PREDAVANJE 12. Planeti i drugi objekti Sunčevog sustava

Transcript

1 PREDAVANJE 12 Planeti i drugi objekti Sunčevog sustava

2 Objekti u Sunčevom sustavu

3

4

5 U Sunčevu sustavu nađeno: velika kuglasta tijela koja svatko smatra planetima, asteroidi kao stjenovita tijela nepravilna oblika, mala kuglasta tijela kao Pluton, Haron, Sedna, UB313 koji se sada zove Eris Planet je kuglasto tijelo veće od 1000 km: Sunčev sustav naselio bi se desetcima planeta! a)planet je svemirsko tijelo takve mase da mu vlastita gravitacija nadvlada sile čvrstog tijela i omogući hidrostatičku ravnotežu te time (gotovo) oblik kugle. b)obilazi oko zvijezde, pa nije niti zvijezda niti planetski satelit Sunčev sustav imao bi 12 planeta: 8 + Pluton/Haron (dvojni planet) + Ceres + UB313 a)= b)obilazi oko Sunca c)gravitacijski dominira u području svoje staze: 8 planeta planeti + patuljasti planeti + asteroidi

6 Definicija planeta IAU (International Astronomical Union), Prag, Definicija planeta u Sunčevom sustavu 1. nalazi se u orbiti oko Sunca 2. ima dovoljnu masu, vlastitu gravitaciju dovoljnu da se ostvari hidrostatska ravnoteža (sferni oblik tijela) 3. dominira u svojoj putanji

7 Patuljasti planet Zadovoljava prva dva (od tri) kriterija za planete + 1 dodatni: 1. nalazi se u orbiti oko Sunca 2. ima dovoljnu masu, vlastitu gravitaciju dovoljnu da se ostvari hidrostatska ravnoteža (sferni oblik tijela) 3. dominira u svojoj putanji 4. nije satelit Malena nebeska tijela Sva druga tijela koja ne ispunjavaju gornje uvjete a orbitiraju oko Sunca! Asteroidi Transneptunski objekti (TNO) Komete Drugi objekti Pluton je patuljasti planet, prototip je nove vrste TNO-a koji su nazvani PLUTOIDI.

8 Transneptunska tijela (Kuiperov pojas), više od 1000 mnogi s promjerom >200 km OORTOV Kuiperov pojas

9 Transneptunska tijela

10 Asteroidi ili planetoidi su mala čvrsta tijela. U usporedbi s planetama mnogo su manji i najčešće nepravilnog oblika. Nastali su od ostataka protoplanetarne tvari koja se nije pripojila planetama. Najčešće kruže oko matične zvijezde vlastitom putanjom ili kao prirodni sateliti većih planeta. Većina asteroida u Sunčevom sistemu nalazi se u asteroidnom pojasu između Marsa i Jupitera, te u Kuiperovu pojasu. Do sada ih je otkriveno blizu , a oko ih je dobilo službena imena - redni broj i ime. Procjenjuje se da bi ih u našem sistemu moglo biti nekoliko milijuna.

11 U početku su asteroidi bili podijeljeni u tri grupe prema sastavu površinskog materijala, odnosno svojstvima površine: boji, albedu (koeficijentu refleksije) i spektralnom tipu. Broj grupa u ovoj podjeli raste s otkrićima novih asteroida i trenutno ih ima 14. Prve tri grupe su: S-tip: silikatni asteroidi, sačinjavaju 75% svih otkrivenih asteroida C-tip: karbonski (ugljični) asteroidi, sačinjavaju 17% svih otkrivenih asteroida M-tip: metalni asteroidi, sačinjavaju 8% svih otkrivenih asteroida Ostale grupe, prema spektralnoj klasifikaciji: Asteroidi A-tipa Asteroidi B-tipa Asteroidi D-tipa Asteroidi E-tipa Asteroidi F-tipa Asteroidi G-tipa Asteroidi P-tipa Asteroidi Q-tipa Asteroidi R-tipa Asteroidi T-tipa Asteroidi V-tipa

12 Korado Korlević i dr. Zvjezdarnica Višnjan

13 Krateri veći od 1 km

14 Komet (prema grč. ϰομήτης: dugokos; zvijezda repatica) je nestalno nebesko tijelo u Sunčevu sustavu kojima su staze vrlo izdužene, a ravninu ekliptike mogu presijecati pod bilo kojim kutom. Njihovo je osnovno tijelo jezgra, rahla tvorevina smrznutih tvari, leda s prašinom. Oko jezgre razvija se koma (koja zajedno s jezgrom čini glavu kometa), a iz nje rep. Hale-Bopp 29. ožujak Pazin

