Sistema Solar

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Representação esquemática do Sistema Solar, mostrando os Sol e os planetas.

O Sistema Solar é constituído pelo Sol e por um conjunto de objetos astronômicos que se ligam ao Sol através da gravidade. Acredita-se que esses corpos tenham sido formados por meio de um colapso de uma nuvem molecular gigante há 4,6 bilhões de anos atrás. Entre os muitos corpos que orbitam ao redor do Sol, a maior parte da massa está contida dentro de oito planetas relativamente solitários,^[e] cujas órbitas são quase circulares e se encontram dentro de um disco quase plano, denominado de "plano da eclíptica". Os quatro menores planetas (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) são conhecidos como planetas telúricos ou sólidos, encontram-se mais próximos do Sol e são compostos principalmente de metais e rochas. Os quatro maiores planetas (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) encontram-se mais distantes do Sol e concentram mais massa do que os planetas telúricos, sendo também chamados de planetas gasosos. Os dois maiores, Júpiter e Saturno, são compostos em sua maior parte de hidrogênio e hélio. Urano e Netuno, conhecidos também como "planetas ultraperiféricos", são cobertos de gelo, sendo às vezes referidos como "gigantes de gelo", apresentando também em suas composições água, amônia, metano, etc.
O Sistema Solar também o lar de outras duas regiões povoadas por objetos menores. O cinturão de asteroides está situado entre Marte e Júpiter e sua composição se assemelha à dos planetas sólidos. Além da órbita de Netuno, encontram-se os "objetos transnetunianos", com uma composição semelhante a dos planetas gasosos. Dentro destas duas regiões, existem outros cinco corpos individuais. São eles: Ceres, Plutão, Haumea, Makemake e Éris, denominados de planetas anões.^[e] Além de milhares de corpos pequenos nestas duas regiões, vários outras populações de pequenos corpos que viajam livremente entre as regiões, como cometas, centauros.
O vento solar, fluxo de plasma do Sol, é responsável por criar uma bolha no meio interestelar conhecida como heliosfera, que se estende até a borda do disco disperso. A hipotética nuvem de Oort, que atua como fonte de cometas durante um longo período, pode estar a uma distância de aproximadamente dez mil vezes maior do que a heliosfera.
Seis dos planetas e três planetas anões são orbitados por satélites naturais,^[b] normalmente conhecidos como "luas", depois da Lua da Terra. Os planetas gasosos são cercados por anéis planetários compostos de poeira e outras partículas.

Descoberta e exploração

Durante milhares de anos, a humanidade, com poucas e notáveis exceções, não reconheceu a existência do Sistema Solar. As pessoas acreditavam que a Terra era estacionária no centro do universo e categoricamente diferente dos objetos que se moviam no céu. Embora o filósofo grego Aristarco de Samos tenha afirmado sobre uma possível reordenação heliocêntrica no universo,^[1] Nicolau Copérnico foi o primeiro a desenvolver um sistema matemático de previsão heliocêntrica. No século XVII, Galileu Galilei, Johannes Kepler e Isaac Newton desenvolveram uma compreensão física que levou à aceitação da ideia de que a Terra e os outros planetas são regidos pelas mesmas leis físicas que regem o planeta Terra.

Estrutura

As órbitas dos planetas do Sistema Solar se encontram ordenadas a distâncias do Sol crescentes de modo que a distância de cada planeta é aproximadamente o dobro do que o planeta imediatamente anterior. Esta relação vem expressada matematicamente através da Lei de Titius-Bode, uma fórmula que resume a posição dos semieixos maiores dos planetas em unidades astronômicas (UA). Em sua forma mais simples se escreve:

   onde = 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, ainda que pode chegar a ser complicada.

Nesta formulação, a órbita de Mercúrio se corresponde com (k=0) e semieixo maior 0,4 UA, e a órbita de Marte (k=4) se encontra em 1,6 UA. Na realidade, as órbitas se encontram em 0,38 e 1,52 UA. Ceres, o maior asteroide, encontra na posição k=8. Esta lei não se ajusta a todos os planetas (por exemplo, Netuno, que está mais acerca do que prediz esta lei). No momento não há uma explicação da Lei de Titius-Bode e muitos científicos consideram que se trata tão só de uma coincidência.

