O cinturão de asteróides principal é o lar da maioria dos asteróides do sistema solar. Imagem cortesia da NASA Em "O Império Contra-Ataca, "o quinto episódio dos filmes" Star Wars ", Han Solo e sua tripulação de companheiros rebeldes escapam do planeta Hoth, apenas para voar direto para um campo de asteróides. O campo é densamente compactado, e com enorme, matéria rochosa girando, oscilando para frente e para trás ao redor da Millennium Falcon, Han Solo deve manobrar habilmente sua nave para a segurança. Infelizmente, de acordo com C3PO, as chances de fazer isso com sucesso são muito pequenas - apenas 3, 720 para 1.
Se uma nave espacial fosse lançada da Terra em direção ao cinturão de asteróides do nosso sistema solar e tentasse voar através dele, seria igual a "Star Wars, "com detritos perigosos voando por toda parte, colocando a missão em risco? Acontece que navegar pelo cinturão de asteróides não seria tão dramático - apenas um punhado de asteróides são grandes o suficiente para causar qualquer dano a uma nave espacial, e há muito mais espaço entre eles do que você imagina.
Mas isso não significa que o cinturão de asteróides principal, localizado entre as órbitas dos planetas Marte e Júpiter, é menos interessante do que o campo em "Star Wars". Quanto mais os astrônomos estudam a composição, atividade e formação dos asteróides em sua órbita ao redor do sol, mais entendemos como todo o sistema solar surgiu. Algumas teorias até sugerem que a vida na Terra começou com asteróides nos estágios iniciais do planeta. Por outro lado, muitos cientistas acreditam que um asteróide causou a extinção em massa dos dinossauros e outros organismos há 65 milhões de anos.
Como o cinturão de asteróides se formou, e como isso afetou o resto do sistema solar? O que Marte e Júpiter têm a ver com isso, e como suas órbitas afetam o cinturão principal? E o cinturão de Kuiper e a nuvem de Oort - eles são diferentes do principal? Existem outros cinturões de asteróides em outros sistemas solares como o nosso, ou o cinturão principal é único? Continue lendo para descobrir.
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HowStuffWorks de 2008 Existem várias teorias que tentam explicar como o sistema solar começou, mas o mais amplamente aceito é conhecido como o teoria nebular . Astrônomos e físicos acreditam que o sistema solar começou como um grande, nuvem de gás sem forma, poeira e gelo, mas algo interrompeu a massa e colocou as coisas em movimento - talvez a explosão de uma estrela próxima.
Se você já assistiu patinação artística, você deve ter notado que os patinadores podem girar muito mais rápido se puxarem os braços para mais perto do corpo. Quanto mais concentradas forem suas massas corporais, mais rápido eles poderão girar. A mesma coisa aconteceu com nosso sistema solar. A explosão hipotética comprimiu o gás não formado e a poeira juntos, que começou a girar cada vez mais rápido em um círculo. Conforme o sol se formou no meio, a nuvem começou a se achatar em um disco, como um frisbee ou uma panqueca, com pequenos grãos de poeira formando o resto do disco.
Eventualmente, poeira começou a aderir e formar corpos maiores chamados planetesimais . Ainda mais matéria voando ao redor colidiu com esses planetesimais e se agarrou a eles em um processo chamado acreção . Conforme os corpos giravam e a gravidade trazia mais poeira e gás, os planetesimais agregados em protoplanetas, e em breve nos oito planetas que atualmente conhecemos e amamos - Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno (desculpe, Plutão).
É a área entre o quarto planeta, Marte, e o quinto, Júpiter, isso é importante. Uma unidade astronômica (UA) é a distância entre a Terra e o sol, que é cerca de 150 milhões de quilômetros - os astrônomos usam essa distância como uma régua para medir outras distâncias dentro do sistema solar e da galáxia da Via Láctea. Marte fica a cerca de 1,5 UA do sol, ou 225 milhões de quilômetros de distância. Júpiter, Enquanto isso, é cerca de 5,2 UA do sol, ou 780 milhões de quilômetros de distância. Se subtrairmos as duas distâncias, há cerca de 3,7 UA entre Marte e Júpiter, ou 555 milhões de quilômetros. Parece que há espaço suficiente entre os dois planetas para outro planeta, direito? O que aconteceu entre Marte e Júpiter durante a formação do sistema solar?
Para descobrir o que os cientistas acham que aconteceu, leia a próxima página.
