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Urano

Planeta principal

Fotografia de Urano em cores reais pela Voyager 2 em 1986.

Características orbitais

Semieixo maior

2 876 679 082 km
19,22941195 UA

Periélio

2 748 938 461 km
18,37551863 UA

Afélio

3 004 419 704 km
20,08330526 UA

Excentricidade

0,044405586

Período orbital

30799,095 dias
84,323326 anos

Inclinação

Eclíptica: 0,772556°
Equador solar: 6,48°
Plano invariável: 1,02 °

Argumento do periastro

96,541318°

Longitude do nó ascendente

73,989821°

Número de satélites

28

Características físicas

Diâmetro equatorial

4,007 Terras
51 118 ± 8 km

Área da superfície

15,91 Terras
8,115 6×10 ⁹ km²

Volume

63,086 Terra
6,833×10 ¹³ km³

Massa

14,536 Terras(8,6810 ± 0,0013)×10
²⁵ kg

Densidade média

1,27 g/ cm³

Gravidade equatorial

8,69 m/s²
0,886 g

Período de rotação

17 −0,718 33 dias
h 14 min 24 s

Albedo

0,300 ( Bond)
0,51 ( geométrico)

Temperatura

média: -220 ºC
mínima: -224 ºC
máxima: -216 ºC

Magnitude aparente

5,9 a 5,32

Composição da atmosfera

Pressão atmosférica

1,2 kPa

Composição

Urano (Úrano em Portugal) é o sétimo planeta a partir do Sol, o terceiro maior e o quarto mais massivo dos oito planetas do Sistema Solar. Foi nomeado em homenagem ao deus grego do céu, Urano. Embora seja visível a olho nu em boas condições de visualização, não foi reconhecido pelos astrônomos antigos como um planeta devido a seu pequeno brilho e lenta órbita. William Herschel anunciou sua descoberta em 13 de março de 1781, expandindo as fronteiras do Sistema Solar pela primeira vez na história moderna. Urano foi também o primeiro planeta a ser descoberto por meio de um telescópio.

Urano tem uma composição similar à de Netuno, e ambos possuem uma composição química diferente da dos maiores gigantes gasosos, Júpiter e Saturno. Como tal, os astrônomos algumas vezes os colocam em uma categoria separada, os " gigantes gelados". A atmosfera de Urano, embora similar às de Júpiter e Saturno em sua composição primária de hidrogênio e hélio, contém mais " gelos" tais como água, amônia e metano, assim como traços de hidrocarbonetos. É a mais fria atmosfera planetária no Sistema Solar, com uma temperatura mínima de 49 K (-224 °C). Tem uma complexa estrutura de nuvens em camadas, e acredita-se que a água forma as nuvens mais baixas, e o metano as mais exteriores. Em contraste, seu interior é formado principalmente por gelo e rochas.

Como os outros planetas gigantes, Urano tem um sistema de anéis, uma magnetosfera e vários satélites naturais. O sistema uraniano tem uma configuração única entre os planetas porque seu eixo de rotação é inclinado para o lado, quase no plano de translação do planeta. Portanto, seus polos norte e sul estão quase situados onde seria o equador nos outros planetas. Em 1986, imagens da sonda mostraram Urano como um planeta virtualmente sem características na luz visível, ao contrário dos outros planetas gigantes que contêm faixas de nuvens e grandes tempestades. Entretanto, observações terrestres têm mostrado sinais de mudanças sazonais e aumento da atividade meteorológica nos últimos anos à medida que Urano se aproximou do equinócio. A velocidade de vento no planeta pode alcançar 250 metros por segundo (900 km/h).

Antes de sua descoberta como planeta, Urano foi observado em muitas ocasiões, geralmente confundido com uma estrela. O registro mais antigo de sua observação é de 1690 quando John Flamsteed o observou pelo menos seis vezes, e o catalogou como 34 Tauri. O astrônomo francês Pierre Lemonnier observou Urano pelo menos doze vezes entre 1750 e 1769, inclusive em quatro noites consecutivas.

Sir William Herschel observou o planeta em 13 de março de 1781 no jardim de sua casa no número 19 da New King Street na cidade de Bath, Somerset (agora o Museu Herschel de Astronomia), mas inicialmente o reportou (em 26 de abril de 1781) como um cometa. Herschel "se engajou em uma série de observações de paralaxe de estrelas fixas", usando um telescópio de sua própria construção. Ele registrou em seu jornal "No quartil próximo a ζ Tauri ... tanto [uma] estrela Nebulosa ou possivelmente um cometa". Em 17 de março, ele anotou, "Olhei para o Cometa ou Estrela Nebulosa e descobri que é um cometa, pela sua mudança de local". Quando apresentou sua descoberta para a Royal Society, ele continuou declarando que tinha encontrado um cometa enquanto implicitamente comparando-o com um planeta:

William Herschel, descobridor de Urano

Réplica do telescópio utilizado por Herschel para descobrir Urano (William Herschel Museum, Bath)

Curiosamente, o planeta foi descoberto 39 anos antes do continente antártico. Herschel notificou o Astrônomo Real Britânico, Nevil Maskelyne, de sua descoberta e recebeu a seguinte resposta dele em 23 de abril: "Eu não sei como chamá-lo. Parece ser um planeta regular movendo-se em uma órbita quase circular ao Sol assim como um cometa movendo-se em uma elipse bem excêntrica. Eu ainda não observei nenhuma coma ou cauda nele".

Enquanto Herschel continuava a cautelosamente descrever o novo objeto como um cometa, outros astrônomos já começavam a suspeitar o contrário. O astrônomo russo Anders Johan Lexell foi o primeiro a calcular a órbita do novo objeto e sua órbita quase circular o levou a concluir que era um planeta ao invés de um cometa. O astrônomo alemão Johann Elert Bode descreveu a descoberta de Herschel como "uma estrela que pode ser considerada até aqui como um planeta desconhecido circulando além da órbita de Saturno". Bode concluiu que sua órbita quase circular era mais parecida com um planeta do que com um cometa.

Em pouco tempo o objeto foi universalmente aceito como um novo planeta. Em 1783, o próprio Herschel reconheceu o fato para o presidente da Royal Society Joseph Banks: "Pela observação dos mais eminentes Astrônomos na Europa parece que a nova estrela que eu tive a honra de indicar em Março de 1781, é um planeta principal do nosso Sistema Solar". Em reconhecimento a este feito, Rei Jorge III deu a Herschel um salário anual de £ 200 com a condição que ele se mudasse para Windsor para que a Família Real pudesse ter a chance de observar o céu usando seus telescópios.

Maskelyne pediu a Herschel para nomear o planeta por ter sido o descobridor. Em resposta à solicitação de Maskelyne, Herschel decidiu nomear o objeto como Georgium Sidus (Estrela de Jorge), ou "Georgian Planet" em homenagem ao seu novo patrono, o Rei Jorge III. Ele explicou sua decisão posteriormente em uma carta para Joseph Banks:

A proposta de Herschel não ficou popular fora do Reino Unido, e outros nomes foram rapidamente propostos. O astrônomo Jérôme Lalande propôs que o planeta fosse nomeado Herschel em homenagem ao seu descobridor. O astrônomo sueco Erik Prosperin propôs o nome Netuno que era apoiado por outros astrônomos que gostavam da ideia de comemorar as vitórias da frota da Marinha Real Britânica a caminho da Guerra da Revolução Americana, até chamando o novo planeta de Neptune George III ou Neptune Great Britain. Bode, entretanto, optou por Urano, a versão latinizada do deus grego do céu Urano. Bode argumentou que como Saturno era o pai de Júpiter, o novo planeta deveria ser nomeado em homenagem ao pai de Saturno. Em 1789, o colega de Bode na Academia de Ciências Real, Martin Klaproth, nomeou seu elemento recém descoberto de " urânio" em apoio à escolha de Bode. Finalmente, a sugestão de Bode se tornou a mais amplamente utilizada, e se tornou universal em 1850 quando o HM Nautical Almanac Office trocou o nome Georgium Sidus para Urano.

Urano é o único planeta cujo nome é derivado de uma figura da mitologia grega ao invés da mitologia romana: o grego "Οὐρανός" foi transformado na forma em latim "Ūranus", sendo o adjetivo "Uraniano". Seu símbolo astronômico é , que é um híbrido ente os símbolos de Marte e do Sol porque Urano era o Céu na mitologia grega, o qual se imaginava ser dominado pelos poderes do Sol e Marte. Seu símbolo astrológico é , que foi sugerido por Lalande em 1784. Em uma carta para Herschel, Lalande o descreveu como "un globe surmonté par la première lettre de votre nom". Na língua chinesa, coreana, japonesa e vietnamita o astro foi nomeado literalmente traduzido como a estrela rei do céu (天王星).

Translação de Urano ao redor do Sol a cada 84 anos terrestres. Sua distância média ao Sol é de aproximadamente 3 bilhões de quilômetros (20 UA)

Imagem no infravermelho próximo feita pelo Telescópio Hubble em 1998 mostrando as faixas de nuvens, anéis planetários e satélites naturais

Urano completa uma volta ao redor do Sol a cada aproximadamente 84 anos terrestres. Sua distância média ao Sol é de aproximadamente 3 bilhões de quilômetros (20 UA). A intensidade da luz solar é de cerca de 1/400 da terrestre. Os elementos orbitais do planeta foram calculados pela primeira vez em 1783 por Pierre-Simon Laplace. Com o tempo, discrepâncias começaram a aparecer entre as órbitas previstas e observadas e, em 1841, John Couch Adams propôs que as diferenças poderiam ser causadas devido à atração gravitacional de um planeta desconhecido. Em 1845, Urbain Le Verrier começou uma pesquisa independente da órbita de Urano e em 23 de setembro de 1846 Johann Gottfried Galle localizou um novo planeta, nomeado posteriormente Netuno, quase na posição prevista por Le Verrier.

O período de rotação no interior de Urano é de 17 horas e 14 minutos. Como em todos os planetas gigantes, sua atmosfera superior experimenta ventos muito fortes na direção da rotação. Em algumas latitudes, tais como a dois terços da distância do equador ao polo sul, detalhes visíveis da atmosfera se movem muito mais rápido, completando uma rotação em pouco mais de 14 horas.

Urano tem uma inclinação axial de 97,77 graus, ou seja, seu eixo de rotação é aproximadamente paralelo ao plano do Sistema Solar, o que faz o planeta girar de lado, como se fosse uma bola rolando numa superfície. Isto provoca mudanças sazonais completamente diferentes das observadas nos outros planetas. Próximo ao solstício uraniano, um dos polos é iluminado continuamente pelo Sol enquanto o outro está em escuridão. Apenas uma pequena faixa perto do equador experimenta um ciclo dia-noite rápido, mas com o Sol baixo no horizonte como nas regiões polares terrestres. No outro lado da órbita do planeta a orientação dos polos em relação ao Sol é revertida. Cada polo recebe 42 anos contínuos de luz solar, seguidos de 42 anos de escuridão.

Um dos resultados da orientação do eixo é que, em média durante um ano, as regiões polares de Urano recebem uma quantidade energia solar maior que a região equatorial. Apesar disso, Urano é mais quente na região do equador do que nos polos. O mecanismo interior que causa isto ainda é desconhecido. A razão da inclinação axial anormal também não é bem conhecida, mas a especulação usual é de que durante a formação do Sistema Solar, um protoplaneta do tamanho da Terra colidiu com Urano, causando a orientação inclinada. O polo sul de Urano estava virado quase diretamente para o Sol durante o sobrevoo da sonda em 1986. A nomeação deste polo como "sul" usa a definição atualmente endossada pela União Astronômica Internacional, que diz que o polo norte de um planeta ou satélite deve ser o polo acima do plano invariável do Sistema Solar, independentemente da direção que o planeta está girando. Uma convenção diferente é algumas vezes utilizada, em que o norte e sul do corpo são definidos de acordo com a regra da mão direita em relação à direção da rotação. De acordo com esse último sistema de coordenadas o polo norte de Urano estava iluminado em 1986.

Entre 1995 e 2006, a magnitude aparente de Urano variou entre +5,6 e +5,9, deixando-o perto do limite de visibilidade a olho nu, que é de +6,5. Seu diâmetro angular vai de 3,4 a 3,7 segundos de arco, comparado ao de Saturno que é de 16 a 20 segundos e o de Júpiter é de 32 a 45 segundos. Em oposição, Urano é visível a olho nu em céus escuros, e é visível com um binóculo mesmo em áreas urbanas. Em telescópios amadores cujo diâmetro da objetiva seja de 15 a 23 cm, o planeta aparece como um pálido disco cinza com um distinto escurecimento de bordo. Com um telescópio de 25 cm ou maior, podem ser vistos os padrões das nuvens e alguns de seus maiores satélites, como Titânia e Oberon.

Estrutura interna

Comparação de tamanho entre a Terra e Urano

Diagrama do interior do planeta

A massa de Urano é de aproximadamente 14 vezes a terrestre, tornando-o o menos massivo dos planetas gigantes. Seu diâmetro é um pouco maior que o de Netuno e aproximadamente quatro vezes o terrestre, resultando em uma densidade de 1,27 g/cm ³ que o faz o segundo planeta menos denso, atrás de Saturno. Este valor indica que ele é feito primariamente de gelos, tais como água, amônia e metano. A massa total de gelo no interior do planeta não é conhecida com precisão, visto que valores diferentes aparecem dependendo do modelo escolhido; deve estar entre 9,3 e 13,5 massas terrestres. Hidrogênio e hélio constituem uma pequena parte do total, entre 0,5 e 1,5 massas terrestres. O restante da massa que não é gelo (de 0,5 a 3,7 massas terrestres) é considerado material rochoso.

O modelo padrão da estrutura de Urano é que o planeta consiste de três camadas: um núcleo rochoso de silicatos/ ferro- níquel no centro, um manto de gelo no meio e uma atmosfera de hidrogênio/hélio. O núcleo é relativamente pequeno, com uma massa de apenas 0,55 massas terrestres e um raio inferior a 20% do planeta; o manto compreende a maior parte do planeta, com aproximadamente 13,4 massas terrestres, enquanto a atmosfera superior tem uma massa de aproximadamente 0,5 massas terrestres e se estende pelos 20% restantes do raio planetário. A densidade do núcleo é de 9 g/cm ³, com uma pressão no centro de 8 milhões de bars (800 GPa) e uma temperatura aproximada de 5 000 K. O manto gelado não é composto de fato pelo gelo convencional, mas de um fluido quente e denso consistindo de água, amônia e outros voláteis. Esse fluido, que tem uma alta condutividade elétrica, é algumas vezes chamado de oceano de água-amônia. A composição principal de Urano e Netuno é bem diferente da de Júpiter e Saturno, com o gelo dominando sobre os gases, assim justificando sua classificação em separado como gigantes gelados. Pode existir uma camada de água iônica, onde as moléculas de água se quebram em uma sopa de íons de hidrogênio e oxigênio, e uma região mais profunda de água superiônica, em que o oxigênio cristaliza mas os íons hidrogênio se movem livremente na estrutura do oxigênio.

Enquanto o modelo acima é considerado o padrão, não é o único; outros modelos também satisfazem as observações. Por exemplo, se uma quantidade substancial de hidrogênio e material rochoso for misturada ao manto de gelo, a massa total de gelos no interior seria menor, e assim a massa total de rochas e hidrogênio seria maior. Atualmente os dados disponíveis não permitem determinar qual é o modelo correto. A estrutura interior do fluido em Urano significa que não há superfície sólida. A atmosfera gasosa gradualmente transita para as camadas internas líquidas. Por questão de conveniência, um esferoide oblato giratório fixo no ponto em que a pressão atmosférica é igual a 1 bar (100 kPa) é condicionalmente designado como a "superfície". Tem um raio polar e equatorial de 25 559 ± 4 e 24 973 ± 20 km, respectivamente. Esta superfície será usada através do artigo como o ponto zero para a altitude.

O 0,042 ± 0,047 W/m calor interno de Urano parece ser acentuadamente menor que o de outros planetas gigantes; em termos astronômicos, tem um fluxo termal menor. Ainda não se sabe por quê a temperatura interna de Urano é tão baixa. Netuno, que tem um tamanho e composição similar, irradia 2,61 vezes mais energia no espaço do que recebe do Sol. Urano, por outro lado, irradia apenas uma pequena parte do excesso de calor. A energia total irradiada pelo planeta na parte do espectro do infravermelho distante (ou seja, calor) é 1,06 ± 0,08 vezes a energia solar absorvida na atmosfera. De fato, o fluxo de calor uraniano é de apenas ², que é menor que o fluxo interno de calor terrestre de aproximadamente 0,075 . A menor temperatura registrada na tropopausa de Urano foi de 49 K (-224 °C), tornando-o o planeta mais frio do Sistema Solar.

Uma das hipóteses para estas discrepâncias sugere que quando Urano foi atingido por um grande impacto, que expeliu a maior parte do seu calor primordial, ele foi deixado com uma temperatura mais baixa no núcleo. Outra hipótese é de que existe algum tipo de barreira nas camadas superiores na atmosfera que impede o calor do núcleo de atingir a superfície. Por exemplo, pode acontecer convecção em um conjunto de camadas de diferentes composições, que podem inibir a condução do calor.

Urano pelo Telescópio Espacial James Webb (fevereiro de 2023).

Embora não exista uma superfície sólida bem definida no interior de Urano, a parte mais externa da camada gasosa que é acessível ao 0,1 e 10 sensoriamento remoto é chamada de atmosfera. O sensoriamento remoto consegue penetrar até aproximadamente 300 km abaixo da pressão de nível de 1 bar (100 kPa), com uma pressão correspondente por volta de 100 bar (10 MPa) e temperatura de 320 K. A tênue coroa da atmosfera se estende consideravelmente até dois raios planetários a partir da superfície nominal de 1 bar de pressão. A atmosfera uraniana pode ser dividida em três camadas: a troposfera, entre as altitudes de −300 e 50 km com pressão de 100 a 0,1 bar; a estratosfera, atravessando altitudes entre 50 e 4 000 km e pressões entre −10 bar; e a termosfera/coroa estendendo-se de uma altitude de 4 000 km a vários raios a partir da superfície nominal de 1 bar de pressão. Ao contrário da atmosfera terrestre, a uraniana não possui mesosfera.

A composição da atmosfera uraniana é diferente do resto do planeta, consistindo principalmente de hidrogênio molecular e hélio. A fração molar de hélio, o número de átomos de hélio por molécula de gás, é de 0,15 ± 0,03 na atmosfera superior, o que corresponde a uma fração de massa de 0,26 ± 0,05. O valor é muito próximo à fração de massa de hélio protossolar de 0,275 ± 0,01, indicando que o hélio não se assentou no centro do planeta como nos outros gigantes gasosos. O terceiro mais abundante constituinte da atmosfera é o metano . O metano tem uma proeminente banda de absorção no espectro visível e no infravermelho próximo, deixando a cor do planeta água-marinha ou ciano. As moléculas de metano correspondem a 2,3% da atmosfera por fração molar ao nível de pressão de 1,3 bar (130 kPa); isto representa aproximadamente 20 a 30 vezes a abundância de carbono encontrada no Sol. A relação de mistura, isto é, o número de moléculas do composto por molécula de hidrogênio, é muito menor do que na atmosfera superior, devido à sua temperatura extremamente baixa, que diminui o nível de saturação e causa o congelamento do excesso de metano. A abundância de compostos menos voláteis tais como amônia, água e sulfeto de hidrogênio no interior da atmosfera não é bem explicada. Estes compostos têm provavelmente valores maiores que os solares. Junto ao metano, são encontrados na estratosfera traços de vários hidrocarbonetos, os quais se acredita serem produzidos a partir do metano pela fotólise induzida pela radiação solar ultravioleta. Os compostos incluem etano , acetileno , metilacetileno e diacetileno . A espectroscopia também revelou traços de vapor de água, monóxido de carbono e dióxido de carbono na atmosfera superior, que só podem ter se originado de uma fonte externa, como poeira de cometas.

Perfil de temperatura da troposfera e estratosfera inferior. Nuvens e camadas de névoa também são indicadas

A troposfera é a parte mais baixa e densa da atmosfera, sendo caracterizada pela diminuição da temperatura à medida que aumenta a altitude. A temperatura cai de aproximadamente 320 K na base da troposfera nominal, a −300 km, até 53 K a 50 km. A temperatura na região mais fria da troposfera (a tropopausa) na verdade varia numa faixa de 49 e 57 K, dependendo da latitude planetária. A região da tropopausa é responsável pela maior parte das emissões térmicas de infravermelho próximo do planeta, assim determinando sua temperatura efetiva de 59,1 ± 0,3 K.

Acredita-se que troposfera possui uma complexa estrutura de nuvens; lança-se a hipótese da existência de nuvens de água abaixo da faixa de pressão de 50 a 100 bar (5 a 10 MPa), nuvens de hidrosulfeto de amônia na faixa de 20 a 40 bar (2 a 4 MPa), nuvens de amônia ou sulfeto de hidrogênio entre 3 e 10 bar (0,3 a 1 MPa) e finalmente finas nuvens de metano detectadas diretamente a 1 a 2 bar (0,1 a 0,2 MPa). A troposfera é uma parte muito dinâmica da atmosfera, exibindo fortes ventos, nuvens brilhantes e mudanças sazonais, que são todas discutidas abaixo.

A camada do meio da atmosfera uraniana é a estratosfera, onde a temperatura no geral aumenta com a altitude, indo de 53 K na tropopausa para entre 800 e 850 K na base da termosfera. O calor da estratosfera é causado pela absorção da radiação UV e IR solar pelo metano e outros hidrocarbonetos, que são formados nesta parte da atmosfera como resultado da fotólise do metano. O calor também é conduzido a partir da termosfera quente. Os hidrocarbonetos ocupam uma camada relativamente estreita em altitudes entre 100 e 300 km, correspondentes a uma faixa de pressão de 10 a 0,1 mbar (1 000 a 10 kPa) e temperaturas entre 75 e 170 K. Os hidrocarbonetos mais abundantes são metano, acetileno e etano com uma razão de mistura de aproximadamente 10 −7 em relação ao hidrogênio. A razão de mistura do monóxido de carbono é similar nestas altitudes. A razão de mistura de hidrocarbonetos mais pesados e dióxido de carbono é três ordens de magnitude inferior. A taxa de abundância de água é de aproximadamente 7×10⁻⁹. Etano e acetileno tendem a condensar na parte inferior da estratosfera e tropopausa (abaixo do nível de 10 mBar) formando as camadas de névoa, que podem em parte ser responsáveis pela aparência uniforme de Urano. A concentração de hidrocarbonetos na estratosfera uraniana acima da névoa é significativamente menor que na estratosfera de outros planetas gigantes.

A parte mais externa da atmosfera uraniana é formada pela termosfera e coroa, que tem uma temperatura uniforme em torno de 800 a 850 K. As fontes de calor necessárias para manter tais valores altos não são compreendidas, uma vez que nem a radiação UV solar nem a atividade auroral podem fornecer a energia necessária. A fraca eficiência de resfriamento devido à falta de hidrocarbonetos na estratosfera superior a 0,1 mBar pode contribuir no fenômeno. Além do hidrogênio molecular, a termosfera-coroa contém muitos átomos de hidrogênio livres. Sua pequena massa e as altas temperaturas explicam porque a coroa se estende além de 50 000 km ou dois raios planetários. Esta coroa estendida é uma característica única de Urano. Seu efeito inclui o arrasto de pequenas partículas orbitando o planeta, causando uma depleção geral da poeira nos anéis uranianos. A termosfera e a parte superior da estratosfera correspondem à ionosfera do planeta. Observações demonstram que a ionosfera ocupa altitudes de 2 000 a 10 000 km. A ionosfera uraniana é mais densa que a de Saturno e Netuno, o que pode ser causado pela pequena concentração de hidrocarbonetos na estratosfera. A ionosfera é sustentada principalmente pela radiação UV solar e sua densidade depende da atividade solar. A atividade auroral é insignificante quando comparada à de Júpiter e Saturno.

Anéis interiores de Urano. O anel brilhante externo é o anel ε; oito outros anéis estão presentes

Sistema de anéis uraniano

Urano tem um complexo sistema de anéis planetários, que foi o segundo a ser descoberto no Sistema Solar após os de Saturno. Os anéis são compostos de partículas extremamente escuras, cujo tamanho varia de micrômetros a frações de um metro. Atualmente são conhecidos treze anéis, sendo o mais brilhante o anel ε. Com exceção de dois, os anéis são muito estreitos, com poucos quilômetros de extensão. São provavelmente jovens; considerações dinâmicas indicam que eles não se formaram com o planeta. A matéria dos anéis pode ter sido parte de um planeta gelado cerca de uma a três vezes a massa da Terra que se fragmentou em um impacto de alta velocidade. Dos inúmeros fragmentos que se formaram como resultado deste impacto, somente poucas partículas sobreviveram em zonas estáveis limitadas, correspondentes aos atuais anéis.

William Herschel descreveu um possível anel em torno de Urano em 1789. Esta observação é geralmente considerada duvidosa, pois os anéis são relativamente fracos, e nos dois séculos seguintes nenhum outro foi registrado por observadores. Todavia Herschel fez uma precisa descrição do tamanho do anel ε, seu ângulo relativo à Terra, cor vermelha, e mudanças aparentes enquanto Urano transitava em torno do Sol. O sistema de anéis foi definitivamente descoberto em 10 de março de 1977 por James L. Elliot, Edward W. Dunham, e Douglas J. Mink no Kuiper Airborne Observatory. A descoberta foi acidental; eles planejavam utilizar a ocultação da estrela SAO 158687 por Urano para estudar a atmosfera do planeta. Quando suas observações foram analisadas, eles descobriram que a estrela tinha desaparecido rapidamente cinco vezes antes e depois de ser ocultada pelo planeta. Eles concluíram que deveria existir um sistema de anéis ao redor do planeta. Mais tarde, eles detectaram quatro outros anéis. Os anéis foram fotografados diretamente quando a Voyager 2 passou pelo planeta. A sonda também descobriu outros dois anéis fracos, elevando o número para onze.

Em dezembro de 2005, o Telescópio Espacial Hubble detectou um par de anéis desconhecidos. O maior é localizado no dobro da distância do planeta do que os outros anéis conhecidos. Estes dois anéis estão tão longe do planeta que foram denominados sistema de anéis "exteriores". O Hubble detectou também dois pequenos satélites, um dos quais, Mab, compartilha a órbita com o anel exterior recém-descoberto. Os novos anéis aumentaram a quantidade total para treze. Em abril de 2006, imagens dos novos anéis feitas com o Observatório Keck revelaram as suas cores: o mais externo é azul e o outro, vermelho. Uma hipótese a respeito do anel exterior azul é de que seja composto por minúsculas partículas de gelo da superfície de Mab que são pequenas o suficiente para espalhar a luz azul. Em contraste, os anéis interiores parecem ser cinza.

O campo magnético de Urano conforme observado pela Voyager 2 em 1986. S e N são os polos magnéticos sul e norte

Antes da chegada da Voyager 2 não havia sido feita nenhuma medição da magnetosfera uraniana, portanto sua natureza permanecia um mistério. Antes de 1986, astrônomos esperavam que o campo magnético de Urano fosse alinhado ao vento solar, uma vez que estaria alinhado com os polos do planeta que estão situadas na eclíptica.

As observações da Voyager revelaram que o campo magnético é peculiar por não ser originado no centro geométrico do planeta e porque tem uma inclinação de 59º em relação ao eixo de rotação. De fato, o dipolo magnético é deslocado do centro em direção ao polo sul rotacional por quase um terço do raio planetário. Esta geometria incomum resulta em uma magnetosfera altamente assimétrica, na qual o campo magnético na superfície no hemisfério sul pode ser tão baixa quanto 0,1 gauss (10 µT), enquanto que no hemisfério norte pode ser tão forte quanto 1,1 gauss (110 µT). O campo magnético na superfície é de 0,23 gauss (23 µT). Em comparação, o campo magnético terrestre é quase igualmente forte em qualquer dos polos, e o "equador magnético" é aproximadamente paralelo ao equador geográfico. O momento de dipolo de Urano é 50 vezes o terrestre. O campo magnético de Netuno tem um deslocamento e inclinação similar, sugerindo que esta pode ser uma característica dos gigantes de gelo. Uma hipótese é que, ao contrário dos campos magnéticos dos planetas telúricos e gigantes gasosos, que são gerados dentro de seus núcleos, os campos magnéticos dos gigantes de gelo são gerados pelo movimento em profundidades relativamente baixas de, por exemplo, o oceano de água-amônia.

Apesar do seu curioso alinhamento, outros aspectos da magnetosfera uraniana são como os de outros planetas: ela tem um choque em arco localizado a aproximadamente 23 raios planetários à frente, uma magnetopausa a 18 raios uranianos, e uma magnetocauda e cinturão de radiação completamente desenvolvidos. Em geral, a estrutura da magnetosfera de Urano é diferente da jupiteriana e mais similar à de Saturno. A magnetocauda arrasta-se por trás do planeta para dentro do espaço por milhões de quilômetros e é deformada pelo movimento lateral de rotação formando um grande saca-rolhas.

A magnetosfera contém partículas carregadas: prótons (protões) e elétrons (eletrões) com uma pequena quantidade de íons (iões) de . Nenhum íon pesado foi detectado. Muitas destas partículas provavelmente derivam da coroa atmosférica quente. A energia dos íons e elétrons podem ser de até 4 e 1,2 megaeletronvolt, respectivamente. A densidade de íons de baixa energia (1 kiloelétrovolt) na magnetosfera interior é de aproximadamente 2 cm −3. A população de partículas é fortemente afetada pelas 28 luas uranianas que varrem a magnetosfera deixando notáveis lacunas. O fluxo de partículas é forte o suficiente para causar o escurecimento ou erosão espacial da superfície das luas em uma escala astronômica relativamente rápida de 100 000 anos. Isto pode ser a causa da cor escura das luas e anéis. Urano tem uma aurora relativamente bem desenvolvida, que é vista como arcos brilhantes em volta de ambos os polos magnéticos. Ao contrário de Júpiter, a aurora uraniana parece ser insignificante no balanço de energia da termosfera planetária.

Hemisfério sul de Urano na cor próxima do real (esquerda) e em comprimentos de onda curtos (direita), mostrando as faixas de nuvens fracas e a "capa" atmosférica conforme vista pela Voyager 2

Nos comprimentos de onda visível e ultravioleta, a atmosfera uraniana é notavelmente uniforme em comparação aos outros gigantes gasosos, inclusive Netuno, que de outros modos se assemelha a Urano. Quando a Voyager 2 sobrevoou o planeta em 1986, observou um total de dez formações de nuvens em todo o planeta. Uma explicação para essa escassez de detalhes é que o calor interno parece ser acentuadamente menor que o de outros planetas gigantes. A menor temperatura registrada na tropopausa de Urano foi de 49 K, tornando-o o planeta mais frio do Sistema Solar.

Velocidade do vento em diferentes zonas de Urano. Áreas sombreadas mostram o colar do sul e sua futura contraparte ao norte. A curva vermelha é um ajuste simétrico para os dados

Em 1986 a Voyager 2 descobriu que o hemisfério sul visível de Urano pode ser dividido em duas regiões: uma calota polar brilhante e uma faixa equatorial escura (ver figura ao lado). Sua fronteira está localizada a aproximadamente -45 graus de latitude. Um faixa estreita de -45 a -50 graus de latitude é a mais brilhante grande característica visível na superfície do planeta. É chamada de "colar" do sul. Acredita-se que a calota e o colar seja uma região densa de nuvens de metano localizadas dentro de uma faixa de pressão de 1,3 a 2 bar (ver acima). Além da estrutura de faixas em larga escala, a Voyager 2 observou dez pequenas nuvens brilhantes, a maioria situada vários graus ao norte do colar. Em todos os outros aspectos Urano parecia, em 1986, um planeta dinamicamente morto. Infelizmente a sonda chegou durante o verão do hemisfério sul e não pôde observar o hemisfério norte. No início do século XXI, quando a região polar norte tornou-se visível, o Telescópio Espacial Hubble e o telescópio Keck inicialmente não observaram nenhum colar ou calota polar no hemisfério norte. Urano parecia então ser assimétrico: brilhoso perto do polo sul e uniformemente escuro na região norte do colar sul. Em 2007, quando Urano passou pelo seu equinócio, o colar sul quase desapareceu, enquanto um fraco colar surgiu ao norte próximo a 45 graus de latitude.

A primeira mancha negra observada em Urano. Imagem obtida pela Advanced Camera for Surveys do Hubble em 2006

Na década de 1990, o número de nuvens brilhantes observadas aumentou consideravelmente, em parte por causa das novas técnicas disponíveis de imagem em alta resolução. A maioria foi encontrada no hemisfério norte conforme ele se tornou visível. Uma explicação preliminar - que as nuvens brilhantes são mais fáceis de serem identificadas na parte escura do planeta, pois no hemisfério sul o colar brilhante as disfarça - mostrou ser incorreta: de fato, o número verdadeiro de nuvens brilhantes aumentou consideravelmente. Mesmo assim havia diferenças entre as nuvens em cada hemisfério. As nuvens no norte são menores, mais nítidas, mais brilhantes e parecem residir em altitudes mais altas. O tempo de vida das nuvens varia em várias ordens de magnitude. Algumas pequenas duram horas enquanto pelo menos uma ao sul pode ter persistido desde o sobrevoo da Voyager 2 em 1986. Observações recentes também revelaram que tais nuvens têm muito em comum com as de Netuno. Por exemplo, a mancha escura observada em Netuno nunca tinha sido observada em Urano antes de 2006, quando a primeira mancha desse tipo foi fotografada. Especula-se que Urano se torne mais parecido com Netuno durante sua estação equinocial.

O rastreamento de várias nuvens permitiu a determinação de ventos de latitude na troposfera superior de Urano. No equador os ventos são retrógrados, o que significa que seu sentido é oposto ao movimento de rotação do planeta, com velocidades de −100 a −50 m/s. A velocidade do vento aumenta com a distância do equador alcançando o valor zero perto da latitude de ±20°, onde está a temperatura mínima da troposfera. Perto dos polos, os ventos mudam para a direção prógrada, fluindo com a rotação do planeta. A velocidade continua a aumentar atingindo o máximo na latitude de ±60° antes de retornar a zero nos polos. A velocidade do vento na latitude de -40° varia entre 150 e 200 m/s. Uma vez que o colar oculta todas as nuvens abaixo deste paralelo, é impossível medir velocidades entre ele e o polo sul. Por outro lado, no hemisfério norte velocidades máximas de até 240 m/s são observadas perto da latitude de 50°.

Urano em 2005. Anéis, colar sul e nuvens brilhantes no hemisfério norte são visíveis (imagem da Advanced Camera for Surveys do Hubble)

Por um curto período entre março e maio de 2004, várias nuvens grandes surgiram na atmosfera de Urano, dando ao planeta uma aparência semelhante a Netuno. As observações incluíram uma quebra do recorde de velocidade do vento de 229 m/s (824 km/h) e uma persistente tempestade com trovões apelidada de "fogos de artifício de quatro de julho". Em 23 de agosto de 2006 pesquisadores do Space Science Institute (Boulder, CO) e da Universidade de Wisconsin observaram uma mancha negra na superfície, fornecendo aos astrônomos uma maior compreensão da atividade atmosférica do planeta. Não é compreendido como esta repentina elevação na atividade surgiu, mas parece que a inclinação axial extrema resulta em variações sazonais extremas no tempo. Determinar a natureza das variações sazonais é difícil porque dados satisfatórios da atmosfera existem há menos de 84 anos, ou um ano uraniano completo. Um grande número de descobertas tem sido feito. A fotometria ao longo de metade do ano uraniano (começando na década de 1950) tem demonstrado uma variação regular de brilho em duas áreas do espectro, com o máximo ocorrendo nos solstícios e o mínimo nos equinócios. Uma variação periódica similar, com os máximos nos solstícios, tem sido observada nas medições de microondas da troposfera profunda. Medições de temperatura na estratosfera iniciadas na década de 1970 também mostraram valores máximos perto do solstício de 1986. Acredita-se que a maioria desta variabilidade ocorre devido a mudanças na geometria de observação.

Existem razões para acreditar que estão acontecendo mudanças físicas sazonais em Urano. Enquanto o planeta é conhecido por ter uma brilhante região polar no sul, o polo norte é escuro, o que é incompatível com o modelo de mudanças sazonais descrito acima. Durante o anterior solstício do norte, em 1944, Urano mostrava elevados níveis de brilho, o que sugere que o polo norte não foi sempre escuro. Esta informação implica que o polo visível clareia antes do solstício e escurece após o equinócio. Análises detalhadas de dados de microondas e luz visível revelaram que as mudanças periódicas de brilho não são completamente simétricas nos solstícios, que indicam também mudanças nos padrões meridionais de albedos. Finalmente, na década de 1990, à medida que Urano se afastava do seu solstício, o Hubble e telescópios terrestres revelaram que a calota polar no sul escureceu consideravelmente (exceto o colar sul, que permanece brilhante), enquanto o hemisfério norte demonstrou aumento de atividade, tais como formação de nuvens e ventos mais fortes, sustentando a expectativa de que deveria clarear em breve. Isto de fato aconteceu em 2007 quando o planeta passou pelo equinócio: um fraco colar no norte surgiu, enquanto o colar no sul se tornou praticamente invisível, embora o perfil das zonas de ventos tenha permanecido levemente assimétrico, com os ventos do norte sendo mais lentos que os do sul.

O mecanismo de mudanças físicas ainda não é compreendido. Perto dos solstícios de verão e inverno, os hemisférios uranianos situam-se alternadamente ou no brilho total dos raios solares ou diante do espaço profundo. Acredita-se que o aumento de brilho do hemisfério iluminado seja resultado do espessamento de nuvens de metano e camadas de névoa localizadas na troposfera. O colar brilhante na latitude -45º também é associado com nuvens de metano. Outras mudanças na região polar sul podem ser explicadas pelas mudanças nas camadas inferiores de nuvens. A variação da emissão de microondas do planeta é provavelmente causada pela mudança na circulação da troposfera profunda, porque nuvens polares compactas e névoa podem inibir a convecção. Agora que os equinócios de outono e primavera estão próximos, as dinâmicas estão mudando e a convecção pode ocorrer novamente.

Muitos argumentam que as diferenças entre os gigantes de gelo e os gigantes gasosos se estendem à sua formação. Acredita-se que o Sistema Solar tenha se formado a partir de uma bola gigante de gás e poeira conhecida como nebulosa pré-solar. Grande parte dos gases da nebulosa, principalmente hidrogênio e hélio, formaram o Sol, enquanto os grãos de poeira se aglutinaram para formar os primeiros protoplanetas. Conforme os planetas cresciam, alguns eventualmente sofreram acreção de matéria suficiente para a sua gravidade prender o resto de gás remanescente da nebulosa. Quanto mais gás prendiam, maiores se tornavam; quanto maiores se tornavam, mais gás conseguiam prender até chegar a um ponto crítico, e seu tamanho começou a crescer exponencialmente. Os gigantes de gelo, com apenas algumas massas terrestres de gás da nebulosa, nunca alcançaram este ponto crítico. Simulações recentes de migração planetária têm sugerido que ambos os gigantes de gelo se formaram mais perto do Sol do que suas atuais posições, e se moveram para o exterior mais tarde, uma hipótese detalhada pelo modelo de Nice.

Maiores luas de Urano em ordem crescente de distância (esquerda para direita), em seus tamanhos relativos apropriados e albedos (colagem de fotografias da Voyager 2)

Urano tem 28 satélites naturais conhecidos, os nomes dos quais foram escolhidos a partir de personagens das obras de William Shakespeare e Alexander Pope. Os cinco principais são Miranda, Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon A massa total dos satélites uranianos é a menor entre os gigantes gasosos; de fato, a massa combinada dos cinco maiores seria menor que a de Tritão, o maior satélite de Netuno. O maior dos satélites, Titânia, tem um raio de somente 788,9 km, menos da metade do raio da Lua mas um pouco maior que Reia, a segunda maior lua de Saturno, fazendo de Titânia a oitava maior lua do Sistema Solar. Os satélites têm albedos relativamente baixos, variando de 0,20 para Umbriel a 0,36 para Ariel. As luas são conglomerados compostos por aproximadamente de 50% de gelo e 50% de rocha, do qual o gelo pode incluir amônia e dióxido de carbono.

Ariel parece ter a superfície mais jovem e tem menor quantidade de crateras de impacto, enquanto a de Umbriel parece ser a mais velha. Miranda é um dos corpos mais estranhos do Sistema Solar com cânions de 20 km de profundidade e uma mistura característica de superfícies antigas e novas. Acredita-se que sua atividade geológica tenha sido orientada por aquecimento de marés numa época em que sua órbita era mais excêntrica que a atual, provavelmente como resultado da ressonância orbital de 3:1 anteriormente mantida com Umbriel. Processos de rifte associados com a ascensão de diapiros são provavelmente a origem da sua corona com aparência de pista de corrida. Do modo similar, acredita-se que Ariel tenha tido ressonância de 4:1 com Titânia.

Abaixo tem uma lista com os cinco principais satélites naturais de Urano comparados por tamanho.

Urano crescente fotografado pela Voyager 2, quando a sonda estava partindo para Netuno

Em novembro de 1985, a sonda interplanetária Voyager 2 iniciou o sobrevoo do planeta atingindo a distância mais próxima em 24 de janeiro de 1986, chegando a 81 500 km do planeta, antes de continuar sua jornada para Netuno. A sonda estudou a estrutura e composição química da atmosfera uraniana incluindo o clima, único entre os planetas do sistema solar, provocado pela inclinação axial de 97,77°, os cinco maiores satélites e os nove anéis até então conhecidos. A sonda também estudou o campo magnético, sua estrutura irregular e a inclinação que formam uma magnetocauda em forma de saca-rolha por causa de sua orientação. A Voyager 2 também descobriu outros dez satélites e mais dois anéis, nomeados posteriormente como lambda (λ) e Zeta (ζ).

A possibilidade de enviar a sonda Cassini a Urano foi avaliada em 2009 num plano de prolongar a missão da sonda. Ela levaria cerca de 20 anos para chegar ao sistema uraniano após deixar Saturno. Uma sonda e satélite uranianos foram recomendados pelo projeto Planetary Science Decadal Survey de 2013-2022 publicado em 2011; a proposta inclui o lançamento entre 2020-2023 e uma viagem de 13 anos até o planeta. A Agência Espacial Europeia avaliou uma missão de "classe-média" chamada Uranus Pathfinder.

Em agosto de 2004 o Telescópio Espacial Hubble foi utilizado para observação do planeta tendo descoberto mais dois satélites e dois anéis. Observações posteriores feitas por telescópios em solo registraram imagens em infravermelhos de somente um dos anéis recém descobertos. Cientistas sugerem que esta diferença de observação indique uma origem diferente para os dois anéis recém descobertos. O externo, não visualizado pelas observação terrestre em infravermelho, teria sido formado pela colisão de asteróides no satélite Mab enquanto o interno seria composto de partículas menores semelhantes a poeira e com uma coloração vermelha.

Referências

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Urano (planeta) - Wikipédia, a enciclopédia livre

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Urano Planeta principal Fotografia de Urano em cores reais pela Voyager 2 em 1986.

