PREDAVANJE 12

Planeti i drugi objekti Sunčevog sustava

Objekti u Sunčevom sustavu

Planet je kuglasto tijelo veće od 1000 km: Sunčev sustav naselio bi se desetcima planeta!

a)Planet je svemirsko tijelo takve mase da mu vlastita gravitacija nadvlada sile čvrstog tijela i omogući hidrostatičku ravnotežu te time (gotovo) oblik kugle.

b)Obilazi oko zvijezde, pa nije niti zvijezda niti planetski satelit

Sunčev sustav imao bi 12 planeta: 8 + Pluton/Haron (dvojni planet) + Ceres + UB313

a)=

b)Obilazi oko Sunca

c)Gravitacijski dominira u području svoje staze: 8 planeta

planeti + patuljasti planeti + asteroidi

U Sunčevu sustavu nađeno:

• velika kuglasta tijela – koja svatko smatra planetima,

• asteroidi kao stjenovita tijela nepravilna oblika,

• mala kuglasta tijela kao Pluton, Haron, Sedna, UB313 – koji se sada zove Eris

Definicija planeta

IAU (International Astronomical Union), Prag, 2006.

Definicija planeta u Sunčevom sustavu

1. nalazi se u orbiti oko Sunca 2. ima dovoljnu masu, vlastitu gravitaciju dovoljnu da se ostvari

hidrostatska ravnoteža (sferni oblik tijela)3. dominira u svojoj putanji

Patuljasti planetZadovoljava prva dva (od tri) kriterija za planete + 1 dodatni:

1. nalazi se u orbiti oko Sunca 2. ima dovoljnu masu, vlastitu gravitaciju dovoljnu da se ostvari

hidrostatska ravnoteža (sferni oblik tijela)3. dominira u svojoj putanji 4. nije satelit

Malena nebeska tijelaSva druga tijela koja ne ispunjavaju gornje uvjete a orbitiraju oko Sunca! • Asteroidi• Transneptunski objekti (TNO)• Komete• Drugi objekti

Pluton je patuljasti planet, prototip je nove vrste TNO-a koji su nazvani PLUTOIDI.

Transneptunska tijela (Kuiperov pojas), više od 1000mnogi s promjerom >200 km

Kuiperov pojas

OORTOV

Transneptunska tijela

Većina asteroida u Sunčevom sistemu nalazise u asteroidnom pojasu između Marsa iJupitera, te u Kuiperovu pojasu. Do sada ihje otkriveno blizu 80 000, a oko 11 000 ih jedobilo službena imena - redni broj i ime.Procjenjuje se da bi ih u našem sistemumoglo biti nekoliko milijuna.

Asteroidi ili planetoidi su mala čvrsta tijela. U usporedbi s planetama mnogosu manji i najčešće nepravilnog oblika. Nastali su od ostatakaprotoplanetarne tvari koja se nije pripojila planetama. Najčešće kruže okomatične zvijezde vlastitom putanjom ili kao prirodni sateliti većih planeta.

U početku su asteroidi bili podijeljeni u tri grupe prema sastavu površinskog materijala, odnosno svojstvima površine: boji, albedu (koeficijentu refleksije) i spektralnom tipu. Broj grupa u ovoj podjeli raste s otkrićima novih asteroida i trenutno ih ima 14.

Prve tri grupe su:S-tip: silikatni asteroidi, sačinjavaju 75% svih otkrivenih asteroidaC-tip: karbonski (ugljični) asteroidi, sačinjavaju 17% svih otkrivenih asteroidaM-tip: metalni asteroidi, sačinjavaju 8% svih otkrivenih asteroida

Ostale grupe, prema spektralnoj klasifikaciji:Asteroidi A-tipaAsteroidi B-tipaAsteroidi D-tipaAsteroidi E-tipaAsteroidi F-tipaAsteroidi G-tipaAsteroidi P-tipaAsteroidi Q-tipaAsteroidi R-tipaAsteroidi T-tipaAsteroidi V-tipa

Korado Korlević i dr.

