Astronomia Planetária

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O universo como uma hierarquia

As leis do universo

                       Moderadamente, a ciência física conseguiu explicar todas as interações do mundo físico em termos de quatro interações ou forças: a força gravitacional que governa as estruturas do universo desde pequenas escalas (o peso do homem na Terra, a interação dos corpos do sistema solar, a estrutura das estrelas, passando pelas interações entre galáxias, até as grandes estruturas do universo. Essa força é descrita pelas leis de Newton ou pela Relatividade Geral em caso de grandes velocidades ou concentrações de massa.

                        As interações eletromagnéticas controlam todo o espectro da radiação dos raios gama, passando pela luz visível até as ondas de rádio. A interação eletromagnética é 10¹⁶ vezes mais intensa que a gravitacional e, como a interação gravitacional governa o universo em grande escala, isto indica, então, que o universo em grande escala é eletricamente neutro. Em pequena escala, a nível de estruturas moleculares, moléculas e átomos são governados por esta força.

                        A interação forte, ou força nuclear, é a responsável pela estrutura do núcleo atômico, que é 100 vezes mais forte do que a eletromagnética. As reações nucleares produzidas nos aceleradores de partículas e no núcleo das estrelas são exemplos destas forças. As forças fracas são 10¹⁶ vezes menos intensas do que a forte e agem sobre distâncias de 10^-16 cm. A desintegração de um nêutron em um próton, mais um elétron e mais um neutrino é um exemplo desta força.
 
 

                      O sistema solar é uma unidade bem estruturada, com uma estrela, o Sol, no seu centro, ao redor do qual orbitam os 9 planetas. Por sua vez, ao redor  dos planetas, giram os satélites, imitando pequenos sistemas solares. São conhecidos mais de 50 presentemente, mas pode existir um número maior, especialmente ao redor dos planetas mais distantes. Também existem os planetas menores ou asteróides, milhares de corpos que orbitam ao redor do Sol, entre as órbitas de Marte e Júpiter e os cometas com uma família formada por corpos que viajam muito além da órbita de Plutão.

* Figuras das órbitas e tamanhos relativos dos planetas: pg. 50, 51 e 52.

Exercício 1: Dado o semidiâmetro maior e menor de Vênus(109 UA, 107.4 UA), Terra(156.1UA, 147.1 UA) e Plutão (7575 UA, 4425 UA), calcular a excentricidade de sua órbita.
Exercício 2: Traçar a órbita de Marte a partir das observações de sua longitude ecliptical.

                            Os corpos do sistema solar giram em torno do Sol, no caso dos planetas, asteróides e cometas ou ao redor dos planetas, como é o caso dos satélites.
                            O movimento dos planetas é regido, na sua essência, por leis geométricas muito simples, enunciadas por Johannes Kepler, no início do século XVII, e explicadas por Isaac Newton em sua teoria da gravitação universal. As leis de Kepler enunciam:

1) os planetas descrevem elipses com o Sol em um dos focos;

2) os planetas percorrem áreas iguais em tempos iguais;

3) a relação entre o semi-eixo maior r e o período T da órbita dos planetas verificam a relação :

                            Todos os planetas orbitam em torno do Sol no mesmo sentido. Quando a rotação do planeta é nesse mesmo sentido falamos de rotação direta. No caso contrário, falamos de rotação retrógrada. Vênus e Urano apresentam rotação retrógrada.
                            Os períodos de rotação dosplanetas são, em geral, muito menores do que o seu período de revolução, com exceção de Mercúrio e Vênus cujos períodos são de 59 e 243 dias, respectivamente. Pensa-se que estes períodos não são originários destes planetas, mas foram transferidos progressivamente por forças de maré. A obliqüidade do planeta (inclinação do equador com relação ao plano da órbita) é o que determina, unido ao período de rotação, o fenômeno das estações. Esta é menor do que 30º, salvo no caso de Urano (98º) e Vênus (180º).
 
