A.

B.

CAPÍTULO

1 Alguns aspectos da Ciência e do Universo

O texto a seguir descreve uma situação cotidiana. Leia-o e responda às questões.

O MÉTODO científico. ProfiCiência, 5 maio 2021. Disponível em: https://oeds.link/ZRUyJ6. Acesso em: 19 abr. 2023.

Questão 1. Descreva a sequência das ações citadas no texto.

Resposta nas orientações ao professor.

Questão 2. Como as ações do rapaz se relacionam com a investigação científica? Registre sua resposta no caderno.

Resposta nas orientações ao professor.

Questão 3. Cite o nome de pelo menos uma teoria científica que você conhece.

Resposta nas orientações ao professor.

Método científico

Como você pôde perceber, mesmo as situações cotidianas podem ser investigadas. No meio científico, métodos e procedimentos podem auxiliar na investigação e no desenvolvimento de teorias, como a da origem do Universo e a da evolução dos seres vivos.

A elaboração e o teste de hipóteses são etapas bastante comuns no meio científico e podem ajudar no desenvolvimento do conhecimento científico. Além disso, elas podem fazer parte de um método científico, ou seja, de um conjunto de ações e procedimentos utilizados para desenvolver o estudo de um fenômeno ou objeto. Leia a seguir alguns dos procedimentos que compõem um método científico.

Caracterização: nesta etapa, a situação ou o problema a ser investigado é definido. Isso é necessário para que ele seja analisado de acordo com os conhecimentos científicos que temos.

Elaboração de hipóteses: nesta etapa são levantadas suposições teóricas para explicar o problema proposto. Com base nas hipóteses, são feitas previsões e se planejam maneiras de como testá-las.

Teste de hipóteses: nesta etapa são feitos testes, experiências e observações para verificar se as hipóteses elaboradas estão corretas.

Análise: nesta etapa, os resultados do teste de hipóteses são analisados e as hipóteses são revistas, a fim de verificar se elas se confirmaram ou não.

Com base nessa análise, ideias e conceitos podem ser estabelecidos ou novas hipóteses podem ser propostas. Nesse caso, novos testes possivelmente serão realizados.

A sequência de etapas descrita é uma maneira de construção do conhecimento científico. No entanto, há outras maneiras e métodos para realizar uma investigação científica.

Alguns estudiosos, como o italiano Galileu Galilei (1564-1642), não se baseavam apenas em observações, mas também na experimentação e em representações matemáticas.

Com base nesse método, Galileu descreveu o movimento de queda dos corpos e a composição de movimentos. Esses estudos fundamentaram trabalhos posteriores, como os do inglês Isaac Newton (1643-1727), para explicar as causas de movimentos terrestres e celestes.

Com base em observação e experimentação, os pesquisadores verificam os fatos científicos, ou seja, fazem constatações. Nesse contexto, é importante ressaltar que o método científico é uma construção humana e, portanto, não é isento de falhas e influências, como sociais e econômicas. Ou seja, os resultados podem ser questionados e, eventualmente, refutados.

Leis e teorias científicas

Possivelmente, você já deve ter ouvido falar em leis e teorias científicas. Afinal, qual é a diferença entre elas?

Em geral, os cientistas procuram analisar várias situações a fim de verificar em quais delas os fatos se repetem. Por exemplo, no caso do televisor, além de verificar a tomada, a pessoa também analisou se não havia falta de energia elétrica. Outra possibilidade seria avaliar outros televisores do mesmo modelo, comparando o funcionamento deles, para ver se a falha de funcionamento também ocorria com os demais aparelhos.

Com base nas análises dos fatos, os cientistas podem propor uma explicação para os fenômenos. Quando essas explicações se concretizam e apresentam regularidade, são denominadas leis científicas.

Os estudos de Newton, por exemplo, reafirmaram o conceito de inércia^✚, proposto anteriormente por Galileu. Isso resultou em uma das três leis do movimento de Newton, a chamada Lei da Inércia.

Glossário

Em nosso dia a dia, dizer que algo é uma teoria significa que é algo especulativo. Já em Ciências da Natureza, teoria é o conjunto de conhecimentos utilizados na investigação de determinada área do conhecimento.

Uma teoria científica inclui hipóteses, leis, evidências, princípios e conceitos que permitem explicar os fatos e até mesmo prevê-los. Dessa maneira, a teoria científica é uma explicação com embasamento científico, exaustivamente testada, apoiada por diversos testes e aceita pela maior parte dos pesquisadores.

Questão 4. A teoria celular afirma que todo ser vivo é composto por uma ou mais células. Considerando-a, se disserem a você que foi observado um ser vivo ainda não estudado no fundo de um oceano, como você espera que ele seja constituído? Justifique sua resposta.