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Contribuidores dos projetos da Wikimedia

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Saturno (planeta) – Wikipédia, a enciclopédia livre

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Nota: Para outros significados, veja Saturno.

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Netuno/Neptuno

Planeta principal

Fotografia feita pela sonda Voyager 2 ao passar pelo planeta em 1989.

Características orbitais

Semieixo maior

4 503 443 661 km
30,0 366 151 UA

Periélio

4 452 940 833 km
29,76 607 095 UA

Afélio

4 553 946 490 km
30,44 125 206 UA

Período orbital

60 190,03 dias (164,79 anos)

Período sinódico

367,5 dias[1]

Inclinação

Eclíptica: 1,767 975°
Equador solar: 6,43°
Plano invariável: 0,72 °

Número de satélites

14

Características físicas

Diâmetro equatorial

49 528 km

Área da superfície

7,6183×10 ⁹ km²

Volume

6,254×10 ¹³ km³

Massa

1,0243×10 ²⁶ kg

Densidade média

1,638 g/ cm³

Gravidade equatorial

11,15 m/s²
1,14 g

Período de rotação

0,6713 dia
16 h 6 min 36 s

Albedo

0,290 ( Bond)
0,41 ( geom.)

Temperatura

média: −223,15 ºC
mínima: −235 ºC

Composição da atmosfera

Composição

80 ± 3.2% hidrogênio
19 ± 3.2% hélio
1.5 ± 0.5% metano
~0.019% deuterídio de hidrogênio
~0.00015% etano
Gelos:
amoníaco
água
hidrossulfeto de amônio
hidrato de metano

Nota: Para o deus da mitologia romana, consulte Netuno; para os demais casos, veja Netuno.

é o oitavo planeta do Sistema Solar, o último a partir do Sol desde a reclassificação de Plutão para a categoria de planeta anão, em 2006. Pertencente ao grupo dos gigantes gasosos, possui um tamanho ligeiramente menor que o de Urano, mas maior massa, equivalente a 17 massas terrestres. Netuno orbita o Sol a uma distância média de 30,1 unidades astronômicas.

O planeta é formado por um pequeno núcleo rochoso ao redor do qual encontra-se uma camada formada possivelmente por água, amônia e metano sobre a qual situa-se sua turbulenta atmosfera, constituída predominantemente de hidrogênio e hélio. De fato, notáveis eventos climáticos ocorrem em Netuno, inclusive a formação de diversas camadas de nuvens, tempestades ciclônicas visíveis, como a já extinta Grande Mancha Escura, além dos ventos mais rápidos do Sistema Solar, que atingem mais de 2 000 km/h. A radiação solar recebida por Netuno não seria suficiente para fornecer tamanha energia à turbulenta atmosfera, pelo que descobriu-se que o calor irradiado do centro do planeta possui um papel importante na manutenção destes eventos meteorológicos extremos. A pequena quantidade de metano nas camadas altas da atmosfera é, em parte, responsável pela coloração azul do planeta.

Ao redor de Netuno orbitam quatorze satélites naturais conhecidos, dos quais destaca-se Tritão, de longe o maior. Um tênue e incomum sistema de anéis também existe, exibindo uma estrutura irregular com concentrações de material que formam arcos. Sua influência gravitacional afeta as órbitas de corpos menores situados além, no Cinturão de Kuiper, entrando em ressonância orbital.

Visto da Terra, Netuno apresenta uma alta magnitude (quanto mais brilhante o astro, menor sua magnitude), sendo impossível observá-lo a olho nu. Suspeitou-se de sua existência somente após a observação cuidadosa da órbita de Urano, que apresentava ligeiras irregularidades por conta da perturbação gravitacional de Netuno. Após análise matemática com conclusões obtidas independentemente por John Couch Adams e Urbain Le Verrier, obtiveram as posições aproximadas de onde o planeta deveria estar na esfera celeste. Após diversas buscas com o auxílio de telescópios, em 23 de setembro de 1846 encontraram o planeta, cujo nome escolhido posteriormente homenageia o deus romano dos mares. Até o presente momento, a única sonda espacial que visitou o planeta foi a Voyager 2, em 1989, cuja passagem permitiu obter fotografias e informações sem precedentes, ainda sendo a principal fonte de dados sobre o que atualmente se conhece sobre o planeta.

O planeta mais distante do Sol pertence ao grupo dos gigantes gasosos, sendo o quarto maior do Sistema Solar, mas sua massa é superior à de Urano. Seu raio é equivalente a 3,91 raios terrestres (cerca de 24 mil quilômetros), enquanto que sua massa corresponde a 17,14 massas terrestres. Embora esteja no grupo dos gigantes gasosos, Netuno, assim como Urano, são bem mais densos e menos massivos que Júpiter e Saturno. Contudo, seu tamanho ainda é bastante superior às dimensões dos planetas telúricos.

Em virtude de sua rápida rotação (cerca de 16 horas e sete minutos), o planeta possui um ligeiro achatamento. Por isso, o raio equatorial (24 764 km) é maior do que o raio polar (24 340 km). A aceleração da gravidade no planeta é de 11,15 m/s ² (pouco maior que a da Terra) e a velocidade de escape é de 23,5 km/s.

Juntamente com Urano, Netuno pertence à classe dos gigantes gasosos, pois possui uma grande massa de compostos voláteis que são encontrados sob a forma de gelo nas regiões longínquas do Sistema Solar. Além disso, os modelos que descrevem a composição interna dos dois planetas são bastante semelhantes entre si. Enquanto que nos dois maiores gigantes gasosos, Júpiter e Saturno, hidrogênio e hélio compõem a maior parte da massa dos planetas, em Netuno estes elementos são abundantes somente na atmosfera, cuja espessura estimada é de cinco mil quilômetros.

Embora possua dimensões ligeiramente menores, Netuno possui massa maior do que a de Urano, pelo fato de que a massa específica de Netuno é de 1,64 g/cm³ em comparação com 1,3 g/cm³ de Urano. Infere-se, a partir da densidade do planeta (não tão leve para ser composto por gases leves nem tão pesado para ser composto de silicatos e metais) que seja formado predominantemente por água, metano e amônia. Embora essas substâncias sejam conhecidas como "gelos", não estão necessariamente em estado sólido no interior do planeta. Possivelmente estes compostos estão mais comprimidos no interior do planeta, o que aumenta sua densidade, o que poderia ser causado também pelo maior teor de compostos rochosos nas suas camadas internas.

Netuno provavelmente possui um núcleo de material rochoso de massa similar à da Terra, cuja temperatura deve ser superior a 5 100 °C, possivelmente maior do que o núcleo de Urano. Ao seu redor, existiria um grande "oceano", uma camada formada principalmente por oxigênio, nitrogênio, carbono e hidrogênio, mantidos sob grande pressão e temperatura. Contudo o termo não implica que exista necessariamente uma camada líquida no planeta, mas na verdade uma região onde estes elementos podem ser encontrados em átomos isolados ou formando substâncias químicas, principalmente água, metano e amônia. Não se sabe, contudo, a proporção desses elementos na constituição do planeta. Uma quantidade superior de hidrogênio poderia implicar sua manifestação com características metálicas, o que permitiria o fluxo de corrente elétrica e influenciaria o campo magnético. Reações químicas podem ocorrer também entre os elementos químicos e substâncias, que teriam como produtos, por exemplo, hidrogênio molecular, que subiria para a atmosfera e diamante, que afundaria em direção ao núcleo.

O fluxo térmico de Netuno possui um fator de 2,6, ou seja, o planeta emite 2,6 vezes mais energia térmica do que recebe do Sol. Por isso, a atividade convectiva da atmosfera é influenciada pela energia proveniente do interior do planeta, sendo determinante para explicar a grande variabilidade dos eventos meteorológicos observados. Nos planetas terrestres, a fonte de calor do núcleo provém do decaimento radioativo, enquanto, em Júpiter, a energia térmica provém da condensação e movimento interno do gás hélio. Contudo, os elementos radioativos são pouco abundantes nos confins do Sistema Solar, bem como a quantidade de hélio na composição total do planeta é pouco significativa. Desta forma, não há até o presente momento explicação para a origem da energia interna adicional do planeta. Um processo de diferenciação planetária nas camadas do manto de Netuno poderia contribuir para a liberação de energia térmica.

A atmosfera de Netuno é, sob diversos aspectos, similar à de Urano. Contudo sua dinâmica apresenta-se em uma complexa configuração de fortes ventos que varrem o planeta, além da formação de tempestades ciclônicas e de nuvens, com características visuais claramente visíveis. Assim como os demais planetas gigantes, Netuno não possui uma superfície visível e definida, por isso as altitudes na atmosfera são medidas a partir do referencial cuja pressão é de 1 bar. A partir deste nível de referência, a atmosfera estende-se até uma profundidade de cinco mil quilômetros, onde a pressão chega a cem mil bars.

A atmosfera superior de Netuno é composta por 79% de hidrogênio, cerca de 18% de hélio e a maior parte restante por metano, cuja presença confere a coloração azul anil do planeta, ao absorver a radiação vermelha incidente. Presume-se que algum outro componente da atmosfera de Netuno contribua para sua acentuada coloração, uma vez que Urano possui uma quantidade de metano similar em sua atmosfera, mas apresenta coloração mais clara. Esta camada observada representa somente uma pequena fração do planeta, correspondendo a cerca de 15% do raio do planeta.

A temperatura da atmosfera netuniana varia conforme a altitude. Na altitude cuja pressão equivale a 0,1 bar, a temperatura chega ao mínimo de 50 K (-223 °C), e sobe conforme a pressão diminui, ou seja, conforme a altitude aumenta, atingindo até 327 °C a uma pressão de centenas de bilionésimos de bar, o que equivale a uma altitude de 2 200 quilômetros acima do nível de referência de 1 bar. Abaixo do nível de pressão de 0,1 bar, a temperatura aumenta conforme a pressão aumenta. No nível de referência de 1 bar, a temperatura média é de 74 K (-199,15 °C). A alta temperatura da camada superior da atmosfera, embora seja comum em todos os outros planetas gigantes, ainda permanece um mistério, pois não pode ser provocada pela radiação ultravioleta solar, devido à grande distância ao Sol. Possivelmente está relacionada ao comportamento do campo magnético do planeta.

Com base nas temperaturas, a atmosfera pode ser dividida em camadas. Desde a parte mais profunda da atmosfera até o nível onde ocorrem as menores temperaturas (onde a pressão é de 0,1 bar) encontra-se a troposfera, onde normalmente ocorrem névoas e nuvens. Limitada pela tropopausa, a camada imediatamente seguinte é a estratosfera, na qual a temperatura cresce com a altitude até a mesosfera. Acima desta, está a termosfera, onde a pressão é da ordem de 10 −6 microbar e altas temperaturas ocorrem, seguida pela exosfera, extremamente rarefeita.

O metano, embora não seja tão abundante, interfere na dinâmica da atmosfera netuniana. Ao serem atingidas pelos raios ultravioleta do Sol, as moléculas de metano se quebram por fotólise e formam hidrocarbonetos e polímeros, como etano e acetileno, que formam uma névoa. Esta névoa situa-se acima das camadas de nuvens de metano. Estas partículas caem para as profundezas da atmosfera, onde a temperatura e pressão são maiores, onde a abundância de hidrogênio propicia novamente a formação de metano que, por correntes convectivas, retorna às camadas superiores da atmosfera, estabelecendo assim um ciclo no qual a proporção de metano na atmosfera permanece constante.

Dinâmica atmosférica

O planeta é varrido por fortes ventos que formam cinturões, de forma similar aos outros gigantes gasosos. Estas grandes faixas circulam paralelas ao equador do planeta, e seguem, em baixas latitudes, em direção retrógrada, oposta à rotação do planeta. Conforme o aumento da latitude a partir do equador, gradualmente revertem sua direção até se tornarem prógrados, no sentido de rotação do planeta, acima da latitude 70° norte e sul. Provavelmente, as correntes convectivas são ascendentes em latitudes médias e descendentes próximas ao equador e nos polos, alimentadas pela energia interna irradiada do núcleo do planeta.

Observações feitas ao longo de décadas tanto pela sonda Voyager, Telescópio Espacial Hubble e outros telescópios na Terra permitiram constatar mudanças de longo prazo que vêm ocorrendo na atmosfera do planeta. Em especial, notou-se um aumento da atividade atmosférica no hemisfério sul até o ano de 2003, quando a formação de nuvens atingiu seu máximo. A estratosfera do planeta também tem apresentado um gradual aumento da temperatura, por causas desconhecidas.

O planeta vem mostrando ainda um ligeiro aumento de brilho ao longo das últimas duas décadas devido à maior formação de nuvens, o que também deve estar relacionado à mudança de estação e à maior insolação no hemisfério sul. O maior aquecimento, em especial em altas latitudes, provoca correntes convectivas que leva o metano para as camadas altas da atmosfera, onde formam-se cristais que constituem as nuvens. Existem ainda evidências de que o ciclo de atividade solar, que se repete a cada onze anos, poderia também influenciar na maior ou menor quantidade de nuvens periodicamente.

Contrastando com a coloração azul do planeta, surgem nuvens de cristais de metano de coloração branca, análogas aos cirros formados por cristais de água na Terra. Possuem geralmente um curto período de existência, formando-se e dissipando-se em questão de horas. Localizam-se acima do nível de pressão de 1 bar, acima dos demais níveis de nuvens, sobre os quais projeta sombra. Nuvens deste tipo são comumente associadas a tempestades ciclônicas, tal como ocorreu em conjunto com a Grande Mancha Escura, possivelmente no nível de pressão de 0,1 bar. Estas nuvens são facilmente identificáveis quando observadas em infravermelho, pois refletem grande parte da radiação incidente neste comprimento de onda.

Modelos teóricos da atmosfera de Netuno preveem a localização de outras camadas de nuvens nas camadas internas da atmosfera do planeta, abaixo das camadas observadas pela Voyager 2. Devem ser formadas por sulfeto de hidrogênio e amônia entre 2 e 5 bar e cristais de água e hidrossulfeto de amônio entre 20 e 50 bar. Somente duas camadas de nuvem foram observadas diretamente, sendo a superior formada por metano e a inferior uma camada espessa e opaca, tratando-se possivelmente do topo da camada de nuvens de sulfeto de hidrogênio.

Tempestades

A Grande Mancha Escura, com nuvens de metano ao seu redor. Ao sul a Pequena Mancha Escura, outra tempestade ciclônica. Entre as duas, uma nuvem branca proeminente apelidada de Scooter. Fotografia realçada feita pela Voyager 2.

A visita da sonda Voyager 2 revelou que, mesmo apesar de estar extremamente longe do Sol, Netuno possui uma dinâmica atmosférica turbulenta, com fortes ventos e formações ciclônicas que evoluem rapidamente. Apresentam estruturas visualmente distintas, diferentemente de Urano. A velocidade média dos ventos que circulam o planeta em direção contrária ao movimento de rotação no equador é de cerca de 400 metros por segundo, e nos polos, em direção prógrada, cerca de 250 m/s, já muito superiores às velocidades dos ventos na Terra. Contudo, as maiores velocidades registradas no planeta atingem mais de 2 000 quilômetros por hora, sendo os mais rápidos registrados em todo o Sistema Solar. Esta dinâmica é causada principalmente pela energia interna irradiada do centro do planeta, produzindo correntes convectivas.

Uma das mais notáveis tormentas registradas foi a Grande Mancha Escura fotografada pela Voyager 2 ao passar pelo planeta. Comparável à Grande Mancha Vermelha de Júpiter, a mancha localizava-se a 30 graus ao sul do equador. Tratava-se de uma tormenta anticiclônica com 12 mil por 18 mil quilômetros de extensão, que diminuíram para 5 mil por 7 600 quilômetros após os oitos dias de observação da Voyager 2. Observações efetuadas poucos anos depois com o Telescópio Espacial Hubble mostraram que a Grande Mancha Escura havia desaparecido completamente, sem deixar nenhum vestígio. As tempestades ciclônicas no planeta parecem formar "buracos" nas camadas superiores de nuvens, revelando as camadas inferiores. Contudo, em 1994, o Hubble permitiu observar uma nova grande tempestade no outro hemisfério similar à observada pela Voyager 2, apelidada de Grande Mancha Escura do Norte, que durou por dois anos.

As fotografias da Voyager mostraram, ainda, um conjunto de nuvens brancas próximas à região da Grande Mancha Escura, mas que circulavam o planeta mais rápido, por isso foram apelidadas de Scooter. Ao sul da grande mancha existia outra tormenta de dimensões menores, nomeada Pequena Mancha Escura.

A intensidade do campo magnético ao nível atmosférico de 1 bar varia entre 1 e 0,1 gauss entre os hemisférios sul e norte, respectivamente. Sua origem possivelmente é a corrente de fluidos ionizados em seu interior, criando o efeito de dínamo similar ao da Terra e de Urano. A circulação de cargas elétricas nas camadas internas (localizadas possivelmente na metade do raio do planeta). A distribuição do campo magnético netuniano, entretanto, apresenta uma configuração complexa, na qual ocorre a superposição de um campo quadrupolo, o qual produz quatro polos magnéticos igualmente espaçados entre si, e octopolo cuja intensidade por vezes supera o dipolo, sendo o caso mais intenso deste fato em todo o Sistema Solar.

A magnetosfera de Netuno, a região livre dos efeitos do vento solar criada pelo campo magnético do planeta, estende-se desde o arco de choque (região onde as partículas do vento solar são desaceleradas pelo campo magnético), situado a cerca de 39 raios do planeta a frente de si, até a magnetopausa, a 26 raios do planeta na direção oposta. A configuração da magnetosfera de Netuno varia conforme a rotação do planeta e do campo magnético transcorrem, variando desde uma configuração normal semelhante ao campo magnético terrestre até aquela em que o polo magnético aponta diretamente na direção do vento solar, cujos ciclos se repetem a cada rotação do planeta. Isto causa o aquecimento das camadas mais altas da atmosfera bem como a emissão irregular de radiação eletromagnética no comprimento de onda do rádio.

Movimentos orbitais

Netuno completa uma translação ao redor do Sol a cada 164,79 anos terrestres, orbitando a uma velocidade de aproximadamente 5,45 quilômetros por segundo. A partir do ponto onde foi descoberto, Netuno completou sua primeira órbita somente em julho de 2011. O semieixo maior da órbita do planeta, a distância média entre ele e o Sol, mede aproximadamente 30 unidades astronômicas, o que equivale a 4,49 bilhões de quilômetros. A órbita de Netuno possui uma excentricidade de somente 0,011, o que faz com que seja uma das mais circulares dentre os planetas do Sistema Solar.

Contudo, além da imprecisão dos equipamentos utilizados, estes instrumentos obtinham a velocidade somente da atmosfera do planeta. Os ventos giram em velocidades diferentes conforme as bandas de circulação do planeta. Além disso, assim como os demais gigantes gasosos, o planeta apresenta rotação diferencial. Somente após a visita da Voyager 2 que o período de rotação do centro do planeta foi estabelecido com razoável precisão, sendo de 16 horas e sete minutos. O eixo de rotação de Netuno é inclinado em 28,3°, similar à inclinação do eixo terrestre, que é de 23,5°. Por isso o planeta apresenta variações sazonais da radiação solar recebida nos hemisférios norte e sul tal como a Terra, embora em Netuno cada estação dure aproximadamente 41 anos.

A órbita de Netuno é compartilhada com objetos troianos, que encontram-se distribuídos próximo aos pontos localizados 60° a frente e atrás do planeta, nos pontos de Lagrange L ₄ e L ₅, respectivamente. Em janeiro de 2016, somente doze troianos foram descobertos na órbita de Netuno, sendo nove deles localizados à frente do planeta. O primeiro a ser descoberto foi o , durante o programa Deep Ecliptic Survey em busca de corpos menores. A população de troianos netunianos, entretanto, deve ser muito maior, possivelmente comparável à quantidade de troianos de Júpiter ou mesmo maior. Isto porque os pontos de Lagrange são gravitacionalmente estáveis, assim como na órbita jupiteriana.

Somente um quasi-satélite do planeta Netuno foi descoberto até o presente momento, o asteroide (309239) 2007 RW₁₀. Visto de Netuno, este objeto com 250 quilômetros de diâmetro parece orbitar ao seu redor, embora orbite o Sol. Está em ressonância 1:1 com o planeta, embora deva permanecer nesta configuração somente nos próximos 12 500 anos.

O planeta Netuno se formou a partir da acreção de parte da matéria do disco protoplanetário existente ao redor do Sol primordial, inicialmente pela fusão de diversos planetesimais, de acordo com a hipótese nebular. Posteriormente, o núcleo de rocha ou gelo que se formara adquiriu dimensões suficientes para atrair o gás e a matéria ao seu redor até que o disco desaparecer por completo. Esse processo teria durado somente dez milhões de anos.

Após cessada a absorção de gases, muitos planetesimais que não foram incorporados aos planetas gigantes ficaram entre suas órbitas. Modelos numéricos sugerem que Netuno teria se formado bem mais próximo do Sol, somente a 23 UA. Contudo, a interação gravitacional dos gigantes gelados com os planetesimais os jogava para o interior do Sistema Solar (causando o período caótico do intenso bombardeio tardio) e, por conservação de energia, impulsionava Urano e Netuno para mais longe do Sol. A migração planetária pela qual o planeta passou teve reflexo na configuração do Cinturão de Kuiper, arrastando alguns objetos para órbitas ressonantes, nas quais se mantêm até o presente momento, ou direcionando-os para fora de sua órbita.

Tritão provavelmente não se formou próximo a Netuno, mas teria sido capturado pela gravidade do planeta em algum momento em sua história, por isso possui uma órbita retrógrada. Sua aproximação ao planeta teria perturbado a órbita de eventuais satélites preexistentes, levando à colisão entre eles. A configuração natural da órbita de Tritão faz com que o mesmo se aproxime gradualmente do planeta até que, em algum momento no futuro, o satélite atinja o limite de Roche e a gravidade de Netuno o faça se romper completamente, formando-se então um grande sistema de anéis.

Netuno é circundado por um tênue sistema de anéis, de cuja existência se suspeitava desde a década de 1980, e que vieram a ser confirmados pela sonda Voyager 2. Observava-se uma redução do brilho das estrelas nas proximidades do planeta durante uma ocultação, mas nunca de forma simétrica. As fotografias da Voyager 2 mostraram se tratar na verdade de anéis com pouco material em si, boa parte concentrada em aglomerações que formam arcos, mais brilhantes em comparação com o restante do próprio anel, característica única no Sistema Solar.

Netuno possui quatorze satélites naturais conhecidos. O maior deles é Tritão, que possui muitas características peculiares. Uma delas é que o satélite circula Netuno em uma órbita retrógrada, ou seja, em sentido oposto ao de rotação do planeta, sendo o único dos grandes satélites do Sistema Solar a executar tal movimento, o que poderia ser explicado se o satélite não tivesse se formado junto com o planeta, mas tivesse sido capturado por este posteriormente. Tritão possui aproximadamente 2 700 quilômetros de diâmetro, sendo mais de 6 vezes maior que Proteu, a segunda maior lua do planeta, que possui 420 quilômetros de diâmetro. Sua superfície é formada por camadas de nitrogênio, metano e dióxido de carbono congelados, marcados por características que sugerem atividade geológica. Tritão possui ainda uma atmosfera rarefeita e praticamente transparente, composta principalmente de nitrogênio. O satélite possui uma das menores temperaturas já detectadas no Sistema Solar, atingindo somente 35 K (-238 °C).

Nereida que, junto com Tritão e Larissa, eram os únicos satélites conhecidos de Netuno até o sobrevoo da Voyager 2, possui uma órbita extremamente elíptica e diâmetro de somente 340 km. Além de seu pequeno tamanho, possui uma baixa refletividade, o que torna sua observação extremamente difícil a partir da Terra. É o terceiro maior satélite natural do sistema netuniano, precedido por Proteu, cujo diâmetro é de 420 km. Além de Proteu, outros cinco satélites naturais foram descobertos a partir de imagens da Voyager 2, dentre eles Náiade, Talassa, Despina e Galateia, e o restante a partir dos grandes telescópios na Terra.

A configuração peculiar do sistema de satélites e anéis de Netuno sugere uma história conturbada. Em especial, a captura gravitacional de Tritão por Netuno pode ser a causa da órbita incomum de Nereida, assim como ser responsável por limpar as proximidades de sua órbita ao redor do planeta. Além disso, a existência de muitas pequenas luas nas proximidades dos anéis pode ser a fonte de poeira que mantém os anéis, através de pequenos impactos que acontecem com cometas ou meteoros.

Urano e Netuno fotografados durante o projeto The Two Micron All Sky Survey.

Por conta de sua imensa distância à Terra, Netuno não pode ser observado a olho nu, pois apresenta uma magnitude que varia de aproximadamente +7,8 a +8, enquanto, em uma noite escura as estrelas mais fracas observáveis possuem magnitude de +6. Por isso sua observação pode ser feita somente com o auxílio de um telescópio. Tritão, brilha com uma magnitude de somente +13,4, sendo necessário no mínimo um telescópio de 200 mm para observá-lo. O disco visível do planeta Netuno possui um diâmetro angular que varia entre 2,2 e 2,4 segundos de arco, por isso sua observação é fortemente perturbada pela turbulência atmosférica. O período sinódico, no qual o planeta retorna à mesma longitude na esfera celeste a partir da Terra é de 367,5 dias. O albedo de Netuno é de 0,29, ou seja, o planeta reflete quase um terço da luz que recebe do Sol.

Os desenhos astronômicos de Galileu mostram que ele observou Netuno no dia 28 de dezembro de 1612, e outra vez no dia 27 de janeiro de 1613; em ambas as ocasiões, o planeta estava muito próximo - em conjunção - a Júpiter. Mas, como pensou que se tratasse de uma estrela fixa, não lhe pode ser creditada a descoberta. Durante o período da sua primeira observação em dezembro de 1612, o movimento aparente de Netuno estava excepcionalmente lento, pois, no mesmo dia, o planeta havia iniciado o período retrógrado do seu movimento aparente no céu, que não podia ser percebido da Terra por meio dos instrumentos primitivos de Galileu.

A partir da descoberta de Urano em 1781, sua órbita passou a ser detalhadamente estabelecida a partir de numerosas observações, feitas principalmente pelo astrônomo francês Jean Baptiste Joseph Delambre. Entretanto, a posição observada do planeta não concordava com os cálculos estabelecidos, ou seja, não ocupava exatamente a posição prevista por modelos matemáticos, estando um pouco atrasado ou um pouco adiantado em sua órbita. Sugeriu-se, então, que estas perturbações gravitacionais seriam causadas por outro corpo celeste que orbitaria o Sol além de Urano. Desta forma, a partir de cuidadosas observações das variações da posição de Urano, seria possível calcular a posição do corpo desconhecido.

O desafio foi aceito por John Couch Adams, um astrônomo da Universidade de Cambridge, em 1843, quando passou a trabalhar com os dados obtidos até então, provando matematicamente ser possível a existência de um outro corpo celeste que seria responsável pela perturbação da órbita de Urano. Ele enviou os resultados para George Biddell Airy, astrônomo real britânico, que não fez nada com os resultados enviados por Adams até 1846, quando outro astrônomo francês, Urbain Le Verrier publicou resultados de seus cálculos independentes da localização do novo planeta, semelhante à posição obtida por Adams. Airy então designou dois astrônomos, James Challis e William Lassell, para procurarem o planeta. Em duas ocasiões, Challis afirmou ter visto o planeta, mas suas observações precisavam ser confirmadas. Sua estratégia para encontrar o planeta consistia em observar certa região do céu e comparar com as cartas estelares. Uma estrela observada que não estivesse na carta possivelmente seria o planeta.

Enquanto isso, Le Verrier, por carta, persuadiu o astrônomo Johann Gottfried Galle, do Observatório de Berlim, a procurar com o telescópio refrator do local. Heinrich Louis d'Arrest, um estudante, sugeriu a Galle que eles comparassem uma carta do céu recentemente desenhado na região do local previsto por Le Verrier com o céu observado no momento para procurar pelo deslocamento característico do planeta. Na mesma noite do recebimento da carta, em 23 de setembro de 1846, encontraram uma "estrela" que não estava nas cartas. Na noite seguinte observaram sua ligeira mudança de posição, o que confirmava de fato se tratar de um planeta, que estava a um grau de onde Le Verrier previra que estaria, e a cerca de 12° da previsão de Adams. Posteriormente, Challis percebeu que ele havia observado o planeta duas vezes em agosto, mas não o identificara devido à sua abordagem casual do trabalho.

"

O planeta cuja posição foi prevista de fato existe. No mesmo dia que recebi sua carta encontrei uma estrela de oitava magnitude que não estava na excelente carta (desenhada pelo Dr. Bremiker), Hora XXI da série de mapas celestes publicado pela Academia Real de Berlim. As observações feitas no dia seguinte determinaram se tratar do planeta procurado.

"

Na época da descoberta, houve muita rivalidade entre franceses e britânicos sobre qual país merecia os créditos pela descoberta. Posteriormente, chegou-se a um consenso internacional de que Le Verrier e Adams mereciam o crédito em conjunto. No entanto, a questão está agora sendo reavaliada por historiadores, devido à redescoberta, em 1998, dos "papéis sobre Netuno" (documentos históricos do Observatório de Greenwich), que foram aparentemente roubados pelo astrônomo Olin J. Eggen e escondidos por quase três décadas, sem serem redescobertos (em sua possessão) até imediatamente após sua morte. Após a revisão dos documentos, alguns historiadores agora sugerem que Adams não merece crédito igualmente a Le Verrier. Desde 1966, Dennis Rawlins tem questionado a credibilidade da reivindicação de Adams de co-descoberta. Em um artigo de 1992, em seu jornal Dio, ele considera a reivindicação britânica um "roubo". "Adams fez alguns cálculos, mas ele estava um tanto incerto sobre onde ele dizia que estava Netuno", diz Nicholas Kollerstrom, da University College London em 2003.

Observatório de Berlim (Av. Unter den Linden), no qual ocorreu a descoberta de Netuno. (Die Neue Sternwarte in Berlin, pintura a óleo de Carl Daniel Freydanck, 1838)

Pouco depois da sua descoberta, Netuno foi simplesmente chamado de "planeta exterior a Urano". Galle foi o primeiro a sugerir um nome, propondo nomeá-lo em homenagem ao deus Jano. Na Inglaterra, Challis propôs o nome .

Reivindicando o direito de nomear a sua descoberta, Le Verrier rapidamente propôs o nome Netuno para o seu novo planeta, afirmando falsamente que o nome já havia sido oficialmente aprovado pelo Bureau des Longitudes francês. Em outubro, chegou a denominar o planeta Le Verrier, com o seu próprio nome, e foi lealmente apoiado pelo diretor do Observatório de Paris, François Arago. No entanto, como essa sugestão encontrou dura oposição fora da França, os almanaques franceses rapidamente reintroduziram o nome Herschel para Urano, em homenagem ao seu descobridor, Sir William Herschel, e Leverrier para o novo planeta.

Em 29 de dezembro de 1846, Friedrich Georg Wilhelm Struve declarou-se publicamente a favor do nome Netuno para a Academia de Ciências da Rússia e, em poucos anos, Netuno tornou-se o nome internacionalmente aceito. Na mitologia romana, Netuno é o deus dos mares, identificado com o grego Poseidon. O uso de um nome mitológico parecia concordar com a nomenclatura dos outros planetas, que foram nomeados em homenagem a deuses romanos.

William Lassell

Já em 10 de outubro de 1846, 17 dias após a descoberta de Netuno, o astrônomo inglês William Lassell descobriu o seu principal satélite, Tritão, a pedido de John Herschel, que lhe escrevera uma carta nove dias antes.

Ao fim do século XIX, criou-se a hipótese de que irregularidades observadas no movimento de Urano e Netuno fossem causados pela presença de um outro planeta mais exterior. Após extensas campanhas de busca, Plutão foi descoberto em 18 de fevereiro de 1930, nas coordenadas previstas pelos cálculos de William Henry Pickering e Percival Lowell. No entanto, o novo planeta estava muito distante para que pudesse gerar a irregularidade observada no movimento de Urano, enquanto a irregularidade do movimento de Netuno era, na verdade, um erro no cálculo da massa do planeta (que foi definida com a missão da Voyager 2), e que, além disso, originava da irregularidade de Urano. A descoberta de Plutão foi, portanto, um tanto acidental.

Devido à sua grande distância, pouco se sabia sobre Netuno, pelo menos até a metade do século XX, quando Gerard Kuiper descobriu a sua segunda lua, Nereida. Nos anos setenta e oitenta, surgiram indícios sobre a probabilidade da presença de anéis ou arcos de anéis. Em 1981, Harold Reitsema descobriu a sua terceira lua, Larissa.

A Voyager 2 realizou sua máxima aproximação entre 24 e 25 de agosto de 1989, quando passou a menos de cinco mil quilômetros acima da atmosfera do planeta, embora as observações tenham transcorridos entre junho e outubro do mesmo ano. Algumas horas depois passou a quarenta mil quilômetros de Tritão, reunindo imagens de alta resolução de sua superfície. A proximidade permitiu à sonda coletar dados detalhados sobre as dimensões, composição e campo magnético, além de descobrir o sistema de anéis e seis novos satélites naturais e acompanhar sua complexa dinâmica atmosférica, através de cerca de dez mil fotografias enviadas, além de outros dados.

Oficialmente, não há missões planejadas para o planeta Netuno, embora muitas propostas tenham sido feitas, entre elas o Neptune/Triton Orbiter. Entretanto, a observação do planeta se manteve contínua, utilizando-se do Telescópio Espacial Hubble e os grandes telescópios espalhados pelo mundo. Estas observações permitem acompanhar a dinâmica do surgimento de nuvens e tempestades na atmosfera do planeta, através de equipamentos que permitem coletar dados em vários comprimentos de onda. Contudo o nível de detalhe é muito inferior à riqueza de detalhes fornecida pela sonda.

Referências

Bibliografia

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Netuno (planeta) - Wikipédia, a enciclopédia livre

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Netuno/Neptuno Planeta principal Fotografia feita pela sonda Voyager 2 ao passar pelo planeta em 1989.

# data[].attributes.attachment_link.authors[].name
Contribuidores dos projetos da Wikimedia

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Júpiter (planeta) – Wikipédia, a enciclopédia livre

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Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, tanto em diâmetro quanto em massa, e é o quinto mais próximo do Sol.[16] Possui menos de um milésimo da massa solar, contudo tem 2,5 vezes a massa de todos os outros planetas em conjunto. É um planeta gasoso, junto com Saturno, Urano e Netuno. Estes quatro…

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Nota: Se procura outros significados de Marte, veja Marte.

Marte

Planeta principal

Características orbitais

Periélio

206.669.000 km
1,381 497 UA

Excentricidade

0,093 315

Velocidade orbital média

24,077 km/s

Inclinação

Com a Com o equador do eclíptica: 1.850 °
Sol: 5.65 °

Número de satélites

2 ( Fobos e Deimos)

Características físicas

Diâmetro equatorial

6792,4 km

Área da superfície

144.798.500 km²

Volume

1,6318×10 ¹¹ km³

Massa

6,4174×10 ²³ kg

Densidade média

3,933 g/ cm³

Gravidade equatorial

3,711 m/s² g

Período de rotação

1,025 957 dias
24 h 37 min 22 s

Velocidade de escape

5,03 km/s

Albedo

0,170

Temperatura

média: −63 ºC
mínima: −143 ºC
máxima: 35 ºC

Composição da atmosfera

Pressão atmosférica

0,636 kPa

Dióxido de Carbono
Argônio
Nitrogênio
Oxigênio
Monóxido de carbono
Outros elementos

95,97%
1,93%
1,89%
0,146%
0,0557%
0,0083%

Marte é o quarto planeta a partir do Sol, o segundo menor do Sistema Solar. Batizado em homenagem a divindade romana da guerra, muitas vezes é descrito como o "Planeta Vermelho", porque o óxido de ferro predominante em sua superfície lhe dá uma aparência avermelhada.

Marte é um planeta rochoso com uma atmosfera fina, com características de superfície que lembram tanto as crateras de impacto da Lua quanto vulcões, vales, desertos e calotas polares da Terra. O período de rotação e os ciclos sazonais de Marte são também semelhantes aos da Terra, assim como é a inclinação que produz as suas estações do ano. Marte é o lar do Monte Olimpo, a segunda montanha mais alta conhecida no Sistema Solar (a mais alta em um planeta), e do Valles Marineris, um desfiladeiro gigantesco. A suave Bacia Polar Norte, no hemisfério norte marciano, cobre cerca de 40% do planeta e pode ser uma enorme marca de impacto. Marte tem duas luas conhecidas, Fobos e Deimos, que são pequenas e de forma irregular. Estas luas podem ser asteroides capturados, semelhante ao 5261 Eureka, um asteroide troiano marciano.

Marte está sendo explorado por oito espaçonaves atualmente: seis em órbita - Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Atmosphere and Volatile Evolution Missile - MAVEN, Mars Orbiter Mission e ExoMars Trace Gas Orbiter - e duas na superfície - Mars Science Laboratory Curiosity, Perseverance e o rover chinês Zhurong, como também o lander InSight. Entre as espaçonaves desativadas que estão na superfície marciana estão a sonda e várias outras sondas e rovers, como a , que completou sua missão em 2008, e o Opportunity.

Marte tem aproximadamente metade do diâmetro da Terra. Ele é menos denso do que a Terra, tendo cerca de 15% do seu volume e 11% de sua massa, resultando em uma aceleração da gravidade na superfície que é cerca de 38% da que se observa na Terra. A superfície marciana é apenas ligeiramente menor do que a área total de terra firme do planeta Terra. Apesar de Marte ser maior e mais massivo do que Mercúrio, este tem uma densidade mais elevada, com o que os dois planetas têm uma força gravitacional quase idêntica na superfície - a de Marte é mais forte por menos do que 1%. A aparência vermelho-alaranjada da superfície marciana é causada pelo óxido de ferro (III), mais comumente conhecido como hematita, ou ferrugem. Pode também parecer caramelo, enquanto outras cores comuns de superfície incluem dourado, marrom e esverdeado, dependendo dos minerais presentes. Estudo sugere que Marte teve um anel bilhões de anos atrás.

Tal como a Terra, este planeta sofreu diferenciação, o que resultou em um núcleo metálico denso sobreposto por materiais menos densos, a uma distância estimada entre 1 810 e 1 860 km. Os modelos atuais do interior do planeta implicam uma região central de cerca de 1 794 km ± 65 km de raio, composta principalmente por ferro e níquel, com cerca de 16-17% de enxofre. Este núcleo de sulfureto de ferro é parcialmente fluido e tem duas vezes a concentração dos elementos mais leves que existem no núcleo da Terra. O núcleo está envolvido por um manto de silicato que formou muitos dos acidentes tectônicos e vulcânicos do planeta, mas que parecem agora estar dormentes. Além do silício e do oxigênio, os elementos mais abundantes na crosta marciana são ferro, magnésio, alumínio, cálcio e potássio. A espessura média da crosta do planeta é cerca de 50 quilômetros, com uma espessura máxima de 125 km. A crosta terrestre, com uma média de 40 km de espessura, tem apenas um terço da densidade da crosta de Marte, considerando-se a razão dos tamanhos dos dois planetas. A sonda , prevista para 2016, irá utilizar um sismógrafo para melhor determinar os modelos do interior do planeta.

Marte é um planeta rochoso que consiste em minerais contendo silício e oxigênio, metais e outros elementos que normalmente compõem rocha. A superfície de Marte é composta principalmente de basalto toleítico, embora parte seja mais rica em sílica que o basalto típico e possa ser semelhantes às rochas andesíticas da Terra ou ao vidro de sílica. Regiões de baixo albedo apresentam concentrações de plagioclásios, sendo que as regiões de albedo mais baixo, ao norte, exibem concentrações superiores às normais de silicatos e de vidro de sílica. Partes das terras altas ao sul incluem quantidades detectáveis de piroxênios com alto teor de cálcio. Concentrações localizadas de hematita e olivina também foram encontradas. A maior parte da superfície está profundamente coberta por uma camada de pó de óxido de ferro (III) de textura fina.

Embora Marte não apresente qualquer evidência de possuir um campo magnético estruturado global, observações mostram que partes da crosta do planeta foram magnetizadas e que inversões geomagnéticas já ocorreram no passado. Este paleomagnetismo de minerais magneticamente suscetíveis tem propriedades que são muito semelhantes às faixas alternadas encontradas no fundo dos oceanos da Terra. Uma teoria, publicada em 1999 e reexaminada em outubro de 2005 (com a ajuda da Mars Global Surveyor), indica que essas faixas demonstram a existência de placas tectônicas em Marte há quatro bilhões de anos, antes de o dínamo planetário ter deixado de funcionar e o campo magnético do planeta ter desaparecido, talvez por causa de um excesso de hidrogênio, liberado pela dissociação da água próximo ao núcleo quente.

Durante a formação do Sistema Solar, Marte foi criado como resultado de um processo estocástico de acreção a partir do disco protoplanetário que orbitava o Sol. Marte tem muitas características químicas próprias causadas por sua posição no Sistema Solar. Elementos com pontos de ebulição relativamente baixos, como cloro, fósforo e enxofre são muito mais comuns em Marte do que na Terra. Estes elementos, provavelmente, foram removidos das áreas mais próximas ao Sol pelo vento solar da jovem estrela.

Após a formação dos planetas, todos foram sujeitos ao chamado " intenso bombardeio tardio". Cerca de 60% da superfície de Marte mostra registros de impactos dessa época, enquanto a maior parte da superfície restante é provavelmente sustentada por imensas bacias de impacto causadas por esses eventos. Há evidências de uma enorme bacia de impacto no hemisfério norte de Marte, abrangendo 10 600 km por 8 500 km, ou cerca de quatro vezes maior do que a Bacia do Polo Sul-Aitken da Lua, a maior depressão de impacto já descoberta. Esta teoria sugere que Marte foi atingido por um corpo do tamanho de Plutão cerca de quatro bilhões de anos atrás . O evento, que se acredita ser a causa da dicotomia hemisférica marciana, criou a suave Bacia Polar Norte, que cobre 40% do planeta.

A história geológica de Marte pode ser dividida em vários períodos, mas os seguintes são os três períodos principais:

Período Noachiano (nomeado a partir da Noachis Terra): formação das mais antigas superfícies existentes de Marte, entre 4,5 bilhões e 3,5 bilhões de anos. Superfícies desse período são marcadas por muitas grandes crateras de impacto. Acredita-se que a protuberância de Tharsis, um planalto vulcânico, tenha se formado durante este período, com extensas inundações por água líquida no final dessa época;

Período Hesperiano (nomeado a partir da Hesperia Planum): de 3,5 bilhões de anos a 2,9-3,3 bilhões de anos atrás. O período Hesperiano é marcado pela formação de extensas planícies de lava;

Período Amazônico (nomeado a partir da Amazonis Planitia): de 2,9-3,3 bilhões de anos atrás até o presente. Regiões amazônicas têm poucas crateras de impacto de meteoritos, mas são bastante variadas. O Monte Olimpo formou-se durante este período, juntamente com fluxos de lava em outros lugares de Marte.