Tabela resumida do Sistema Solar

As distâncias dos planetas de Mercúrio a Saturno, incluindo-se um buraco para os asteroides, segue aproximadamente a Lei de Titius-Bode.

Nome	Diâmetro (km)	Distância média ao Sol (km)	Massa do planeta (Terra = 1)
Sol	1 392 000	-	332 946
Mercúrio	4 880	57 910 000	0,1
Vênus	12 104	108 208 930	0,9
Terra	12 756	149 597 870	1
Marte	6 794	227 936 640	0,1
Júpiter	142 984	778 412 010	318
Saturno	120 536	1 426 725 400	95
Urano	51 118	2 870 972 200	15
Netuno	49 572	4 498 252 900	17

A dimensão astronômica das distâncias no espaço

Para uma noção da dimensão astronômica das distâncias no espaço deve-se fazer cálculos e usar um modelo que permita uma percepção mais clara do que está em jogo. Por exemplo, um modelo reduzido em que o Sol estaria representado por uma bola de futebol (de 22 cm de diâmetro). A essa escala, a Terra ficaria a 23,6 metros de distância e seria uma esfera com apenas 2 mm de diâmetro (a Lua ficaria a uns 5 cm da Terra, e teria um diâmetro de uns 0,5 mm). Júpiter e Saturno seriam berlindes com cerca de 2 cm de diâmetro, respectivamente a 123 e a 226 metros do Sol. Plutão ficaria a 931 metros do Sol, com cerca de 0,36 mm de diâmetro. Quanto à estrela mais próxima, a Proxima Centauri, essa estaria a 6332 km do Sol, enquanto a estrela Sírio a 13 150 km.
Se o tempo de uma viagem da Terra à Lua, a cerca de 257 000 km/hora, fosse de uma hora e um quarto, levaria-se cerca de três semanas terrestres para se ir da Terra ao Sol, 3 meses se ir a Júpiter, sete meses para Saturno e cerca de dois anos e meio a chegar a Plutão e deixar o nosso sistema solar. A partir daí, a essa velocidade, levar-se-ia 17 600 anos até chegar à estrela mais próxima, e 35 000 anos até Sírio.

Interior

O interior do Sistema Solar corresponde à região onde se localizam os planetas e asteroides.^[2] É composto principalmente de metais e silicato. Os objetos do Sistema Solar estão relativamente próximos do Sol. O raio de toda esta região é menor do que a distância entre Júpiter e Saturno.

Planetas telúricos

Planetas telúricos. Da esquerda para a direita: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte (tamanhos e distâncias interplanetárias fora de escala).

Os planetas telúricos ou planetas interiores são densos, têm uma composição rochosa, e neles não existem anéis. São compostos principalmente de minerais, como o silicato, que forma o manto e a crosta desses planetas, e metais, como o ferro e o níquel, que formam seus núcleos. Três dos quatro planetas têm uma atmosfera significativa, todos têm impactos de crateras e características de uma superfície tectônica, tais como rift e vulcões. O termo "planeta interior" não deve ser confundido com "planeta inferior", este termo designa os planetas que estão mais próximos do Sol do que a Terra, ou seja, Mercúrio e Vênus.

Mercúrio

Mercúrio está a 0,4 unidades astronômicas do Sol e é o menor dos oito planetas do Sistema Solar (0,055 massas terrestres). Não possui nenhum satélite natural. Suas características geológicas são conhecidas. O planeta possui impactos de crateras e escarpas, provavelmente produzidas durante um período de contração no início de sua história.^[3] Sua atmosfera é quase insignificante, sua superfície e composta de átomos ejetados pelo vento que vem da energia solar.^[4] Seu núcleo, composto principalmente de ferro, é relativamente grande e seu manto é fino. Hipóteses explicam que suas camadas mais externas foram descascadas por um impacto gigante.^[5][6]

Vênus

Vênus está a 0,7 unidades astronômicas do Sol, quase do tamanho da Terra (equivalente a 0,815 massas terrestres). Assim como a Terra, Vênus possui um manto composto de silicato em torno de um núcleo de ferro. Entretanto, o planeta é muito mais seco do que a Terra e sua atmosfera é cerca de noventa vezes mais densa. Assim como Mercúrio, não possui satélites naturais. É o planeta mais quente do Sistema Solar, com temperaturas que podem chegar até 480 °C, provavelmente devido à quantidade de gases de efeito estufa presentes em sua atmosfera.^[7] Não há evidências definitivas atuais de que tenham sido detectadas atividades geológicas em Vênus, mas não possui campo magnético, que poderia evitar o esgotamento das substâncias da atmosfera. Isso faz com que atmosfera seja regularmente abastecida por erupções vulcânicas.^[8]