Resposta: Espera-se que os alunos respondam que tal ser vivo é composto por célula(s). Isso é possível prever porque, de acordo com a teoria celular, aceita atualmente, todo ser vivo é formado por uma ou mais células.

O conhecimento científico é dinâmico, ou seja, uma teoria científica não é uma verdade absoluta. Caso sejam encontrados fatos que contradigam uma determinada teoria, ela pode e deve ser questionada. No caso do ser vivo encontrado no fundo do oceano, se ele apresentar todas as características de um ser vivo, exceto a de ser composto de células, a teoria celular poderia ser questionada e, caso refutada, uma nova teoria que contemple esse novo fato poderia ser elaborada.

A origem do Universo

Como você estudou anteriormente, o ser humano questiona e investiga aquilo que está ao seu redor, inclusive o Universo e sua origem. Esse é um tema que desperta a curiosidade do ser humano há muito tempo. Por isso, vários povos criaram explicações sobre a origem e a evolução do Universo. Essas explicações são elaboradas com base nas crenças e conhecimentos desses povos, por exemplo.

Leia a seguir uma lenda contada pelos indígenas falantes da língua nheengatu sobre a origem do mundo.

MARTINS, Roberto de Andrade. O universo: teorias sobre sua origem e evolução. 2. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2012. p. 5-6.

Questão 5. De acordo com a lenda, como o Universo se formou?

Resposta nas orientações ao professor.

Não é só a Ciência que busca explicar e compreender o que nos rodeia. Diferentes povos, influenciados por crenças e tradições, também elaboram as próprias explicações para a origem do Universo e para outros fenômenos naturais.

A ciência busca analisar fatos e, com base neles, propor explicações para os fenômenos. Apesar disso, ela não é isenta de influências da época em que ocorre. Por isso, ao longo do tempo, foram propostas diferentes teorias científicas sobre o Universo, sua formação e evolução. A seguir, estudaremos a teoria científica mais aceita atualmente para explicar a origem e a evolução do Universo.

Teoria do Big Bang

O Universo é composto, por exemplo, por galáxias, estrelas, planetas, satélites naturais, poeira, gases, pelo espaço entre os astros, pela energia e por tudo o que é composto por matéria, que, por sua vez, é composta por átomos.

Para compreender a origem do Universo, os cientistas estudam não apenas os astros, mas também os elementos químicos e as interações da matéria. Com base em observações e estudos como esses, foi proposta a teoria do Big Bang. Analise a seguir.

De acordo com a teoria do Big Bang, inicialmente, toda matéria e energia se encontravam em um estado infinitamente denso. Por volta de 14 bilhões de anos atrás, iniciou-se uma rápida expansão, caracterizando o Big Bang. Após esse evento, a matéria começou a se organizar, dando origem a tudo o que existe no Universo. Aliás, de acordo com essa teoria, o Universo continua se expandindo.

Fonte de pesquisa: O UNIVERSO como um todo. Cosmologia. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Disponível em: https://oeds.link/QoAjHG. Acesso em: 28 mar. 2022.

Para o meio científico, os principais fatos que o Big Bang tenta explicar são a expansão do Universo, a origem dos elementos químicos e a radiação cósmica de fundo^✚.

Glossário

Ao observar o Universo e investigar as distâncias das galáxias em relação à Terra, os astrônomos estadunidenses Edwin Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891-1972) constataram que elas estão se afastando umas das outras e da Terra. Isso sugere que o Universo está em expansão. Supõe-se que ela ocorra em relação ao estado inicial infinitamente denso, do qual teria ocorrido o Big Bang.

Para compreendermos o que é a radiação cósmica de fundo, vamos conhecer um pouco da história de sua descoberta.

Em 1964, o astrofísico alemão Arno Allan Penzias (1933 -) e o astrônomo estadunidense Robert Woodrow Wilson (1936 -) perceberam chiados em seus estudos com ondas de rádio. Eles tentaram eliminá-los, reposicionando a antena que utilizavam ou retirando possíveis interferências. Porém, não obtiveram sucesso. Após vários testes, eles perceberam que sempre existia uma pequena interferência com o mesmo comprimento de onda.

Na mesma época, o astrofísico estadunidense Robert Henry Dicke (1916-1997), o astrofísico canadense Phillip James Edwin Peebles (1935 -) e o astrofísico britânico David Todd Wilkinson (1935-2002) chegaram à conclusão de que os ruídos percebidos por Penzias e Wilson eram, na verdade, a radiação cósmica de fundo.

Atualmente, sabe-se que o Universo está em expansão acelerada. Uma das cientistas que realiza estudos para tentar descobrir por que isso está acontecendo é a astrofísica brasileira Marcelle Soares-Santos (1983 -). Ela é uma das líderes do projeto Dark Energy Survey (em português, Levantamento sobre Energia Escura), que usa dados de observações de galáxias e estrelas distantes para tentar compreender a expansão acelerada do Universo. Marcelle também participou da construção de equipamentos desse projeto, como a câmera do telescópio utilizado nesses estudos.

