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9º ano · Ciências
A Terra no universo · O universo e o sistema solar

O Sistema Solar

Antes de começar, convém dominares: A atmosfera (7º ano do Ensino Fundamental (Anos Finais))

Numa noite sem nuvens, longe das luzes da cidade, dá para ver milhares de estrelas e alguns pontos brilhantes que não piscam: são planetas. Eles fazem parte do Sistema Solar, a nossa "vizinhança" cósmica. O que existe nela, como tudo isso está organizado e onde ela fica no Universo? É o que você vai descobrir aqui.

O Sistema Solar se formou há cerca de 4,6 bilhões de anos, quando a gravidade fez uma nuvem de gás e poeira colapsar em um disco em rotação. No centro nasceu o Sol; no disco ao redor, os planetas e os demais corpos que hoje o orbitam.

O Sol, a nossa estrela

Sentimos todos os dias o calor e a luz do Sol. Ele emite energia há cerca de 4,6 bilhões de anos sem se esgotar, mesmo cercado pelo vácuo do espaço. De onde vem tanta energia, se lá não pode haver fogo comum?

Corte esquemático do Sol: no núcleo, a fusão de hidrogênio em hélio libera energia que sai para o exterior como luz e calor. núcleo luz e calor fusão: H → He + energia
Pratica★☆☆Por começar
Enumere os constituintes do sistema solar e explique em uma frase o que é cada tipo de corpo.

Enumere os constituintes do sistema solar e explique em uma frase o que é cada tipo de corpo.

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Os planetas: rochosos e gigantes

Ao medir os planetas, aparece um contraste: a Terra tem densidade de $5{,}5\ \text{g/cm}^3$, enquanto Saturno tem só $0{,}7\ \text{g/cm}^3$ (flutuaria na água!). Por que os quatro planetas próximos do Sol são rochas densas e os quatro mais distantes são enormes esferas gasosas?

Comparação dos planetas rochosos, pequenos, com os planetas gigantes, muito maiores, na mesma escala; o Sol aparece à esquerda sem escala. Sol Mercúrio Vênus Terra Marte rochosos: densos e pequenos Júpiter Saturno Urano Netuno gigantes: gasosos/gelados, enormes Planetas na mesma escala; Sol sem escala

Para decorar a ordem a partir do Sol: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Pratica★☆☆Por começar
O esquema mostra o sistema solar em uma escala qualitativa (as órbitas e os tamanhos não são reais). Nomeie os planetas assinalados com os números de 1 a 8, do mais…

O esquema mostra o sistema solar em uma escala qualitativa (as órbitas e os tamanhos não são reais). Nomeie os planetas assinalados com os números de 1 a 8, do mais próximo ao mais distante do Sol.

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Pratica★☆☆Por começar
Explique a diferença entre um planeta rochoso e um planeta gasoso, e classifique os oito planetas do sistema solar em um destes dois grupos.

Explique a diferença entre um planeta rochoso e um planeta gasoso, e classifique os oito planetas do sistema solar em um destes dois grupos.

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Planetas anões e corpos menores

Durante décadas se falou em nove planetas. A partir dos anos 1990, porém, os telescópios descobriram centenas de mundos gelados parecidos com Plutão além de Netuno. Como os astrônomos decidiram o limite entre planeta e corpo menor?

Esquema do Sistema Solar: o Sol no centro, o cinturão de asteroides como anel interno, o cinturão de Kuiper como anel externo tracejado e um cometa cuja cauda aponta para longe do Sol. Sol cometa cinturão de Kuiper (externo) cinturão de asteroides (interno)
Pratica★★☆Por começar
Em 2006, Plutão passou a ser classificado como planeta anão. Explique que requisito da definição de planeta não cumpre e indique outro planeta anão do Sistema Solar.

Em 2006, Plutão passou a ser classificado como planeta anão. Explique que requisito da definição de planeta não cumpre e indique outro planeta anão do Sistema Solar.

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Pratica★★☆Por começar
O que são o cinturão de asteroides e o cinturão de Kuiper? Indique onde se localiza cada um e que tipo de corpos celestes contêm.

O que são o cinturão de asteroides e o cinturão de Kuiper? Indique onde se localiza cada um e que tipo de corpos celestes contêm.

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Movimentos e zona habitável

Animação da translação da Terra: o planeta percorre lentamente a órbita em torno do Sol, com o eixo inclinado sempre na mesma direção, enquanto um ponto no equador dá voltas rápidas que mostram a rotação. rotação: eixo próprio translação: em torno do Sol
Pratica★★☆Por começar
A Terra é, até o momento, o único planeta com vida conhecida. Explique três características da Terra que a tornam propícia à vida, como a sua distância do Sol, a…

A Terra é, até o momento, o único planeta com vida conhecida. Explique três características da Terra que a tornam propícia à vida, como a sua distância do Sol, a presença de água líquida ou a sua atmosfera.

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Pratica★★★Por começar
Um telescópio espacial detectou três exoplanetas rochosos orbitando ao redor de uma estrela anã vermelha mais fria e menor do que o Sol, cuja zona de habitabilidade fica…

Um telescópio espacial detectou três exoplanetas rochosos orbitando ao redor de uma estrela anã vermelha mais fria e menor do que o Sol, cuja zona de habitabilidade fica entre $0,15\ \text{UA}$ e $0,30\ \text{UA}$:

• Planeta A: Distância à estrela: $0,06\ \text{UA}$. Massa: $1,1$ massas terrestres. Atmosfera densa rica em vapor de água.