Terra

Situa-se a uma unidade astronômica a partir do Sol e é o mais denso dos planetas telúricos, conhecida pela sua atividade geológica. Acredita-se que a Terra é o único lugar que tenha vida no universo.^[9] É a única hidrosfera líquida entre os planetas telúricos, assim como o único planeta onde placas tectônicas têm sido observadas. A atmosfera terrestre é diferente se comparada a dos outros planetas, entre elas a presença de 21% de gás oxigênio, capaz de gerar vida.^[10] Seu único satélite natural é a Lua, um dos grandes satélites de um planeta do sistema solar.

Marte

Marte se situa a 1,5 unidades astronômicas do Sol, menor que a Terra e Vênus (sua massa corresponde a 0.107 massas terrestres). Sua atmosfera é composta principalmente de dióxido de carbono, com uma pressão superficial de 6,1 milibares (aproximadamente 0,6 da pressão superficial terrestre).^[11] Existem no planeta vastos vulcões como o Olympus Mons e aberturas de vales como o Valles Marineris, o que mostra que a atividade geológica pode ter persistido recentemente ou a dois mil anos atrás.^[12] A sua cor avermelhada provém do óxido de ferro (ferrugem) em seu solo.^[13] Possui dois satélites naturais (Fobos e Deimos), provavelmente asteroides capturados.^[14]

Os planetas anões

Planeta anão é um corpo celeste muito semelhante a um planeta, dado que orbita em volta do Sol e possui gravidade suficiente para assumir uma forma com equilíbrio hidrostático (aproximadamente esférico), porém não possui uma órbita desimpedida, orbitando com milhares de outros pequenos corpos celestes.
Ceres, que até meados do século XIX era considerado um planeta principal, orbita numa região do sistema solar conhecida como cinturão de asteroides. Por fim, nos confins do sistema solar, para além da órbita de Netuno, numa imensa região de corpos celestes gelados, encontram-se Plutão e o recentemente descoberto Éris. Até 2006, considerava-se, também, Plutão como um dos planetas principais. Hoje, Plutão, Ceres, Éris, Makemake e Haumea são considerados como "planetas anões".

As luas e os anéis

Satélites naturais ou luas são objetos de dimensões consideráveis que orbitam os planetas. Compreendem pequenos astros capturados da cintura de asteroides, como as luas de Marte e dos planetas gasosos, até astros capturados da cintura de Kuiper como o caso de Tritão no caso de Neptuno ou até mesmo astros formados a partir do próprio planeta através do impacto de um protoplaneta, como o caso da Lua da Terra.
Os planetas gasosos têm pequenas partículas de pó e gelo que os orbitam em enormes quantidades, são os chamados anéis planetários, os mais famosos são os anéis de Saturno.

Corpos menores

A classe de astros chamados "corpos menores do sistema solar" inclui vários objetos diferenciados como são os asteroides, os transneptunianos, os cometas e outros pequenos corpos.

Asteroides

Os asteroides são astros menores do que os planetas, normalmente em forma de batata, encontrando-se na maioria na órbita entre Marte e Júpiter e são compostos por partes significativas de minerais não-voláteis. A região em que orbitam é conhecida como Cintura de asteroides. Nela localiza-se também um planeta anão, Ceres, que tem algumas características próprias de asteroide, mas não é um asteroide. Estes são subdivididos em grupos e famílias de asteroides baseados em características orbitais específicas. Nota-se que existem luas de asteroides, que são asteroides que orbitam asteroides maiores, que, por vezes, são quase do mesmo tamanho do asteroide que orbitam.
Os asteroides troianos estão localizados nos pontos de Lagrange dos planetas, e orbitam o Sol na mesma órbita que um planeta, à frente e atrás deste.
As sementes das quais os planetas se originaram são chamadas de planetésimos: são corpos subplanetários que existiram durante os primeiros anos do sistema solar e que não existem no sistema solar recente. O nome é também usado por vezes para referir os asteroides e os cometas em geral ou para asteroides com menos de 10 km de diâmetro.