 

                            A força de maré deriva da gravitacional e deve-se ao fato de que os corpos que sofrem a mútua ação gravitacional não serem pontuais.
                            Com efeito, um corpo celeste como a Lua, exerce sobre a Terra (também a Terra sobre a Lua), uma ação gravitacional diferenciada sobre os diferentes pontos. Isso faz com que a Terra (também a Lua) sofra uma deformação. No sistema solar os corpos, por via de regra, encontram-se muito distantes um dos outros e, conseqüentemente, as forças da maré são muito fracas. Constituem uma exceção a esta regra os grandes satélites dos planetas como é o caso da Lua, os satélites jovianos de Júpiter, Io, Europa, Ganimedes e Calisto, etc; também os cometas podem sofrer fortes ações das marés se eles aproximam muito do Sol ou mesmo de Júpiter, como foi o caso do cometa Shoemaker-Levi, em 1994.
                            A expressão de força de maré que sofre um planeta de massa Mp e raio Rp, exercida por um satélite de massa Ms, raio Rs, posicionado a uma distância D do seu planeta é:

e sobre o satélite a força de maré é:
                                                    Fs = GMp (Rs/D³ )

                            Como os corpos não são elásticos, a energia de maré dissipa-se transformando-se em calor através do atrito. Por exemplo, no caso da Terra, este atrito dá-se no fundo do mar, ou entre as diferentes placas tectônicas. Na Terra, a dissipação de energia tem duas conseqüências importantes, a rotação da Terra se freia e a distância Terra-Lua se aumenta. A duração da rotação terrestre era menor no passado, há 400 milhões de anos era de 21horas.

Exercício 1: Comparar as forças de maré do sol e da Lua sobre a Terra.

Exercício 2: Comparar a força de maré da terra sobre a Lua e da Lua sobre a Terra.

Exercício 3: Calcular a força de maré de Júpiter sobre Io.

Exercício 4: Sabendo que o ano há 360 milhões de anos continha 400 dias, calcular quanto se freia a Terra a cada 100 anos (estes dados são obtidos da estratificação de corais da era carbonífera, devoniana e moderna).
 
 

                            Ao longo dos séculos foram aventadas diversas teorias sobre a formação do sistema solar. Todas as teorias cosmogônicas se rejuvenesceram a partir dos anos 70, basicamente devido às missões espaciais. O fato de todos os planetas girarem em torno do Sol praticamente no mesmo plano (num mesmo disco), o plano da eclíptica, indica que eles desenvolveram-se a partir de um disco proto planetário. Durante muito tempo cogitou-se que a nuvem proto planetária teria sido arrancada do Sol, devido às forças de maré pela passagem de uma estrela vizinha (teoria cartográfica) ou se todos os corpos teriam se formado a partir de uma mesma nebulosa (teoria nebular). René Descartes, em 1642, foi o primeiro a propor uma origem científica para o sistema solar.

The orion nebula( M42 )

1- A contração da nebulosa primordial.

2- A condensação química de grãos de pó, quando a nebulosa esfriou.

3- A formação de planetas, pela agregação de planetóides.

Proto-Solar System in formation fase

                            Antes da era espacial, muito pouco era conhecido sobre o interior dos planetas.
Para aqueles planetas com satélites é fácil determinar a massa e a densidade média, mas Mercúrio e Vênus não têm satélites.
                            Os 4 planetas interiores e a Lua estão compostos por rochas e elementos metálicos . Mas diferenças na sua composição são reveladas pela densidade média (Mercúrio 5,42 g² / cm³ , Vênus 5,25, Terra 5,52 , Marte 3,94 e a Lua 3,33). Devido aos experimentos espaciais podemos dizer hoje que a composição dos planetas internos não é homogênea, mas está composta por materiais mais densos a medida que nos aprofundamos na sua superfície, apresentando-se em forma de camadas concêntricas.     Estas camadas dividem-se em uma crosta externa leve, um manto mais rígido e um núcleo que pode ser sólido ou líquido.

                            Dos quatro planetas internos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) somente Mercúrio perdeu toda a atmosfera, isto devido a sua proximidade do Sol.

A atmosfera primordial supõe-se formada por CO₂e N_2. Neste ambiente a radiação solar levou à primeira aparição da vida na Terra há 3,7 bilhões de anos.

