0320 Planety karłowate - Pluton i Ceres – jak mogą wyglądać?
Wprowadzenie Przeczytaj Animacja 3D Sprawdź się Dla nauczyciela
Czy to nie ciekawe?
Pojęcie planety karłowatej wprowadzono w 2006 roku podczas posiedzenia Międzynarodowej Unii Astronomicznej. Tego dnia do grupy obiektów o nazwie „planety karłowate” zaliczono 3 znane ciała niebieskie: Ceres, Plutona i Eris. Dwa z nich, czyli Ceres i Pluton, były znane już od dawna, ale dopiero dzięki wprowadzeniu nowej kategorii – planet karłowatych i sprecyzowaniu ich cech Ceres i Pluton trafiły do jednej grupy obiektów. Przed 2006 rokiem Ceres określana była mianem asteroidy, natomiast Pluton był definiowany jako planeta. Znano wcześniej bardzo dokładnie parametry ich orbit oraz parametry fizyczne. Dopiero w drugiej dekadzie XXI wieku poznano ich wygląd.
Czy ich powierzchnie są takie same? Czy można w jasny sposób podać cechy wyglądu planet
karłowatych? Czego tak naprawdę możemy się dowiedzieć o tych odległych obiektach, jeżeli człowiek nie może stanąć na ich powierzchni i pobrać próbek? Na te pytania odpowiemy w tym materiale.
Twoje cele
dowiesz się, kiedy i jak odkryto Plutona i Ceres, poznasz strukturę Plutona i Ceres,
zrozumiesz, jak powstały struktury na planetach karłowatych,
przeanalizujesz i zinterpretujesz różnice pomiędzy Plutonem a Ceres.
0320 Planety karłowate - Pluton i Ceres – jak mogą wyglądać?
Przeczytaj
Warto przeczytać
Ceres
Zgodnie z teorią Titiusa‑Bodego, która była powszechna w XVIII w., w pasie pomiędzy Marsem i Jowiszem powinna znajdować się jeszcze jedna planeta. Pod koniec XVIII wieku astronomowie
prowadzili regularne obserwacje tych rejonów ekliptyki w poszukiwaniu brakującej planety. W 1801 roku Giuseppe Piazzi odkrył Ceres, uznając ją za brakującą planetę. Był to najjaśniejszy i najmasywniejszy obiekt w tym rejonie. Skrupulatne obserwacje pozwoliły wyznaczyć parametry orbity. Ponieważ wielu astronomów obserwowało cały czas ten sam rejon nieba, w bardzo krótkim czasie po odkryciu Ceres odkryto kolejne obiekty: Pallas i Westę. Na początku XIX wieku uznano, że nie są to planety, ponieważ odkryto zbyt wiele podobnych obiektów w tym samym rejonie. Naukowcy uważali, że powinna znajdować się tam jedna masywna planeta, a nie kilka podobnych. Powszechnie zaczęto nazywać te obiekty asteroidami lub planetoidami.
Ceres, jak każdą inną planetę górną, najlepiej obserwować, gdy znajduje się w opozycji. Z Ziemi jest wtedy widoczna przy użyciu najprostszych urządzeń optycznych np. lornetki. Ceres ma rozmiary 976 km x 909 km oraz masę 10²¹ kg (to prawie 100 razy mniej niż masa ziemskiego Księżyca). Rok na Ceres trwa 4,6 roku ziemskiego, a dzień na Ceres (czyli pełny obrót wokół własnej osi) trwa 9 h. Prawdopodobnie ta najbliższa Ziemi planeta karłowata składa się z pierwotnej materii, z której powstał Układ Słoneczny.
Astronomowie czasami nazywają ją embrionem planetarnym, dlatego, że jest utworzona z najbardziej pierwotnej materii, z której powstawał Układ Słoneczny. Więcej informacji na ten temat znajdziesz w e‑materiale „Jak powstał Układ Słoneczny?”
Ceres na początku formowania się Układu Słonecznego nie miała stałej orbity - przemieszczała się. Mniej więcej 4 mld lat temu znalazła się na orbicie, na której obserwujemy ją do dziś.
