Sobre o sistema solar | A gravidade de Newton em movimento

Um sistema solar em miniatura

O Sol do app tem massa 1000, e cada planeta, lua e planeta anão mantém sua massa real em relação a ele, então Júpiter, com 1, tem mais ou menos a razão real de 1 para 1047. Os planetas mantêm sua ordem e suas inclinações reais, e os planetas anões suas órbitas reais, mas as distâncias são comprimidas para que Mercúrio e Netuno caibam juntos na tela: Netuno fica 4,5 vezes mais longe que a Terra, em vez de 30. Cada corpo é atraído por todos os outros pela lei de Newton, então as órbitas surgem da mesma regra que mantém as reais. A poeira tênue entre Marte e Júpiter é o cinturão de asteroides: 1500 asteroides, pequenos demais para atrair qualquer coisa e numerosos demais para calcular, então cada um apenas segue uma elipse fixa ao redor do Sol. Suas órbitas são alongadas e inclinadas como as reais, o que faz do cinturão um anel espesso, e evitam as lacunas de Kirkwood que a atração de Júpiter mantém vazias. Três sondas espaciais voam entre eles como pequenos ícones: a sonda solar Parker, que mergulha até 6,9 milhões de km do Sol, mais perto do que qualquer outra coisa já construída, numa órbita que vai até Vênus; o telescópio espacial James Webb, que circula o ponto L2 a 1,5 milhão de km além da Terra, desenhado 18 vezes mais longe, logo além da Lua; e a Voyager 1, a sonda mais distante, a 171 UA e se afastando a 3,6 UA por ano, tão longe que uma seta na borda aponta para ela. Elas não têm massa e seguem suas trajetórias reais por fórmulas, pois o Webb só mantém seu ponto de equilíbrio acionando seus propulsores.

Montagem do Sol e dos planetas do Sistema Solar — Montagem do Sistema Solar. Imagem: NASA/JPL, domínio público

Aonde os favoritos levam você

Cada favorito leva a câmera a um lugar do mesmo sistema solar em movimento, e os corpos continuam se movendo. Todo o sistema solar e os planetas interiores são vistos em ângulo. Os favoritos Terra e Lua, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno, e Plutão e Caronte acompanham o seu corpo, enquadrado para que as luas caibam. O favorito Cinturão de Kuiper olha de cima para o sistema solar exterior e roda quinze vezes mais rápido, então Netuno dá a volta em menos de um minuto. Aleatorizar voa de perto até um corpo escolhido ao acaso.

A Terra vista da Apollo 17, a Blue Marble — Terra da Apollo 17. Imagem: NASA, domínio público

