Tamanhos comparados de planetas e estrelas

Planetas e estrelas: dimensões que desafiam a imaginação — Tamanhos comparados dos 4 planetas terrestres, Mercúrio, Vênus, a Terra e Marte. Estes 4 planetas terrestres representam ≈ 11 % da massa total dos planetas do sistema solar.
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Quais são as diferenças de escala entre os planetas do sistema solar e as estrelas do Universo?

Os tamanhos no Universo variam em ordens de grandeza vertiginosas. No sistema solar, Júpiter é o maior planeta com um diâmetro aproximadamente 11 vezes o da Terra. O Sol, com um diâmetro 109 vezes o da Terra, poderia conter 1 305 620 Terras em seu volume. Mas comparado às estrelas gigantes, o nosso Sol é um anão: Betelgeuse (gigante vermelha) tem um diâmetro aproximadamente 1300 vezes o do Sol, ou seja, 141 863 vezes o da Terra. A lei de Stefan-Boltzmann (L = 4πσR²T⁴) permite calcular o raio das estrelas a partir de sua luminosidade e temperatura.

Tamanhos comparados dos planetas terrestres

O nosso Universo é realmente vasto e vazio, no entanto alguns grãos de matéria salpicam este vazio cósmico, desde os pequenos grãos de poeira até as maiores estrelas. Entre os pequenos planetas do sistema solar e as maiores estrelas, a diferença de tamanho é enorme; por exemplo, o diâmetro da estrela Betelgeuse é 141 863 vezes maior que o diâmetro da Terra. Esta página mostra, em imagens, algumas comparações de tamanhos entre planetas e entre estrelas. No sistema solar, o Sol capturou 99,86 % da massa total de poeira e gás da nebulosa original.

Júpiter, o maior planeta do sistema, capturou 71% do restante. Os outros planetas repartiram o resíduo desta evolução gravitacional, ou seja, 0,038% da massa total. Os 4 planetas terrestres representam apenas ≈ 11 % da massa total dos planetas do sistema solar.

Tamanhos comparados de alguns objetos em relação à Terra

Comparação de tamanho entre planetas anões e a Terra — Tamanhos dos objetos transnetunianos, do asteroide Ceres e da Lua em comparação com a Terra.
Fonte da imagem: astronoo.com (nova janela)

Um planeta anão, desde a nova definição de agosto de 2006, é um corpo celeste em órbita ao redor do Sol que possui massa suficiente para que sua gravidade supere as forças de coesão do corpo sólido e o mantenha em equilíbrio hidrostático (sob uma forma quase esférica), e que não é um satélite, mas que não limpou sua vizinhança orbital.

Comparação dos diâmetros dos planetas do sistema solar

Este gráfico ilustra os diâmetros relativos dos oito planetas do sistema solar, tomando a Terra como referência (diâmetro = 1).

Diâmetro das estrelas em comparação com o Sol

Este gráfico ilustra os diâmetros relativos das estrelas Sol, Sirius, Pólux, Arcturus, Aldebaran, Rigel, Antares e Betelgeuse, tomando o Sol como referência (diâmetro = 1). É graças à lei de Stefan‑Boltzmann que os astrônomos podem calcular facilmente os raios das estrelas. Betelgeuse tem um diâmetro ≈ 1300 vezes o do Sol.

N.B.:
Em 1879, o físico austríaco Josef Stefan (1835-1893) descobriu que a energia total emitida por um objeto é proporcional à potência 4 de sua temperatura absoluta. Graças à lei de Stefan-Boltzmann, os astrônomos podem calcular os raios das estrelas. A luminosidade de uma estrela é escrita: \( L = 4\pi \sigma R^2 T^4 \). (L = luminosidade, σ = constante de Stefan-Boltzmann, R = raio da estrela e T = temperatura).

Tamanhos relativos dos planetas e das estrelas

O nosso Sol é realmente muito pequeno comparado a algumas estrelas e os nossos planetas não passam de poeira comparados às Gigantes Azuis e Vermelhas do nosso Universo.

Tamanho da Terra em comparação com o Sol

A Terra é bem pequena comparada ao Sol. No volume do Sol caberiam 1 305 620 Terras. Seu diâmetro médio mede ≈ 12 742 km e o do Sol ≈ 1 392 684 km (≈109 vezes maior). A imagem mostra esta relação de tamanho Terra/Sol, se a Terra estivesse no mesmo plano, muito próxima do Sol.

Tamanho de Plutão e Caronte com a Terra e a Lua

As novas medições e imagens de Plutão e Caronte obtidas pela sonda New Horizons (julho de 2015) permitem-nos fazer esta montagem comparativa.

Comparação de tamanho entre a Terra e Plutão e Caronte

FAQ: Tudo sobre os tamanhos comparados de planetas e estrelas

Qual é o maior planeta do sistema solar e como ele se compara aos outros?

Júpiter é o maior planeta do sistema solar. Seu diâmetro é aproximadamente 11 vezes o da Terra e sua massa representa 71% da massa total dos planetas (excluindo o Sol). Saturno vem em seguida com um diâmetro aproximadamente 9,5 vezes o da Terra, depois Urano (~4 vezes) e Netuno (~3,9 vezes). Os planetas terrestres (Terra, Vênus, Marte, Mercúrio) são muito menores: Vênus tem um diâmetro semelhante ao da Terra (cerca de 95%), Marte tem cerca de metade do tamanho da Terra, e Mercúrio é o menor dos planetas (cerca de 38% do diâmetro terrestre).

Como os astrônomos medem o tamanho das estrelas?

O tamanho das estrelas geralmente não é medido diretamente (exceto para as mais próximas por interferometria). É calculado a partir da lei de Stefan-Boltzmann: L = 4πσR²T⁴, onde L é a luminosidade da estrela, σ a constante de Stefan-Boltzmann, R o raio da estrela e T a sua temperatura superficial. Medindo a luminosidade (quantidade de energia emitida) e a temperatura superficial (através do seu espectro), pode-se deduzir o raio da estrela. Esta lei mostra que a luminosidade é proporcional à superfície (R²) e à potência 4 da temperatura.

Por que as estrelas podem ser tão enormes em comparação com os planetas?

As estrelas são enormes bolas de gás mantidas pelo equilíbrio entre a pressão da fusão nuclear (para o exterior) e a gravidade (para o interior). O seu tamanho depende da sua massa, do seu estágio evolutivo e da pressão de radiação. As estrelas gigantes vermelhas (como Betelgeuse) estão num estágio avançado da sua vida onde se expandiram desmesuradamente após terem esgotado o hidrogénio no seu núcleo. As anãs castanhas e os planetas gigantes gasosos (Júpiter) ocupam uma zona intermédia, mas a fronteira entre planeta e estrela é definida pela fusão nuclear: uma estrela é um objeto que fusiona hidrogénio em hélio (ou que o fez). Abaixo de cerca de 13 massas jovianas, a fusão não é possível.