Ceres jest pierwszą planetą karłowatą, do której dotarła sonda kosmiczna w celu zbadania struktury jej powierzchni. Była to sonda Dawn, która doleciała do Ceres w marcu 2015 roku. Sonda znajdowała się na orbicie wokół Ceres przez wiele miesięcy, dzięki czemu wykonała wiele zdjęć i pomiarów z każdej strony tej planety karłowatej. Dzięki badaniom tej sondy znamy dokładnie struktury powierzchni oraz budowę Ceres.
Rys. 1. Zdjęcie Ceres, wykonane pewną techniką, która gwarantuje obraz w prawdziwych kolorach dostrzeganych przez ludzkie oko. h ps://solarsystem.nasa.gov/resources/622/ceres-in-color/?category=planets/dwarf-planets_ceres
Pierwsze co widać na zdjęciach Ceres to ogromna liczba kraterów różnych wielkości. Każda planeta,
która nie ma gęstej atmosfery była, jest i zawsze będzie narażona na bombardowanie drobniejszymi ciałami niebieskimi. Każdy krater jest pozostałością po jakiejś kolizji. Dokładne badanie krateru, zmian w jego kształcie, dostarcza informacji o tym, jak dawno doszło do zdarzenia. Czasami silne uderzenie sprawia, że w środku krateru powstaje stożek zawierający materiał z wewnętrznych warstw planety.
Rys. 2. Dwa olbrzymie kratery Ceres uformowane w różnym czasie. U góry krater Urvara, który powstał około 120-140 mln lat temu. U dołu znacznie mniej wyraźny krater Yalode, który jest starszy o prawie miliard lat. Yalode, ze względu na swój wiek, ma zatarte brzegi, jego struktura jest pokryta znacznie mniejszymi i młodszymi kraterami. Yalode powinien być znacznie głębszy niż jest teraz. Prawdopodobnie reakcje wewnętrznej aktywności sprawiły, że część skorupy w tym miejscu została wypiętrzona w górę zmniejszając głębokość krateru. h ps://solarsystem.nasa.gov/resources/1124/urvara-and-yalode-giant-craters-on- ceres/?category=planets/dwarf-planets_ceres
Rys. 3. Krater Occator, h ps://solarsystem.nasa.gov/resources/1065/mass-was ng-features-along-occator-craters-rim/?
category=planets/dwarf-planets_ceres h ps://solarsystem.nasa.gov/resources/1080/scarp-in-occator-crater/?
category=planets/dwarf-planets_ceres
h ps://solarsystem.nasa.gov/resources/1082/complex-bright-and-dark-material-rela onships-in-occator-crater/?
category=planets/dwarf-planets_ceres
Na zdjęciu (Rys. 3a.) widać skutki ruchu masy na krawędzi krateru (zdjęcie wykonane z odległości około 210 km). Charakterystyczne dla stromych ścian kraterów jest osuwanie się części materii. Poniżej
osuwiska widać zacieki, które spowodowane są prawdopodobnie przesuwaniem się pyłów i uwodnionych minerałów z powierzchni.
Rys. 3b. pokazuje skarpę znajdującą się w środku krateru Occator (zdjęcie z odległości około 42 km).
Niektóre kratery, w szczególności Occator, charakteryzują się jasnymi rejonami (ang. bright spots). Ich pochodzenie jest nieznane, ale podejrzewa się, że są to różne materiały znajdujące się na powierzchni.
Wyróżniają się dużym odbiciem światła, dlatego są tak widoczne. Dokładne badania spektroskopowe pokazują duże ilości węglanu potasu oraz mniejsze ilości chlorku amonu i wodorowęglanu amonu.
Prawdopodobnie materiał ten wskutek wewnętrznych zmian pod plastyczną skorupą po uderzeniu został
wypiętrzony na powierzchnię.
W środku niektórych kraterów widać również mniejsze struktury przypominające wydmy, fale pyłów.
Układają się one w równoległe pasy różnych długości. Tego typu wydmy w kraterze Occator prezentuje zdjęcie na Rys. 3c.
