Fizyka i Chemia Ziemi Układ Słoneczny we Wszechświecie Układ Słoneczny cz. 1 T.J. Jopek jopek@amu.edu.pl IOA UAM 1 2 Układ Słoneczny Układ Słoneczny stanowią: Układ Planetarny Słońce, planety, Obłok Oorta (komety) Pas Kuipera (planety karłowate ), Pas planetoid (planeta karłowata+ ), małe ciała: planetki, komety, meteoroidy, pył i gaz międzyplanetarny. 3 Układ Słoneczny Układ Słoneczny stanowią: Układ Planetarny Słońce, planety, Obłok Oorta (komety) Pas Kuipera (planety karłowate ), Pas planetoid (planety karłowate ), małe ciała: planetki (NEA, Trojańczycy, ) komety, meteoroidy, pył i gaz międzyplanetarny. Kometa Halleya 4 rok 1910 1
Układ Słoneczny Kometarny Obłok Oorta (Wizja artystyczna) 5 6 Obłok Oorta i Pas Kuipera ilustracja schematyczna 7 8 2
Obiekty z pasa Kuipera QY9 1995 QB1 1992 KR16 1999 10 Największe znane obiekty trans-neptunowe (TINO) 13 14 3
Układ Słoneczny Układ Słoneczny stanowią: Układ Słoneczny. Porównanie rozmiarów orbit. 15 Układ Planetarny Słońce, planety. Obłok Oorta (komety) Pas Kuipera (planety karłowate ), Pas planetoid (planeta karłowata ), małe ciała: planetki, komety, meteoroidy. Pył i gaz międzyplanetarny. Kometa Halleya 16 rok 1910 Układ Planetarny Układ Planetarny - klasyfikacja Planety grupy ziemskiej: Merkury Wenus Ziemia Mars Planety olbrzymy: Jowisz Saturn Uran Neptun Średnie odległości planet od Słońca w jednostkach astronomicznych (JA) Merkury Wenus Ziemia Mars Jowisz Saturn Uran Neptun 0.387 0.723 1 1.524 5.203 9.539 19.18 30.06 17 18 4
Układ Planetarny klasyfikacja Odległości planet od Słońca Reguła Tytusa Bodego z lat 1766-72 k a TB a Obs (jed. astr.) Mercury 0 0.4 0.39 Venus 1 0.7 0.72 Earth 2 1.0 1.00 Mars 4 1.6 1.52? 8 2.8? Jupiter 16 5.2 5.20 Saturn 32 10.0 9.54 J.D. Titus J.E. Bode Reguła T-B ma m.in. postać: a TB = 0.4+ 0.3 k Uranus 64 19.6 19.2 a TB - średnia odległość planety od Słońca Planety ziemskie Planety olbrzymy 19 20 Słońce kula gazowa, gwiazda typu G2 Słońce Średnica [km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr. Ok. obie. Temp [K] 1400 000 2*10 30 617.5 34-5500 - a [JA] Średnica [km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr. Ok. obie. Temp [K] a [JA] 1400 000 2*10 30 617.5 34-5500 - Vu Ok. obr Ok. obie. Temp a prędkość ucieczki ze Słońca (II prędkość kosmiczna) okres obrotu wokół osi, okres obiegu orbitalnego wokół Słońca, temperatura na powierzchni Słońca, średnia odległość od Słońca. Solar Dynamic Observatory od 2010.02.10 na orbicie 22 23 5
II prędkość kosmiczna (prędkość ucieczki) - V U Aktywność Słońca Ruch termiczny cząstek atmosfery 2GM V U R M masa planety R promień planety G- stała grawitacji V U < V gas - cząsteczka ucieka z planety w kosmos 24 Plamy na powierzchni Słońca. Protuberancje gigantyczne wyrzuty materii słonecznej 26 Jądro wodorowo helowe. (15 mln K) Strefa radiacyjna Skład chemiczny Słońca: wodór ~70%, hel ~27% Źródło energii promienistej Słońca rezultat przemiany wodoru w hel SDO wpływ aktywności Słońca na magnetosferę Ziemi 27 Wnętrze Słońca schemat. Strefa konwekcyjna Cykl p-p p p D e 28 3 D p He 3 4 He He He p p 3 6
Merkury Średnica [km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr. Ok. obie. Temp [K] a [JA] 4878 3.3*10 23 4.3 58.65 87.98 452 0.387 Powierzchnia Merkurego: morza, urwiska, kratery,.... Mariner 10 (1974) fly by Messenger orbiter (2011) 29 30 Wenus Średnica [km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr. Ok. obie Temp [K] a [JA] 12104 4.87*10 24 10.4 243.0 224.7 726 0.723 Lądownik BEHEPA 9 (1975) 31 Budowa wewnętrzna Merkurego 33 7
Wenus Struktury powierzchniowe Wenus Struktury powierzchniowe 34 35 Wenus Struktury powierzchniowe Topografia Wenus, sonda Magellan. 36 38 8
Topografia Wenus, sonda Magellan. Wnętrze planety Wenus Ziemi 40 2013-12-18 39 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 2013-12-18 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemia Średnica [km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr. Ok. obie. Temp [K] 12756 5.98*10 24 11.4 23.93 365.26 281 1 a [JA] Współczesne sposoby monitorowania Ziemi Satelita Ers-1 41 42 9
