Sistemas Planetários

 

Objetivos: Introduzir os conceitos e descrição física dos fenômenos envolvendo de Planetas, Sistema Solar e Sistemas Planetários. Abordar os trabalhos clássicos sobre o assunto, passando pela Revoluço Copernicana. Explorar a descrição mecânica do movimento dos planetas feitas por Kepler e pela gravitação de Newton. Apresentar os estudos conduzidos por sondas espaciais no Sistema Solar. Estudar os métodos de detecção de exoplanetas e a possibilidade de condições favoráveis à vida (zona de habitabilidade).

 

Ementa: Formação de sistemas planetários. Leis de Kepler e dinâmica de sistemas planetários. Sistema de partículas. Forças centrais. O problema de dois corpos. Sistema solar: planetas e planetas anões; corpos menores; e meio interplanetário. Planetologia comparada para o sistema solar: composição e segregação química dos planetas; discos circumplanetários; crateras; vulcanismo e atividade tectônica. Exoplanetas: métodos de detecção, propriedades conhecidas. Zona de habitabilidade.

 

Conteúdo Programático:

 

Astronomia clássica em sistemas planetários: Do modelo epicíclico ao modelo copernicano. Medida dos períodos orbitais. Configurações planetárias e medida das distâncias relativas dos planetas. Relações entre período sinódico e sideral. Lei de Titus-Bode. Forma e movimento dos planetas. Raio da Terra. A distância Terra-Lua e Terra-Sol por métodos clássicos. Eclíptica e coordenadas eclípticas. Irradiância solar. Ocultações, eclipses e trânsitos. Determinação de distâncias absolutas e planos orbitais.

Movimento planetário: Observações de Ticho-Brahe e Galileu. Estudo da Órbita de Marte por Kepler. As três Leis de Kepler. A equação do tempo. Analema e a variação da velocidade orbital da Terra. Excentricidade. Descrição do movimento elíptico. Raio orbital e anomalia verdadeira. Equação de Kepler. Gravitação Newtoniana. A medida da constante G por Cavendish. Medida da massa dos planetas. Potencial devido a uma esfera. Sistema de partículas. Forças centrais. Leis de Kepler generalizadas por Newton. O problema de dois corpos e redução ao centro de massa. Movimento relativo ao centro de massa. Desprojeção orbital. Aplicaçes do problema de dois corpos em Astronomia.

Sistema Solar: Velocidade orbital e velocidade de escape. Lançamento de satélites e sondas espaciais. Forças diferencias no Sistema Solar. Efeitos de maré. Achatamento planetário. Precessão e nutação. Planetas rochosos, gasosos e planetas anões Albedo. Espectros. Classificação de asteroides. Planetologia comparada: composição e segregação química dos planetas; discos circumplanetários; crateras; vulcanismo, criovulcanismo e atividade tectônica. Estrutura planetária. Cinturão de Kuiper. Cometas. A nuvem de Oort. Corpos menores: objetos próximos da Terra (NEOs) e meio interplanetário. Probabilidades e efeitos de impactos entre astros no Sistema Solar.

Formação Planetária: O Sol. Estrutura do Sol. O ciclo solar. Campos magnéticos. Cosmogonia. Formação de sistemas planetários, discos protoplanetários, dinâmica de sistemas planetários. Estrelas T-Tauri. A massa e o raio de Jeans. Função de densidade e temperatura. Gradientes de temperatura. Ressonâncias. A questão do momento angular.

Exoplanetas: Condições para existência de vida em satélites naturais em outros planetas do Sistema Solar. Métodos de detecção, instrumentação atual, estatística das propriedades medidas para os exoplanetas conhecidos. Astrobiologia. Química no Sistema Solar. Equação de Drake. Zona de habitabilidade, condições para existência de vida. Vida no contexto cosmológico.