Rys. 4. Bieguny: północny (po lewej) i południowy (po prawej) Ceres. Na północnym biegunie widać kratery Jarovit, Ghanan i Asari oraz górę Ysolo Mons. W okolicach zacienionego bieguna południowego widać kratery A s i Zadeni. Dokładne zdjęcia biegunów oraz pomiary kraterów w tym regionie Ceres pozwoliły naukowcom porównać struktury różnych fragmentów powierzchni. Różnice w kształcie i budowie kraterów są znaczące. Prawdopodobnie powierzchnia Ceres na biegunach różni się od powierzchni w pozostałych regionach. h ps://solarsystem.nasa.gov/resources/633/first-complete-look-at-ceres-poles/?
category=planets/dwarf-planets_ceres
Rys. 5. Wizualizacja 3D (u góry) na bazie zdjęcia góry Ahuna Mons. U dołu zdjęcie góry oraz na dole po prawej zdjęcie kolorowe pokazujące rozkład węglanu sodu na zboczach (niebieski – mała koncentracja, czerwony – wysoka koncentracja). Jest to najwyższa góra na tej planecie karłowatej. Jej wiek szacuje się na kilkaset milionów lat. Prawdopodobnie powstała na skutek wewnętrznych reakcji wulkanicznych. h ps://photojournal.jpl.nasa.gov/jpegMod/PIA21919_modest.jpg
Rys. 6. Pełny Atlas Ceres stworzony na podstawie zdjęć sondy Dawn. Ceres jest podzielona na 4 regiony: dwa regiony
okołobiegunowe (powyżej 60 stopni) oraz dwa regiony na szerokościach poniżej 60 stopni od równika, których nazwy pochodzą od głównych kraterów Occator, Kerwan. h ps://solarsystem.nasa.gov/resources/1466/ceres-survey-atlas/
Rys. 7. Pełna mapa topograficzna z zaznaczonymi nazwami odpowiednich struktur i rejonów. Kolorem niebieskim oznaczono rejony o wysokości około 7,5 km poniżej powierzchni, natomiast kolorem białym najwyższe szczyty (skala pod zdjęciem).
Wykonanie mapy topograficznej jest bardzo trudne. Sonda wykonuje zdjęcia z różnych stron, pod różnym kątem oraz przy różnym naświetleniu. Dzięki temu złożenie zdjęć pozwala wyznaczyć odległości i wymiary struktur na powierzchni bez lądowania. h ps://solarsystem.nasa.gov/resources/1234/ceres-feature-names-september-2016/?category=planets/dwarf- planets_ceres
Powierzchnia Ceres jest bardzo zróżnicowana. Dzięki badaniom spektralnym wiadomo, że znajdują się tam uwodnione minerały (glin, skały), co sugeruje obecność wody w wewnętrznych warstwach Ceres.
W centralnej części krateru Oxo wykryto cząsteczki wody. Prawdopodobnie woda z wnętrza Ceres została podczas uderzenia wypiętrzona w stronę powierzchni. W niektórych kraterach wykryto również związki organiczne. Cała powierzchnia Ceres zawiera znacznie więcej węgla niż meteoryty badane na Ziemi, co może potwierdzać, że Ceres powstała z pierwotnej mgławicy – tej, z której powstał cały Układ Słoneczny. Skład pierwiastków i związków chemicznych wykrytych na powierzchni Ceres pokazuje, że jest ona jednym z tych ciał niebieskich, na których znajdują się podstawowe pierwiastki niezbędne do życia.
Wokół Słońca ze względu na warunki fizyczne można wyznaczyć granicę, poza którą nie może istnieć życie. Ceres, poza składem chemicznym, o którym mówiliśmy, znajduje się na „granicy strefy życia” – a więc jest obiektem dla nas bardzo interesującym.
Pluton
Ponad 192 lat po odkryciu Ceres odkryto kolejną planetę Układu Słonecznego – Plutona (1930 r.).