Como se entende a evolução posterior e a presença do Oxigênio, tão importante à vida? Dois ponteiros muito preciosos da história, o óxido de Urânio ( UO₂ ) e a galena (PbS) são encontrados em sedimentos que datam 2 bilhões de anos, isto indica que o O₂ não era abundante, porque de outra forma, teria formado UO₃e PbSO₄. Em contraste, terras vermelhas com 1,8 bilhões de anos, cujo valor é dado pelo Fe₂ O₃ , demonstram que já havia O₂em abundância. Em contraste, sabemos que a vida aparece explosivamente há 420 milhões de anos, o que indica que havia, também, Ozônio (O₃) para preservá-la da radiação UV do Sol . A biomassa em rápido crescimento leva à produção de O₂por fotossíntese, um processo de retroalimentação positiva, consumindo CO₂ e produzindo O_{2 .} O HOMEM, com o processo de desenvolvimento, veio a quebrar este equílibrio, lançando bilhões de toneladas de CO₂na atmosfera, aumentando oefeito estufa. De outro lado, os CFH destróem a camada de Ozônio. Ambas intervenções humanas são altamente perigosas para a vida.

                        Uma peculiaridade deste planeta é que seu "dia" (dura 176 dias terrestres) é duas vezes mais longo do que seu "ano" ( dura 87,97 dias terrestres). Por estar tão próximo do Sol, ele recebe 10 vezes mais radiação do que a Lua que tem diâmetro maior. As temperaturas na superfície variam entre 470ºC ao meio-dia e -176ºC a meia-noite.
                        A sonda Mariner 10 detectou que Mercúrio tem campo magnético da ordem de 0,01 do da Terra. Mercúrio é muito difícil de se observar da superfície da Terra porque nunca se distancia a mais de 27º do Sol, oscilando em 4 meses.
                        Mercúrio não tem satélite natural, como também acontece com Vênus. A órbita deste planeta é muito excêntrica (0,26) e a sua inclinação é grande (7º). O período de rotação de Mercúrio é de 58,65 dias terrestres, previamente pensava-se que fosse igual ao período de revolução ao redor do Sol (87,97 dias) . Ambos os períodos estão em uma relação 2/3 !!! . Isto é devido ao freiamento produzido pela maré solar.
                         A massa de Mercúrio é muito pequena para manter uma atmosfera. A velocidade de escape é de 4,2 km/s, enquanto que a da Terra é de 11,2 km/s.
 
 

                            Crateras pequenas são produzidas por meteoritos de 10.000 a 100.000 toneladas. Crateras com diâmetro de 20 a 150 km tem a superfície plana e um pico central, são produzidos por meteoritos de 1 a 100 bilhões de toneladas. em crateras maiores, o pico central se desmorona, se formam elevações secundárias concêntricas, devido ao choque que se propaga pela superfície a partir do impacto.
                            A idade das crateras é importante, porque pode dar uma idéia de como evolui o sistema de pequenas corpos com o tempo. Também permite determinar de quanto em quanto tempo se pode esperar meteoritos de grande tamanho. Esta informação pode também ser comparada com a informação de crateras da Lua. Um dos elementos para saber a idade de impactos é conhecer a acumulação de material dentro das crateras velhas devido às ejeções dos impactos mais novos.
                            O impacto mais intenso sofrido por Mercúrio é o que produziu a bacia Caloris. Este impacto sacudiu o planeta todo. No momento do impacto o choque gerou um sismo na superfície concentrando-se na antípoda, neste lugar apareceram formações caóticas de montanhas, grandes fendas com 5 ou 10 km de comprimento a 1 a 2 de profundidade. A Aleácia Caloris teve uma série de cadeias circularmente simétricas, subproduto do impacto.

                            Os meteoritos são corpos celestes que entram na Terra, que se aquecem no contato com a atmosfera produzindo uma luminosidade, por vezes muito intensa.
                            Existem fenômenos meteóricos periódicos chamados "chuvas de meteoritos" que estão associados a matéria perdida por cometas. Na tabela, mostramos as características destas chuvas, a época de cada uma, o cometa originário da mesma e o período do cometa.
 