15 Halleyev komet godine 1P/Halley Period godina

16 Komet - građa

17 ESA (European Space Agency) ROSETTA Komet: 67P/Churyumov Gerasimenko Lansirana Misija završila krajem

18 Komet Čurjumov-Gerasimenko je komet s trenutnim ophodnim vremenom 6,45 godina, i putuje brzinom km/h. Kroz perihel je opet prošao (najbliži položaj do Sunca) 13. kolovoza Komet su otkrili Klim Čurjumov i Svetlana Ivanova Gerasimenko Svemirska letjelica Rosetta lansirala sondu Philae koja se uspješno spustila na komet na dan 12. studenog 2014 i tako je postala prva svemirska letjelica koja je sletjela na jezgru kometa. Ona je lansirana 2. ožujka iz svemirskog centra u Francuskoj Gvajani pomoću rakete Ariane 5G, a sastoji se od dvije glavne komponente: sonde Rosetta i landera Philae

19 STARDUST prošao pored kometa Wild-2 4. I približio se na 240 km i uzeo uzorke čestica praha iz kome. Snimio kuglastu jezgru promjera 5 km čija ja površina prošarana dubokim jamama. Vratio se 15.I.2006.

20 Povrat sonde Stardust

21 Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidi Na zvjezdanom nebu često možemo opaziti zvijezdu padalicu. Radi se o sićušnom nebeskom tijelu koje ulijeće u Zemljinu atmosferu gdje izgara. Opažana pojava se naziva meteor (grč. meteoros što znači pojava u zraku ), dok se naziv meteorid koristi za tijelo koje ulazi u atmosferu Zemlje i izaziva svjetlosnu pojavu. Padne li meteorid na Zemlju tada obično dobiva ime meteorit. Malih su dimenzija promjera su od 10-6 m do nekoliko metara. Meteoridi u atmosferi Zemlje dostižu brzine od 12 do 72 km/s. Uslijed svoje velike brzine imaju značajnu kinetičku energiju naglim usporavanjem meteorida u Zemljinoj atmosferi, kinetička energija prelazi u toplinsku (zagrijavanje meteorida, uslijed čega on može i potpuno izgorjeti) i svjetlosnu (uslijed velike brzine meteorida u prostoru ispred njega zrak se zgušnjava i grije do temperature od nekoliko tisuća stupnjeva, što dovodi do ionizacije. Rekombinacijom, u kojoj ionizirani atom prihvaća izgubljeni elektron, a također i prelaskom pobuđenih atoma u niže energetsko stanje, nastaje svjetlost).

22 Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidi Proces je energetski vrlo izdašan; usporavanje meteorida u Zemljinoj atmosferi i pretvorba kinetičke energije u toplinsku, odvijaju se vrlo brzo pa se nastala svjetlost može opažati iz velikih udaljenosti (većina meteorida sagorijeva u visinama od 80 do 100 km). Uslijed ionizacije okolnog plina, meteore je moguće i detektirati radarski (radiovalovima). Najčešće opažani meteori imaju trajanje do nekoliko sekundi. Tipični sjajniji meteori imaju sjaj usporediv sa sjajnijim zvijezdama, a duljina im je obično više desetaka stupnjeva. Posebno su impresivne pojave vrlo sjajnih meteora, koji se nazivaju bolidi. Mogu biti sjajniji od punog Mjeseca pa se ponekad opaze i danju. Kako se radi o većim tijelima, ona obično ne uspiju potpuno sagorjeti u atmosferi pa padnu na Zemlju. Stoga je opažanjem bolida moguće odrediti mjesto njegova eventualnog pada. Mikrometeoridi, zbog svojih malih dimenzija, ne sagorijevaju u atmosferi, nego se uspore i talože na Zemlju poput prašine.