Obserwacje Neptuna pomogły w odkryciu tej planety, ponieważ zakładano, że nieznany obiekt wpływał na ruch orbitalny Neptuna. Ze względu na bardzo dużą odległość od Ziemi (38 - 50 AU) oraz niewielkie rozmiary Plutona można obserwować tylko przy użyciu dużych teleskopów (oko ludzkie widzi jasności do 6 mag, a Pluton w opozycji ma tylko 13,6 mag).
Pluton ma masę 1,3 ⋅ 10²² kg oraz średnicę 2370 km. Od roku 1992, kiedy znanych było już więcej obiektów pasa Kuipera o podobnych rozmiarach, dyskutowano nad tym, czy Pluton powinien być klasyfikowany jako planeta. Ze względu na niewielkie rozmiary (jak się ostatecznie okazało, jest mniejszy od niektórych satelitów naturalnych, np. od Księżyca) oraz ekscentryczną orbitę, w 2006 roku przestał być planetą, a został zaklasyfikowany do grupy planet karłowatych. Pluton po orbicie porusza się w tym samym kierunku wokół Słońca co inne planety, ale obraca się wokół własnej osi przeciwnie niż większość planet (z wyjątkiem Wenus i Urana), a także podobnie do Urana, obraca się w pozycji poziomej (oś obrotu nachylona jest do płaszczyzny orbity pod kątem prawie 120 stopni). Prawdopodobnie we wczesnych etapach powstawania Układu Słonecznego wydarzyło się coś co zmieniło kierunek jego obrotu. Dzień na Plutonie trwa 6,39 ziemskich dni, natomiast plutoński rok trwa 248,23 lat ziemskich.
Przed wystrzeleniem w kierunku Plutona sondy kosmicznej New Horizons (2006 rok), nie było wiadomo jak wygląda ten odległy obiekt. Dopiero w 2015 roku do Ziemi dotarły pierwsze zdjęcia wykonane przez tę sondę. Świat obiegło pierwsze zdjęcie Plutona, na którym widać jego struktury i zróżnicowanie powierzchni. Najbardziej charakterystyczny region widoczny na zdjęciach nazywano sercem Plutona – oficjalna nazwa to Sputnik Planitia. Możesz to serce zobaczyć na fotografii umieszczonej w tym
e‑materiale (Rys. 8.). Mimo krótkiego przelotu sondy udało się dokonać wielu ciekawych odkryć. Pluton, z racji swojej odległości od źródła ciepła (Słońca) oraz bardzo cienkiej atmosfery, składa się w dużej mierze z lodu. Temperatura, jaka panuje na jego powierzchni, waha się pomiędzy -240°C a -226°C.
Rys. 8. Zdjęcie Plutona w prawdziwych kolorach. h ps://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA19857
Rys. 9. Mozaika zdjęć pokazująca księżyce Plutona: Charon – największy, Nix, Hydra, Kerberos i Styx.
h ps://solarsystem.nasa.gov/resources/246/family-portrait-of-plutos-moons/?category=planets/dwarf-planets_pluto
Rys. 10. Mapa Plutona wykonana przez New Horizons - zróżnicowanie powierzchni. Jasny obszar na środku to Sputnik Plani a (połowa serca). Wokół tego regionu rozciągają się wzniesienia. Dwa najbardziej widoczne rowy na Plutonie: po prawej stronie od Sputnik Plani a to Sleipnir Fossae, po lewej stronie Virgil Fossae. Po lewej stronie widać również obszar pokryty kraterami.
h ps://solarsystem.nasa.gov/resources/818/pluto-global-color-map/?category=planets/dwarf-planets_pluto
Rys. 11. Topograficzna mapa Plutona. Kolorami oznaczono różnicę wysokości (niebieski reprezentuje najniższe rejony stopniowo przechodząc w zieleń, żółty, czerwony.) Szary obszar na mapie nie został zbadany. Litera S na środku oznacza biegun południowy
(South). h ps://photojournal.jpl.nasa.gov/jpegMod/PIA21861_modest.jpg
Powierzchnia Plutona pokryta jest górami, dolinami, równinami i kraterami. Jest znacznie bardziej zróżnicowana niż powierzchnia Ceres.