Órbitas em três dimensões

Os planetas não orbitam em um único plano. Cada órbita é um pouco inclinada em relação à da Terra, cujo plano se chama eclíptica: a de Mercúrio em 7°, a de Vênus em 3,4°, a de Saturno em 2,5° e as demais em menos de 2°. O mini sistema solar usa essas inclinações reais, e sua Lua gira em torno da Terra em uma órbita inclinada 5,1°, como a verdadeira. A inclinação i no painel é esse ângulo. Arraste a imagem para girá-la, ou escolha De perfil em Visualizar para ver as órbitas de lado. Aproxime o zoom de qualquer um dos oito planetas ou da Lua para ver um globo girando em seu eixo inclinado real: a Terra com seus litorais reais, nuvens, calotas de gelo e as luzes das cidades no lado noturno, e Marte com suas manchas escuras e calotas polares brancas. De Vênus só se vê o topo de suas nuvens espessas, de um amarelo-claro, que dão a volta no planeta ao contrário em quatro dias terrestres. Júpiter mostra suas faixas e zonas e a Grande Mancha Vermelha, e Saturno suas faixas mais suaves, o hexágono em volta do seu polo norte e a sombra dos seus anéis. Urano, deitado de lado, é uma bola ciano-clara com uma névoa brilhante sobre um dos polos, e Netuno, de um azul mais profundo, com nuvens brancas e a Grande Mancha Escura que a Voyager 2 viu em 1989. Comparados com seus anos, seus dias são muito mais longos que os reais, para que a rotação seja fácil de acompanhar. Dois mantêm seu dia real: Mercúrio, cinzento e coberto de crateras, que gira três vezes em torno de si para cada duas voltas ao redor do Sol, e a Lua, que gira uma vez a cada volta ao redor da Terra e por isso sempre mostra à Terra a mesma face, com seus mares escuros e os raios brilhantes de Tycho. Titã, a maior lua de Saturno, é uma bola de névoa alaranjada, a fumaça de sua densa atmosfera de nitrogênio, contornada por uma fina camada azul, e também mostra sempre a mesma face ao seu planeta. As luas de Urano aparecem como a Voyager 2 as viu em 1986: Miranda, cinza e salpicada de coronas, grandes ovais com faixas claras e escuras, uma delas com um V claro; Titânia, coberta de crateras e cortada por longos cânions; e Oberon, mais escuro, cujas maiores crateras têm o fundo escuro em meio a raios claros. Tritão, a maior lua de Netuno, aparece como a Voyager 2 o viu em 1989: uma calota de geada de nitrogênio levemente rosada sobre o polo sul, riscada de escuro pelas plumas de seus gêiseres, e além dela um solo mais cinza, marcado como a casca de um melão-cantalupo, com planícies lisas inundadas há muito tempo por lava gelada. As duas pequenas luas de Marte não são esferas: Fobos, com 27 km de comprimento, é um bloco escuro cheio de crateras e riscado por sulcos paralelos, com a grande cratera Stickney numa ponta; Deimos, com metade do tamanho, é mais lisa, com as crateras suavizadas pela poeira. Ambas mantêm a ponta mais longa voltada para Marte. Aproxime o zoom do Sol para ver sua superfície: mais brilhante no centro e mais escura e avermelhada na borda, onde só se vê seu gás superior, mais frio, finamente salpicada, com alguns grupos de manchas solares que a atravessam enquanto o Sol gira uma vez a cada 25 dias. Os anéis de Saturno seguem as medições da sonda Cassini: o tênue anel C, translúcido, o brilhante anel B, a escura divisão de Cassini e o anel A com a divisão de Encke, finamente sulcados de perto. A sombra de Saturno os atravessa e, vistos do lado não iluminado, o denso anel B escurece enquanto a luz do Sol atravessa os anéis mais finos. De perto, as nuvens de Júpiter fervilham como Juno e o Hubble as mostram: pontos quentes escuros ao longo do cinturão equatorial norte arrastam festões cinza-azulados, a Grande Mancha Vermelha, reduzida a cerca de 16 000 km, gira em sua cavidade clara ao lado do oval BA e de uma fileira de ovais brancos, e tempestades cinza-azuladas se aglomeram em seus polos. De perto, a brilhante calota polar de Urano mostra uma faixa mais escura ao redor da borda e, além dela, algumas pequenas tempestades, e seus anéis estreitos e escuros aparecem como tênues linhas finas, o anel ε o mais brilhante, como o telescópio espacial James Webb os vê. O azul de Netuno é sua cor verdadeira, um azul-celeste suave só um pouco mais intenso que o de Urano, como mostram as imagens da Voyager 2 depois de desfeito o contraste realçado. De perto, suas altas nuvens brancas projetam sombras tênues, um vórtice brilhante coroa seu polo sul e tênues anéis de poeira o circundam, o anel Adams com arcos mais brilhantes que giram com ele. De perto, Mercúrio mostra o que a sonda MESSENGER mapeou: a imensa bacia Caloris, de fundo liso e claro cercado de montanhas, planícies lisas no extremo norte, longas escarpas onde o planeta encolheu ao esfriar e depressões brilhantes e azuladas onde a rocha evaporou. As nuvens de Vênus parecem quase sem detalhes a olho nu, por isso suas marcas são desenhadas de leve: o Y escuro que as câmeras ultravioleta veem, estrias em arco, células salpicadas ao redor do equador e um colar claro ao redor de cada polo. De perto, os mares da Lua se fundem com costas recortadas, cada fluxo de lava de um tom um pouco diferente, levemente mais azulado onde é rico em titânio, como no Mar da Tranquilidade; Platão e Grimaldi têm o fundo escuro, e os anéis do Mar Oriental formam um alvo em sua borda oeste.