Centauros

Os centauros são astros gelados semelhantes a cometas que têm órbitas menos excêntricas e que permanecem na região entre Júpiter e Netuno, mas são muito maiores que os cometas. O primeiro a ser descoberto foi Quíron, que tem propriedades parecidas com as de um cometa e de um asteroide.
O maior centauro conhecido, 10199 Chariklo, tem um diâmetro aproximado de 250 km. ^[15] Quíron, por sua vez, foi reclassificado como cometa (95P) uma vez que desenvolveu uma coma assim como um cometa ao se aproximar do Sol. ^[16]

Transneptunianos

Os transneptunianos são corpos celestes gelados cuja distância média ao Sol encontra-se para além da órbita de Neptuno, com órbitas superiores a 200 anos e são semelhantes aos centauros.
Pensa-se que os cometas de curto período sejam originários desta região. Os planetas anões Plutão e Éris encontram-se, também, nesta região.
O primeiro transnetuniano foi descoberto em 1992. No entanto, Plutão, que já era conhecido há quase um século, orbita nesta região do sistema solar.

[editar] Meteoroides

Os meteoroides são astros com dimensão entre 50 metros até partículas tão pequenas como pó. Astros maiores que 50 metros são conhecidos como asteroides. Controversa continua a dimensão máxima de um asteroide e mínima de um planeta. Um meteoroide que atravesse a atmosfera da Terra passa a se denominar meteoro; caso chegue ao solo, chama-se meteorito.

Cometas

Cometa Hale-Bopp

Cometas são corpos menores do Sistema Solar, tipicamente com poucos quilômetros de tamanho, compostos basicamente de gelos voláteis. Eles têm órbitas altamente excêntricas, geralmente com um periélio dentro da órbita de um dos planetas interiores e um afélio bem depois de Plutão. Quando um cometa entra no Sistema Solar interior, sua proximidade do Sol causa a sublimação e ionização do gelo na superfície, criando uma coma: uma longa caudade de gás e poeira às vezes visível a olho nu.
Cometas de curto período tem órbitas de menos de duzentos anos enquanto de longo período tem de mais mil anos. Acredita-se que os de curta duração foram formados no cinturão de Kuiper, enquanto os de longo período, como por exemplo o Hale-Bopp, foram formados na nuvem de Oort. Muitos grupos de cometas, tais como os Kreutz Sungrazers, foram formados da divisão de um único corpo.^[17] Alguns cometas com órbitas hiperbólicas podem ter sido formados fora do Sistema Solar, mas determinar sua órbita precisa é difícil.^[18] Cometas antigos que já perderam todos os gases voláteis pelo aquecimento do Sol são algumas vezes categorizados como asteróides.^[19]

Região transneptuniana

A área após Netuno, ou a "região transneptuniana", ainda é amplamente inexplorada. Parece consistir de forma preponderante de pequenos planetas (o maior tendo um quinto do diâmetro da Terra e a massa menor que a da Lua) compostos basicamente de rocha e gelo. Esta região é algumas vezes conhecida como o "Sistema Solar exterior", embora outros usem o termo para se referir a região além do cinturão de asteróides.

Cintura de Kuiper

Disposição de todos os objetos conhecidos do cinturão de Kuiper, posicionados em relação aos quatro planetas exteriores.

A cintura de Kuiper, ou cinturão de Kuiper, é um grande anel de detritos semelhantes ao cinturão de asteroides, onde o gelo é a sua principal composição. Estende entre trinta e cinquenta unidades astronômicas do Sol. Contém muitos dos pequenos corpos do Sistema Solar. Entretanto, muitos dos maiores corpos da cintura de Kuiper, como Quaoar, Varuna e Orcus, são classificados como planetas anões. Estima-se que mais de cem mil corpos do cinturão de Kuiper tenham diâmetro superior a cinquenta quilômetros, embora sua massa seja correspondente a apenas um décimo ou um centésimo da massa da Terra.^[20] Alguns objetos do cinturão têm inúmeros satélites,^[21] e alguns outros têm órbitas que o levam fora da classificação do plano da eclíptica.^[22]
O cinturão de Kuiper pode dividido a grosso modo em um cinturão "clássico" e os ressonantes, que tem a órbita ligada a Netuno (e.g. duas vezes para cada três de Netuno, ou uma para cada duas). A primeira ressonância começa dentro da própria órbita de Netuno. O cinturão clássico consiste de objetos que não tem ressonância com Netuno, e se extendem por aproximadamente 39,4 47,7 UA.^[23] Membros do cinturão clássico são classificados como cubewanos, após o primeiro do tipo ter sido descoberto, (15760) 1992 QB1, e estão situados primordiamente em um órbita de baixa excentricidade.^[24]