Największe góry na Plutonie sięgają 3 km (znacznie mniejsze niż na Ceres) i zbudowane są głównie z lodu pokrytego zestalonym metanem.
Rys. 12. Zdjęcie pokazuje górzysty region na powierzchni Plutona oraz głębokie doliny, rozciągające się bardzo nieregularnie pomiędzy wzniesieniami. Niektóre doliny ciągną się nawet przez 600 km. h ps://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA21025
Rys. 13. Zdjęcie pokazuje pojedyncze lodowe góry na równinnej części Plutona – Sputnik Plani a. Plutońskie równiny, które nie pokryte są żadnymi kraterami, przypominają gładką powierzchnię, pokryte są głównie zamrożonym azotem.
h ps://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA19954
Rys. 14. Zdjęcie Plutona, na którym widać fragment rejonu Sputnik Plani a. W lewo od niego rozciągają się górzyste pasma o wysokości do 3,5 km z dwoma głównymi szczytami: Norgay Montes oraz Hillary Montes (przy horyzoncie). Nad horyzontem w blasku Słońca widać warstwy cienkiej atmosfery. h ps://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA19948
Rys. 15. Pluton, jak wszystkie obiekty Układu Słonecznego, ma również kratery. Na niektórych widać oznaki erozji. Wypełnianie się kraterów może dowodzić, że na powierzchnię Plutona działają wewnętrzne siły tektoniczne. Na mapie zaznaczono żółtymi kropkami ponad 1000 sfotografowanych kraterów. h ps://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA20154To
Rys. 16. Mapa pokazująca rozkład wodnego lodu na Plutonie. Tuż obok Sputnik Plani a, w górzystym rejonie, są jedne z największych zasobów wodnego lodu na Plutonie. Rozkład lodów jest bardzo nieproporcjonalny i głównie skupia się
w obszarach górzystych. Metoda, którą wykorzystano do stworzenia tej mapy, niestety nie jest precyzyjna. Pokazuje tylko te miejsca, w których lód wodny nie jest przykryty przez na przykład zestalony metan, azot lub tlenek węgla.
h ps://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA20374
Kiedy Pluton zbliża się do peryhelium (jest blisko Słońca) temperatura jego powierzchni rośnie
i prawdopodobnie lód z powierzchni sublimuje powiększając atmosferę. Gdy oddala się od Słońca, para z powrotem zamienia się w lód i śnieg opadający na powierzchnię. W wyniku tego procesu atmosfera staje się znacznie cieńsza i rzadsza.
Wnętrze tej planety karłowatej jest znacznie cieplejsze niż jego powierzchnia. Prawdopodobnie Pluton jest planetą o aktywności wewnętrznej. Zanik niektórych kraterów, ich zmniejszanie, może potwierdzać tę teorię. Podejrzewa się, że pod lodową skorupą Plutona może znajdować się ocean. Jeżeli Pluton jest aktywny wewnętrznie, to część lodu pod skorupą się topi tworząc właśnie ocean.
Pluton również posiada kriowulkany, czyli wulkany, które zamiast lawy wyrzucają lód. Są nimi Piccard Mons i Wright Mons (nazwy te zostały wymyślone przez zespół Dawn, ale nie zostały zatwierdzone przez Międzynarodową Unię Astronomiczną). Ich istnienie również tłumaczy się prawdopodobną aktywnością wewnętrzną Plutona. Misja kosmiczna New Horizons dostarczyła licznych fotografii, które pozwoliły na postawienie kolejnych, znacznie bardziej szczegółowych niż dotychczas, problemów badawczych.
Pluton i Ceres są najdokładniej zbadanymi planetami karłowatymi, jakie znamy. Misja Dawn dokonała znacznie więcej pomiarów, znajdując się na orbicie Ceres przez okres od marca 2015 do końca
października 2018 roku. Misja New Horizons dokonywała pomiarów jedynie podczas bliskiego przelotu obok Plutona (14.07.2015 r.). Naukowcy nie spodziewali się tak dużej różnorodności na powierzchni Plutona. Sonda New Horizons nie została wyposażona w instrumenty pomiarowe umożliwiające precyzyjne badanie tak skomplikowanych struktur.
