planeta terrestre -Terrestrial planet

Os planetas terrestres do Sistema Solar: Mercúrio , Vênus e a Terra e Marte , dimensionados em escala

Um planeta terrestre , planeta telúrico , planeta sólido ou planeta rochoso , é um planeta composto principalmente de rochas ou metais de silicato . Dentro do Sistema Solar , os planetas terrestres aceitos pela IAU são os planetas internos mais próximos do Sol : Mercúrio , Vênus , Terra e Marte . Entre os astrônomos que usam a definição geofísica de um planeta , dois ou três satélites de massa planetária – a Lua da Terra , Io e às vezes Europa – também podem ser considerados planetas terrestres; e também podem ser os protoplanetas rochosos -asteróides Pallas e Vesta . Os termos "planeta terrestre" e "planeta telúrico" são derivados de palavras latinas para Terra ( Terra e Tellus ), pois esses planetas são, em termos de estrutura, semelhantes à Terra . Os planetas terrestres são geralmente estudados por geólogos , astrônomos e geofísicos .

Os planetas terrestres têm uma superfície planetária sólida , tornando-os substancialmente diferentes dos planetas gasosos maiores , que são compostos principalmente por alguma combinação de hidrogênio , hélio e água existentes em vários estados físicos .

Estrutura

Todos os planetas terrestres do Sistema Solar têm a mesma estrutura básica, como um núcleo metálico central (principalmente ferro ) com um manto de silicato circundante .

O grande asteróide rochoso 4 Vesta tem uma estrutura semelhante; possivelmente também o menor 21 Lutetia . Outro asteroide rochoso 2 Pallas tem aproximadamente o mesmo tamanho de Vesta, mas é significativamente menos denso; parece nunca ter diferenciado um núcleo e um manto. A Lua da Terra e a lua de Júpiter, Io , têm estruturas semelhantes aos planetas terrestres, mas a Lua da Terra tem um núcleo de ferro muito menor. Outra lua joviana, Europa, tem densidade semelhante, mas tem uma camada de gelo significativa na superfície: por esse motivo, às vezes é considerada um planeta gelado .

Os planetas terrestres podem ter estruturas de superfície como cânions , crateras , montanhas , vulcões e outros, dependendo da presença a qualquer momento de um líquido erosivo ou atividade tectônica ou ambos.

Os planetas terrestres têm atmosferas secundárias , geradas por gases vulcânicos ou por detritos de impacto de cometas. Isso contrasta com os planetas gigantes externos , cujas atmosferas são primárias; atmosferas primárias foram capturadas diretamente da nebulosa solar original .

Planetas terrestres do Sistema Solar

Massas relativas dos planetas terrestres do Sistema Solar e da Lua (mostrada aqui como Luna)
Os planetas internos (tamanhos em escala). Da esquerda para a direita: Terra, Marte, Vênus e Mercúrio.

O Sistema Solar possui quatro planetas terrestres sob a definição dinâmica: Mercúrio , Vênus , Terra e Marte . A Lua da Terra, bem como as luas de Júpiter, Io e Europa, também contariam geofisicamente, bem como talvez os grandes protoplanetas-asteróides Pallas e Vesta (embora esses sejam casos limítrofes). Entre esses corpos, apenas a Terra possui uma hidrosfera de superfície ativa . Acredita-se que Europa tenha uma hidrosfera ativa sob sua camada de gelo.

Durante a formação do Sistema Solar, havia muitos planetesimais terrestres e protoplanetas , mas a maioria se fundiu ou foi ejetada pelos quatro planetas terrestres, deixando apenas Pallas e Vesta para sobreviver mais ou menos intactos. Estes dois provavelmente foram planetas anões no passado, mas foram danificados por impactos. Alguns outros protoplanetas começaram a se acumular e se diferenciar, mas sofreram colisões catastróficas que deixaram apenas um núcleo metálico ou rochoso, como 16 Psyche ou 8 Flora , respectivamente. Muitos asteróides do tipo S e do tipo M podem ser tais fragmentos.

Os outros corpos redondos do cinturão de asteroides são planetas geofisicamente gelados . Eles são semelhantes aos planetas terrestres, pois têm uma superfície sólida, mas são compostos de gelo e rocha, e não de rocha e metal. Estes incluem os planetas anões, como Ceres , Plutão e Eris , que são encontrados hoje apenas nas regiões além da linha de formação de neve , onde o gelo de água era estável sob luz solar direta no início do Sistema Solar. Também inclui as outras luas redondas, que são rochas de gelo (por exemplo, Ganymede , Callisto , Titan e Triton ) ou mesmo principalmente gelo (por exemplo , Mimas , Tethys e Iapetus ). Alguns desses corpos são conhecidos por terem hidrosferas subterrâneas (Ganymede, Callisto, Enceladus e Titan), como Europa, e também é possível para alguns outros (por exemplo, Ceres, Dione , Miranda , Ariel , Triton e Plutão). Titã ainda tem corpos líquidos na superfície, embora metano líquido em vez de água. O Ganímedes de Júpiter, embora gelado, tem um núcleo metálico como a Lua, Io, Europa e os planetas terrestres.