Współczesne sposoby monitorowania Ziemi Zakresy fal E-M w monitorowaniu Ziemi 43 44 Współczesne sposoby monitorowania Ziemi Pomiary altimetryczne 45 46 10
47 49 Ziemska atmosfera prognozowanie pogody Topografia mórz, lądów, płyt tektonicznych Zawartość ozonu nad biegunami Ziemi 50 51 11
Monitorowanie Antarktydy Ukształtowanie lądów 52 53 Komputerowa synteza obrazów 3D Monitorowanie zmian środowiska naturalnego 54 Ślady eksploatacji lasów w Amazonii Ślady w atmosferze w wyniku ruchu lotniczego 55 12
Mars Średnica [km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr. Ok. obie Temp [K] a [JA] 6787 6.42*10 23 5.0 1.026 686.98 240 1.524 Widok z lądownika Wiking (1976) 56 Lądowanie robota SPIRIT na Marsie (Robot aktywny w latach 2004-10) 57 Kanały na Marsie? Mars, struktury powierzchniowe Mapa powierzchni Marsa ~1900 G. Schaparelli. 58 59 13
Mars, struktury powierzchniowe Mars, struktury powierzchniowe 60 61 Mars, obszary polarne Mars, struktury powierzchniowe 62 63 14
Mapa powierzchni Marsa Mars, szczegóły na powierzchni 64 65 Marsjańskie księżyce Deimos Budowa wnętrza Marsa 66 Phobos 67 15
Układ Planetarny klasyfikacja Jowisz Średnica [km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr. [godz] Ok. obie [lata] Temp [K] a [JA] 142 800 1.9*10 27 59.5 9.8 11.86 120 5.203 1979 Planety ziemskie Planety olbrzymy 1973 1997 1989 68 Misje Pioneer 1973, Voyager 1979, Galileo 1989 Cassini-Huygens 1997 70 Struktury powierzchniowe Zjawiska w atmosferze 71 72 16
Księżyce Jowisza Pierścienie planet składają się z ogromnej liczby niewielkich ciał. Budowa wnętrza Jowisza 73 Obecnie odkryto 67 księżyców Jowisza 2013-12-18 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi Wizja artystyczna 74 4 największe księżyce Jowisza (tzw. Galileuszowe) Aktywność wulkaniczna na księżycu Io AD 1979) 75 76 17
Saturn Średnica [km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr. [godz] Ok. obie [lata] Temp [K] a [JA] 120660 5.69*10 26 35.6 10.2 29.46 88 9.539 Struktury powierzchniowe na Saturnie 1979 1973 1997 1989 Misje Pioneer 1973, Voyager 1979, Galileo 1989 Cassini-Huygens 1997 78 Zjawiska w atmosferze Saturna Pierścienie Saturna Zorze polarne Wyładowania atmosferyczne 79 80 18
Księżyce Saturna Wnętrze Saturna 81 Obecnie odkryto 53 księżyce Saturna) 82 Enceladus (2005) Thetys Misja do księżyca Tytan Tytan i Thetys (2009) Dione (2009) Iapetus (2007) Mimas (2010) 83 Hiperon (2005) Lądownik sondy Huygens usiadł na Tytanie w roku 2005 84 19
Sonda Huygens Obrazy powierzchni Tytana Jeziora metanowo-etanowe na Tytanie. Po prawej porównanie rozmiarów z Jeziorem Superior Trajektoria sondy Cassini-Huygens w latach 1997-2004 85 86 Mapa powierzchni Tytana (2005 ) Uran Średnica [km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr. [godz] Ok. obie [lata] Temp [K] a [JA] 51118 8.68*10 25 21.3 17.9 84 59 19.18 1986 87 88 20
Atmosfera, pierścienie i księżyce Urana Wnętrze Urana Odkryto 27 księżycy Urana 89 90 Miranda Ariel Umbriel Tytania Miranda 91 Oberon 92 21
Neptun Średnica [km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr [godz] Ok. obie [lata] Temp [K] 1989 a [JA] 49528 1.02*10 26 23.3 19.1 164.8 48 30.06 Odległości planet od Słońca Reguła Tytusa Bodego z lat 1766-72 k a TB a Obs (jed. astr.) Mercury 0 0.4 0.39 Venus 1 0.7 0.72 Earth 2 1.0 1.00 Mars 4 1.6 1.52 Ceres 1 8 2.8 2.77 Jupiter 16 5.2 5.20 Saturn 32 10.0 9.54 Uranus 64 19.6 19.2 Neptune 128 38.8 30.06 Pluto 1 256 77.2 39.44 J.D. Titus J.E. Bode Reguła T-B ma m.in. postać: a TB = 0.4+ 0.3 k a TB - średnia odległość planety od Słońca 93 94 Wnętrze Neptuna 2013-12-18 95 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 96 22
Porównanie rozmiarów jąder planet ziemskich Tryton Obecnie znamy 14 księżyców Neptuna 97 98 Koniec cz. 1 99 23