Fizyka i Chemia Ziemi Temat 3: Układ Słoneczny cz. 2 T.J. Jopek jopek@amu.edu.pl IOA UAM 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 1
Układ Słoneczny Układ Słoneczny stanowią: Układ Planetarny Słońce, planety, Obłok Oorta (komety) Pas Kuipera (planety karłowate ), Pas planetoid (planety karłowate ), małe ciała: planetki, (planetoidy), komety. meteoroidy, pył i gaz międzyplanetarny. 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 2
Odległości planet od Słońca Reguła Tytusa Bodego z lat 1766-72 k a TB (jed. astr.) a Obs Merkury 0 0.4 0.39 Wenus 1 0.7 0.72 J.D. Titus J.E. Bode Ziemia 2 1.0 1.00 Mars 4 1.6 1.52 Reguła T-B ma m.in. postać:? 8 2.8? Jowisz 16 5.2 5.20 a TB = 0.4+ 0.3 k Saturn 32 10.0 9.54 Uran 64 19.6 19.2 a TB - średnia odległość planety od Słońca 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 3
Odkrycie małych planet Ceres odkryta 1 stycznia 1801 w Palermo Giuseppe Piazzi OCR ( 1746-1826 ) 1801 Ceres 1000km 1802 Pallas 580km 1804 Vesta 520km 1806 Juno 300km 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 4
Odległości planet od Słońca Reguła Tytusa Bodego z lat 1766-72 k a TB (jed. astr.) a Obs Merkury 0 0.4 0.39 Wenus 1 0.7 0.72 Ziemia 2 1.0 1.00 J.D. Titus J.E. Bode Mars 4 1.6 1.52 Reguła T-B ma m.in. postać: Ceres 1 8 2.8 2.77 Jowisz 16 5.2 5.20 a TB = 0.4+ 0.3 k Saturn 32 10.0 9.54 Uran 64 19.6 19.2 a TB - średnia odległość planety od Słońca Neptun 128 38.8 30.06 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 5
Ślady małych planet na fotografiach nieba 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 6
Pas planetoid. Miliony obiektów o rozmiarach od 1000 km 1m Materiał pozostały po nieutworzonej planecie 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 7
2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 8
Obiekty typu NEO Near Earth Objects Pas małych planet Orbita Jowisza Orbita Marsa Orbita Ziemi Sun NEAs Komety jowiszowe lub docierające z bardzo odległych obszarów, Obłoku Oorta 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 9
Obiekty typu NEO Near-Earth-Object 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 10
2005 YU55 (300-400 m średnica) 2011.11.08 miało miejsce ciasne zbliżenie planetki z Ziemią 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 12
Planetki Ida (31.4 km) i Daktyl (1.4 km) układ dynamicznie podwójny 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 13
Misja Near do planetoidy 433 Eros Lądowanie na Erosie 12.02.2001 Start 17.02.1996 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 14
Kometa Mc Naught, 27.01.2007 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 16
2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 17
Budowa komety Ogon pyłowy Otoczka wodorowa Ogon gazowy Jądro komety Wild 2 ~ 5 km średnicy Jądro Koma Warkocze - ogony komety Hale-Bopp 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 18
Ruch komety wokół Słońca ogon gazowy ogon pyłowy 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 20
Fizyko-chemiczny model jądra komety brudna śniegowa kula Autor modelu kometarnego jądra F.L. Whipple. Komety zawierają drobne krzemowe skały oraz cząsteczki : głównie H 2 O i w mniejszej ilości CO 2, CO, OH, CN, amoniak, metan a także związki organiczne. Fizyczna aktywność jądra komety 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 21
Rozpad komet i planetoid 73P/Schwassmann 3 1/P Halley C/1999 S4 Symulacja zderzenia dwóch małych planet 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 22
Spadek meteorytu Peekskill H6 1992, październik 9, 23:48 UT 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 23 23
Meteoryty Chondry Chondryt węglisty Allende (Spadek 1969.02.08) Próbka najmniej przetworzonego materiału z jakiego powstał Układ Słoneczny. 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 24
Deszcz żelazna w Canyon Diablo Krater Barringer k. Winslow w USA 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 25
Liczba planetek typu NEA odkrytych w latach 1980-2011 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 26 Large -> o rozmiarach 1 km i więcej
Rozkład średnic planetek typu NEA 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 27
2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 28
Eksplozja Tunguska 60 55 N, 101 57 E Rok 1908, czerwiec 30 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 29
Układ Słoneczny Układ Słoneczny stanowią: Układ Planetarny Słońce, planety, Obłok Oorta (komety) Pas Kuipera (planety karłowate ), Pas planetoid (planety karłowate ), małe ciała: planetki, komety. meteoroidy, pył i gaz międzyplanetarny. 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 30