Os planetas anões e o cinturão de Kuiper

Os astrônomos contaram Plutão como o nono planeta desde sua descoberta, em 1930, até 2006, quando a União Astronômica Internacional o classificou como planeta anão. Ele fica no cinturão de Kuiper, a região de corpos gelados além da órbita de Netuno. Os objetos do cinturão de Kuiper são pequenos corpos de gelo e rocha, restos do início do sistema solar. No mini sistema solar, Plutão segue sua órbita real: excentricidade 0,25, inclinada 17°, com o periélio logo dentro da órbita de Netuno. Ele dá duas voltas a cada três de Netuno, e essa ressonância 3:2 mantém os dois bem afastados. Caronte, a maior lua de Plutão, tem sua massa real, um oitavo da de Plutão, então os dois giram em torno de um ponto entre eles, e seu verdadeiro plano orbital, quase vertical. O Caronte real dá uma volta a cada 6,4 dias, rápido demais para calcular aqui, por isso ele fica mais afastado e dá cerca de 50 voltas por ano de Plutão, e, como a Lua, é desenhado 60 vezes mais longe. Os outros planetas anões com nome também seguem suas órbitas reais segundo o JPL e partem de onde estavam em 9 de junho de 2026: Ceres no cinturão de asteroides, com a distância comprimida como a dos planetas, Haumea e Makemake no cinturão de Kuiper, e Éris, que se afasta até 97 UA em uma órbita inclinada 44°. Ao redor giram 160 objetos do cinturão de Kuiper, criados para se parecer com o cinturão real. A maioria segue órbitas quase circulares entre 42 e 48 UA do Sol, algumas bem inclinadas, e um quarto, os plutinos, compartilha a ressonância de Plutão. Além de Netuno, a imagem mantém a escala de Netuno, então essas órbitas conservam seus períodos reais em relação ao de Netuno. Aproxime o zoom de Plutão e Caronte para vê-los como a New Horizons os viu em 2015: o coração claro de Plutão, com a planície gelada de Sputnik Planitia, e a região vermelho-escura de Cthulhu, e o cinzento Caronte, com uma calota avermelhada sobre o polo norte. Os dois sempre mostram a mesma face um ao outro. Os outros planetas anões também podem ser vistos de perto: Ceres, escura e cheia de crateras, como a sonda Dawn a viu, com as brilhantes manchas de sal da cratera Occator; Haumea, um ovo de gelo com uma mancha vermelho-escura, que gira a cada 3,9 horas dentro de um anel fino; Makemake, marrom-avermelhado; e Éris, quase branca, um dos corpos mais brilhantes do sistema solar. Os objetos do cinturão de Kuiper são desenhados como os reais: do cinzento ao vermelho intenso, e escuros. Aproxime o zoom de um deles para ver um pequeno mundo irregular, ou dois lobos grudados, como Arrokoth, que a New Horizons sobrevoou em 2019.

