Dysnomia Eris

Transkrypt

1 Dysnomia Eris

2 Słońce

3 Speaking of size... RRRozmiaryplanets

4 Wnętrze Słońca

5 Wewnętrzne obszary słoneczne Główne obszary Jądro reakcje nuklearne Strefa radiacji ok. 70% obszaru Słońca, jest to obszar gdzie energia przenoszona jest w postaci promieniowania Strefa konwekcyjna prądy konwekcyjne wynoszą energię na powierzchnię Fale p fale akustyczne, wywołane zmiennym ciśnieniem w kolejnych warstwach Słońca Fale g grawitacyjne, ograniczone do strefy radiacyjnej

6 Atmosfera Słońca

7 Regiony atmosfery Fotosfera Chromosfera Korona Wiatr słoneczny

8 Cechy fotosfery

9 Plamy 5700 K -> < K

10 Rozmiary plam od 1500 do km -> km <-- Prędkość przepływu w granulach ~ kilka km/s < km->

11 Płytkość plam Strzałkami oznaczono kierunek przepływu gazów: kolor niebieski niskie temperatury, prędkość przepływu rzędu 5000 km/h kolor czerwony obszary ciepłe Wypływ materii ponad powierzchnię, wzdłuż linii pola magnetycznego następuje w wąskim pasie naokoło plamy

12 Cykle słoneczne Schwabe (1843) cykl około 10 lat Minimum Maundera , (potop szwedzki ), Współczesne cykle datuje się od minimum Maundera (1 cykl , obecnie schyłek 24-go).

13 Rekonstrukcja minimów w okresie lat Przypuszczenie o istnieniu minimów aktywności słonecznej przed minimum Maundera wynika z wyników pomiarów obfitości izotopu 14 C w słojach drzew. Okresy te nazwano minimum Spörera ( ) oraz minimum Daltona ( ). Z wyników badań radiowęglowych wynikałoby, iż w ciągu ostatnich 8 tys. lat było 18 takich minimów.

14 Diagram motylkowy Cykle 22 24

15 Granule i supergranule ruch granuli <-- ~1000 km, czas życia ~20 min, przepływ materii 7 km/s ~ km, widoczne dobrze w pomiarach przesunięcia Dopplerowskiego, Niebieskie zbliżające się, czerwone oddalające się.

16 Pochodnie (faculae) Silne pola magnetyczne redukują znacznie gęstość gazów. Niska gęstość gazu czyni go niemal przeźroczystym dzięki czemu widoczne są niższe partie granuli w których gaz jest cieplejszy i promieniuje silniej, stąd te pojaśnienia.

17 Cechy chromosfery

18 Cechy chromosfery Protuberancje Włókna (filaments) Pola pochodni (plages) Bryzgi chromosferyczne (spiculae) Cieplejsza ( C) od fotosfery ( C)

19 Protuberancje Protuberancje to gęsta plazma wyrzucana wzdłuż pętli linii sił pola magnetycznego. Czas życia dni a nawet tygodnie. Szczególnie wielkie wyrzuty materii są w stanie oderwać się od Słońca i rozproszyć w przestrzeni kosmicznej.

20 Włókna (filaments) i pola pochodni (plages) Plage-> <- filament Włókna to protuberancje oglądane na tle tarczy słonecznej. Są to chłodniejsze i gęstsze chmury gazu, zawieszone ponad powierzchnią, wzdłuż linii pola magnetycznego. Plaże to pola pochodni, występują przy plamach słonecznych i są najlepiej obserwowane w linii wodoru.

21 Bryzgi chromosferyczne (spiculae) Bryzgi to małe wyrzuty materii w chromosferze. W linii H-alfa wyglądają jak krókie ciemne pasma. Czas życia kilka minut. Materia w tych wyrzutach dostaje się aż do korony z prędkością km/s

22 Cechy korony

23 Korona Pętle koronalne Pióropusze biegunowe Strumienie hełmowe Dziury koronalne Koronalne wyrzuty materii (CME) Wiatr słoneczny

24 Pętle koronalne i pióropusze (plumes) biegunowe Pętle koronalne zazwyczaj występują w pobliżu plam i obszarów aktywnych. Czas życia zazwyczaj szybko się zmieniają (te które towarzyszą rozbłyskom słonecznym) lecz niektóre mogą utrzymywać się przez kilka dni a nawet tygodni. Pióropusze długie i wąskie strumienie materii wypływającej ze Słońca w okolicach biegunów po otwartych liniach sił pola magnetycznego.