Plutão e Caronte

Comparação entre Éris, Plutão, Makemake, Haumea, Sedna, Orcus, 2007 OR₁₀, Quaoar, e a Terra (todos em escala)

Plutão (39 AU em média), um planeta anão, é o maior objeto conhecido no cinturão de Kuiper. Quando descoberto em 1930, foi considerado o nono planeta; isto foi alterado em 2006 com a adoção formal da definição de planeta. Plutão tem uma órbita consideravelmente excêntrica inclinada em 19 graus em relação ao plano eclíptico e variando de 29,7 UA a partir do Sol no perihélio (dentro da órbita de Netuno) para 49,5 UA no afélio.

Caronte, a maior lua de Plutão, é algumas vezes descrita como parte de um sistema binário com Plutão, uma vez que os dois corpos orbitam um centro de massas de gravidade sobre suas superfícies (i.e., eles parecem "orbitar um ao outro"). Além de Caronte outras duas luas menores, Nix e Hidra, orbitam o sistema.

Plutão tem uma ressonância orbital de 3:2 com Netuno, o que significa que Plutão orbita duas vezes ao redor do Sol a cada três órbitas completas de Netuno. Objetos do cinturão de Kuiper que também têm esta ressonância são denominados plutinos.^[25]

Haumea e Makemake

Haumea (43.34 AU em média) e Makemake (45.79 AU em média), embora sejam menores que plutão, são os maiores objetos conhecidos no cinturão "clássico", ou seja, não estão em ressonância com a órbita de Netuno. Haumea tem o formato de um ovo e possui duas luas enquanto Makemate é o objeto mais brilhante do cinturão de Kuiper depois de Plutão. Originalmente denominados 2003 EL₆₁ e 2005 FY₉ respectivamente, eles foram recategorizados como planetas anões em 2008.^[26] Suas órbitas estão mais inclinadas que a de Plutão, com 28° e 29° respectivamente.^[27]

Disco disperso

Acredita-se que o disco disperso, que sobrepõe o cinturão de Kuiper mas se estende muito mais além, seja a fonte de cometas de curto período e que objetos da região tenham sido ejetados em órbitas erráticas pela influência gravitacional da migração de Netuno. A maioria dos objetos do disco disperso tem o perihélhio dentro do cinturão de Kuiper mas o afélio estão a mais de 150 UA do Sol. A órbita destes objetos são altamente inclinadas em relação ao plano elíptico, e alguns são quase perpendiculares a este. Alguns astrônomos consideram que o disco disperso seja meramente outra regão do cinturão de Kuiper, e descrevem os objetos do disco disperso como "objetos do cinturão de Kuiper dispersos."^[28] Alguns astrônomos também classificam os centauros como objetos internos do cinturão de Kuiper junto com os objetos externos do disco.^[29]

Éris

Éris é o maior objeto conhecido do disco disperso e causa debate se deve ser classificado como um planeta uma vez que sua massa é 25% superior a de Plutão^[30] e com quase o mesmo diâmetro. É o mais massivo dos planetas anões conhecidos e tem uma lua, Disnomia. Assim como Plutão, sua órbita é altamente excêntrica com um perihélio de 38.2 UA (aproximadamente a distância de Plutão do Sol) e um afélio de 97.6 UA, de forma inclinada ao plano eclíptico.

Regiões mais distantes

O ponto em que o Sistema Solar termina e o espaço interestelar começa não é precisamente definido, uma vez que as fronteiras externas são formadas por duas forças distintas: o vento e a gravidade solar. O limite exterior da influência do vento solar é definido como aproximadamente quatro vezes a distância de Plutão do Sol; esta heliopausa é considerada o começo do meio interestelar.^[31] Entretanto acredita-se que a esfera de Hill do Sol, o alcance efetivo de seu domínio gravitacional, se estende por mil vezes esta distância.^[32]

Heliopausa

Representação da Voyager entrando na heliosheath.