Atividades

Faça as atividades no caderno.

1. Imagine que você esteja com sua família em uma viagem de carro e, de repente, ele pare de funcionar. Descreva como você poderia resolver essa situação utilizando o que aprendeu sobre as etapas da investigação científica.

Resposta nas orientações ao professor.

2. Analise a situação apresentada a seguir.

Carlos acordou cedo para preparar o café da manhã de seu filho João e levá-lo à escola. Quando foi fazer um sanduíche, ele abriu o saco de pão francês comprado na padaria há três dias e percebeu que os pães estavam com bolor. Carlos constatou que os pães ficaram guardados em um saco de papel fechado. Ele também se lembrou de que nos últimos dias o calor e a chuva tinham sido intensos. Intrigado com o acontecido, Carlos se questionou sobre a possível razão de o pão estar com bolor e se a temperatura e a umidade estavam relacionadas com isso. Para evitar problemas de saúde, ele não permitiu que seu filho comesse os pães.

a) Identifique na situação descrita qual é o problema e quais são as possíveis hipóteses para ele.

Resposta nas orientações ao professor.

b) Cite outras etapas que podem fazer parte dos métodos científicos, além das citadas no item a.

Resposta nas orientações ao professor.

c) Junte-se a um colega e pesquisem sobre o que é uma hipótese, um fato, uma lei e uma teoria científica. Em seguida, elaborem uma explicação diferenciando-os.

Resposta nas orientações ao professor.

3. A imagem a seguir representa o deus egípcio Rá.

a) Pesquise sobre a relação do deus egípcio Rá e a criação do Universo.

Resposta: De acordo com a tradição dos egípcios antigos, Rá representa o Sol, e, sob seus raios de luz, surgiu tudo o que existe, como o Universo, seus astros e a humanidade.

b) Pesquise e cite outra explicação não científica sobre a origem do Universo.

Resposta pessoal. Os alunos poderão citar a explicação da tradição judaico-cristã, dos povos indígenas, dos antigos gregos e romanos, dos povos da Mesopotâmia, dos hindus, entre outros.

c) Explique, com suas palavras, a teoria do Big Bang, descrevendo dois fatos atuais que buscam ser explicados por ela.

Resposta nas orientações ao professor.

A formação do Sistema Solar

Como você estudou anteriormente, após o Big Bang, iniciou-se a formação dos diferentes componentes do Universo. Entre eles, o Sistema Solar e seus astros.

A formação desse sistema planetário é explicada por meio da chamada hipótese da nebulosa^✚, que associa essa formação a uma nebulosa. Leia a seguir.

Glossário

1. No início, a matéria da qual a nebulosa é composta começou a girar lentamente, devido à força de atração entre suas partículas, chamada gravidade. Na imagem, as setas que formam um círculo em torno da massa central indicam a direção do movimento. Já as que apontam em direção à nebulosa indicam a acreção^✚ de matéria.

2. Devido à gravidade, a matéria começou a deslocar-se para o centro, onde se acumulou, dando origem ao chamado protossol. À medida que a matéria foi se acumulando no centro, o protossol foi se tornando mais denso e quente.

3. A maior parte da matéria concentrou-se no protossol, que, posteriormente, deu origem ao Sol. O restante da matéria, como poeira e gás, continuou a girar ao redor do protossol. Ao colidirem, essas partículas de poeira formaram pequenos blocos.

4. Os planetas rochosos teriam se formado da colisão desses pequenos blocos que, com o tempo, foram se agregando. Além disso, devido à gravidade, esses planetas em formação foram atraindo cada vez mais blocos pequenos.

5. Durante a formação dos planetas gasosos, além dos blocos de partículas, eles teriam atraído parte dos gases, o que explicaria sua composição gasosa.

Acreção:

nesse contexto, refere-se ao processo em que um astro atrai matéria, acrescentando-a e aumentando sua massa.^↰

Fonte de pesquisa: PRESS, Frank et al. Para entender a Terra. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. p. 28.

Para o meio científico, o estudo das nebulosas forneceu evidências sobre a formação do Sol e do Sistema Solar. Durante esses estudos, astrônomos detectaram que nebulosas são compostas principalmente por hidrogênio $\left(\text{H}\right)$ e hélio $\left(\text{He}\right)$, os principais elementos químicos do Sol. Além disso, elas são constituídas por partículas de poeira com composição química semelhante àquela que forma os planetas.

A hipótese da nebulosa também consegue explicar satisfatoriamente as características dos planetas rochosos e gasosos, que estudaremos com mais detalhes ainda neste capítulo.

