Skip to main content
Global

11.E: Os planetas gigantes (exercícios)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    183608

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Para uma exploração mais aprofundada

    Artigos

    Júpiter

    Aguirre, Edwin. “Hubble dá um zoom na nova mancha vermelha de Júpiter.” Sky & Telescope (agosto de 2006): 26.

    Beatty, J. “No Gigante”. Sky & Telescope (abril de 1996): 20. Na sonda Galileo.

    Beebe, R. “Rainha das Tempestades Gigantes”. Sky & Telescope (outubro de 1990): 359. Excelente avaliação da Mancha Vermelha.

    Johnson, T. “A missão Galileo em Júpiter e suas luas”. Scientific American (fevereiro de 2000): 40. Resultados sobre Júpiter, Io, Ganímedes e Calisto.

    Simon, A. “A mancha vermelha não tão boa”. Sky & Telescope (março de 2016): 18. Sobre como a enorme tempestade em Júpiter está evoluindo com o tempo.

    Smith, B. “Viagem do Século”. National Geographic (agosto de 1990): 48. Belo resumo da missão Voyager em todos os quatro planetas externos.

    Stern, S. “Júpiter de perto e pessoalmente”. Astronomia (agosto de 2007): 28. Na missão New Horizons, sobrevoe em fevereiro de 2007.

    Saturno

    Gore, R. “O Enigma dos Anéis”. National Geographic (julho de 1981): 3. Relatório colorido sobre a missão Voyager.

    McEwen, A. “A Cassini revela Saturno”. Astronomia (julho de 2006): 30. Um relatório sobre os dois primeiros anos de descobertas no sistema de Saturno.

    Spilker, L. “Revolução de Saturno”. Astronomia (outubro de 2008): 34. Sobre os resultados da missão Cassini.

    Talcott, R. “As doces surpresas de Saturno”. Astronomia (junho de 2007): 52. Sobre os resultados da missão Cassini.

    Urano e Netuno

    Cowling, T. “Big Blue: Os mundos gêmeos de Urano e Netuno”. Astronomia (outubro de 1990): 42. Uma boa e longa revisão dos dois planetas.

    Gore, R. “Neptune: o último show de filmes da Voyager”. National Geographic (agosto de 1990): 35.

    Lunine, J. “Netuno aos 150.” Sky & Telescope (setembro de 1996): 38. Boa crítica.

    Websites

    Júpiter

    Exploração do Sistema Solar da NASA: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/jupiter

    Site dos Nove Planetas: http://nineplanets.org/jupiter.html

    Site de Ciências Planetárias: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...piterpage.html

    Saturno

    Exploração do Sistema Solar da NASA: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/saturn

    Site dos Nove Planetas: http://nineplanets.org/saturn.html

    Site de Ciências Planetárias: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...aturnpage.html

    Urano

    Exploração do Sistema Solar da NASA: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/uranus

    Site dos Nove Planetas: http://nineplanets.org/uranus.html

    Site de Ciências Planetárias: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...ranuspage.html

    Netuno

    Exploração do Sistema Solar da NASA: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/neptune

    Site dos Nove Planetas: http://nineplanets.org/neptune.html

    Site de Ciências Planetárias: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...ptunepage.html

    Missões

    Local da missão da Cassini no Laboratório de Propulsão a Jato: http://saturn.jpl.nasa.gov/index.cfm

    Local da missão Cassini-Huygens na Agência Espacial Europeia: http://sci.esa.int/cassini-huygens/

    Site da Missão Galileo da NASA: http://Solarsystem.nasa.gov/galileo/

    Missão Juno da NASA a Júpiter: http://www.nasa.gov/mission_pages/ju...ain/index.html

    Local da missão Voyager no Laboratório de Propulsão a Jato: http://voyager.jpl.nasa.gov/

    Vídeos

    Cassini: 15 anos de exploração: https://www.youtube.com/watch?v=2z8fzz_MBAw. Resumo visual rápido dos destaques da missão (2:29).

    Na terra do encantamento: a história épica da missão da Cassini em Saturno: https://www.youtube.com/watch?v=Vx135n8VFxY. Uma palestra ilustrada inspiradora da cientista-chefe da Cassini Mission Imagining, Carolyn Porco (1:37:52).

    Júpiter: O maior planeta: http://www.youtube.com/watch?v=s56pxa9lpvo. Produzido pelo Goddard Space Flight Center e pela Science on a Sphere da NASA (7:29).