Alguma atividade geológica ainda ocorre no planeta. O Athabasca Valles apresenta vestígios de derramamento de lava de cerca de 200 milhões de anos. A água corrente no Cerberus Fossae ocorreu há menos de 20 milhões de anos, indicando intrusões vulcânicas igualmente recentes. Em 19 de fevereiro de 2008, as imagens da sonda Mars Reconnaissance Orbiter mostraram evidências de uma avalanche a partir de um precipício de 700 metros de altura.

A sonda enviou dados que mostraram que o solo marciano é ligeiramente alcalino e contém elementos como magnésio, sódio, potássio e cloro. Esses nutrientes são encontrados nos jardins da Terra e são necessários para o crescimento das plantas. Experimentos realizados pela sonda mostraram que o solo marciano tem um pH básico de 7,7 e contém 0,6% do sal perclorato.

Estrias são comuns em Marte e novas aparecem com frequência em encostas íngremes de crateras, desfiladeiros e vales. As estrias são escuras no início e ficam mais claras com o tempo. Elas podem começar em uma pequena área e, em seguida, espalhar-se por centenas de metros. Elas também foram vistas seguindo as bordas das pedras e outros obstáculos em seu caminho. As teorias mais comumente aceitas indicam que elas são camadas subjacentes escuras do solo descobertas após avalanches de poeira brilhante ou redemoinhos. Várias explicações têm sido propostas, algumas das quais envolvem água ou mesmo o crescimento de organismos.

Marte já abrigou um ciclo hidrológico ativo, como demonstrado por características geológicas em sua superfície. Porém, ele não possui mais a quantidade de água necessária para produzir essas impressões geológicas. Água líquida não poderia existir na superfície de Marte devido à baixa pressão atmosférica, que é cerca de 100 vezes mais fraca que a da Terra, a não ser em menores elevações por curtos períodos. As duas calotas polares marcianas também parecem ser feitas em grande parte de água. O volume de água congelada na camada de gelo do polo sul, se derretido, seria suficiente para cobrir toda a superfície do planeta a uma profundidade de 11 metros. Um manto de permafrost se estende desde o polo até latitudes de cerca de 60°.

As observações feitas pela sonda Mars Reconnaissance Orbiter revelaram a possibilidade de que exista água corrente no planeta durante os meses mais quentes. Em 2013, o Curiosity da NASA descobriu que o solo de Marte contém entre 1,5% e 3% de água em sua massa (cerca de 33 litros de água por metro cúbico, embora não esteja acessível por estar ligada a outros compostos). Marte pode ser facilmente visto da Terra a olho nu, assim como a sua coloração avermelhada. Sua magnitude aparente atinge -3,0 e é superada apenas por Júpiter, Vênus, Lua e Sol. Telescópios ópticos baseados em terra estão tipicamente limitados à resolução de acidentes geográficos maiores que 300 km quando a Terra e Marte estão mais próximos, devido à atmosfera terrestre.

Até o primeiro voo bem-sucedido sobre Marte feito em 1965 pela , muitos especulavam sobre a presença de água em estado líquido na superfície do planeta. Isto era baseado em variações periódicas observadas em manchas claras e escuras, particularmente nas latitudes polares, que se pareciam com mares e continentes; faixas escuras e longas foram interpretadas por alguns como canais de irrigação para a água líquida. Estas características foram mais tarde explicadas como ilusões de ótica, apesar de evidências geológicas recolhidas por missões não tripuladas sugerirem que Marte já teve uma cobertura de água de grande escala em sua superfície. Em 2005, dados de radar revelaram a presença de grandes quantidades de gelo de água nos polos e em latitudes médias. A sonda robótica coletou amostras de compostos químicos que continham moléculas de água em março de 2007, enquanto a sonda encontrou amostras de gelo no solo marciano raso em julho de 2008. Em setembro de 2015, cientistas da NASA anunciaram a descoberta de córregos sazonais com água em estado líquido na superfície do planeta com base em dados do Mars Reconnaissance Orbiter.

Acredita-se que grandes quantidades de água congelada estejam presas dentro da espessa criosfera de Marte. Os dados de radar da Mars Express e da Mars Reconnaissance Orbiter mostram grandes quantidades de gelo em ambos os polos (julho de 2005) e nas latitudes médias (novembro de 2008). A sonda retirou amostras de água congelada do solo marciano em 31 de julho de 2008.

Formas de relevo visíveis em Marte também sugerem fortemente que água em estado líquido tenha existido na superfície do planeta. Faixas lineares enormes de terra lavada, conhecidas como canais de escoamento, atravessam a superfície em cerca de 25 lugares. Acredita-se que essas faixas sejam registros de erosões que ocorreram durante a liberação catastrófica de água de aquíferos subterrâneos, embora haja hipóteses de que algumas dessas estruturas tenham resultado da ação de geleiras ou de lava. Um dos maiores exemplos, Ma'adim Vallis, tem cerca de 700 km de comprimento e é muito maior que o Grand Canyon, com uma largura de 20 km e uma profundidade de 2 km em alguns lugares. Acredita-se que tenha sido escavado por água corrente no início da história do planeta. Acredita-se que os mais novos desses canais tenham se formado recentemente, há apenas alguns milhões de anos. Em outros lugares, particularmente nas áreas mais antigas da superfície marciana, redes dendríticas de vales em escala menor estão espalhadas por proporções significativas da paisagem. As características desses vales e sua distribuição indicam fortemente que eles foram escavados pelo escoamento resultante da chuva ou queda da neve no início da história de Marte. Fluxos de água subsuperficiais e subterrâneos podem desempenhar papéis subsidiários importantes em algumas redes, mas a precipitação foi, provavelmente, a principal causa da formação em quase todos os casos.

Ao longo de crateras e de paredes de desfiladeiros, há também milhares de acidentes geográficos que parecem semelhantes às ravinas terrestres. As ravinas tendem a surgir nas terras altas do hemisfério sul e próximas ao equador, todas em direção aos polos de 30° de latitude. Vários autores sugeriram que o seu processo de formação envolvia água líquida, provavelmente gelo liquefeito, embora outros tenham defendido mecanismos de formação de geada de dióxido de carbono ou o movimento de pó seco. Não foram observadas ravinas parcialmente degradadas pelo intemperismo ou crateras de impacto sobrepostas, indicando que estes são acidentes muito jovens, possivelmente ainda ativos atualmente.

Outras características geológicas, como deltas e leques aluviais preservados em crateras, também apontam para condições mais quentes e mais úmidas em algum intervalo ou intervalos na história antiga de Marte. Tais condições requerem necessariamente a presença generalizada de lagos de cratera em uma grande proporção da superfície, para os quais também há evidências mineralógicas, sedimentológicas e geomorfológicas independentes.

Outra evidência de que a água líquida existiu em algum momento sobre a superfície de Marte vem a partir da detecção de minerais específicos, como hematita e goethita, ambos os quais se formam, por vezes, na presença de água. Em 2004, o Opportunity detectou o mineral jarosita, que se forma somente na presença de água ácida, demonstrando que a água uma vez existiu em Marte. Evidências mais recentes de água líquida vêm do achado do mineral gipsita na superfície pelo Opportunity em dezembro de 2011. O líder do estudo, Francis McCubbin, cientista planetário da Universidade do Novo México em Albuquerque, analisando hidroxilas em minerais cristalinos de Marte, declarou que a quantidade de água no manto superior de Marte é igual ou maior do que a da Terra, entre 50 e 300 partes por milhão, o que é suficiente para cobrir todo o planeta a uma profundidade de 200 a 1 000 metros.

Em 18 de março de 2013, a NASA relatou evidências, encontradas pelos instrumentos do rover Curiosity, de hidratação mineral, provavelmente sulfato de cálcio hidratado, em várias amostras de rochas, incluindo fragmentos das rochas " Tintina" e " Sutton Inlier", bem como em inclusões e nódulos em outras rochas, como "Knorr" e "Wernicke". Análises usando o instrumento DAN do Curiosity forneceram evidências da presença de água subterrânea até uma profundidade de 60 cm, num teor de até 4% de água, na travessia do rover desde o Bradbury Landing até a área do Yellowknife Bay, na locação Glenelg.

Em 28 de setembro de 2015, a NASA anunciou que havia encontrado evidência conclusiva de fluxos sazonais de salmoura hidratada em encostas, com base em leituras espectrométricas das áreas escuras das encostas. Essas observações confirmaram hipóteses anteriores, baseadas na época da formação e taxa de crescimento, de que essas estrias escuras resultaram do fluxo de água na subsuperfície muito rasa. As estrias contêm sais hidratados, percloratos, que possuem moléculas de água em sua estrutura cristalina. As estrias fluem pelas encostas no verão marciano, quando a temperatura está acima de -23 °C, e congelam em temperaturas menores.

Pesquisadores acreditam que grande parte das planícies baixas do norte do planeta foi coberta por um oceano com centenas de metros de profundidade, embora esta tese ainda seja controversa. Em março de 2015, cientistas afirmaram que tal oceano pode ter tido o tamanho do Oceano Ártico da Terra. Este achado foi obtido a partir da relação entre a água e o deutério na atmosfera marciana moderna em comparação com a relação encontrada na Terra. Oito vezes mais deutério foi encontrado em Marte do que existe na Terra, o que sugere que antigamente Marte tinha níveis significativamente mais elevados de água. Os resultados do rover já haviam encontrado uma alta proporção de deutério na cratera Gale, embora não significativamente alta para sugerir a presença de um oceano. Outros cientistas advertiram que o estudo não foi confirmado e apontaram que os modelos climáticos marcianos naquele momento não demonstraram que o planeta era quente o suficiente no passado para manter corpos de água líquida. No entanto, a maioria concorda que um oceano existiu há mais de 3 bilhões de anos, mas há uma variedade de opiniões sobre quanto tempo durou.

Nenhuma água salgada líquida foi definitivamente encontrada em Marte. Mas houve indícios de água escorrendo do subsolo e um relatório de 2018 controverso da MARSIS de um lago de 20 km de diâmetro, enterrado quase 1,5 km abaixo da superfície, perto do polo sul do planeta. A investigação revelou que o polo sul é composto por várias camadas de gelo e poeira a uma profundidade de cerca de 1,5 km, distribuídos por uma região de 200 km de largura. Os pesquisadores descobriram que um tipo de salmoura poderia permanecer líquido na superfície do planeta e alguns centímetros abaixo por até seis horas consecutivas em 40% do planeta, principalmente nas latitudes médias a altas do norte. No entanto, essas salmouras nunca ficariam mais quentes do que cerca de -48° C, cerca de 25 graus abaixo da tolerância conhecida pela vida na Terra.

Marte tem duas calotas polares de gelo permanente. Durante o inverno em um dos polos, ele fica em escuridão contínua, que resfria a superfície e provoca a deposição de 25 a 30% da atmosfera em placas de gelo de ( gelo seco). Quando o polo é novamente exposto à luz solar, o CO ₂ congelado sublima, criando enormes ventos que varrem o polo a velocidades de até 400 km/h. Esses ventos sazonais transportam grandes quantidades de poeira e vapor d'água, dando origem a geadas semelhantes às da Terra e de grandes nuvens . Nuvens de água e gelo foram fotografadas pelo rover Opportunity em 2004.

As calotas polares em ambos os polos são compostas principalmente (70%) de gelo de água. Dióxido de carbono congelado acumula como uma camada relativamente fina de cerca de um metro de espessura na calota norte apenas no inverno, enquanto a calota sul tem uma cobertura de gelo seco permanente de cerca de oito metros de espessura. Esta cobertura permanente de gelo seco no polo sul é salpicada por alguns tipos de poços circulares que se repetem e estão se expandindo alguns metros por ano; isso sugere que a cobertura permanente de CO ₂ sobre o gelo do polo sul está se degradando ao longo do tempo. A calota polar norte tem um diâmetro de aproximadamente mil quilômetros durante o verão do hemisfério norte de Marte e contém cerca de 1,6 milhão de quilômetros cúbicos (km³) de gelo, que, se espalhado uniformemente sobre a calota, teria 2 km de espessura. Em comparação, a camada de gelo da Groenlândia tem um volume de 2,85 milhões de quilômetros cúbicos. A calota polar do sul tem um diâmetro de 350 km e uma espessura de 3 km. O volume total de gelo na calota polar sul, mais os depósitos em camadas adjacentes, foi estimado em 1,6 milhão de quilômetros cúbicos. Ambas as calotas polares apresentam calhas espirais, que recente análise do radar mostrou serem resultado de ventos catabáticos em espiral devido ao efeito Coriolis.

A queda de geada sazonal em algumas áreas perto da calota polar sul resulta na formação de placas transparentes medindo até 1 quilômetro de diâmetro e 1 metro de espessura de gelo seco acima do solo. Com a chegada da primavera, a luz solar aquece o subsolo, e a pressão do CO ₂ sublimado aumenta sob o bloco, elevando-o e, finalmente, rompendo-o. Isto leva a erupções semelhantes a gêiseres de gás CO ₂ misturado com areia ou pó de basalto escuro. Este processo é rápido e acontece no espaço de alguns dias, semanas ou meses, uma taxa de variação bastante incomum em geologia - especialmente para Marte. O gás fluindo sob um bloco em direção a um gêiser escava sob o gelo um padrão de canais radiais do tipo teia de aranha, num processo que é o equivalente inverso de uma rede de erosão formada pela água que é drenada por um ralo. Em 2021 cientistas recriaram uma versão parecida com formas de araneiformes negras em seu laboratório. Os experimentos mostram diretamente que os padrões de aranha que observamos em Marte em órbita podem ser esculpidos pela conversão direta de gelo seco de sólido em gasoso.

Perda de água

Embora sejam mais lembrados por terem mapeado a Lua, Johann Heinrich von Mädler e Wilhelm Beer foram os primeiros "areógrafos". Eles começaram pela constatação de que a maioria dos acidentes geográficos da superfície de Marte eram permanentes e determinaram com mais precisão o período de rotação do planeta. Em 1840, Mädler reuniu dez anos de observações e desenhou o primeiro mapa de Marte. Em vez de dar nomes para as várias marcas na superfície, Beer e Mädler simplesmente designaram-nas com letras; Sinus Meridiani foi, assim, o acidente " a".

Hoje, as características de Marte são denominadas a partir de uma variedade de fontes. Características de albedo são nomeadas a partir da mitologia clássica. Crateras com mais de 60 km são nomeadas em homenagem a cientistas e escritores já falecidos e outros que contribuíram para o estudo de Marte. Crateras menores que 60 km homenageiam cidades e vilas do mundo com população inferior a 100 mil habitantes. Grandes vales são nomeados pela palavra "Marte" ou "estrela" em várias línguas; pequenos vales são nomeados por rios.

As grandes estruturas de albedo mantêm muitos dos nomes antigos, que são frequentemente atualizados para refletir novos conhecimentos sobre a natureza dessas características. Por exemplo, Nix Olympica (as neves do Olimpo) tornou-se Olympus Mons (Monte Olimpo). A superfície de Marte, vista da Terra, é dividida em dois tipos de áreas, com diferentes albedos. As planícies mais pálidas cobertas de poeira e areia ricas em óxido de ferro avermelhado já foram consideradas como "continentes" marcianos e a elas foram dados nomes como Arabia Terra (terra da Arábia) ou Amazonis Planitia (Planície Amazônica). Acreditava-se que as características escuras eram mares, daí seus nomes Mare Erythraeum, Mare Sirenum e Aurorae Sinus. A maior característica escura vista da Terra é Syrtis Major. A calota polar norte é chamada Planum Boreum, enquanto a calota sul é chamada Planum Australe.

O equador de Marte é definido por sua rotação, mas a localização do seu " meridiano primário" foi estabelecida, como foi a da Terra (em Greenwich), pela escolha de um ponto arbitrário; Mädler e Beer selecionaram uma linha, em 1830, para os primeiros mapas de Marte. Após a nave espacial fornecer grande quantidade de imagens de Marte em 1972, uma pequena cratera (mais tarde chamada de Airy-0), localizada no Sinus Meridiani ("Baía Meridiana"), foi escolhida para a definição da longitude 0,0°, de forma a coincidir com a seleção original.

Como Marte não tem oceanos e, portanto, não há " nível do mar", uma superfície com elevação zero também teve de ser selecionada para um nível de referência, o que também é chamado de areoide de Marte, análogo ao geoide terrestre. A altitude zero foi definida pela altura em que há 610,5 Pa (6,105 mbar) de pressão atmosférica. Esta pressão corresponde ao ponto triplo da água e é cerca de 0,6% da pressão na superfície do nível do mar na Terra (0,006 atm). Na prática, atualmente esta superfície é definida diretamente pela medição da gravidade por satélites.

A dicotomia da topografia marciana é notável: as planícies do norte são achatadas por fluxos de lava, em contraste com as terras altas do sul, marcadas por crateras de antigos impactos de asteroides. Uma pesquisa de 2008 apresentou evidências sobre uma teoria proposta em 1980 postulando que, quatro bilhões de anos atrás, o hemisfério norte de Marte foi atingido por um objeto de um décimo a dois terços do tamanho da Lua. Se confirmado, isso tornaria o hemisfério norte de Marte o local de uma cratera de impacto de 10 600 km de comprimento por 8,5 mil quilômetros de largura, ou mais ou menos a área da Europa, Ásia e Austrália juntas, superando a Bacia do Polo Sul-Aitken, na Lua, como a maior cratera de impacto do Sistema Solar.

Marte é marcado por um conjunto de crateras de impacto: cerca de 43 mil crateras com um diâmetro de 5 quilômetros ou mais foram encontradas em sua superfície. A maior delas é a bacia de impacto Hellas Planitia, uma característica de formação de albedo claramente visível a partir da Terra. Devido à menor massa de Marte, a probabilidade de um objeto colidir com o planeta é cerca de metade da presente na Terra. Marte fica mais perto do cinturão de asteroides, por isso tem uma chance maior de ser atingido por materiais oriundos dessa região. O planeta é também mais suscetível a ser atingido por cometas de período curto, ou seja, aqueles que se encontram dentro da órbita de Júpiter. Apesar disso , há muito menos crateras em Marte em comparação com a Lua, porque a atmosfera de Marte fornece proteção contra meteoros pequenos. Algumas crateras têm uma geomorfologia que sugere que o solo se tornou úmido após o impacto do meteoro.

Características vulcânicas e tectônicas

O vulcão Monte Olimpo é um vulcão extinto na vasta região de Tharsis, que contém vários outros grandes vulcões. O Monte Olimpo é três vezes maior que o Monte Everest, que por comparação tem pouco mais de 8,8 km de altura. É a primeira ou a segunda montanha mais alta do Sistema Solar, dependendo da forma de medição escolhida, com fontes que vão de cerca de 21 a 27 km de altura.

O grande desfiladeiro Valles Marineris ( latim para Vales , também conhecido como Agathadaemon nos velhos mapas dos canais marcianos), tem um comprimento de quatro mil quilômetros e uma profundidade de até sete quilômetros. O comprimento do Valles Marineris é equivalente ao comprimento do continente europeu e estende-se através de um quinto da circunferência de Marte. Em comparação, o Grand Canyon na Terra tem 446 km de comprimento e quase 2 km de profundidade. O Valles Marineris foi formado devido à expansão da área de Tharsis, que causou o colapso da crosta na área do desfiladeiro. Em 2012, foi proposto que o Valles Marineris não é apenas um , mas também um limite de placa, onde ocorreu um movimento transversal de 150 km, fazendo de Marte um planeta com, possivelmente, duas placas tectônicas.

As imagens do a bordo de sonda Mars Odyssey da NASA revelaram sete possíveis entradas de cavernas nos flancos do vulcão . As cavernas, nomeadas em homenagem a entes queridos de seus descobridores, são conhecidas coletivamente como as "sete irmãs". As entradas das cavernas medem de 100 a 252 metros de largura e acredita-se que tenham, pelo menos, de 73 a 96 metros de profundidade. Dado que a luz não atinge o piso da maioria das cavernas, é possível que elas se estendam muito mais profundamente do que as estimativas inferiores e sejam mais largas abaixo da superfície. A caverna "Dena" é a única exceção: o seu chão é visível e tem 130 metros de profundidade. Os interiores destas cavernas podem ser protegidos contra micrometeoritos, radiação UV, erupções solares e partículas de alta energia que bombardeiam a superfície do planeta.

Pegadas de dunas em Hellas, também conhecidas como a insígnia da Frota Estelar Star Trek, são grandes dunas em forma de crescente ( barchan). A insígnia foi criada quando a lava fluiu sobre a planície e ao redor das dunas, mas não sobre elas. A lava solidificou, mas essas dunas ainda se erguiam como ilhas e o vento continuava a soprar. Ao final, as pilhas de areia que eram as dunas migraram, deixando essas "pegadas" na planície de lava. Elas também são chamadas de "moldes de dunas" e registram a presença de dunas cercadas por lava.

Marte perdeu sua magnetosfera há 4 bilhões de anos, então o vento solar interage diretamente com a ionosfera marciana, diminuindo a densidade atmosférica ao remover átomos da camada exterior. Ambas as sondas Mars Global Surveyor e Mars Express detectaram partículas atmosféricas ionizadas arrastadas para o espaço a partir de Marte e esta perda atmosférica está sendo estudada pela sonda . Em comparação com a Terra, a atmosfera de Marte é muito rarefeita. A pressão atmosférica na superfície varia hoje entre um mínimo de 30 Pa (0,030 kPa) no Monte Olimpo para mais de 1 155 Pa (1,155 kPa) em Hellas Planitia, com uma pressão média ao nível da superfície de 600 Pa (0,60 kPa). A maior densidade atmosférica em Marte é igual à densidade encontrada 35 km acima da superfície da Terra. A pressão de superfície média resultante é de apenas 0,6% a da Terra (101,3 kPa). A altura de escala da atmosfera é cerca de 10,8 km, que é maior do que a da Terra (6 km), porque a gravidade de superfície de Marte é de apenas 38% da gravidade da Terra, o que é compensado tanto pela temperatura mais baixa quanto pelo peso molecular 50% maior da atmosfera de Marte. A atmosfera de Marte é composta por cerca de 96% de dióxido de carbono, 1,93% de argônio e 1,89% de nitrogênio, juntamente com traços de oxigênio e água. A atmosfera é muito empoeirada, contendo partículas de cerca de 1,5 µm de diâmetro que dão ao céu marciano uma cor opaca quando vista da superfície.

Metano foi detectado na atmosfera de Marte, com uma fração molar de cerca de 30 ppb; ele ocorre em plumas extensas, e os perfis implicam que o metano foi liberado a partir de regiões distintas. No meio do verão do norte, a pluma principal continha 19 mil toneladas métricas de metano, com uma força de fonte estimada de 0,6 kg por segundo. Os perfis sugerem que pode haver duas regiões de origem, a primeira centrada perto de 30°N 260°W e a segunda perto de 0°N 310°W. Estima-se que Marte deva produzir 270 toneladas/ano de metano.

O metano pode existir na atmosfera de Marte por um período limitado de tempo até ser destruído - as estimativas do seu tempo de vida variam entre 0,6 a 4 anos terrestres. A sua presença, apesar desta vida curta, indica a existência de uma fonte ativa do gás no planeta. Atividade vulcânica, impactos de cometas e a presença de formas de vida microbianas metanogênicas estão entre as possíveis fontes. O metano também poderia ser produzido por um processo não biológico chamado serpentinização, que envolve água, dióxido de carbono e o mineral olivina, que se sabe ser comum em Marte.

O rover , que pousou em Marte em agosto de 2012, é capaz de fazer medições que distinguem entre diferentes isotopólogos de metano; mas mesmo que a missão determine que a vida microscópica marciana é a fonte do metano, essas formas de vida provavelmente residem muito abaixo da superfície, fora do alcance do rover. As primeiras medições com o Tunable Laser Spectrometer (TLS) indicaram que há menos de 5 ppb de metano no local de pouso no momento da medição. Em 19 de setembro de 2013, cientistas da NASA, com base em outras medições feitas pela Curiosity, não relataram a detecção de metano atmosférico, com um valor medido de 0,18 ± 0,67 ppbv correspondente a um limite máximo de apenas 1,3 ppbv (limite de confiança de 95%) e, como resultado, concluíram que a probabilidade de atividade microbiana metanogênica atual em Marte é reduzida. A sonda Mars Orbiter Mission, da Índia, está pesquisando metano na atmosfera, enquanto a ExoMars Trace Gas Orbiter, planejada para ser lançada em 2016, irá estudar mais o metano, bem como os seus produtos de decomposição, como formaldeído e metanol.

Amônia também foi detectada em Marte pelo satélite Mars Express, mas com a sua vida útil relativamente curta, não ficou claro o que a tenha produzido. A amônia não é estável na atmosfera marciana e desintegra-se depois de algumas horas. Uma fonte possível é a atividade vulcânica.

Em 1994 a sonda Mars Express da Agência Espacial Europeia descobriu um brilho ultravioleta proveniente de "guarda-chuvas magnéticos" no hemisfério sul. Marte não possui um campo magnético global que guie as partículas carregadas que entram na atmosfera, mas tem múltiplos campos magnéticos em forma de guarda-chuva, principalmente no hemisfério sul, que são remanescentes de um campo global que decaiu bilhões de anos atrás.

De todos os planetas do Sistema Solar, Marte é o que possui as estações do ano mais parecidas com as da Terra, devido às inclinações semelhantes de eixos de rotação dos dois planetas. As durações das estações marcianas são cerca de duas vezes as da Terra, já que Marte está a uma maior distância do Sol, o que leva o ano marciano a ter duração equivalente a cerca de dois anos terrestres. As temperaturas de superfície de Marte variam de −143 °C (no inverno nas calotas polares) até máximas de 35 °C (no verão equatorial). A ampla variação de temperaturas é devida à fina atmosfera, que não consegue armazenar muito calor solar, à baixa pressão atmosférica e à baixa inércia térmica do solo marciano. O planeta também é 1,52 vez mais distante do Sol que a Terra, o que resulta em apenas 43% da quantidade de luz solar em comparação com a Terra.

Se Marte tivesse uma órbita semelhante à da Terra, as suas estações também seriam semelhantes, porque a sua inclinação axial é próxima à da Terra. A relativamente grande excentricidade da órbita de Marte tem um efeito significativo. O planeta está mais próximo do periélio quando é verão no hemisfério sul e inverno no norte, e próximo do afélio quando é inverno no hemisfério sul e verão no norte. Como resultado, as estações do ano no hemisfério sul são mais extremas e as estações do ano no norte são mais brandas. As temperaturas de verão no sul podem ser até 30 kelvin maiores do que as temperaturas equivalentes de verão no norte.

A distância média de Marte ao Sol é de cerca de 230 milhões de quilômetros (1,5 UA) e seu período orbital é de 687 dias terrestres. O dia solar em Marte é apenas um pouco maior do que um dia na Terra: 24 horas, 39 minutos e 35,244 segundos. Um ano marciano é igual a 1,8809 ano terrestre, ou seja, 1 ano, 320 dias e 18,2 horas. A inclinação do eixo de Marte é de 25,19 graus, semelhante à da Terra. Como resultado, Marte tem estações como a Terra, embora sejam quase duas vezes mais longas, pois seu período orbital é maior nesta proporção . Atualmente, a orientação do polo norte de Marte está próxima da estrela Deneb. Marte passou pelo seu afélio em março de 2010 e pelo seu periélio em março de 2011.

Marte tem uma excentricidade orbital relativamente acentuada, de cerca de 0,09; entre os outros sete planetas do Sistema Solar, só Mercúrio mostra maior excentricidade. Sabe-se que, no passado, Marte teve uma órbita muito mais circular do que atualmente. Em um ponto há 1,35 milhão de anos terrestres, Marte tinha uma excentricidade de cerca de 0,002, muito menor do que a da Terra hoje. O ciclo de excentricidade de Marte é de 96 mil anos terrestres, comparado ao ciclo de 100 mil anos da Terra. O planeta tem um ciclo de excentricidade muito mais longo com um período de 2,2 milhões de anos terrestres e isso ofusca o ciclo de 96 mil anos nos gráficos de excentricidade. Durante os últimos 35 mil anos, a órbita de Marte foi ficando um pouco mais excêntrica por causa dos efeitos gravitacionais dos outros planetas. A menor distância entre a Terra e Marte continuará a diminuir ligeiramente nos próximos 25 mil anos.

O entendimento atual de habitabilidade planetária - a viabilidade de um mundo desenvolver condições ambientais favoráveis ao surgimento de vida - favorece planetas que possuam água líquida em sua superfície. Isto frequentemente requer que a órbita de um planeta esteja dentro da zona habitável, que para o Sol se localiza entre logo depois de Vênus e aproximadamente o semieixo maior de Marte. Durante o periélio, Marte penetra nesta região, mas a fina (baixa pressão) atmosfera do planeta impede a existência de água líquida em grandes regiões por muito tempo. O fluxo de água líquida no passado demonstra o potencial do planeta para a habitabilidade. Evidência recente sugeriu que qualquer água na superfície marciana deve ter sido muito salgada e ácida para suportar uma vida terrestre regular.

Existem evidências de que o planeta tenha sido significativamente mais habitável no passado que nos dias de hoje, mas o fato de que tenha albergado vida permanece incerto. As sondas da década de 1970 continham dispositivos projetados para detectar microrganismos no solo marciano e tiveram alguns resultados positivos, inclusive um aumento temporário na produção de CO ₂ com a exposição a água e nutrientes. Este sinal de vida foi mais tarde contestado por cientistas, resultando em um debate intenso, com o cientista da NASA Gilbert Levin sustentando que a Viking pode ter encontrado vida. Uma reanálise dos dados da Viking, à luz do moderno conhecimento de formas extremófilas de vida, sugeriu que os testes da Viking não eram suficientemente sofisticados para detectar essas formas de vida e podem até mesmo ter matado uma hipotética forma de vida. Testes conduzidos pela sonda Phoenix Mars mostraram que o solo tem um pH alcalino e contém magnésio, sódio, potássio e cloro. Os nutrientes do solo podem ser capazes de suportar vida, mas a vida ainda assim teria que ser protegida da intensa luz ultravioleta. Análise recente do meteorito marciano EETA79001 encontrou 0,6 ppm de ClO ₄−, 1,4 ppm de ClO ₃− e 16 ppm de NO ₃−, a maior parte provavelmente de origem marciana. O ClO ₃− sugere a presença de outros compostos altamente oxidantes de cloro e oxigênio, como ClO ₂− e ClO, produzidos tanto por oxidação do Cl por ultravioleta quanto por radiólise do ClO ₄− por raios-X. Portanto, somente substâncias orgânicas ou formas de vida altamente refratárias ou bem protegidas (subsuperficiais) teriam chance de sobreviver. Uma análise de 2014 da Phoenix WCL mostrou que o Ca(ClO ₄) ₂ no solo da Phoenix não interagiu com água líquida de qualquer forma talvez nos últimos 600 milhões de anos. Se tivesse, o altamente solúvel Ca(ClO ₄) ₂ em contato com água líquida teria formado somente CaSO ₄. Isto sugere um ambiente extremamente árido, com mínima ou nenhuma interação com água líquida. Foi encontrado, em 2019, um grupo de compostos orgânicos, tiofenos, que normalmente ocorrem na Terra em querogênio, carvão e petróleo bruto, bem como em estromatólitos e microfósseis. Isso sugere um processo biológico, provavelmente envolvendo bactérias.

Cientistas propuseram que os glóbulos de carbonato encontrados no meteorito ALH84001, que se acredita ter se originado em Marte, podem ser micróbios fossilizados que existiam em Marte quando o meteorito foi arrancado da superfície de Marte por um choque de meteoro há cerca de 15 milhões de anos. Esta proposta foi recebida com ceticismo e foi sugerida uma origem exclusivamente inorgânica para as formas. Pequenas quantidades de metano e metanal detectadas pelas sondas em Marte foram indicadas como possíveis evidências para a vida, uma vez que esses compostos químicos se decompõem rapidamente na atmosfera marciana. Entretanto, uma alternativa é que esses compostos sejam repostos por vulcões ou outros meios geológicos, como a serpentinização. Vidro formado pelo impacto de meteoros, que na Terra pode preservar sinais de vida, foi encontrado na superfície de crateras de impacto de Marte. Da mesma forma, este vidro poderia ter preservado sinais de vida se esta existisse no local.

Em junho de 2018, a NASA informou que o rover havia encontrado evidências de compostos orgânicos complexos de rochas com idade de aproximadamente 3,5 bilhões de anos, cujas amostras vieram de dois locais distintos em um lago seco na cratera Gale. As amostras de rochas, quando pirolisadas pelo instrumento da Curiosity, liberaram uma série de moléculas orgânicas; estes incluem tiofenos contendo enxofre, compostos aromáticos tais como benzeno e tolueno, além de compostos alifáticos tais como propano e buteno. Os níveis de compostos orgânicos são 100 vezes maiores que as descobertas anteriores. Os autores especulam que a presença de enxofre pode ter ajudado a preservar os compostos orgânicos. Os produtos de decomposição se assemelham aos gerados pelo querogênio, um precursor do petróleo e do gás natural na Terra. A NASA afirmou que essas descobertas não são evidências de que a vida existiu no planeta, mas que os compostos orgânicos necessários para sustentar a vida microscópica estavam presentes. Devido à forma como a atmosfera marciana pode preservar esses compostos, pode haver fontes mais profundas de compostos orgânicos no planeta.

Em julho de 2018, cientistas relataram a descoberta de um lago subglacial em Marte, o primeiro corpo estável de água conhecido no planeta. Ele fica a 1,5 km abaixo da superfície na base da calota polar sul e tem cerca de 20 quilômetros de largura. O lago foi descoberto usando o radar MARSIS a bordo da sonda Mars Express, e os dados foram coletados entre maio de 2012 e dezembro de 2015. O lago está localizado numa área plana que não exibe características topográficas peculiares. É principalmente cercado por terrenos mais altos, exceto em seu lado oriental, onde há uma depressão.

Marte tem duas luas naturais relativamente pequenas - Fobos, com cerca de 22 quilômetros de diâmetro, e Deimos, com cerca de 12 quilômetros de diâmetro - que têm órbitas próximas ao planeta. Acredita-se que essas luas sejam asteroides capturados pelo campo gravitacional marciano, mas a sua origem verdadeira permanece incerta. Ambos os satélites foram descobertos em 1877 por Asaph Hall e foram nomeados em homenagem aos deuses Fobos (pânico/medo) e Deimos (terror/horror), que na mitologia grega acompanhavam seu pai, Ares, o deus da guerra, durante as batalhas. Marte era a contraparte romana de Ares. No grego moderno, porém, o planeta mantém seu antigo nome, Ares (Aris: Άρης).

Vistos da superfície de Marte, os movimentos de Fobos e Deimos parecem muito diferentes do da Lua. Fobos nasce no oeste, se põe a leste e nasce novamente em apenas 11 horas. Deimos, por estar quase em órbita sincronizada - quando o período orbital iguala o período de rotação do planeta - nasce como esperado no leste, mas lentamente. Apesar da órbita de 30 horas de Deimos, ele leva 2,7 dias entre o nascente e o poente, para um observador no equador.

A origem das duas luas não é bem compreendida. Seu baixo albedo e a composição de condrito carbonáceo foram considerados semelhantes aos de asteroides, apoiando a teoria de captura gravitacional. A órbita instável de Fobos parece apontar para uma captura relativamente recente. Mas ambas têm órbitas circulares, próximas do equador, o que é muito incomum para objetos capturados, já que a dinâmica de captura exigida é complexa. A possibilidade de acreção no início da história de Marte também é plausível, mas não é compatível com uma composição parecida com a de asteroides, em vez de com a do próprio planeta. Uma terceira possibilidade é o envolvimento de um terceiro corpo ou algum tipo de impacto. Linhas mais recentes de evidências sobre Fobos sugerem que o satélite tem um interior altamente poroso e uma composição contendo principalmente filossilicatos e outros minerais conhecidos de Marte, o que aponta a origem de Fobos para o material ejetado por um impacto em Marte e que foi reagrupado na órbita marciana, semelhante à teoria dominante para a origem da Lua da Terra. Embora os espectros VNIR (em inglês: visible and near-infrared) das luas de Marte se assemelhem aos de asteroides do cinturão externo, o espectro infravermelho termal de Fobos é inconsistente com condritos de qualquer tipo.

Astronomia

Com a existência de várias sondas e , agora é possível estudar a astronomia do céu marciano. Fobos, uma das duas luas de Marte, tem cerca de um terço do diâmetro angular da Lua cheia como ela aparece na Terra, enquanto Deimos aparece mais ou menos com uma estrela e apenas um pouco mais brilhante do que Vênus na Terra. Vários fenômenos conhecidos na Terra foram observados em Marte, como meteoros e auroras. Uma passagem da Terra vista de Marte ocorrerá em 10 de novembro de 2084. Há também trânsitos de Mercúrio e de Vênus, e as luas Fobos e Deimos são de diâmetro angular tão pequeno que seus " eclipses solares" parciais são melhor considerados como trânsitos (ver Trânsito de Deimos em Marte).

Em 19 de outubro de 2014, o cometa Siding Spring passou extremamente próximo a Marte (cerca de 140 mil quilômetros), tão perto que sua coma pode ter envolvido o planeta.

Pela órbita de Marte ser excêntrica, a sua magnitude aparente em oposição ao Sol pode variar de -3,0 a -1,4. O brilho mínimo é de magnitude 1,6, quando o planeta está em conjunção com o Sol. Marte geralmente aparece distintamente amarelo, laranja ou vermelho; a cor real do planeta está mais próximo de caramelo, e a vermelhidão observada é apenas poeira na sua atmosfera. O rover Spirit, da NASA, registrou imagens de uma paisagem marrom-esverdeada com pedras azul-acinzentadas e manchas de areia vermelho-claras. Quando mais distante da Terra, fica a mais de sete vezes mais longe de nosso planeta do que quando está próximo. Quando menos favoravelmente posicionado, ele pode ser perdido no brilho do Sol por meses. Em seus momentos mais favoráveis - em intervalos entre 15 e 17 anos, sempre entre o final de julho e o final de setembro - muitos detalhes de sua superfície podem ser vistos com um telescópio. Especialmente notáveis, mesmo com baixa ampliação, são as suas calotas polares.

Conforme Marte se aproxima ao ponto de oposição, começa um período de movimento retrógrado em que o planeta parece se mover para trás, em um movimento de looping em relação às estrelas de fundo. A duração deste movimento retrógrado tem a duração de cerca de 72 dias e Marte atinge o seu pico de luminosidade no meio deste movimento.

O ponto em que a longitude geocêntrica de Marte é 180° em relação ao Sol é conhecido como oposição, que está perto do momento de maior aproximação com a Terra. O momento da oposição pode ocorrer a até 8 ½ dias da maior aproximação. A distância nas maiores aproximações varia entre 54 e 103 milhões de quilômetros, devido às órbitas elípticas dos planetas, o que causa uma variação comparável em tamanho angular. A última oposição de Marte ocorreu em 8 de abril de 2014, a uma distância de cerca de 93 milhões de quilômetros. O tempo médio entre oposições sucessivas de Marte (o seu período sinódico) é de 780 dias, mas o número de dias entre as datas de oposições sucessivas pode variar entre 764 e 812.

Absoluta, em torno do tempo presente

Marte fez a sua maior aproximação com a Terra e o seu brilho aparente máximo dos últimos 60 mil anos, 55 758 006 km (0,372719 UA) e magnitude -2,88, em 27 de agosto de 2003 às 09h51min13 UTC. Isto ocorreu quando Marte estava a um dia da sua oposição e a cerca de três dias do seu periélio, tornando o planeta particularmente fácil de ver a partir da Terra. Estima-se que a última vez em que o planeta chegou tão perto foi em 12 de setembro de 57 617 a.C.; o próximo momento será no ano 2287. Esta aproximação recorde foi apenas ligeiramente mais próxima do que outras aproximações recentes. Por exemplo, a distância mínima em 22 de agosto de 1924 foi de 0,37285 UA e a distância mínima em 24 de agosto de 2208 será de 0,37279 UA.

A existência de Marte como um objeto errante no céu noturno foi registrada por astrônomos do Egito Antigo e, em 1534 a.C., eles já estavam familiarizados com o movimento retrógrado do planeta. No período do Império Neobabilônico, os astrônomos babilônios faziam registros regulares das posições dos planetas e observações sistemáticas do seu comportamento. Sobre Marte, eles sabiam que o planeta fazia 37 períodos sinódicos, ou 42 circuitos do zodíaco, a cada 79 anos. Eles também inventaram métodos aritméticos para fazer pequenas correções para as posições previstas dos planetas.

No século IV a.C., Aristóteles observou que Marte desaparecia por trás da Lua durante uma ocultação, indicando que o planeta estava mais distante. Ptolomeu, um grego que vivia em Alexandria, tentou resolver o problema do movimento orbital de Marte. O modelo de Ptolomeu e sua obra coletiva sobre astronomia foram apresentados no , que se tornou o principal tratado da astronomia ocidental nos quatorze séculos seguintes. A literatura da China antiga confirma que Marte era conhecido pelos astrônomos chineses no século IV. No século V d.C., o texto astronômico indiano Surya Siddhanta estimou o diâmetro de Marte. Nas culturas da Ásia Oriental, Marte era tradicionalmente conhecido como a "estrela de fogo", com base nos Cinco elementos.

Durante o século XVII, Tycho Brahe mediu a paralaxe diurna de Marte, que Johannes Kepler usou para fazer um cálculo preliminar da distância do planeta. Quando o telescópio se tornou disponível, a paralaxe diurna de Marte foi novamente medida em um esforço para determinar a distância Sol-Terra. Isto foi realizado pela primeira vez por Giovanni Domenico Cassini em 1672. As primeiras medições da paralaxe foram prejudicadas pela qualidade dos instrumentos. A única ocultação observada de Marte por Vênus foi a de 13 de outubro de 1590, vista por Michael Maestlin em Heidelberg. Em 1610, Marte foi visto por Galileu Galilei, que foi o primeiro a observá-lo através de um telescópio. A primeira pessoa a desenhar um mapa de Marte que exibia características da superfície foi o astrônomo holandês Christiaan Huygens.

Por volta do século XIX, a resolução dos telescópios atingiu um nível suficiente para que as características da superfície de Marte pudessem ser identificadas. Uma oposição periélica de Marte ocorreu em 5 de setembro de 1877 e, naquele ano, o astrônomo italiano Giovanni Schiaparelli usou um telescópio de 22 cm em Milão para produzir o primeiro mapa detalhado do planeta vermelho. Estes mapas continham características chamadas por Schiaparelli de canali, que mais tarde mostraram ser uma ilusão de óptica. Estes canali eram supostamente longas linhas retas na superfície de Marte para as quais ele deu nomes de rios famosos na Terra.

Influenciado pelas observações, o orientalista Percival Lowell fundou um observatório que tinha um telescópio de 30 cm e outro de 45 cm. O observatório foi utilizado para a exploração de Marte durante uma última boa oportunidade, em 1894. Ele publicou vários livros sobre Marte e a vida no planeta, que tiveram uma grande influência sobre o público. Os canali também foram encontrados por outros astrônomos, como Henri Joseph Perrotin e Louis Thollon em Nice, usando um dos maiores telescópios do mundo naquela época.