Chuva	Data	Cometa associado	Período (anos)
Líridas	10-20 abril	Thatcher	76
Aquáridas	1-8 junho	Halley	76
Oriônidas	18-26 outubro	Halley	76
Táuridas	24 jun.-6 jul.	Encke	3,3
Perseidas	25 jul. - 17 agost.	Swift-Tuttle	120
Dracônidas	9-10 out.	Giacobini - Zinner	6,4
Andromédidas	2-22 nov.	Biela	---
Leônidas	14-21 nov.	Temple-Tuttle	33,2
Gemínidas	7-15 dez.	----	----
Ursíadas	17-24 dez.	Tuttle	13,6

                            Por muito tempo e até 1969, os meteoritos constituíram a única fonte de material cósmico para análise. Ao entrar na atmosfera, eles se quebram e se dispersam por centenas de quilômetros. Estima-se que 10.000 toneladas penetram na atmosfera da Terra a cada segundo. Meteoritos com tamanhos de 0,1 mm até 10-20 mm são destruídos na atmosfera. Os grandes meteoritos não são destruídos pela atmosfera, e podem ser muito perigosos para a Terra. Quanto maiores os meteoritos menos freqüentes são.

Os meteoritos dividem-se em 3 grupo

1- meteoritos de ferro (ferro + 8% níquel)

2- litiorideritos (ferro + silicatos)

3- meteoritos rochosos : carbonados, crondritos ordinários, tipo rochas terrestres ou lunares

Os últimos são os mais freqüentes : 90%

                        O grau de radiação cósmica que sofreu cada meteorito indica quanto tempo o mesmo passou no espaço. Os metálicos parecem ter estado no espaço por muitas centenas de milhões de anos, os de pedra menos de 100 milhões de anos. Os meteoritos e os cometas podem representar as testemunhas da origem da nebulosa primordial

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                            A semelhança com que refletem a luz solar (espectro de absorção) os asteróides e os meteoritos indica que estes corpos são parentes.
                            Em 1º de janeiro de 1801, Piazzi descobriu Ceres, um planeta menor entre Marte e Júpiter. Um objeto era ardorosamente procurado nesta região, porque a lei geométrica de Titius e Bode predizia que teria que existir um outro planeta entre Marte e Júpiter.

A lei de Titius e Bode estabelece que os planetas estão a distâncias que seguem uma lei.
 

d= 0,4 + 0,3 x 2n

                            Os cometas são corpos menores do sistema solar. Eles, do mesmo modo que os planetas, estão ligados gravitacionalmente com o Sol.
                            Estes corpos celestes são aglomerados de alguns tipos de gelo e poeira, podendo conter rochas e metais. Seu diâmetro pode ser de até 50 km. Um cometa não é visível quando está longe do Sol. Quando se aproximam a 5 UA, começa a evaporar-se, formando uma bola de vapor ao seu redor. Mais perto, à 2 UA, a pressão da radiação e o vento solar empurram os gases e a poeira produzindo longas caudas. A cauda sempre aponta na direção contrária ao Sol, a de gás é mais reta, enquanto que a de poeira é mais curva.

    Comet West

                                                    Vênus

                            Este é o corpo celeste mais brilhante do céu após o Sol e a Lua. Por ser um planeta interior, ele só é visto logo após o ocaso do Sol, acima do horizonte ao leste ou antes do nascer no horizonte ao leste.
                            A maior altura acima do horizonte que Vênus pode ter é de 47º. A menor distância da Terra é de 42 milhões de km. O diâmetro de Vênus é de 1200 km, muito semelhante e apenas ligeiramente menor que o da Terra.

Venus as a whole

                            O tamanho de Vênus é comparável ao da Terra e pensa-se que seu interior também o seja. O fato de Vênus não ter campo magnético acredita-se é devido à pequeníssima rotação do planeta. O solo de Vênus é composto de granito e basalto.

Crater Golubkina

Crater Golubkina in perspective

Active vulcano in Venus

                            O terceiro planeta na ordem é a Terra e o seu satélite, a Lua. O tamanho da Lua quando comparado com o da Terra é maior que o de qualquer outro satélite.
                            A Terra tem características únicas, já que tem abundante água pura em estado líquido. Isto só é possível porque a temperatura é superior à de congelamento e inferior à de ebulição. Este é também o único planeta onde se conhece, até agora, formas de vida (se é inteligente ou não, ainda está para resolver-se!). A temperatura moderada bem como a presença d’àgua são essenciais para a existência da vida tal qual a conhecemos.
                            O diâmetro da Terra é de aproximadamente 12.650 km. No centro existe um núcleo de Ferro e Níquel, com uma temperatura de 50.000ºK e uma pressão de 3 x 10¹⁰ kg/m² (pressão atmosférica 1 x 10 kg/m² ).

