Planety karłowate. Pluton, 1930 Eris, Ceres, Makemake, Haumea 2004, księżyce Hi iaka, Namaka

Transkrypt

1 Planety karłowate Ceres, 1801 Pluton, 1930 Eris, 2003 Makemake, 2005 Haumea 2004, księżyce Hi iaka, Namaka

2

3 Pas Kuipera Zawiera setki tysięcy małych ciał, z których największe mają średnicę ok.2500 km Zawiera miliardy komet krótkookresowych (< 200 lat). Są to najstarsze, najbardziej prymitywne obiekty w US. Są kluczem do poznania składu macierzystej mgławicy protoplanetarnej. Podobne pasy wykryte zostały przy dziewięciu innych gwiazdach, m.in. HD w gwiazdozbiorze Wilka i HD w Karinie.

4 Parametry orbitalne i fizyczne Name Ceres Pluto Eris MPC number Region of Solar system Asteroid belt Kuiper belt Scattered disc Diameter km 2306 km 2400 km Mass in kg kg kg kg Density (in kg/m 3 ) Rotation period (d) Orbital period (y) Eccentricity Inclination Mean surface temp. (K) Number of natural satellites Date of Discovery

5 cd. Name Makemake Haumea MPC number Region of Solar system Cubewano Cubewano Diameter km 1960x1518x996 km Mass in kg kg kg Density (in kg/m 3 ) Rotation period (d) h Orbital period (y) Eccentricity Inclination Mean surface temp.(k) <50 Number of natural satellites 1 2 Date of Discovery

6 Kandydaci na planety karłowate Name Category Diameter Mass Orcus Plutino km kg Sedna Scattered-Extended object km kg Quaoar Cubewano ? km kg Charon Plutino 1207 km ± 3 km kg 2002 TC 302 Scattered disc object 1200 km unknown Varuna Cubewano ~936 km ~ kg 2002 UX 25 Cubewano ~910 km ~ kg 2002 TX 300 Cubewano <900 km unknown Ixion Plutino <822 km unknown

7 Sedna Scattered-Extended object km Peryhelium 90AU, aphelium 975AU, okres ~ lat Orbita - wynik perturbacji przechodzącego w pobliżu obiektu wielkości planety lub też przejścia gwiazdy Powierzchnia-barwa czerwona, prawie jak Marsa. Skład: Tholin (mieszanina azotu i metanu podobna do tej na Trytonie) 24%, węgiel amorficzny 7%, lód metanolowy 24%, metan 33%

8 Pluton

9 Atmosfera

10 Pory roku Różnica w nasłonecznieniu między latem a zimą 280% (Ziemia 5%)

11 Atmosfera i mgły na Plutonie - New Horizons Zdjęcie zrobione 16 godzin po minięciu Plutona

12 Atmosfera przy najbliższym zbliżeniu

13 Atmosfera Plutona

14 Atmosfera rozciąga się na kilka promieni Plutona (ok. 1600km), ciśnienie bara Od 1988 atmosfera niewytłumaczalnie zwiększała swoje rozmiary, mimo że Pluton oddalał się od peryhelium (wewnętrzna aktywność, uderzenia meteorytów) sonda New Horizons (2015) zmierzyła dużo niższe ciśnienie atmosfery, na podstawie czego wyznaczono jej masę całkowitą prawie pół razy mniejszą niż zmierzoną w 1988 roku.

15 Powierzchnia Plutona

16 Widma absorbcyjne powierzchni

17 Skład powierzchni

18 Twory powierzchniowe

19 Różnorodność Sputnik Planum

20 Komórki konwekcyjne

21 Góry i lodowce azotowe

22 Azotowe lodowce Sputnik Planum

23 Lawa azotowa

24 Jamy

25 Maskony Plutona?

26

27 Kriowulkanizm Wright Mons i Piccard Mons Średnica ok. 150 km, wysokość 4 km

28 Śnieg metanowy w Cthulhu Regio

29 Kratery

30 Wnętrze

31 Oddziaływanie z wiatrem słonecznym

32 Planeta podwójna

33 PLUTON CHARON Masa [x10^24 kg] Gęstość [g/cm^3] Promień [km] równikowy biegunowy g [m/s^2] Prędkość ucieczki [km/s] GM [x10^6 km^3/s^2] Temp. pow. [K] 50 Ilość naturalnych satelitów - 5