25 Helmet streamers Strumienie hełmowe wyglądają jak pióropusze wystające prosto ponad okrągłym hełmem. Zazwyczaj u podstawy takiego hełmowego pióropusza dostrzec można protuberancję. Hełmowe struktury związane są z występowaniem pola magnetycznego łączącego aktywne, zasobne w plamy obszary słoneczne. Strumienie w postaci prostych pióropuszy nad hełmami wywołuje wiatr słoneczny rozdmuchując materię uwięzioną w pętlach pola magnetycznego.

26 Dziury koronalne Dziury koronalne to miejsca w których korona jest ciemna. Widać je wyraźnie w promieniach Roentgena. Dziury koronalne towarzyszą otwartym liniom pola magnetycznego i z tego względu zazwyczaj grupują się w pobliżu biegunów. Z dziur koronalnych wypływa najszybszy wiatr słoneczny.

27 Koronalne wyrzuty materii (CME) CME kilkugodzinne burze słoneczne wynoszące w przestrzeń miliardy ton cząsteczek z prędkością ponad 2mln km/h. W okresie minimum słonecznego występują z częstotliwością 1/tydzień W maximum 2 do 3 razy na dobę.

28 Wiatr słoneczny Schemat linii sił pola magnetycznego Słońca w minimum jego działalności na tle sfotografowanej przez sondę SOHO korony słonecznej Zieloną linią zaznaczono ruch cząsteczek wiatru słonecznego. Gęstość cząsteczek w zewnętrznych, biegunowych rejonach korony jest tak niska, że bardzo rzadko zderzają się one z innymi cząsteczkami i niemal bez przeszkód przemieszczają się ruchem spiralnym wzdłuż linii sił pola magnetycznego. Ciekawostką jest, że ruch spiralny jonów tlenu jest szybszy niż jonów wodoru. Prawdopodobnie absorbują one energię z wysokoczęstotliwościowych fal wiatru słonecznego.

29 Rotacja Słońca

30 Rotacja Prędkość rotacji stała-> <- obszar konekcyjny v spada ze wzrostem <- średnia prędkość szerokości odpowiadająca szer ~45 deg

31 Pole magnetyczne Słońca

32 Evolution of Solar Magnetic Field During the Solar Cycle Solar Minimum Dipole Magnetic Field No Sunspot Solar Maximum Toroidal Magnetic Field Many Sunspots 22 years later ~5 years later S N 11 years later But, this is only half of the story! The magnetic field configuration of the Sun evolves with a 22 year cycle.

33

34 Plamy Gs, inne obszary ~100Gs, pow. Ziemi ~0.5 Gs Różowy -dodatnie (na zewnątrz), niebieski - ujemne

35 Linie pola magnetycznego

36 Prawo Hala

37 Pole magnetyczne Słońca

38 Burze słoneczne

39 Helioseismologia Celem helioseisomolgii jest zbadanie właściwości wewnętrznej struktury Słońca i zrozumienie fizycznych mechanizmów nim rządzących Słońce, jako gorąca kula gazów bardzo dobrze przewodzi fale akustyczne w odróżnieniu od promieniowania widzialnego Tworzy zarazem specyficzny kulisty rezonator akustyczny, z milionami modów oscylacyjnych. Czas życia niektórych modów jest rzędu dni, innych miesięcy. Fala podróżuje z wnętrza Słońca w czasie około kilku godzin.

40 Heliosejsmologia obserwacje drgań powierzchni Słońce Obserwowane są stojące fale akustyczne (fale p) fale ciśnieniowe przechodzące przez środek Słońca oraz stojące fale grawitacyjne (fale g) rozchodzące się powierzchniowo ( w fotosferze). Każda z fal charakteryzuje się inną częstotliwością i przechodzi przez określony obszar słoneczny w ten sposób badana może być struktura Słońca nawet na dużych głębokościach. a Centauri x Hydrae - olbrzym GD karzeł

41 Helioseismologia rzeki plazmy Obserwacje helioseismiczne przyczyniły się do odkrycia rzek gorącej, naładowanej elektrycznie plazmy, płynącej pod powierzchnią Słońca. W pobliżu biegunów okrążają one Słońce na około 75 stopniu szerokości. Składają się ze spłaszczonych owalnych rejonów około 10000km szerokości, w których materia płynie około 50km/h szybciej niż w ich otoczeniu.

