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Lua e Io - Um Estudo Comparativo
por Pam Eastlick (pameastl@uog.edu), Coordenador Planetário,Universidade de Guam
American Astronomical Society Teacher Resource Agent

 

Pergunta Chave

Em que diferem estas duas luas e em que são semelhantes?

Preconceitos Possíveis

Os estudantes podem estar familiarizados com Io, e descobrem que Io e a Lua são muito diferentes. No entanto, podem não descobrir que Io e a Lua são também estranhamente semelhantes.

Conceitos Chave

Io e a Lua são mundos muito semelhantes em muitos aspectos; no entanto, forças gravitacionais provocaram as diferenças em muitos outros aspectos.

Método

São apresentadas aos estudantes folhas descritivas de Io e da Lua. Eles irão comparar e contrastar os dois mundos. Irão construir modelos de papel à escala de Io,Lua, Terra eJúpiter e usar esses modelos para explicar as diferenças entre as duas luas.

Procedimento

Preparação

Prepare o material e pratique criando círculos com um fio e com um lápis. Prepare também um conjunto de informações planetárias para os estudantes.

Informações Genéricas

Lista de Materiais

Execução da Actividade

Mostre aos estudantes o diagrama das fases da Lua e pergunte-lhes o que representa. Eles irão provavelmente responder que representa as fases da Lua. Então diga-lhes para identificarem a figura central. Eles irão decerto responder que é a Terra.

Diga aos estudantes que não são a Terra e a Lua, e peça-lhes para tentarem de novo descobrir. Dependendo da idade do grupo, poderão descobrir que é outro planeta e uma das suas luas. Explique aos estudantes que a figura não está à escala, mas que representa Júpiter e uma das suas luas. Leve-os a generalizar que todas as luas passam pelas fases, visto do planeta primário.

Diga-lhes que a lua na figura é Io. Explique aos estudantes que Io e a Lua são mundos muito semelhantes. Dê-lhes a folha de informações sobre Io e a Lua, para que a leiam. Oriente-os para uma discussão de comparação e contraste das semelhanças entre as duas luas. Os estudantes devem descobrir que Io e a Lua são muito semelhantes, mas diferem em dois aspectos principais. Primeiro, Io é um mundo activo enquanto a Lua está inactiva. Segundo, Io viaja a uma velocidade 17 vezes mais rápida que a Lua.

Os estudantes deverão agora separar-se em grupos de três ou quatro e construir modelos à escala do sistema Terra/Lua, e do sistema Júpiter/Io, usando as informações das folhas distribuidas. Uma escala de 1 centímetro para os diâmetros de Io e da Lua é suficiente. A essa escala, a Terra tem cerca de 4 centímetros de diâmetro e Júpiter tem cerca de 40 centímetros. Os círculos para cada corpo podem ser feitos com auxílio de um compasso para os pequenos mundos e um compasso de fio para Júpiter. Os estudantes colocarão a Lua e Io às devidas distâncias da Terra e de Júpiter. Com a escala acima mencionada, a Lua deverá ser colocada a cerca de 110 centímetros do centro da Terra, e Io a cerca de 120 centímetros do centro de Júpiter.

Depois de os estudantes terem construido os seus modelos, diga-lhes que deverão agora responder a duas perguntas. Porque viaja Io tão depressa? Porque é Io vulcanicamente activo?

Final

Os estudantes deverão responder às questões e discutir os efeitos da gravidade na velocidade orbital e naforça das marés.

Bases de Trabalho

Muitas gente tem presente o seguinte axioma, "Quanto mais próximo estiver de um corpo grande, mais depressa deverá andar." No entanto, poucos entendem que a massa do corpo principal também provoca diferenças na velocidade orbital. Esta actividade demonstra graficamente este facto. Io e a Lua são essencialmente corpos semelhantes orbitando a distâncias semelhantes dos seus primários, mas a enorme massa de Júpiter provoca que Io orbite 17 vezes mais depressa do que a Lua. As enormes marés gravitacionais em Io tornaram-no num mundo activo, em grande contraste com a Lua morta.