34 Pluton Charon Średnia odległość [AU] km (od P.) Perihelium [AU] Aphelium [AU] Mimośród Nachylenie [^o] Okres orbitalny (syderyczny) [lata] d Okres obrotu (syderyczny) d d Długość dnia [h] Nachylenie osi obrotu do - - do orbity [^o]

35 1. Siły pływowe powinny doprowadzić do kołowości orbity Charona w ciągu 1-10 mln lat, oznacza to, że układ Pluton-Charon musiał być niedawno poddany jakimś zaburzeniom. 2. Świadczy o tym również drobna różnica nachyleń osi rotacji obu składników. Ze względu na działanie sił pływowych osie te powinny być równoległe do siebie

36 Charon

37 brak atmosfery powierzchnia lody H2O potężny kanion aktywne kriogejzery i kriowulkany ciemny teren Mordor, miejsce kondensacji gazów uciekających z Plutona teren młody powierzchnia pokryta tholinem zgrafitowany węgiel, powstający w wyniku podgrzewania węgla przez promieniowanie słoneczne. Tholin stary kolor szary, młody czerowonawy.

38 Argo Chasma ogromny kanion 700 km długości, 9 km głębokości

39 Pochodzenie układu Pluton- Charon

40 Pluton powierzchnia - lód azotowy (98%), metanowy, CO (łącznie <2%) oraz zmieszany z azotowym C_2H_6 (reliktowy lub pochodzenia UV), pod powierzchnią gruba warstwa lodu H_2O możliwy ocean Charon powierzchnia - lód wodny (heksagonalny), choć powinien być amorficzny, 25% amoniak i uwodniony amoniak źródła dodatkowego ciepła: spadek kometarny (odparowanie H_2O, która rozproszyła się wokół Charona i w końcu skondensowała na jego powierzchni ciągłe bombardowanie małymi meteorytami silne efekty pływowe (potrójny rezonans) powolne tonięcie materiału skalnego w lodowo-skalnej powierzchni Obecność amoniaku sugeruje niewielką grubość skorupy i działalność wulkaniczną

41 Księżyce Plutona Pluton i Charon są głównie skaliste, podczas gdy pozostałe księżyce są lodowe, zbudowane głównie z lodu wodnego Charon ma około 10% lodów więcej niż Pluton

42 Ceres

43 Porównanie rozmiarów Eris Charon Ceres Vesta Ceres

44 Odkrycie Discoverer Giuseppe Piazzi Discovery date January 1, 1801 Category Main belt, Dwarf Planet

45 Elementy orbitalne Epoch November 26, 2005 (JD ) Eccentricity (e) Semi-major axis (a) AU Perihelion (q) AU Aphelion (Q) AU Orbital period (P) d (4.599 a) Mean orbital speed km/s Inclination (i) Longitude of the ascending node (Ω) Argument of perihelion (ω) Mean anomaly (M)

46 Fizyczne właściwości Dimensions km [1] Mass 9.46 ± kg Density 2.08 g/cm³ Surface gravity 0.27 m/s² Escape velocity 0.51 km/s Rotation period d Spectral class G-type asteroid (węglowa) Absolute magnitude 3.34 Albedo (geometric) Mean surface temperature ~167 K max: 239 K (-34 C) [

47 Ceres

48 Ceres 2015, misja Dawn

49 Atmosfera 2012 Herschel pierwsza detekcja pary wodnej w pasie planetoid Para wodna uwalniana jest głównie w dwóch ciemnych miejscach Piazzi (123 E, 21 N) and Region A (231 E, 23 N) Szacuje się, ze uwalniane jest ok. 6 kg pary na sekundę.

50 Znikająca atmosfera nic jony wodorotlenkowe nic Hershel para wodna w 2 miejscach dane z Dawn - jony OH- w momentach silnej aktywności Słońca Niebieski silna koncentracja wodoru Energetyczne cząsteczki wiatru słonecznego uderzają w lód na powierzchni lub blisko pod powierzchnią uwalniając wodę i taka cienka atmosfera może utrzymywać się kilka dni

51 bardzo rzadka atmosfera (para wodna z odgazowywanego lodu) brak pola magnetycznego

52 Powierzchnia HST krater Piazzi HST 2003 Dawn Powierzchnia pokraterowana 2. W niektórych miejscach jasno świecące plamy 3. Spotyka się również gładkie równiny i chaotyczne tereny

53 Różnice w morfologii powierzchni świadectwo aktywności Ceres

54 Kratery i jasne plamy na powierzchni kratery Ceres małe do 270 km, krater Westy 500km Dużo z nich posiada w centrum wgłębienie, inne mają wierzchołki