42 Fale sejsmiczne towarzyszące rozbłyskowi słonecznemu

43 Definicja planety - IAU 2006

44 RESOLUTION 5A The IAU therefore resolves that "planets" and other bodies in our Solar System, except satellites, be defined into three distinct categories in the following way: (1) A "planet" 1 is a celestial body that (a) is in orbit around the Sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and (c) has cleared the neighbourhood around its orbit. (2) A "dwarf planet" is a celestial body that (a) is in orbit around the Sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape 2, (c) has not cleared the neighbourhood around its orbit, and (d) is not a satellite. (3) All other objects 3 except satellites orbiting the Sun shall be referred to collectively as "Small Solar-System Bodies".

45 RESOLUTION 6A The IAU further resolves: Pluto is a "dwarf planet" by the above definition and is recognized as the prototype of a new category of trans-neptunian objects. Charon Pluton Hydra Nix

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

47 Cechy karłowatych planet Orbital attributes of dwarf planets ] Name Region of Solar System Orbital radius (AU) Orbital period(y) Inclination Eccentricity Ceres Asteroid belt Pluto Kuiper belt Haumea Kuiper belt Makemake Kuiper belt Eris Scattered disc Makemake niebieska Haumea zielona Pluton czerwona Neptun - szara

48 Cechy fizyczne Name Diameter(km) Mass( kg) Density( 10 3 g/m³) Rotation period (d) Moons temp.(k) Atmosphere Ceres 974.6± none Pluto 2306± transient Haumea 1150 ± ± 3? Makemake 1500 ~4? ~2? 0 ~30 transient? Eris 2400± ~ transient?

49 Kandydaci na planety karłowate Name Category Diameter Mass Orcus Plutino km kg Sedna Scattered-Extended object km kg Quaoar Cubewano ? km kg Charon (satellite of Pluto) Plutino 1207 km ± 3 km (1.52±0.06) 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

50

51 Kolekcja i rozmiary planet karłowatych

52 Układ planetarny

53 Planety wewnętrzne

54 Odległość od Słońca (AU)

55 Mimośrody orbit

56 Średnia gęstość i masa

57 Okresy obiegu i obrotu Merkury 88 dni dni Wenus 225 dni R Ziemia 1 rok Mars lat Jowisz Saturn Uran R Neptun

58 Miscellaneous Data Gravity Esc vel Axial Peri- Surface Press Atmosph. Name (g) (km/s) incl Oblate helion (K) (atm) Composit Mercury Venus CO2, N2 Earth N2, O2, Ar Mars CO2, N2,Ar Jupiter (x) H2, He Saturn H2, He Uranus H2, He,CH4 Neptune H2, He,CH4 Pluto e-5 N2, CH4,CO

59

60

61

62

63

64 Luki Kirkwooda i rezonanse

65 Rodziny planetoid

66 Planetoidy rodziny Hildy Brązowe kropki planetoidy grupy Hildy Rezonans n_h/n_j = 3/2, a ~ 4 AU, i < 20^o, e < 0.3 Wszystkie poruszają się po eliptycznych orbitach których linie apsyd rotują wstecznie. Ruch węzłów jest dużo powolniejszy.

67 Rodzina Hildy widok z boku ekliptyki i ponad nią Planetoidy rodziny Hildy tworzą niemal równoboczny trójkąt, którego konfiguracja jest stabilna w bardzo długich okresach czasu (całkowanie numeryczne 6 tys lat). Grubość boków trójkąta ~ 1 AU, w punktach wierzchołkowych o 20-40% więcej. Punkty wierzchołkowe w miejscach, gdzie dochodzi do zbliżenia planetoidy z Jowiszem. Rozkład nachyleń orbit Trojańczyków dużo większy niż planetoid z grupy Hildy

68 NEO

69

70 NEO - Near Earth Objects 101 typu Aten -> a< 1 AU, Q > typu Apollo -> a>1 AU, q <1.017 AU 589 typu Amor (przecinające orbitę Marsa) 1.017<q<1.3

71

72 Object Close Distance (AU ) Estimated Diameter H(mag) Relative Name Approach Velocity (km/s) 5604 (1992 FE) 2017-Feb m (2017 CP1) 2017-Feb m - 71 m (2017 BN3) 2017-Feb m - 70 m (1998 QK56) 2017-Feb m km (2017 CQ32) 2017-Feb m - 96 m (2016 EO56) 2017-Feb m m (2005 QB5) 2017-Feb m m (2016 TB57) 2017-Feb m - 36 m

73 1MT=4.3!0^{15} J Do 50 m -> atmosfera stanowi ochronę 1 km -> klęska na skalę lokalną 2 km -> globalna katastrofa E~mln MT 1000 NEO >1km, 1 mln 50m<d<1 km

