Características Gerais dos Planetas
Existem dois tipos básicos de planetas, os terrestres, que são do tipo da Terra, e os jovianos, que são do tipo de Júpiter. Os planetas terrestres compreendem os quatro planetas mais próximos do Sol: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Os jovianos compreendem os quatro planetas mais distantes, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. As características fundamentais de cada tipo estão resumidas na tabela .
Determinada a partir da terceira lei de Kepler, se o planeta tem satélites. Se não tem, é determinada a partir de perturbações causadas nas órbitas de outros planetas ou de satélites artificiais que são enviados até estes planetas.
Medido diretamente do tamanho angular, quando se conhece a distância.
Determinada a partir da paralaxe geocêntrica do planeta, ou, mais modernamente, por medidas de radar.
Composição química: pode ser estimada a partir da densidade média do planeta, e por espectroscopia.
Outras propriedades importantes dos planetas são:
Todos os planetas apresentam rotação, detectada a partir da observação de aspectos de sua superfície, por medidas de efeito Doppler ou de taxas de rotação do campo magnético.
Como os planetas obtém a maior parte de sua energia da luz solar, suas temperaturas dependem basicamente de sua distância ao Sol. Existe uma relação simples entre a temperatura característica, ou temperatura efetiva (Tef) de um planeta e sua distância ao Sol (a):
Assim, sabendo a temperatura efetiva da Terra (260 K, na ausência de atmosfera), podemos estimar a temperatura efetiva dos outros planetas simplesmente dividindo 260 pela raiz quadrada de sua distância ao Sol em unidades astronômicas.
Parte da energia solar incidente sobre o planeta é refletida, e parte é absorvida. A fração da energia solar total incidente que é refletida chama-se albedo (A).
O resto da energia (1-A), é absorvida e re-emitida em forma da radiação infra-vermelha.
Para conhecer a estrutura interna dos planetas é necessário saber de que forma certos parâmetros físicos, como pressão, temperatura e densidade, variam com o raio. Como um exemplo, a densidade média (massa/volume) da Terra é 5,5 g/cm3 e a densidade das rochas (silicatos) na superfície é de 2,6 g/cm3. Logo a Terra deve ter uma estrutura interna diferenciada.
| Camada | Espessura (km) | Densidade (g/cm3) |
|---|---|---|
| Crosta | 35 | 2,5 - 2,6 |
| Crosta oceânica | 5 - 12 | 3,0 - 3,5 |
| Manto | 2885 | 4,5 - 10 |
| Núcleo externo (líquido) | 2270 | 10,7 - 11 |
| Núcleo interno (sólido)) | 1216 | 13,5 |
A pressão, por exemplo, pode ser obtida da equação de equilíbrio hidrostático.
O equilíbrio do planeta é mantido por duas forças opostas: a auto-gravitação e a força decorrente da pressão. Assim, se o planeta não está nem se expandindo nem se contraindo, ele tem que obedecer à equação de equilíbrio hidrostático, isto é: em cada ponto, o peso (FG) das camadas superiores é balanceado pela força de pressão das camadas inferiores (dPds), onde ds é um elemento de área.
Equilíbrio hidrostático
Mais detalhadamente, vamos considerar um elemento de volume cilíndrico, a uma distância r do centro do corpo, com seu eixo na direção do centro, com uma seção transversal ds e um comprimento dr. A força de pressão atuando sobre este elemento, isto é, a diferença entre a força de pressão na parede interna e a força de pressão na parede externa, é dada por:
onde P é a pressão, que será uma função, monotonicamente decrescente, da distância r ao centro. A força gravitacional atuando sobre o mesmo volume será dada pela massa do volume, vezes a aceleração gravitacional, isto é:
onde 
é
a densidade e G é a constante gravitacional
A pressão a uma distância r do centro do planeta fica:
que em unidades do sistema internacional é:
O formalismo hidrostático é mais aplicável aos planetas jovianos, que são gasosos. No caso dos planetas terrestres, que têm crosta sólida, ele só se aplica às camadas mais profundas.
A densidade de massa () pode ser obtida através do momento de inércia I em torno do eixo de rotação (L=Iw):
O fator K caracteriza a distribuição interna de matéria. Se a densidade for homogênea, K = 0,4; se a densidade for maior nas partes centrais K < 0,4, e vice-versa. Os planetas jovianos também se distinguem dos planetas terrestres por possuírem valores menores de K. A partir de estudos do momento de inércia se sabe que os núcleo dos planetas jovianos é mais denso e, portanto, menor, e também que Júpiter e Saturno não podem ter superfície sólida de tamanho significativo, isto é, só pode ter um núcleo sólido pequeno.
A estrutura interna de um planeta pode ser bem conhecida se for possível medir a transmissão de ondas sísmicas nele. Essas ondas podem ser produzidas por terremotos naturais ou por impactos artificiais.
Até o momento, somente a estrutura da Terra e da Lua foram investigadas usando esta técnica, o que mostrou claramente a existência de um núcleo metálico na Terra e a ausência de núcleo metálico na Lua
De um modo geral, os planetas terrestres têm uma atmosfera gasosa, uma superfície sólida bem definida e um interior na maior parte sólido (embora a Terra tenha um núcleo externo líquido). Os planetas jovianos têm uma atmosfera gasosa, nenhuma superfície sólida, e um interior líquido na maior parte. As estruturas internas dos planetas jovianos e terrestres podem ser esquematizadas nas figuras abaixo.