    Atividades colaborativas em grupo

    1. Um novo membro do Congresso pediu ao seu grupo que investigue por que a sonda Galileo lançada na atmosfera de Júpiter em 1995 sobreviveu a apenas 57 minutos e se isso foi um exemplo de um terrível escândalo. Faça uma lista de todos os motivos pelos quais a sonda não durou mais e por que ela não se tornou mais durável. (Lembre-se de que a sonda teve que pegar uma carona até Júpiter!)
    2. Selecione um dos planetas jovianos e organize seu grupo para escrever um roteiro para um boletim meteorológico noturno para o planeta que você escolheu. Certifique-se de especificar aproximadamente a altura da atmosfera na região para a qual você está fornecendo o relatório.
    3. O que seu grupo acha que deveria ser o próximo passo para aprender mais sobre os planetas gigantes? Deixe de lado as considerações de custo por um momento: que tipo de missão você recomendaria à NASA para aprender mais sobre esses mundos gigantes? Qual mundo ou mundos devem ter a maior prioridade e por quê?
    4. Suponha que um astrônomo extremamente dedicado (e um pouco louco) se voluntarie para se tornar uma sonda humana em Júpiter (e de alguma forma consiga sobreviver vivo à viagem pela magnetosfera de Júpiter). Ao entrar na atmosfera superior de Júpiter, ela cairia mais rápido ou mais devagar do que cairia fazendo o mesmo salto suicida na atmosfera da Terra sólida? Grupos com algum histórico de álgebra poderiam até calcular a força que ela sentiria em comparação com a força na Terra. (Pergunta bônus: se ela estivesse em uma cápsula, caindo primeiro nos pés de Júpiter, e o piso da cápsula tivesse uma balança, o que a balança mostraria como seu peso em comparação com seu peso na Terra?)
    5. Você ou qualquer pessoa do seu grupo se voluntariaria para uma missão unidirecional e vitalícia em uma estação espacial orbitando qualquer um dos gigantes gasosos sem nunca ser capaz de retornar à Terra? Quais são os desafios dessa missão? Devemos deixar toda a exploração do sistema solar externo para sondas espaciais não tripuladas?

    Perguntas de revisão

    1. Quais são os principais desafios envolvidos no envio de sondas para os planetas gigantes?
    2. Por que é difícil lançar uma sonda como a Galileo? Como os engenheiros resolveram esse problema?
    3. Explique por que a observação visual dos gigantes gasosos não é suficiente para determinar seus períodos de rotação e quais evidências foram usadas para deduzir os períodos corretos.
    4. Como são as estações do ano em Júpiter?
    5. Qual é a consequência do eixo de rotação de Urano estar a 98° de distância da perpendicular ao seu plano orbital?
    6. Descreva as estações do planeta Urano.
    7. Com as pressões no interior de Júpiter, descreva o estado físico do hidrogênio encontrado lá.
    8. Qual dos gigantes gasosos tem o maior núcleo gelado/rochoso em comparação com seu tamanho total?
    9. No contexto dos planetas gigantes e das condições em seus interiores, o que se entende por “rocha” e “gelo”?
    10. Qual é a principal fonte do calor interno de Júpiter?
    11. Descreva a fonte de calor interior de Saturno.
    12. Qual planeta tem o campo magnético mais forte e, portanto, a maior magnetosfera? Qual é sua fonte?
    13. Do que são compostas as nuvens visíveis nos quatro planetas gigantes e por que elas são diferentes umas das outras?
    14. Compare a circulação atmosférica (clima) dos quatro planetas gigantes.
    15. Quais são as principais fontes de calor atmosférico de cada um dos planetas gigantes?
    16. Por que os níveis superiores da atmosfera de Netuno parecem azuis?
    17. Como as tempestades em Júpiter diferem dos sistemas de tempestades na Terra?

    Perguntas de reflexão

    1. Descreva as diferenças na composição química das partes interna e externa do sistema solar. Qual é a relação entre o que os planetas são feitos e a temperatura em que eles se formaram?
    2. Como os planetas gigantes se tornaram tão grandes?
    3. Júpiter é mais denso que a água, mas é composto pela maior parte de dois gases leves, hidrogênio e hélio. O que torna Júpiter tão denso quanto é?
    4. Você esperaria encontrar gás oxigênio livre nas atmosferas dos planetas gigantes? Por que ou por que não?
    5. Por que uma brochura turística (do futuro) descrevendo as vistas naturais mais dramáticas dos planetas gigantes teria que ser revisada com mais frequência do que uma para os planetas terrestres?
    6. As nuvens de água que se acredita estarem presentes em Júpiter e Saturno existem em temperaturas e pressões semelhantes às das nuvens da atmosfera terrestre. Como seria visitar esse local em Júpiter ou Saturno? De que forma o ambiente seria diferente daquele nas nuvens da Terra?
    7. Descreva os diferentes processos que levam a fontes de calor internas substanciais para Júpiter e Saturno. Como esses dois objetos geram grande parte de sua energia internamente, eles deveriam ser chamados de estrelas em vez de planetas? Justifique sua resposta.
    8. Pesquise a missão Galileo. Quais problemas técnicos ocorreram entre o lançamento da missão e a chegada da nave ao sistema de Júpiter e como os engenheiros da missão lidaram com eles? (Boas fontes de informação incluem artigos sobre Astronomia e Sky & Telescope, além do site da missão.)

    Descobrindo por si mesmo

    1. Quantas vezes mais pressão existe no interior de Júpiter em comparação com a da Terra?
    2. Calcule a velocidade do vento na borda da Grande Mancha Escura de Netuno, que tinha 10.000 km de diâmetro e girava em 17 d.
    3. Calcule quantas Terras caberiam nos volumes de Saturno, Urano e Netuno.
    4. Quando a espaçonave Voyager penetrou no sistema solar externo, a iluminação do Sol diminuiu. Em relação à situação na Terra, quão brilhante é a luz do sol em cada um dos planetas jovianos?
    5. Os íons nas partes internas da magnetosfera de Júpiter giram no mesmo período de Júpiter. Calcule a rapidez com que eles estão se movendo na órbita da lua Io de Júpiter (veja o Apêndice G). Esses íons atingirão Io por trás ou pela frente enquanto ele se move em torno de Júpiter?