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Sistema solar

O Sistema Solar é o sistema gravitacionalmente ligado do Sol e dos objetos que o orbitam. Formou-se há 4,6 bilhões de anos a partir do colapso gravitacional de uma gigantesca nuvem molecular interestelar. A vasta maioria (99,86%) da massa do sistema está no Sol, com a maior parte da massa restante contida no planeta Júpiter. O sistema planetário ao redor do Sol contém oito planetas. Os quatro planetas do sistema interno — Mercúrio, Vênus, Terra e Marte — são planetas telúricos, compostos principalmente de rocha e metal. Os quatro planetas gigantes do sistema externo são substancialmente maiores e mais massivos do que os telúricos. Os dois maiores, Júpiter e Saturno, são gigantes gasosos, compostos principalmente de hidrogênio e hélio; os dois seguintes, Urano e Netuno, são gigantes de gelo, compostos principalmente de substâncias voláteis com pontos de fusão relativamente altos em comparação com o hidrogênio e o hélio, como água, amônia e metano. Todos os oito planetas têm órbitas quase circulares que se situam próximas ao plano da órbita da Terra, chamado eclíptica.

Há um número desconhecido de planetas anões menores e inúmeros pequenos corpos do Sistema Solar orbitando o Sol. Seis dos planetas principais, os seis maiores planetas anões possíveis e muitos dos corpos menores são orbitados por satélites naturais, comumente chamados de "luas", em referência à Lua da Terra. Dois satélites naturais, Ganimedes, lua de Júpiter, e Titã, lua de Saturno, são maiores que Mercúrio, o menor planeta terrestre, embora menos massivos, e Calisto, lua de Júpiter, é quase tão grande. Cada um dos planetas gigantes e alguns corpos menores são circundados por anéis planetários de gelo, poeira e luas menores. O cinturão de asteroides, que fica entre as órbitas de Marte e Júpiter, contém objetos compostos de rocha, metal e gelo. Além da órbita de Netuno, encontram-se o Cinturão de Kuiper e o disco disperso, que são populações de objetos compostos principalmente de gelo e rocha.

Nas regiões mais externas do Sistema Solar, existe uma classe de planetas menores chamados objetos isolados. Há um debate considerável sobre quantos desses objetos realmente existem. Alguns deles são grandes o suficiente para terem se arredondado sob a ação da própria gravidade e, portanto, serem classificados como planetas anões. Os astrônomos geralmente aceitam cerca de nove objetos como planetas anões: o asteroide Ceres, os objetos do Cinturão de Kuiper Plutão, Orcus, Haumea, Quaoar e Makemake, e os objetos do disco disperso Gonggong, Éris e Sedna. Diversas populações de pequenos corpos, incluindo cometas, centauros e nuvens de poeira interplanetária, viajam livremente entre as regiões do Sistema Solar.

O vento solar, um fluxo de partículas carregadas que emana do Sol, cria uma região semelhante a uma bolha no meio interplanetário, conhecida como heliosfera. A heliopausa é o ponto em que a pressão do vento solar se iguala à pressão oposta do meio interestelar; ela se estende até a borda do disco disperso. A Nuvem de Oort, que se acredita ser a fonte dos cometas de longo período, também pode existir a uma distância aproximadamente mil vezes maior que a heliosfera. O Sistema Solar está localizado a 26.000 anos-luz do centro da Via Láctea, no Braço de Órion, que contém a maioria das estrelas visíveis no céu noturno. As estrelas mais próximas estão dentro da chamada Bolha Local, sendo a mais próxima, Proxima Centauri, a 4,2441 anos-luz.

Estrutura e composição

A palavra solar significa "pertencente ao Sol", derivada do latim sol, que significa Sol. O Sol é o corpo gravitacional dominante do Sistema Solar, e seu sistema planetário se mantém em um estado relativamente estável e de evolução lenta, seguindo órbitas isoladas e gravitacionalmente ligadas ao redor do Sol.

Órbitas

Os planetas e outros objetos grandes em órbita ao redor do Sol estão localizados próximos ao plano da órbita da Terra, conhecido como eclíptica. Objetos gelados menores, como cometas, frequentemente orbitam em ângulos significativamente maiores em relação a esse plano. A maioria dos planetas do Sistema Solar possui sistemas secundários próprios, sendo orbitados por satélites naturais chamados luas. Muitos dos maiores satélites naturais estão em rotação síncrona, com uma face permanentemente voltada para o seu planeta-mãe. Os quatro planetas gigantes possuem anéis planetários, finas faixas de minúsculas partículas que orbitam ao seu redor em uníssono.

