Pontos chave:
"Cosmic Stardust: Comets, Meteors and Asteroids" explora o processo completo de cometas, meteoros e asteroides do nascimento à morte. No processo de aprofundar nossa compreensão desses pequenos corpos celestes, os humanos expandiram ainda mais sua compreensão da origem do universo e da existência da vida.
Por milhares de anos, os cometas têm sido uma existência misteriosa e aterrorizante na história humana. No entanto, pesquisas mostram que os cometas são, na verdade, parentes próximos de dois corpos celestes: um é a poeira espacial que forma meteoros, e o outro são os asteroides rochosos maiores. Existem trilhões desses pequenos corpos celestes orbitando o sol no sistema solar, e seus movimentos e existência são ricos e variados: circulando o sol, dormentes, balançando irregularmente, colidindo com grandes planetas e até mesmo escapando do sistema solar com a ajuda da gravidade.
Por causa de seus números grandes e imprevisíveis, a Terra parece ser incapaz de evitar ser atingida por esses objetos desonestos potencialmente perigosos. A enorme energia do impacto de um pequeno corpo com a Terra, e a queda resultante na temperatura, levaria à extinção da vida. No entanto, isso também faz parte do processo de autorrenovação do sistema solar. E, felizmente, os humanos dominaram algumas ferramentas para evitar essa desgraça.
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Destaques:
1. Relíquias da Criação Nos tempos antigos, as pessoas viviam perto dos deuses, e os deuses respondiam do céu. O antigo escritor romano Lucrécio escreveu que quando Zeus lutou contra os Titãs, "trovões e relâmpagos espessos e rápidos voaram de suas mãos fortes". Na mitologia nórdica, o crepúsculo dos deuses era marcado pela conflagração do mundo. Essas histórias antes pareciam ser apenas superstição, mas não mais. Os antigos pareciam saber algo em que só pensamos agora: fogo pode cair do céu - em termos modernos, meteoritos. No entanto, essas rochas que atingem a Terra, ou seja, meteoritos, são apenas uma pequena parte dos pequenos corpos celestes. Esses pequenos corpos celestes vagam entre as órbitas dos planetas, e seus efeitos são muito mais do que apenas destruição. Esses andarilhos dos tempos antigos - cometas, meteoros, asteroides e meteoritos, revelam como o sistema solar e nosso mundo foram formados. Eles fazem parte do nosso passado e definitivamente desempenharão um papel em nossas vidas futuras.
Origens As pessoas já tomaram como certo que os céus determinavam o destino da humanidade. Nos últimos dois séculos, devido aos avanços científicos, as pessoas começaram a rejeitar tais ideias como mera superstição. A ciência nos convenceu de que o sistema solar é um lugar seguro e estável, com planetas, satélites e cometas se movendo de acordo com as leis de Newton. Agora, os cientistas perceberam que o destino da humanidade está, em última análise, intimamente ligado aos céus, especialmente aos pequenos corpos celestes que oscilam aleatoriamente entre os planetas.
Para entender a natureza desses objetos, temos que voltar para antes da Terra existir. Cerca de 4,6 bilhões de anos atrás, na borda da nossa galáxia Via Láctea, que tem cerca de 100.000 estrelas, uma fina nuvem de gás e poeira foi destruída pela explosão de uma estrela próxima. Espalhando moléculas de hidrogênio e hélio, essa região especial da jovem galáxia continuou a crescer por cerca de 10 bilhões de anos, enriquecendo-se gradualmente ao absorver elementos produzidos e espalhados pelas estrelas antigas. Em um certo momento, a colisão aleatória de poeira e gás produziu um pequeno grão com uma densidade ligeiramente maior do que a de seus arredores. Essa pequena diferença foi suficiente para a gravidade fazer efeito. Ele continuou a acumular gás e poeira próximos de forma constante, tornando-se um objeto quase esférico, e então começou a colapsar sobre si mesmo.