Earth´s division all the way to the core.

                            Um manto de silicatos flutuantes existe entre o núcleo sólido e a superfície, de 3.000 km de espessura. Este comporta-se como um líquido viscoso. Na sua superfície flutua a crosta com uma espessura de 12 a 65 km. Esta é mais fina no fundo do mar e mais espessa nas montanhas. A deriva dos continentes é originada pelo movimento dos materiais do manto.
                            Há 200 milhões de anos os continentes estavam todos juntos na denominada "Pangea". O oceano Atlântico aumenta, a América do Norte separa-se da Europa a uns poucos centímetros por ano e embaixo da Cordilheira dos Andes, uma placa sobrepõe-se a outra. Isso produz grandes terremotos a 600 km de profundidade. No meio dos oceanos, estes se originam a somente algumas dezenas de quilômetros.

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                            A superfície da Terra também muda pela ação da erosão eólica e das chuvas e, mais recentemente, pela ação do homem.
                            A maior parte da superfície terrestre está coberta por água (H₂ O) que se condensa das erupções vulcânicas. A atmosfera primordial era muito diferente da atual, não havia oxigênio, que aumentou rapidamente, quando a vida começou nos oceanos. O CO₂ original está hoje concentrado em rochas e o metano (CH₄ ) foi dissociado pela radiação ultravioleta do Sol.
Earth ´s Cloud show
                        Os princípios constituintes da atmosfera terrestre são o Nitrogênio (77%) e o oxigênio (21%). Vapor de água, dióxido de carbono, argônio, etc, ocorrem em quantidades menores.
A atmosfera terrestre está dividida em 3 partes principais:

1- troposfera ( 8 a 10 km de altura )

2- estratosfera (até 60 km de altura )

3- ionosfera ( até 200 km ). Acima desta altura denomina-se ergosfera.

                            Na troposfera ocorreram a maioria das mudanças climáticas. A altura desta camada é maior no Equador ( aproximadamente 18 km ) do que nos polos. A temperatura a 10 km cai aos -40ºC. Ela cai de 5 a 7 ºC/km entre o solo e as partes mais altas.
                            Na estratosfera a temperatura começa a crescer novamente, por causa da absorção da luz solar pelo CO₂ , H₂ O e Ozônio. O ozônio, que protege a vida dos raios UVA do Sol, encontra-se numa camada entre 20 a 25 km de altura.
                            A ionosfera é onde se queimam as partículas menores que entram na Terra. Aqui se produzem também as auroras. Esta camada desempenha um papel importante nas comunicações, já que reflete as ondas de rádio. Aos 500 km de altura, o vácuo é mais perfeito do que em qualquer laboratório terrestre.
                            O campo magnético da Terra é gerado pela rotação do núcleo. O campo é quase um dipolo, com fortes variações em lugares específicos, como acontece em frente às costas gaúchas na chamada "Anomalia do Atlântico Sul". Os pólos magnéticos não coincidem com os geográficos, apresentando um desvio de 11º e a sua direção muda permanentemente. Mas, curioso ainda, é que os pólos magnéticos inverteram-se várias vezes durante o último milhão de anos.

                                                      A Lua

                        Este corpo celeste, satélite da Terra, é o vizinho mais próximo. Ainda, a olho nú, podem-se distinguir regiões escuras e claras. Por razões históricas, as escuras são chamadas de Marias (do latim mare=mar e no plural, Maria=mares), embora isto nada tenha a ver com as marés terrestres, já que não há água na Lua. Numerosas crateras podem ser vistas com pequenos telescópios. Essas são produzidas por impactos de meteoritos. A falta de atmosfera , vulcanismo e atividade tectônica, ajudam a preservar a crateras.

