Qual é o tamanho do Sistema Solar e como astrônomos medem isso?

O Universo guarda muitos mistérios e perguntas, principalmente pela sua imensidão e dificuldade de ser estudado. Até mesmo o nosso Sistema Solar, que representa apena uma pequena parte disso, consegue nos deixar sem resposta para algumas perguntas.

Você já se perguntou qual o tamanho do Sistema Solar? E mais do que isso, tem alguma ideia de como os astrônomos e estudiosos fazem para calcular essas dimensões? Afinal, não parece ser simples quanto usar uma trena para saber o tamanho de um quarto, por exemplo.

De forma prática, o volume de espaço sobre o qual a influência do Sol excede a de outras estrelas próximas na Via Láctea é o que define o tamanho do Sistema Solar. A influência é derivada de duas forças essenciais da natureza: a gravidade e o magnetismo.

Como os astrônomos podem medir o tamanho do Sistema Solar?

Antes de mais nada, é preciso falar sobre a gravidade. Tudo que existe no Sistema Solar sofre uma ação gravitacional do Sol, sendo que quanto mais longe estiver, mais fraca será a atração. Contudo, se a gravidade do Sol ainda for a mais forte na posição do objeto no espaço em relação à gravidade de qualquer outra estrela, o seu movimento no espaço irá de acordo a uma força que o puxará em direção ao Sol.

Dito isso, é hora de apresentar uma unicade de medida de distância mais conveniente: a unidade astronômica (UA). Uma unidade de 1 UA é igual a distância média entre o Sol e a Terra, que mede aproximadamente 150 milhões de km. Todos os corpos celestes que conhecemos (planetas, asteroides e quase todos os cometas) são gravitacionalmente ligados ao Sol, orbitando em torno dele. Já os objetos mais distantes, que sofrem uma atração gravitacional mais fraca, levam mais tempo para completar uma órbita.

A Terra, a 1 UA, leva um ano, enquanto Júpiter, orbitando o Sol a 5 UA, leva um pouco menos de 12 anos. Plutão, que está mais distante, cerca de 40 UA, leva 248 anos, não completando ainda sequer uma órbita em torno do Sol desde seu descobrimento em 1930. Mesmo estando longe, Plutão ainda não está no limite do Sistema Solar, já que há muitos outros mundos distantes.

Os cometas aperiódicos são os objetos gravitacionalmente ligados ao Sol que estão mais distantes, podendo levar muitos milhares de anos para completar uma órbita solar. Todos eles não tiveram mais do que uma única passagem pelo Sistema Solar interior na história.

Acredita-se que esses cometas venham da Nuvem de Oort, uma “nuvem” aproximadamente esférica feita de bilhões de pequenos mundos gelados. Esses mundos se deslocam pelas regiões mais externas e geladas do Sistema Solar, com distâncias de até 200.00 UA (ou 3 anos-luz, aproximadamente).

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E o magnetismo?

Agora que falamos da gravidade, é hora de falar da outra força: o magnetismo. O Sol, além de um poderoso campo gravitacional, é dono de um campo magnético muito forte, que esculpe um volume de espaço chamado de heliosfera. Nela, estão todos os planetas e a atmosfera estendida ao Sol, chamada de vento solar, um fluxo supersônico contínuo de plasma do Sol para o espaço interplanetário.

O vento solar é muito dinâmico, e pode gerar exibições coloridas de aurora quando interage com a atmosfera de um planeta como a Terra. Ele flui a partir do Sol, passando por todos os planetas conhecidos, até desacelerar e se tornar subsônico (mais lento do que a velocidade do som), atingindo a heliopausa.

Do Sol até a heliopausa, a distância é muito menor do que a do Sol até a Nuvem de Oort. Porém, ela ainda é enorme. A sonda Voyager 1 da Nasa, lançada em 1977, cruzou a heliopausa a uma distância de 121 UA em 2012, se tornando o primeiro objeto construído pelo homem a alcançar o objeto interestelar.

Caso a Voyager 1 tivesse sido lançada há alguns milhões de anos, a jornada até a heliopausa talvez não tivesse levado tanto tempo. Entre as estrelas, o espaço não é vazio, mas sim preenchido por nuvens tênues de gás e poeira chamadas de “meio interestelar”. A órbita de uma estrela ao redor do centro da galáxia Via Láctea pode, às vezes, levá-la através de regiões de material muito denso.

Um estudo recente feito por cientistas demonstrou que existe uma grande probabilidade de que, há cerca de 2 a 3 milhões de anos, o Sistema Solar tenha passado por uma nuvem relativamente densa de gás interestelar frio, que poderia ter comprimido a heliosfera até um tamanho de apenas 0,2 UA, estando interamente dentro da órbita de Mercúrio, o planeta mais próximo do Sol e da Terra. Isso teria exposto, diretamente, todos os planetas ao ambiente do espaço interestelar.

Um aumento substancial de raios cósmicos atingindo a Terra, nenhuma aurora e um clima mais instável estão entre os possíveis impactos no nosso planeta, o que pode até ter influenciado a evolução da nossa espécie.

Fonte: Gareth Dorrian, pesquisador de pós-doutorado em Ciências Espaciais na Universidade de Birmingham, para o The Conversation.

Qual o tamanho do Sistema Solar?

Falando em quantos diâmetros tem o Sistema Solar, é importante introduzir, primeiramente, as unidades de distância usadas pelos astrônomos.

1 UA (Unidade Astronômica) = aprox. 150 milhões de km [distância média Terra-Sol]

1 ano-luz = aprox. 9.46 x 10^15 metros (10^15 = 1 seguido de 15 zeros)

1 parsec = aprox. 3.26 anos-luz = exatamente 206265 UA

Até Netuno, o nosso Sistema tem 30 UA de raio, porém, depois vem o Cinturão de Kuiper, já com mais de 1000 objetos catalogados (incluindo Plutão, Eris, etc.), ocupando a zona 30-60 UA. E ainda há objetos com órbitas que chegam mais longe, e alguns “bem” mais longe como o caso de Sedna, que vai a 900 UA do Sol.

Há ainda a nuvem teórica, que se pensa ser a origem dos cometas periódicos que invadem o Sistema Solar: Nuvem de Oort. Esta estará localizada a cerca de 10 mil UA, ainda fazendo parte do Sistema Solar, mas com “um pé” no espaço interestelar.