O nome mundo terrano foi sugerido para definir todos os mundos sólidos (corpos que assumem uma forma arredondada), independentemente de sua composição. Incluiria, portanto, planetas terrestres e gelados.

Tendências de densidade

A densidade não comprimida de um planeta terrestre é a densidade média que seus materiais teriam à pressão zero . Uma maior densidade não comprimida indica maior teor de metal. A densidade não comprimida difere da verdadeira densidade média (também chamada de densidade "em massa") porque a compressão dentro dos núcleos dos planetas aumenta sua densidade; a densidade média depende do tamanho do planeta, distribuição de temperatura e rigidez do material, bem como da composição.

Os cálculos para estimar a densidade não comprimida requerem inerentemente um modelo da estrutura do planeta. Onde houver aterrissadores ou espaçonaves em órbita múltipla, esses modelos são limitados por dados sismológicos e também dados de momento de inércia derivados das órbitas das espaçonaves. Onde tais dados não estão disponíveis, as incertezas são inevitavelmente maiores.

A densidade não comprimida dos corpos terrestres arredondados orbitando diretamente o Sol tende a valores mais baixos à medida que a distância do Sol aumenta, consistente com o gradiente de temperatura que teria existido dentro da nebulosa solar primordial. Os satélites da Galiléia mostram uma tendência semelhante saindo de Júpiter; entretanto, tal tendência não é observável para os satélites gelados de Saturno ou Urano. Os mundos gelados normalmente têm densidades inferiores a 2 g·cm -3 . Eris é significativamente mais denso (2,43 ± 0,05 g·cm −3 ), e pode ser principalmente rochoso com algum gelo superficial, como Europa. Não se sabe se os planetas terrestres extrasolares em geral seguirão essa tendência.

Os dados nas tabelas abaixo são retirados principalmente da lista de objetos arredondados gravitacionalmente do Sistema Solar e da lua de massa planetária . Todas as distâncias do Sol são médias.

Planetas terrestres extra-solares

A maioria dos planetas descobertos fora do Sistema Solar são planetas gigantes, porque são mais facilmente detectáveis. Mas desde 2005, centenas de planetas extra-solares potencialmente terrestres também foram encontrados, com vários sendo confirmados como terrestres. A maioria deles são super-Terras , ou seja, planetas com massas entre a da Terra e a de Netuno; super-Terras podem ser planetas gasosos ou terrestres, dependendo de sua massa e outros parâmetros.

É provável que as super-Terras mais conhecidas sejam de fato planetas gasosos semelhantes a Netuno, já que o exame da relação entre a massa e o raio dos exoplanetas (e, portanto, as tendências de densidade) mostra um ponto de transição em cerca de duas massas terrestres. Isso sugere que este é o ponto em que envelopes de gás significativos se acumulam. Em particular, a Terra e Vênus podem já estar perto do maior tamanho possível em que um planeta pode permanecer rochoso. Exceções a isso estão muito próximas de suas estrelas (e, portanto, teriam suas atmosferas voláteis evaporadas).

Durante o início da década de 1990, os primeiros planetas extrasolares foram descobertos orbitando o pulsar PSR B1257+12 , com massas de 0,02, 4,3 e 3,9 vezes a da Terra, pelo tempo do pulsar .

Quando 51 Pegasi b , o primeiro planeta encontrado em torno de uma estrela ainda em fusão , foi descoberto, muitos astrônomos presumiram que fosse um gigante terrestre, porque se supunha que nenhum gigante gasoso poderia existir tão próximo de sua estrela (0,052 UA) quanto 51 Pegasi b fez. Mais tarde, descobriu-se que era um gigante gasoso.

Em 2005, foram encontrados os primeiros planetas orbitando uma estrela da sequência principal e que mostram sinais de serem planetas terrestres: Gliese 876 d e OGLE-2005-BLG-390Lb . Gliese 876 d orbita a anã vermelha Gliese 876 , a 15 anos-luz da Terra, e tem uma massa de sete a nove vezes a da Terra e um período orbital de apenas dois dias terrestres. OGLE-2005-BLG-390Lb tem cerca de 5,5 vezes a massa da Terra, orbita uma estrela a cerca de 21.000 anos-luz de distância na constelação de Escorpião. De 2007 a 2010, três (possivelmente quatro) planetas terrestres em potencial foram encontrados orbitando dentro do sistema planetário Gliese 581 . O menor, Gliese 581e , tem apenas cerca de 1,9 massas terrestres, mas orbita muito perto da estrela. Dois outros, Gliese 581c e Gliese 581d , bem como um planeta disputado, Gliese 581g , são super-Terras mais massivas orbitando dentro ou perto da zona habitável da estrela, então eles poderiam ser potencialmente habitáveis, com temperaturas semelhantes às da Terra. .

Outro planeta possivelmente terrestre, HD 85512 b , foi descoberto em 2011; tem pelo menos 3,6 vezes a massa da Terra. O raio e a composição de todos esses planetas são desconhecidos.