55 Woda w permanentnie zacienionych kraterach

56 Krater Occator i góra Ahuna Mons prawdopodobie sól z dodatkiem MgSO 4 6H 2 O

57 Kriowulkan Ahuna Mons (4km wysokość, 17 km podstawa)

58 Wnętrze Ceres

59 Eris

60 a = 67.7 AU, 557 lat e = i = 44.2 Eris & Dysnomia

61 Obserwacje spektroskopowe w bliskiej podczerwieni wykonane przy użyciu dużego (średnica 8 m) teleskopu Gemini North na Manua Kea wykazały obecność lodu metanowego na powierzchni Eris. Podobną charakterystykę ma powierzchnia Plutona. Obecność lodu metanowego wskazuje na istnienie pierwotnej powierzchni, która nigdy nie została znacząco ogrzana od momentu powstania. Oznacza to, że Eris zawsze pozostawała na dalekich peryferiach Układu Słonecznego. Powierzchnia Eris ma szare zabarwienie, w przeciwieństwie do lekko czerwonawego Plutona.

62 powierzchnia Eris odbija więcej światła 86% (Pluton 60%), tyle co Enceladus, na powierzchni którego odkryto gejezery lodowe zalewające powierzchnię świeżym lodem obecnie (2006) w aphelium najzimniejsza (30K), za 280 lat w perihelium, oczekiwany wzrost temperatury prawie dwukrotny struktura wewnętrzna podobna do Plutona

63 Dysnomia (S/2005 (2003 UB 313 lub Gabrielle) Discovery date: September 10, 2005 [1] Orbital characteristics Semi-major axis: 37,370±150 km Eccentricity: <0.013 Orbital period: ±0.002 d Inclination: 142±3 Physical characteristics Equatorial radius: 175±75 km [3]

64 Makemake

65 Makemake (2005 FY9 lub Easterbunny) Zaliczona do planet karłowatych (plutoidy) w czerwcu Wcześniej znana jako 2005FY9 lub Easterbunny HST, listopad 2006

66 Makemake ma księżyc (2015)

67 Orbita Nachylenie płaszczyzny orbity do ekliptyki 29 stopni Mimosród Okres obiegu 310 lat Aphelium osiągnie w 2035 roku

68 Właściwości fizyczne Około 1500 km średnicy Wysokie albedo (0.8) Obrót w ciągu 7.77 godzin Temperatura powierzchni (obecnie) 29K Analiza widmowa wykazuje obecność lodu metanowego (mało azotu) Nie posiada atmosfery, a co najwyżej lokalne chmury gazu przy powierzchni (zakrycie gwiazdy w 2012 roku)

69 Haumea

70 Haumea (2003 EL61) Hi'iaka Zaliczona do planet karłowatych (plutoidy) we wrześniu Wcześniej znana jako 2003 EL61 lub Santa Namaka Hi iaka ma zaledwie 1% masy Haumei a Namaka tylko 0.2%, orbity nachylone do siebie pod kątem 40 stopni. Okres obiegu Hi iaki 49 dni, orbita niemal kołowa. Okres obiegu Namaki 19 dni

71 Rok 2009 sezon zaćmień, zakryć i przejść satelitów na tle Haumei

72 2003 EL 61 ("Santa") Cubewano ~ 1500 km Szybka rotacja (4h) sugeruje kształt elipsoidy Powierzchnia podobna do Charona 2/3 lód wodny (amorficzny), pozostały materiał nieznany Księżyce: Pólosie wielkie 49500km i 39300, Średnice 310 i 170km

73 Rodzina Haumei Pochodzenie prawdopodobnie w wyniku kolizyjnego rozpadu większego ciała o gęstości ok. 2g/cm^3, podobnego budową do Plutona i Eris (zbudowanych w połowie z lodu i skał). Kolizja zdarła część lodową pozostawiając jej resztki na powierzchni i zwiększyła prędkość rotacji Haumei. Potwierdzenie Hi iaka i Namaka są całkowicie lodowe oraz w pobliżu odkryto 5 dodatkowych drobnych ciał lodowych mających dokładnie to samo widmo. lód skały Orbita Haumei jest w niestabilnym rezonansie 7:12 z Neptunem, gdy wydostanie się z rezonansu (za około 1 mld lat) obiekt może skierować się w stronę wnętrza US.

74 Planety karłowate yftfss (Pluton, Ceres, Eris, Makemake)` kcbloi wykład Jeffa Moore (New Horizons team) o Plutonie dklwoy&t=3000s wykład o Ceres