As luas galileanas de Júpiter

Galileu Galilei viu pela primeira vez as quatro maiores luas de Júpiter em 1610, e juntas elas reúnem quase toda a massa do sistema de luas de Júpiter. Io é o corpo com mais atividade vulcânica do sistema solar, aquecido pelas marés de Júpiter. A crosta de gelo lisa de Europa provavelmente esconde um oceano de água líquida. Ganimedes é a maior lua do sistema solar, maior que o planeta Mercúrio, e a única lua conhecida que gera seu próprio campo magnético. Calisto tem uma superfície antiga de gelo e rocha, coberta de crateras, talvez com um oceano por baixo. No mini sistema solar elas têm suas massas reais e orbitam no plano do equador de Júpiter. As verdadeiras dão a volta em 1,8 a 16,7 dias, rápido demais para calcular aqui, por isso ficam mais afastadas, mas mantêm o espaçamento real: Io ainda dá duas voltas a cada volta de Europa e quatro a cada volta de Ganimedes, a ressonância de Laplace. Elas são desenhadas 14 vezes mais longe. Aproxime o zoom para vê-las como a sonda Galileo as viu: Io amarela de enxofre, marrom-avermelhada nos polos e pontilhada de vulcões escuros, alguns cercados de vermelho; o gelo claro de Europa cortado por fissuras avermelhadas; as antigas regiões escuras de Ganimedes entre terrenos sulcados mais claros, com geada sobre os polos; e a escura Calisto, coberta de crateras em torno da bacia de anéis Valhalla. Cada uma mostra sempre a mesma face a Júpiter.

Perguntas frequentes

A massa do Sol é realista?

No mini sistema solar o Sol vale 1000 e Júpiter 1. O Júpiter real tem cerca de 1/1047 da massa do Sol, então a razão é próxima. A Lua tem 1/81 da massa da Terra e orbita a 1/389 da distância da Terra ao Sol, como a verdadeira. Isso é perto demais para vê-la ao lado da Terra, então ela é desenhada 60 vezes mais longe. Marte tem suas duas pequenas luas, Fobos e Deimos, com suas massas reais, sobre o equador de Marte, inclinado 26,7° em relação à órbita da Terra. As verdadeiras dão a volta em 7,7 e 30 horas, rápido demais para calcular aqui, por isso ficam mais afastadas, mas mantêm o espaçamento real, de modo que Fobos ainda dá quatro voltas a cada volta de Deimos, e as duas são desenhadas 120 vezes mais longe. Titã, a maior lua de Saturno e a única lua com uma atmosfera densa, tem sua massa real e gira no plano do equador de Saturno, o de seus anéis. O Titã real dá uma volta a cada 16 dias, por isso também fica mais afastado e é desenhado 12 vezes mais longe. Tritão, a maior lua de Netuno, gira ao contrário, contra a rotação de Netuno, e provavelmente foi capturado do cinturão de Kuiper. Ele tem sua massa real e uma órbita inclinada 130° em relação à da Terra, como a do verdadeiro, mas o Tritão real dá uma volta a cada 5,9 dias, por isso também fica mais afastado e é desenhado 30 vezes mais longe. Urano está deitado de lado, por isso suas luas Miranda, Titânia e Oberon giram ao seu redor em um plano quase vertical, inclinado 98° em relação à órbita da Terra. Elas têm suas massas reais. Titânia e Oberon mantêm seu espaçamento real, Oberon um terço mais longe; as verdadeiras dão a volta em 8,7 e 13,5 dias, por isso também ficam mais afastadas. Miranda, a mais interna, dá a volta em apenas 1,4 dia, por isso fica mais perto de Titânia do que a verdadeira. As três são desenhadas 50 vezes mais longe.

Os planetas começam onde estão hoje?

Os planetas anões, sim: eles começam onde estavam em 9 de junho de 2026, segundo os elementos orbitais do JPL. Os planetas começam em posições fixas ao redor do Sol, em órbitas quase circulares, então a imagem mostra como eles se movem, e não o céu desta noite.

O PictorX envia a simulação?

Não. Ela roda em um canvas no seu navegador. Salvar baixa um PNG, e Editar abre essa imagem no editor do PictorX.

Por que Plutão não é mais um planeta?

Em 2006 a União Astronômica Internacional definiu planeta como um corpo que orbita o Sol, tem massa suficiente para que a própria gravidade o deixe redondo e limpou a vizinhança de sua órbita. Plutão cumpre as duas primeiras condições, mas divide sua região com os objetos do cinturão de Kuiper, por isso hoje é um planeta anão. No app ele segue a lei de Newton como qualquer outro corpo.