A Heliosfera é dividia em duas regiões separadas. O vento solar viaja a uma velocidade aproximada de 400 km/s até colidir com o vento interestelar; o fluxo de plasma no meio interestelar. A colisão ocorre na zona de choque terminal, que está a cerca de 80–100 UA a partir do Sol no sentido do meio interestelar e cerca de 200 UA a partir do meio interestelar no sentido do Sol. Neste ponto o vento diminui drasticamente, condensa e se torna mais turbulento,^[33] formando uma grande estrutura oval conhecida como heliosheath. Acreditava-se que esta estrutura foesse parecida e se comportasse como a cauda de um cometa, se extendo por mais de 40 UA no sentido do vento entretanto evidências da sonda Cassini-Huygens e do satélite Interstellar Boundary Explorer tem sugerido que esta é de fato no formato de uma bolha devido a ação de contração do campo magnético do meio interestelar.^[34] Tanto a Voyager 1 quanto Voyager 2 relataram ter passado pela zona de choque terminal entrando na heliosheath a uma distância de 94 e 84 UA a partir do Sol, respectivamente.^[35][36] A fronteira externa da heliosfera, a Heliopausa, é o ponto em que o vento solar finalmente termina e começa o espaço interestelar médio.^[31]
O aspecto e a forma da margem externa da heliosfera parecem ser afetados pela dinâmica dos fluidos da interação com o meio interestelar^[33] assim como pelo campo magnético solar prevalece sobre o sul, e.g. distorcendo o norte da heliosfera que se estende por 9UA além do hemisfério sul. Além da heliopausa, a cerca de 230 UA reside o bow shock, um "rastro" de plasma deixado pelo Sol a medida que este viaja pela Via Láctea.^[37]
Nenhuma espaçonave ultrapassou ainda a heliopausa, portanto é impossível saber com certeza as condições do espaço interestelar. A expectativa é de que as sondas do Programa Voyager irão ultrapassar a heliosfera em algum ponto dentro da próxima década e transmitir dados importantes sobre os níveis de radiação e vento solar de volta para a Terra.^[38] o quão bem a heliosfera protege o Sistema Solar dos raios cósmicos ainda é pouco entendido. Uma equipe financiada pela NASA tem desenvolvido um conceito de "Vision Mission" dedicado a enviar sondas para a heliosfera.^[39][40]

Nuvem de Oort

Representação artística da nuvem de Oort, os Hills Cloud e o cinturão de Kuiper belt

A hipotética nuvem de Oort é uma nuvem esférica com mais de um trilhão de objetos glaciais que acredita-se ser a fonte de todos os cometas de longos períodos que cercam o Sistema Solar a uma distância aproximada de 50,000 UA (em torno de 1 ano-luz), e possivelmente até a distância de 100,000 UA. Acredita-se que seja composta de cometas que foram ejetados do Sistema Solar interior pela interação gravitacional dos planetas externos. Os objetos da nuvem de Oort se movem muito devagar, e podem ser perturbados por eventos infrequentes tais como colisões, efeitos gravitacionais de uma estrela em trânsito, ou a maré galáctica, a força de maré exercida pela Via Láctea.^[41][42]

Sedna

90377 Sedna (525.86 UA em média) é um grande objeto avermelhado parecido com Plutão com uma orbita gigante altamente elíptica que tem 76 Ua no periélio e 928 UA no afélio e leva 12050 de período orbital. Michael E. Brown, que descobriu o objeto em 2003, afirma que este não pode ser parte do disco disperso ou do cinturão de Kuiper pois seu periélio é muito distante para ser afetado pela migração de Netuno. Ele e outros astrônomos consideram que seja o primeiro objeto de uma nova população, que pode também incluir o objeto 2000 CR₁₀₅, que tém um perihélio de 45 UA e um afélio de 415 AU com um período orbital de 3420 anos.^[43] Brown denominou esta população como "Nuvem de Oort interior", podendo ter sido formada por um processo similar, embora esteja mais próxima do Sol.^[44] Sedna é parecido com um planeta anão, embora seu formato ainda não tenha sido determinado com certeza.