74

75 Krater w Arizonie, śred. 1.6 km, lat temu, żelazny meteor o śred. ok.. 25 m

76 Krater w Kanadzie, śred. ok km, 214 mln lat temu, 5 km meteor

77 Planetoidy podwójne Antiope, podwójna planetoida z pasa głównego średnica około 90 km, odległość około 200 km Inne podwójne: Ida - Daktyl odkryte przez Galileo w 1993 roku, Daktyl - 1km Eugenia - Petit Prince Lundia (max 7 km) - wrzesień 2005, dr Kryszczyńska

78 Aktywne planetoidy (MBC) głównego pasa Object a (AU) e i T(y) q (AU) Q (AU) d (km) 133P/Elst-Pizarro P/2005 U1 (Read) (1999 RE70)

79 Aktywne planetoidy głównego pasa Full Name 133P/Elst Pizarro [(7968) Elst Pizarro, P/1996 N2] 176P/LINEAR [(118401) LINEAR] 238P/Read [P/2005 U1] 259P/Garradd [P/2008 R1] P/2010 A2 Semimajor axis Perihe lion Perihe lion date

80

81 Przyczyny aktywności

82 Zewnętrzny układ słoneczny

83

84

85 Niebieski komety Pomarańczowy Centaury Biały Plutonki Czerwony - klasyczne

86 Centaury

87 Chiron, pierwsza planetoida z grupy Centaurów (65/209) Orbita pomiędzy Saturnem a Uranem q= 8.46 AU Q=19.18 AU a= e=0.383 i=6.9 wymiary 140x200 km T obiegu= 50.7 lat T rot =5.9 godzin

88

89

90 nazwa odkrycie q Q i e a 2060 Chiron Chariklo

91 Damakloidy

92 5335 Damokles

93 5335 Damokles Odkryty przez Roberta H. McNaughta 18 lutego 1991 Kategoria: Damakloidy Elementy orbity: a = AU e = 0.87 i = T = d Rozmiary ~ 10 km, okres rotacji 10.2 h, typ widmowy S, absolutna wielkość gwiazdowa 13.3 mag

94 Damokloidy (41 na epokę ) Nazwa M a e i q P (5335) Damocles PW MD QJ WU (20461) Dioretsa LE RG XS AB DG HE KP

95 Damokloidy Fizyczne i dynamiczne parametry sugerują, że Damakloidy to nieaktywne jądra kometarne rodziny komet Halleya i długookresowych komet. Rozmiary tych obiektów są rzędu 1-10 km (Centaury km) Albeda są małe (0.02 do 0.04), podobnie jak albeda komet rodziny Jowisza, co sugeruje ciemną, węglową powierzchnię. po lewej jądro komety Borrelly 2.2 km i albedo 0.03 po prawej komety Halley a oraz komety Wild2 (2.1 km, 0.03)

96 Damokloidy Możliwa wewnętrzna struktura jądra kometarnego Powstawanie ciemnej powierzchni (~100M lat)

97 Pas Kuipera

98

99 KBO źródło komet krótkookresowych Od 30 do 100 AU TN klasyczne - orbity kołowe, stabilne, unikają zbliżeń do Neptuna TN rozproszone - orbity mimośrodowe, nachylone - źródło komet krótkookresowych Plutonki - rezonans 2:3 z Neptunem (jak Pluton) 35% populacji

100 Czerwony - Plutonki, niebieski - zwykłe KBO, czarny - rozproszone KBO, 368 TN, 74 nie zaklasyfikowanych

101

102

103 90377 Sedna a =525 AU e=0.85 perihelium (76AU) 22 września 2075 aphelium ~975AU

104

105 Obłok Oorta Sferyczny, od AU, nawet do 3 lat świetlnych, setki mld komet, których łączna masa dorównuje być może masie Jowisza.

106

107 Literatura 1. Paweł Artymowicz Astrofizyka układów planetarnych, PWN Warszawa, Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics - eaa.crcpress.com 3. The Extrasolar Planets Encyclopaedia - vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/encycl.html 4. Bruno Berotti, Paolo Farinella, David Vokrouhlicky Physics of the Solar System. Dynamics and Evolution, Space Physics and Spacetime Structure, Kluwer Academic Publishers, The Earth s Magnetosphere - helios.gsfc.nasa.gov 6. Misje planetarne - solarsystem.nasa.gov, 7. Misja Cassini-Hughens - saturn.jpl.nasa.gov