HowStuffWorks de 2008 Então, como explicamos a vasta distância entre Marte e Júpiter? Alguns astrônomos sugeriram que um planeta ou protoplaneta separado realmente se formou entre os dois planetas, mas o impacto de um cometa de alta velocidade se partiu e espalhou o corpo recém-formado para criar o que agora conhecemos como o cinturão de asteróides principal .
Embora seja possível que cometas e outros objetos grandes estivessem voando ao redor do sistema solar e fragmentando o material durante os estágios iniciais, a maioria dos cientistas aceita uma teoria muito mais simples - os asteróides são restos de matéria da formação do sistema solar que nunca se formaram com sucesso como um planeta. Mas como é que nada veio junto?
Se você olhar para a massa de Júpiter, você notará que é extremamente grande. As pessoas se referem a ele como um gigante gasoso por um bom motivo - enquanto a massa da Terra é de cerca de 6x10 ^ 24 quilogramas, A massa de Júpiter é estimada em 2x10 ^ 27 quilogramas. É muito mais próximo do nosso Sol do que de planetas rochosos como a Terra ou Marte.
O tamanho massivo de Júpiter seria suficiente para perturbar a matéria rochosa que caiu entre ele e Marte - sua forte atração gravitacional faria com que qualquer protoplaneta potencial colidisse e se partisse em pedaços menores. Ficamos então com um grande, coleção espalhada de asteróides que orbitam ao redor do Sol na mesma direção que a Terra - o cinturão de asteróides principal. Com seu centro em torno de 2,7 UA do sol, o cinturão separa Marte e os outros planetas rochosos do maciço, gigantes de gás frio como Júpiter e Saturno.
Para uma visão mais detalhada dos asteróides dentro do cinturão, veja a próxima página.
The Kirkwood GapsA força gravitacional de Júpiter ainda afeta o cinturão até hoje - sua massa gigante perturba o caminho dos asteróides e cria grandes lacunas no cinturão principal conhecido como Kirkwood gaps . Isso acontece devido a ressonância orbital , que é o ponto em que um corpo se alinha com a órbita de outro corpo e experimenta uma força. Por exemplo, um asteróide pode fazer duas órbitas completas ao redor do Sol no tempo que Júpiter leva para fazer uma órbita. Cada outra órbita, aquele asteróide se alinharia com Júpiter, e sua órbita sofreria uma ligeira mudança. Isso faz com que vários grupos diferentes de asteróides se agrupem, dependendo da frequência com que giram em torno do sol - ele também deixa várias lacunas onde não há asteróides.
Existem também duas "nuvens" de asteróides na frente e atrás do caminho de Júpiter, conhecidos como Trojans de Júpiter, que agem um pouco como guarda-costas em todo o planeta. Dois grupos semelhantes são encontrados ao longo da órbita de Marte, chamados de Trojans marcianos.
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Asteróide 951 (Gaspra) visto pela espaçonave Galileo em 1991. Imagem cortesia da NASA A maioria dos asteróides no cinturão de asteróides principal se enquadra em três categorias:
Tipo C (carbonáceo) - Eles constituem cerca de 75 por cento de todos os asteróides conhecidos. Na verdade, acredita-se que asteroides do tipo C sejam semelhantes em composição ao sol, apenas sem hidrogênio, hélio e outro material combustível. Eles são muito escuros e absorvem a luz facilmente, e você pode localizá-los nas bordas externas da correia principal.
Tipo S (silicácea) - Eles constituem cerca de 17 por cento de todos os asteróides conhecidos. Sua composição é principalmente de ferro metálico e silicatos de ferro-magnésio, e eles são encontrados na borda interna do cinturão principal.
Tipo M (metálico) - Os 8% restantes dos asteróides são feitos de ferro metálico e são encontrados na região central do cinturão principal.
Os asteróides normalmente viajam em uma órbita ligeiramente elíptica ao redor do Sol na mesma direção da Terra. Eles giram de forma simples, muito parecido com a Terra, exceto por um período muito curto de tempo - em qualquer lugar entre uma hora e um dia, dependendo de seu tamanho. Interessantemente, a maioria dos asteróides com mais de 200 metros gira muito lentamente, não mais rápido do que uma vez a cada 2,2 horas. Isso levou os astrônomos a supor que asteróides maiores são mantidos juntos de maneira muito frouxa por causa do bombardeio constante de outros asteróides. Se eles girarem mais rápido, eles vão se separar e voar para o espaço. É sugerido que o asteroide 253 (Mathilde) é tão denso quanto a água, embora tenha 52 quilômetros de largura.
