O obrotach ciał niebieskich
Bożena Czerny
Centrum Astronomiczne im. M. Kopernika
Temat nie jest nowy…
Ruch ciał niebieskich fascynował ludzi od
starożytności, ponieważ
wiązał się ze zjawiskiem dnia i nocy oraz porami roku, co z kolei reguluje rytm życia na Ziemi.
Sfery niebieskie na miniaturze z rękopisu z XIV w. Od dołu do góry: sfera Księżyca, Merkurego, Wenus, Słońca, Marsa,
Jowisza, Saturna i gwiazd stałych
Tę sprawę uporządkował Kopernik…
De revolutionibus orbium coelestium
Czyli
O obrotach ciał niebieskich
Mikołaj Kopernik, rok wydania 1543
Planety obiegają Słońce…
Ale u Kopernika sfera gwiazd stałych nadal została.
Co nowego u Kopernika?
O czym ja będę mówić?
1. Co my teraz wiemy o obrotach różnych ciał niebieskich?
2. Dlaczego obroty są takie
ważne?
1. Ruch obrotowy Ziemi
ZAPEWNIA NAM ISTNIENIE DNIA I NOCY
2. Ruch obiegowy Ziemi
Ziemia okrąża Słońce w ciągu 1 roku, z prędkością ok.. 30 km/s.
Gdyby nie ruch orbitalny, Ziemia spadłaby na Słońce – grawitacja!
Isaak Newton – powszechne prawo ciążenia. Na szczęście jest zasada zachowania MOMENTU PĘDU.
2. Ruch obiegowy Ziemi
Tour de Pologne
Podobnie dzięki zachowaniu momentu pędu kolarze nie przewracają się…
2. Ruch obiegowy Ziemi
Oś Ziemi jest nachylona w stosunku do płaszczyzny orbity pod kątem 23 stopnie.
Dzięki temu mamy PORY ROKU.
3. Rotacja Słońca
Rotację Słońca najłatwiej obserwować śledząc położenie plam słonecznych.
Okres obrotu Słońca wokół swojej osi to ok. 25 dni. Plamy te jako pierwszy zaobserwował Galileusz.
Czy rotacja Słońca ma jakiekolwiek znaczenie?
3. Rotacja Słońca
Rotację Słońca ma wpływ na
powstawanie plam słonecznych oraz wiatru słonecznego.
Cykl słoneczny ma pewien wpływ na pogodę na Ziemi.
3. Rotacja Słońca
W
szczególności aktywność Słońca wydaje się mieć
związek z istotnymi zmianami
klimatycznymi.
4. Rotacja Słońca i ruch orbitalny planet - pochodzenie
Gwiazdy powstają w takich obszarach jak mgławica w Orionie, z obłoków gazu i pyłu.
Orion – połączone zdjęcie z satelitów HST i Spitzer
4. Rotacja Słońca i ruch orbitalny
planet - pochodzenie
4. Rotacja Słońca i ruch orbitalny planet - pochodzenie
Zasada zachowania momentu pędu.
Dokładnie w ten sposób
Słońce i planety uzyskały tak silny efekt ‘wirowania’
5. Ruch obrotowy innych gwiazd
Gwiazdy zwane pulsarami, mają masę podobną do Słońca, promień ok.. 10 km, a rotują z predkością wiele obrotów na sekundę! W obserwacjach wygląda to jak błyskanie.
5. Ruch obrotowy innych gwiazd
Pulsar działa
podobnie jak latarnia morska – świeci
kierunkowo ze
względu na bardzo silne pole
magnetyczne i szybka rotację.
5. Ruch obrotowy innych gwiazd
Pulsar to pozostałość po wybuchu gwiazdy
masywniejszej niż Słońce.
Mgławica Krab. Wybuch (zjawisko supernowej) miał miejsce w 1054 roku n.e. i był obserwowany przez Chińczyków.
6. Ruch orbitalny Słońca wokół centrum Galaktyki
Galaktyki to ogromne zbiorowiska gwiazd i gazu. Gwiazdy znajdują się wyłącznie w
galaktykach, pomiędzy galaktykami jest tylko rzadki ośrodek
międzygalaktyczny.
Przykłady galaktyk:
NGC 4414NGC 1672
6. Ruch orbitalny Słońca wokół centrum Galaktyki
Nasza Galaktyka – Droga Mleczna – widok z zewnatrz okiem artysty
Odległość Słońca od centrum Galaktyki – 26 tys. lat
świetlnych
Prędkość na orbicie – 220 km/s.
Okres obiegu – 240 mln lat.
6. Ruch orbitalny Słońca wokół centrum Galaktyki
Czy ruch ten ma
znaczenie praktyczne dla życia na Ziemi?
6. Ruch orbitalny Słońca wokół centrum Galaktyki
Przejście przez ramiona spiralne oznacza zmianę w natężęniu
promieniowania kosmicznego, to z kolei ma
wpływ na stan atmosfery i poziom
zachmurzenia
?
7. Rotacja galaktyk - pochodzenie
Galaktyki rosną poprzez zderzenia
Galaktyka Antena
8. Rotacja galaktyk - implikacje
Nadmiernie szybka rotacja implikuje istnienie ciemnej materii
9. Ruch naszej Galaktyki
Nasza Galaktyka tez się porusza, ale nie wiadmo, czy ten ruch ma element ruchu orbitalnego.
Ruch względem galaktyki w Andromedzie (120 km/s, zbliżanie) Ruch względem centrum gromady w Pannie (1300 km/s, oddalanie) Ruch względem Wielkiego Atraktora (przyczyna oddalania od
gromady w Pannie ?)
Ruch względem mikrofalowego promieniowania tła (552 km/s, w kierunku konstelacji Hydra)
9. Ruch naszej Galaktyki
Mikrofalowe promieniowanie tła to pozostałość po Wielkim Wybuchu i granica naszych obserwacji przy pomocy światła.
Ruch Ziemi względem tła jest widoczny jako subtelna zmiana ‘barwy’ tego promieniowania w zależności od kierunku, i łatwo go zmierzyć.