Te dwie planety karłowate różnią się wyglądem. Różnice te przede wszystkim wynikają z faktu, że obiekty te znajdują się w różnych rejonach Układu Słonecznego. Różnice temperaturowe sprawiają, że na
powierzchniach zachodzą trochę inne reakcje (na Ceres nie spadnie śnieg tak, jak na Plutonie). Hipotezy powstawania tych planet karłowatych są zupełnie inne. Ceres, pokryta w całości kraterami,
prawdopodobnie jest planetozymalem, który powstawał z pierwotnego pyłu. Pluton prawdopodobnie powstał wskutek zderzania się ciał niebieskich należących do pasa Kuipera. Analiza składu chemicznego materii znajdującej się na powierzchniach tych planet sugeruje, że Ceres jest dużo starszą planetą karłowatą niż Pluton. Trudno jest określić jednoznacznie pochodzenie struktur na obu ciałach. Znając środowiska, w jakich planety karłowate się znajdują, analizując zdjęcia dostarczane przez sondy,
astronomowie mogą jedynie przypuszczać, jaka jest historia powstawania kształtów, struktur i regionów na tych obiektach.
W dalekiej przyszłości, kiedy możliwe będzie umieszczenie łazika badającego powierzchnię (tak jak zrobiono to na Marsie), z pewnością poznamy dokładniejsze scenariusze formowania się powierzchni planet karłowatych oraz ich bardziej szczegółowe mapy. Pewne jest, że są to zupełnie różne ciała niebieskie mimo, że należą to tej samej grupy – planet karłowatych.
Słowniczek
krater uderzeniowy
(ang.: impact crater) zagłębienie w powierzchni planety, które powstało po uderzeniu innego ciała z dużą prędkością. Na jego obrzeżach tworzą się ściany, na kształt koła, w jego środku czasami tworzy się stożkowate wzniesie centralne.
opozycja
(ang.: opposition) sytuacja, w której dwa ciała niebieskie obserwowane z Ziemi znajdują się po
przeciwnych stronach na niebie. Jeżeli jednym z tych ciał jest Słońce, a drugim planeta górna, to jest to sytuacja, w której dana planeta jest najjaśniejsza, ponieważ obserwowana z Ziemi jest w pełni
oświetlona.
planeta górna
(ang.: superior planet) planeta, której orbita leży na zewnątrz orbity Ziemi.
planetozymal
(ang.: planetesimal) zalążek planety, który tworzył się z pierwotnej mgławicy podczas powstawania Układu Słonecznego.
uwodnione minerały
(ang.: hydrated minerals) mieszanka lodów wodnych ze skałami krzemianowymi i solami.
nazwy struktur geologicznych
(pochodzenia łacińskiego używane na mapach topograficznych ciał niebieskich):
Planitia / Planum – płaski, równikowy obszar na powierzchni ciała Mons / Montes – góra na powierzchni ciała niebieskiego
Fossae – fosa, rów
Dorsa – grzbiet, wzniesienie Collis – niskie wzniesienie Cavus – depresja, strome zbocze
Terrae – duży, nieregularny obszar lądowy Faculea = bright spots – jasne regiony
magnitudo [mag]
(ang.: magnitude) jednostka astronomiczna używana do określania jasności obiektów na niebie. Im większa wartość magnitudo, tym słabsza jasność obiektu.
Animacja 3D
Planety karłowate – Pluton i Ceres – jak mogą wyglądać?
Obejrzyj animację, zawierającą fragmenty wizualizacji Plutona i Ceres, udostępnione przez NASA oraz modele 3D tych planet.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Modele 3D Plutona i Ceres
Pluto - Model 3D [Źródło: NASA Visualiza on Technology Applica ons and Development (VTAD)]
Ceres - Model 3D [Źródło: NASA Visualiza on Technology Applica ons and Development (VTAD)]
Polecenie 1
Przyjrzyj się dokładnie powierzchniom Ceres i Plutona. Wypisz ich główne cechy.