Como resultado da formação do Sistema Solar, os planetas e a maioria dos outros objetos orbitam o Sol na mesma direção em que o Sol gira. Ou seja, no sentido anti-horário, visto de cima do polo norte da Terra. Existem exceções, como o Cometa Halley. A maioria das luas maiores orbita seus planetas no sentido direto, coincidindo com a rotação planetária; Tritão, lua de Netuno, é a maior a orbitar no sentido oposto, retrógrado. A maioria dos objetos maiores gira em torno de seus próprios eixos no sentido direto em relação à sua órbita, embora a rotação de Vênus seja retrógrada.

Em uma boa primeira aproximação, as leis de Kepler do movimento planetário descrevem as órbitas dos objetos ao redor do Sol. Essas leis estipulam que cada objeto se move ao longo de uma elipse com o Sol em um dos focos, o que faz com que a distância do corpo ao Sol varie ao longo do ano. O ponto de maior aproximação de um corpo ao Sol é chamado de periélio, enquanto o ponto mais distante é chamado de afélio.^9-6 As órbitas dos planetas são quase circulares, mas muitos cometas, asteroides e objetos do Cinturão de Kuiper seguem órbitas altamente elípticas. As leis de Kepler consideram apenas a influência da gravidade do Sol sobre um corpo em órbita, e não as atrações gravitacionais de diferentes corpos uns sobre os outros. Em uma escala de tempo humana, essas perturbações adicionais podem ser consideradas usando modelos numéricos,^9-6 mas o sistema planetário pode mudar caoticamente ao longo de bilhões de anos.

O momento angular do Sistema Solar é uma medida da quantidade total de momento orbital e rotacional possuída por todos os seus componentes em movimento. Embora o Sol domine o sistema em massa, ele representa apenas cerca de 2% do momento angular. Os planetas, com Júpiter como principal componente, são responsáveis pela maior parte do restante do momento angular devido à combinação de sua massa, órbita e distância do Sol, com uma contribuição possivelmente significativa dos cometas.

Composição

A estrutura geral das regiões mapeadas do Sistema Solar consiste no Sol, quatro planetas internos menores rodeados por um cinturão de asteroides, em sua maioria rochosos, e quatro planetas gigantes rodeados pelo Cinturão de Kuiper, composto principalmente por objetos gelados. Os astrônomos às vezes dividem informalmente essa estrutura em regiões separadas. O Sistema Solar interno inclui os quatro planetas terrestres e o cinturão de asteroides. O Sistema Solar externo fica além dos asteroides, incluindo os quatro planetas gigantes. Desde a descoberta do Cinturão de Kuiper, as partes mais externas do Sistema Solar são consideradas uma região distinta, constituída pelos objetos além de Netuno.

O principal componente do Sistema Solar é o Sol, uma estrela de baixa massa que contém 99,86% da massa conhecida do sistema e o domina gravitacionalmente. Os quatro maiores corpos que orbitam o Sol, os planetas gigantes, representam 99% da massa restante, sendo que Júpiter e Saturno juntos compreendem mais de 90%. Os demais objetos do Sistema Solar (incluindo os quatro planetas terrestres, os planetas anões, as luas, os asteroides e os cometas) juntos representam menos de 0,002% da massa total do Sistema Solar.

O Sol é composto por aproximadamente 98% de hidrogênio e hélio, assim como Júpiter e Saturno. Existe um gradiente de composição no Sistema Solar, criado pela pressão térmica e luminosa do Sol primitivo; os objetos mais próximos do Sol, que são mais afetados pela pressão térmica e luminosa, são compostos por elementos com altos pontos de fusão. Os objetos mais distantes do Sol são compostos principalmente por materiais com pontos de fusão mais baixos. O limite no Sistema Solar além do qual essas substâncias voláteis poderiam se aglomerar é conhecido como linha de gelo, e situa-se a aproximadamente cinco vezes a distância da Terra ao Sol.

Os objetos do Sistema Solar interno são compostos principalmente de materiais rochosos, como silicatos, ferro ou níquel. Júpiter e Saturno são compostos principalmente de gases com pontos de fusão extremamente baixos e alta pressão de vapor, como hidrogênio, hélio e neônio. Gelos, como água, metano, amônia, sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono, têm pontos de fusão de até algumas centenas de kelvins. Eles podem ser encontrados como gelo, líquidos ou gases em vários lugares do Sistema Solar. Substâncias geladas compõem a maioria dos satélites dos planetas gigantes, bem como a maior parte de Urano e Netuno (os chamados "gigantes de gelo") e os numerosos objetos pequenos que se encontram além da órbita de Netuno. Juntos, gases e gelos são chamados de voláteis.