Fronteiras

Muito do nosso Sistema Solar ainda é desconhecido. Estima-se que o campo gravitacional solar supera a forma das estrelas próximas num raio de dois anos-luz (125 mil UA). Estimativas inferiores para o raio da nuvem de Oort, por outro lado, não o colocal a mais de 50,000 UA.^[45] Apesar de descobertas tais como de Sedna, a região entre o cinturão de Kuiper e a nuvem de Oort, uma área com dezenas de milhares de unidades astronômicas de raio está virtualmente não-mapeada. Existem também estudos em desenvolvimento para a região entre Mercúrio e o Sol,^[46] e objetos ainda podem ser descobertos nas regiões não-mapeadas do Sistema Solar.

Contexto galáctico

Locazização do Sistema Solar dentro da Via Láctea.

O Sistema Solar está localizado em uma galáxia denominada Via Láctea, uma galáxia espiral barrada, com um diâmetro de cerca de cem mil anos-luz, contendo cerca de 200 bilhões de estrelas.^[47] A nossa estrela, o Sol, está residida em um dos braços exteriores da Via Láctea em espiral, conhecida como Braço de Órion.^[48] O Sol se localiza entre vinte e cinco e vinte e oito mil anos-luz do centro galáctico,^[49] e sua velocidade dentro da Via Láctea é de cerca de duzentos e vinte quilômetros por segundo, levando cerca de 225–250 milhões de anos até completar uma revolução. Essa revolução é conhecida como o ano galáctico do Sistema Solar. O ápice solar, que é a direção do caminho do Sol no espaço interestelar, localiza-se próximo à constelação de Hércules, na atual direção de uma estrela brilhante, conhecida como Vega.^[50] O plano da eclíptica do Sistema Solar está em um ângulo de aproximadamente sessenta graus em relação ao plano galáctico.^[f]
Acredita-se que a localização do Sistema Solar na nossa galáxia tenha sido um fator na evolução da vida terrestre. Sua órbita não é circular e, sim, elíptica, com uma velocidade quase igual a dos braços espirais, o que significa que passa por eles apenas raramente. Os braços espirais são o lar de uma concentração muito maior de supernovas potencialmente perigosos, que deram longos períodos de estabilidade interestelar na Terra até a vida evoluir.^[51] O Sistema Solar está fora do entorno de estrelas movimentadas do centro galáctico. Próximo ao centro, empuxos gravitacionais de estrelas próximas chegam a perturbar corpos na nuvem de Oort e enviar muitos cometas no interior do Sistema Solar, que acabam produzindo catastróficas consequências para a vida na Terra. A intensa radiação do centro galáctico também pode interferir com o desenvolvimento de uma vida complexa.^[51] Mesmo com a atual localização do Sistema Solar, alguns cientistas têm a hipótese de que uma supernova recente pode ter prejudicado a vida nos últimos 35 mil anos, pelo fato de ter arremessado pedaços expulsos do núcleo estelar para o Sol como grãos de poeira radioativa e maiores, os corpos de cometa.^[52]

 Vizinhança

A vizinhança galáctica próxima do Sistema Solar é conhecida como Nuvem Interestelar Local, uma area de densas nuvens de uma outra forma esparsa conhecida como Bolha Local, uma cavidade em forma de ampulheta no meio interestelar com aproximadamente 300 anos-luz de comprimento. Esta bolha é repleta de plasma de alta temperatura o que sugere ser o produto de uma supernova recente.^[53]
Existem relativamente poucas estrelas dentro de uma distância de dez anos-luz do Sol. A estrela mais próxima é o sistema triplo de estrelas Alpha Centauri, que está a 4,4 anos-luz de distância. Alpha Centauri A e B são um par de estrelas parecidas com o Sol, enquanto a pequena anã vermelha Alpha Centauri C (também conhecida como Proxima Centauri) orbita este par a uma distância de 0,2 anos-luz. As próximas estrelas perto do Sol são as anãs vermelhas Estrela de Barnard (a 5,9 anos-luz), Wolf 359 (7,8 anos-luz) e Lalande 21185 (8.3 anos-luz). A maior estrela numa distância de dez anos-luz é Sírius, uma estrela na sequência principal estelar com aproximadamente o dobro da massa solar e orbitada por uma anã branca chamada Sírius B, situada a 8,6 anos-luz. As estrelas restantes dentro de dez anos-luz são o sistema binário de anãs vermelhas Luyten 726-8 (8,7 anos-luz) e a anã vermelha solitária Ross 154 (9,7 anos-luz).^[54] A estrela mais próxima parecida com o Sol é Tau Ceti, que dista 11,9 anos-luz de distância e tem uma massa de aproximadamente 80% da solar, mas com apenas 60% da luminosidade solar.^[55] O planeta extrasolar mais próximo do Sistema Solar está situado na estrela Epsilon Eridani que é ligeiramente mais escura e vermelha que o Sol, distando 10,5 anos-luz de distância. Existe um planeta confirmado Epsilon Eridani b, que tem aproximadamente 1,5 vezes a massa de Júpiter e tem um período orbital de 6,9 anos terrestres.^[56]