23 Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidi Veći meteoriti stvaraju kratere poput onih na Mjesecu: Barringerov krater u Arizoni (Diablov kanjon). Promjera je 1300m i dubine 173m, a rubovi se izdižu 4050 m iznad platoa. Geološka ispitivanja su pokazala da je nastao padom meteorita od 2 milijuna tona i to prije godina (kinetička energija ovog posljednjeg velikog meteorida odgovarala je energiji 30 megatonske hidrogenske bombe!). Udarima masivnijih tijela Zemlja je bila izložena u svojoj veoma ranoj povijesti, prije nekih četiri milijarde godina. U tim procesima najvjerojatnije su nastali udarni bazeni ispunjeni lavom, a koje su kasnije prekrili oceani. Geološka aktivnost prekrila je kratere i karakteristične reljefne oblike koje su udari meteorida ostavili na Zemljinoj površini. Stoga je danas teško prepoznati i otkriti mjesta pada velikih meteorita. Veliki krater promjera 100 km nalazi se nedaleko od jugoistočnog dijela poluotoka Tajmir (u Sibiru). U Njemačkoj, pokraj grada Nördlingena otkriven je krater promjera 24 km. U razotkrivanju karakterističnih udarnih reljefa pomažu satelitski snimci Zemljine površine. Poznat je satelitski snimak (iz Landsat satelita) jezera kružnog oblika koje obilježava obrise Manicuagan kratera u Kanadi nastalog udarom meteorita pred 210milijuna godina. Promjer kratera je oko 60 kilometara. Najpoznatiji recentni slučaj svakako je Sibirski meteorit, koji je 30. lipnja godine u silovitom udaru potpuno uništio tajgu u polumjeru od 80km. Ostaci Sibirskog meteorita još nisu pronađeni, tako da je ovaj događaj još uvijek tajna i izazov brojnim istraživačima.

24 Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidi Meteoridi na Zemlju padaju svakodnevno Zemlja dnevno dobije na masi 1000 do tona za milijun godina masa Zemlje se na ovaj način poveća za 0, % Za nas je zanimljiv slučaj meteorita poznatog kao Zagrebačko željezo, koji je 26. svibnja godine pao kod mjesta Hraščine u Hrvatskom Zagorju. Meteorit se zabio u zemlju i izvađena su dva metalna komada, jedan mase oko 40kg, a drugi mase oko 9kg. Čuvaju se u bečkom Prirodoslovnom muzeju. Polirana pločica od tog meteorita (mase svega 0,56 g) nalazi se i u zagrebačkom Prirodoslovnom muzeju. Tadašnji ravnatelj tvornice porculana u Beču A. Widmannstätten ispitao je Zagrebačko željezo (ili tzv. Hraščinski meteorit) na način da je izbrusio i polirao jednu pločicu meteorita i podvrgao je visokoj temperaturi. Tada su nastale pravilne figure (tzv. Widmannstättenove linije) koje i danas predstavljaju jedan od načina dokazivanja meteoritskog porijekla željeznih meteorita. Prema porijeklu meteoridi se općenito mogu svrstati u dvije skupine. Prvu čine oni nastali raspadom kometa. Sastoje se od sitnih čestica i leda pa ne mogu stići do površine Zemlje ispare u atmosferi. Druga skupina je asteroidnog porijekla.

25 Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidi Widmannstättenove linije (figure)

26 Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidi NAJAKTIVNIJI METEORSKI POTOCI Ime potoka koordinate radijanta datum maksimuma a( o ) d( o ) satna frekvencija QUADRANTIDI I 35 LYRIDI IV 12 ETA AQUARIDI V 15 DELTA AQUARIDI VII 20 PERSEIDI VIII 50 ORIONIDI X 25 S TAURIDI XI 15 N TAURIDI XI 5 LEONIDI XI 12 GEMINIDI XII 60 URSIDI XII 5

27 Planeti i druga tijela Sunčevog sustava

28 Nagnutost osi rotacije planeta prema ekliptici

29 Merkur, Venera, Zemlja, Mars TERESTRIČKI PLANETI (ZEMLJINA SKUPINA PLANETA)

30 ASTEROIDI ASTEROIDI ASTEROIDI ASTEROIDI ASTEROIDI ASTEROIDI ASTEROIDI

31 Merkur Velika poluos staze = 0,387 aj = km ekscentricitet e = 0,206 inklinacija i = 7 o promjer ekvatorski = 4 879,4 km nagib ekvatora e = 0 o M = 0, kg = 0,055 M Z Gustoća relativna ρ = 5,43 spljoštenost 0 siderička godina P rev = 88 d siderički dan P rot = 58,65 d sinodički dan S d = 176 d B=0,007 B Z T= 100 K K Brzina oslobađanja iznosi 4,3 km/s Fizičko stanje Merkura razlikuje se od Zemljina. Merkur je planet čvrste površine, bez atmosfere i bez vode. U tome je, kao i po reljefu, veoma sličan Mjesecu.

