Skip to main content
Global

13.E: Cometas e asteróides - Detritos do Sistema Solar (Exercícios)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    183918

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

    Para uma exploração mais aprofundada

    Artigos

    Asteróides

    Asphang, E. “Os Pequenos Planetas”. Scientific American (maio de 2000): 46. Sobre asteróides, incluindo resultados da missão NEAR.

    Beatty, J. “O Voo Selvagem do Falcão”. Sky & Telescope (setembro de 2006): 34. Sobre a missão japonesa ao asteróide Itakawa.

    Beatty, J. “NEAR se apaixona por Eros”. Sky & Telescope (maio de 2001): 35. Na primeira aterrissagem em um asteróide.

    Betz, E. “A missão Dawn revela o planeta anão Ceres”. Astronomia (janeiro de 2016): 44. Primeiras imagens e descobertas.

    Binzel, R. “Um novo século para asteróides”. Sky & Telescope (julho de 2001): 44. Boa visão geral.

    Boslaugh, M. “Em busca de asteróides mortais”. Astronomia (julho de 2015): 28. Sobre os programas existentes e propostos para pesquisar asteróides que cruzam a Terra.

    Cooke, B. “Atração fatal”. Astronomia (maio de 2006): 46. No asteróide próximo à Terra Apophis, sua órbita e o que podemos aprender com ela.

    Durda, D. “Casais estranhos”. Astronomia (dezembro de 2005): 54. Em asteróides binários.

    Durda, D. “Tudo na família”. Astronomia (fevereiro de 1993): 36. Discute famílias de asteróides.

    Oberg, J. “2013's Historic Russian Meteorite Fall” Astronomia (junho de 2012): 18. No evento de Chelyabinsk.

    Sheppard, S. “Dançando com os Planetas”. Sky & Telescope (junho de 2016): 16. Sobre asteróides troianos que “seguem” planetas como Júpiter.

    Talcott, R. “Galileo vê Gaspra”. Astronomia (fevereiro de 1992): 52.

    Yeomans, D. “O Japão visita um asteróide”. Astronomia (março de 2006): 32. Na sonda Hayabusa, exploração do asteróide Itakawa.

    Zimmerman, R. “Sundaes de sorvete e purê de batatas”. Astronomia (fevereiro de 1999): 54. Na missão NEAR.

    Cometas

    Aguirre, E. “O Grande Cometa de 1997”. Sky & Telescope (julho de 1997): 50. No cometa Hale-Bopp.

    Bakich, M. “Como observar cometas”. Astronomia (dezembro de 2009): 50. Um guia para astrônomos amadores.

    Gore, R. “Halley's Comet '86: Muito mais do que aparentava”. National Geographic (dezembro de 1986): 758. (Além disso, a edição de março de 1987 da Sky & Telescope foi dedicada ao que aprendemos com o cometa Halley em 1986.)

    Hale, A. “Hale-Bopp mais dez”. Astronomia (julho de 2005): 76. O co-descobridor de um cometa a olho nu conta a história da descoberta e o que se seguiu.

    Jewett, D. “Viajantes misteriosos: ciência de cometas”. Sky & Telescope (dezembro de 2013): 18. Bom resumo do que sabemos sobre cometas e das perguntas que temos.

    Rao, J. “Com que frequência aparecem cometas brilhantes?” Sky & Telescope (novembro de 2013): 30. Belo resumo dos cometas brilhantes do século passado e quais fatores tornam um cometa espetacular em nossos céus.

    Sekanina, Z. “Sungrazing Comets”. Astronomia (março de 2006): 36.

    Sheppard, S. “Além do Cinturão de Kuiper”. Sky & Telescope (março de 2015): 26. Em Sedna e na nuvem de Oort.

    Stern, S. “Evolução no limite”. Astronomia (setembro de 2005): 46. Como os núcleos dos cometas evoluem com o tempo.

    Talcott, R. “Encontro com um cometa em evolução [Rosetta no cometa 67P/C-G]”. Astronomia (setembro de 2015): 44.

    Tytell, D. “O Lançamento de Martelo do Deep Impact”. Sky & Telescope (outubro de 2006): 34. Na missão que lançou uma sonda no núcleo de um cometa. Veja também (junho de 2005): 40.

    Weissman, P. “Um conto de cometas”. Sky & Telescope (fevereiro de 2006): 36. Uma boa revisão do que sabemos e não sabemos sobre a natureza física dos cometas.

    Websites

    Asteróides

    Missão Dawn: http://dawn.jpl.nasa.gov. Descubra mais sobre essa missão aos maiores asteróides.

    Missão Near-Shoemaker: http://near.jhuapl.edu/. Analise as informações básicas e veja ótimas imagens da missão realizada por Mathilde e Eros.

    Cometas

    Missão de impacto profundo: http://www.nasa.gov/mission_pages/deepimpact/main/.

    Cinturão de Kuiper: http://www2.ess.ucla.edu/~jewitt/kb.html. David Jewitt, da Universidade do Havaí, acompanha os objetos que foram descobertos.

