Układ Słoneczny Układ Słoneczny Ziemi Fizyka i Chemia

(1)

Fizyka i Chemia Ziemi

T.J. Jopek jopek@amu.edu.pl

IOA UAM Układ Słoneczny cz. 1

2013-12-18 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 1

Układ Słoneczny we Wszechświecie

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.

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.

2013-12-18 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi

Kometa Halleya

4

rok 1910

(2)

Układ Słoneczny Kometarny Obłok Oorta (Wizja artystyczna )

2013-12-18 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 5 2013-12-18 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 6

Obłok Oorta i Pas Kuipera – ilustracja schematyczna

(3)

Obiekty z pasa Kuipera

QB1 1992

QY9 1995

KR16 1999

Największe znane obiekty trans-Neptunowe (TINO)

(4)

Układ Słoneczny.

Porównanie rozmiarów orbit.

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.

Kometa Halleya

16

rok 1910

Układ Planetarny

Merkury Wenus Ziemia Mars Jowisz Saturn Uran Neptun 0.387 0.723 1 1.524 5.203 9.539 19.18 30.06 Średnie odległości planet od Słońca w jednostkach astronomicznych (JA)

Układ Planetarny - klasyfikacja

Planety grupy ziemskiej:

Merkury Wenus Ziemia Mars

Planety olbrzymy:

Jowisz

Saturn

Uran

Neptun

(5)

2013-12-18 19

Układ Planetarny – klasyfikacja

Planety ziemskie

Planety olbrzymy

T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi

Reguła T-B ma m.in. postać:

k a _TB a _Obs

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 Uranus 64 19.6 19.2

J.D. Titus J.E. Bode

Odległości planet od Słońca

Reguła Tytusa Bodego z lat 1766-72

(jed. astr.)

k +

= a _TB 0.4 0.3 

a

TB

- średnia odległość planety od Słońca

Słońce – kula gazowa, gwiazda typu G2

Średnica

[km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr.

[doba]

Ok. obie.

[doba] Temp [K] a [JA]

1400 000 2*10³⁰ 617.5 34 - 5500 -

Vu – prędkość ucieczki ze Słońca (II prędkość kosmiczna) Ok. obr – okres obrotu wokół osi,

Ok. obie. – okres obiegu orbitalnego wokół Słońca, Temp – temperatura na powierzchni Słońca, a – średnia odległość od Słońca .

Słońce

Średnica

[doba]

Ok. obie.

1400 000 2*10³⁰ 617.5 34 - 5500 -

Solar Dynamic Observatory od 2010.02.10 na orbicie

(6)

II prędkość kosmiczna (prędkość ucieczki) - V _U

Ruch termiczny cząstek atmosfery

R V _U  2 GM

M – masa planety R – promień planety G- stała grawitacji

V

_U

< V

_gas

- cząsteczka ucieka z planety w kosmos

Aktywność Słońca

Plamy na powierzchni Słońca.

Protuberancje – gigantyczne wyrzuty materii słonecznej

SDO – wpływ aktywności Słońca na magnetosferę Ziemi

Wnętrze Słońca – schemat.

Jądro wodorowo helowe. (15 mln K)

Strefa radiacyjna

Strefa konwekcyjna

Skład chemiczny Słońca:

•

wodór ~70%,

•

hel ~27%

Cykl p-p







 p D e

^

p







 p He

D ³

p p He He

He 

³



⁴

 

3

Źródło energii

promienistej Słońca –

rezultat przemiany

wodoru w hel

(7)

Merkury

Średnica

[doba]

Ok. obie.

4878 3.3*10²³ 4.3 58.65 87.98 452 0.387

Mariner 10 (1974) fly by

Messenger orbiter (2011)

Powierzchnia Merkurego: morza, urwiska, kratery, ... .

Budowa wewnętrzna Merkurego

Wenus

^Średnica_[km] ^{Masa [kg]} ^{Vu [km/s]} ^{Ok. obr.}_[doba] ^{Ok. obie}_[doba] ^{Temp [K]} ^{a [JA]}

12104 4.87*10²⁴ 10.4 243.0 224.7 726 0.723

Lądownik BEHEPA 9 (1975)

(8)

Wenus Struktury powierzchniowe

Topografia Wenus, sonda Magellan.

(9)

Topografia Wenus, sonda Magellan.

2013-12-18 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 39 2013-12-18 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi

Wnętrze planety Wenus

40

Ziemia

Średnica

[doba]

Ok. obie.

12756 5.98*10²⁴ 11.4 23.93 365.26 281 1

Współczesne sposoby monitorowania Ziemi

Satelita Ers-1

(10)

Współczesne sposoby monitorowania Ziemi

Zakresy fal E-M w monitorowaniu Ziemi

Pomiary altimetryczne

Współczesne sposoby monitorowania Ziemi

(11)

Ziemska atmosfera – prognozowanie pogody

Zawartość ozonu nad biegunami Ziemi

Topografia mórz, lądów, płyt tektonicznych

(12)

Monitorowanie Antarktydy

Ukształtowanie lądów

Komputerowa synteza obrazów 3D

Monitorowanie zmian środowiska naturalnego

Ślady eksploatacji lasów w Amazonii

Ślady w atmosferze w wyniku ruchu lotniczego

(13)

Mars

^Średnica_[km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr.