As mudanças sazonais (a diminuição das calotas polares e a formação de áreas escuras durante o verão marciano), em combinação com os canais, levaram a especulações sobre a presença de vida em Marte e fizeram surgir uma crença, mantida por muito tempo, de que Marte continha vastos mares e vegetação. O telescópio nunca chegou a uma resolução suficiente para provar quaisquer destas especulações. À medida que telescópios maiores foram usados, foram observados menos canali retos e longos. Durante uma observação em 1909 por Camille Flammarion com um telescópio de 84 cm, foram observados padrões irregulares, mas os canali não foram vistos.

Mesmo na década de 1960, artigos foram publicados sobre a "biologia marciana", deixando de lado outras explicações para as mudanças sazonais do planeta. Cenários detalhados do metabolismo e dos ciclos químicos de um ecossistema funcional chegaram a ser publicados. Desde que uma nave espacial visitou o planeta durante as missões da NASA nos anos 1960 e 1970, estes conceitos foram radicalmente quebrados. Além disso, os resultados das experiências de detecção de vida pela auxiliaram para que a hipótese de um planeta hostil e morto fosse geralmente aceita. A e a Viking forneceram dados que permitiram a obtenção de mapas melhores do planeta. Outro grande salto foi a missão Mars Global Surveyor, lançada em 1996 e que funcionou até o final de 2006, e permitiu a obtenção de mapas completos e extremamente detalhados da topografia, campo magnético e minerais da superfície de Marte. Estes mapas estão agora disponíveis on-line, por exemplo, no Google Mars. O Mars Reconnaissance Orbiter e a Mars Express continuaram explorando com novos instrumentos e apoiando as sondas na superfície. A NASA fornece duas ferramentas on-line: Mars Trek, que apresenta visualizações do planeta a partir de dados de 50 anos de exploração, e a Experience Curiosity, que simula viagens em Marte em 3-D com a Curiosity.

Dúzias de naves espaciais não tripuladas, como sondas orbitais e , foram enviadas para Marte pela União Soviética, Estados Unidos, Europa e Índia para estudar a superfície, o clima e a geologia do planeta. Atualmente, a informação está sendo obtida por sete sondas ativas na superfície ou em órbita de Marte, sendo cinco orbitais e dois rovers, quais sejam: 2001 Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), MAVEN, Mars Orbiter Mission, Opportunity e Curiosity. O público pode solicitar imagens de Marte da MRO através do programa HiWish.

O Mars Science Laboratory, chamado de Curiosity, foi lançado em 26 de novembro de 2011 e chegou a Marte em 6 de agosto de 2012 ( UTC). É maior e mais avançado do que os Mars Exploration Rovers, com uma velocidade de até 90 metros por hora. Os experimentos incluem um analisador químico a laser que pode deduzir a composição de rochas a uma distância de 7 m. Em 10 de fevereiro de 2013, o Curiosity obteve as primeiras amostras de rochas profundas já retiradas de outro corpo planetário, utilizando a sua broca embarcada.

A Organização Indiana de Pesquisa Espacial lançou a missão Mars Orbiter Mission em 5 de novembro de 2013, com o objetivo de analisar a atmosfera e a topografia marcianas. Equipada com sensores de metano, câmeras multi-espectrais, espectrômetros de imagem em infravermelho termal, fotômetros e outros itens em sua carga útil, a missão procura expandir a compreensão humana do Sistema Solar. Lançado de PSLV-C25, a missão Mars Reconnaissance Orbiter usou uma órbita de transferência de Hohmann para escapar da influência gravitacional da Terra e catapultar para uma viagem de nove meses até Marte. Essa é a primeira missão interplanetária bem-sucedida da Ásia e a sonda Mangalyaan estuda o planeta Marte desde 24 de setembro de 2014.

A Agência Espacial Europeia, em colaboração com a Agência Espacial Federal Russa - Roscosmos, enviou a sonda ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) e a sonda de superfície Schiaparelli em março de 2016. O orbitador TGO conseguiu entrar na órbita marciana em 19 de outubro. Contudo, o contato com o pousador Schiaparelli EDM foi perdido quando este já estava próximo ao solo. Imagens feitas pela MRO da NASA comprovaram que a sonda impactou violentamente contra o solo marciano e foi totalmente destruída. Uma hipótese sugere que os retrofoguetes do pousador, que deveriam reduzir sua velocidade, se apagaram muito antes do esperado.

Está planejado para maio de 2018 o lançamento da sonda de superfície InSight, juntamente com dois satélites CubeSats, que vão sobrevoar Marte e fornecer dados de telemetria da superfície. As sondas estão previstas para chegar a Marte em novembro de 2016.

Em 2018 a ESA enviará o "rover" ExoMars. A NASA planeja lançar o seu "rover" astrobiológico Mars 2020 em 2020. A sonda Mars Hope, dos Emirados Árabes Unidos, está planejada para lançamento em 2020, atingindo a órbita de Marte em 2021. Ela tem o objetivo de fazer um estudo global da atmosfera marciana. Diversos planos para uma missão tripulada a Marte foram propostos ao longo do século XX e já no século XXI, mas nenhum plano em andamento tem data de chegada anterior a 2025.

Impacto cultural

Marte é nomeado em homenagem ao deus romano da guerra. Em diferentes culturas, Marte representa a masculinidade e a juventude. Seu símbolo astronômico, um círculo com uma seta apontando para o lado superior direito, também é usado como símbolo do sexo masculino. As muitas falhas nas sondas de exploração de Marte resultaram em uma contracultura satírica que associa esses acidentes com a existência de um tipo de " Triângulo das Bermudas" entre a Terra e o planeta, alguma "maldição marciana" ou um "grande espírito maléfico das galáxias" que se alimentaria das sondas a Marte.

A ideia popular de que Marte era povoado por marcianos inteligentes se popularizou no final do século XIX. As observações dos por Giovanni Schiaparelli, combinadas com os livros de Percival Lowell sobre o tema, propuseram a noção padrão de um planeta seco, frio e prestes a morrer, com obras de irrigação sendo feitas por civilizações antigas.

Muitas outras observações e declarações de personalidades notáveis se somaram ao que tem sido chamado de "febre marciana". Em 1899, enquanto investigava o ruído de rádio atmosférico usando receptores em seu laboratório em Colorado Springs, o inventor Nikola Tesla observou sinais repetitivos que mais tarde ele imaginou serem comunicações de rádio vindas de outro planeta, possivelmente de Marte. Em uma entrevista de 1901, Tesla disse:

Foi algum tempo depois que o pensamento passou em minha mente de que os distúrbios que eu tinha observado poderiam se dever a um controle inteligente. Embora eu não tenha conseguido decifrar o seu significado, para mim era impossível pensar neles como sendo inteiramente acidentais. Um sentimento está constantemente crescendo em mim de que eu tenha sido o primeiro a ouvir a saudação de um planeta para outro.

As teorias de Tesla ganharam o apoio de Lord Kelvin que, ao visitar os Estados Unidos em 1902, teria dito que achava que Tesla tinha captado sinais marcianos que estavam sendo enviados aos Estados Unidos. No entanto, Kelvin negou "enfaticamente" esta declaração pouco antes de partir do país. "O que eu realmente disse foi que os habitantes de Marte, se houver algum, seriam, sem dúvida, capazes de ver Nova Iorque, especialmente o brilho da eletricidade".

Em um artigo do The New York Times de 1901, Edward Charles Pickering, diretor do Harvard College Observatory, disse que tinha recebido um telegrama do Observatório Lowell, no Arizona, que parecia confirmar que Marte estava tentando se comunicar com a Terra.

No início de dezembro de 1900 recebemos de Lowell, no Arizona, um telegrama afirmando que um raio de luz tinha sido visto projetando-se de Marte (o observatório Lowell tinha Marte como especialidade), com duração de 70 minutos. Eu enviei um telegrama com estes fatos para a Europa e enviei cópias através deste país. O observador é um homem confiável e cuidadoso e não há nenhuma razão para duvidar de que a luz existisse. Foi dada como partindo de um ponto geográfico bem conhecido em Marte. Isso foi tudo. Agora, a história foi para todo o mundo. Na Europa, afirma-se que eu tenho estado em comunicação com Marte e todos os tipos de exageros têm brotado. O que quer que a luz fosse, não há meios de saber. Se tinha inteligência ou não, ninguém pode dizer. É absolutamente inexplicável.

Nas últimas décadas, o mapeamento de alta resolução da superfície marciana, culminando na sonda Mars Global Surveyor, não revelou artefatos de habitação de qualquer tipo de vida "inteligente", mas a especulação pseudocientífica sobre a vida inteligente no planeta continua com comentaristas como Richard C. Hoagland. Remanescente da controvérsia sobre os canali, algumas especulações são baseadas em características de pequena escala percebidas nas imagens espaciais, como "pirâmides" e a chamada " Face de Marte". O astrônomo planetário Carl Sagan escreveu:

"

Marte tornou-se uma espécie de arena mítica na qual nós projetamos nossas esperanças e medos terrestres.

"

A representação de Marte na ficção foi estimulada por sua cor vermelha e pelas especulações científicas do século XIX de que suas condições de superfície não só poderiam suportar a vida, como também a vida inteligente. Isso originou um grande número de cenários de ficção científica, entre os quais está A Guerra dos Mundos, de H. G. Wells, publicado em 1898, em que os marcianos tentam fugir de seu planeta moribundo e tentam invadir a Terra. Uma adaptação radiofônica posterior de A Guerra dos Mundos foi feita no dia 30 de outubro de 1938 por Orson Welles nos Estados Unidos e foi apresentada como um noticiário ao vivo. O episódio tornou-se notório por causar pânico público geral, quando muitos ouvintes confundiram a história com a realidade e saíram desesperados.

Obras influentes retratam o planeta, como Crônicas Marcianas de Ray Bradbury, em que exploradores humanos acidentalmente destroem uma civilização marciana, a série de Edgar Rice Burroughs, Além do Planeta Silencioso (1938) de C. S. Lewis e uma série de histórias de Robert A. Heinlein de meados dos anos 1960. O autor Jonathan Swift faz referência às luas de Marte cerca de 150 anos antes de sua descoberta por Asaph Hall, detalhando descrições razoavelmente precisas de suas órbitas no capítulo 19 de seu romance As Viagens de Gulliver.

O personagem cômico de um marciano inteligente chamado Marvin, o Marciano apareceu na televisão em 1948 como um personagem nos Looney Tunes, da Warner Brothers, e continuou como parte da cultura popular desde então.

Após as naves espaciais e terem enviado imagens nítidas de Marte e revelado um mundo aparentemente sem vida e sem canais, essas ideias sobre o planeta tiveram que ser abandonadas e tem se desenvolvido uma moda de representações precisas e realistas sobre a colonização humana de Marte, como na trilogia Mars de Kim Stanley Robinson. Especulações pseudocientíficas sobre a "Face de Marte" e outros "monumentos" enigmáticos descobertos por sondas espaciais indicam que a ideia de civilizações antigas no planeta continua a ser um tema popular na ficção científica, especialmente no cinema.

Este artigo foi inicialmente traduzido, total ou parcialmente, do artigo da Wikipédia em inglês cujo título é "Mars".

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Marte (planeta) - Wikipédia, a enciclopédia livre

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Terra

Planeta principal

Fotografia A Bolinha Azul obtida durante a missão Apollo 17, em 1972

Características orbitais

Semieixo maior

149 598 261 km
1,00000261 UA

Periélio

147 098 290 km
0,98329134 UA

Afélio

152 098 232 km
1,01671388 UA

Excentricidade

0,01671123

Período orbital

365,256363004 d
(1,000017421 a)

Velocidade orbital média

107 200 km/h
29,78 km/s

Inclinação

7,155° ao equador do Sol
1,57869 ao plano invariável °

Argumento do periastro

114,20783°

Longitude do nó ascendente

348,73936°

Número de satélites

1 ( Lua)

Características físicas

Diâmetro equatorial

12 756,2 km

Área da superfície

510 072 000 km²

Volume

1,08321×10 ¹² km³

Massa

5,9736×10 ²⁴ kg

Densidade média

5,515 g/ cm³

Gravidade equatorial

9,780327 m/s²
0,99732 g

Período de rotação

0,99726968 d
23h 56m 4,100s

Velocidade de escape

11,186 km/s

Inclinação axial

23°26'21",4119

Albedo

0,367
( geométrico)
0,306
( Bond)

Temperatura

média: 14 ºC
mínima: -93,2 ºC
máxima: 57,8 ºC

Composição da atmosfera

Pressão atmosférica

101,325 kPa ao nível do mar

Nitrogênio
Oxigênio
Argônio
Dióxido de carbono
Vapor de água
(variável com o clima)

78,08%
20,95%
0,93%
0,038%
~1%

A Terra é o terceiro planeta mais próximo do Sol, o mais denso e o quinto maior dos oito planetas do Sistema Solar. É também o maior dos quatro planetas telúricos. É por vezes designada como Mundo ou Planeta Azul. Lar de milhões de espécies de seres vivos, incluindo os humanos, a Terra é o único corpo celeste onde é conhecida a existência de vida. O planeta formou-se há 4,56 bilhões de anos, e a vida surgiu na sua superfície um bilhão de anos depois. Desde então, a biosfera terrestre alterou significativamente a atmosfera e outros fatores abióticos do planeta, permitindo a proliferação de organismos aeróbicos, bem como a formação de uma camada de ozônio, a qual, em conjunto com o campo magnético terrestre, bloqueia radiação solar prejudicial, permitindo a vida no planeta. As propriedades físicas do planeta, bem como sua história geológica e órbita, permitiram que a vida persistisse durante este período. Acredita-se que a Terra poderá suportar vida durante pelo menos outros 500 milhões de anos.

A sua superfície exterior está dividida em vários segmentos rígidos, chamados placas tectônicas, que migram sobre a superfície terrestre ao longo de milhões de anos. Cerca de 71% da superfície da Terra está coberta por oceanos de água salgada, com o restante consistindo de continentes e ilhas, os quais contêm muitos lagos e outros corpos de água que contribuem para a hidrosfera. Não se conhece a existência de água no estado líquido em equilíbrio, necessária à manutenção da vida como a conhecemos, na superfície de qualquer outro planeta. Os polos geográficos da Terra encontram-se maioritariamente cobertos por mantos de gelo ou por banquisas. O interior da Terra permanece ativo, com um manto espesso e relativamente sólido, um núcleo externo líquido que gera um campo magnético, e um núcleo interno sólido, composto sobretudo por ferro.

A Terra interage com outros objetos no espaço, em particular com o Sol e a Lua. No presente, a Terra orbita o Sol uma vez por cada 366,26 rotações sobre o seu próprio eixo, o que equivale a 365,26 dias solares ou um ano sideral. O eixo de rotação da Terra possui uma inclinação de 23,4° em relação à perpendicular ao seu plano orbital, produzindo variações sazonais na superfície do planeta com período igual a um ano tropical (365,24 dias solares). A Lua é o único satélite natural conhecido da Terra, tendo começado a orbitá-la há 4,53 bilhões de anos. É responsável pelas marés, estabiliza a inclinação axial da Terra e abranda gradualmente a rotação do planeta. Entre aproximadamente 4,1 e 3,8 bilhões de anos atrás, durante o intenso bombardeio tardio, impactos de asteroides causaram mudanças significativas na superfície terrestre.

Os recursos minerais da Terra em conjunto com os produtos da biosfera, fornecem recursos que são utilizados para suportar uma população humana global. Estes habitantes da Terra estão agrupados em cerca de 200 Estados soberanos, que interagem entre si por meio da diplomacia, viagens, comércio e ação militar. As culturas humanas desenvolveram várias crenças sobre o planeta, incluindo a sua personificação em uma deidade, a crença numa Terra plana, ou em que a Terra é o centro do universo, e uma perspectiva moderna do mundo como um ambiente integrado que requer proteção.

Os cientistas conseguiram reconstruir informação detalhada sobre o passado do planeta. O material datado mais antigo do Sistema Solar formou-se há 4,5672 ± 0,0006 bilhões de anos, e há cerca de 4,54 bilhões de anos (com incerteza inferior a 1%) a Terra e os outros planetas do Sistema Solar haviam-se formado a partir da nebulosa solar - uma massa discóide de poeiras e gás que havia sobrado da formação do Sol. Este processo de acreção da Terra ficou em grande parte completo em 10-20 milhões de anos. Inicialmente fundida, a camada exterior do planeta Terra arrefeceu, formando-se uma crosta sólida quando a água começou a acumular-se na atmosfera. A Lua formou-se pouco tempo depois, há 4,53 bilhões de anos.

O atual modelo consensual para a formação da Lua é a hipótese do grande impacto, segundo a qual a Lua foi criada quando um objeto do tamanho de Marte (por vezes chamado Theia) com cerca de 10% da massa da Terra chocou-se com esta de raspão. Neste modelo, alguma massa deste objeto ter-se-ia fundido com a Terra e uma outra porção teria sido ejetada para o espaço, mas material suficiente teria entrado em órbita e coalescido para formar a Lua.

A desgaseificação e a atividade vulcânica produziram a atmosfera primordial da Terra. O vapor de água condensado, a que se juntaram gelo e água líquida trazidos por asteroides e protoplanetas maiores, cometas, e objetos transneptunianos formaram os oceanos. O Sol recém-formado possuía apenas 70% da sua luminosidade atual, porém as evidências mostram que os oceanos antigos se mantiveram líquidos - uma contradição a que se deu o nome de paradoxo do jovem Sol fraco. A combinação de gases de estufa e níveis de atividade solar mais elevados serviu para aumentar a temperatura na superfície da Terra, evitando que os oceanos congelassem. Há cerca de 3,5 bilhões de anos, estabeleceu-se o campo magnético terrestre, o qual ajudou a evitar que a atmosfera fosse levada pelo vento solar.

Foram propostos dois modelos principais para a taxa de crescimento continental: crescimento estável até aos dias de hoje e crescimento rápido no início da história da Terra. As pesquisas atuais mostram que a segunda opção é mais provável, com crescimento inicial rápido da crosta continental seguido por uma área continental estável ao longo do tempo. A escalas de tempo com duração de milhões de anos, a superfície modificou-se continuamente à medida que os continentes se formaram e separaram. Os continentes migraram sobre a superfície, combinando-se ocasionalmente para formarem um supercontinente. Há aproximadamente 750 milhões de anos, um dos mais antigos supercontinentes conhecidos, Rodínia, começou a partir-se. Mais tarde, os continentes recombinaram-se para formarem Panótia há 600-540 milhões de anos, e finalmente Pangeia, que se fragmentou há 180 milhões de anos.

Atualmente, a Terra constitui o único exemplo de um ambiente que tenha dado origem à evolução da vida. Crê-se que reações químicas altamente energéticas tenham produzido uma molécula autorreplicadora há cerca de 4 bilhões de anos e que meio bilhão de anos mais tarde terá existido o último ancestral comum a toda a vida. O desenvolvimento da fotossíntese permitiu que a energia do Sol fosse utilizada diretamente pelas formas de vida; o oxigênio resultante acumulou-se na atmosfera e formou uma camada de ozônio (uma forma de oxigênio molecular [O ₃]) na alta atmosfera. A incorporação de células mais pequenas no interior de outras maiores resultou no desenvolvimento de células complexas ditas eucariotas. Os organismos verdadeiramente multicelulares formaram-se à medida que as células das colônias se tornaram cada vez mais especializadas. Ajudada pela absorção de radiação ultravioleta prejudicial pela camada de ozônio, a vida colonizou a superfície da Terra.

Desde a década de 1960 que se coloca a hipótese de ter ocorrido um evento glacial severo há entre 750 e 580 milhões de anos, durante o Neoproterozoico, o qual teria coberto grande parte do planeta com um manto de gelo. Esta hipótese, denominada da " Terra bola de neve", é de particular interesse porque precedeu a explosão cambriana, durante a qual as formas de vida multicelulares começaram a proliferar.

Após a explosão cambriana, há cerca de 535 milhões de anos, ocorreram cinco extinções em massa. A mais recente delas ocorreu há 65 milhões de anos, quando o impacto de um asteroide desencadeou a extinção dos dinossauros não aviários e de outros grandes répteis, mas poupou alguns animais pequenos como os mamíferos, que então se assemelhavam a musaranhos. Ao longo dos últimos 65 milhões de anos a vida mamífera diversificou-se, e há vários milhões de anos um animal semelhante a um hominoide, como o Orrorin tugenensis, adquiriu a capacidade de manter o corpo ereto. Tal permitiu o uso de ferramentas e encorajou a comunicação que forneceu a nutrição e estimulação necessárias a um cérebro maior, o que permitiu a evolução da raça humana. O desenvolvimento da agricultura, e mais tarde da civilização, permitiu aos humanos influenciarem a Terra num período de tempo muito curto, como nenhuma outra forma de vida havia sido capaz, afetando tanto a natureza como a quantidade de outras formas de vida.

O futuro da vida no planeta está intimamente ligado ao do Sol. Como resultado de uma acumulação contínua de hélio no núcleo do Sol, a luminosidade total da estrela irá lentamente aumentar. A luminosidade do Sol aumentará 10% ao longo dos próximos 1,1 bilhão de anos e 40% ao longo dos próximos 3,5 bilhões de anos. Os modelos climáticos indicam que o aumento da radiação atingindo a Terra provavelmente terá consequências catastróficas, incluindo a perda dos oceanos do planeta.

A crescente temperatura da superfície da Terra acelerará o ciclo do CO₂ inorgânico, reduzindo a sua concentração até valores letalmente baixos para as plantas (10 ppm para a fotossíntese C4) dentro de aproximadamente 500 milhões a 900 milhões de anos. A falta de vegetação terá como consequência a perda de oxigênio na atmosfera, pelo que a vida animal se extinguirá depois de mais alguns milhões de anos. Após outro bilhão de anos toda a água superficial terá desaparecido e a temperatura média global atingirá os 70 °C. Espera-se que a Terra permaneça efetivamente habitável por mais uns 500 milhões de anos a partir desse ponto, embora este período possa estender-se até aos 2,3 bilhões de anos se o nitrogênio for removido da atmosfera. Ainda que o Sol fosse eterno e estável, o continuado arrefecimento interno da Terra resultaria numa perda de grande parte do CO ₂ devido à redução do vulcanismo, e 35% da água dos oceanos desceria até ao manto devido à redução da libertação de vapor de água nas dorsais meso-oceânicas.

O Sol, como parte da sua evolução, tornar-se-á uma gigante vermelha dentro de cerca de 5 bilhões de anos. Os modelos prevêem que o Sol se expandirá até atingir cerca de 250 vezes o seu raio atual, aproximadamente 1 UA (150 000 000 km). O destino da Terra não é tão claro. Como uma gigante vermelha, o Sol perderá cerca de 30% da sua massa, portanto, sem efeitos de maré, a Terra irá deslocar-se para uma órbita a 1,7 UA (250 000 000 km) do Sol quando a estrela atingir o seu raio máximo. Esperava-se inicialmente, portanto, que o planeta escapasse de ser "engolido" pela rarefeita atmosfera exterior do Sol expandido, apesar de que a maior parte, se não a totalidade, da vida remanescente teria sido destruída pela crescente luminosidade solar (até um máximo de aproximadamente 5 000 vezes o seu nível atual). Contudo, uma simulação de 2008 indica que a órbita da Terra sofrerá deterioração, devido aos efeitos de maré e ao atrito, o que a levará a entrar na atmosfera do Sol gigante vermelha e a ser vaporizada.

A Terra é um planeta telúrico, o que significa que é um corpo rochoso, e não um gigante gasoso como Júpiter. É o maior dos quatro planetas telúricos do Sistema Solar tanto em tamanho como em massa. Dentre estes quatro planetas, a Terra é também aquele com maior densidade, maior gravidade de superfície, o campo magnético mais forte, e a rotação mais rápida. É também o único planeta com tectônica de placas ativa.

A forma da Terra aproxima-se muito de um esferoide oblato, uma esfera achatada segundo o eixo de polo a polo de tal forma que existe uma saliência ao longo do equador. Esta saliência resulta da rotação da Terra, e faz com que o diâmetro no equador seja 43 km maior do que o diâmetro de polo a polo. O diâmetro médio do esferoide de referência é aproximadamente 12 742 km o que equivale aproximadamente a 40 000 km/ π, uma vez que o metro foi originalmente definido como sendo 1/10 000 000 da distância do equador ao Polo Norte passando por Paris, França.

A topografia local desvia-se deste esferoide idealizado ainda que, numa escala global, estes desvios sejam muito pequenos: a Terra tem uma tolerância de cerca de uma parte em 584, ou 0,17%, do esferoide de referência, o que é menor que a tolerância de 0,22% permitida nas bolas de bilhar. Os maiores desvios locais na superfície rochosa da Terra são o Monte Everest (8 848 m acima do nível do mar) e a Fossa das Marianas (10 984 m abaixo do nível do mar). Devido à saliência equatorial, os locais da superfície mais afastados do centro da Terra são os cumes do Chimborazo no Equador e de Huascarán no Peru.

A massa da Terra é aproximadamente 5,98×10 ²⁴ kg. Está composta sobretudo por ferro (32,1%), oxigênio (30,1%), silício (15,1%), magnésio (13,9%), enxofre (2,9%), níquel (1,8%), cálcio (1,5%), e alumínio (1,4%); os restantes 1,2% consistem de quantidades vestigiais de outros elementos. Por causa da segregação da massa, crê-se que a região do núcleo seja, sobretudo, composta por ferro (88,8%), com quantidades menores de níquel (5,8%), enxofre (4,5%), e menos de 1% de elementos vestigiais.

O interior da Terra, assim como o de outros planetas telúricos, é dividido em camadas definidas com base nas suas propriedades químicas e físicas ( reológicas), mas ao contrário dos outros planetas telúricos tem um núcleo interno e um núcleo externo distintos. A camada exterior da Terra é uma crosta silicatada, sólida, quimicamente distinta, subjacente à qual se encontra um manto sólido altamente viscoso. A crosta está separada do manto pela descontinuidade de Mohorovičić, e a espessura da crosta varia: em média 6 km sob os oceanos e 30 a 50 km sob os continentes. A crosta e a porção fria e rígida do manto superior são coletivamente designados litosfera, e é da litosfera que estão compostas as placas tectônicas. Abaixo da litosfera encontra-se a astenosfera, uma camada de viscosidade relativamente baixa sobre a qual a litosfera se desloca. Entre as profundidades de 410 e 660 km abaixo da superfície, encontra-se uma zona de transição que separa o manto superior do manto inferior, e onde ocorrem alterações importantes na estrutura cristalina. Sob o manto, encontra-se um núcleo externo líquido de baixa viscosidade, que envolve um núcleo interno sólido. O núcleo interno pode girar a uma velocidade angular ligeiramente mais alta que o restante planeta, avançando 0,1-0,5° por ano.

Corte do interior da Terra, do núcleo para a exosfera. Não está à escala.

Profundidade
km

Camada

Densidade
g/cm³

0-60

Litosfera

-

0-35

... Crosta

2,2-2,9

35-60

... Manto superior

3,4-4,4

35-2 890

Manto

3,4-5,6

100-700

... Astenosfera

-

2 890-5 100

Núcleo externo

9,9-12,2

5 100-6 378

Núcleo interno

12,8-13,1

A energia térmica da Terra provém de uma combinação de energia térmica residual oriunda da acreção planetária (cerca de 20%) e calor produzido via decaimento radioativo (80%). Os principais isótopos fontes de calor na Terra são potássio-40, urânio-238, urânio-235 e tório-232. No centro do planeta, a temperatura pode chegar aos 7 000 K e a pressão poderá chegar aos 360 GPa. Uma vez que grande parte da energia térmica é proveniente do decaimento radioativo, os cientistas crêem que cedo na história da Terra, antes de se terem esgotado os isótopos com meias-vidas curtas, a produção de energia térmica na Terra teria sido muito maior. Esta produção de energia adicional, o dobro da atual há aproximadamente 3 bilhões de anos, teria aumentado os gradientes de temperatura no interior da Terra, aumentando as velocidades da convecção mantélica e da tectônica de placas, e permitindo a produção de rochas ígneas como os komatiitos que não se formam na atualidade.

A taxa média de calor entre o interior e a superfície da crosta terrestre é , implicando uma taxa de calor global de . Uma parte da energia térmica do núcleo é transportada em direção à crosta por plumas mantélicas, uma forma de convecção que consiste na ascensão de rocha mais quente. Estas plumas podem produzir pontos quentes e derrames de basalto. Mais da energia térmica da Terra é perdida por intermédio da tectônica de placas, na ascensão do manto associada às cristas meso-oceânicas. O último dos principais modos de perda de energia é a condução através da litosfera, a maioria da qual ocorre nos oceanos pois ali a crosta é muito mais delgada do que nos continentes.

A camada exterior mecanicamente rígida da Terra, a litosfera, está partida em vários pedaços chamados placas tectônicas. Estas placas são segmentos rígidos que se movem uns relativamente aos outros ao longo de um de três tipos de fronteiras entre placas: limites convergentes, onde duas placas movendo-se em direções opostas se encontram, limites divergentes, onde duas placas são afastadas uma da outra, e limites transformantes, onde duas placas deslizam uma pela outra lateralmente. Ao longo destas fronteiras entre placas podem ocorrer sismos, atividade vulcânica, formação de montanhas ou de fossas oceânicas. As placas tectônicas movem-se sobre a astenosfera, a porção sólida e menos viscosa do manto superior que pode fluir e mover-se juntamente com as placas, e o seu movimento está estreitamente relacionada com os padrões de convecção no interior do manto.

À medida que as placas tectônicas migram pelo planeta, o fundo oceânico é subduzido sob as orlas das placas nos limites convergentes. Paralelamente, a ascensão de material mantélico nos limites divergentes cria dorsais meso-oceânicas. A combinação destes processos recicla continuamente a crosta oceânica no manto. Por causa desta reciclagem, a maior parte da crosta oceânica tem menos de 100 milhões de anos de idade. A crosta oceânica mais antiga situa-se no Pacífico Ocidental, e tem uma idade estimada de 200 milhões de anos. Comparando, a crosta continental datada mais antiga tem 4 030 milhões de anos de idade.

Outras placas dignas de nota são a placa arábica, a placa caribenha, a placa de Nazca ao largo da costa ocidental da América do Sul e a placa de Scotia no Atlântico Sul. A placa indiana fundiu-se com a placa australiana há entre 50 e 55 milhões de anos. As placas com velocidade de deslocamento maior são as placas oceânicas, com a placa de Cocos a avançar à velocidade de 75 mm/ano e a placa do Pacífico que se move a 52-69 mm/ano. No outro extremo, a placa com deslocamento mais lento é a placa eurasiática, que se desloca a uma velocidade típica de aproximadamente 21 mm/ano.

O relevo da superfície terrestre varia significativamente de local para local. Cerca de 70,8% da superfície terrestre está coberta por água, com grande parte da plataforma continental situada abaixo do nível do mar. A superfície submergida possui características montanhosas, incluindo um sistema de dorsal meso-oceânica global, bem como vulcões submarinos, fossas oceânicas, cânions submarinos, planaltos oceânicos e planícies abissais. Os restantes 29,2% não cobertos por água consistem de montanhas, desertos, planícies, planaltos e outras geomorfologias.

As formas da superfície da Terra sofrem mudanças ao longo de períodos de tempo geológicos devido ao efeito da erosão e da tectônica. Estruturas superficiais criadas ou deformadas pela tectônica de placas estão continuamente sujeitas à meteorização causada pela precipitação, ciclos térmicos e efeitos químicos. Glaciações, erosão costeira, recifes de coral e grandes impactos de meteoritos, atuam também na alteração das formas da superfície terrestre.

A crosta continental consiste de material com densidade menor, como as rochas ígneas granito e andesito. O basalto, uma rocha vulcânica densa que é o principal constituinte dos fundos oceânicos, é menos comum. As rochas sedimentares formam-se a partir da acumulação de sedimentos que são compactados. Quase 75% das superfícies continentais estão cobertas por rochas sedimentares, apesar de elas formarem apenas 5% da crosta.

A terceira forma de material rochoso encontrada na Terra são as rochas metamórficas, criadas pela transformação de tipos de rocha pré-existentes por meio de altas pressões, altas temperaturas, ou ambas. Entre os minerais silicatados mais abundantes à superfície da Terra incluem-se o quartzo, os feldspatos, anfíbola, mica, piroxênio e olivina. Minerais carbonatados comuns incluem calcita (encontrada nos calcários) e dolomita.

A pedosfera é a camada mais externa da Terra que é composta por solo, e está sujeita à pedogênese. Existe no interface da litosfera, atmosfera, hidrosfera e da biosfera. Atualmente, cerca de 13,31% da superfície de terra firme do planeta é arável, com apenas 4,71% suportando culturas permanentes. Cerca de 40% da terra firme é utilizada para pastagem e cultivo, com 3,4×10 ⁷ km² utilizados para pastagem e 1,3×10 ⁷ km² utilizados para cultivo.

A abundância de água na superfície da Terra é uma característica única que distingue o "Planeta Azul" dos outros planetas do Sistema Solar. A hidrosfera da Terra consiste principalmente de oceanos, mas tecnicamente inclui todas as superfícies aquáticas do mundo, incluindo mares interiores, lagos, rios, e águas subterrâneas até à profundidade de 2 000 m. O local situado a maior profundidade debaixo de água é a depressão Challenger na fossa das Marianas, no Oceano Pacífico, com uma profundidade de -10 911,4 m.

A massa dos oceanos é aproximadamente 1,35 ×10 ¹⁸ toneladas, ou cerca de 1/4 400 da massa total da Terra. Os oceanos cobrem uma área de 3,618×10 ⁸ km² com uma profundidade média de 3 682 m, resultando num volume estimado de 1,332×10 ⁹ km³. Se toda a superfície da Terra fosse estendida de maneira uniforme, a água atingiria uma altitude superior a 2,7 km. Cerca de 97,5% da água é salgada, sendo os 2,5% restantes água doce. A maior parte da água doce, cerca de 68,7%, é atualmente gelo.

A salinidade média dos oceanos da Terra é aproximadamente 35 gramas de sal por quilograma de água do mar. (35 ‰). A maior parte deste sal foi libertada pela atividade vulcânica ou extraída de rochas ígneas frias. Os oceanos são também um reservatório de gases atmosféricos dissolvidos, que são essenciais para a sobrevivência de muitas formas de vida aquáticas. A água do mar tem uma influência importante sobre o clima do mundo, com os oceanos a funcionarem como um grande reservatório de calor. Alterações na distribuição da temperatura dos oceanos podem causar mudanças climáticas significativas, como o El Niño.

A Terra possui uma atmosfera, cuja pressão na superfície é, em média, de 101,325 kPa, com uma altura de escala de 8,5 km. É composta por 78% nitrogênio e 21% oxigênio, com traços de vapor de água, dióxido de carbono e outras moléculas gasosas. A altura da troposfera varia com a latitude variando entre os 8 km nos polos e os 17 km no equador, com alguma da variação resultante do tempo e de fatores sazonais. A atmosfera terrestre é composta por diferentes camadas: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera, organizadas em ordem crescente da distância à superfície terrestre.

A biosfera terrestre alterou significativamente a atmosfera da Terra desde sua formação. O surgimento da fotossíntese, há 2,7 bilhões de anos, permitiu a formação de uma atmosfera composta primariamente de oxigênio e nitrogênio. Esta mudança permitiu a proliferação de organismos aeróbicos, bem como a formação de uma camada de ozônio, que bloqueia a radiação ultravioleta, permitindo a vida sobre terra. Outras funções atmosféricas importantes para a vida na Terra são o transporte de vapor de água, o fornecimento de gases úteis, a proteção contra pequenos meteoros que se desintegram na atmosfera (visto que a maioria se desintegra devido ao intenso calor na entrada atmosférica antes de impactar a superfície terrestre), e a moderação da temperatura. Este último fenômeno é conhecido como o efeito estufa: pequenas quantidades de gases na atmosfera absorvem a energia térmica emitida pela superfície, aumentando assim a temperatura média do planeta. Dióxido de carbono, vapor de água, metano e ozônio são os principais gases do efeito estufa na atmosfera terrestre. Sem este efeito de retenção do calor, a temperatura média na superfície terrestre seria de −18 °C, e a vida provavelmente não existiria.

Tempo e clima

As principais faixas de circulação atmosférica consistem nos ventos alísios na região equatorial até aos 30º de latitude e nos ventos do oeste nas latitudes entre 30° e 60°. As correntes oceânicas também são fatores importantes na determinação do clima, especialmente a circulação termoalina, que distribui a energia térmica dos oceanos equatoriais para as regiões polares.

O vapor de água gerado pela evaporação superficial é transportado pela circulação atmosférica. Quando as condições atmosféricas permitem a ascensão de ar quente e úmido, esta água condensa-se em nuvens, e volta à superfície na forma de precipitação. A maior parte desta água é então transportada para regiões mais baixas da superfície terrestre pelos rios, e usualmente regressa aos oceanos ou é depositada em lagos. Este ciclo da água, é um mecanismo vital para a manutenção da vida na Terra, e é um fator primário na erosão de formas da superfície terrestre ao longo de períodos geológicos. Os padrões de precipitação variam amplamente, variando desde vários metros de água por ano até menos de um milímetro. Esta variação é determinada pela circulação atmosférica, características topológicas e diferenças de temperatura.

A quantidade de energia solar que atinge a Terra diminui com o aumento da latitude. A latitudes mais altas a luz solar atinge a superfície com ângulos de incidência menores e tem de atravessar colunas mais espessas da atmosfera. Como resultado, a temperatura média anual do ar ao nível do mar diminui cerca de 0,4 °C por cada grau de latitude à medida que nos afastamos do equador.

A Terra pode ser subdividida em várias faixas latitudinais de clima aproximadamente homogêneo. Variando do equador para os polos, estes são os climas tropicais, subtropicais, temperados e polares. O clima também pode ser classificado com base na temperatura e precipitação, com as regiões climáticas caracterizadas por massas de ar relativamente uniformes. A classificação climática de Köppen, muito utilizada, inclui cinco grupos (tropical húmido, árido, húmido de latitude moderada, continental e polar frio), que estão divididos em subgrupos mais específicos.

Alta atmosfera

Acima da troposfera, a atmosfera é geralmente dividida em estratosfera, mesosfera e termosfera. Cada uma destas camadas possui o seu próprio gradiente adiabático, definindo a taxa de variação da temperatura com a altitude. Para lá destas camadas, localiza-se a exosfera, que se desvanece na magnetosfera onde o campo magnético terrestre interage com o vento solar. Na estratosfera encontra-se a camada de ozônio, um componente que absorve uma parcela significativa da radiação ultravioleta solar e que é, por essa razão, importante para a vida na Terra. Não existe uma fronteira definida entre a atmosfera e o espaço, porém, a linha de Kármán, uma região 100 km acima da superfície terrestre, é utilizada como uma definição funcional de fronteira entre a atmosfera e o espaço.

A energia térmica faz com que algumas moléculas na orla exterior da atmosfera terrestre tenham a sua velocidade aumentada ao ponto de poderem escapar à gravidade terrestre. Isto resulta na perda gradual e constante da atmosfera para o espaço. O hidrogênio não fixado, devido à sua baixa massa molecular, pode atingir a velocidade de escape mais facilmente e por isso a taxa de perda de hidrogênio é maior do que a de outros gases. A perda de hidrogênio para o espaço contribui para que a Terra tenha passado de um estado inicialmente redutor para o seu estado oxidante atual. A fotossíntese forneceu uma fonte de oxigênio livre, mas acredita-se que a perda de agentes redutores como o hidrogênio foi um fator necessário para a acumulação em grande escala de oxigênio na atmosfera terrestre. Assim sendo, o escape de hidrogênio pode ter influenciado a natureza da vida que se desenvolveu no planeta. Na atual atmosfera rica em oxigênio, a maior parte do hidrogênio livre é convertida em água antes de ter a oportunidade de escapar. Ao invés disso, a principal causa da perda de hidrogênio na atmosfera é a decomposição do metano na alta atmosfera.

O campo magnético terrestre possui aproximadamente o formato de um 7,91 × 10 dipolo magnético, com os polos presentemente localizados próximos aos polos geográficos do planeta. No equador do campo magnético, a força do campo magnético à superfície do planeta é , com momento de dipolo magnético global de ¹⁵ T m³. De acordo com a teoria do dínamo, o campo magnético terrestre é gerado no interior do núcleo exterior em fusão, onde o calor gera deslocamentos convectivos de materiais condutores, gerando correntes elétricas. Estas, por seu lado, produzem o campo magnético terrestre. Os deslocamentos convectivos no núcleo externo são caóticos; os polos magnéticos migram e o seu alinhamento muda periodicamente. Tal resulta em inversões geomagnéticas a intervalos irregulares, em média a cada milhão de anos. A inversão mais recente ocorreu há aproximadamente 700 mil anos.

O campo magnético forma a magnetosfera terrestre, que desvia as partículas do vento solar. A orla de sotavento do choque em arco está localizada a cerca de 13 raios terrestres. A colisão do campo magnético com o vento solar forma os cinturões de Van Allen, um par de regiões de partículas carregadas concêntricas e em forma de toro. Quando o plasma do vento solar entra na atmosfera terrestre nos polos magnéticos é criada uma aurora polar.

O período de rotação da Terra relativamente ao Sol (um dia solar) é de 86 400 segundos de tempo solar (86 400,0025 segundos SI). Como o dia solar da Terra é atualmente um pouco mais longo do que era durante o século XIX, devido à aceleração de maré, cada dia é entre 0 e 2 ms mais longo.

O período de rotação da Terra relativamente às estrelas fixas, o chamado dia estelar de acordo com o Serviço Internacional da Rotação da Terra (SIRT), é de 86 164,098903691 segundos de tempo solar médio (UT1), ou 23 horas, 56 minutos, 4,098903691 segundos. O período de rotação da Terra relativamente à precessão dos equinócios, o chamado dia sideral, é de 86 164,09053083288 segundos de tempo solar médio, ou 23 horas, 56 minutos, 4,09053083288 segundos. Portanto, o dia sideral é menor do que o dia estelar em cerca de 8,4 milissegundos. A duração do dia solar médio em segundos SI está disponível no SIRT para os períodos 1623-2005 e 1962-2005.

Excluindo meteoros no interior da atmosfera terrestre e satélites de órbita baixa, o movimento aparente dos corpos celestes no céu terrestre faz-se para oeste, à razão de 15°/h = 15'/min. Para corpos próximos do equador celeste isto é equivalente ao diâmetro aparente do Sol ou da Lua a cada dois minutos, uma vez que os tamanhos aparentes do Sol e da Lua são idênticos quando observados desde a superfície do planeta.

A Lua gira com a Terra em torno de um baricentro comum, a cada 27,32 dias, relativamente às estrelas de fundo. Quando combinado com a revolução comum do sistema Terra-Lua em torno do Sol, o período do mês sinódico, de uma lua nova à seguinte, é de 29,53 dias. Vistos do polo norte celeste, o movimento da Terra, da Lua, e suas rotações axiais, são todos anti-horários. Quando a Terra e o Sol são vistos do espaço, desde uma posição acima dos polos norte dos dois corpos celestes, a direção aparente da translação terrestre em torno do Sol é anti-horária. Os planos orbitais e axiais não estão precisamente alinhados: a Terra apresenta uma inclinação axial de 23,5 graus, a contar da perpendicular ao plano Terra-Sol, e o plano Terra-Lua tem uma inclinação de 5 graus em relação ao plano Terra-Sol. Na ausência desta inclinação, ocorreriam eclipses a cada duas semanas, alternando entre eclipses lunares e solares.