Professor, professora: Os símbolos dos elementos químicos e as fórmulas químicas das substâncias serão apresentadas na primeira ocorrência, por capítulo.

Universo e Sistema Solar

Muitas vezes, quando nos perguntam "Qual é o seu endereço?", nos limitamos a dizer o nome da rua em que moramos e o número da residência, por exemplo. E se a pergunta for: "Qual é o seu ‘endereço' no Universo?"? Para ajudar você a responder a essa questão, verifique a imagem a seguir.

Representação da localização de uma residência localizada no centro do município de Uberlândia, MG, considerando dimensões astronômicas e locais.

Fonte de pesquisa: OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza; SARAIVA, Maria de Fátima O. A escala do Universo. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Disponível em: https://oeds.link/DQ5EQG. Acesso em: 2 ago. 2022.

Questão 6. Em seu caderno, faça um esquema semelhante ao apresentado anteriormente, representando o seu "endereço" no Universo.

Resposta pessoal. Espera-se que os alunos façam um esquema que apresente Universo observável $\to$ superaglomerado de galáxias $\to$ grupo local de galáxias $\to$ Via Láctea $\to$ Sistema Solar $\to$ planeta Terra $\to$ Brasil $\to$ estado $\to$ município $\to$ bairro. Os alunos também podem completar com o nome da rua e o número da residência, por exemplo.

Como você pode perceber no esquema, a Terra é apenas uma ínfima porção de um Universo imenso. Estudar essa imensidão, seus astros e os fenômenos que se relacionam a eles é o objetivo da Astronomia. Essa ciência nos permite não apenas conhecer melhor o Universo e seus astros, como também compreender fenômenos que observamos na Terra, como as estações do ano, a duração do dia e da noite e os eclipses.

Galáxias

As galáxias são grandes agrupamentos de estrelas que podem apresentar diferentes formatos e tamanhos. Além de estrelas, as galáxias são formadas por outros astros, poeira e gás.

Estima-se que existam bilhões de galáxias no Universo. Uma delas é a Via Láctea, onde se encontra o Sistema Solar. Ao observar o céu noturno, da superfície da Terra, é possível ver parte dessa galáxia, semelhante a uma faixa luminosa esbranquiçada e com aparência leitosa. Analise as imagens a seguir.

Professor, professora: Ao comentar sobre a Via Láctea, explique que esse nome significa "caminho de leite" devido a sua aparência leitosa.

Vácuo:

em Astronomia, refere-se a uma região do espaço que não contém matéria.^↰

Asteroides, cometas e meteoroides

Possivelmente, você já deve ter ouvido os termos asteroide, cometa e meteoroide. Afinal, o que são esses corpos celestes e qual é a diferença entre eles?

Os asteroides são corpos celestes rochosos que giram ao redor do Sol e apresentam formatos irregulares, com dimensões que variam em torno de $1.000\text{km}$ de diâmetro. Já os cometas são corpos celestes menores, em órbita ao redor do Sol, constituídos principalmente por gelo e poeira.

O núcleo (1) dos cometas é rochoso e contém materiais congelados e grãos de material rochoso. Quando se aproximam do Sol, os materiais congelados se tornam gasosos. Esses gases arrastam os grãos sólidos, formando uma nuvem de gás e poeira ao redor do núcleo, a chamada cabeleira (2). Além dela, forma-se uma cauda (3), composta de gás e poeira, que se torna brilhante ao refletir a luz solar. Essa cauda pode atingir milhões de quilômetros de comprimento.

Questão 7. O cometa Halley leva aproximadamente 76 anos para dar uma volta completa em torno do Sol. Sabendo-se o ano de sua última aparição, quando é esperado que ele possa ser avistado novamente da superfície da Terra?

Resposta: O objetivo desta questão é incentivar os alunos a analisar a situação e os dados apresentados a fim de formular a resposta. Espera-se que eles citem que a próxima aparição está prevista para o ano de 2062. Para esse cálculo, devem somar 1986 – ano da última aparição – a 76 – valor do tempo que o cometa leva para dar uma volta completa em torno do Sol. Auxilie-os, caso necessário.

Corpos celestes rochosos menores do que os asteroides, ou pedaços de asteroides e cometas, são chamados meteoroides. Quando um meteoroide penetra na atmosfera terrestre, ele é aquecido devido ao atrito com o ar e se torna incandescente, deixando um rastro de luz. Esse fenômeno é chamado meteoro e é conhecido popularmente como estrela cadente.

Geralmente, os meteoroides são destruídos durante sua passagem pela atmosfera terrestre. Caso isso não aconteça, os fragmentos que atingem a superfície terrestre recebem o nome de meteoritos.

Sistema Solar

O texto a seguir apresenta informações sobre sondas espaciais^✚. Leia-o.