32 Tranzit Merkura kojeg smo promatrali 09. svibnja Merkur Sunčeva pjega

33 MESSENGER MARINER 10 (proučavala Merkur i Veneru)

34 Venera retrogradno gibanje kao i Uran Velika poluos staze = 0,723 aj = km ekscentricitet e = 0,0068 inklinacija i = 177,3 o promjer ekvatorski = ,6 km M = 4, kg = 0,815 M Z Gustoća relativna ρ= 5,24 spljoštenost 0 siderička godina P rev = 224,7 d sinodička godina 583,9 d siderički dan P rot = 243,02 d CO 2 0,965 HCl 0,5 ppm sinodički dan S d = 116,7 d T= 750 K, p = 95 bar Brzina oslobađanja iznosi 10,3 km/s N 2 0,035 HF 5 ppb Venera je tek nešto manja od Zemlje, no fizičkim stanjem bitno se razlikuje od Zemljina. Venera je planet čvrste površine s gustom i neprozirnom atmosferom od ugljikova dioksida, u kojoj je učinak staklenika doveo do enormne površinske temperature. Po reljefu sliči Zemlji s time da je cijela litosfera jedna tektonska ploča. Od svih planeta ima najduži dan.

35 Tranzit Venere preko solarnog diska

36 Stvarne boje pri Venerinu tlu Boje tla kad se ukloni učinak atmosfere

37 Zemlja Velika poluos staze = km ekscentricitet e = 0,0167 polumjer ekvatorski = 6378,1 km, polumjer polarni =6356,8 km, srednji polumjer = 6371 km M = 5, kg gustoća relativna ρ =5,51 g/cm 3 Temperaturni interval: -89,2 < T/ o C < 56,7 Brzina oslobađanja 11,1 km/s Sateliti: jedan prirodni satelit, 1070 aktivnih umjetnih satelita, malenih tijela većih od 10 cm (24. listopad 2013.)

38

39 Mjesec Velika poluos staze = km ekscentricitet e = 0,055 promjer ekvatorski = km M = 7, kg = M Z /81,3 gustoća relativna ρ = 3,34 spljoštenost 0 siderički mjesec P rev,rot = 27, d sinodički mjesec S = 29, d -170 < T/ o C < 130 Brzina oslobađanja 2,37 km/s Mjesec je svemirsko tijelo najbliže Zemlji, uzrok pomrčina. Jedino je tijelo na koje je čovjek zakoračio. Nema ni atmosferu ni tekuću vodu, pa je čvrsta površina sačuvala obilježja po redu nastajanja. Izravna istraživanja njegove tvari znatno su unaprijedila poznavanje tijela Sunčeva sustava.

40

41 Mars Velika poluos staze = 1,524 aj = km ekscentricitet e = 0,093 nagib ekvatora e = 25,2 o promjer ekvatorski = km M = 0, kg = 0,107 M Z Gustoća relativna ρ = 3,94 spljoštenost 0,0065 siderička godina P rev = 687,0 d sinodička godina 583,9 d siderički dan P rot = 24,6229 h = 1 d 37 min 22,4 s sinodički dan S d = sol = 24,6597 h = 1 d 39 min 34,9 s ubrzanje sile teže 3,71 m/s 2 brzina oslobađanja 5,02 km/s Mars je gotovo dva puta manji od Zemlje. Trajanje dana i nagib njegove osi prema ravnini gibanja, oponaša Zemljina svojstva. Znatan ekscentricitet staze doprinosi pojavi godišnjih doba. Pogled sa Zemlje na Marsu otkriva bijele polarne kape, crvenkastonarančastu površinu tamnijih i svijetlijih dijelova, te veoma rijetku atmosferu od ugljikova dioksida koju katkada zamute globalne pješčane oluje. Pripovršinski tlak iznosi 140-ti dio tlaka na Zemlji, a temperatura se kreće ispod ništice. Ima dva malena pratioca, Phobosa (Fobosa) i Deimosa (Dejmosa).