 

Material

 

Livros, Apostilas e Vide-aulas:

 

  Astronomia e Astrofísica (Kepler & Maria de Fátima) 

  Conceitos de Astronomia (Roberto Boczko

  Fascínio do Universo (Steiner & Damineli) 

  Astronomia de Posição - Prof. Dr. Gastão Lima (IAG/USP)

  Apostila do Prof. Dr. Nelson Leister (IAG/USP) 

  Apostila de Fundamentos de Astronomia (IAG/USP)

  Astronomia: Uma Visão Geral

 

Aula 01 - Apresentação do Curso. Conceitos astronômicos importantes.

Aula 02 - Raio da Terra. A distância Terra-Lua e Terra-Sol por métodos clássicos. 

Aula 06 - Observações de Ticho-Brahe e Galileu.

         Aula12-SistemasPlanetarios2016B.pdf

 

Aula 13 - Derivação das Leis de Kepler pelo Formalismo Newtoniano. Massa Reduzida. O problema de dois corpos e redução ao centro de massa. Movimento relativo ao centro de massa. Aplicações do problema de dois corpos em Astronomia. Órbita e Energia.

         Aula13-SistemasPlanetarios2016B.pdf

 

Aula 14 -  Potencial devido a uma esfera. Energia Cinética e Energia Potencia. Energia e Excentricidade. Velocidade orbital e velocidade de escape. O Problema de Três Corpos e Solução Numérica. Sistema de partículas. Achatamento da Terra.

         Aula14-SistemasPlanetarios2016B.pdf

 

Aula 15 - Força de Coriolis. Provas de Rotação da Terra. Pêndulo de Foucault. Forças diferencias no Sistema Solar. Efeitos de maré. Achatamento planetário. Precessão e Nutação. Aberração da Luz  Espectros.Lançamento de satélites e sondas espaciais.

         Aula15-SistemasPlanetarios2016B.pdf

 

Aula 16 - Albedo. Sistema Solar em Escala. Limites Observacionais. O Papel das Luas e Medida das Massas Planetárias. Equilíbrio Hidrostático e Diferenciação. Planetologia Comparada: composição e segregação química dos planetas. Crateras; vulcanismo e atividade tectônica. Estrutura planetária. Planetas rochosos. Planetologia comparada: composição e segregação química dos planetas. Crateras; vulcanismo, criovulcanismo e atividade tectônica. Estrutura planetária. Planetas rochosos: Terra e Lua.

        Aula16-SistemasPlanetarios2016B.pdf

 

Aula 17 - Planetologia comparada: composição e segregação química dos planetas. Crateras; vulcanismo e atividade tectônica. Estrutura planetária. Planetas rochosos: Mercúrio, Venus e Marte.

        Aula17-SistemasPlanetarios2016B.pdf

 

Aula 18 - Planetologia comparada: Planetas Gasosos e suas luas: Júpiter e Saturno. Crateras; vulcanismo, e atividade tectônica. Composição e segregação química dos planetas. Estrutura planetária. Criovulcanismo. Anéis, ressonâncias e limite de Roche.

         Aula18-SistemasPlanetarios2016B.pdf

 

Aula 19 - Planetologia comparada: Planetas Gasosos Urano e Netuno. Revisão para prova.

         Aula19-SistemasPlanetarios2016B.pdf

 

Aula 20 - Segunda Prova.

         BaremaProva02_2015B_T01_Divulgacao.xlsm

 

Aula 21 - Correção da Prova. Planetologia comparada: Planetas Gasosos Urano e Netuno.

         Aula21-SistemasPlanetarios2015B.pdf

 

 

Aula 22 - Planetas Anões. Corpos menores. Cinturão de Kuiper. Discos circumplanetários. A massa e o raio de Jeans. Planetas Anãos. Cometas e corpos menores.

         Aula22-SistemasPlanetarios2015B.pdf

 

Aula 23 - Formação de sistemas planetários, discos protoplanetários, dinâmica de sistemas planetários. Estrelas T-Tauri.