Projetadas e desenvolvidas pela Agência Espacial Norte-Americana (Nasa), as sondas Voyager 1 e Voyager 2 foram lançadas ao espaço em 1977, com objetivo de conduzir estudos sobre os planetas Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Foi por meio dessas sondas, por exemplo, que o ser humano descobriu vulcanismo em outro astro do Sistema Solar. Um dos satélites naturais de Júpiter, chamado IO, tinha vulcões ativos.

Em 2012 e 2018, as duas sondas Voyager entraram no espaço interestelar^✚. Atualmente, a bilhões de quilômetros de distância da Terra, ambas possibilitam o estudo desse espaço pelos cientistas.

Glossário

Professor, professora: Ao abordar o tema sonda espacial, comente com os alunos que as sondas Voyager 1 e 2 são idênticas.

Além das missões espaciais que enviaram as sondas Voyager 1 e 2 ao espaço, inúmeras outras foram realizadas ao longo dos anos. Elas possibilitaram ao ser humano, por exemplo, conhecer mais sobre o Sistema Solar e seus astros e, então, propor sua estrutura e organização. Atualmente, sabe-se que os planetas e outros astros que compõem tal sistema giram ao redor do Sol em órbita elíptica.

O Sol, por sua vez, concentra $99\%$ da massa presente no Sistema Solar. Isso explica por que ele exerce uma forte atração gravitacional^✚ sobre os demais corpos, como os planetas, fazendo-os girar ao seu redor.

Glossário

Sonda espacial:

veículo espacial não tripulado, utilizado para o estudo do Universo e seus astros.^↰

A seguir, vamos estudar com mais detalhes o Sistema Solar e seus planetas constituintes.

Fonte de pesquisa: NASA. Planets. Disponível em: https://oeds.link/eUTf8h. Acesso em: 3 maio 2022.

Planetas rochosos

Os planetas Mercúrio, Vênus, Terra e Marte são classificados como planetas rochosos. Eles se caracterizam por ter superfície com grande quantidade de rochas, a chamada crosta. Além disso, os planetas rochosos têm poucos ou nenhum satélite natural e são menores e mais densos que os planetas gasosos.

Devido à maior proximidade com o Sol, as órbitas dos planetas rochosos são menores e, por isso, eles levam menos tempo para dar uma volta completa ao redor dessa estrela. Conheça a seguir mais informações sobre cada um dos planetas rochosos.

Mercúrio

Localiza-se a, aproximadamente, 58 milhões de $\text{km}$ do Sol e leva cerca de 88 dias terrestres para dar uma volta completa ao redor dessa estrela. Esse planeta tem diâmetro de $\mathrm{4,9}\text{ mil}\text{ km}$ e temperatura média na superfície variando de $-180°\text{C}$ a $430°\text{C}$.

A atmosfera de Mercúrio é quase inexistente. Ela contém, principalmente, sódio $\left(\text{Na}\right)$ e gás hélio, além de uma pequena quantidade de outros gases.

Vênus

Localiza-se a 108 milhões de $\text{km}$ do Sol e leva, aproximadamente, 225 dias terrestres para dar uma volta ao redor dessa estrela. Vênus tem cerca de 12 mil $\text{km}$ de diâmetro, e a temperatura média na sua superfície é de $470°\text{C}$.

A atmosfera desse planeta é formada, principalmente, por dióxido de carbono $\left({\text{CO}}_2\right)$. Em virtude de sua atmosfera e da proximidade com o Sol, Vênus é o planeta mais quente do Sistema Solar. Esse planeta pode ser visto a olho nu da superfície terrestre e é conhecido como Estrela-d'alva ou Estrela Vespertina. Assim como Mercúrio, Vênus não tem satélites naturais.

Marte

Localiza-se a, aproximadamente, 228 milhões de $\text{km}$ do Sol e leva cerca de 687 dias terrestres para completar uma volta ao redor dessa estrela. Marte tem cerca de 6,8 mil $\text{km}$ de diâmetro, e a temperatura média na sua superfície varia de $-153°\text{C}$ a $20°\text{C}$.

Marte apresenta atmosfera rica em dióxido de carbono com pequenas quantidades de outros gases. Além disso, tem dois satélites naturais e é conhecido como Planeta Vermelho, pois a olho nu é visto da superfície terrestre com uma coloração avermelhada.

Terra

Localiza-se a, aproximadamente, 149,5 milhões de $\text{km}$ do Sol e leva cerca de 365 dias para completar uma volta ao redor dessa estrela. A Terra tem cerca de 12,7 mil $\text{km}$ de diâmetro, e a temperatura média na sua superfície varia de $-88°\text{C}$ a $58°\text{C}$.

Questão 8. Quais são os principais gases que compõem a atmosfera da Terra?