Droga mleczna Światło zodiakalne świadczy o obecności pyłu w Układzie Słonecznym 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 31
Pył międzygwiazdowy w otoczeniu płaszczyzny Galaktyki Zodiakalny pył w otoczeniu płaszczyzny ekliptyki COBE/DIRBE - obraz nieba w podczerwieni 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 32 32
Przykłady ziaren międzyplanetarnego pyłu Pył pochodzenia kometarnego? 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 33
Mgławica w Orionie, M42. Przykład materii obłoku gazu i pyłu... Rezultat wybuchu gwiazdy supernowej Powstanie Układu Słonecznego ~5 mld lat temu Słońce, planety, małe ciała powstały z materii skupionejw pierwotnym obłoku pyłowo gazowym. 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 34
Mgławica M42 (Orion A) 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 35
2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 36
Zimne: < 100 K Wielkie obłoki molekularne Gęste: 10 2 10 5 H 2 molekuł/cm 3 (mniej niż w próżni w laboratoriach) Olbrzymie: 30 300 lyr 10 5 10 6 mas słońca Emisja molekularna (CO) oraz cząstki pyłu 100 stopni 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi IRAS 37
Narodziny gwiazd Impulsem do powstania gwiazdy może być: turbulencja w obłoku molekularnym, zderzenia fragmentów obłoku, wybuch pobliskiej supernowej W rezultacie w pewnych miejscach obłoku materia zaczyna kurczyć się a następnie wirować. Powstaje protogwiazda. 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 38
Dysk protoplanetarny grawitacja powoduje kurczenie się, materia porusza się w kierunku centrum protogwiazdy, ale nie cała materia obłoku zmierza ku centrum, zgodnie z zasadą zachowania momentu pędu szybkość wirowania kurczącego się obłoku rośnie, te fragmenty protogwiazdy, które osiągnęły odpowiednią szybkość orbitalną nie będą opadać ku centrum pozostaną w niemal stałej odległości od centrum, formując tzw. dysk protoplanetarny. 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 39
Struktura dysku protoplanetarnego - protosłońce W centrum dysku w miarę kurczenia, temperatura wzrasta, w gorącym centrum powstaje protosłońce a następnie Słońce. W przypadku Układu Słonecznego wydarzyło się to ~5 mld lat temu. 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 40
Struktura dysku protoplanetarnego - planetozymale W obszarach odległych od centrum temperatura nie jest wysoka. W obszarach złożonych z gazu i ziaren pyłu łatwo rozpoczyna się proces podobny do tego, który doprowadził do powstania dysku protoplanetarnego: Powstają lokalne wirujące zagęszczenia materii. Mikronowe grudki materii zlepiają się, po ~1000 lat tworzą już obiekty o rozmiarach 1 m. Z czasem tworzą się z nich większe kilometrowe ciała zwane planetozymalami. Planetozymale łącząc się (zderzenia), stanowiły budulec planet Układu Słonecznego. Przekrój meteorytu Allende 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 41
Utworzenie planet etapy pośrednie. 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 42
Los Układu Słonecznego - komety Część komet ulega rozpadowi. Przyczyną są procesy fizyko-chemiczne w jądrze komety 2006, rozpad komety Schwassman-Wachmann 3 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 43
Spadek komet na Słońce Średnica tarczy Słońca Komety Fotografia wykonana przez sondę SOHO 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 44
Zderzenia komet z planetami Fragmenty komety Shoemaker-Levi po ciasnym zbliżeniu z Jowiszem Rok 1994. Ślady na Jowiszu po zderzeniu z fragmentami komety Shoemaker-Levi. 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 45
Wyrzut komety z Układu Słonecznego Część komet opuszcza US po zmianie orbity eliptycznej na hiperboliczną 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 46
Przyszłość Układu Słonecznego Warunki fizyczne na planetach zależą od ewolucji Słońca. Słońce jest gwiazdą ciągu głównego typu widmowego G2. Z upływem czasy będzie ewoluowało poprzez stadia: stan gwiazdy stabilnej, czerwonego olbrzyma, mgławicy planetarnej, białego karła, czarnego karła. 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 47
Przyszłość Układu Słonecznego Stan obecny potrwa do 11 Gyr Stan czerwonego pulsującego olbrzyma T=12.335-12.336 Gyr Stan mgławicy planetarnej Stan białego karła 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 48
Koniec tematu 3 2012-01-26 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 49