    Missões aos cometas: http://solarsystem.nasa.gov/missions/target/comets. Leia sobre as missões atuais e passadas da NASA aos cometas.

    Missão Stardust: http://stardust.jpl.nasa.gov/home/index.html. Saiba mais sobre essa missão de coletar uma amostra de um cometa e trazê-la de volta à Terra.

    Vídeos

    Asteróides

    Suando as coisas pequenas: o medo e a diversão dos asteróides próximos à Terra: https://www.youtube.com/watch?v=5gyAvc5OhII. Palestra noturna do Observatório de Harvard, de Jose-Luis Galache (1:18:07).

    Revelando o planeta anão Ceres: https://www.youtube.com/watch?v=_G9LudkLWOY. Uma palestra VonKarman da Dra. Carol Raymond, outubro de 2015, também inclui os resultados do Vesta (1:18:38).

    Cometas

    Grandes cometas, cometas em geral e cometa ISON: https://www.youtube.com/watch?v=DiBkYAnQ_C. Palestra de Frank Summers, Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (1:01:10).

    Conferência de imprensa sobre o impacto do cometa Shoemaker-Levy 9 com Júpiter: https://www.youtube.com/watch?v=B-tUP8afEIo. Dia 2 após o impacto; 17 de julho de 1994; com os descobridores e Heidi Hammel (1:22:29).

    Rosetta: A história até agora: https://www.ras.org.uk/events-and-me...e-story-so-far. Palestra da Sociedade Astronômica Real do Dr. Ian Wright (1:00:29).

    Atividades colaborativas em grupo

    1. Seu grupo é um comitê do Congresso encarregado de avaliar o financiamento de um esforço para encontrar todos os NEAs (asteróides próximos à Terra) com mais de 0,5 km de diâmetro. Faça uma lista dos motivos pelos quais seria útil para a humanidade encontrar esses objetos. O que devemos (poderíamos) fazer se encontrássemos um que atingirá a Terra em alguns anos?
    2. Muitas culturas consideravam os cometas maus presságios. As lendas associam cometas à morte de reis, perdas na guerra ou ao fim de dinastias. Algum membro do seu grupo já ouviu falar sobre esses contos populares? Discuta os motivos pelos quais os cometas em épocas anteriores podem ter obtido essa má reputação.
    3. Como os asteróides têm uma variedade de composições e uma baixa gravidade que facilita a remoção de materiais, algumas pessoas sugeriram que a mineração de asteróides pode ser uma forma de obter os recursos necessários no futuro. Faça uma lista de materiais em asteróides (e cometas que chegam ao sistema solar interno) que podem ser valiosos para uma civilização espacial. Quais são os prós e os contras de realizar operações de mineração nesses pequenos mundos?
    4. Conforme discutido na caixa sobre Caça de cometas como hobby na Seção 13.4, caçadores amadores de cometas normalmente passam mais de 400 horas examinando os céus com seus telescópios para encontrar um cometa. É muito tempo para passar (geralmente sozinho, geralmente longe das luzes da cidade, geralmente no frio e sempre no escuro). Discuta com os membros do seu grupo se você pode se ver tão dedicado. Por que as pessoas realizam essas missões? Você tem inveja da dedicação deles?
    5. Os maiores objetos do cinturão de Kuiper conhecidos também são chamados de planetas anões. Até agora, todos os planetas (terrestres, jovianos e anões) do nosso sistema solar receberam o nome de deuses mitológicos. (Os nomes dos planetas anões se afastaram da mitologia romana para incluir os deuses de outras culturas.) Peça ao seu grupo que discuta se devemos continuar essa tradição de nomenclatura com planetas anões recém-descobertos. Por que ou por que não?
    6. O custo total da missão Rosetta para combinar cursos com um cometa foi de cerca de 1,4 bilhão de euros (cerca de US $1,6 bilhão). Faça com que seu grupo discuta se esse investimento valeu a pena, dando motivos para qualquer lado que você escolher. (No site da Agência Espacial Europeia, eles contextualizam esse custo dizendo: “O valor é apenas metade do preço de um submarino moderno, ou três jatos jumbo Airbus 380, e cobre um período de quase 20 anos, desde o início do projeto em 1996 até o final da missão em 2015.”)
    7. Se um asteróide que se aproxima da Terra fosse descoberto cedo o suficiente, a humanidade poderia tomar medidas para evitar uma colisão. Discuta possíveis métodos para desviar ou até mesmo destruir um asteróide ou cometa. Vá além dos poucos métodos mencionados no texto e use sua criatividade. Dê prós e contras de cada método.