Uzupełnij
Polecenie 2
Porównaj cechy charakterystyczne powierzchni dwóch planet karłowatych - Ceres i Pluton. Zastanów się, co je różni?
Uzupełnij
Sprawdź się
Ćwiczenie 1
Na którym zdjęciu jest Ceres?
https://solarsystem.nasa.gov/resources/1075/ceres-internal-structure-artists-concept/?
category=planets/dwarf-planets_ceres
https://solarsystem.nasa.gov/resources/855/color-pluto/?category=planets/dwarf- planets_pluto
https://solarsystem.nasa.gov/resources/102/natural-and-false-color-views-of-europa/?
category=moons/jupiter-moons_europa
Ćwiczenie 2
Na którym zdjęciu jest Pluton?
https://solarsystem.nasa.gov/resources/1075/ceres-internal-structure-artists-concept/?
category=planets/dwarf-planets_ceres
https://solarsystem.nasa.gov/resources/855/color-pluto/?category=planets/dwarf- planets_pluto
http://hubblesite.org/image/4061/gallery
Ćwiczenie 3
Na jakiej planecie karłowatej znajduje się góra Ahuna Mons?
Ceres, Pluton, Eris Odpowiedź: ...
Ćwiczenie 4
W którym roku odkryto Plutona?
Odpowiedź: ...
Ćwiczenie 5
Ile lat minęło pomiędzy okryciem Ceres a Plutona?
192, 87, 131, 202 Odpowiedź: ...
Ćwiczenie 6
Jakie struktury są najbardziej charakterystyczne dla Ceres?
Odpowiedź: kratery / góry / morza Ćwiczenie 7
Na której z dwóch najbliższych Ziemi planet karłowatych znajdują się wyższe góry?
Odpowiedź: {Pluton} / {#Ceres}
Ćwiczenie 8
Jaka mniej więcej jest różnica wysokości na Ceres – pomiędzy najniższymi i najwyższymi znanymi punktami?
100 km 5 km 15 km 75 km Ćwiczenie 9
Jak nazywa się oficjalnie najbardziej znany równinny obszar Plutona, pokryty lodem azotowym, potocznie nazywany połową serca Plutona?
Hanami Planum, Sputnik Plani a, Ahuna Mons, Ysolo Mons Odpowiedź: ...
Ćwiczenie 10
Wybierz w tekście odpowiednią odpowiedź:
Jednym z najwyższych szczytów na Ceres jest {#Ahuna Mons} / {Norgay Montes}. Ma 4 kilometry wysokości i mierzy 17 km szerokości u swojej podstawy. Na tej górze misja kosmiczna {#Dawn} / {New Horizons}
odkryła duże ilości {siarki} / {#węglanu sodu}. Prawdopodobnie jest kriowulkanem. Jest to jedyna tego typu struktura na Ceres.
Ćwiczenie 11
Na podstawie mapy topograficznej Ceres podaj nazwę najwyższego pasma górskiego.
Odpowiedź: ...
Ćwiczenie 12
Podaj nazwę krateru na Ceres, gdzie znaleziono najwięcej jasnych plam (bright spots), składających się prawdopodobnie z soli.
Odpowiedź: ...
Dla nauczyciela
Imię i nazwisko autora: Monika Sitek
Przedmiot: Fizyka
Temat zajęć: Jak wyglądają najbardziej znane planety karłowate, czyli Pluton i Ceres?
Grupa docelowa: III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony
Podstawa programowa:
Cele kształcenia - wymagania ogólne
IV. Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy materiałów źródłowych, w tym tekstów popularnonaukowych.
Zakres rozszerzony
Treści nauczania - wymagania szczegółowe I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych
postaciach;
IV. Grawitacja i elementy astronomii. Uczeń:
9) opisuje budowę Układu Słonecznego i jego miejsce w Galaktyce, posługuje się pojęciami jednostki astronomicznej, roku świetlnego i parseka.
Kształtowane
kompetencje kluczowe:
Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:
kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji, kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,
kompetencje cyfrowe,
kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.