         Aula23-SistemasPlanetarios2015B.pdf

 

Aula 24 - O Sol. Estrutura do Sol. O ciclo solar. Campos magnéticos. Cosmogonia.

         Aula24-SistemasPlanetarios2015B.pdf

 

Aula 25 - Função de densidade e temperatura. Gradientes de temperatura. Ressonâncias. A questão do momento angular.

         Aula25-SistemasPlanetarios2015B.pdf

 

Aula 26 - Momento Angular, Meteoritos Condritos e Acondritos. Datação Geológica. Mecanismos de perda de Momento Angular

         Aula26-SistemasPlanetarios2015B.pdf

 

Aula 27 - Projeção orbital. Métodos de detecção, instrumentação atual, estatística das propriedades medidas para os exoplanetas conhecidos. Astrobiologia. Química no Sistema Solar.

         Aula27-SistemasPlanetarios2015B.pdf

 

Aula 28 - Equação de Drake. Zona de habitabilidade, condições para existência de vida. Vida no contexto cosmológico.

         Aula28-SistemasPlanetarios2015B.pdf

 

SOFTWARES

 

 Para PCs:

 

*   SciDavis

: Software gratuito inspirado no programa Origin e cuja principal finalidade é a geração de gráficos profissionais e fornecer ferramentas de análise básicas por meio de uma interface gráfica e interativa que trabalha com tabelas de dados.

 

*   Tracker: Programa gratuito que permite a medição digital de experimentos físicos filmados com a conversão dos resultados em escala real a partir de diversas ferramentas de calibração.

 

*   Maxima: Software gratuito utilizado para cálculos numéricos, algébricos e plotagem de gráficos, equivalente ao software pago Maple.

 

*   DS9: Software gratuito para visualização de imagens e dados astronômicos.

 

*   Aladin: É um software gratuito e interativo que permit vizualizar dados astronômicos digitalizados, sobrepor catálogos de bases de dados além de possuir funcionalidades para operação com imagens e procedimentos para calibração.

 

*   Celestia: Simulador tridimensional dos objetos astronômicos no Universo próximo. Diversos recursos adicionais a esse software podem ser encontrados em http://www.celestiamotherlode.net/.

 

*   Stellarium: Planetário de código aberto que pode ser instalado no computador, tablet ou smartphones. É gratuito e também possui recursos adicionais embora o foco principal seja o céu como observado por um observador na superfície de algum astro. Recursos adicionais, scripts e texturas podem ser econtrados na mesma página.

 

*   Castrator: Software para fazer recorte em filmes de um objeto captado por uma câmera que se move no campo por problemas de alinhamento e guiagem.

 

*   Autostakkert: Software utilizado para alinha e combinar imagens utilizando a técnica de drizzling, ou "Variable Pixel Linear Reconstruciton", desenvolvida para o telescópio espacial Hubble para obter imagens com super resolução.

 

*   RegiStax: Software para alinhamento, combinação e processamento de imagens.

  Para Tablets e Smartphones:

 

 

*   Google Sky Map: Software para android que simulam o céu tela do seu dispositivo, e que combinado com o GPS e os acelerômetros do aparelho permite visualizar o campo do céu para onde a câmera do aparelho é apontada.

 

*   Status do GPS: Software para android utilizado para gerenciar as informações do GPS, como coordenadas e altitude além de agregar informações de outros dispositivos do celular, como bússola, gravitrômetro, bateria, luminância da tela, etc.

 

*   Spectrum Analyzer: Analisador espectral de áudio.

 

*   Telescope Calc: Recurso para fazer cálculos úteis para telescópios.

 

 *   Lux Meter Level: Medidor de nível luminoso em lux.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sergio Scarano Jr - Departamento de Fisica da Universidade Federal de Sergipe

Rod. Marechal Rondon s/n - Jardim Rosa Elze, São Cristovão - Sergipe, Brazil

Tel: (55) 79-2105 6807. E-mail: scaranojr@ufs.br