O raio da esfera de Hill, ou esfera de influência gravitacional, da Terra é de 1,5 Gm (1 500 000 km). Esta é a distância máxima dentro do qual a influência da gravidade da Terra é maior do que a influência da gravidade do Sol e dos outros planetas. Objetos orbitando a Terra precisam ficar dentro desta esfera, ou poderão ser libertados pela perturbação gravitacional do Sol.

A Terra, em conjunto com o Sistema Solar, está localizada dentro da galáxia Via Láctea, orbitando a cerca de 28 000 anos-luz do centro da galáxia. Presentemente, o Sistema Solar está localizado 20 anos-luz acima do plano equatorial da galáxia, no Braço de Órion.

Por causa da inclinação axial da Terra, a quantidade de luz solar recebida por um ponto qualquer na superfície terrestre varia ao longo do ano. Isto resulta na variação sazonal do clima, com os verões no hemisfério norte a ocorrerem quando o polo está voltado para o Sol, e o inverno ocorrendo quando o polo está voltado para a direção oposta à do Sol. No hemisfério sul, a situação é invertida, visto que o polo sul está orientado na direção oposta do polo norte. Durante o verão, os dias são mais longos, e o Sol sobe mais alto no céu. Durante o inverno, o clima torna-se no geral mais frio, e os dias mais curtos. As diferenças sazonais aumentam à medida que se viaja em direção aos polos, sendo um caso extremo o que ocorre acima do Círculo Polar Ártico e abaixo do Círculo Polar Antártico, durante uma parte do ano em que tais regiões não recebem luz solar - uma noite polar.

O ângulo da inclinação axial da Terra é relativamente estável durante longos períodos de tempo. Porém, esta inclinação sofre nutação - um movimento ligeiro e irregular, com um período principal de 18,6 anos. A orientação do ângulo também muda com o tempo, completando uma precessão circular a cada 25 800 anos; esta precessão é a causa da diferença entre um ano sideral e um ano tropical. Ambos os movimento são causados pela atração gravitacional variável do Sol e da Terra sobre a saliência equatorial do planeta. Na perspetiva da Terra, os polos terrestres também migram alguns metros por ano ao longo da superfície do planeta. Este movimento polar possui vários componentes cíclicos, que são chamados coletivamente movimento quasi-periódico. Além do componente anual deste movimento, existe um ciclo de 14 meses, chamado de bamboleio de Chandler. A velocidade de rotação da Terra também varia, em um fenômeno chamado de variação da duração do dia.

Em tempos modernos, o periélio da Terra ocorre em 3 de janeiro, e o afélio em torno de 4 de julho. Porém, estas datas variam ao longo do tempo, devido à precessão e outros fatores orbitais que seguem padrões cíclicos conhecidos como ciclos de Milankovitch. A distância variável entre a Terra e o Sol resulta em um aumento de 6,9% na energia solar que alcança a Terra no periélio, relativamente ao afélio. Visto que o hemisfério sul da Terra está inclinado em direção ao Sol aproximadamente no mesmo período do periélio, a quantidade de energia solar recebida pelo hemisfério sul é ligeiramente maior do que a recebida pelo hemisfério norte, ao longo de um ano. Porém, este efeito é muito menos significativo do que a variação total da energia devida à inclinação axial, e a maior parte deste excesso é absorvida pela maior proporção de água existente no hemisfério sul.

Ver artigo principal: Lua

A Lua é um satélite natural, relativamente grande e similar a um planeta telúrico com diâmetro cerca de um quarto daquele da Terra. É o maior satélite do Sistema Solar, relativamente ao tamanho de seu planeta, embora Caronte possua um maior tamanho relativo, em comparação ao planeta anão que orbita, Plutão. Os satélites naturais orbitando outros planetas são chamados de "luas", em referência à Lua da Terra.

A atração gravitacional entre a Terra e a Lua causa as marés na Terra. Este mesmo efeito na Lua conduziu ao seu chamado acoplamento de maré: os períodos de rotação e de translação da Lua à volta da Terra são iguais. Como resultado, apresenta-se sempre com o mesmo lado quando vista da Terra. À medida que a Lua orbita a Terra, diferentes partes da Lua são iluminadas pelo Sol, criando as fases lunares; a parte escura da Lua é separada da parte visível pelo terminador.

Devido à interação das suas marés, a Lua afasta-se da Terra à razão de 38 milímetros por ano. Ao longo de milhões de anos, estas pequenas modificações - e o aumento da duração de um dia terrestre em cerca de 23 microssegundos por ano - resultam em alterações significativas. Durante o período Devoniano, por exemplo, (há cerca de 410 milhões de anos) um ano terrestre tinha 400 dias (com cada dia a durar ligeiramente menos que 22 horas).

A Lua pode ter afetado dramaticamente o desenvolvimento da vida ao moderar o clima do planeta. Evidências paleontológicas e simulações de computador mostram que a inclinação axial do planeta é estabilizada pelas interações de maré com a Lua.

A Lua está localizada a uma distância da Terra a qual permite que, quando vista desta última, tenha um diâmetro aparente aproximadamente igual ao do Sol. O diâmetro angular destes dois corpos é bastante similar, pois apesar de possuir um diâmetro real cerca de 400 vezes maior do que a Lua, o Sol também está situado a uma distância 400 vezes maior que aquela entre a Terra e a Lua.

A teoria mais aceita sobre a origem da Lua, a hipótese do grande impacto, argumenta que a Lua se formou após a colisão entre a Terra e um protoplaneta com o tamanho de Marte chamado Theia. Esta hipótese explica (entre outras coisas) a menor abundância relativa de ferro e elementos voláteis na Lua, e o fato de a sua composição ser bastante similar à da crosta terrestre.

A Terra possui ao menos cinco quasi-satélites, incluindo 3753 Cruithne e .

Em 27 de junho de 2011, astrônomos reportaram um asteroide troiano acompanhando a Terra, compartilhando a órbita da Terra ao redor do Sol, estando no ponto triangular de Lagrange L4.

Até 2011, existiam 931 satélites artificiais fabricados pelo homem em operação orbitando a Terra. Tratando-se de satélites inoperantes e destroços de naves espaciais, estima-se haver mais de 300 000 peças em órbita constituindo o lixo espacial. O maior satélite artificial da Terra é a Estação Espacial Internacional, onde residem atualmente seis astronautas de diversas nacionalidades.

Um planeta habitável é aquele que pode sustentar vida, mesmo que esta não se tenha originado nesse planeta. A Terra fornece as condições atualmente entendidas como necessárias, que são água no estado líquido, um ambiente onde moléculas orgânicas complexas se podem formar, e energia suficiente para sustentar o metabolismo. A distância entre a Terra e o Sol, bem como sua excentricidade orbital, taxa de rotação, inclinação axial, história geológica, sua atmosfera e seu campo magnético protetor, todos contribuem para produzir e manter as condições que se crêem necessárias ao aparecimento e manutenção da vida no planeta.

A Terra é o único local onde se sabe existir vida. O conjunto das formas de vida do planeta é por vezes designado " biosfera". A biosfera provavelmente começou a evoluir há 3,5 bilhões de anos. Divide-se em biomas, habitados por fauna e flora similares nos seus traços gerais. Nas áreas continentais os biomas são separados primariamente pela latitude, altitude e umidade. Os biomas localizados no interior dos Círculos Polares Ártico ou Antártico, a grande altitude e em regiões extremamente áridas, são pobres em plantas e animais; a biodiversidade é maior nas terras baixas e úmidas da região equatorial.

A Terra fornece recursos que são exploráveis pela espécie humana para fins úteis. Alguns destes recursos são não renováveis, como os combustíveis fósseis, recursos difíceis de serem repostos em um período curto de tempo.

Grandes depósitos de combustíveis fósseis existem na crosta terrestre, consistindo de carvão, petróleo, gás natural e clatrato de metano. Estes depósitos são utilizados pela humanidade seja para produção de energia, seja como matérias-primas para a indústria química. Depósitos minerais também se formaram na crosta terrestre, por meio de processos de formação de depósitos minerais, resultantes da erosão e da tectônica de placas. Estes depósitos constituem fontes concentradas de vários metais e de elementos químicos úteis.

O uso das áreas terrestres pela humanidade, em 1993, era:

A área estimada de terra irrigada em 1993 era de 2 481 250 km².

Vastas áreas do planeta estão sujeitas a condições climáticas extremas, tais como ciclones, furacões ou tufões, que dominam a vida nestas áreas. Muitos locais estão sujeitos a sismos, tsunamis, erupções vulcânicas, tornados, dolinas, tempestades de neve, inundações, secas prolongadas, e outras calamidades e desastres naturais.

Muitas áreas localizadas estão sujeitas à poluição de origem humana do ar e da água, chuva ácida e substâncias tóxicas, perda de vegetação ( sobrepastoreio, desflorestação, desertificação), perda da vida selvagem, extinção de espécies, degradação do solo, esgotamento do solo, erosão, e introdução de espécies invasoras.

Segundo as Nações Unidas, existe um consenso científico que liga as atividades humanas ao aquecimento global devido às emissões industriais de dióxido de carbono. Prevê-se que este aquecimento global produza mudanças tais como o derretimento das geleiras e dos mantos de gelo, variações de temperatura mais extremas, mudanças significativas nas condições do tempo, e uma subida do nível médio do mar.

Se tem conhecimento sobre o tema abordado, edite a página e inclua as informações mais recentes, citando Este artigo ou seção pode conter informações desatualizadas. fontes fiáveis e independentes. -Encontre fontes: ABW * CAPES * Google (N * L * A)

A cartografia, ou o estudo e prática da elaboração de mapas, e indiretamente a geografia, têm sido ao longo da história disciplinas dedicadas à representação da Terra. A topografia, ou a determinação de localizações e distâncias, e em menor grau a navegação, ou a determinação da posição e direção, desenvolveram-se lado a lado com a cartografia e a geografia, fornecendo e quantificando adequadamente a informação necessária.

Em 12 de dezembro de 2009 a Terra tinha aproximadamente 6 803 000 000 habitantes humanos. As projeções indicam que a população mundial atingirá os 9,2 bilhões em 2050. A maior parte do crescimento deverá ocorrer nos países em desenvolvimento. A densidade populacional humana varia amplamente pelo mundo, mas a maioria vive na Ásia. Crê-se que em 2020, 60% da população viva em áreas urbanas.

Estima-se que apenas um oitavo da superfície da Terra seja adequada para os humanos habitarem - três quartos estão cobertos por oceanos, e metade da área de terra ou é deserto (14%), alta montanha (27%), ou outro terreno menos adequado. O assentamento humano situado mais a norte é Alert, na ilha de Ellesmere em Nunavut, Canadá. (82°28′N) O assentamento humano situado mais a sul é a Estação Polo Sul Amundsen-Scott, na Antártica, no Polo Sul geográfico.

Nações soberanas independentes reclamam para si a totalidade da superfície terrestre, excetuando-se algumas partes da Antártica e a ímpar área não reclamada de Bir Tawil entre o Egito e o Sudão. Em 2011 existem 203 estados soberanos, incluindo os 192 estados-membros das Nações Unidas. Além destes, existem 59 territórios dependentes, e várias áreas autônomas ou disputadas e outras entidades. Historicamente, a Terra nunca teve um governo soberano com autoridade sobre a totalidade do mundo, embora vários estados-nação tenham, sem sucesso, aspirado à dominação mundial.

A Organização das Nações Unidas é uma organização intergovernamental que foi criada com o objetivo de intervir em disputas entre nações, de maneira a evitar conflitos armados. Não é, contudo, um governo mundial. Serve primeiramente como um fórum da diplomacia e lei internacionais. Quando o consenso entre os membros o permite, constitui um mecanismo de intervenção armada.

O primeiro humano a orbitar a Terra foi Iuri Gagarin em 12 de abril de 1961. Ao todo, e até 2004, cerca de 400 pessoas visitaram o espaço exterior e entraram em órbita à volta da Terra, e destas, doze caminharam sobre a Lua. Normalmente os únicos humanos no espaço são os que se encontram na Estação Espacial Internacional. A tripulação da estação, atualmente constituída por seis pessoas, é geralmente substituída de seis em seis meses. A distância maior desde a Terra que os humanos percorreram foi de 400 171 km, durante a missão Apollo 13 em 1970.

O nome Terra não tem origem no nome de um deus grego ou romano, como é o caso dos restantes planetas. A palavra deriva do latim terra, que significa solo, região, país. O símbolo astronômico da Terra é uma cruz envolvida por um círculo.

Ao contrário dos restantes planetas do Sistema Solar, a humanidade começou a ver a Terra como um objeto móvel em órbita à volta do Sol apenas no século XVI. A Terra foi personificada em várias culturas como uma deidade, em particular, como uma deusa. Em várias culturas, a deusa-mãe, também chamada de Terra Mãe, é uma deidade da fertilidade. Mitos de criação de várias religiões incluem histórias envolvendo a criação da Terra por uma ou mais deidades sobrenaturais. Uma variedade de grupos religiosos, muitas vezes associados com ramos fundamentalistas do protestantismo e do islão, argumentam que suas interpretações destes mitos de criação em textos sagrados são literalmente verdadeiras e deveriam ser consideradas paralelamente ou substituir os argumentos científicos sobre a criação da Terra e a origem e desenvolvimento da vida. A comunidade científica, bem como outros grupos religiosos, opõem-se a estes argumentos. Um exemplo proeminente é a controvérsia entre criacionismo e evolução.

No passado, existiram graus variáveis de crença na hipótese da Terra plana, mas tal ideia foi substituída pelo conceito da Terra esférica devido à observação e circum-navegação da Terra. A perspectiva humana da Terra mudou desde o advento das viagens espaciais, e a biosfera é atualmente vista desde uma perspectiva global e integrada. Um exemplo é o crescimento do movimento ambiental, que se preocupa com as consequências das atividades humanas no planeta.

1. afélio = a × (1 + e); periélio = a × (1 - e), em que a é o eixo semimaior e e é a excentricidade.

2. ↑ A referência lista a longitude do nó ascendente como sendo -11,26064°, o que equivale a 348,73936° pois qualquer ângulo é igual a si mesmo mais 360°.

3. Por causa de flutuações naturais, ambiguidades sobre ↑ plataformas de gelo, e convenções de cartografia sobre data verticais, valores exatos sobre a extensão de terra e oceanos não são significativos. Com base em dados do Mapa Vectorial e em conjuntos de dados de Global Landcover, os valores extremos para a extensão de lagos e cursos de água são 0,6% e 1,0% da superfície da Terra. Os mantos de gelo da Antártica e Groenlândia são contabilizados como terra, ainda que muita da rocha que os suporta se encontre abaixo do nível do mar.

4. No presente, os restantes planetas do sistema solar são ou demasiado quentes ou demasiado frios para poderem suportar água líquida nas suas superfícies em equilíbrio vapor-líquido. Até 2007 foi detectado vapor de água na atmosfera de apenas um único planeta extra-solar, e trata-se de um gigante gasoso. Ver: ↑ Tinetti,G.; Vidal-Madjar, A.; Liang, M.C.; Beaulieu, J. P.; Yung, Y.; Carey, S.; Barber, R. J.; Tennyson, J.; Ribas, I (julho de 2007). "Water vapour in the atmosphere of a transiting extrasolar planet". Nature. 448 (7150): 169-171. PMID 17625559. doi:10.1038/nature06002

5. ↑ O número de dias solares é menor do que o número de dias siderais (por exatamente um dia) porque o movimento orbital da Terra em torno do Sol resulta em uma revolução adicional do planeta em torno de seu eixo.

6. ↑ Localmente varia entre os 5 e 200 km.

7. ↑ Localmente varia entre os 5 e 70 km.

8. Incluindo a ↑ placa somali, a qual se encontra atualmente no processo de formação a partir da placa africana. Ver:

9. Esta é a medição efetuada pelo navio ↑ Kaikō em Março de 1995 e crê-se que seja a mais exata medição até à data.

10. A área total da superfície da Terra é 5.1×10↑ ⁸ km². Numa primeira aproximação, a profundidade média seria a razão entre os dois, ou 2,7 km.

11. Aoki, a fonte original destes dados, utiliza o termo "segundos de UT1" ao invés de "segundos de tempo solar médio".↑ Aoki, S. (1982). "The new definition of universal time". Astronomy and Astrophysics. 105 (2): 359-361

12. Para a Terra, a ↑ esfera de Hill é

,

ondem é a massa da Terra, a é uma Unidade Astronômica, e M é a massa do Sol. Assim sendo, o raio em UA é de cerca de: .

13. ↑ O afélio corresponde a 103,4% da distância do periélio. Devido à lei do quadrado inverso, a radiação solar recebida pelo planeta no periélio é de 106,9% em relação ao afélio.

14. Na imagem um ↑ pixel equivale a 100 quilômetros ou 10.000 quilômetros quadrados.

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Ver também

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Este artigo foi inicialmente traduzido, total ou parcialmente, do artigo da Wikipédia em inglês cujo título é "Earth", especificamente desta versão.

# data[].attributes.attachment_link.description
Terra Planeta principal Fotografia A Bolinha Azul obtida durante a missão Apollo 17, em 1972 Características orbitais Semieixo maior 149 598 261 km 1,00000261 UA Periélio 147 098 290 km 0,98329134 UA Afélio 152 098 232 km 1,01671388 UA Excentricidade 0,01671123 Período orbital 365,256363004 d (1,000017421 a) Velocidade orbital média

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Vênus/Vénus

Planeta principal

Fotografia feita pela sonda Mariner 10 em 1974.

Características orbitais

Semieixo maior

108 208 930 km
0,723 332 UA

Periélio

107 476 000 km
0,718 UA

Afélio

108 942 000 km
0,728 UA

Inclinação

Com a eclíptica: 3,39471 º
Equador do Sol:
3,86
Plano invariável:
2,19 °

Características físicas

Diâmetro médio

12 103,6 km

Área da superfície

4,60 ×10 ⁸ km²

Volume

92,843 ×10 ¹⁰ km³

Massa

4,8685 ×10 ²⁴ kg

Gravidade superficial

8,87 m/s²

Albedo

0,67 ( geométrico)
0,90
( Bond)

Composição da atmosfera

Pressão atmosférica

9,2 MPa

Dióxido de carbono
Nitrogênio
Dióxido de enxofre
Argônio
Vapor de água
Monóxido de carbono
Hélio
Neônio
Traços de Sulfeto de carbonila
Ácido clorídrico
Ácido fluorídrico

96,5%
3,5%
0,015%
0,007%
0,002%
0,0017%
0,0012%
0,0007%

Nota: Para outros significados, veja Vênus.

é o segundo planeta do Sistema Solar em ordem de distância a partir do Sol, orbitando-o a cada 224,7 dias. Recebeu seu nome em homenagem à deusa romana do amor e da beleza Vénus, equivalente a Afrodite. Depois da Lua, é o objeto mais brilhante do céu noturno, atingindo uma magnitude aparente de -4,6, o suficiente para produzir sombras. A distância média da Terra a Vênus é de 0,28 AU, sendo esta a menor distância entre qualquer par de planetas. Como Vénus se encontra mais próximo do Sol do que a Terra, ele pode ser visto aproximadamente na mesma direção do Sol (sua maior elongação é de 47,8°). Vénus atinge seu brilho máximo algumas horas antes da alvorada ou depois do ocaso, sendo por isso conhecido como a estrela da manhã ( Estrela d'Alva) ou estrela da tarde ( Vésper); também é chamado Estrela do Pastor.

Vénus é considerado um planeta do tipo terrestre ou telúrico, chamado com frequência de planeta irmão da Terra, já que ambos são similares quanto ao tamanho, massa e composição. Vénus é coberto por uma camada opaca de nuvens de ácido sulfúrico altamente reflexivas, impedindo que a sua superfície seja vista do espaço na luz visível. Ele possui a mais densa atmosfera entre todos os planetas terrestres do Sistema Solar, constituída principalmente de dióxido de carbono. Vénus não possui um ciclo do carbono para fixar o carbono em rochas ou outros componentes da superfície, nem parece ter vida orgânica para absorvê-lo como biomassa. Acredita-se que no passado Vénus possuía oceanos como os da Terra, que se evaporaram quando a temperatura se elevou, restando uma paisagem desértica, seca e poeirenta, com muitas pedras em forma de placas. A água provavelmente se dissociou e, devido à inexistência de um campo magnético, o hidrogênio foi arrastado para o espaço interplanetário pelo vento solar. A pressão atmosférica na superfície do planeta é 92 vezes a da Terra.

A superfície venusiana foi objeto de especulação até que alguns dos seus segredos foram revelados pela ciência planetária no século XX. Ele foi finalmente mapeado em detalhes pelo Programa Magellan de 1990 a 1994. O solo apresenta evidências de extenso vulcanismo e o enxofre na atmosfera pode indicar que houve algumas erupções recentes. Entretanto, a falta de evidência de fluxo de lava acompanhando algumas das caldeiras visíveis permanece um enigma. O planeta possui poucas crateras de impacto, demonstrando que a superfície é relativamente jovem, com idade de aproximadamente 300-600 milhões de anos. Não há evidência de placas tectônicas, possivelmente porque a crosta é muito forte para ser reduzida, sem água para torná-la menos viscosa. Em vez disso, Vénus pode perder seu calor interno em eventos periódicos de reposição da superfície.

Sem dados sísmicos ou conhecimento do seu momento de inércia, existe pouca informação sobre a estrutura interna e a geoquímica de Vénus. Entretanto, a similaridade em tamanho e densidade entre Vénus e a Terra sugere que eles possuem uma estrutura interna similar: núcleo, manto e crosta. O núcleo de Vénus é, como o da Terra, pelo menos parcialmente líquido, porque os dois planetas têm se resfriado mais ou menos na mesma taxa. O tamanho ligeiramente menor de Vénus sugere que as pressões são significativamente menores no seu interior do que na Terra. A principal diferença entre os dois planetas é a inexistência de placas tectônicas em Vénus, provavelmente devido à superfície e manto secos. Isto resulta em uma reduzida perda de calor pelo planeta, impedindo-o de se resfriar, e é a provável explicação para a falta de um campo magnético gerado internamente.

Cerca de 80% da superfície de Vénus é coberta por suaves planícies vulcânicas, sendo que 70% são planícies com cadeias enrugadas e 10% são planícies suaves ou lobuladas. Duas mesetas principais em forma de continentes compõem o restante da superfície, uma situando-se no hemisfério norte e a outra logo ao sul do equador. A meseta ao norte é chamada de Ishtar Terra, em homenagem a Ishtar, a deusa babilônica do amor, e tem aproximadamente a superfície da Austrália. Maxwell Montes, a montanha mais alta de Vénus, fica em Ishtar Terra. Seu pico fica 11 km acima da elevação média da superfície venusiana. O continente meridional é chamado de Afrodite Terra, em homenagem à deusa grega do amor, e é a maior das duas mesetas, com o tamanho aproximado da América do Sul. Uma rede de fraturas e falhas cobre a maior parte desta área.

Além das crateras de impacto, montanhas e vales comumente encontrados nos planetas rochosos, Vénus reúne um conjunto de acidentes geográficos únicos. Entre esses, há vulcões com topo plano, chamados farras, que se parecem com panquecas e têm diâmetro variando entre 20 e 50 km e altura de 100 a 1 000 m; sistemas de fraturas radiais estrelados, chamados novae; acidentes geográficos com fraturas radiais e concêntricas parecendo teias de aranha, conhecidos como aracnoides; e coronae, anéis circulares de fraturas às vezes cercados por depressões. Esses acidentes têm origem vulcânica.

A maior parte dos acidentes geográficos venusianos recebe o nome de mulheres históricas e mitológicas. Exceções são o Maxwell Montes, em homenagem a James Clerk Maxwell, e as regiões altas Alpha Regio, Beta Regio e Ovda Regio. Esses acidentes foram nomeados antes da adoção do sistema atual pela União Astronômica Internacional, a organização que administra a nomenclatura planetária.

As longitudes das características físicas em Vénus são expressas em relação à linha do meridiano principal. A linha do meridiano inicialmente passava pela mancha clara ao radar no centro do acidente oval Eva, localizado ao sul de Alpha Regio. Depois das missões Venera, a linha do meridiano foi redefinida para passar pelo pico central da cratera Ariadne.

A maior parte da superfície venusiana parece ter sido formada por atividade vulcânica. Vénus tem um número de vulcões várias vezes superior ao da Terra e possui 167 enormes vulcões que têm mais de 100 km de diâmetro. O único complexo vulcânico deste tamanho na Terra é a Grande Ilha do Havaí, nos Estados Unidos. Entretanto, isto não acontece por Vénus ser vulcanicamente mais ativo que a Terra, e sim porque sua crosta é mais velha. A crosta oceânica da Terra é continuamente reciclada por subducção nas bordas das placas tectônicas e tem uma idade média de cerca de 100 milhões de anos, enquanto a idade da superfície venusiana é estimada entre 300 e 600 milhões de anos.

Várias evidências apontam para a existência de atividade vulcânica corrente em Vénus. Além disso, durante o programa espacial soviético Venera, as sondas Venera 11 e Venera 12 detectaram um fluxo constante de raios, e a sonda Venera 12 registrou um ruído poderoso de trovão assim que pousou na superfície. A sonda Venus Express da Agência Espacial Europeia registrou raios abundantes na alta atmosfera. Enquanto a chuva causa tempestades na Terra, não há chuva na superfície de Vénus (embora haja efetivamente chuva de ácido sulfúrico na atmosfera superior, que evapora cerca de 25 km acima da superfície). Uma possibilidade é que as cinzas de uma erupção vulcânica estivessem gerando os raios. Outra evidência vem de medições da concentração de dióxido de enxofre na atmosfera, que indicaram queda por um fator de 10 entre 1978 e 1986. Isto pode indicar que os níveis medidos inicialmente estavam elevados devido a uma grande erupção vulcânica. Em 2015, vasculhando dados da missão europeia Venus Express, cientistas descobriram picos transitórios de temperatura em vários pontos sobre a superfície do planeta. Os pontos quentes, que foram encontrados lampejando e desvanecendo no decurso de apenas alguns dias, parecem ser gerados por fluxos ativos de lava na superfície. Estas são algumas das melhores evidências de que em Vênus há atividade vulcânica.

Há quase mil crateras de impacto em Vénus, distribuídas igualmente na superfície. Em outros corpos celestes com crateras, como a Terra e a Lua, as crateras apresentam uma variedade de estados de degradação. Na Lua, a degradação é causada por impactos subsequentes, enquanto na Terra ela é causada pela erosão do vento e chuva. Entretanto, em Vénus, cerca de 85% das crateras estão em sua condição original. O número de crateras, junto com a sua bem preservada condição, indica que o planeta passou por um evento de recobrimento superficial entre 300 e 600 milhões de anos atrás, seguido por uma queda do vulcanismo. A crosta da Terra está em movimento contínuo, mas acredita-se que Vénus não possa sustentar um processo assim. Sem placas tectônicas para dissipar o calor do manto, Vénus passa por um processo cíclico no qual as temperaturas do manto se elevam até atingir um nível crítico que enfraquece a crosta. Então, durante um período de 100 milhões de anos, a subducção ocorre em enorme escala, reciclando completamente a crosta.

Os diâmetros das crateras venusianas variam entre 3 km e 280 km. Devido aos efeitos da densa atmosfera nos objetos que caem, não há crateras menores que 3 km. Objetos com energia cinética inferior a um determinado valor são tão desacelerados pela atmosfera que não criam uma cratera de impacto. Projéteis com menos de 50 m de diâmetro fragmentam-se e incendeiam-se na atmosfera antes de atingir o solo.

Vénus tem uma atmosfera extremamente densa, que consiste principalmente de dióxido de carbono e uma pequena quantidade de nitrogênio. A massa atmosférica é 93 vezes a da atmosfera da Terra, enquanto a pressão na superfície do planeta é 92 vezes aquela na superfície da Terra - uma pressão equivalente àquela a uma profundidade de quase 1 km no oceano da Terra. A densidade na superfície é de 65 kg/m³ (6,5% da densidade da água). A atmosfera rica em CO ₂, juntamente com as espessas nuvens de dióxido de enxofre, gera o mais forte efeito estufa do Sistema Solar, criando temperaturas na superfície acima de 460 °C. Isto torna a superfície venusiana mais quente do que a de Mercúrio, que tem temperatura superficial mínima de -220 °C e a máxima de 420 °C, apesar de Vénus estar a uma distância do Sol quase duas vezes maior que a de Mercúrio e receber apenas 25% da irradiação solar que Mercúrio recebe (2 613,9 W/m² na atmosfera superior e 1 071,1 W/m² na superfície).

Estudos sugeriram que há alguns bilhões de anos a atmosfera venusiana era muito mais parecida com a da Terra do que é agora, e que havia provavelmente substanciais quantidades de água líquida na superfície, mas um efeito estufa foi causado pela evaporação da água original, o que gerou um nível crítico de gases de efeito estufa na atmosfera. A detecção de fosfina na atmosfera de Vénus, sem nenhum caminho conhecido para a produção abiótica, levou à especulação em setembro de 2020 de que poderia haver vida atualmente presente na atmosfera. Truong e Lunine argumentam que o vulcanismo é o meio para a fosfina entrar na atmosfera superior de Vênus.

Acima da densa camada de CO ₂ estão espessas nuvens consistindo principalmente de gotículas de dióxido de enxofre e ácido sulfúrico. Essas nuvens refletem de volta para o espaço cerca de 60% da luz do Sol que incide sobre elas e impedem a observação direta da superfície venusiana na luz visível. A capa permanente de nuvens implica que embora Vénus esteja mais próximo do Sol do que a Terra, sua superfície não é tão bem iluminada. Fortes ventos a 300 km/h no topo das nuvens circulam o planeta a cada 4 a 5 dias terrestres. Os ventos venusianos se movem a até 60 vezes a velocidade de rotação do planeta, enquanto na Terra os ventos mais fortes chegam a apenas 10% a 20% da velocidade de rotação.

A superfície de Vénus é efetivamente isotérmica; ela mantém uma temperatura constante não somente entre dia e noite, mas também entre o equador e os polos. A pequena inclinação axial do planeta (menos de três graus, comparados com os 23 graus da Terra) também minimiza variações sazonais de temperatura. A única variação apreciável de temperatura ocorre com a altitude. Em 1995, a sonda Magellan localizou uma substância altamente reflexiva nos topos das montanhas mais altas, que tinham grande semelhança com a neve terrestre. Esta substância presumivelmente se formou num processo similar à neve, embora a uma temperatura muito maior. Volátil demais para condensar na superfície, ela subiu em forma de gás para as elevações maiores e mais frias, onde então precipitou. A identidade desta substância não foi determinada com certeza, mas as especulações variam entre telúrio elementar e sulfeto de chumbo ( galena).

As nuvens de Vénus são capazes de produzir raios de forma muito similar às nuvens da Terra. A existência de raios foi controversa desde que as primeiras explosões foram detectadas pelas últimas sondas soviéticas Venera. Entretanto, em 2006-07 a Venus Express claramente identificou ondas eletromagnéticas típicas de raios. Sua aparição intermitente indica um padrão associado à atividade do clima. A frequência de raios é pelo menos a metade daquela da Terra. Em 2007, a sonda Venus Express descobriu que existe um enorme vórtex atmosférico duplo no polo sul do planeta.

Em 1967, a sonda soviética Venera 4 descobriu que o campo magnético de Vénus é muito mais fraco do que o da Terra. Este campo magnético é induzido por uma interação entre a ionosfera e o vento solar, e não por um dínamo no núcleo, como aquele no interior da Terra. A pequena magnetosfera induzida de Vénus provê uma proteção desprezível contra a radiação cósmica, e esta pode provocar descargas de raios de nuvem para nuvem.

A falta de um campo magnético intrínseco em Vénus foi surpreendente porque o planeta é similar à Terra em tamanho, e era esperado que também contivesse um dínamo em seu núcleo. Um dínamo requer três condições: um líquido condutor, rotação e convecção. Estima-se que o núcleo seja eletricamente condutor e, apesar de se imaginar que a rotação seja lenta, simulações mostram que ela é suficiente para produzir um dínamo. Isto leva ao entendimento de que a inexistência do dínamo se deve à falta de convecção no núcleo de Vénus. Na Terra, a convecção ocorre na camada externa de líquido do núcleo porque o fundo da camada de líquido é muito mais quente do que o topo. Em Vénus, um evento global de recobrimento da superfície pode ter fechado as placas tectônicas, levando a um fluxo reduzido de calor através da crosta. Isto levou à elevação da temperatura do manto, reduzindo assim o fluxo de calor para fora do núcleo. Como resultado, não há um dínamo que possa gerar um campo magnético e a energia calorífica do núcleo é usada para reaquecer a crosta.

Vénus não tem um núcleo interno sólido, ou seu núcleo não está se resfriando atualmente, de modo que toda a parte líquida do núcleo está aproximadamente à mesma temperatura. Outra possibilidade é que o núcleo já tenha se solidificado completamente. O estado do núcleo é altamente dependente da concentração de enxofre, que ainda é desconhecida.

Vénus orbita o Sol a uma distância média de cerca de 108 milhões de quilômetros (cerca de 0,7 UA) e completa uma órbita a cada 224,65 dias. Embora todas as órbitas planetárias sejam elípticas, a de Vénus é a mais próxima da circular, com uma excentricidade de menos de 1%. Quando Vénus se coloca entre a Terra e o Sol, numa posição conhecida como " conjunção inferior", ele faz a maior aproximação da Terra de todos os planetas, ficando a uma distância média de 41 milhões de quilômetros. O planeta atinge a conjunção inferior a cada 584 dias, em média. Devido à decrescente excentricidade da órbita da Terra, as distâncias mínimas tendem a ficar maiores. Do ano 1 até 5 383, há 526 aproximações a menos de 40 milhões de quilômetros; depois, não há mais nenhuma por cerca de 60 200 anos. Durante períodos de grande excentricidade, Vénus pode se aproximar a até 38,2 milhões de quilômetros.

Observados de um ponto sobre o polo norte do Sol, todos os planetas orbitam no sentido anti-horário; mas, enquanto a maioria dos planetas também gira sobre seu eixo no sentido anti-horário, Vénus gira em sentido horário, em uma rotação retrógrada. O atual período de rotação de Vénus representa um estado de equilíbrio entre a maré gravitacional do Sol, que tende a reduzir a velocidade de rotação, e uma maré atmosférica criada pelo aquecimento solar da espessa atmosfera venusiana. Quando se formou a partir da nebulosa solar, Vénus pode ter tido período de rotação e obliquidade diferentes, e depois migrou para o estado atual por causa de mudanças caóticas provocadas por perturbações planetárias e efeitos de maré sobre sua densa atmosfera. Esta mudança no período de rotação provavelmente ocorreu ao longo de bilhões de anos.

Vénus gira sobre seu eixo a cada 243 dias terrestres - de longe, a mais lenta rotação entre todos os planetas. No equador, a superfície venusiana gira a 6,5 km/h, enquanto, na Terra, a velocidade de rotação é de cerca de 1 670 km/h. Um dia sideral venusiano é, portanto, mais longo do que um ano venusiano (243 contra 224,7 dias terrestres). Entretanto, por causa da rotação retrógrada, a duração do dia solar em Vénus é significativamente mais curta que o dia sideral. Para um observador na superfície de Vénus, o tempo entre um nascer do Sol e outro seria de 116,75 dias terrestres. Como resultado do dia solar relativamente longo, um ano em Vénus dura aproximadamente 1,92 dia venusiano.

Vénus não possui satélites naturais, embora o asteroide atualmente mantenha uma relação de quasi-satélite com ele. No século XVII, o astrônomo Giovanni Cassini informou ter visto uma lua orbitando Vénus, a qual foi chamada Neith, uma deusa egípcia. Ao longo dos 200 anos seguintes, houve numerosos outros registros, mas finalmente foi determinado que a maioria deles se referia a estrelas que tinham estado perto de Vénus. De acordo com estudo de 2006 de Alex Alemi e David Stevenson, do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, sobre modelos do início do Sistema Solar, é muito provável que, bilhões de anos atrás, Vénus tivesse pelo menos um satélite natural, criada por um grande evento de impacto. Cerca de 10 milhões de anos depois, de acordo com o estudo, outro impacto inverteu o sentido de rotação do planeta, o que fez o satélite venusiano se aproximar a Vénus até colidir e se juntar com o planeta. Se impactos subsequentes criaram luas, elas também foram absorvidas da mesma forma. Uma explicação alternativa para a falta de satélites é o efeito de fortes marés solares, que podem desestabilizar grandes satélites orbitando os planetas terrestres.

Vénus é mais brilhante que qualquer astro visto no céu (descontando o Sol e a Lua), e sua magnitude aparente máxima é de -4,6. O planeta pode ser visto facilmente quando o Sol está baixo no horizonte. Por ser um planeta inferior, ele sempre se posiciona a até 47° do Sol.

Vénus "ultrapassa" a Terra a cada 584 dias enquanto orbita o Sol. Nessas ocasiões, ele muda de "Estrela Vespertina", visível após o pôr do sol, para "Estrela Matutina", visível antes do nascer do Sol. Enquanto Mercúrio, o outro planeta inferior, atinge uma elongação máxima de apenas 28°, e é frequentemente difícil de discernir no crepúsculo, Vénus é difícil de perder quando está mais brilhante. Sua maior elongação máxima significa que ele é visível em céus escuros por bastante tempo depois do pôr do sol. Sendo o objeto pontual mais brilhante do céu, Vénus é frequentemente confundido por observadores com um OVNI - " objeto voador não identificado" e também usado algumas vezes como explicação fácil em investigações grosseiras de tais episódios.

À medida que se move em sua órbita, Vénus apresenta, na visão telescópica, fases como as da Lua. Nas fases de Vênus, o planeta apresenta uma pequena imagem "cheia" quando está no lado oposto do Sol. Ele mostra uma maior fase "quarto" quando está em sua máxima elongação em relação ao Sol. Vénus está mais brilhante no céu noturno e apresenta uma muito maior fase "crescente" na visão telescópica quando se aproxima da região entre a Terra e o Sol. Vénus está maior e apresenta sua fase "nova" quando está entre o Sol e a Terra. Como tem uma atmosfera, ele pode ser visto no telescópio pelo halo de luz refratada em torno do planeta.

A órbita venusiana é ligeiramente inclinada em relação à órbita da Terra; assim, quando o planeta passa entre a Terra e o Sol, ele normalmente não cruza a face do Sol. Entretanto, trânsitos de Vénus ocorrem quando a conjunção inferior do planeta coincide com a sua presença no plano da órbita da Terra. Trânsitos de Vénus ocorrem em ciclos de 243 anos, sendo que o padrão atual consiste de pares de trânsitos separados em oito anos, em intervalos de cerca de 105,5 ou 121,5 anos. O par de trânsitos mais recente aconteceu em junho de 2004 e junho de 2012. O par de trânsitos anterior ocorreu em dezembro de 1874 e dezembro de 1882 e o próximo ocorrerá em dezembro de 2117 e dezembro de 2125. Historicamente, os trânsitos de Vénus foram importantes porque permitiram aos astrônomos determinar diretamente o tamanho da Unidade Astronômica e, portanto, o tamanho do Sistema Solar.

Um persistente mistério das observações de Vénus é a chamada luz de Ashen - uma aparentemente fraca iluminação do lado escuro do planeta, vista quando ele está na fase crescente. A primeira observação registrada da luz de Ashen ocorreu em 1643, mas a sua existência nunca foi confirmada de forma confiável. Observadores especulam que ela pode ser causada por atividade elétrica na atmosfera venusiana, mas isto pode ser ilusório, efeito fisiológico de se observar um objeto muito brilhante em forma de crescente.

Vénus era conhecido nas civilizações antigas como a "estrela matutina" ou a "estrela vespertina". Diversas culturas historicamente tomaram as aparições como estrela da manhã ou da tarde como de dois corpos celestes diferentes. Credita-se ao filósofo grego Pitágoras o reconhecimento de que as estrelas eram um único corpo, no século VI a.C., embora ele pensasse que Vénus orbitava a Terra.

O trânsito de Vénus foi observado pela primeira vez pelo astrônomo persa Avicena, que concluiu que Vénus estava mais perto da Terra do que o Sol e estabeleceu que Vénus estava, pelo menos algumas vezes, abaixo do Sol. No século XII, o astrônomo andalusino ibne Baja observou "dois planetas como manchas pretas na face do Sol", o que foi mais tarde identificado como o trânsito de Vénus e Mercúrio pelo astrônomo Cobadim de Xiraz, do observatório de Maraga, no século XIII.

Quando o físico e astrônomo italiano Galileu Galilei observou o planeta pela primeira vez no início do século XVII, descobriu que ele apresentava fases como a Lua, variando de crescente a gibosa e para cheia e vice-versa. Quando Vénus está mais distante do Sol no céu, ele mostra uma fase meio-iluminada e quando está mais perto do Sol no céu mostra uma fase crescente ou cheia. Isto só seria possível se Vénus orbitasse o Sol, e esta foi uma das primeiras observações a claramente contradizer o modelo geocêntrico do astrônomo grego Cláudio Ptolomeu de que o Sistema Solar era concêntrico e centrado na Terra.

A atmosfera de Vénus foi descoberta em 1761 pelo pesquisador russo Mikhail Lomonossov. Ela foi observada em 1790 pelo astrônomo alemão Johann Schröter, que descobriu que, quando o planeta estava em um crescente fino, as pontas se estendiam por mais que 180°. Ele corretamente supôs que isto se devia à dispersão da luz do Sol numa atmosfera densa. Mais tarde, o astrônomo norte-americano Chester Smith Lyman observou um anel completo em torno do lado escuro do planeta quando ele estava na conjunção inferior, fornecendo uma evidência adicional para uma atmosfera. A atmosfera complicou os esforços para determinar o período de rotação do planeta, e observadores como o italiano Giovanni Cassini e Schröter incorretamente estimaram períodos de cerca de 24 horas, a partir do movimento de marcas na superfície aparente do planeta.

Pouco mais foi descoberto sobre Vénus até o século XX. Seu disco quase sem acidentes não dava indícios de como sua superfície deveria ser, e somente com o desenvolvimento das observações por espectroscopia, radar e radiação ultravioleta é que um pouco mais dos seus segredos foram revelados. As primeiras observações por raios ultravioleta ocorreram nos anos 1920, quando Frank E. Ross descobriu que fotografias com ultravioleta revelavam consideráveis detalhes que estavam ausentes nas radiações visível e infravermelha. Ele sugeriu que isto se devia a uma baixa atmosfera amarela muito densa, com altas nuvens do tipo cirrus sobre ela.

Observações por espectroscopia nos anos 1900 deram as primeiras pistas sobre a rotação venusiana. Vesto Melvin Slipher tentou medir o efeito Doppler da luz por Vénus, mas descobriu que não podia detectar nenhuma rotação. Ele supôs que o planeta tinha um período de rotação muito mais longo do que se pensava anteriormente. Mais tarde, trabalhos na década de 1950 mostraram que a rotação era retrógrada. Observações de Vénus por radar ocorreram inicialmente na década de 1960 e forneceram as primeiras medidas do período de rotação que se aproximavam do valor atualmente conhecido.