Resposta: O objetivo desta questão é os alunos expressarem seus conhecimentos prévios sobre o tema. Espera-se que eles citem o gás nitrogênio, o gás oxigênio, o gás carbônico, o vapor de água, entre outros gases.

Planetas gasosos

Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são conhecidos como planetas gasosos. Eles são os mais distantes do Sol, constituídos principalmente por gases e apresentam muitos satélites naturais e anéis, compostos por poeira, pequenas rochas e gelo. Conheça a seguir mais informações sobre esses planetas.

Júpiter

Localiza-se a, aproximadamente, 778 milhões de $\text{km}$ do Sol e leva cerca de 11,8 anos terrestres para completar uma volta ao redor dessa estrela. Tem 142,9 mil $\text{km}$ de diâmetro e temperatura média de $-140°\text{C}$.

Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar – seu diâmetro é cerca de 11 vezes maior que o da Terra.

De acordo com a Agência Espacial Americana (Nasa), até o ano de 2018, haviam sido identificados 79 satélites naturais de Júpiter. Desses satélites, quatro são chamados luas galileanas, pois foram descobertos em 1610 por Galileu Galilei. São eles: Io, Europa, Ganimedes e Calisto.

Júpiter é constituído, principalmente, pelos gases hidrogênio $\left({\text{H}}_2\right)$ e hélio. Esse planeta também apresenta três anéis finos, embora eles não sejam facilmente visíveis.

Saturno

Localiza-se a 1,42 bilhão de $\text{km}$ do Sol e leva, aproximadamente, 29 anos terrestres para completar uma volta ao redor dessa estrela. Tem 120,5 mil $\text{km}$ de diâmetro, e a temperatura média é de $-170°\text{C}$.

Saturno é o segundo maior planeta do Sistema Solar e o último dos planetas visíveis a olho nu. Ele ficou conhecido como planeta dos anéis. De acordo com a Nasa, até o ano de 2018, haviam sido confirmados 53 satélites naturais na órbita de Saturno.

A atmosfera desse planeta é composta, principalmente, por gases hidrogênio e hélio.

Urano

Localiza-se a, aproximadamente, 2,8 bilhões de $\text{km}$ do Sol e leva cerca de 84 anos terrestres para completar uma volta ao redor dessa estrela. Tem diâmetro de 51,1 mil $\text{km}$, e a temperatura média é de $-220°\text{C}$.

Urano é o terceiro maior planeta do Sistema Solar e o que apresenta maior quantidade de anéis, totalizando 13. De acordo com a Nasa, até 2018, já tinham sido identificados 27 satélites naturais de Urano.

A atmosfera de Urano é composta, basicamente, pelos gases hidrogênio, hélio e metano $\left({\text{CH}}_4\right)$.

Netuno

Localiza-se a, aproximadamente, 4,5 bilhões de $\text{km}$ do Sol e leva cerca de 165 anos terrestres para completar uma volta ao redor dessa estrela. Netuno tem cerca de 49 mil $\text{km}$ de diâmetro, e sua temperatura média é de $-200°\text{C}$.

De acordo com a Nasa, até 2018, já haviam sido identificados seis anéis e confirmados 13 satélites naturais de Netuno.

Netuno foi o primeiro planeta a ser previsto por meio de cálculos matemáticos e só depois foi observado por telescópios.

A atmosfera desse planeta é composta de hidrogênio, hélio e outros gases.

Evolução das estrelas

Analise a imagem e leia o trecho da reportagem a seguir.

O QUE SERÁ do Sol quando ele morrer? Tilt Uol, 18 jul. 2021. Disponível em: https://oeds.link/7scm9t. Acesso em: 29 mar. 2022.

Questão 9. De acordo com pesquisas científicas, à medida que o Sol envelhece, ele se torna mais brilhante e libera maior quantidade de energia luminosa e calor para o Sistema Solar. Considerando esse fato, o que pode acontecer com a vida no planeta Terra à medida que o Sol envelhece?

Resposta nas orientações ao professor.

O Sol é uma estrela. As estrelas são corpos luminosos com temperaturas muito elevadas. Em seu interior ocorrem reações químicas que liberam grande quantidade de energia, sendo a luz uma das formas dela. A energia gerada no núcleo da estrela chega à sua superfície e é irradiada para o espaço. É por esse motivo que as estrelas brilham.

As estrelas podem ser classificadas de acordo com diferentes aspectos, como sua massa, composição química, brilho, idade, luminosidade, dimensão e temperatura. A cor de uma estrela, por exemplo, indica a temperatura de sua superfície. Estrelas que têm temperaturas mais elevadas emitem luz azulada ou branca, enquanto as que apresentam temperaturas mais baixas emitem luz laranja ou vermelha.

Assim como as demais estrelas, o Sol apresenta um ciclo evolutivo, o qual envolve nascimento, vida e morte. Confira a seguir.