Buzz Aldrin : the second man to step on the Moon

Footprint by Neil Amstrong: the First man to step on the moon

Earth from the moon

                            Marte aparece de cor avermelhada no telescópio com calotas polares brancas. As mesmas mudam de tamanho no tempo, o que indica a existência de estações. Marte excitou sempre a nossa imaginação devido à possibilidade de existência de vida.
                            No século XIX o astrônomo italiano Schiaparelli disse ter visto canais na superfície marciana. Chegou-se a conjecturar que manchas mais escuras era vegetação.
                            Os marcianos eram e são muito populares na ficção científica. Finalmente, as imagens da Mariner 4 em 1965 acabaram com as esperanças de vida naquele planeta. Como Marte chega a estar muito próximo da Terra na época da oposição Sol-Terra-Marte, pode ser muito bem observado e era muito bem conhecido antes das viagens interplanetárias.
" Face" on Mars
 
 

Vale Marineris

Mount Olympus

                            O solo de Marte  está composto por 13% de ferro e 21% de silício. O enxofre é 10 vezes mais abundante do que na Terra.
                            Três testes biológicos foram desenvolvidos pelas Vikings. Não foi detectada vida, mas alguns testes     químicos forneceram resultados inesperados.

Mars "bug" : were there life ??

                                                 Júpiter

                            Este planeta e os mais distantes são gasosos. Para além do cinturão de asteróides, os planetas têm maior abundância de elementos gasosos e a composição original do sistema solar está preservada nos planetas gigantes.
                            Júpiter tem 2,5 vezes a massa do resto dos planetas juntos, embora essa seja 1/1000 em relação ao Sol. Ele está composto de hidrogênio e hélio com abundância de 9: 1 em número com densidade igual à do Sol 1.330 kg/m³ . Tem também zonas claras e escuras em forma de faixas paralelas ao Equador. O mais famoso detalhe é a grande mancha vermelha, um gigantesco ciclone, girando em sentido anti-horário uma vez a cada seis dias. Esta mancha sobrevive por vários séculos.

Great Red Spot
                            O campo magnético de Júpiter gira a cada 9 ^h 59^m 27^s , isto indica o tempo de rotação do interior do planeta, já que o campo está "congelado" no núcleo interno e apresenta uma considerável diferença entre a rotação no Equador e perto dos pólos e, portanto, não gira rigidamente. O seu achatamento é enorme: 1,5.
                            Júpiter provavelmente tem um núcleo de Fe e Ni de tamanho igual a 1/10 em relação ao da Terra, este está rodeado de H metálico a 10.000ºK e a pressão é de 3 milhões de atmosferas. A estas pressões, o H está dissociado em átomos simples. Nesta forma, o H comporta-se como um metal e há muitos elétrons livres, portanto, é altamente condutivo e, devido à rotação, gera campos magnéticos. Para fora a pressão e temperatura diminuem e o H encontra-se em estado molecular H₂ . No topo existe uma atmosfera de 1.000 km de altura.
                            Júpiter irradia 2 vezes mais energia da que recebe do Sol. Este calor é remanescente da contração inicial e indica que ele se contrai gradualmente. O calor é transferido para fora por convecção.
                            Nas faixas escuras, a atmosfera circula em direção ao interior do planeta enquanto que, nas faixas claras, a faz para fora. Fortes ventos se produzem ao longo destas zonas com sentido oposto nas faixas claras e escuras, paralelas à superfície do planeta, com velocidades de até 400 km/h.
                            A mancha vermelha muda aleatoriamente de cor, tem tamanho de 14.000 x 35.000 km. Outros pequenos ciclones formam-se na superfície de Júpiter, que chegam a durar alguns anos.
                            A composição atmosférica de Júpiter foi medida pelas sondas Pioner 9 e 10. A proporção entre a quantidade de Hélio para Hidrogênio é de 0,11%. Outros elementos encontrados são metano, etano e amoníaco. A temperatura superficial é de -140ºC.

Jupiter´s ring

                                                     Saturno

                            É o segundo maior planeta. Seu diâmetro é de aproximadamente 120.000 km, dez vezes maior que o da Terra. A densidade é de somente 700 kg/m³ , menor que a da água. O seu eixo de rotação está inclinado de 27º, ou seja, a cada 15 anos, o seu polo N ou S é observado. O período de rotação é de 10 h e 30 m.
                            A estrutura interna é semelhante a de Júpiter. Devido ao tamanho menor, a camada de H não é tão espessa. Visto da Terra , Saturno é amarelado, sem estruturas tão conspícuas como Júpiter. Parcialmente, devido a que uma fina névoa flutua sobre o planeta. Por estar mais distante do Sol do que Júpiter, ele recebe muito menos energia.
 