Observações por radar a partir da Terra na década de 1970 revelaram pela primeira vez detalhes da superfície venusiana. Pulsos fortes de ondas de rádio foram emitidos para o planeta usando o rádio-telescópio de 305 metros do Observatório de Arecibo e os ecos revelaram duas regiões altamente reflexivas, designadas regiões Alpha e Beta. As observações também revelaram uma região brilhante atribuída a montanhas, que foi chamada Maxwell Montes. Esses três acidentes são atualmente os únicos em Vénus que não têm nomes femininos.

A exploração de Vénus pelos Estados Unidos também começou mal, com a perda da sonda Mariner 1 no lançamento, como parte do Programa Mariner. A missão subsequente Mariner 2 obteve maior sucesso e, depois de uma órbita de transferência de 109 dias, em 14 de dezembro de 1962 ela se tornou a primeira missão interplanetária com sucesso, passando a 34 833 km da superfície de Vénus. Os seus radiômetros de microondas e infravermelho revelaram que, enquanto o topo das nuvens venusianas era frio, a superfície era extremamente quente - pelo menos 425 °C, finalmente descartando quaisquer esperanças de que o planeta poderia abrigar vida na superfície. A Mariner 2 também melhorou as estimativas da massa e da Unidade Astronômica. Entretanto, como seus instrumentos não foram projetados para adquirirem boa precisão, ela não foi capaz de detectar um campo magnético ou cinturão de radiação.

A sonda soviética Venera 3 provavelmente chocou-se com o solo de Vénus em 1 de março de 1966. Era o primeiro objeto fabricado pelo homem a entrar na atmosfera e atingir a superfície de outro planeta, embora o seu sistema de comunicação tenha falhado antes que fosse possível retornar qualquer dado do planeta. O encontro seguinte de Vénus com uma sonda não tripulada ocorreu em 18 de outubro de 1967, quando a Venera 4 entrou na atmosfera com sucesso e desenvolveu uma série de experimentos científicos. A Venera 4 mostrou que a temperatura na superfície era ainda maior do que a medida pela Mariner 2 - quase 500 °C, e que entre 90 e 95% da atmosfera eram dióxido de carbono. A atmosfera venusiana era consideravelmente mais densa do que os projetistas da Venera 4 tinham previsto, e a queda do paraquedas mais lenta do que o pretendido implicou que as suas baterias se esgotaram antes de a sonda atingir a superfície. Depois de retornar dados da descida por 93 minutos, a última leitura da pressão foi de 18 bar, a uma altitude de 24,96 km.

Outra sonda chegou a Vénus um dia depois, em 19 de outubro de 1967, quando a sonda norte-americana Mariner 5 realizou um sobrevoo a uma distância de menos de 4 000 km sobre o topo das nuvens. A Mariner 5 foi originalmente construída como reserva da sonda Mariner 4 enviada a Marte, mas como esta missão foi bem-sucedida, a outra sonda foi reprogramada para uma missão a Vénus. Um conjunto de instrumentos mais sensíveis do que aqueles da Mariner 2, em particular o seu experimento de rádio-ocultação, retornou dados sobre a composição, pressão e densidade da atmosfera venusiana. Os dados do conjunto Venera 4-Mariner 5 foram analisados por uma equipe combinada soviético-americana, em uma série de colóquios ao longo do ano seguinte, num exemplo inicial de cooperação espacial.

Armada com as lições e dados obtidos com a Venera 4, a União Soviética lançou as sondas gêmeas Venera 5 e Venera 6, com cinco dias de diferença em janeiro de 1969; elas chegaram a Vénus com um dia de diferença, em 16 e 17 de maio daquele ano. As sondas atmosféricas foram reforçadas para melhorar a sua altitude de esmagamento para 25 bar e foram equipadas com paraquedas menores para permitir uma descida mais rápida. Como os modelos atmosféricos então considerados de Vénus sugeriam uma pressão na superfície entre 75 e 100 bar, não era esperado que elas sobrevivessem à superfície. Depois de retornar dados atmosféricos por um pouco mais de 50 minutos, ambas foram esmagadas a altitudes de aproximadamente 20 km, antes de chocarem-se com a superfície no lado escuro de Vénus.

A Venera 7 representou um esforço para retornar dados da superfície do planeta, e foi construída com um módulo de descida reforçado, capaz de suportar uma pressão de 180 bar. O módulo foi pré-resfriado antes da entrada e equipado com um paraquedas especial para uma descida rápida de 35 minutos. Ao entrar na atmosfera no dia 15 de dezembro de 1970, acredita-se que o paraquedas tenha se rasgado parcialmente durante a descida e a sonda atingiu a superfície com um forte impacto, embora não fatal. Provavelmente inclinada para um lado, ela retornou um sinal de rádio fraco, fornecendo dados da temperatura por 23 minutos, na primeira telemetria recebida da superfície de outro planeta.

Enquanto isso, a NASA tinha enviado a sonda Mariner 10 numa trajetória em gravidade assistida por Vénus, no seu caminho para Mercúrio. Em 5 de fevereiro de 1974, a Mariner 10 passou a 5 790 km de Vénus, enviando mais de 4 000 fotografias. As imagens, as melhores em qualidade até então obtidas, mostravam que o planeta era quase sem acidentes geográficos à luz visível, mas a luz ultravioleta revelou detalhes nas nuvens que nunca haviam sido vistos nas observações a partir da Terra.

O projeto norte-americano Pioneer Venus consistiu de duas missões separadas. A Pioneer Venus Orbiter foi inserida numa órbita elíptica em torno de Vénus em 4 de dezembro de 1978 e lá permaneceu por mais de 13 anos, estudando a atmosfera e mapeando a superfície com radar. A Pioneer Venus Multiprobe liberou um total de quatro sondas, que entraram na atmosfera em 9 de dezembro de 1978, retornando dados preciosos da sua composição, ventos e fluxos de calor. Dessas quatro sondas, a sonda Day continuou transmitindo dados para a Terra por 67 minutos a partir da superfície, superando todas as expectativas dos seus projetistas.

Quatro outras missões Venera ocorreram ao longo dos quatro anos seguintes, com a Venera 11 e a Venera 12 detectando as tempestades elétricas venusianas, e a Venera 13 e a Venera 14 descendo com quatro dias de diferença em 1 e 5 de março de 1982 e retornando as primeiras fotografias coloridas da superfície. Todas as missões abriram paraquedas para frear na atmosfera superior, mas os liberaram a uma altitude de 50 km, já que a densa e quente atmosfera inferior fornecia fricção suficiente para uma descida suave. A sonda Venera 13 bateu um recorde de permanência, ao transmitir por mais de duas horas (127 minutos) dados para a estação em Terra. As Veneras 13 e a 14 analisaram amostras de solo com um espectrômetro por fluorescência de raios X e tentaram medir a compressibilidade do solo com uma sonda de impacto. Para efetuar a análise, um braço robótico furava o chão e retirava uma amostra de solo, conduzindo-a a uma câmera hermética com uma temperatura de 30 °C e uma pressão de 0,01 bar. A Venera 14 teve a má sorte de atingir a capa ejetada da lente da câmera, e com isso a sonda não atingiu o solo. O programa Venera chegou ao fim em outubro de 1983, quando a Venera 15 e a Venera 16 foram colocadas em órbita para conduzir o mapeamento do solo venusiano com um radar rudimentar de abertura sintética. As duas sondas juntas mapearam por volta de 25% da superfície venusiana (ou 1/4 de Vênus).

Em 1985, a União Soviética aproveitou a oportunidade de combinar missões a Vénus e ao cometa Halley, que passava pelo Sistema Solar interno naquele ano. No caminho para o cometa Halley, em 11 e 15 de junho de 1985 cada uma das duas naves da Missão Vega lançou uma sonda do tipo Venera (das quais a da Vega 1 falhou parcialmente) e liberou na alta atmosfera um aerobot (robô aéreo suportado por balão). Os balões alcançaram uma altitude de equilíbrio de cerca de 53 km, onde a pressão e a temperatura são comparáveis às da superfície da Terra. Eles permaneceram operacionais por aproximadamente 46 horas e descobriram que a atmosfera venusiana era mais turbulenta do que se acreditava anteriormente e sujeita a fortes ventos e poderosas células de convecção.

A sonda norte-americana Magellan foi lançada em 4 de maio de 1989, com a missão de mapear a superfície de Vénus com radar. As imagens de alta definição obtidas durante os 4 ½ anos de operação superaram de longe todos os mapas anteriores e foram comparados a fotografias a luz visível de outros planetas. A Magellan captou imagens de mais de 98 % da superfície de Vénus por radar e mapeou 95 % do seu campo gravitacional. Em 1994, no fim da sua missão, a Magellan foi deliberadamente enviada para destruição na atmosfera de Vénus para quantificar a sua densidade. Vénus foi estudada pelas naves norte-americanas Galileo e Cassini, durante sobrevoos em suas missões para os planetas externos, mas a Magellan foi a última missão dedicada a Vénus por mais de uma década.

A sonda Venus Express foi projetada e construída pela Agência Espacial Europeia. Lançada em 9 de novembro de 2005 por um foguete russo Soyuz-Fregat, ela assumiu com sucesso uma órbita polar de Vénus em 11 de abril de 2006. A sonda está realizando um detalhado estudo da atmosfera e nuvens venusianas e também fará o mapeamento do ambiente de plasma do planeta e características da superfície, particularmente as temperaturas. A sua missão tem a intenção de durar 500 dias terrestres, ou cerca de dois anos venusianos. Um dos principais resultados da missão Venus Express é a descoberta da existência de um enorme vórtex atmosférico no polo sul do planeta.

A missão MESSENGER da NASA a Mercúrio realizou dois sobrevoos de Vénus em outubro de 2006 e junho de 2007, para desacelerar a sua trajetória para uma inserção orbital de Mercúrio em 2011. A MESSENGER coletou muitos dados científicos nesses dois sobrevoos de passagem. A Agência Espacial Europeia (junto com o Japão) também planeja lançar uma missão a Mercúrio em 2018, denominada BepiColombo, que realizará dois sobrevoos de Vénus antes de alcançar a órbita de Mercúrio em 2025.

Sob o seu Programa Novas Fronteiras, a Agência Espacial Estadunidense propôs uma missão de pouso em Vénus, chamada Venus In-Situ Explorer, para estudar as condições da superfície e investigar as características elementares e mineralógicas do regolito. A sonda seria equipada com um analisador do núcleo para perfurar a superfície e estudar amostras de rochas originais não desgastadas pelas severas condições da superfície. Uma missão com uma sonda voltada para a atmosfera e superfície de Vénus, "Surface and Atmosphere Geochemical Explorer" (SAGE), foi proposta pela NASA como candidata no Programa Novas Fronteiras, mas a missão não foi selecionada para voo.

Uma missão tripulada de sobrevoo de Vénus, usando os equipamentos do Projeto Apollo, foi proposta no final da década de 1960. A missão foi planejada para lançamento em outubro ou novembro de 1973 e usaria um foguete Saturno V para enviar três homens até Vénus, numa missão de aproximadamente um ano. A espaçonave passaria a aproximadamente 5 000 km da superfície de Vénus, cerca de quatro meses depois da partida.

Por ser um dos objetos mais brilhantes do céu, Vénus é conhecido desde os tempos pré-históricos e, como tal, ganhou uma posição importante na cultura humana. Ele foi descrito em textos babilônicos cuneiformes, como a placa de Vénus de Ammisduqa, que relata observações que possivelmente datam de 1 600 a.C.. Os babilônios chamavam o planeta de Ishtar (do sumério Inana), a personificação da feminilidade e deusa do amor.

Os antigos egípcios acreditavam que o planeta Vénus se tratava de dois corpos separados e conheciam a estrela da manhã como Tioumoutiri e a da noite como Ouaiti. Da mesma forma, os gregos antigos chamavam a estrela matutina de Fósforo (Φωσφόρος [ Phosphóros]; em latim Phosphorus), "o que traz a luz", ou Eósforo ([Ἐωσφόρος [ Eosphóros]; em latim Eosphorus), "o que traz o amanhecer". A estrela da noite era chamada Ἓσπερος, Hésperos (latinizada como Hesperus), a "estrela da noite". No auge da Grécia Antiga, os gregos compreenderam que os dois eram o mesmo planeta, que eles chamaram como a sua deusa do amor, Afrodite (do fenício Astarte). Herperos seria traduzido para o latim como Vésper e Fósforo como Lucifer ("Portador da Luz"), um termo poético que mais tarde foi usado para chamar o anjo caído expulso do paraíso. Os romanos, que derivaram muito do seu panteão religioso da tradição grega, chamaram o astro errante de Vénus, a partir da sua deusa do amor. O naturalista romano Plínio, o Velho (História Natural, ii,37) identificava o planeta Vénus com Ísis.

Na mitologia iraniana, especialmente na mitologia persa, o planeta usualmente corresponde à deusa Anaíta. Em algumas partes da literatura pálavi as divindades Aredvi Sura e Anaíta são vistas como entidades separadas; a primeira como a personificação do rio mítico e a última como uma deusa da fertilidade que é associada com o planeta Vénus. Como a deusa Aredvi Sura Anaíta - também chamada simplesmente Anaíta - ambas as divindades são unificadas em outras descrições, como no Criação Original ( Bundahišn), e são representadas pelo planeta. Entretanto, no texto avéstico Mer Iaste (Iaste 10) há uma possível ligação antiga a Mitra. O nome persa atual do planeta é Naíde, que deriva de Anaíta e, mais tarde, do termo Anaíde na linguagem pálavi.

O planeta Vénus foi importante para a civilização maia, que desenvolveu um calendário religioso baseado parcialmente nos seus movimentos, e os considerava para determinar o momento propício para eventos como guerras. Eles o chamavam Noh Ek, a Grande Estrela, e Xux Ek, a Estrela Vespa. Os maias conheciam o período sinódico do planeta e podiam calculá-lo dentro da centésima parte de um dia. O povo Masai chamou o planeta de Kileken e tem uma tradição oral sobre ele chamada "O Menino Órfão".

Vénus é importante em muitas culturas aborígines australianas, como a do povo Yolngu na Austrália setentrional. Os Yolngu se reúnem depois do pôr do Sol para esperar pelo aparecimento de Vénus, que eles chamam Barnumbirr. Quando se aproxima, nas primeiras horas antes do amanhecer, ele traça atrás de si uma corda de luz ligada à Terra e, ao longo da corda, com a ajuda de um ricamente decorado "Mastro da Estrela Matutina", as pessoas podem se comunicar com seus entes queridos mortos, mostrando que eles ainda amam e se lembram deles.

Na astrologia ocidental, derivada da sua conotação histórica com deusas da feminilidade e amor, considera-se que Vénus influencia o desejo e a fertilidade sexual. Na astrologia védica indiana, Vénus é conhecido como Shukra, significando "claro, puro", ou "brilho, clareza", em sânscrito. Um dos nove Navagraha, considera-se que ele afeta a riqueza, o prazer e a reprodução; ele era o filho de Bhrgu, preceptor dos Daityas, e guru dos Asuras. As modernas culturas chinesa, coreana, japonesa e vietnamita referem-se ao planeta literalmente como a "estrela de metal", baseada nos cinco elementos.

No sistema metafísico da Teosofia, acredita-se que no plano etéreo de Vénus haja uma civilização que existiu centenas de milhões de anos antes da da Terra; acredita-se também que a deidade que governa a Terra, Sanat Kumara, provém de Vénus.

O símbolo astronômico de Vénus é o mesmo utilizado em biologia para o sexo feminino: um círculo com uma pequena cruz em baixo. O símbolo de Vénus também representa a feminilidade, e na Alquimia se referia ao metal cobre. O cobre polido era usado em espelhos desde a antiguidade e o símbolo de Vénus foi algumas vezes entendido como a representar o espelho da deusa.

A impenetrável cobertura de nuvens venusiana deu aos escritores de ficção científica livre curso para especular sobre as condições na sua superfície, mais ainda quando as primeiras observações mostraram que não só ele era muito similar à Terra em tamanho, como possuía uma atmosfera substancial. Mais próximo do Sol do que a Terra, o planeta era frequentemente mostrado como mais quente, mas ainda habitável por humanos. O gênero atingiu o seu máximo entre os anos 1930 e 1950, numa época em que a ciência havia revelado alguns aspectos de Vénus, mas não ainda a severa realidade das condições de sua superfície. As descobertas das primeiras missões a Vénus mostraram que a realidade era bastante diferente e levaram ao fim do gênero. À medida que o conhecimento científico de Vénus avançou, os autores de ficção científica se esforçaram para manter o passo, particularmente em conjecturas sobre a tentativa humana de terraformação de Vénus.

As especulações sobre a possibilidade de vida em Vénus diminuíram significativamente após o início dos anos 1960, quando a espaçonave começou a estudar o planeta e ficou claro que as condições em Vénus são extremas em comparação com as da Terra. Que Vénus está mais perto do Sol do que da Terra, elevando as temperaturas na superfície para cerca de 462 °C, que sua pressão atmosférica é 90 vezes a da Terra e o impacto extremo do efeito estufa tornam improvável a vida baseada na água, como é conhecida atualmente. Alguns cientistas especularam que microrganismos extremófilos termoacidofílicos podem existir nas camadas superiores ácidas de baixa temperatura da atmosfera venusiana. Devido às suas condições extremamente hostis, uma colonização superficial de Vénus está fora de questão com a tecnologia atual. Entretanto, a pressão atmosférica e a temperatura a aproximadamente 50 km acima da superfície são similares às da superfície da Terra, e o ar da Terra (nitrogênio e oxigênio) seria um gás ascendente na atmosfera venusiana de principalmente dióxido de carbono. Isto levou a propostas de extensas "cidades flutuantes" na atmosfera venusiana. Os aeróstatos (balões mais leves que o ar) poderiam ser usados para a exploração inicial e posteriormente para colônias permanentes. Entre os muitos desafios de engenharia estão os teores perigosos de ácido sulfúrico nessas altitudes.

Em agosto de 2019, astrônomos relataram que o padrão de longo prazo recém-descoberto de mudanças de absorbância e albedo na atmosfera venusiana são causadas por "absorvedores desconhecidos", que podem ser produtos químicos ou mesmo grandes colônias de microorganismos no alto da atmosfera do planeta.

Em setembro de 2020, uma equipe de astrônomos da Universidade de Cardife anunciou a provável detecção de fosfina, um gás que não se sabe ser produzido por nenhum processo químico conhecido na superfície ou atmosfera venusiana, nos níveis superiores da atmosfera do planeta. A descoberta levou o administrador da NASA, Jim Bridenstine, a pedir publicamente um novo enfoque no estudo de Vénus, descrevendo a descoberta da fosfina como "o desenvolvimento mais significativo até agora na construção de um caso para a vida fora da Terra".

Uma fonte proposta para esta fosfina são os organismos vivos na atmosfera de Vénus. Isso amplia uma hipótese que remonta a 1963, que sugeria que minúsculos objetos descobertos nas nuvens venusianas eram organismos semelhantes às bactérias da Terra (que se aproximam em tamanho). Isso foi proposto em um artigo da Nature por Carl Sagan e Harold Morowitz:

Embora as condições da superfície de Vénus tornem a hipótese de vida implausível, as nuvens venusianas são uma história completamente diferente. Como foi apontado há alguns anos, água, dióxido de carbono e luz solar - os pré-requisitos para a fotossíntese - são abundantes nas proximidades das nuvens.

Pesquisas mais recentes de Yeon Joo Lee sugerem que a absorção de luz desses objetos é quase idêntica à dos microorganismos nas nuvens da Terra. Conclusões semelhantes foram alcançadas por outros estudos.

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Vénus (planeta) - Wikipédia, a enciclopédia livre

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Vênus/Vénus Planeta principal Fotografia feita pela sonda Mariner 10 em 1974.

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Mercúrio

Planeta principal

Fotografia de Mercúrio em cores, feita pela sonda MESSENGER em 2008.

Características orbitais

Semieixo maior

57 909 050 km
0,387098 UA

Periélio

46 001 200 km
0,307 499 UA

Afélio

69 816 900 km
0,466 697 UA

Período orbital

87,969 dias ( 0,240) anos

Período sinódico

115,88 dias

Inclinação

Com a eclíptica:
7,005º
Equador do Sol:
3,38º
Plano invariável:
6,34 °

Características físicas

Diâmetro equatorial

4 879,4 km

Área da superfície

7,48×10 ⁷ km²

Volume

6,083×10 ¹⁰ km³

Massa

3,3011×10 ²³ kg

Densidade média

5,427 g/ cm³

Gravidade superficial

3,7 m/s²

Período de rotação

58,646 dias ( 1 407,5) horas

Albedo

0,142 ( geométrico)
0,068
( Bond)

Temperatura

média: 166,85 ºC
mínima: -183,15 ºC
máxima: 426,85 ºC

Composição da atmosfera

Pressão atmosférica

0,5 nPa

Potássio
Sódio
Oxigênio atômico
Argônio
Hélio
Oxigênio molecular
Nitrogênio
Dióxido de carbono
Água
Hidrogênio

31,7%
24,9%
9,5%
7,0%
5,9%
5,6%
5,2%
3,6%
3,4%
3,2%

Mercúrio é o menor e mais interno planeta do Sistema Solar, orbitando o Sol a cada 87,969 dias terrestres. A sua órbita tem a maior excentricidade e o seu eixo apresenta a menor inclinação em relação ao plano da órbita dentre todos os planetas do Sistema Solar. Mercúrio completa três rotações em torno de seu eixo a cada duas órbitas. O periélio da órbita de Mercúrio apresenta uma precessão de 5 600 segundos de arco por século, um fenômeno completamente explicado apenas a partir do século XX pela Teoria da Relatividade Geral formulada por Albert Einstein. A sua aparência é brilhante quando observado da Terra, tendo uma magnitude aparente que varia de −2,6 a 5,7, embora não seja facilmente observado pois sua separação angular do Sol é de apenas 28,3º. Uma vez que Mercúrio normalmente se perde no intenso brilho solar, exceto em eclipses solares, só pode ser observado a olho nu durante o crepúsculo matutino ou vespertino.

Em uma média ao longo do tempo, Mercúrio (e não Vênus) é o planeta mais próximo da Terra, do que os outros planetas do Sistema Solar, como demostrado em um estudo publicado em março de 2019 na revista . Segundo os pesquisadores Tom Stockman, Gabriel Monroe e Samuel Cordner, os métodos convencionais para o cálculo do "planeta mais próximo da Terra" são simples demais. Popularizou-se na ciência que Vênus seria o planeta mais próximo da Terra, por uma suposição errônea sobre a distância média entre os planetas. Um método matemático criado pelos pesquisadores, determinou que, quando se calcula a média ao longo do tempo, o vizinho mais próximo da Terra é, na verdade Mercúrio. Essa correção é relevante para mais do que apenas os vizinhos da Terra. A solução pode ser generalizada para incluir quaisquer dois corpos em órbitas aproximadamente circulares, concêntricas e coplanares. Usando o método mais preciso para estimar a distância média entre dois corpos em órbita, a conclusão foi que que essa distância é proporcional ao raio relativo das órbitas internas.

Em relação a outros planetas, pouco se sabe a respeito de Mercúrio, pois telescópios em solo terrestre revelam apenas um crescente iluminado com detalhes limitados. As duas primeiras espaçonaves a explorar o planeta foram a Mariner 10, que mapeou aproximadamente 45% da superfície do planeta entre 1974 e 1975, e a MESSENGER, que mapeou outros 30% da superfície durante um sobrevoo em 14 de janeiro de 2008. O último sobrevoo ocorreu em setembro de 2009 e a nave entrou em órbita do planeta em 18 de março de 2011, quando começou a mapear o restante do planeta, numa missão com duração nominal de um ano terrestre.

Mercúrio tem uma aparência similar à da Lua com crateras de impacto e planícies lisas, não possuindo satélites naturais nem uma atmosfera substancial. Entretanto, diferentemente da Lua, possui uma grande quantidade de ferro no núcleo que gera um campo magnético, cuja intensidade é cerca de 1% da intensidade do campo magnético da Terra. É um planeta excepcionalmente denso devido ao tamanho relativo de seu núcleo. A temperatura em sua superfície varia de 90 a 700 K (−183 °C a 427 °C). O ponto subsolar é a região mais quente e o fundo das crateras perto dos polos as regiões mais frias.

As primeiras observações registradas de Mercúrio datam pelo menos do primeiro milênio antes de Cristo. Antes do século IV a.C., astrônomos gregos acreditavam que se tratasse de dois objetos distintos: um visível no nascer do sol, ao qual chamavam Apolo, e outro visível ao pôr do Sol, chamado de Hermes. O nome em português para o planeta provém da Roma Antiga, onde o astro recebeu o nome do deus romano Mercúrio, que tinha na mitologia grega o nome de Hermes (Ἑρμῆς). O símbolo astronômico de Mercúrio é uma versão estilizada do caduceu de Hermes.

Estrutura interna

Mercúrio é um dos quatro planetas telúricos do Sistema Solar e seu corpo é rochoso como a Terra. É o menor planeta do sistema solar, com um raio equatorial de 2 439,7 km. Mercúrio é menor até que os dois maiores satélites naturais do sistema solar, as luas Ganimede e Titã, embora seja mais massivo. O planeta é formado de aproximadamente 70% de material metálico e 30% de silicatos. Sua densidade é a segunda maior do sistema solar, de 5,427 g/cm³, um pouco menor apenas do que a terrestre, de 5,515 g/cm³. Se o efeito da compressão gravitacional fosse retirado, os materiais constituintes de Mercúrio seriam mais densos, com uma densidade não comprimida de 5,3 g/cm³, contra a terrestre de 4,4 g/cm³.

A densidade de Mercúrio pode ser utilizada para inferir detalhes de sua estrutura interna. Enquanto a alta densidade terrestre resulta consideravelmente da compressão gravitacional, particularmente no núcleo planetário, Mercúrio é muito menor e suas regiões internas não são tão comprimidas. Portanto, para ter a densidade que apresenta, seu núcleo deve ser relativamente maior e rico em ferro. O núcleo interno de metal preenche quase 85% do volume do planeta. Este grande núcleo - enorme comparado aos outros planetas rochosos do nosso sistema solar - é quase do mesmo tamanho que o núcleo interno sólido da Terra.

Representação da estrutura interna de Mercúrio:
1. Crosta-100-300 km de espessura
2. Manto-600 km de espessura
3. Núcleo-1.800 km de raio

Os geólogos estimam que o núcleo de Mercúrio ocupe aproximadamente 42% de seu volume, enquanto na Terra a proporção é de 17%. Pesquisas recentes sugerem que seu núcleo seja fundido. O núcleo é cercado por um manto com 500-700 km de espessura constituído de silicatos. Baseado nos dados da missão da Mariner 10 e de observações terrestres, acredita-se que a crosta do planeta tenha entre 100 e 300 km de espessura. Um dos detalhes característicos da superfície do planeta é a presença de numerosas cristas estreitas, que podem se estender por centenas de quilômetros. Acredita-se que essas estruturas foram formadas quando o núcleo e manto se resfriaram e contraíram, numa época em que a crosta já estava solidificada.

O núcleo de Mercúrio tem um teor de ferro maior que qualquer outro planeta no Sistema Solar, e várias teorias foram propostas para explicar esta característica. A mais amplamente aceita sugere que Mercúrio tinha originalmente uma razão metal/silicato similar a meteoros condritos, considerados como típicos da matéria rochosa do Sistema Solar, e uma massa aproximadamente 2,25 vezes a atual. No início da história do Sistema Solar, o planeta pode ter sido atingido por um planetesimal de aproximadamente um sexto de sua massa e várias centenas de quilômetros. Este impacto pode ter removido grande parte da crosta e manto originais, deixando o núcleo como o componente majoritário. Um processo similar, conhecido como a Hipótese do grande impacto, foi sugerido para explicar a formação da Lua ( ver Big Splash).

Outra teoria sugere que Mercúrio tenha sido formado a partir da nebulosa solar antes que a geração da energia solar tenha se estabilizado. O planeta teria inicialmente duas vezes a massa atual, mas à medida que o proto-Sol se contraiu, as temperaturas perto de Mercúrio poderiam estar entre 2 500 e 3 500 K, e possivelmente até superiores a 10 000 K. Grande parte da superfície rochosa do planeta teria se vaporizado a tais temperaturas, formando uma atmosfera de "vapor de rocha" que teria sido levada pelo vento solar.

Uma terceira hipótese sugere que a nebulosa solar provocou o arrasto das partículas a partir das quais Mercúrio vinha acretando, o que significa que as partículas leves foram perdidas do material acretante. Cada uma destas hipóteses conduz a uma composição diferente da superfície e duas missões espaciais, MESSENGER e BepiColombo, têm como objetivo fazer observações para verificar sua constituição. A MESSENGER encontrou níveis de potássio e enxofre na superfície superiores aos esperados, sugerindo que a hipótese do impacto gigante e vaporização da crosta e manto não ocorreu, uma vez que o potássio e o enxofre teriam sido removidos pelo calor extremo desses eventos. As observações parecem favorecer a terceira hipótese, em que muitos materiais planetários mais leves foram removidos, levando a maiores concentrações metálicas.

Primeira imagem de alta resolução de Mercúrio enviada pela sonda MESSENGER.

A aparência da superfície do planeta é bem similar à da Lua, com extensos mares planos e grandes crateras, indicando que a atividade geológica está inativa há bilhões de anos. Uma vez que o conhecimento obtido da geologia de Mercúrio está baseado nas observações da sonda Mariner em 1975 e de observações terrestres, ele é o planeta telúrico menos compreendido. À medida que os dados da missão MESSENGER sejam processados este conhecimento aumentará. Como exemplo, foi descoberta uma cratera incomum com calhas radiantes, a qual os cientistas batizaram de "a aranha" Ela mais tarde recebeu o nome de Apolodoro.

Os nomes de acidentes em Mercúrio têm várias origens, sendo que nomes de pessoas se limitam aos já falecidos. Crateras recebem o nome de artistas, músicos, pintores e autores que apresentaram contribuições fundamentais em seus campos. Cristas (dorsas) recebem nomes de cientistas que contribuíram para o estudo de Mercúrio. Depressões (fossae) recebem nomes de obras de arquitetura, montanhas (montes) pela palavra "quente" em várias línguas e planícies (planitiae) pela palavra "Mercúrio" em várias línguas. Escarpas (rupes) são nomeadas a partir de navios de expedições científicas e vales (valles) como instalações de telescópios.

Acidentes de Albedo se relacionam a áreas de refletividade marcadamente diferentes, de acordo com a observação telescópica. Mercúrio possui Dorsas (também chamadas de "cristas enrugadas"), terras altas como as da Lua, Montes (montanhas), planícies ou planos, Escarpas e Vallis ( Vales).

Mercúrio foi intensamente bombardeado por cometas e asteroides durante e logo depois da sua formação há 4,6 bilhões de anos, como também durante um possível episódio subsequente denominado " Intenso bombardeio tardio", que se encerrou há 3,8 bilhões de anos. Durante esse período de intensa formação de crateras, o planeta recebeu impactos sobre toda a sua superfície, o que foi facilitado pela ausência de qualquer atmosfera que diminuísse os impactos. Durante esse período o planeta teve atividade vulcânica e bacias como a Caloris foram preenchidas por magma do interior planetário, que produziram planícies suaves similares aos mares lunares.

Dados do sobrevoo da MESSENGER de outubro de 2008 forneceram aos pesquisadores uma melhor avaliação da natureza confusa da superfície mercuriana. Sua superfície é mais heterogênea que a marciana ou lunar, as quais contêm falhas significativas de geologia similar, como os mares e platôs.

A Bacia Caloris de Mercúrio é um dos maiores acidentes de impacto do Sistema Solar.

A maior cratera conhecida é a bacia Caloris, que possui um diâmetro de 1 550 km. O impacto que criou a bacia Caloris foi tão forte que causou erupções de lava e deixou um anel concêntrico com mais de 2 km de altura em volta do local do impacto. Na antípoda da bacia Caloris existe uma grande região conhecida como "Terreno Esquisito". Uma das hipóteses de sua origem seria que as ondas de choque geradas pelo impacto na bacia Caloris viajaram em torno do planeta, convergindo na antípoda da bacia. As altas tensões resultantes fraturaram a superfície. Outra teoria sugere que o terreno foi formado com um resultado da convergência da ejecta nesta antípoda da bacia.

Ao todo, aproximadamente 15 bacias de impacto foram identificadas na área mapeada de Mercúrio. Uma bacia notável é a Bacia Tolstoj, com 400 km de tamanho e multi-anéis, que teve material ejetado cobrindo uma extensão de mais de 500 km da sua borda e um piso que foi preenchido por materiais de planícies suaves. A bacia Beethoven tem um tamanho similar de material ejetado e uma borda de 625 km de diâmetro. Assim como a Lua, a superfície de Mercúrio sofreu os efeitos de processos de erosão espacial, incluindo o vento solar e impactos de micrometeoritos.

Existem duas regiões planas geologicamente distintas em Mercúrio. Planícies suavemente onduladas nas regiões entre as crateras de Mercúrio são as mais antigas superfícies visíveis, anteriores aos terrenos com muitas crateras. Essas planícies inter-crateras são distribuídas uniformemente por toda a superfície do planeta e parecem ter obliterado muitas crateras anteriores; elas apresentam uma escassez geral de crateras de diâmetro menor que 30 km. Ainda não está claro se elas são de origem vulcânica ou originadas de impactos.

Planícies suaves são áreas achatadas espalhadas que preenchem depressões de vários tamanhos e têm uma forte semelhança com os mares lunares. Notavelmente, elas preenchem um largo anel em torno da bacia Caloris. Ao contrário dos mares lunares, as planícies suaves de Mercúrio têm o mesmo albedo que as planícies inter-crateras mais antigas. Apesar da ausência de características vulcânicas inequívocas, a localização e o formato arredondado destas planícies sugerem sua origem vulcânica. Todas essas planícies suaves foram formadas significativamente depois da bacia Caloris, como evidenciado pela densidade de crateras menor do que onde houve ejeção de material de Caloris. O piso da bacia Caloris é preenchido por uma planície geologicamente distinta, quebrada por rugas e fraturas em um padrão aproximadamente poligonal. Não está claro se são lavas vulcânicas induzidas pelo impacto, ou um grande lençol de material derretido pelo impacto.

Uma característica típica da superfície do planeta são as numerosas dobras de compressão, ou rupes, que cruzam as planícies. À medida que o interior do planeta se resfriou, ele pode ter se contraído e sua superfície começou a se deformar, criando estas formações. As dobras podem ser vistas no topo de outras formações, tais como crateras e planícies, indicando que as dobras são mais recentes. A superfície planetária sofre significativo efeito de marés provocado pelo Sol, que é 17 vezes mais forte que o efeito da Lua sobre a Terra.

A temperatura média da superfície de Mercúrio é de 169,35 °C (442,5 K), mas varia numa faixa de -173,15 °C (100 K) a 426,85 °C (700 K) devido à ausência de atmosfera e a um abrupto gradiente de temperatura entre o equador e os polos. O ponto subsolar alcança aproximadamente 700 K durante o periélio e então cai para 550 K durante o afélio. No lado escuro do planeta, a temperatura média é de 110 K (-163,15 °C). A intensidade da luz solar na superfície varia entre 4,59 e 10,61 vezes a constante solar (1 370 W*m −2).

Apesar de as temperaturas serem em geral extremamente altas em sua superfície, as observações sugerem a presença de gelo no planeta. Os pisos de crateras profundas nos polos nunca são expostos diretamente à luz solar, e a temperatura ali permanece abaixo de 102 K, bem abaixo da temperatura média global O gelo reflete com grande intensidade o radar, e observações do Observatório Goldstone e do VLA no início da década de 1990 revelaram a presença de áreas com grande reflexão do radar perto dos polos. Embora o gelo não seja a única causa possível dessas regiões reflexivas, os astrônomos acreditam que seja a mais provável.

Acredita-se que as regiões geladas tenham aproximadamente 10 ¹⁴ a 10 ¹⁵ kg de gelo, e podem estar cobertas por uma camada de regolitos que inibe a sublimação. Em comparação, a camada de gelo sobre a Antártica tem uma massa de aproximadamente 4×10 ¹⁸ kg e a calota polar do sul de Marte tem 10 ¹⁶ kg de água. A origem do gelo em Mercúrio ainda não é conhecida, mas as duas fontes mais prováveis são a degaseificação do interior do planeta ou a deposição pelo impacto de cometas.

Comparação do tamanho dos planetas telúricos, da esquerda para a direita: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte.

Mercúrio é muito pequeno e quente para sua gravidade reter qualquer atmosfera significativa por um longo período de tempo, entretanto possui uma "tênue exosfera na superfície". A sonda MESSENGER encontrou altas proporções de hidróxidos, magnésio, silício, hidrogênio, hélio, oxigênio, sódio, cálcio e potássio na exosfera. Essa exosfera não é estável - átomos são continuamente perdidos e repostos de várias fontes. O hidrogênio e o hélio provavelmente provêm do vento solar, difundido na magnetosfera mercuriana antes de escapar de volta para o espaço. O decaimento radioativo de elementos do interior da crosta é outra fonte de hélio, assim como de sódio e potássio. O vapor de água presente provém de uma combinação de processos tais como cometas atingindo a superfície, pulverização catódica através do hidrogênio do vento solar e oxigênio das rochas, e sublimação de reservatórios de gelo na sombra permanente das crateras polares. A detecção de grandes quantidades dos íons O⁺, OH⁻, e H ₂O⁺ foi uma surpresa. Dada a quantidade que foi detectada no ambiente espacial de Mercúrio, os cientistas supõem que essas moléculas foram arrancadas da superfície do planeta ou da exosfera pelo vento solar.

O sódio, o potássio e o cálcio foram descobertos na atmosfera durante as décadas de 1980 e 1990 e acredita-se que sejam primariamente o resultado da vaporização de rochas da superfície pelo impacto de micrometeoritos. Estudos indicam que às vezes emissões de sódio são localizadas em pontos que correspondem ao dipolo magnético do planeta, indicando a interação entre a magnetosfera e a superfície do planeta.

Apesar do seu pequeno tamanho e lenta velocidade de rotação em 59 dias, Mercúrio tem um campo magnético significativo e aparentemente global. De acordo com medições realizadas pela sonda Mariner 10, sua força é de aproximadamente 1,1% do terrestre, sendo de cerca de 300 nT na linha do equador do planeta. Como o da Terra, o campo magnético de Mercúrio é dipolar, mas diferentemente da Terra, os polos de Mercúrio estão quase alinhados com o eixo de rotação do planeta. As medidas feitas pelas sondas Mariner 10 e MESSENGER indicaram que a força e formato do campo magnético são estáveis.

É provável que o campo magnético seja gerado por meio de um efeito dínamo, de modo similar ao campo terrestre. Este efeito dínamo seria resultado da circulação do núcleo líquido rico em ferro. O efeito de maré provocado pela alta excentricidade orbital do planeta serviria para manter o núcleo no estado líquido necessário para a existência deste efeito dínamo.

O campo magnético mercuriano é forte o suficiente para defletir o vento solar em torno do planeta, criando uma magnetosfera que, apesar de ser menor que a Terra, é forte o suficiente para capturar o plasma do vento solar, contribuindo assim para a erosão espacial na superfície do planeta. Observações feitas pela sonda Mariner 10 detectaram plasma de baixa energia na magnetosfera do planeta no lado escuro e explosões de partículas energéticas foram detectadas na magnetocauda do planeta, o que indica uma qualidade dinâmica da magnetosfera.

Mercúrio tem excentricidade orbital de 0,21, a maior entre todos os planetas, com a distância do Sol variando de 46 a 70 milhões de quilômetros; ele leva 87,969 dias terrestres para completar um período de translação. O diagrama à esquerda ilustra os efeitos da excentricidade, mostrando a órbita de Mercúrio sobrepondo uma órbita circular com o mesmo semieixo maior. A velocidade maior do planeta quando está perto do periélio é claramente mostrada pela distância maior coberta num intervalo de cinco dias. O tamanho das esferas é inversamente proporcional a sua distância do Sol e é utilizado para ilustrar a variação da distância heliocêntrica. Esta variação da distância do Sol, combinada com uma ressonância orbital de 3:2 da rotação do planeta em torno de seu eixo, resulta em complexas variações da temperatura da superfície. Esta ressonância faz com que um dia em Mercúrio dure exatamente dois anos, ou seja, cerca de 176 dias terrestres.

A inclinação axial mercuriana é quase zero, sendo de 0,027º o melhor valor medido. Este valor é significativamente menor que a inclinação de Júpiter, que ostenta a segunda menor inclinação de todos os planetas, com 3,1 graus. Isto significa que, para um observador no polo de Mercúrio, o centro do Sol nunca ascenderia mais de 2,1 minutos de arco acima do horizonte.

Em certos pontos da superfície do planeta, um observador veria o Sol subir até aproximadamente a metade do caminho e então reverter e se pôr antes de nascer novamente, tudo isso no mesmo dia mercuriano. Isto ocorre porque, aproximadamente quatro dias terrestres antes do periélio, a velocidade orbital angular se iguala à velocidade rotacional angular, então o movimento aparente do Sol cessa; no periélio, a velocidade orbital angular então excede a rotacional e assim o Sol aparece num movimento retrógado. Quatro dias após o periélio, o movimento aparente do Sol reinicia-se nesses pontos.

Mercúrio atinge a conjunção inferior (aproximação da Terra) a cada 116 dias terrestres, em média, mas este intervalo pode variar entre 105 e 129 dias, devido à órbita excêntrica do planeta. Mercúrio pode se aproximar a até 77,3 milhões de quilômetros da Terra, mas ele só se aproximará a 80 Gm ( gigametros) no ano 28 622. A próxima aproximação a 82,1 GM será em 2679, e a 82 Gm em 4487. O seu período de movimento retrógrado, para um observador na Terra, pode variar entre 8 e 15 dias em cada lado da conjunção inferior. Esta grande variação se deve à alta excentricidade orbital do planeta.

A razão original para os astrônomos acreditarem que Mercúrio estava sincronizado era porque toda vez que ele estava numa condição ótima de observação, estava sempre perto do mesmo ponto da ressonância, portanto mostrando a mesma face. Isto ocorre porque, coincidentemente, a rotação de Mercúrio tem quase a metade do período sinódico em relação à Terra. Devido à ressonância 3:2 roto-translacional mercuriana, um dia solar (o comprimento entre dois trânsitos meridianos do Sol) dura aproximadamente 176 dias terrestres. Um dia sideral (o período de rotação) dura aproximadamente 58,7 dias terrestres.

Simulações indicam que a excentricidade orbital de Mercúrio varia caoticamente de quase zero (circular) a mais de 0,45 ao longo de milhões de anos, devido a perturbações provocadas por outros planetas. Acredita-se que isto explique a ressonância 3:2 roto-translacional (em vez da mais usual 1:1), uma vez que este estado é mais provável de surgir num período de alta excentricidade.

Simulações numéricas mostram que uma interação orbital ressonante com Júpiter pode levar a excentricidade orbital de Mercúrio a aumentar a ponto de o planeta ter uma probabilidade de 1% de se chocar com Vênus nos próximos 5 bilhões de anos.