Tamanhos de candidatos a planetas Kepler com base em 2.740 candidatos orbitando 2.036 estrelas em 4 de novembro de 2013 ( NASA ).

O primeiro exoplaneta terrestre confirmado , Kepler-10b , foi encontrado em 2011 pela Missão Kepler , projetada especificamente para descobrir planetas do tamanho da Terra em torno de outras estrelas usando o método de trânsito .

No mesmo ano, a equipe da Missão do Observatório Espacial Kepler divulgou uma lista de 1.235 candidatos a planetas extra-solares , incluindo seis que são do "tamanho da Terra" ou "tamanho da super-Terra" (ou seja, têm um raio menor que o dobro do raio da Terra ) e na zona habitável de sua estrela. Desde então, o Kepler descobriu centenas de planetas que variam do tamanho da Lua a super-Terras, com muitos outros candidatos nessa faixa de tamanho (veja a imagem).

Em setembro de 2020, astrônomos usando técnicas de microlente relataram a detecção , pela primeira vez, de um planeta desonesto com a massa da Terra (chamado OGLE-2016-BLG-1928 ) não limitado por nenhuma estrela e flutuando livremente na Via Láctea .

Lista de exoplanetas terrestres

Os seguintes exoplanetas têm uma densidade de pelo menos 5 g/cm 3 e uma massa abaixo de Netuno e, portanto, são muito provavelmente terrestres:

Kepler-10b , Kepler-20b , Kepler-36b , Kepler-48d , Kepler 68c , Kepler-78b , Kepler-89b , Kepler- 93b , Kepler- 97b , Kepler -99b , Kepler-100b , Kepler-101c , Kepler-102b , Kepler-102d , Kepler-113b , Kepler-131b , Kepler-131c , Kepler-138c , Kepler-406b , Kepler-406c , Kepler-409b .

Frequência

Em 2013, os astrônomos relataram, com base nos dados da missão espacial Kepler , que poderia haver até 40 bilhões de planetas do tamanho da Terra e super-Terras orbitando nas zonas habitáveis ​​de estrelas semelhantes ao Sol e anãs vermelhas dentro da Via Láctea . 11 bilhões desses planetas estimados podem estar orbitando estrelas semelhantes ao Sol. O planeta mais próximo pode estar a 12 anos-luz de distância, de acordo com os cientistas. No entanto, isso não fornece estimativas para o número de planetas terrestres extra-solares, porque existem planetas tão pequenos quanto a Terra que demonstraram ser planetas gasosos (ver Kepler- 138d ).

tipos

Impressão artística de um planeta de carbono

Várias classificações possíveis para planetas sólidos foram propostas.

planeta de silicato
Um planeta sólido como Vênus, Terra ou Marte, feito principalmente de manto rochoso à base de silício com um núcleo metálico (ferro).
Planeta Carbono (também chamado de "planeta diamante")
Uma classe teórica de planetas, composta por um núcleo de metal cercado principalmente por minerais à base de carbono. Eles podem ser considerados um tipo de planeta terrestre se o conteúdo de metal dominar. O Sistema Solar não contém planetas de carbono, mas tem asteróides carbonáceos , como Ceres e 10 Hygiea . Não se sabe se Ceres tem um núcleo rochoso ou metálico.
planeta de ferro
Um tipo teórico de planeta sólido que consiste quase inteiramente de ferro e, portanto, tem uma densidade maior e um raio menor do que outros planetas sólidos de massa comparável. Mercúrio no Sistema Solar tem um núcleo metálico igual a 60-70% de sua massa planetária e às vezes é chamado de planeta de ferro, embora sua superfície seja feita de silicatos e seja pobre em ferro. Acredita-se que os planetas de ferro se formem nas regiões de alta temperatura próximas a uma estrela, como Mercúrio, e se o disco protoplanetário for rico em ferro.
planeta gelado
Gêiseres em erupção em Encélado
Um tipo de planeta sólido com uma superfície gelada de voláteis. No Sistema Solar, a maioria das luas de massa planetária (como Titã, Tritão e Encélado) e muitos planetas anões (como Plutão e Eris) têm essa composição. Europa às vezes é considerado um planeta gelado devido ao gelo de sua superfície, mas sua maior densidade indica que seu interior é principalmente rochoso. Esses planetas podem ter oceanos internos de água salgada e criovulcões em erupção de água líquida (ou seja, uma hidrosfera interna, como Europa ou Encélado); eles podem ter uma atmosfera e hidrosfera feitas de metano ou nitrogênio (como Titã). Um núcleo metálico é possível, como existe em Ganimedes.
planeta sem núcleo
Um tipo teórico de planeta sólido que consiste em rocha de silicato, mas não possui núcleo metálico, ou seja, o oposto de um planeta de ferro. Embora o Sistema Solar não contenha planetas sem núcleo, asteroides condritos e meteoritos são comuns no Sistema Solar. Ceres e Pallas têm composições minerais semelhantes aos condritos carbonáceos, embora Pallas seja significativamente menos hidratado. Pensa-se que os planetas sem núcleo se formam mais longe da estrela, onde o material oxidante volátil é mais comum.

Veja também

Referências