Sua temperatura começa a subir de quase zero (cerca de -273 graus Celsius) para 1.000 graus Celsius. Plumas de gás carregam o excesso de calor para a superfície, onde o gás esfria, emitindo um brilho fraco, e a gravidade arrasta o gás de volta à sua profundidade original. O leve movimento inicial da bola de gás se transforma em um giro, que fica cada vez mais rápido conforme a bola se contrai. Esse processo é o mesmo de um patinador no gelo girando enquanto patina, e conforme o patinador puxa os braços para girar, ele girará cada vez mais rápido. Após cerca de 50 milhões de anos, o núcleo do disco galáctico atinge uma temperatura de 8 milhões de graus Celsius. Nesse momento, o gás hidrogênio começa a queimar, e nosso sol nasce.
À medida que a bola de gás se contrai em direção ao centro, ela também cria uma estrutura de vórtice de gás e poeira, assim como a periferia de um vórtice na água. Sob os efeitos combinados da gravidade e da força centrífuga, esses vórtices gradualmente se achatam em um formato de disco. As regiões interna e externa do disco têm velocidades de movimento diferentes, então o material no disco é decomposto para formar vórtices menores. Partículas de poeira mais distantes do sol, a apenas alguns metros de distância, também orbitarão relativamente lentamente, então as partículas de poeira internas alcançarão as partículas externas em velocidade. Sob a ação da gravidade, elas colidirão umas com as outras, às vezes formando pequenas partículas ou até mesmo objetos grandes. Em termos de tamanho, partículas do tamanho de seixos se tornarão seixos, rochas ou até mesmo blocos tão grandes quanto uma montanha. Nós os chamamos de "planetesers". Às vezes, o processo de colisão é tão violento que eles serão quebrados em pedaços e se tornarão blocos de rocha novamente. Simulações de computador mostram que, após 100 milhões de anos de acreção, colisão, fragmentação e reconstrução, os materiais acumulados finalmente formaram o núcleo dos "nove planetas" com os quais estamos familiarizados.
Formação de planetas Devido às diferentes distâncias entre os planetas e o sol, a energia de radiação recebida é diferente, então a forma de formação dos planetas também é diferente. Em lugares próximos à estrela, a temperatura pode ser tão alta quanto 2.000 graus Celsius, e essas altas temperaturas impedem que as partículas de poeira grudem umas nas outras. Na área entre 80 milhões e 320 milhões de quilômetros da estrela, a temperatura cai para cerca de 300 graus Celsius. Neste momento, o gás ainda se moverá irregularmente devido ao aquecimento, mas as partículas de poeira sólidas podem grudar umas nas outras e aumentar gradualmente para formar aglomerados de poeira. Entre eles, os quatro aglomerados de poeira que permaneceram formaram os núcleos de Mercúrio, Vênus, Terra e Marte, quatro planetas localizados na região interna do sistema solar. A maior parte do gás restante nesses planetas foi levada pelo fluxo de radiação (vento solar) emitido pelo sol. Afetados pela radiação solar e pelo calor gerado pelo seu próprio colapso, os núcleos desses planetas passaram por um processo de fusão e condensação, e os materiais mais leves subiram à superfície para formar o manto e a crosta.
Nas regiões externas mais frias do disco planetário, a temperatura do gás está apenas ligeiramente acima de zero devido à distância do sol. Partículas elementares e gases se misturaram para formar os núcleos dos quatro planetas gasosos gigantes: Júpiter, Saturno, Plutão e Netuno. Esses planetas gigantes agem como grandes vassouras, varrendo os "detritos" restantes no espaço interestelar (Plutão é uma existência estranha. Sua órbita excêntrica e tamanho minúsculo indicam que ele pode ter sido um satélite de um planeta).
Entretanto, nem todos os "detritos" do sistema solar foram consumidos: os aglomerados de poeira sólida restantes no sistema solar interno e as bolas de gelo restantes no sistema solar externo serão o assunto deste livro.