42 6 794 km

43 Tarsejsko gorje Vulkan Olympus Mons (Olimpsko brdo) 27 km

44

45 Roveri blizanci: Spirit i Opportunity

46

47 Valles Marineris Presušena riječna korita

48 Jupiter, Saturn, Uran, Neptun JOVIJANSKI PLANETI (JUPITEROVA SKUPINA PLANETA)

49 Jupiter Saturn Uran Neptun

50 Jupiter a = 5,203 aj = km ekscentricitet e = 0,049 nagib ekvatora e = 3,1 o promjer ekvatorski km M = 1898, kg = 317,8 M Z Gustoća ρ= 1,33 spljoštenost = 0,065 sid. godina P rev = 11,87 god = 4335 d sinod. godina = 398,88 d siderički dan P rot = 9 h 55 min ubrzanje sile teže 24,8 m/s 2 = 2,53 g Z brzina oslobađanja 42,6 km/s Najveći planet, promjerom 11 puta veći od Zemlje, ima najkraći period vrtnje. Oblačna atmosfera ima bijele zone i smeđkaste pojase, s temperaturom daleko ispod ništice. Po elementalnom sastavu sličan je Suncu. U središtu vodik poprima neobične faze, kao što je tekući metal. Ima četiri galilejanska satelita, od kojih je Ganimed veći od Merkura, te tanak magličasti prsten. Jovijanski planeti sazdani su od plinova poput zvijezda. Svi brzo rotiraju; toplinskom proračunu bitan im je doprinos unutrašnjeg izvora topline.

51 Jupiterovi sateliti ukupno 67 raspoređeni u skupinama: Amaltea Galilejanski sateliti (Io, Europa, Ganimed, Kalisto) Temisto Himalia Ananke Karme Pasifaja

52 Jupiterovi sateliti (GALILEJANSKI SATELITI) D (km) ρ (g/cm 3 ) , , , ,85

53 Saturn Velika poluos staze = 9,54 aj = km ekscentricitet e = 0,058 nagib ekvatora e = 25,1 o promjer ekvatorski km polarni km M = 568, kg = 95,08 M Z gustoća ρ = 0,7 spljoštenost ~0,1 siderička godina P rev = 29,68 god siderički dan P rot = 10 h 39 min 22 s B = 1000 B Z T = K Najspljošteniji planet i planet najmanje prosječne gustoće. Sunčeva mu je rasvjeta stotinu puta slabija no na Zemlji. Na njegov sjaj jako utječe ploština prstenova koja se vidi pod različitim kutom zato što ima znatan nagib ekvatora prema putanji. Ukrašen znamenitim prstenom koji se, vidljiv sa Zemlje, širi do polumjera od km. Praćen je sa 33 satelita.

54 Prstenovi se prostiru u 7 zona od A do G: pukotina između prstenova A i B zove se Cassinijeva pukotina

55 Najveći od 62 Saturnova satelita:

56 Uran Voyager Hubble u bliskom IC a = 19,22 aj ekscentricitet e = 0,048 nagib ekvatora e = 97,9 promjer km km M = 14,5 M Z gustoća ρ = 1,27 godina P rev = 83,83 god dan P rot = 17,24 h E = 3,72 W/m 2 T = 49 K 9 Uranovih prstenova

57 Uranovi sateliti 27 Imena po likovima W.Shakespearea i A.Popea Prvu skupinu čine 13 unutarnjih satelita koji su vrlo mali i tamni, otkriveni većinom na fotografijama Voyagera 2. To su, redom od Urana prema van: Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalind, Kupid, Belinda, Perdita, Puck i Mab. Drugu skupinu čine 5 velikih satelita: Miranda, Ariel, Umbriel, Titanija i Oberon Treću skupinu čine 7 vanjskih satelita, otkrivenih tijekom i kasnije, koji su mnogostruko više udaljenih od Oberona: Francisco, Caliban, Stephano, Trinculo, Sycorax, Prospero, Setebos i Ferdinand.

58 Neptun km a = 29,96 aj Masa = 17,2 M Z Promjer km = 3,88 R Z km spljoštenost 0,017 nagib osi: 28,32 o gustoća ρ= 1,65 godina P rev = 164 god dan P rot = 16,11 h albedo 0,41 E = 1,52 W/m 2 T = 58 K

59 Neptun ima ukupno 14 satelita.

60 Triton (najveći) 2706 km