• Planeta B: Distância à estrela: $0,22\ \text{UA}$. Massa: $0,9$ massas terrestres. Campo magnético detectável e atmosfera com $N_2$, $CO_2$ e vapor de água.

• Planeta C: Distância à estrela: $0,25\ \text{UA}$. Massa: $0,02$ massas terrestres (semelhante à Lua). Sem atmosfera apreciável.

  1. a) Analise de forma fundamentada qual deles é o candidato ideal para abrigar água líquida e vida, justificando por que você descarta os outros dois.
  2. b) Explique por que estar dentro da «zona de habitabilidade» é uma condição necessária, mas não suficiente, para que um planeta seja habitável.
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O Sistema Solar na Via Láctea

Se o Sistema Solar é tão grande, onde ele fica no Universo? Em uma região comum, longe do centro de uma galáxia.

O Sol é uma entre cerca de centenas de bilhões de estrelas da Via Láctea, nossa galáxia, que tem forma de disco com braços em espiral. O Sistema Solar fica em um dos braços, a cerca de dois terços da distância do centro até a borda. A Via Láctea, por sua vez, é uma galáxia entre bilhões que existem no Universo observável.

Essas distâncias são tão grandes que se usa o ano-luz: a distância que a luz percorre em um ano, cerca de $9{,}5$ trilhões de quilômetros. A Via Láctea tem aproximadamente $100\,000$ anos-luz de diâmetro.

Esquema da Via Láctea vista de cima, com o centro brilhante, os braços em espiral e a posição do Sistema Solar em um braço, longe do centro. centro Sistema Solar Via Láctea: cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro

Olhar para o céu: diferentes culturas

Antes dos telescópios, os povos já olhavam o céu para saber a hora de plantar, caçar, navegar e contar o tempo, e também para explicar o mundo em mitos.

Muitos povos indígenas brasileiros enxergam figuras no céu diferentes das constelações europeias. Entre os Tupi-Guarani, a Ema é uma grande constelação que ocupa parte da Via Láctea e perto do Cruzeiro do Sul; quando ela aparece no horizonte, no inverno, marca o período de postura dos ovos das emas reais. O Homem Velho (Tuya) é outra figura, associada a uma lenda e ao início do verão. O Cruzeiro do Sul, por sua vez, guiou navegantes e ainda ajuda a encontrar o sul.

As escalas reais do Sistema Solar

Comparação em escala de bolinha de gude: o Sol, com cerca de 218 cm de diâmetro, ao lado da Terra, um ponto minúsculo de 2 cm. Sol ≈ 218 cm Terra: 2 cm Diâmetros em escala; a distância entre eles, não
Pratica★★★Por começar
Vocês vão fazer uma maquete em escala do Sistema Solar no corredor da sua escola, que mede $50\ \text{m}$ de comprimento. Você decide representar o Sol com uma bola de…

Vocês vão fazer uma maquete em escala do Sistema Solar no corredor da sua escola, que mede $50\ \text{m}$ de comprimento. Você decide representar o Sol com uma bola de basquete de $24\ \text{cm}$ de diâmetro (o diâmetro real do Sol é de aproximadamente $1\,390\,000\ \text{km}$).

  1. a) Nessa mesma escala, calcule que diâmetro deveria ter a Terra (diâmetro real: $12\,742\ \text{km}$) e compare-o com um objeto cotidiano pequeno (como uma cabeça de alfinete ou um grão de areia).
  2. b) Sabendo que a distância média Terra-Sol é de $1,5 \times 10^8\ \text{km}$ e a de Netuno ao Sol é de cerca de $4,5 \times 10^9\ \text{km}$, calcule a que distância da bola você teria de colocar ambos os planetas.
  3. c) A partir dos resultados, justifique se a maquete completa cabe no corredor mantendo simultaneamente a escala de tamanhos e a de distâncias, e explique por que os diagramas do Sistema Solar dos livros didáticos costumam induzir ao erro.
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Pratica★★★Por começar
Uma sonda robótica está explorando Netuno, a $30\ \text{UA}$ do Sol ($1\ \text{UA} = 150\ \text{milhões de km}$). Em um momento em que a Terra e Netuno estão alinhados…

Uma sonda robótica está explorando Netuno, a $30\ \text{UA}$ do Sol ($1\ \text{UA} = 150\ \text{milhões de km}$). Em um momento em que a Terra e Netuno estão alinhados do mesmo lado em relação ao Sol (distância mínima de $29\ \text{UA}$), a sonda detecta uma rocha em rota de colisão que a atingirá em $6\ \text{horas}$.

  1. a) Calcule o tempo mínimo (em horas) que um sinal de alarme demoraria para viajar da sonda até a Terra e a ordem corretiva para voltar a Netuno, sabendo que os sinais de rádio viajam a $300\,000\ \text{km/s}$.
  2. b) Com base no seu cálculo, preveja se a sonda sobreviveria caso dependesse de uma ordem enviada do controle terrestre e justifique por que as naves do Sistema Solar exterior devem operar com sistemas de navegação autônomos em tempo real.
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Voltando ao início: aqueles pontos brilhantes que não piscam são planetas do nosso Sistema Solar, e todos giram em torno do Sol, uma estrela comum em um braço da Via Láctea.

Resumo

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