Muitas pessoas podem se surpreender ao saber que a maioria dos asteróides no cinturão principal tem apenas o tamanho de uma pedra. Apesar da grande quantidade de espaço que ocupa, astrônomos estimam que a massa total de todo o cinturão de asteróides principal seja inferior a 1/1, 000º a massa da Terra, ou menos da metade do tamanho da lua. Dezesseis asteróides têm diâmetros de 240 quilômetros ou maiores, o maior dos quais é Ceres, que tem um diâmetro de cerca de 1, 000 quilômetros.
São todos asteróides em nosso sistema solar no cinturão principal, ou existem outros corpos que compartilham o espaço entre Marte e Júpiter? E quanto a outros cinturões de asteróides por aí? Veja a próxima página para ir além do cinturão principal.
Embora um cometa do cinturão principal se comporte como cometas normais, emitindo uma cauda de gás e poeira, sua órbita é mais como a de um asteróide. Pedro Lacerda / Universidade do Havaí Em 26 de novembro, 2005, o estudante de graduação Henry Hsieh e o professor David Jewitt, da Universidade do Havaí, fizeram uma descoberta surpreendente. Ao olhar através de um telescópio Gemini North de 8 metros no vulcão inativo Mauna Kea, os dois notaram um asteróide misterioso, Asteróide 118401, emitindo poeira semelhante a um cometa. Quando eles olharam para dois cometas separados, eles perceberam que esses três objetos não eram nem asteróides nem cometas, mas uma categoria completamente nova de cometas - cometas do cinturão principal .
Os cometas são simplesmente grandes pedaços de gelo e poeira se movendo pelo espaço. O calor do sol faz com que o gelo evapore, e um rastro de gás e poeira é deixado para trás conforme o objeto se move pelo espaço - é por isso que os cometas têm cauda. A órbita de um cometa do cinturão principal, Contudo, é muito diferente de um cometa normal, que geralmente circunda o sol de forma inclinada, forma altamente elíptica, como um elástico esticado. Em vez de, um cometa do cinturão principal viaja de forma bastante circular, órbita nivelada, muito parecido com um asteróide.
A maior revelação proveniente da descoberta de cometas do cinturão principal é a possibilidade de que um asteróide gelado possa ter colidido com a Terra e lhe fornecido vida. Os astrônomos acreditavam que o gelo de cometas regulares fornecia água à Terra, mas descobertas recentes provaram que a água do cometa não tem muito em comum com a água do nosso planeta. Se a água asteroidal for parecida com a nossa, os cometas do cinturão principal podem nos fornecer informações importantes sobre a formação da Terra e até mesmo sobre nossa própria existência.
Outra descoberta feita no mesmo ano sugere que existem outros cinturões por aí. Astrônomos da NASA localizaram o que pode ser um enorme cinturão de asteróides em torno de HD69830, uma estrela a 41 anos-luz de distância que está intimamente relacionada ao nosso sol. Este cinturão de asteróides é o mesmo que o cinturão do nosso sistema solar - uma coleção de detritos que não foi capaz de se formar em um grande corpo - ou os estágios iniciais de um novo sistema solar. Se for o último caso, observar o cinturão pode nos ajudar a entender melhor o importante processo de formação planetária [fonte:National Geographic News].
Para aprender muito mais sobre asteróides, exploração espacial e espacial, veja a próxima página.
O Cinturão KuiperO Cinturão de Kuiper é semelhante ao cinturão de asteróides principal, pois é outra coleção em forma de disco de restos de fragmentos da formação do sistema solar. A grande diferença é que ele se estende muito mais longe no espaço - começa depois de Netuno em 30 UA e chega até 50 UA, ou 7,5 milhões de quilômetros. Muitas vezes é chamada de "fronteira final" de nosso sistema solar porque se torna cada vez mais difícil medir o tamanho dos objetos dentro ou além dessa área. Os destroços que compõem o Cinturão de Kuiper também são muito mais frios devido à longa distância do sol. A ideia do Cinturão de Kuiper foi proposta pelo astrônomo Gerard Kuiper em 1951, mas sua existência não foi confirmada até 1992, quando astrônomos observaram o primeiro Kuiper Belt Object (KPO).
Fontes