[doba]

Ok. obie

6787 6.42*10²³ 5.0 1.026 686.98 240 1.524

Widok z lądownika Wiking (1976)

Lądowanie robota SPIRIT na Marsie

(Robot aktywny w latach 2004-10)

Kanały na Marsie?

Mapa powierzchni Marsa ~1900 G. Schaparelli.

Mars, struktury powierzchniowe

(14)

Mars, struktury powierzchniowe

Mars, obszary polarne

Mars, struktury powierzchniowe

(15)

Mars, szczegóły na powierzchni

Mapa powierzchni Marsa

Budowa wnętrza Marsa

Marsjańskie księżyce

Deimos

Phobos

(16)

2013-12-18 68

Układ Planetarny – klasyfikacja

Planety ziemskie

Planety olbrzymy

T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi

Jowisz

^Średnica_[km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr.

[godz]

Ok. obie

[lata] Temp [K] a [JA]

142 800 1.9*10²⁷ 59.5 9.8 11.86 120 5.203

Misje Pioneer 1973, Voyager 1979, Galileo 1989 Cassini-Huygens 1997

1989 1973

1979

1997

Struktury powierzchniowe

Zjawiska w atmosferze

(17)

Budowa wnętrza Jowisza

73

Księżyce Jowisza

2013-12-18

74 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi

Obecnie odkryto 67 księżyców Jowisza

Pierścienie planet składają się z ogromnej liczby niewielkich ciał.

Wizja „artystyczna”

4 największe księżyce Jowisza (tzw. Galileuszowe) Aktywność wulkaniczna na księżycu Io

AD 1979)

(18)

Saturn

Średnica

[godz]

Ok. obie

120660 5.69*10²⁶ 35.6 10.2 29.46 88 9.539

Misje Pioneer 1973, Voyager 1979, Galileo 1989 Cassini-Huygens 1997

1989 1973

1979

1997

Struktury powierzchniowe na Saturnie

Zjawiska w atmosferze Saturna

Zorze polarne

Wyładowania atmosferyczne

Pierścienie Saturna

(19)

Wnętrze Saturna

Księżyce Saturna

Obecnie odkryto 53 księżyce Saturna)

2013-12-18

Mimas (2010)

T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 83

Enceladus (2005)

Dione (2009)

Thetys

Tytan i Thetys (2009 )

Hiperon (2005) Iapetus (2007)

Misja do księżyca Tytan

Lądownik sondy Huygens „usiadł” na Tytanie w roku 2005

(20)

Trajektoria sondy Cassini-Huygens w latach 1997-2004

Jeziora metanowo-etanowe na Tytanie.

Po prawej porównanie rozmiarów z Jeziorem Superior Sonda Huygens

Obrazy powierzchni Tytana

Mapa powierzchni Tytana (2005 …)

Uran

1986 Średnica

[godz]

Ok. obie

51118 8.68*10²⁵ 21.3 17.9 84 59 19.18

(21)

Atmosfera, pierścienie i księżyce Urana

Odkryto 27 księżycy Urana

Wnętrze Urana

Miranda

Ariel

Umbriel

Tytania

Oberon

(22)

Neptun

1989 Średnica

[km] Masa [kg] Vu [km/s] Ok. obr [godz]

Ok. obie

49528 1.02*10²⁶ 23.3 19.1 164.8 48 30.06

Reguła T-B ma m.in. postać:

k a _TB a _Obs

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

Odległości planet od Słońca

Reguła Tytusa Bodego z lat 1766-72 (jed. astr.)

k +

= a _TB 0.4 0.3 

a

TB

- średnia odległość planety od Słońca

Wnętrze Neptuna

(23)

Układ Słoneczny Układ Słoneczny Ziemi Fizyka i Chemia

Fizyka i Chemia Ziemi

T.J. Jopek jopek@amu.edu.pl

IOA UAM Układ Słoneczny cz. 1

Układ Słoneczny we Wszechświecie

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.

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

rok 1910

Układ Słoneczny Kometarny Obłok Oorta (Wizja artystyczna )

Obłok Oorta i Pas Kuipera – ilustracja schematyczna

Obiekty z pasa Kuipera

QY9 1995

Największe znane obiekty trans-Neptunowe (TINO)

Układ Słoneczny.

Porównanie rozmiarów orbit.

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.

Kometa Halleya

rok 1910

Układ Planetarny

Merkury Wenus Ziemia Mars Jowisz Saturn Uran Neptun 0.387 0.723 1 1.524 5.203 9.539 19.18 30.06 Średnie odległości planet od Słońca w jednostkach astronomicznych (JA)

Układ Planetarny - klasyfikacja

Planety grupy ziemskiej:

Merkury Wenus Ziemia Mars

Planety olbrzymy:

Jowisz

Saturn

Uran

Neptun

Układ Planetarny – klasyfikacja

Planety ziemskie

Planety olbrzymy

Reguła T-B ma m.in. postać:

k a TB a Obs

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 Uranus 64 19.6 19.2

J.D. Titus J.E. Bode

Odległości planet od Słońca

Reguła Tytusa Bodego z lat 1766-72

(jed. astr.)

k a _TB a _Obs

= a _TB 0.4 0.3 

II prędkość kosmiczna (prędkość ucieczki) - V _U

R V _U  2 GM

D ³