Cele operacyjne:
Uczeń:
1. nazywa podstawowe struktury powierzchniowe planet karłowatych, 2. potrafi na podstawie zdjęć określić strukturę powierzchniową
planety karłowatej i podać hipotezy jej powstania,
3. wymienia podobieństwa i różnice budowy Ceres i Plutona.
Strategie nauczania: formative feedback Metody nauczania: pokaz multimedialny
Formy zajęć: Praca w parach, praca z multimedium
Środki dydaktyczne: Rzutnik i/lub urządzenia multimedialne na uczniów
Materiały pomocnicze:
e‑materiały:
”Co to są planety karłowate?”
”Jak powstał Układ Słoneczny?”
PRZEBIEG LEKCJI Faza wprowadzająca:
Nauczyciel pyta uczniów o definicję planet karłowatych. Uczniowie dzielą się ze sobą wzajemnie wiedzą ogólną na temat planet karłowatych.
Nauczyciel nakierowuje uczniów na rozważania związane z trudnościami obserwacji takich obiektów i poznawania ich struktur.
i poznawania ich struktur.
Nauczyciel zadaje główne pytanie: które planety karłowate są najbardziej znane? Stara się naprowadzić uczniów na Plutona i Ceres.
Następnie nauczyciel w oparciu o dyskusję uczniów formułuje cele lekcji, które muszą być sprecyzowane i jasne dla uczniów (w oparciu o cele zawarte w e materiale).
Faza realizacyjna:
Nauczyciel przedstawia uczniom najważniejsze struktury, jakie mogą występować na planetach (góry, morza, doliny, rowy, itp.). Wyświetla animację Ceres. Uczniowie w parach przeprowadzają rozważania na temat ich hipotez o powstawaniu struktur, jakie akurat oglądają. Nauczyciel wypisuje, podawane przez uczniów, podstawowe, charakterystyczne cechy budowy Ceres.
Nauczyciel wyświetla animację dotyczącą drugiej planety karłowatej - Plutona. Uczniowie, analogicznie jak przy poprzedniej planecie, w parach dyskutują o wyświetlanych strukturach.
Nauczyciel na drugiej tablicy wypisuje cechy charakterystyczne Plutona.
Nauczyciel na każdym etapie pracy uczniów analizuje ich pracę, tłumaczy gdzie ich rozumowanie jest poprawne, a gdzie są błędy, podsuwa różne pytania pobudzające w uczniach szukanie najtrafniejszych rozwiązań.
Uczniowie, w oparciu o notatki, dokonują zestawienia cech wspólnych oraz cech różniących obie planety karłowate i hipotez ich powstawania.
Pary wymieniają się notatkami i analizują pracę kolegów i koleżanek.
Uczniowie wymieniają się poglądami i argumentami: Kto się zgadza z wnioskami drugiej pary, a kto nie? Dlaczego?
Faza podsumowująca:
Nauczyciel rozpoczyna krótką dyskusję na temat cech planet karłowatych. Nauczyciel pyta uczniów, czy zmieniły się ich wiedza i poglądy na temat planet karłowatych.
Następnie uczniowie, w celu utrwalenia zdobytej wiedzy, wykonują wszystkie zadania z części
„Sprawdź się”.
Praca domowa:
1. Uczniowie wykonują zadania z zestawu ćwiczeń.
2. Chętni uczniowie w domu czytają informacje o planetach karłowatych z części „Przeczytaj”. Mogą również ponownie obejrzeć animację. W oparciu o zdobytą wiedzę, a także materiały dodatkowe, tworzą opis innej planety karłowatej z Układu Słonecznego (Makemake, Haumea, Eris). Uczniowie zdolniejsi mogą wykonać własną animację lub plakat przy użyciu dostępnych w internecie zdjęć.
Wskazówki metodyczne opisujące różne
zastosowania danego multimedium:
Animacja prezentowana jest na lekcji. Może również posłużyć do utrwalenia wiedzy uczniów w czasie pracy w domu lub jako źródło inspiracji podczas wykonywania opisanego wyżej projektu.
