatos conhecidos.
Talvez o modelo aproxime-se daquilo que realmente tenha acontecido. Entretanto, mais importante ainda é o fato de que esse modelo nos oferece uma maneira de pensar sobre a origem do sistema solar que pode ser testada pela observação de
nossos planetas e pelo estudo de outras estrelas. Sondas espaciais estadu-unidenses e russas obtendo provas planetárias têm transmitido dados sobre a natureza e composição das atmosferas e superfícies de Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e da Lua. Uma impressionante descoberta foi a de que em nosso sistema solar, que consiste em nove planetas e pelo menos 60 satélites, não há sequer dois corpos que sejam iguais!
Outros sistemas solares
Durante anos, cientistas e filósofos têm especulado que talvez haja planetas ao redor de outras estrelas que não apenas o nosso Sol. Na década de 1990, usando grandes telescópios, os astrônomos descobriram planetas orbitando próximos a estrelas semelhantes ao Sol. Em 1999, a primeira família de exoplanetas - os sistemas solares de outras estrelas - foi identificada. Esses planetas têm luz muito fraca para serem vistos diretamente pelos telescópios.
Porém, sua existência pode ser inferida a partir de uma leve atração gravitacional da estrela em que orbitam, causando nela movimentos de vaivém que podem ser medidos. Atualmente, mais de 90 exoplanetas já foram identificados. A maioria deles
é do tamanho de Júpiter ou ainda maior, e orbitam próximos das estrelas-mães - muitos a uma distância abrasante. Planetas do tamanho da Terra são muito pequenos para serem detectados por essa técnica, mas os astrônomos podem ser capazes de en-contrá-los utilizando outros métodos. Por exemplo, num prazo de cerca de 10 anos, sondas espaciais fora da atmosfera da Terra poderiam ser capazes de procurar por um esmorecimento da luz de uma estrela-mãe, exatamente no momento em que um planeta em sua órbita passasse em sua frente, interceptando a linha de visada
para a Terra.
Somos fascinados pelos sistemas planetários de outras estrelas pelo que eles podem vir a nos ensinar sobre nossa própria origem.
Nosso redobrado interesse, todavia, reside na profunda implicação científica e filosófica contida na questão: "Existe mais alguém fora daqui?". Dentro de 20 anos, uma sonda espacial denominada Descobridora da Vida (Life Finder) poderia estar equipada com instrumentos para analisar as atmosferas de exoplanetas em nossa galáxia na busca de indícios da presença de algum tipo de vida. Tendo em vista o que conhecemos sobre os processos biológicos, a vida em um exoplaneta seria, provavelmente, baseada em carbono e precisaria de água líquida. As temperaturas brandas que desfrutamos na Terra - não tão afastadas do intervalo entre os pontos de congelamento e ebulição da água - parecem ser essenciais. Uma atmosfera é necessária para filtrar a radiação prejudicial da estrela-mãe e o planeta deve ser grande o suficiente para que seu campo gravitacional impeça a atmosfera de escapar para o espaço. Para que exista um planeta habitável e com vida avançada como nós a conhecemos, são necessárias condições ainda mais limitantes. Por exemplo, se o planeta fosse muito grande, organismos delicados, tais como os humanos, seriam frágeis demais para resistir a sua vigorosa força gravitacional. Esses requisitos
são muito restritivos para que a vida exista em algum outro lugar? Muitos cientistas pensam que não, considerando a existência de bilhões de estrelas semelhantes ao Sol na nossa galáxia.
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