 

                            A mais interna das luas de Saturno é a Mimas. Com 500 km de diâmetro, esse satélite apresenta uma cratera de impacto de 150 km de diâmetro! Do lado oposto, ele apresenta rachaduras indicando que o satélite quase se rompeu. Titã é a maior das luas de Saturno, com 5.100 km de diâmetro, ligeiramente menor do que Ganimedes. Titã é o único satélite com atmosfera e é composta por 95% de Nitrogênio. A pressão na superfície é de 1,5 a 2 bar. A temperatura é de aproximadamente -180ºC. Formam-se nuvens a 200 km da superfície.
                            Entre Mimas e Titã, encontra-se Enceladus cuja superfície é quase puro gelo. Um dos seus lados não apresenta crateras. No outro hemisfério, existem crateras e fendas. As forças de maré produzem vulcanismo em que somente água é despejada na superfície e mais nenhum outro material. Seu diâmetro é de 200 km.

                                                 Urano

                            Urano é esverdeado devido ao gás metano. A superfície não apresenta estruturas, já que as nuvens estão cobertas por uma camada de névoa. A temperatura é de -190ºC.

                            Acima do núcleo de rochas, Urano apresenta uma camada de água rodeada de H e He. A mistura de água, amônia e metano dissocia-se em íons e devido a pressão imperante, esta mistura comporta-se mais como uma lama salobra do que como um líquido. A convecção neste "mar condutivo" gera campos magnéticos. O de Urano é 50 vezes mais intenso que o da Terra. O campo magnético de Urano está inclinado de 60º em relação ao eixo dos pólos. É o mais inclinado de todos os planetas.

                            Os anéis de Urano foram descobertos em 1977. São conhecidos 10 anéis. Todos eles são finos e muito escuros. Eles não contêm poeira são formados por pedaços de mais de 1 m de diâmetro. Constituem o material mais escuro conhecido no sistema solar e a causa deste fenômeno é desconhecida.

                            Urano tem 15 luas. Sua composição é mais parecida com os satélites jovianos e sua densidade é bem maior do que a da água. No passado, estes satélites parecem ter sido muito ativos.

                            Miranda é o mais interno e é muito peculiar porque tem várias formações geológicas superpostas e misturadas. Além disto, tem as peculiares estruturas em V. É possível que Miranda tenha sido rompido por uma forte colisão e alguns pedaços se juntaram novamente.

                            Outro objeto peculiar é Umbriel. Esse satélite pertence à família dos objetos escuros, como os anéis de Urano, o lado escuro de Iapetuse o cometa Halley. A sua superfície é coberta de crateras, sem sinais de atividade interior.
 
 

                                                 Netuno

                            Descoberto em 1846, devido a uma predição de Le Verrier. A sua distância ao Sol é de 30 UA e o seu período de revolução é de 165 anos. Seu período de rotação está entre 16 e 18 h e a obliqüidade do eixo é de 29º. A densidade de Netuno é de 1660 kg/m³ , seu raio é de 24.300 km e a temperatura é de -220ºC. Não se detectaram detalhes na superfície.
                              Netuno tem 2 luas: Tritão e Nereida. Tritão tem 1.500 km de raio e gira em
sentido retrógrado. Nereida tem só 300 km. A sua órbita é muito excêntrica, afastando-se até 10 milhões de quilômetros do planeta.
Neptune´s  Great Dark Spot
 
 

                                                 Plutão

                            É o planeta mais externo. Foi descoberto em 1930. Esse planeta é difícil de observar. Sua massa era desconhecida até a descoberta do seu satélite Caronte. O diâmetro é de 2.300 km e o de Caronte, 1.500 km. A densidade do planeta é de 2.100 kg/m³ , o que indica que uma quantidade substancial dele é composta por rochas. Orbita o Sol em 290 anos de forma muito peculiar, sendo sua órbita mais excêntrica e inclinada de 17º em relação à eclíptica. Isso faz com que fique, em certas épocas, mais próximo do Sol que Netuno, o que está ocorrendo desde 1979 até 1999.
                            Recentemente, em 1996, foi detectado um planeta transplutoniano com diâmetro aproximado de 500 km. Com novas técnicas de detecção e telescópios dedicados exclusivamente para isso, espera-se encontrar muitos destes objetos situados além de Plutão.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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