1. No início do nascimento de uma estrela, a atração gravitacional faz ocorrer a aglomeração de uma grande nuvem de gás e poeira existentes nas galáxias, formando estruturas chamadas protoestrelas. Essas estruturas apresentam uma região central densa e uma área de poeira e gases ao seu redor.

Glossário

2. O acúmulo de massa faz a temperatura da protoestrela aumentar a ponto de iniciar reações de fusão nuclear^✚ do hidrogênio.

3. Conforme o gás hidrogênio da estrela é consumido, ela realiza fusão nuclear do gás hélio em seu núcleo. Nessa fase, o núcleo estelar se contrai e a parte externa se expande, aumentando sua luminosidade e se tornando mais avermelhada. Essa fase é conhecida como gigante vermelha.

4. Nas estrelas que têm massa até oito vezes maior que a do Sol, pode ocorrer a transformação de gás hélio em carbono $\left(\text{C}\right)$ e oxigênio $\left(\mathrm{O}\right)$. Esse processo aumenta ainda mais sua luminosidade e resulta nas chamadas supergigantes vermelhas.

5. Após as fases mencionadas anteriormente, a massa da estrela reduz e a parte externa dela é lançada para fora, restando apenas o núcleo envolto por gases. Essa fase é conhecida como nebulosa planetária.

6. As estrelas que apresentam menor massa, como o Sol, transformam-se em anãs brancas. Esse tipo de corpo celeste se caracteriza por ser denso e formado por carbono e oxigênio.

Fonte de pesquisa: SARAIVA, Maria de Fátima O. Etapas evolutivas das estrelas. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Disponível em: https://oeds.link/8H7OuO. Acesso em: 16 mar. 2022.

O Sol é classificado como uma estrela anã amarela, que tem tamanho e temperatura de uma estrela média. A temperatura média em seu núcleo é de 15 milhões $°\mathrm{C}$, enquanto em sua superfície a temperatura média é de 5,5 mil $°\mathrm{C}$.

A estrela do Sistema Solar se formou há, aproximadamente, 4,6 bilhões de anos, sendo composta basicamente de hidrogênio e hélio. Atualmente, o Sol se encontra na fase em que ocorre a fusão nuclear do hidrogênio, representada na etapa 2 do esquema sobre o ciclo evolutivo estelar, na página anterior. Estudos científicos sobre o Sol indicam que ele se encontrará na fase de gigante vermelha em aproximadamente 6,5 bilhões de anos.

Se a estrela tiver uma massa inicial maior que oito vezes a massa do Sol, o ciclo evolutivo é diferente do apresentado anteriormente. Verifique a seguir.

Fonte de pesquisa: COMINS, Neil F.; KAUFMANN III, William J. Descobrindo o universo. Tradução: Eduardo Neto Ferreira. 8. ed. Porto Alegre: Bookman, 2010. p. 424.

Como você pôde analisar, dependendo da massa inicial da estrela, nas fases finais, é possível, por exemplo, haver a formação de uma supernova^✚, em vez de uma nebulosa planetária. Além disso, dependendo da massa da estrela, a supernova poderá dar origem a um buraco negro^✚ (imagem B) ou a uma estrela de nêutrons^✚.

Glossário

Atividades

Faça as atividades no caderno.

1. Quais são as principais características dos planetas rochosos e dos planetas gasosos?

Resposta nas orientações ao professor.

2. Se observarmos o céu noturno durante algumas horas seguidas, poderemos notar um movimento aparente das estrelas.

A luz das estrelas é emitida no momento em que as observamos no céu? Justifique sua resposta.

Resposta nas orientações ao professor.

3. O Sol é considerado uma estrela média, tanto em seu tamanho como em sua temperatura. Ele é muito menor que diversas outras estrelas, e seu brilho também é menos intenso. Porém, da Terra, percebemos o Sol como a estrela de maior tamanho e brilho. Por quê?

Resposta: Porque o Sol está bem mais próximo da Terra do que as outras estrelas.

4. A ilustração a seguir representa a órbita de um cometa ao redor do Sol. Verifique a cauda dele nas diferentes posições ao redor da estrela.

Fonte de pesquisa: OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza; SARAIVA, Maria de Fátima O. Corpos menores do Sistema Solar. Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Disponível em: https://oeds.link/LhqqsV. Acesso em: 2 ago. 2022.

a) O que é um cometa?

Resposta: Cometas são corpos celestes constituídos principalmente por gelo e poeira e orbitam o Sol.

b) Por que sua cauda é mais brilhante próxima ao Sol?

Resposta nas orientações ao professor.