Uma série de cinco mapas estelares que mostram a localização da Terra no Sistema Solar, do Sol na vizinhança, na área próxima da via Láctea, e no local do grupo de Galáxias, e no supercluster de galáxias.

Formação e evolução

Linha de tempo projetada para o Sol.

O Sistema Solar foi formado pelo colapso gravitacional de uma nuvem molecular há 4,568 bilhões de anos.^{[nota 1]} Esta nuvem inicial tinha provavelmente vários anos-luz de diâmetro e deu origem a várias estrelas.^[58]
Como a região que se tornaria o Sistema Solar, conhecida como a névoa pré-solar,^[59] colapsou, a conservação do momento angular a fez girar mais rápido. O centro, onde a maioria da massa se agrupou, tornou-se progressivamente mais quente que o disco a volta com uma quente e densa protoestrela ao centro.^[60][61] Neste ponto de sua evolução, acredita-se que o sol tenha sido uma Estrela T Tauri. Estudos das estrelas T Tauri demonstra que elas algumas vezes são acompanhadas de um disco de matéria pré-planetário com 0,001–0.1 massas solares, com a grande maioria da massa da névoa na própria estrela.^[62] Os planetas foram formados pela acreção deste disco.^[63]
Dentro de 50 milhões de anos, a pressão e a densidade do hidrogênio no centro da protoestrela tornaram-se grandes o suficiente para começar a fusão termonuclear.^[64] A temperatura, velocidade de reação, pressão, e densidade aumentaram até que o equilíbrio hidroestático foi alcançado, com a energia termal contendo a força da contração gravitacional. Neste ponto o sol se tornou uma estrela completa da sequência principal.^[65]
O Sistema Solar como nós conhecemos irá durar até o Sol começar a sair da sequência principal do diagrama de Hertzsprung-Russell. Como o Sol queima seu suprimento de hidrogênio combustível, a energia que mantém o núcleo tende a decrescer, causando o colapso do mesmo. O aumento da pressão aquece o núcleo, que queima mais rápido e como resultado, o Sol está se tornando mais brilhante a uma taxa de aproximadamente dez porcento a cada 1,1 bilhão de anos.^[66]
Daqui a aproximadamente 5,4 bilhões de anos, o Hidrogênio no núcleo irá terá sido completamente convertido em Hélio, terminando a fase da sequência principal. Com o término da reação de hidrogênio, o núcleo irá se contrair ainda mais, aumentando a pressão e a temperatura, causando a fusão que inicia o processo do Hélio. O Hélio no núcleo queima a uma temperatura muito maior, e a energia de saída será muito maior que durante o processo do hidrogênio. Neste período, a camada externa do solar irá se espandir a aproximadamente 260 vezes o atual diâmetro e a estrela se tornará uma gigante vermelha. Por causa deste aumento da área de superfície, esta irá ser consideravelmente mais fria do que na sequência principal (2600 K a mais fria).^[67]
Eventualmente, o Hélio no núcleo irá se exaurir numa taxa muito mais rápida do que o hidrogênio, e a fase de combustão será apenas uma fração de tempo comparada com a do Hidrogênio. O sol não é massivo o suficiente para começar a fusão de elementos mais pesados, e as reações nucleares no núcleo irão definhar. Suas camadas externas cairão no espaço deixando uma anã branca, um objeto extraordinariamente denso, com metade da massa original do Sol porém com apenas o tamanho da Terra.^[68] As camadas externas ejetadas irão formar o que é conhecido como a nebulosa planetária, retornando parte do material que formou o Sol para o meio interestelar.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_Solar