Em 1859, o matemático e astrônomo francês Urbain Le Verrier relatou que a lenta precessão da órbita de Mercúrio em torno do Sol não poderia ser completamente explicada pela mecânica Newtoniana e por perturbações dos planetas conhecidos. Ele sugeriu, entre as possíveis explicações, que outro planeta (ou talvez uma série de 'corpúsculos' menores) poderia existir em uma órbita solar até menor que a de Mercúrio, para dar uma explicação para esta perturbação. O sucesso na busca por Netuno baseada nas perturbações da órbita de Urano levou os astrônomos a dar fé a esta possível explicação, e o hipotético planeta foi até nomeado de Vulcano. Entretanto, tal planeta nunca foi encontrado.

A precessão de Mercúrio é de 5 600 segundos de arco (1,5556°) por século em relação à Terra e a mecânica newtoniana, levando em conta todos os efeitos de outros planetas, prevê uma precessão de 5 557 segundos de arco (1,5436°) por século. No início do século XX, a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein apresentou a explicação para o fenômeno observado da precessão. O efeito é bem pequeno: o avanço relativístico do periélio mercuriano é de apenas 42,98 segundos de arco por século, portanto é necessário um pouco mais de doze milhões de translações para uma volta adicional completa. O efeito ocorre de modo similar em outros planetas, embora seja muito menor, sendo de 8,62 segundos de arco por século para Vênus, 3,84 para a Terra, 1,35 para Marte e 10,05 para Ícarus 1566.

Sistema de coordenadas

A longitude de Mercúrio aumenta na direção oeste e uma pequena cratera chamada Hun Kal é o ponto de referência para a medida da longitude. O centro de Hun Kal está a 20° de longitude oeste.

A magnitude aparente mercuriana varia entre -2,6 - mais brilhante que Sirius (a estrela mais brilhante) - e 5,7 (aproximadamente o limite teórico de visibilidade a olho nu), ocorrendo os extremos quando Mercúrio está bem perto do Sol no céu. A observação do planeta é complicada devido a sua proximidade do Sol, já que ele se perde no brilho solar por grande parte do tempo. Mercúrio pode ser observado apenas num curto período durante o crepúsculo matinal ou vespertino. O Telescópio Espacial Hubble não pode observar o planeta, devido a procedimentos de segurança que impedem que seja apontado para tão perto do Sol. Assim como outros planetas e estrelas mais brilhantes, Mercúrio pode ser visto durante eclipses totais do Sol.

Como a Lua e Vênus, Mercúrio possui fases quando observado da Terra, sendo a "nova" a conjunção inferior e a "cheia" a conjunção superior. O planeta fica invisível em ambas as ocasiões por causa da proximidade relativa do Sol.

Entretanto, a aparição mais brilhante de Mercúrio (fase "cheia") é uma ocasião impossível para a observação prática, por causa da extrema proximidade do Sol. Mercúrio é mais bem observado no primeiro e último quartos, embora sejam fases de menor brilho. Essas fases ocorrem na maior elongação leste e oeste, respectivamente. Nessas duas oportunidades, a separação de Mercúrio do Sol varia entre 17,9° no periélio e 27,8° no afélio. A maior elongação oeste é a ocasião em que Mercúrio nasce mais cedo antes do Sol, enquanto a maior elongação leste é quando ele se põe mais tarde depois do Sol .

Mercúrio é mais facilmente visível nas latitudes tropicais e subtropicais do que em latitudes maiores, o que é o resultado de dois efeitos: (i) o Sol ascende e descende em ângulos maiores no horizonte, portanto o período de crepúsculo é menor, e (ii) em certas épocas do ano, a eclíptica faz interseção com o horizonte em um ângulo muito grande, significando que Mercúrio pode estar relativamente alto (a até 28°) em um céu totalmente escuro. Essas condições podem existir, por exemplo, depois do por do sol perto do equinócio da primavera, em março/abril no sul dos Estados Unidos ou em setembro/outubro na África do Sul e Australásia. De forma inversa, a visão antes da alvorada é mais fácil perto do equinócio do outono.

Em latitudes temperadas, a observação é frequentemente mais fácil do hemisfério sul terrestre do que do norte, porque no hemisfério sul as elongações máximas a oeste do Sol ocorrem no início do outono e as elongações máximas a leste no final do inverno. Em ambos os casos, o ângulo de Mercúrio com a eclíptica é maximizado, permitindo que ele nasça várias horas antes do Sol na primeira situação e várias horas após o por do Sol em países localizados na zona sul temperada, tais como Argentina e Nova Zelândia. Por outro lado, nos principais centros populacionais das altas latitudes ao norte, Mercúrio nunca está acima do horizonte em condições de luminosidade adequadas.

Observações de Mercúrio por telescópio baseadas na Terra revelam apenas um disco parcial iluminado, com detalhe limitado. A primeira das duas naves espaciais a visitar o planeta foi a Mariner 10, que mapeou cerca de 45 % da superfície entre 1974 e 1975. A segunda é a nave MESSENGER que, depois de três sobrevoos de Mercúrio entre 2008 e 2009, entrou em órbita em 17 de março de 2011, para mapear e estudar o restante do planeta.

As mais antigas observações registradas de Mercúrio são das tabelas de Mul.Apin. Estas observações foram provavelmente feitas por um astrônomo assírio por volta do século XIV a.C. A escrita cuneiforme utilizada para designar o planeta na tabela é transcrita como UDU.IDIM.GU ₄.UD ("O planeta que pula") Registros babilônicos de Mercúrio datam do primeiro milênio a.C., quando o planeta era chamado de Nabu, o mensageiro dos deuses em sua mitologia.

Os gregos da antiguidade do período de Hesíodo conheciam o planeta como Στίλβων ( Stilbon), que significa "o resplandecente", e Ἑρμάων ( Hermaon). Posteriormente, os gregos chamaram o planeta de Apolo quando estava visível no céu da manhã e Hermes quando visível no entardecer. Por volta do século IV a.C. os astrônomos gregos perceberam que os dois nomes se referiam ao mesmo corpo celeste, Hermes (Ερμής: Ermis), nome planetário que foi mantido no grego moderno. Os romanos batizaram o planeta com o nome do seu deus mensageiro com asas nos pés, Mercúrio (em latim, Mercurius), equivalente ao grego Hermes, em virtude de o astro cruzar o firmamento mais rápido que qualquer outro planeta. O símbolo astronômico para Mercúrio é uma versão estilizada do caduceu de Hermes.

Modelo do astrônomo Ibn al-Shatir para as aparições do planeta, mostrando a multiplicação dos epiciclos utilizando o par de Tusi, eliminando assim as excêntricas e a equante de Ptolomeu.

Na China antiga, Mercúrio era conhecido como Ch'em-Hsing, a estrela da hora, e estava associado com a direção do norte e a fase da água no Wu Xing. A mitologia hindu utilizava o nome Buda para Mercúrio e acreditava-se que este deus presidia a quarta-feira; No paganismo germânico, o astro era representado pelo deus Odin (ou ''Woden''), também associado a este dia da semana. A civilização maia pode ter representado o planeta como uma coruja (ou possivelmente quatro corujas, duas para a manhã e duas para a tarde), que servia com mensageira para o mundo dos mortos.

Na astronomia indiana antiga, o Surya Siddhanta, um texto astronômico indiano do século V, estimava o diâmetro de Mercúrio em 3 008 milhas, um erro de menos de 1% do diâmetro atualmente aceito, de 3 032 milhas (4 880 km). Entretanto, esta estimativa se baseava em uma medição imprecisa do diâmetro angular do planeta em 3 minutos de arco.

Na astronomia islâmica medieval, o astrônomo de Al-Andalus Abū Ishāq Ibrāhīm al-Zarqālī representou no século XI o epiciclo da órbita geocêntrica mercuriana como uma oval (tal como um ovo ou um pinhão), embora esta indicação não tenha influenciado sua teoria ou seus cálculos astronômicos. No século XII, Ibn Bajjah observou "dois planetas como pontos pretos na superfície do Sol", o que foi posteriormente sugerido como trânsito de Mercúrio e/ou Vênus pelo astrônomo Qotb al-Din Shirazi, do observatório Maragheh no século XIII. Entretanto, a maioria dos registros medievais de trânsitos foram posteriormente interpretados como observações de manchas solares.

Na Índia, o astrônomo Nilakantha Somayaji, da escola Kerala, desenvolveu no século XV um sistema planetário parcialmente heliocêntrico em que Mercúrio orbitava o Sol, que por sua vez orbitava a Terra, de forma similar ao Sistema de Tycho proposto no final do século XVI por Tycho Brahe.

Trânsito de Mercúrio. Mercúrio é o pequeno ponto abaixo do centro, na frente do Sol. A área escura na esquerda do disco solar é uma mancha.

As primeiras observações telescópicas de Mercúrio foram feitas por Galileu no início do século XVII, e embora ele tenha visto fases em Vênus, seu telescópio não era potente o suficiente para visualizar as fases mercurianas. Em 1631, Pierre Gassendi fez a primeira observação do trânsito astronômico de um planeta sobre o disco solar, quando observou um trânsito de Mercúrio previsto por Johannes Kepler. Em 1639, Giovanni Zupi descobriu que o planeta tinha fases orbitais, tal como a Lua e Vênus. Esta observação demonstrou conclusivamente que Mercúrio orbitava o Sol.

Um evento raro na astronomia é a passagem de um planeta à frente de outro ( ocultação), quando observado da Terra. Mercúrio e Vênus se ocultam com uma frequência de alguns séculos, e o único evento deste tipo historicamente observado foi em 28 de maio de 1737, por John Bevis do Observatório de Greenwich. A próxima ocultação de Mercúrio por Vênus ocorrerá em 3 de dezembro de 2133.

As dificuldades inerentes à observação de Mercúrio implicam que este foi de longe o menos estudado dos planetas. Em 1800, Johann Schröter fez observações de acidentes da superfície, afirmando ter observado montanhas de 20 km de altura. Friedrich Bessel utilizou os desenhos de Schröter e erroneamente estimou o período de rotação em 24 horas e uma inclinação axial de 70º. Na década de 1880, Giovanni Schiaparelli mapeou o planeta com uma exatidão maior e sugeriu que o período rotacional era de 88 dias, o mesmo que o período orbital devido ao efeito de maré. Este fenômeno é conhecido como rotação sincronizada e é observado na Lua terrestre. Os esforços para mapear a superfície de Mercúrio foram continuados por Eugenios Antoniadi, que publicou um livro em 1934 que incluía mapas e suas próprias observações. Muitos dos acidentes da superfície do planeta, particularmente as formações de albedo, têm seus nomes retirados dos mapas de Antoniadi.

Em junho de 1962, cientistas soviéticos do Instituto de Rádio-engenharia e Eletrônica da Academia de Ciências da União Soviética, liderados por Vladimir Kotelnikov, tornaram-se os primeiros a enviar sinais de radar para Mercúrio e receber respostas, iniciando as observações por radar do planeta. Três anos mais tarde, observações de radar dos estadunidenses Gordon Pettengill e R. Dyce, utilizando um radiotelescópio de 300 m do Observatório de Arecibo, em Porto Rico, demonstraram conclusivamente que o período rotacional do planeta era de cerca de 59 dias terrestres.

A teoria de que a rotação de Mercúrio estava sincronizada tinha se tornado amplamente aceita, e foi uma surpresa para os astrônomos quando estas observações foram anunciadas. Se Mercúrio estivesse sincronizado pelo efeito de maré, sua face escura deveria ser extremamente fria, porém as medições por emissões de rádio revelaram que ela era muito mais quente que o esperado. Os astrônomos foram relutantes em abandonar a teoria da rotação sincronizada e propuseram mecanismos alternativos, tais como poderosos ventos distribuidores de calor, para explicar estas observações.

O astrônomo italiano Giuseppe Colombo percebeu que o valor da rotação era aproximadamente dois terços do período de translação mercuriano, e propôs que os períodos de translação e rotação estavam sincronizados numa relação de 3:2, e não de 1:1. Dados da sonda espacial Mariner 10 confirmaram posteriormente este teoria. Isto significa que os mapas de Schiaparelli e Antoniadi não estavam "errados". Na verdade, os astrônomos viram as mesmas características durante cada "segunda" órbita e as registraram, mas negligenciaram aquelas vistas no meio tempo, quando a outra face de Mercúrio estava voltada para o Sol, uma vez que a geometria orbital implicava em que estas observações fossem feitas sob condições de visibilidade ruins.

Observações ópticas terrestres não revelaram muito sobre a estrutura do planeta, mas rádio-astrônomos utilizando interferometria em comprimentos de onda de microondas, uma técnica que permite a remoção da radiação solar, puderam discernir propriedades físicas e químicas de camadas sob a superfície numa profundidade de vários metros. Somente quando a primeira sonda espacial foi enviada é que muitas das propriedades mais fundamentais do planeta foram conhecidas. Todavia, avanços tecnológicos recentes têm melhorado as observações terrestres. Em 2000, observações em alta resolução pelo método Lucky imaging foram conduzidas pelo Observatório Monte Wilson e forneceram as primeiras visões com resolução para acidentes da superfície que não foram fotografadas pela missão Mariner. Imagens posteriores evidenciaram uma grande bacia de impacto com um anel duplo, maior ainda que a Bacia Caloris na região não fotografada pela Mariner, a qual foi informalmente apelidada de Bacia Skinakas. Imagens posteriores mostraram evidência de uma grande bacia de impacto com duplo anel, ainda maior que a bacia Caloris, no hemisfério não fotografado pela Mariner, que foi informalmente denominada bacia Skinakas. A maior parte da superfície foi mapeada pelo telescópio de Arecibo, com uma resolução de 5 km, inclusive depósitos polares nas regiões de sombra das crateras, que podem ser de gelo.

Alcançar Mercúrio a partir da Terra apresenta desafios técnicos significativos, uma vez que o planeta orbita o Sol muito mais próximo do que a Terra. Uma espaçonave lançada da Terra precisa viajar por 91 milhões de quilômetros na direção do poço de potencial gravitacional do Sol. A velocidade orbital mercuriana é de 48 km/s, enquanto a terrestre é de 30 km/s, portanto a espaçonave precisa realizar uma grande mudança em sua velocidade ( delta-v) para entrar na órbita de transferência de Hohmann que passa perto de Mercúrio, comparada com o delta-v necessário para outras missões planetárias.

A energia potencial liberada pelo movimento em direção ao poço de potencial solar torna-se energia cinética, exigindo outra grande alteração no delta-v para evitar passar rapidamente direto por Mercúrio. Para pousar com segurança ou entrar em órbita estável, a espaçonave deve contar com motores de foguetes, pois a aerofrenagem está fora de cogitação por causa da tênue atmosfera. Uma viagem para Mercúrio exige mais combustível do que para escapar completamente do sistema solar. Como resultado, apenas duas sondas espaciais foram enviadas ao planeta até o momento. Uma alternativa de aproximação proposta seria a utilização de velas solares para atingir uma órbita sincronizada à mercuriana ao redor do Sol.

A primeira espaçonave a visitar Mercúrio foi a sonda Mariner 10 da NASA (1974-75), que utilizou a força da gravidade de Vênus para ajustar sua velocidade orbital para se aproximar de Mercúrio, tornando-se a primeira nave espacial a utilizar o efeito da gravidade assistida e a primeira da NASA a realizar uma missão de visita a múltiplos planetas. A sonda forneceu as primeiras imagens próximas da superfície mercuriana, que mostraram sua natureza repleta de crateras e revelaram muitos outros tipos de acidentes geológicos, tais como declives gigantes que foram posteriormente atribuídos ao efeito do planeta encolhendo ligeiramente, em função do resfriamento do núcleo de ferro. Infelizmente, devido ao comprimento do período orbital da Mariner 10, a mesma face do planeta estava iluminada a cada aproximação da sonda, tornando impossível a observação de ambos os lados do planeta e resultando num mapeamento de menos de 45% da superfície planetária.

No dia 27 de março de 1974, dois dias antes do primeiro sobrevoo sobre Mercúrio, os instrumentos da sonda começaram a registrar grandes quantidades de uma inesperada radiação ultravioleta próximo a Mercúrio. Isto levou à tentativa de identificação de um satélite mercuriano, mas, pouco depois, a fonte de radiação foi identificada como a estrela 31 da constelação de Crater e a lua mercuriana passou para os livros da história da astronomia como uma nota de rodapé.

A sonda realizou três aproximações de Mercúrio e a mais próxima passou a uma distância de 327 km da superfície. Na primeira aproximação, os instrumentos detectaram um campo magnético, para grande surpresa dos geólogos planetários - esperava-se que a rotação mercuriana fosse muito lenta para gerar um efeito dínamo significativo. A segunda aproximação foi utilizada principalmente para obtenção de imagens e a terceira para uma extensiva coleta de dados sobre o campo magnético. Os dados revelaram que o campo magnético é semelhante ao terrestre, defletindo o vento solar em torno do planeta. Entretanto, a origem do campo magnético mercuriano ainda é matéria de muitas teorias.

Em 24 de março de 1975, apenas oito dias após sua aproximação final, a sonda esgotou seu combustível. Como sua órbita não podia mais ser controlada com precisão, os controladores da missão instruíram-na a se auto-desligar. A sonda provavelmente ainda está orbitando o Sol, passando próximo ao planeta com uma frequência de alguns meses.

Uma segunda missão da NASA para Mercúrio, nomeada MESSENGER ( acrônimo de MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging), foi lançada em 3 de agosto de 2004 do Cabo Canaveral, a bordo de um foguete Delta II. Ela fez um sobrevoo na Terra em agosto de 2005 e em Vênus em outubro de 2006 e junho de 2007, de modo a estabelecer uma trajetória correta para alcançar a órbita mercuriana. O primeiro sobrevoo em Mercúrio aconteceu no dia 14 de janeiro de 2008, o segundo em 6 de outubro de 2008 e o terceiro em 29 de setembro de 2009. A maior parte da superfície não fotografada pela sonda Mariner 10 foi mapeada durante estes sobrevoos e em 18 de março de 2011 a sonda entrou em órbita elíptica em torno do planeta, tendo a primeira imagem orbital sido obtida em 29 de março de 2011. A sonda realizou uma missão de mapeamento com duração de um ano terrestre e desenvolve atualmente uma missão estendida programada para terminar em 2013. Além de prosseguir na observação e mapeamento de Mercúrio, a MESSENGER vai observar o período de máxima atividade solar de 2012.

BepiColombo

A Agência Espacial Europeia está planejando uma missão conjunta com o Japão chamada BepiColombo, que orbitará Mercúrio com duas sondas: uma para mapear o planeta e outra para estudar sua magnetosfera. O lançamento, que estava previsto para 2015, foi adiado para 2017, com a data provável de chegada em Mercúrio em 2024. A espaçonave liberará uma sonda magnetométrica em um órbita elíptica, e então foguetes químicos serão acionados para colocar a sonda mapeadora em uma órbita circular. Ambas as sondas operarão por um ano terrestre. A sonda mapeadora carregará uma série de espectrômetros semelhantes aos da MESSENGER, que estudarão o planeta em vários comprimentos de onda, incluindo infravermelho, ultravioleta, raio-x e radiação gama.

Jacob Matham: Mercurius, 1597. Gravura em metal

A origem do nome provém do deus Mercúrio, mensageiro dos deuses da mitologia romana, devido ao movimento rápido do planeta no céu em relação a outros planetas. Higino disse que sua dedicação ao deus se devia ao fato de que ele havia sido o primeiro a estabelecer os meses e a perceber o curso das constelações. Na astrologia, o planeta está associado com a capacidade de aprender, se adaptar, trocar e desenvolver sociabilidade e de se expressar e é o regente dos signos de Gêmeos e Virgem, comandando a terceira e a sexta casas do zodíaco. O movimento retrógado aparente do planeta, creem os astrólogos, influencia tudo que se relaciona a este, de modo a provocar interrupção ou desentendimentos nas formas de comunicação regidas pelo planeta.

O pequeno tamanho de Mercúrio e sua proximidade com o Sol tornaram as observações científicas iniciais difíceis, e isso afetou o modo como foi representado na cultura. Em 1750 o Cavaleiro de Béthune escreveu um livro, Rélation du monde de Mercure, onde o imaginou habitado por uma população de seres alados, cuja morte não era compulsória, e em perpétuo desfrute beatífico da luz do Sol. No século XIX apareceu mais literatura especulativa, entre elas Ariel (1886), de W. D. Lach-Szyrma, que imaginou seres mercurianos vivendo em sofisticados carros voadores nas várias camadas de uma suposta atmosfera planetária. Em 1893 Giovanni Schiaparelli declarou que Mercúrio mantinha sempre a mesma face voltada para o Sol, no que concordou Percival Lowell, gerando um farto imaginário literário de um planeta com um de seus lados extremamente quente e outro extremamente frio. Esta suposição equivocada persistiu até 1965, quando se descobriu a rotação mercuriana, mas então um copioso folclore e literatura ficcional e até mesmo humorística havia sido produzido incorporando este engano. Em algumas novelas o planeta foi apresentado inabitado, em outras como lar de monstros e, em outras mais, povoado por uma diversidade de seres humanoides. Em The Last Planet (1934) de R. F. Starzl, e em Intelligence Undying (1936) de Edmond Hamilton, Mercúrio foi descrito como o refúgio da humanidade quando o Sol esfria.

Na década de 1950, quando o gênero da ficção científica começou a ser mais baseado em fatos, a hostilidade do ambiente mercuriano deu origem a histórias mais violentas, como Battle on Mercury (1956), de Lester del Rey, Lucky Starr and the Big Sun of Mercury (1956), de Isaac Asimov, Hot Planet (1963), de Hal Clement, The Coldest Place (1964), de Larry Niven, e Mission to Mercury (1965), de Hugh Walter, entre muitas outras. Mesmo quando a rotação planetária foi descoberta e quando em 1975 foi confirmada a ausência de atmosfera, o estilo da geração anterior de novelistas continuou prevalecendo, mas sua concepção como um planeta habitado logo desapareceu da literatura. Em seu lugar, surgiu na ficção uma ideia de que Mercúrio poderia ser uma base para a exploração do Sol, como em Sundliver (1980), de David Brin, ou como uma fonte de minerais exploráveis, da forma como Stephen Baxter o mostrou em Cilia-of-Gold (1994). Tom Purdom em 2000 publicou Romance in Extended Time, onde Mercúrio é a base para terraformação, sendo circundado por uma grande estufa, e em Kath and Quicksilver (2005), de Larry Niven e Brenda Cooper, Mercúrio aparece lentamente engolfado pelo Sol em expansão.

Referências

Commons

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Mercúrio (planeta) - Wikipédia, a enciclopédia livre

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Mercúrio Planeta principal Fotografia de Mercúrio em cores, feita pela sonda MESSENGER em 2008.

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Dados observacionais

Distância média
da Terra

1,496×10 ¹¹ m
8,317 min (499 sec), na velocidade da luz

Magnitude aparente ( V)

Magnitude absoluta

Metalicidade

Z = 0,0177

Diâmetro angular

Adjetivo

Características orbitais

Distância média
do centro da Via Láctea

~2,5×10 ²⁰ m
26 000 anos-luz

Período orbital galáctico

(2,25-2,50) × 10 ⁸ anos

Velocidade

~2,20×10 ⁵ m/s
órbita em torno do centro da Galáxia
~2×10 ⁴ m/s
relativo à velocidade média de outras estrelas na vizinhança estelar.

Características físicas

Diâmetro médio

1,392×10 ⁹ m
109 × Terra

Raio equatorial

6,963×10 ⁸ m
109 × Terra

Circunferência equatorial

4,379 × 10 ⁹ m
109 × Terra

Achatamento

9 × 10 −6

Área de superfície

6,0877 × 10 ¹² km ²
11 990 × Terra

Volume

1,412 × 10 ¹⁸ km ³
1 300 000 × Terra

Massa

1,9891 × 10 ³⁰ kg
332 900 × Terra

Densidade média

1,408 × 10 ³ kg/m ³

Núcleo: 1,5 ×10 ⁵ kg/m ³
Base da fotosfera: 2×10 −4 kg/m ³
Base da cromosfera: 5×10−6 kg/m ³

Coroa solar: 1×10−12 kg/m ³

Gravidade na superfície equatorial

274,0 m/s ²
27,4 g
28 × Terra

Velocidade de escape
(da superfície)

617,7 km/s
55 × Terra

Temperatura
da superfície (efetiva)

Temperatura
da coroa solar

~5×10 ⁶ K

Temperatura
do núcleo

~15,7 × 10 ⁶ K

Luminosidade (L sol)

3,846 × 10 ²⁶ W
~3,75×10 28 lm
~98 lm/W eficiência

Intensidade (I sol)

2,009 × 10 ⁷ W·m −2·sr −1

Características de rotação

Obliquidade

7,25°
(para a eclíptica)
67,23°
(para o plano galático)

Ascensão reta
do pólo norte

286,13°
19h 4min 30s

Declinação
do pólo norte

+63,87°
63°52' N

Período de rotação sideral
(na latitude 16°)

25,38 dias
25d 9h 7min 13s

(no equador)

(nos pólos)

Velocidade de rotação
(no equador)

7,189×10 ³ km/h

Composição fotosférica por massa

O Sol (do latim sol, solis) é a estrela central do Sistema Solar. Todos os outros corpos do Sistema Solar, como planetas, planetas anões, asteroides, cometas e poeira, bem como todos os satélites associados a estes corpos, giram ao seu redor. Responsável por 99,86% da massa do Sistema Solar, o Sol possui uma massa 332 900 vezes maior do que a da Terra, e um volume 1 300 000 vezes maior do que o do nosso planeta. A distância da Terra ao Sol é de cerca de 150 milhões de quilômetros ou 1 unidade astronômica (UA). Esta distância varia ao longo do ano, de um mínimo de 147,1 milhões de quilômetros (0,9833 UA), no perélio (ou periélio), a um máximo de 152,1 milhões de quilômetros (1,017 UA), no afélio (que ocorre em torno do dia 4 de julho). A luz solar demora aproximadamente 8 minutos e 18 segundos para chegar à Terra. Energia do Sol na forma de luz solar é armazenada em glicose por organismos vivos através da fotossíntese, processo do qual, direta ou indiretamente, dependem todos os seres vivos que habitam nosso planeta. A energia solar também é responsável pelos fenômenos meteorológicos e o clima na Terra.

É composto primariamente de hidrogênio (74% de sua massa, ou 92% de seu volume) e hélio (24% da massa solar, 7% do volume solar), com traços de outros elementos, incluindo ferro, níquel, oxigênio, silício, enxofre, magnésio, néon, cálcio e crômio. Possui a classe espectral de G2V: G2 indica que a estrela possui uma temperatura de superfície de aproximadamente 5 780 K, o que lhe confere uma cor branca (apesar de ser visto como amarelo, alaranjado ou avermelhado no céu terrestre quando está próximo ao horizonte, o que se deve à dispersão dos raios na atmosfera); O V (5 em números romanos) na classe espectral indica que o Sol, como a maioria das estrelas, faz parte da sequência principal. Isto significa que o astro gera sua energia através da fusão de núcleos de hidrogênio para a formação de hélio. Existem mais de 100 milhões de estrelas da classe G2 na Via Láctea. Considerado anteriormente uma estrela pequena, acredita-se atualmente que o Sol seja mais brilhante do que 85% das estrelas da Via Láctea, sendo a maioria dessas anãs vermelhas. O espectro do Sol contém linhas espectrais de metais ionizados e neutros, bem como linhas de hidrogênio muito fracas. A coroa solar expande-se continuamente no espaço, criando o vento solar, uma corrente de partículas carregadas que estende-se até a heliopausa, a cerca de 100 UA do Sol. A bolha no meio interestelar formada pelo vento solar, a heliosfera, é a maior estrutura contínua do Sistema Solar.

O Sol orbita em torno do centro da Via Láctea, atravessando no momento a Nuvem Interestelar Local de gás de alta temperatura, no interior do Braço de Órion da Via Láctea, entre os braços maiores Perseus e Sagitário. Das 50 estrelas mais próximas do Sistema Solar, num raio de até 17 anos-luz da Terra, o Sol é a quarta maior em massa. Diferentes valores de magnitude absoluta foram dados para o Sol, como, por exemplo, 4,85, e 4,81. O Sol orbita o centro da Via Láctea a uma distância de cerca de 24 a 26 mil anos-luz do centro galáctico, movendo-se geralmente na direção de Cygnus e completando uma órbita entre 225 a 250 milhões de anos (um ano galáctico). A estimativa mais recente e precisa da velocidade orbital do sol é da ordem de 251 km/s. Visto que a Via Láctea move-se na direção da constelação Hidra, com uma velocidade de 550 km/s, a velocidade do Sol relativa à radiação cósmica de fundo em micro-ondas é de 370 km/s, na direção da constelação da Taça.

Uma ilustração da estrutura do Sol:

Vídeo obtido pela Solar Dynamics Observatory de 24 horas de atividade em 25 de setembro de 2011

O Sol, tal como outras estrelas, é uma esfera de plasma que se encontra em equilíbrio hidrostático entre as duas forças principais que agem em seu interior. Em sentido oposto ao núcleo solar, estas forças são as exercidas pela pressão termodinâmica, produzida pelas altas temperaturas internas. No sentido do núcleo solar, atua a força gravitacional. O Sol é uma estrela da sequência principal que contém cerca de 99,86% da massa do Sistema Solar. É uma esfera quase perfeita, com um achatamento de apenas nove milionésimos, o que significa que seu diâmetro polar difere de seu diâmetro equatorial por apenas 10 km, consistindo assim no objeto mais esférico do Sistema Solar.

Como o Sol é uma esfera de plasma, e não é sólido, gira mais rápido em torno de si mesmo no seu equador do que em seus polos. Porém, devido à constante mudança do ponto de observação da Terra, na medida em que esta orbita em torno do Sol, a rotação aparente do Sol é de 28 dias. O efeito centrífuga desta lenta rotação é 18 milhões de vezes mais fraco do que a gravidade na superfície do Sol no equador solar. Os efeitos causados no Sol pelas forças de maré dos planetas são ainda mais insignificantes. O Sol é uma estrela da população I, rico em elementos pesados. O sol pode ter se formado por ondas resultantes da explosão de uma ou mais supernovas. Evidências incluem a abundância de metais pesados (tais como ouro e urânio) no Sistema Solar levando em conta a presença minoritária destes elementos nas estrelas de população II. A maior parte dos metais foram provavelmente produzidos por reações nucleares que ocorreram em uma supernova antiga, ou via transmutação nuclear via captura de nêutrons durante uma estrela de grande massa de segunda geração.

O Sol não possui uma superfície definida como planetas rochosos possuem, e, nas partes exteriores, a densidade dos gases cai aproximadamente exponencialmente à medida que se vai afastando do centro. Mesmo assim, seu interior é bem definido. O raio do Sol é medido do centro solar até o limite da fotosfera. Esta última é simplesmente uma camada acima do qual gases são frios ou pouco densos demais para radiar luz em quantidades significativas, sendo, portanto, a superfície mais facilmente identificável a olho nu.

O interior solar possui três regiões diferentes: o núcleo, onde se produzem as reações nucleares que transformam a massa em energia através da fusão nuclear, a zona radiativa e a zona de convecção. O interior do Sol não é diretamente observável, já que a radiação é completamente absorvida (e reemitida) pelo plasma do interior solar, e o Sol em si mesmo é opaco à radiação electromagnética. Porém, da mesma maneira que a sismologia utiliza ondas geradas por terremotos para revelar o interior da Terra, a heliosismologia utiliza ondas de pressão ( infravermelho) atravessando o interior do Sol para medir e visualizar o interior da estrutura solar. Modelos de computador também são utilizados como instrumentos teóricos para investigar camadas mais profundas do Sol.

Acredita-se que o núcleo do Sol estende-se do centro solar até 0,2 a 0,25 raios solares. O centro do Sol possui uma densidade de até 150 g/cm³, 150 vezes a densidade da água na Terra, e uma temperatura de cerca de 13 600 000 K. Análises recentes da missão SOHO indicam que a rotação do núcleo solar é mais rápida que a do restante da zona de radiação. Atualmente, e durante grande tempo da vida solar, a maior parte da energia produzida pelo Sol é gerada por fusão nuclear via cadeia próton-próton, convertendo hidrogênio em hélio. Menos de 2% do hélio gerado no Sol provém do ciclo CNO. O núcleo solar é a única parte do Sol que produz energia em quantidade significativa via fusão. O restante do Sol é aquecido pela energia transferida do núcleo para as regiões externas. Toda a energia produzida pela fusão precisa passar por várias camadas até a fotosfera antes de escapar para o espaço como luz solar ou energia cinética de partículas.

Produção de energia

A fusão de hidrogênio ocorre primariamente segundo uma cadeia de reações chamada de cadeia próton-próton:

Estas reações podem ser sumarizadas segundo a seguinte fórmula:

O Sol possui cerca de 8,9 x 10 ⁵⁶ núcleos de hidrogênio (prótons livres), com a cadeia próton-próton ocorrendo 9,2 x 10 ³⁷ vezes por segundo no núcleo solar. Visto que esta reação utiliza quatro prótons, cerca de 3,7 x 10 ³⁸ prótons (ou 6,2 x 10 ¹¹ kg) são convertidos em núcleos de hélio a cada segundo. Esta reação converte 0,7% da massa fundida em energia, e como consequência, cerca de 4,26 milhões de toneladas métricas por segundo são convertidos em 383 yotta-watts (3,83 x 10 ²⁶ W), ou 9,15 x 10 ¹⁰ megatoneladas de TNT de energia por segundo, segundo a equação de massa-energia E=mc² de Albert Einstein.

A densidade de potência é de cerca de 194 µW/kg de matéria, e, embora visto que a fusão ocorra no relativamente pequeno núcleo solar, a densidade da potência do plasma nesta região é 150 vezes maior. Em comparação, o calor produzido pelo corpo humano é de 1,3 W/kg, cerca de 600 vezes maior do que no Sol, por unidade de massa.

Mesmo tomando em consideração apenas o núcleo solar, com densidades 150 vezes maior do que a densidade média da estrela, o Sol produz relativamente pouca energia, a uma taxa de 0,272 W/m³. Surpreendentemente, essa potência é muito inferior àquela gerada por uma vela acesa. O uso de plasma na Terra com parâmetros similares ao do núcleo solar é imprático, se não impossível: mesmo uma modesta usina de 1 GW requereria cerca de 5 bilhões (5 mil milhões) de toneladas métricas de plasma.

A taxa de fusão nuclear depende muito da densidade e da temperatura do núcleo: uma taxa um pouco mais alta de fusão faz com que o núcleo aqueça, expandindo as camadas exteriores do Sol, e consequentemente, diminuindo a pressão gravitacional exercida pelas camadas externas e a taxa de fusão. Com a diminuição da taxa de fusão, as camadas externas contraem, aumentando sua pressão contra o núcleo solar, o que novamente aumentará a taxa de fusão fazendo repetir-se o ciclo.

Os fótons de alta energia ( raios gamas) gerados pela fusão nuclear são absorvidos por núcleos presentes no plasma solar e reemitidos novamente em uma direção aleatória, dessa vez com uma energia um pouco menor. Depois são novamente absorvidos e o ciclo se repete. Como consequência, a radiação gerada pela fusão nuclear no núcleo solar demora muito tempo para chegar à superfície. Estimativas do tempo de viagem variam entre 10 a 170 mil anos.

Após passar pela camada de convecção até a superfície "transparente" da fotosfera, os fótons escapam como luz visível. Cada raio gama no núcleo solar é convertido em vários milhões de fótons visíveis antes de escaparem no espaço. Neutrinos também são gerados por fusão nuclear no núcleo, mas, ao contrário dos fótons, raramente interagem com matéria. A maior parte dos neutrinos produzidos acabam por escapar do Sol imediatamente. Por vários anos, medidas do número de neutrinos produzidos pelo Sol eram três vezes mais baixas do que o previsto. Este problema foi resolvido recentemente com a descoberta dos efeitos da oscilação de neutrinos. O Sol de fato produz o número de neutrinos previsto em teoria, mas detectores de neutrinos na Terra não detectavam dois terços deles porque os neutrinos mudavam de sabor.

Trânsito lunar do Sol capturado durante calibração das câmeras ultravioletas da STEREO-B

Interior de estrelas similares ao Sol

Entre 0,25 e 0,7 raio solar de distância do centro do Sol, o material solar é quente e denso o suficiente para permitir a transferência de calor do centro para fora via radiação térmica. Convecção térmica não ocorre nesta zona; apesar da temperatura desta região cair à medida que a distância ao centro solar aumenta (de 7 000 000 K para 2 000 000 K), o gradiente de temperatura é menor do que o gradiente adiabático, não permitindo a ocorrência de convecção. Calor é transmitido por radiação - íons de hidrogênio e hélio emitem fótons, que viajam apenas uma pequena distância antes de serem reabsorvidos por outros íons. A densidade cai 100 vezes (de 20 g/cm ³ para 0,2 g/cm ³) do interior para o exterior da zona de radiação.

Entre a zona de radiação e a zona de convecção existe uma camada de transição chamada de tacoclina. Esta é uma região onde a mudança súbita de condições entre a rotação uniforme da zona radiativa e a rotação diferencial da zona de convecção resulta em grande tensão de cisalhamento - uma condição onde camadas horizontais sucessivas escorregam umas sobre as outras. A moção do fluido na zona de convecção gradualmente desaparece do topo do tacoclina até a parte inferior desta camada, adquirindo as mesmas características calmas da zona de radiação. Acredita-se que um dínamo magnético dentro desta camada gera o campo magnético solar.

A zona de convecção é a camada externa do Sol, que ocupa a região entre 0,7 raios solares do centro (200 000 km abaixo da superfície solar) até a superfície. Nesta região, o plasma solar não é denso ou quente o bastante para transferir o calor do interior do Sol para fora via radiação - em outras palavras, não é opaco o suficiente. Como resultado, convecção térmica ocorre na medida em que colunas térmicas carregam material quente para a superfície solar. Quando a temperatura deste material cai na superfície, o material cai na direção da base da zona de convecção, onde recebe calor do topo da zona de radiação, recomeçando o ciclo novamente. Na superfície solar, a temperatura cai para 5 700 K, e a densidade, para 0,2 g/m ³ (cerca de 1/10 000 da densidade do ar ao nível do mar).

As colunas térmicas na zona de convecção formam características físicas na superfície do Sol, na forma de grânulos solares e supergranulação. Tais grânulos são os topos de células de convecção, estas possuindo cerca de 1 000 km de diâmetro.

A convecção turbulenta desta parte do interior solar gera um pequeno dínamo magnético que produz pólos norte e sul magnéticos em toda a superfície do Sol. As colunas térmicas são células de Bénard, e portanto, tendem a serem prismas hexagonais.

A temperatura efetiva (a temperatura que um corpo negro do mesmo tamanho precisa ter para emitir a mesma potência) do Sol é de 5 777 K (5 502 oC)

A superfície visível do Sol, a fotosfera, é a camada sob a qual o Sol torna-se completamente opaco à luz visível. Visto que as camadas superiores à fotosfera também não são opacas à luz visível, a fotosfera é região mais funda do sol que pode ser observada. Nesta, e acima desta camada, luz visível é livre para propagar-se para o espaço, escapando do Sol totalmente. A mudança de opacidade acontece com a diminuição da abundância de íons de hidrogênio (H −), que absorvem luz visível facilmente. A luz visível é produzida por eléctrons que reagem com átomos de hidrogênio, produzindo íons H −.

Estima-se que a espessura da fotosfera meça algo entre dezenas a centenas de quilômetros, sendo um pouco menos opaca que o ar na atmosfera terrestre. Devido ao fato de que a parte superior da fotosfera é mais fria do que a parte inferior, uma imagem do Sol aparenta ser mais brilhante no centro do que nas laterais do disco solar, fenômeno conhecido como escurecimento de bordo. O espectro de corpo negro da luz solar indica uma temperatura média de 5 775 K (ou 5 502 °C), misturada com linhas de absorção atômicas das camadas tênuas acima da fotosfera. A densidade de partículas da fotosfera é de ~10 ²³ m −3, aproximadamente 1% da densidade de partículas da atmosfera terrestre ao nível do mar. Nesta temperatura, a emissão de luz na fotosfera ocorre em todas as bandas do espectro luminoso, dando ao Sol uma cor branca, que aparenta ser amarela no céu terrestre devido à dispersão da luz na atmosfera terrestre, mais acentuada nos comprimentos de onda azul. A mesma dispersão causa a cor azul característica do céu terrestre.

Durante os primeiros estudos do espectro óptico da fotosfera, algumas linhas de absorção encontradas não correspondiam a nenhum elemento químico encontrado na Terra. Em 1868, Norman Lockyer hipotetizou que estas linhas eram causadas por um elemento químico não descoberto, que Lockyer chamou de " hélio", em referência ao Deus grego Hélio. O Hélio seria isolado na Terra 25 anos mais tarde. A camada externa do sol é carregada com finos fios magnéticos carregados com plasma de milhões de graus.

Temperatura (linha contínua) e densidade (linha tracejada) da atmosfera solar a partir da base da fotosfera

As camadas superiores à fotosfera são chamadas coletivamente de atmosfera solar. Estas camadas podem ser vistas com telescópios operando em todo o espectro eletromagnético do rádio, passando desde a luz visível até os raios gamas. São compostas de cinco zonas principais: a "zona de temperatura mínima" ( cromosfera), a região de transição solar ( coroa solar) e a heliosfera. A heliosfera, que pode ser considerado a região exterior tênue da atmosfera solar, estende-se além da órbita de Plutão, até a heliopausa, onde forma uma onda de choque com o meio interestelar. A cromosfera e a coroa são muito mais quentes do que a superfície do Sol. Não se sabe com exatidão porque isto acontece; evidências indicam que ondas de Alfvén podem ter energia suficiente para aquecer a coroa.

A camada mais fria do Sol é a região de temperatura mínima, localizada 500 km acima da fotosfera, que possui uma temperatura de 4 100 K. Esta parte do Sol é fria o suficiente para suportar moléculas simples como monóxido de carbono e água, estas que podem ser detectadas por seus espectros de absorção.

Acima da camada de temperatura mínima localiza-se a cromosfera, camada que possui cerca de 2 000 km de espessura e é dominada por espectros de emissões e linhas de absorção. O nome desta camada provém do grego "chroma", que significa "cor", porque a cromosfera é visível como um flash colorido no início e fim de um eclipse total do Sol. A temperatura da cromosfera aumenta gradualmente com a altitude, chegando a até 20 000 K no topo. No topo da cromosfera, hélio torna-se parcialmente ionizado.

Acima da cromosfera localiza-se a zona de transição solar, uma camada fina com cerca de 200 km de espessura. Nela, a temperatura aumenta rapidamente de 20 000 K para níveis próximos a 1 000 000 K. O aumento rápido da temperatura é facilitado pela ionização completa do hélio na região de transição, que diminui significantemente o resfriamento radiativo do plasma. A região de transição não ocorre em uma altitude bem definida. Ao invés disso, forma um tipo de halo em torno de características da cromosfera, tais como espículas e filamentos solares, possuindo uma moção constante e caótica. A região de transição não é facilmente visível da superfície da Terra, mas é facilmente observável do espaço por instrumentos sensíveis ao extremo ultravioleta do espectro eletromagnético.