5. Há muito tempo, o ser humano se interessa pelos astros. Já foram encontrados registros astronômicos que datam de aproximadamente 7.000. anos na China, na Babilônia e no Egito. Com base nesses registros, os pesquisadores acreditam que a observação dos astros era feita principalmente com a finalidade de explicar acontecimentos do cotidiano, como a cheia de rios e a melhor época para colheita e plantio.

a) Além da determinação da cheia de rios e melhor época para colheita, por quais outros motivos os povos da Antiguidade observavam os astros? Faça uma pesquisa para responder a essa questão.

Resposta: Espera-se que os alunos respondam que, além de determinar a cheia de rios e a melhor época para colheita, os povos utilizavam a observação dos astros para marcar o tempo, determinar a reprodução dos animais, orientar a época de caça; na religiosidade, principalmente na mitologia, em orientações espaciais, entre outras aplicações.

b) Você já ouviu falar sobre algum povo que utilizava observações dos astros para explicar algum acontecimento? Em caso afirmativo, o que você sabe sobre eles?

Resposta nas orientações ao professor.

c) O conhecimento é influenciado pela cultura. Pensando nisso, você considera importante haver trocas de conhecimento entre os diferentes povos? Por quê?

Resposta nas orientações ao professor.

d) Em épocas como a representada na gravura, a comunicação entre diferentes regiões e povos, quando possível, era demorada. Atualmente, uma informação pode ser compartilhada com um grande número de pessoas em poucos segundos. Converse com um colega sobre como esse fato pode impactar a produção de conhecimento atualmente. Depois, compartilhem com a turma suas conclusões.

Resposta nas orientações ao professor.

6. O trecho da reportagem a seguir apresenta um fenômeno astronômico. Leia-o e em seguida responda às questões.

a) Como os meteoros são popularmente conhecidos? Em sua opinião, por que eles recebem esse nome?

Resposta: Os meteoros são popularmente conhecidos como estrelas cadentes. Espera-se que os alunos digam que esse fenômeno é conhecido por esse termo porque, quando os meteoroides atravessam a atmosfera terrestre, eles se tornam incandescentes e deixam um rastro de luz no céu, ou seja, parece que o céu é "cortado" por estrelas.

b) Explique por que o trecho da reportagem deu a recomendação reproduzida a seguir.

Resposta nas orientações ao professor.

7. Analise a imagem e reescreva a frase a seguir no caderno, substituindo as letras A, B, C e D pelas palavras ou expressões entre parênteses que a completam corretamente.

Os buracos negros se formam de estrelas A (menores/muito maiores) que o Sol, após o estágio conhecido como B (supernova/gigante vermelha). Eles são regiões com grande C (massa/luminosidade) e, por isso, produzem campos gravitacionais D (fracos/intensos).

Resposta: A – muito maiores; B – supernova; C – massa; D – intensos.

8. O maior meteorito encontrado no Brasil foi o Bendegó, em 1784. Ele recebeu esse nome porque foi descoberto próximo ao riacho Bendegó, no interior da Bahia. Com massa de 5,6 toneladas e com $2,2\text{m}$ de comprimento, seu choque com o solo deu origem a uma pequena cratera. Pesquisadores acreditam que ele tenha 1 bilhão de anos, mas a data em que chegou à Terra continua desconhecida.

Depois de muito esforço, ele foi transportado para o Rio de Janeiro, onde se encontrava em exposição, no Museu Nacional. Mesmo com o incêndio ocorrido em 2 de setembro de 2018, que destruiu a maior parte do Museu Nacional do Rio de Janeiro, o meteorito de Bendegó permaneceu praticamente intacto.

a) Pesquise qual é a composição do meteorito de Bendegó.

Resposta: O meteorito de Bendegó é do tipo siderito, composto principalmente por ferro e níquel.

b) Muitas vezes, as pessoas usam os termos meteoroide, meteoro e meteorito como sinônimos. No entanto, eles têm significados diferentes. Explique com suas palavras o que são cada um deles.

Resposta nas orientações ao professor.

c) Comente com os colegas sobre o que acidentes como o ocorrido no Museu Nacional do Rio de Janeiro podem ocasionar para a sociedade.

Resposta pessoal. Espera-se que os alunos comentem que desastres como o ocorrido no Museu Nacional do Rio de Janeiro prejudicam estudos científicos e históricos que ajudam a compreender o passado, o presente e o futuro da humanidade.

9. Relacione as palavras apresentadas a seguir com as respectivas frases, formando pares de letras e números.

a) Corpos esféricos rochosos ou gasosos, sem luz própria e que têm órbita definida em torno de uma estrela.

b) Regiões do espaço com grande concentração de gases e poeira interestelar contendo bilhões de estrelas e que podem abrigar sistemas planetários.

c) Corpos luminosos e esféricos, constituídos predominantemente por hidrogênio e hélio em altas temperaturas.

d) Parte de corpo celeste que penetrou na atmosfera terrestre e atingiu a superfície do planeta.

Resposta: a – 2; b – 3; c – 1; d – 4.