    Perguntas de revisão

    1. Por que asteróides e cometas são importantes para nossa compreensão da história do sistema solar?
    2. Faça uma breve descrição do cinturão de asteróides.
    3. Descreva as principais diferenças entre asteróides do tipo C e do tipo S.
    4. Além dos mencionados anteriormente, qual é a terceira classe mais rara de asteróides?
    5. Vesta é incomum, pois contém qual mineral em sua superfície? O que indica a presença desse material?
    6. Compare os asteróides do cinturão de asteróides com os asteróides que se aproximam da Terra. Qual é a principal diferença entre os dois grupos?
    7. Descreva brevemente o Spaceguard Survey da NASA. Quantos objetos foram encontrados nesta pesquisa?
    8. Quem primeiro calculou as órbitas dos cometas com base em registros históricos que datam da antiguidade?
    9. Descreva o núcleo de um cometa típico e compare-o com um asteróide de tamanho similar.
    10. Descreva os dois tipos de caudas de cometas e como cada uma é formada.
    11. Que classificação é dada a objetos como Plutão e Éris, que são grandes o suficiente para serem redondos e cujas órbitas estão além das de Netuno?
    12. Descreva a origem e o destino final dos cometas que vemos da Terra.
    13. Que evidências temos da existência do cinturão de Kuiper? Que tipo de objetos são encontrados lá?
    14. Faça uma breve descrição do cinturão de Kuiper e da nuvem de Oort.

    Perguntas de reflexão

    1. Dê pelo menos duas razões pelas quais os astrônomos de hoje estão tão interessados na descoberta de asteróides adicionais que se aproximam da Terra.
    2. Suponha que você estivesse projetando uma espaçonave que combinasse o curso de um asteróide e seguisse sua órbita. Que tipos de instrumentos você colocaria a bordo para coletar dados e o que gostaria de aprender?
    3. Suponha que você esteja projetando uma espaçonave que combinaria o curso de um cometa e se moveria com ele por um tempo. Que tipos de instrumentos você colocaria a bordo para coletar dados e o que gostaria de aprender?
    4. Suponha que um cometa tenha sido descoberto se aproximando do Sol, um cuja órbita faria com que ele colidisse com a Terra 20 meses depois, após a passagem do periélio. (Essa é aproximadamente a situação descrita no romance de ficção científica Lucifer's Hammer, de Larry Niven e Jerry Pournelle.) O que poderíamos fazer? Haveria alguma maneira de nos proteger de uma catástrofe?
    5. Acreditamos que cadeias de fragmentos de cometas como o do cometa Shoemaker-Levy 9 colidiram não apenas com os planetas jovianos, mas ocasionalmente com suas luas. Que tipo de características você procuraria nas luas externas do planeta para encontrar evidências de tais colisões? (Como um bônus extra, você pode encontrar alguma imagem dessas características em uma lua como Callisto? Você pode usar um site on-line de imagens planetárias, como o Planetary Photojournal, em photojournal.jpl.nasa.gov.)
    6. Por que encontramos tantos objetos no cinturão de Kuiper nas últimas duas décadas e não antes disso?
    7. Por que é difícil fornecer diâmetros exatos até mesmo para objetos maiores no cinturão de Kuiper?

    Descobrindo por si mesmo

    1. Consulte o exemplo\(13.4.1\) na Seção 13.4. Como o cálculo mudaria se um cometa típico na nuvem de Oort tivesse apenas 1 km de diâmetro?
    2. Consulte o exemplo\(13.4.1\) na Seção 13.4. Como o cálculo mudaria se um cometa típico na nuvem de Oort fosse maior — digamos, 50 km de diâmetro?
    3. O cálculo no Exemplo\(13.4.1\) na Seção 13.4 se refere à conhecida nuvem de Oort, a fonte da maioria dos cometas que vemos. Se, como alguns astrônomos suspeitam, há 10 vezes mais objetos cometários no sistema solar, como a massa total da matéria cometária se compara à massa de Júpiter?
    4. Se a nuvem de Oort contém 1012 cometas e dez novos cometas são descobertos se aproximando do Sol a cada ano, qual porcentagem dos cometas foi “usada” desde o início do sistema solar?
    5. A massa dos asteróides é encontrada principalmente nos asteróides maiores, então, para estimar a massa total, precisamos considerar apenas os objetos maiores. Suponha que os três maiores asteróides — Ceres (1000 km de diâmetro), Pallas (500 km de diâmetro) e Vesta (500 km de diâmetro) — representem metade da massa total. Suponha que cada um desses três asteróides tenha uma densidade de 3 × 10 3 g/cm 3 e calcule sua massa total. Multiplique seu resultado por 2 para obter uma estimativa da massa total do cinturão de asteróides. Como isso se compara à massa da nuvem de Oort?
    6. Faça uma estimativa similar para a massa do cinturão de Kuiper. Os três maiores objetos são Plutão, Eris e Makemake (cada um com aproximadamente 2000 km). Além disso, suponha que haja oito objetos (incluindo Haumea, Orcus, Quaoar, Ixion, Varuna e Charon, e objetos que ainda não foram nomeados) com diâmetros de cerca de 1000 km. Suponha que todos os objetos tenham a densidade de Plutão de 2 × 10 3 g/cm 3. Calcule o dobro da massa dos 13 maiores objetos e compare-a com a massa do cinturão principal de asteróides.
    7. Qual é o período de revolução sobre o Sol para um asteróide com um semi-eixo maior de 3 UA no meio do cinturão de asteróides?
    8. Qual é o período de revolução de um cometa com afélio a 5 UA e periélio na órbita da Terra?