A coroa solar é a atmosfera estendida externa do Sol, que é muito maior em volume do que o Sol propriamente dito. A coroa expande continuamente no espaço, formando o vento solar, que preenche todo o interior do Sistema Solar. A base da coroa, que localiza-se muito próxima da superfície solar, possui uma densidade de partículas muito baixa, cerca de 10 ¹⁵-10 ¹⁶ m −3 na base, diminuindo com a altitude. A temperatura média da coroa e do vento solar varia entre um milhão e dois milhões de kelvins. A temperatura nas regiões mais quentes alcança 8 a 20 milhões de Kelvins. Atualmente, não existe uma teoria que explique por completo a causa das altas temperaturas da coroa, sendo este um dos maiores problemas da física solar. Porém, sabe-se que parte do calor provém de reconexão magnética.

A heliosfera, que é a cavidade em torno do Sol preenchida com o plasma do vento solar, estende-se de 20 raios solares (0,1 UA), até o limite do Sistema Solar. Seu limite interior é definido como a camada onde o vento solar torna-se "superalfvénico" - isto é, onde a velocidade do vento solar torna-se maior que a velocidade das ondas de Alfvén. Turbulência e forças dinâmicas fora deste limite não podem afetar o formato da coroa solar, uma vez que informação pode viajar apenas na velocidade das ondas de Alfvén. O vento solar continuamente sopra em direção ao exterior do Sistema Solar dentro da heliosfera, carregando material através do Sistema Solar, até encontrar a heliopausa, a mais de 50 UA do Sol. A moção do vento solar faz com que o campo magnético solar adquira um formato de espiral. Em dezembro de 2004, a sonda espacial Voyager 1 passou por uma região de choque, que cientistas acreditam ser parte da heliopausa. Ambas as sondas Voyagers registraram um aumento no número de partículas energéticas à medida que elas se aproximaram do limite.

O Sol é composto primariamente dos elementos químicos hidrogênio e hélio; estes compõem 74,9% e 23,8%, respectivamente, da massa do Sol na fotosfera. Todos os elementos mais pesados, chamados coletivamente de na astronomia, compõem menos de 2% da massa solar. Os elementos químicos mais abundantes são oxigênio (compondo cerca de 1% da massa do Sol), carbono (0,3%), néon (0,2%), e ferro (0,2%).

O Sol herdou sua composição química do meio interestelar do qual foi formado: o hidrogênio e o hélio foram produzidos na nucleossíntese do Big Bang, enquanto que os metais foram produzidos por nucleossíntese estelar em gerações de estrelas que completaram sua evolução estelar, e retornaram seus materiais para o meio interestelar antes da formação do Sol. A composição química da fotosfera é normalmente considerada representativa da composição do Sistema Solar primordial. Porém, desde que o Sol foi formado, o hélio e os metais presentes nas camadas externas gradualmente afundaram em direção ao centro. Portanto, a fotosfera presentemente contém um pouco menos de hélio e apenas 84% dos metais que o Sol protoestrelar tinha; este era composto de 71,1% hidrogênio, 27,4% hélio, e 1,5% metais, em massa.

Fusão nuclear no núcleo do Sol modificou a composição química do interior solar. Atualmente, o núcleo do Sol é composto em 60% por hélio, com a abundância de metais não modificados. Visto que o interior do Sol é radiativo e não convectivo, o hélio e outros produtos gerados pela fusão nuclear não subiram para camadas superiores.

Durante a década de 1970, extensiva pesquisa foi realizada sobre as abundâncias dos elementos do grupo 8 no Sol. Apesar disso, a determinação da abundância de certos elementos tais como cobalto e manganês fora difícil até 1978 por causa de suas estruturas hiper-finas.

A força vibracional de todos os elementos ionizados do grupo 8 foi produzida pela primeira vez durante a década de 1960, e melhorias nas forças de oscilamento foram produzidas em 1976. Em 1978, as abundâncias de elementos ionizados do grupo 8 foram produzidas.

Vários autores consideraram a existência de uma relação de massa fracionada entre as composições isotópicas dos gases nobres do Sol e dos planetas, tais como néon e xénon. Acreditava-se que todo o Sol possuía a mesma composição da atmosfera solar, ao menos até 1983.

Em 1983, uma nova teoria argumentando que o fracionamento do Sol é o que causa a relação entre as composições isotópicas dos gases nobres dos planetas e do vento solar.

A corrente heliosférica difusa estende-se até as regiões exteriores do Sistema Solar, e resulta da influência do campo magnético do Sol em rotação no plasma no meio interplanetário.[86]

O Sol é uma estrela magneticamente ativa, suportando um forte campo magnético, cujas condições mudam constantemente, variando de ano para ano e revertendo-se em direção aproximadamente a cada 11 anos, em torno do máximo solar. O campo magnético do Sol gera vários efeitos que são chamados coletivamente de atividade solar. Estes incluem as manchas solares na superfície do Sol, as erupções solares e as variações no vento solar. Efeitos da atividade solar na Terra incluem auroras em médias a altas latitudes, a disrupção de comunicação de rádio e potência elétrica. Acredita-se que a atividade solar tenha tido um importante papel na formação e evolução do Sistema Solar. A atividade solar constantemente muda a estrutura da ionosfera terrestre.

Toda a matéria no Sol está presente na forma de gás e plasma, devido à sua alta temperatura. Isto torna possível rotação diferencial, com o Sol girando mais rápido no seu equador (onde o período de rotação é de 25 dias) do que em latitudes mais altas (com o período de rotação solar sendo de 35 dias nos pólos solares). A rotação diferencial do Sol faz com que as linhas do campo magnético entortem com o tempo, provocando a erupção de anéis coronais em sua superfície, a formação de manchas solares e de proeminências solares, via reconexão magnética. Este entortamento gera o dínamo solar e o ciclo solar de atividade magnética, que repete-se a cada 11 anos, visto que o campo magnético solar reverte-se a cada 11 anos.

O campo magnético solar estende-se bem além do Sol. O plasma magnetizado do vento solar transporta o campo magnético solar no espaço, formando o campo magnético interplanetário. Visto que o plasma pode se mover apenas nas linhas do campo magnético, as linhas do campo magnético interplanetário inicialmente esticam-se radialmente do Sol. Uma camada fina de correntes difusas no plano equatorial solar existe pois campos acima e abaixo do equador solar possuem polaridades diferentes. Esta camada é chamada de corrente heliosférica difusa. À medida que a distância do Sol aumenta, a rotação solar entorta as linhas do campo magnético e a corrente difusa, formando uma estrutura similar a uma espiral de Arquimedes, chamada de espiral de Parker. O campo magnético interplanetário é muito mais forte do que o componente dipolar do campo magnético solar. Enquanto que a última possui 50 a 400 T na fotosfera, reduzindo com o cubo da distância para 0,1 T na órbita terrestre, o campo magnético interplanetário na órbita terrestre é 100 vezes maior, com cerca de 5 T.

Um vídeo de várias ejeções de massa coronal em agosto de 2010

Quando o Sol é observado com os filtros apropriados, as características mais imediatamente visíveis são geralmente suas manchas, áreas bem definidas na superfície solar que aparentam ser mais escuras do que a região ao seu redor pelo fato de possuírem temperaturas mais baixas. Manchas solares são regiões de intensa atividade magnética onde convecção é inibida por fortes campos magnéticos, reduzindo transporte de energia do interior quente do Sol, fazendo que estas regiões possuam uma temperatura mais baixa do que ao redor. O campo magnético gera intenso aquecimento da coroa solar, formando regiões ativas que são as fontes de erupções solares e ejeção de massa coronal. As maiores manchas solares podem possuir dezenas de quilômetros de diâmetro.

O número de manchas solares visíveis no Sol não é constante, mas varia ao longo de um ciclo de 11 anos chamado de ciclo solar. No início do ciclo solar (no chamado período de atividade mínima), poucas manchas são visíveis, e por vezes nenhuma é vista. Estas que aparecem estão em altas latitudes solares. À medida que o ciclo solar continua, o número de manchas aumenta, e as manchas movem-se em direção ao equador solar, um fenômeno descrito pela lei de Spörer. Manchas solares geralmente ocorrem em pares, de polaridades opostas. A polaridade magnética dos pares alternam-se a cada ciclo solar (relativo à posição do par), tendo um pólo magnético norte em um ciclo e sul no próximo (e vice-versa na outra mancha).

O ciclo solar possui grande influência na meteorologia do espaço, e influencia significantemente o clima na Terra, visto que a luminosidade solar está diretamente relacionada à atividade magnética do Sol. Quando o Sol está no período de atividade mínima, costuma-se registrar temperaturas médias mais baixas do que o normal na Terra. Por outro lado, temperaturas médias mais altas do que o normal estão correlacionadas com ciclos solares mais longos que o geral. No século XVII, o ciclo solar aparentemente parou por completo por várias décadas, visto que poucas manchas solares foram observadas durante este período. A Europa experienciou temperaturas muito baixas durante este século, fenômeno que foi denominado mínimo de Maunder ou Pequena Idade do Gelo. Períodos estendidos de atividade mínima mais antigos foram descobertos através da análise de anéis de árvores, também aparentemente coincidindo com temperaturas globais mais baixas do que o normal.

Estudos de heliosismologia executados a partir de sondas espaciais permitiram observar certas "vibrações solares", cuja freqüência cresce com o aumento da atividade solar, acompanhando o ciclo de 11 anos de erupções. A cada 22 anos existe a manifestação do chamado hemisfério dominador, além da movimentação das estruturas magnéticas em direção aos pólos, que resulta em dois ciclos de 18 anos com incremento da atividade geomagnética da Terra e da oscilação da temperatura do plasma ionosférico na estratosfera da atmosfera terrestre.

Uma teoria recente argumenta que instabilidades magnéticas existentes no núcleo do Sol causariam flutuações com períodos de 41 000 ou 100 000 anos. Isto poderia explicar melhor as idades do gelo do que os ciclos de Milankovitch.

O Sol formou-se cerca de 4,57 bilhões (4,567 mil milhões) de anos atrás quando uma nuvem molecular entrou em colapso. Evolução estelar é medida em duas maneiras: através da presente idade da sequência principal do Sol, que é determinada através de modelagens computacionais de evolução estelar; e nucleocosmocronologia. A idade medida através destes procedimentos está de acordo com a idade radiométrica do material mais antigo encontrado no Sistema Solar, que possui 4,567 bilhões (4,567 mil milhões) de anos.

Ciclo de vida do Sol

O destino da Terra é precário. Como uma gigante vermelha, o Sol terá um raio máximo maior de 250 UA, maior do que a órbita atual da Terra. Porém, quando o Sol tornar-se uma gigante vermelha, a estrela terá perdido cerca de 30% de sua massa atual, devido à massa perdida no vento solar, com os planetas afastando-se gradualmente do Sol, à medida que o Sol perde massa. Este fator por si mesmo provavelmente seria o suficiente para permitir que a Terra não fosse engolida pelo Sol, visto que a Terra afastar-se-ia o suficiente da estrela, mas pesquisas recentes mostram que a Terra será engolida pelo Sol devido à forças de maré.

Mesmo que a Terra não seja incinerada pelo Sol, a água do planeta evaporará, e a maior parte de sua atmosfera escapará para o espaço. De fato, o Sol gradualmente torna-se mais brilhante com o passar do tempo, mesmo na sequência principal (10% a cada 1 000 000 000 anos), com sua temperatura de superfície gradualmente aumentando com o tempo. O Sol foi no passado menos brilhante, sendo que no início possuía 75% da luminosidade atual, uma possível razão pela qual vida em terra firme somente existiu nos últimos 1 000 000 000 anos. Em outros 1 000 000 000 anos, o aumento da temperatura fará com que a superfície da Terra torne-se quente demais para possibilitar a existência de água líquida, e portanto, impossibilitará vida na Terra em sua forma atual.

A fusão de hélio sustentará o Sol por cerca de 100 milhões de anos, quando então o hélio no núcleo solar esgotará. O Sol não possui massa o suficiente para converter carbono em oxigênio, e portanto, não explodirá como uma supernova. Ao invés disso, após o término da fusão de hélio, intensas pulsações térmicas farão com que o Sol ejete suas camadas exteriores, formando uma nebulosa planetária. O único objeto que permanecerá após a ejeção será o extremamente quente núcleo solar, que resfriará gradualmente, permanecendo como uma anã branca com metade da massa atual (com o diâmetro da Terra) por bilhões (mil milhões) de anos. Este cenário de evolução estelar é típico de estrelas de massa moderada e baixa.

A luz solar é a principal fonte de energia da Terra. A constante solar é a quantidade de potência que o Sol deposita por unidade de área diretamente exposta para luz solar. A constante solar é igual a aproximadamente 1 368 W/m² a 1 UA do Sol, ou seja, na ou próxima à órbita da Terra, sendo que o planeta recebe por segundo 50 000 000 GW. Porém, a luz solar na superfície da Terra é atenuada pela atmosfera terrestre, diminuindo a potência por unidade de área recebida na superfície para aproximadamente 1 000 W/m² no zênite, em um céu claro. A energia solar pode ser coletada através de uma variedade de processos sintéticos e naturais.

A luz solar é indispensável para a manutenção de vida na Terra, sendo responsável pela manutenção de água no estado líquido, condição indispensável para permitir vida como se conhece, e, através de fotossíntese em certos organismos (utilizando água e dióxido de carbono), produz o oxigênio (O ₂) necessário para a manutenção da vida nos organismos dependentes deste elemento e compostos orgânicos mais complexos (como glucose) que são utilizados por tais organismos, bem como outros que alimentam-se dos primeiros. A energia solar também pode ser capturada através de células solares para a produção de eletricidade ou efetuar outras tarefas úteis (como aquecimento). Mesmo combustíveis fósseis, tais como o petróleo, foram produzidos via luz solar - a energia existente nestes combustíveis foi originalmente convertida de energia solar via fotossíntese, em um passado distante.

Um eclipse solar ocorre quando a Lua passa na frente do Sol e da Terra, cobrindo parcialmente ou totalmente o Sol. Estes eventos podem ocorrer apenas durante a Lua nova, onde o Sol e a Lua estão em conjunção, como visto da Terra. Entre dois a cinco eclipses solares ocorrem por ano na Terra, com o número de eclipses totais do Sol variando entre zero e dois. Eclipses totais do Sol são raras em uma localização qualquer na Terra devido que cada eclipse total existe apenas em um estreito corredor na área relativamente pequena da penumbra da Lua.

Representação artística do Sistema Solar, tamanho não em escala

O Sol, como várias outras estrelas, possui seu próprio sistema planetário, que é o Sistema Solar, constituído de todos os corpos celestes que orbitam em torno do Sol devido à atração gravitacional solar. Estes corpos estão divididos em três categorias principais: planetas, planetas anões e corpos menores, bem como seus respectivos satélites.

Oito planetas orbitam em torno do Sol: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno. Os planetas podem ser classificados como sólidos ou gasosos, ou, mais especificamente, de acordo com suas características físico-químicas, com os planetas mais próximos do Sol sendo sólidos e densos, mas de relativa pouca massa, e os planetas mais afastados sendo gasosos massivos de baixa densidade.

Plutão foi considerado desde sua descoberta em 1930 até 2006 como o nono planeta do Sistema Solar. Em 2006, a União Astronômica Internacional criou a classificação de planeta anão. Presentemente, o Sistema Solar possui cinco planetas anões: Plutão, Eris, Haumea, Makemake, e Ceres. Todos são plutoides, com exceção de Ceres, localizado no cinturão de asteroides. O número de planetas anões poderá crescer nos próximos anos na medida em que novos plutoides são descobertos.

Os corpos menores pertencem a vários grupos de objetos. Entre Marte e Júpiter localiza-se o cinturão de asteroides, com asteroides troianos nas órbitas de Júpiter e Neptuno. Além da órbita de Neptuno localiza-se o cinturão de Kuiper. Entre 20 a 100 mil UA do Sol localiza-se a Nuvem de Oort, hipotetizada como a fonte de cometas do Sistema Solar.

A massa de todos estes objetos constituem em conjunto apenas uma pequena porção da massa total do Sistema Solar (0,14%), com o Sol concentrando a maior parte da massa total do Sistema Solar (99,86%). O espaço entre corpos celestes dentro do Sistema Solar não é vazio, sendo preenchido por plasma proveniente do vento solar, bem como poeira, gás e partículas elementares, que constituem o meio interplanetário.

O Sol localiza-se próximo ao limite anterior do Braço de Órion na Nuvem Interestelar Local ou Cinturão de Gould, a uma distância hipotetizada de 7,5 a 8,5 kpc (25 a 28 mil anos-luz) do centro da Via Láctea, dentro da Bolha Local, um espaço de gás quente rarefeito, possivelmente produzido por remanescentes da supernova Geminga. A distância entre o braço local e o próximo braço, o Braço de Perseus, é de cerca de 6,5 mil anos-luz. O Sol, e portanto, o Sistema Solar, encontra-se na zona habitável da galáxia.

O ápice solar é a direção do Sol em sua órbita na Via Láctea. A direção geral da moção solar aponta para a estrela Vega, próxima à constelação Hércules, a um ângulo de cerca de 60 graus para a direção do centro galáctico. Para um observador em Alpha Centauri, o sistema estelar mais próximo do Sistema Solar, o Sol apareceria na constelação Cassiopéia.

Acredita-se que a órbita do Sol em torno do centro da Via Láctea seja elíptica, com a adição de perturbações devido aos braços espirais galácticos e de distribuição não uniforme de massa na galáxia. Além disso, o Sol oscila para cima e para baixo, relativo ao plano galáctico, cerca de 2,7 vezes por órbita. Isto é similar ao funcionamento de um oscilador harmônico simples sem força de arrasto. Cientistas afirmaram que os eventos de passagem do Sistema Solar nos braços espirais de maior densidade muitas vezes coincidem com eventos de extinção em massa na Terra, possivelmente devido a um aumento de eventos de impacto causado por distúrbios gravitacionais de estrelas próximas. O Sistema Solar completa uma órbita em torno do centro da Via Láctea (um ano galáctico) a cada 225-250 milhões de anos, com o Sol tendo completado entre 20 e 25 órbitas desde a sua formação. A velocidade orbital do Sistema Solar em torno do centro da galáxia é de cerca de 251 km/s. Nessa velocidade, o Sol toma cerca de 1,4 mil anos para percorrer um ano-luz, ou oito dias para percorrer 8 UA.

Número de neutrinos predito em teoria (em amarelo) e observados (em azul), em 2000

Por muitos anos o número de neutrinos elétron solares detectado na Terra era de um terço a metade do número predito no modelo solar padrão. Essa anomalia foi chamada de problema dos neutrinos solares. Teorias que foram propostas para resolver o problema tentaram ou reduzir a temperatura do interior solar para explicar os números menores, ou argumentaram que neutrinos elétron podem oscilar - mudar de sabor - durante a jornada do núcleo solar para a Terra, para os neutrinos tau e múon, ambos indetectáveis com a tecnologia da época. Vários observatórios de neutrinos foram construídos na década de 1980 para medir o fluxo de neutrinos solares o mais precisamente possível, tais como o Observatório de Neutrinos de Sudbury e Kamiokande. Dados destes observatórios eventualmente levaram à descoberta de que neutrinos possuem uma pequena massa, e que oscilam, mudando de sabor. Além disso, em 2001, o Observatório de Neutrinos de Sudbury conseguiu detectar diretamente todos os três tipos de neutrino, e descobriu que a emissão solar de neutrinos é aproximadamente a mesma predita no Modelo Solar Padrão, embora dependendo da energia dos neutrinos, neutrinos elétron podem chegar a compor apenas um terço do número total. Essa proporção é similar ao predito pelo efeito Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein, que descreve a oscilação de neutrinos em matéria. Como consequência, o problema do neutrino solar é considerado resolvido.

Sabe-se que a fotosfera, a superfície visível do Sol, possui uma temperatura de cerca de 6 000 K. Acima da fotosfera, porém, na coroa solar, as temperaturas aumentam para 1 a 2 milhões K. A alta temperatura da coroa solar indica que esta região é aquecida por um outro mecanismo além de condução térmica da fotosfera.

Acredita-se que a energia necessária para aquecer a coroa solar é fornecida pela moção turbulenta na zona de convecção sob a fotosfera, e dois mecanismos primários foram propostos para explicar este aquecimento. O primeiro mecanismo é aquecimento ondular, onde o qual ondas sonoras, gravitacionais ou magnetohidrodinâmicas são produzidos pela turbulência na zona de convecção. Estas ondas locomovem-se para a superfície, e dissipam na coroa, depositando sua energia no gás ambiente na forma de calor. O outro mecanismo é aquecimento magnético, onde o qual energia magnética é estocada continuamente pela moção fotosférica, e solta através de reconexão magnética, primariamente através de grandes erupções solares, embora erupções solares de menor tamanho mais comuns do que grandes erupções, embora a energia total hipotetizada solta por microerupções (erupções de tamanho muito menor) seja significantemente menor do que a energia total solta por erupções solares tradicionais - também contribuam para o aquecimento da coroa solar.

Não se sabe mecanismos de aquecimento ondular são efetivamente responsáveis pelo aquecimento da coroa solar. Análises mostram que todos os tipos de ondas exceto ondas de Alfvén dissipam-se antes de chegar na coroa solar. Além disso, ondas de Alfvén não dissipam-se com facilidade na coroa solar. Consequentemente, pesquisas sobre o problema do aquecimento da coroa solar estão centralizadas sobre mecanismos magnéticos de aquecimento.

Modelos teóricos do desenvolvimento do Sol sugerem que, entre 3,8 a 2,5 bilhões de anos atrás, durante o arqueano, o Sol possuía apenas 75% do brilho atual. Com essa potência, a energia solar recebida pela Terra não seria suficiente para sustentar água no estado líquido e, portanto, vida não poderia ter se desenvolvido durante esse período. Porém, estudos geológicos mostram que a temperatura terrestre tem permanecido estável desde o término de sua formação e que, de fato, a Terra era mais quente após ter completado sua formação do que no presente. O consenso entre cientistas é que a antiga atmosfera terrestre possuía quantidades maiores de gases do efeito estufa (tais como dióxido de carbono, metano e/ou amônia) do que atualmente, tornando possível estocar calor suficiente para compensar pela menor quantidade de energia solar recebida pelo planeta.

O Sol está atualmente comportando-se inesperadamente em várias maneiras:

O Sol está no meio de um período de atividade mínima do ciclo solar, muito mais longo, e com uma percentagem de dias onde o Sol não possui nenhuma mancha solar, do que o esperado; desde maio de 2008, várias predições foram feitas indicando o aumento iminente da atividade solar, todas elas refutadas.

O brilho atual do Sol é menor do que o usual durante o período de atividade mínima do ciclo solar.

Nas últimas duas décadas, a velocidade do vento solar caiu 3%, sua temperatura caiu 13%, e sua densidade, 20%.

O campo magnético do Sol possui apenas metade da força registrada no último período de atividade mínima do ciclo solar, em 1987. Como resultado, a heliosfera, que preenche o Sistema Solar, diminuiu de tamanho, resultando no aumento da radiação cósmica atingindo a Terra e a sua atmosfera.

O conhecimento mais fundamental da humanidade sobre o Sol é esta como um disco luminoso no céu, cuja presença acima do horizonte cria o dia, e sua ausência cria a noite. Várias culturas pre-históricas e antigas acreditavam que o Sol era uma deidade solar, ou outro fenômeno sobrenatural. A veneração do Sol foi um aspecto central de civilizações como os Incas da América do Sul e os Aztecas no atual México. Vários monumentos antigos foram construídos com fenômenos solares em mente; por exemplo, monumentos megalíticos podem ser encontrados em Nabta Plaia (no Egito), em Mnajdra (em Malta) e em Stonehenge (no Reino Unido). Newgrange, um monte pré-histórico construído na Irlanda, foi construído para detectar o solstício de inverno; a pirâmide de Templo de Kukulcán, em Chichén Itzá (no México), foi desenhada para lançar sombras com o formato de serpentes subindo a pirâmide, nos equinócios de primavera e outono.

Durante a era do Império Romano, o aniversário do Sol era um feriado celebrado como Sol Invicto ("Sol não-conquistado"), logo após o solstício de inverno; pode ter sido um antecedente do Natal. Com respeito a estrelas fixas, o Sol, relativo à Terra, aparenta girar uma vez por ano em torno da eclíptica, pelo zodíaco, fazendo com que astrônomos gregos considerassem o Sol como um dos sete planetas (do grego planetes, que significa "perambulador"), etimologia explicando o nome dos sete dias da semana em vários idiomas.

Uma das primeiras pessoas a oferecer uma explicação científica ou filosófica do Sol foi o antigo filósofo grego Anaxágoras de Clazômenas, que chegou à conclusão de que o Sol era uma bola enorme de metal em chamas maior do que até o Peloponeso, e não a biga de Hélio. Por ensinar esta heresia, Anaxágoras foi preso pelas autoridades locais e condenado à morte, tendo, no entanto, sido solto através da intervenção de Péricles. Eratóstenes, no século III a.C., estimou que a distância entre o Sol e a Terra de " estádios de miríades 400 e 80 000", cuja tradução é ambígua, visto que pode significar 4,08 milhões de estádios (755 mil km) ou 804 milhões de estádios (148 a 153 milhões de km); o último valor possui apenas uma pequena percentagem de diferença com o valor aceitado atualmente. No século I a.C., Ptolomeu estimou a distância entre o Sol e a Terra como 1 210 vezes o raio terrestre.

Contribuições árabes medievais incluem a descoberta de que a direção da excentricidade orbital do Sol está em constante mudança (o equivalente do movimento da Terra ao longo de uma órbita elíptica na astronomia moderna), por Albatenius, e Ibn Yunus, que recordou mais de 10 000 entradas sobre a posição do Sol utilizando um grande astrolábio.

O Sol representado em uma edição de 1550 de Liber astronomiae, de Guido Bonatti

Acredita-se que a primeira teoria heliocêntrica, na qual o Sol é o centro em torno do qual os planetas orbitam, foi proposta pela primeira vez por Aristarco de Samos. Vários astrónomos babilônicos, indianos e árabes posteriormente também propuseram teorias heliocêntricas, na antiguidade e na era medieval. Essa teoria foi revivida no século XVI por Nicolau Copérnico. No início do século XVII, a invenção do telescópio permitiu observações detalhadas das manchas solares por Thomas Harriot, Galileu Galilei e outros astrônomos. Galileu realizou uma das primeiras observações ocidentais de manchas solares, teorizando que tais eram características na superfície solar ao invés de pequenos objetos passando entre a Terra e o Sol. Manchas solares, porém, já haviam sido observadas desde a dinastia Han, com astrônomos chineses mantendo documentos escritos destas observações por séculos.

Em 1672, Giovanni Cassini e Jean Richer determinaram a distância entre a Terra e Marte e, com os novos dados, foram capazes de calcular a distância entre a Terra e o Sol. Isaac Newton observou a luz solar utilizando um prisma, mostrando que a luz solar é feita de várias cores e, em 1800, William Herschel descobriu a radiação infravermelha também utilizando um prisma exposto à luz solar. A descoberta foi realizada após Hershel ter notado os novos raios, localizados além da parte vermelha da luz visível do espectro solar. Durante o século XIX, estudos de espectroscopia avançaram significantemente e Joseph von Fraunhofer fez as primeiras observações de linhas de absorção no espectro solar - devido à sua descoberta, as linhas de absorção mais fortes do espectro são comumente chamadas de linhas de Fraunhofer. Uma observação detalhada do espectro solar revela um número de cores desaparecidas, que aparecem como bandas pretas. Ainda não se sabem as causas de algumas destas bandas pretas.

A fonte de energia do Sol foi um significante mistério durante os primeiros anos da era científica moderna. Uma sugestão feita por Lord Kelvin descreveu o Sol como um corpo celeste líquido, em resfriamento gradual, cuja energia emitida seria proveniente de uma fonte interna de calor. Kelvin e Hermann von Helmholtz então propuseram o mecanismo de Kelvin-Helmholtz como sendo essa fonte de calor. Porém, a idade estimada do Sol, utilizando este mecanismo, foi de apenas 20 milhões de anos, bem menos do que a idade estimada do Sistema Solar, de no mínimo 300 milhões de anos, na época. Em 1890, Joseph Lockyer, que descobriu hélio no espectro solar, propôs uma hipótese meteorítica para explicar a formação e evolução do Sol, na qual o calor do Sol era mantido por meteoros.

Foi somente em 1904 que uma solução substanciada foi proposta. Ernest Rutherford sugeriu desintegração radioativa no interior do Sol como a fonte de energia solar. Porém, foi Albert Einstein que forneceu a pista essencial da fonte de energia solar, através da equação E= mc². Em 1920, Arthur Eddington propôs que a pressão e a temperatura do núcleo solar poderiam produzir uma reação de fusão nuclear, em que átomos de hidrogênio (prótons) são fundidos entre si formando núcleos de hélio, resultando na produção de energia, e da perda de massa solar. A preponderância de hidrogênio no Sol foi confirmada em 1925 por Cecilia Payne-Gaposchkin. O conceito teórico de fusão foi desenvolvido na década de 1930 pelos astrofísicos Subrahmanyan Chandrasekhar e Hans Bethe, sendo o último o primeiro cientista a calcular em detalhes as duas reações nucleares primárias que alimentam o Sol.

Em 1957, um ensaio de seminário foi publicado por Margaret Burbidge, chamado de "Síntese dos Elementos nas Estrelas", demonstrando que a maior parte dos elementos químicos no universo foi sintetizada por reações nucleares dentro de estrelas, como o Sol.

A Lua passando na frente do Sol, vista pela STEREO-B em 25 de fevereiro de 2007. Por causa do fato de que o satélite artificial possui uma órbita heliocêntrica, seguindo a Terra, e estando significantemente mais longe da última do que a Lua, esta aparece menor do que o Sol na imagem.[164]

Os primeiros satélites designados para observar o Sol foram as Pioneer 5, 6, 7, 8 e 9, que foram lançadas entre 1959 e 1968. Essas sondas orbitaram o Sol a uma distância similar à da Terra, e fizeram os primeiros estudos detalhados do vento solar e do campo magnético solar. A Pioneer 9 em especial operou por um longo tempo, transmitindo informações até 1987.

Na década de 1970, as Hélio, sondas espaciais, e o Apollo Telescope Mount da Skylab, obtiveram novas informações significantes sobre o vento solar e a coroa solar. O programa Hélio foi realizado em conjunto entre os Estados Unidos e a Alemanha, que estudaram o vento solar utilizando órbitas com os perélios localizados dentro da órbita de Mercúrio. A estação Skylab, lançado pela NASA em 1973, incluiu um módulo solar observatório, o Apollo Telescope Mount, que era operado por astronautas residindo dentro da estação. A Skylab fez as primeiras observações da região de transição solar e das emissões ultravioletas da coroa solar. Descobertas dos dois programas incluíram as primeiras observações de ejeção de massa coronal, nomeados então de "transientes coronais", e de buracos coronais, dos quais sabe-se que estão bastante relacionados com o vento solar.

Em 1980, a Solar Maximum Mission foi lançada pela NASA. Este satélite artificial foi projetada para observar raio gama, raios X e raios ultravioleta das erupções solares durante um período de alta atividade solar e luminosidade solar. Porém, apenas alguns meses depois do lançamento, uma falha eletrônica fez com que a espaçonave entrasse em standby, permanecendo três anos neste estado inativo. Em 1984, a missão STS-41-C do ônibus espacial Challenger recuperou o satélite, reparando os sistemas eletrônicos da última, e lançando-a em órbita novamente. Subsequentemente, a Solar Maximum Mission tomou milhares de imagens da coroa solar, antes de ser destruída em sua reentrada na atmosfera terrestre, que ocorreu em junho de 1989.

Lançado em 1991, o satélite artificial japonês Yohkoh ("Raio de Sol") observou erupções solares no comprimento de onda raio X. Data obtida pelo satélite permitiram que cientistas identificassem vários tipos diferentes de erupções, e também demonstraram que as camadas da coroa solar além das regiões de atividade máxima eram muito mais dinâmicas e ativas do que o previsto. A Yohkoh observou um ciclo solar completo, mas entrou em standby mode quando um eclipse solar em 2001 fez com que o satélite perdesse sua mira no Sol. Foi destruída em sua reentrada na atmosfera terrestre em 2005. O satélite Hinode, foi lançado em 2006, continuará com os estudos tomados pela Yohkoh.

Em 31 de agosto de 2012 material que estava pairando a coroa solar entra em erupção em direção ao espaço e forma uma longa proeminência solar

Uma das missões solares mais importantes foi a sonda Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), construída em conjunto pela Agência Espacial Europeia e pela NASA, e lançada em 2 de dezembro de 1995. Inicialmente planejada como uma missão de dois anos de duração, a sonda provou ser tão útil nos estudos do Sol que ainda está em operação. Localizada no ponto de Lagrange entre a Terra e o Sol (sendo o ponto de Lagrange a região onde a atração gravitacional da Terra e do Sol é exatamente igual), a SOHO forneceu uma vista constante do Sol em vários comprimentos de ondas desde o seu lançamento. Além de observar diretamente o Sol, a SOHO permitiu a descoberta de um grande número de cometas, a maior parte dos quais são pequenos cometas rasantes que evaporam em sua aproximação do Sol.

Todas essas espaçonaves observaram o Sol no plano da eclíptica e, consequentemente, apenas as regiões equatoriais foram exploradas em detalhes por estas espaçonaves. A sonda Ulysses foi lançada em 1990 para estudar as regiões polares do Sol, utilizando uma órbita significantemente inclinada em relação à eclíptica. Para atingir tal órbita, a Ulysses viajou até Júpiter, utilizando o planeta como uma catapulta gravitacional para alcançar a órbita necessária. Como a sonda Galileu, a Ulysses estava bem localizada para estudo o impacto do cometa Shoemaker-Levy 9 em Júpiter, em 1994. Quando a Ulysses alcançou a órbita planejada, a sonda iniciou os estudos do vento solar e da força do campo magnético em altas altitudes solares, descobrindo que o vento solar em altas latitudes era cerca de 750 km/s mais lento que o esperado, e que grandes ondas magnéticas emergiam em altas latitudes solares, com essas ondas espalhando raios cósmicos galácticos. Sua última comunicação com a Terra foi realizada em 30 de junho de 2009.

As abundâncias de elementos na fotosfera do Sol são bem conhecidas graças a estudos espectroscópicos, mas a composição do interior do Sol é menos definida. A sonda espacial Gênese foi uma sonda designada para coletar parcelas do vento solar, retornando o material coletado à Terra e, portanto, permitir que astrônomos estudassem diretamente a composição do material solar. Embora a Genesis tenha coletado material do vento solar com sucesso, em seu retorno à Terra, durante a reentrada atmosférica, o pára-quedas da espaçonave não abriu, com a sonda impactando o solo terrestre em alta velocidade. A sonda foi severamente danificada, mas algumas amostras foram recuperadas, estando presentemente analisados por cientistas.

As duas espaçonaves do programa Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) foram lançadas em outubro de 2006. As espaçonaves idênticas foram lançadas em órbitas heliocêntricas, com a sonda A à frente da Terra no seu caminho orbital, e o satélite B, atrás da Terra, com ambas as sondas afastando da Terra (e entre si) nestas direções opostas. Tais órbitas permitem a observação estereoscópica do Sol e de fenômenos solares como ejeções de massa coronais.

Em 21 de abril de 2010, a NASA divulgou imagens inéditas da superfície do astro, enviadas pela sonda Solar Dynamics Observatory, lançada em fevereiro de 2010 e equipada com câmeras de alta definição e ultravioleta de última geração. A missão da SDO durará cinco anos e os cientistas acreditam que ela mudará completamente o entendimento que se tem hoje da estrela.

Em agosto de 2018 a NASA lançou a Parker Solar Probe, equipamento que tem como objetivo fazer observações e coletar dados do interior da coroa solar.

O Sol é muito brilhante, e olhar diretamente para o Sol a olho nu por curtos períodos de tempo pode ser dolorido, mas não é particularmente perigoso para olhos saudáveis e não-dilatados. Além de dor, olhar diretamente para o Sol causa fosfenos e cegueira temporária. A retina recebe 4 mW quando o Sol é diretamente observado a olho nu, levemente aquecendo-a, e podendo lesionar olhos que não respondem apropriadamente ao brilho excessivo. Radiação ultravioleta gradualmente faz com que as lentes dos olhos tornem-se amarelas com o tempo, e acredita-se que essa radiação contribua para a formação de cataratas, mas em ambos os casos isto é relacionado com exposição geral ao Sol e não com a ação de olhar diretamente ao Sol. Observações a olho nu do Sol de longa duração podem causar lesões na retina induzidas por raios ultravioleta, similares à queimaduras solares após 100 segundos de exposição direta, particularmente quando raios ultravioleta do Sol são intensos e bem focalizados. Pessoas com até 25 anos de idade, novos implantes de lentes (que permitem a entrada de mais raios ultravioleta dentro dos olhos do que lentes naturais envelhecidas), Sol em ângulos próximo ao zénite, e observações feitas em alta altitude, são todos fatores que aumentam a susceptibilidade de lesões em observações diretas a olho nu.

Observar o Sol utilizando instrumentos ópticos que concentram luz, tais como binóculos e telescópios, é uma atividade bastante perigosa sem um filtro bloqueador de radiação ultravioleta e que diminui significantemente o brilho solar. Um filtro de densidade neutra pode não filtrar raios ultravioleta e, portanto, observações com esses filtros são ainda perigosas. Filtros atenuantes para a observação solar devem ser feitos especificamente para este uso: alguns filtros improvisados não filtram raios ultravioleta ou infravermelhos, esses podendo machucar os olhos em alto brilho. Binóculos sem filtros podem aumentar em 500 vezes a quantidade de energia solar recebida pela retina, matando células desse tecido de forma quase instantânea; apesar da potência por unidade de área da imagem na retina ser a mesma, o calor não pode dissipar rápido o possível devido ao tamanho maior da imagem. Mesmo rápidas observações com binóculos sem filtros no meio-dia podem causar cegueira permanente.

A observação direta de eclipses solares parciais são perigosas porque as pupilas dos olhos não estão adaptadas ao grande contraste de brilho: a pupila dilata de acordo com a quantidade de luz total no campo de visão, não de acordo com o objeto mais brilhante no campo de visão. Durante eclipses parciais, a maior parte da luz solar é bloqueada pela Lua, passando à frente do Sol, mas as partes da fotosfera não cobertas pela Lua possuem o mesmo brilho de superfície do que durante um dia normal. A observação direta do Sol nessas circunstâncias aumenta o diâmetro da pupila de 2 mm para 6 mm, e nesse caso cada célula da retina exposta à luz solar recebe cerca de 10 vezes mais luz do que a observação do Sol em um dia normal, podendo lesionar ou matar essas células, resultando em manchas de cegueira permanente no campo de visão. O perigo não é imediatamente percebido por observadores inexperientes e crianças devido à ausência de dor, com os observadores não notando de imediato que sua visão está sendo destruída. Os mesmos princípios aplicam-se para eclipses totais do Sol, com exceção da fase de totalidade, embora esta fase seja de curta duração, e observação direta nesta fase deve ser realizada com cuidado.

Durante o nascer do Sol e o pôr-do-sol, a luz do Sol é atenuada devido à dispersão de Rayleigh e à dispersão de Mie, através de uma passagem particularmente longa na atmosfera terrestre, e condições atmosféricas tais como neblina, altas quantidades de pó na atmosfera e alta umidade atmosférica também podem diminuir o brilho do Sol em pleno dia. Nestes períodos, a intensidade do Sol pode diminuir o suficiente para ser visto confortavelmente a olho nu ou sem perigo utilizando instrumentos ópticos (desde que não haja risco de uma repentina mudança nas condições atmosféricas, tal como o Sol aparecendo de repente entre um espaço entre nuvens).

Um raro fenômeno óptico que pode ocorrer logo após o nascer do Sol, ou antes do pôr-do-sol, que é conhecido como brilho verde. O brilho é causado pela luz do Sol, esse estando um pouco abaixo do horizonte, sendo refracionada em direção ao observador, geralmente através de inversão térmica. A refração de luz de comprimento de ondas menores ( violeta, azul e verde) é maior do que aquela que ocorre em luz de comprimento de ondas maiores ( amarelo, laranja e vermelho). As luzes violeta e azul dispersam-se mais do que a luz verde, fazendo com que a luz observada seja vista como verde.

A luz ultravioleta do Sol possui propriedades anti-sépticas, e pode ser utilizada no saneamento de objetos e água. Raios ultravioleta possuem um papel importante na produção de vitamina D no corpo humano, embora em excesso causem queimaduras solares. A luz ultravioleta é fortemente atenuada pela camada de ozônio, e portanto a quantidade de luz ultravioleta varia bastante com a latitude, sendo parcialmente responsável por várias adaptações biológicas em seres vivos, incluindo variações da cor da pele humana em várias regiões da Terra.

Como outros fenômenos naturais, o Sol foi um objeto de veneração em várias culturas ao longo da história da humanidade, sendo a origem da palavra domingo em vários idiomas. A origem da palavra "Sol" nos idiomas românicos e anglo-saxônicas provém do protoindo-europeu, um antigo ancestral dos atuais idiomas indo-europeus, sendo utilizada há pelo menos cerca de três milênios, não possuindo nenhum significado cultural, sendo utilizada apenas para descrever a fonte de luz do céu durante o dia. "Sol" é o nome moderno da estrela em vários idiomas além do português, tais como espanhol, catalão, galego. A moeda do Peru, o sol novo, foi assim chamada em homenagem ao Sol (em castelhano), bem como seus antecessores, o Inti (em quechua, além de ser o Deus solar da civilização Inca) e o sol antigo. Em persa, "sol" significa " ano solar".

O Sol não possui um nome oficial, de acordo com a União Astronômica Internacional, o órgão responsável pela nomeação de corpos celestes. Por exemplo, Sol em inglês pode ser "Sun" ou "Sol". Embora essa última forma seja aceita em inglês, não é comumente utilizada. O adjetivo do Sol é "solar".

No leste da Ásia, o Sol é escrito pelo caractere 日 ( mandarim rì ou japonês nichi) ou 太陽, no chinês tradicional e japonês; ou 太阳, no chinês simplificado (pinyin tài yáng ou japonês taiyō). Em vietnamita, esses caracteres são pronunciados nhật e dương, respectivamente, enquanto que a palavra vietnmanita nativa mặt trời significa "face do céus". A Lua e o Sol são associados com o yin-yang, onde a Lua representa "yin" e o Sol representa "yang", representando opostos dinâmicos.

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Dados observacionais Distância média da Terra 1,496×10 11 m 8,317 min (499 sec), na velocidade da luz Magnitude aparente ( V) Magnitude absoluta Metalicidade Z = 0,0177 Diâmetro angular Adjetivo Características orbitais Distância média do centro da Via Láctea ~2,5×10 20 m 26 000 anos-luz Período orbital galáctico (2,25-2,50) × 10 8 anos Velocidade ~2,20×10 5 m/sórbita em torno do centro da Galáxia ~2×10 4 m/s relativo à velocidade média de outras estrelas na vizinhança estelar.

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Curiosidades... um curto vídeo que mostra a comparação entre as dimensões dos diferentes corpos celestes no nosso universo...

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