(Esta actividade foi desenvolvida durante o treino AASTRA em 1994, em Flagstaff, Arizona)

Informações de Io

No ano de 1610, Galileo foi a primeira pessoa, tanto quanto se sabe, a observar Júpiter através de um telescópio. Galileo viu quatro pontos semelhantes a estrelas perto do planeta que mudavam de posição de noite para noite. A lua Io era um desses pontos. Por Júpiter estar tão distante do Sol, é difícil dizer alguma coisa das luas, da Terra. Antes das sondas automáticas (autómatos controlados por rádio) serem enviados para explorar o sistema solar, quase tudo o que se sabia sobre Io era a sua dimensão, velocidade orbital e que parecia ter um tom laranja pálido.

Durante a década de 1970, as sondas Voyagerforam enviadas para os planetas exteriores para obterem fotografias e recolher dados científicos. Os cientistas ficaram primeiro confundidos com as fotos de Io obtidas pelas duas sondas espaciais. Não tinha crateras de impacto, e quase parecia uma pizza gigante! Depressa descobriram porquê. Io tem pelos menos 200 vulcões na sua superfície, e as Voyagers apanharam nove deles em erupção! As cores vermelha, laranja e amarela brilhantes são cores de compostos de enxofre. Se existisse em Io uma atmosfera respirável, deveria ter um cheiro a ovos podres!

A força gravitacional de Júpiter, e das luas vizinhasEuropa eGanímedes,provoca marés na superfície sólida de Io que podem ter até 100 metros de altura. A fricção resultante dos movimentos ascendente e descendente desta força provoca um aquecimento interno de Io suficiente para liquefazer a rocha.

Informações da Lua

A Lua é o único satélite natural da Terra e é um dos objectos mais escuros do sistema solar. As suas rochas são principalmente de cor cinzento escuro e reflecte menos de 15% da luz solar que a atinge. Se a Lua fosse tão reflectiva quanto a Terra, as noites seriam muito mais brilhantes do que são, quando a Lua está no céu.

Os humanos visitaram a Lua pela primeira vez em 1969 e descobriram que é um mundo árido e estéril. A Lua tem muitas crateras, algumas delas com biliões de anos. A sonda espacial Clementine obteve recentemente fotografias da maior cratera de impacto conhecida no sistema solar. Esta cratera de impacto é conhecida por Bacia Aitken,e está localizada no lado da Lua que está permanentemente longe da Terra. Tem 2,250 quilómetros de diâmetro e 12 quilómetros de profundidade.

Processos vulcânicos e de movimento de terras que teriam tapado as crateras terminaram há biliões de anos. Os cientistas descobriram que a Lua é completamente fria e não tem um interior quente como o da Terra.

A Lua tem sempre a mesma face virada para a Terra, do mesmo modo que Io e Júpiter. No entanto, não é perturbada por luas vizinhas como acontece com Io. O centro da massa da Lua foi permanentemente deslocado cerca de 2 quilómetros em direcção à Terra. A Lua está suficientemente próximo da Terra para a gravidade da Lua provocar marés nos oceanos terrestres em média com 1 a 1,5 metros de altura.

Vistas de Júpiter, Io, Terra e Lua

Jupiter, Io, Earth e Lua
Esta imagem mostra a escala relativa de Júpiter, Io, Terra e Lua. Júpiter é o maior planeta à esquerda; Terra está à direita. Io está à direita e abaixo de Júpiter e a Lua está à direita e abaixo da Terra. A escala é aproximadamente 191 quilómetros por pixel.(Crédito: Calvin J. Hamilton)

Relação Io/Lua
Esta imagem mostra a escala relativa de Io e da Lua. Io está à esquerda e a Lua à direita. A escala é aproximadamente 7.3quilómetros por pixel.(Crédito: Calvin J. Hamilton)

 

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Vistas do Sistema Solar Copyright © 1997 porCalvin J. Hamilton.Todos os direitos reservados.
Traduzido para português por Fernando Dias e Paulo Centieiro, e-mail: fcd@hawastsoc.org.