Zvjezdarnica Višnjan

Krateri veći od 1 km

Komet (prema grč. ϰομήτης: dugokos; zvijezda repatica) je nestalnonebesko tijelo u Sunčevu sustavu kojima su staze vrlo izdužene, aravninu ekliptike mogu presijecati pod bilo kojim kutom.Njihovo je osnovno tijelo jezgra, rahla tvorevina smrznutih tvari, leda sprašinom. Oko jezgre razvija se koma (koja zajedno s jezgrom čini glavukometa), a iz nje rep.

Hale-Bopp 29. ožujak 1997. Pazin

Halleyev komet1986. godine

https://www.youtube.com/watch?v=WKrK0GS3gTU

1P/Halley

Period 74–79 godina

Komet - građa

ESA (European Space Agency)ROSETTAKomet: 67P/Churyumov–Gerasimenko

Lansirana 2004.Misija završila krajem 2015.http://sci.esa.int/rosetta/

Komet Čurjumov-Gerasimenko je komet s trenutnim ophodnim vremenom6,45 godina, i putuje brzinom 135 000 km/h.Kroz perihel je opet prošao (najbliži položaj do Sunca) 13. kolovoza 2015.Komet su otkrili Klim Čurjumov i Svetlana Ivanova Gerasimenko 1969.

Svemirska letjelica Rosetta lansirala sonduPhilae koja se uspješno spustila na kometna dan 12. studenog 2014. i tako je postalaprva svemirska letjelica koja je sletjela najezgru kometa. Ona je lansirana 2. ožujka2004. iz svemirskog centra u FrancuskojGvajani pomoću rakete Ariane 5G, a sastojise od dvije glavne komponente: sondeRosetta i landera Philae

STARDUST prošao pored kometa Wild-2 4. I. 2004. približio se na 240 km iuzeo uzorke čestica praha iz kome. Snimio kuglastu jezgru promjera 5 km čijaja površina prošarana dubokim jamama. Vratio se 15.I.2006.

Povrat sonde Stardust

Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidiNa zvjezdanom nebu često možemo opaziti “zvijezdu padalicu”. Radise o sićušnom nebeskom tijelu koje ulijeće u Zemljinu atmosferu gdjeizgara.Opažana pojava se naziva meteor (grč. meteoros što znači “pojava uzraku”), dok se naziv meteorid koristi za tijelo koje ulazi u atmosferuZemlje i izaziva svjetlosnu pojavu. Padne li meteorid na Zemlju tadaobično dobiva ime meteorit.

Malih su dimenzija promjera su od 10-6 m do nekoliko metara. Meteoridi u atmosferi Zemlje dostižu brzine od 12 do 72 km/s.

Uslijed svoje velike brzine imaju značajnu kinetičku energiju naglim usporavanjemmeteorida u Zemljinoj atmosferi, kinetička energija prelazi u toplinsku (zagrijavanjemeteorida, uslijed čega on može i potpuno izgorjeti) i svjetlosnu (uslijed velike brzinemeteorida u prostoru ispred njega zrak se zgušnjava i grije do temperature od nekolikotisuća stupnjeva, što dovodi do ionizacije. Rekombinacijom, u kojoj ionizirani atomprihvaća izgubljeni elektron, a također i prelaskom pobuđenih atoma u niže energetskostanje, nastaje svjetlost).

Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidi

Proces je energetski vrlo izdašan; usporavanje meteorida u Zemljinojatmosferi i pretvorba kinetičke energije u toplinsku, odvijaju se vrlo brzo pase nastala svjetlost može opažati iz velikih udaljenosti (većina meteoridasagorijeva u visinama od 80 do 100 km).Uslijed ionizacije okolnog plina, meteore je moguće i detektirati radarski(radiovalovima).Najčešće opažani meteori imaju trajanje do nekoliko sekundi.Tipični sjajniji meteori imaju sjaj usporediv sa sjajnijim zvijezdama, a duljinaim je obično više desetaka stupnjeva.Posebno su impresivne pojave vrlo sjajnih meteora, koji se nazivaju bolidi.Mogu biti sjajniji od punog Mjeseca pa se ponekad opaze i danju. Kako seradi o većim tijelima, ona obično ne uspiju potpuno sagorjeti u atmosferi papadnu na Zemlju. Stoga je opažanjem bolida moguće odrediti mjestonjegova eventualnog pada.Mikrometeoridi, zbog svojih malih dimenzija, ne “sagorijevaju” u atmosferi,nego se uspore i talože na Zemlju poput prašine.

Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidiVeći meteoriti stvaraju kratere poput onih na Mjesecu:

• Barringerov krater u Arizoni (Diablov kanjon). Promjera je 1300m i dubine 173m, a rubovise izdižu 4050 m iznad platoa. Geološka ispitivanja su pokazala da je nastao padommeteorita od 2 milijuna tona i to prije 25 000 godina (kinetička energija ovog posljednjegvelikog meteorida odgovarala je energiji 30 megatonske hidrogenske bombe!).

• Udarima masivnijih tijela Zemlja je bila izložena u svojoj veoma ranoj povijesti, prijenekih četiri milijarde godina. U tim procesima najvjerojatnije su nastali “udarni bazeni”ispunjeni lavom, a koje su kasnije prekrili oceani. Geološka aktivnost prekrila je kratere ikarakteristične reljefne oblike koje su udari meteorida ostavili na Zemljinoj površini.Stoga je danas teško prepoznati i otkriti mjesta pada velikih meteorita.

• Veliki krater promjera 100 km nalazi se nedaleko od jugoistočnog dijela poluotoka Tajmir(u Sibiru).

• U Njemačkoj, pokraj grada Nördlingena otkriven je krater promjera 24 km. Urazotkrivanju karakterističnih udarnih reljefa pomažu satelitski snimci Zemljine površine.

• Poznat je satelitski snimak (iz Landsat satelita) jezera kružnog oblika koje obilježavaobrise Manicuagan kratera u Kanadi nastalog udarom meteorita pred 210milijuna godina.Promjer kratera je oko 60 kilometara.

• Najpoznatiji recentni slučaj svakako je “Sibirski meteorit”, koji je 30. lipnja 1908. godine usilovitom udaru potpuno uništio tajgu u polumjeru od 80km. Ostaci “Sibirskogmeteorita” još nisu pronađeni, tako da je ovaj događaj još uvijek tajna i izazov brojnimistraživačima.

Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidiMeteoridi na Zemlju padaju svakodnevno Zemlja dnevno dobije na masi 1000 do

10000 tona za milijun godina masa Zemlje se na ovaj način poveća za 0,00000004%

Za nas je zanimljiv slučaj meteorita poznatog kao Zagrebačko željezo, koji je26. svibnja 1751. godine pao kod mjesta Hraščine u Hrvatskom Zagorju.Meteorit se zabio u zemlju i izvađena su dva metalna komada, jedan maseoko 40kg, a drugi mase oko 9kg. Čuvaju se u bečkom Prirodoslovnommuzeju. Polirana pločica od tog meteorita (mase svega 0,56 g) nalazi se i uzagrebačkom Prirodoslovnom muzeju.Tadašnji ravnatelj tvornice porculana u Beču A. Widmannstätten ispitao jeZagrebačko željezo (ili tzv. Hraščinski meteorit) na način da je izbrusio ipolirao jednu pločicu meteorita i podvrgao je visokoj temperaturi. Tada sunastale pravilne figure (tzv. Widmannstättenove linije) koje i danaspredstavljaju jedan od načina dokazivanja meteoritskog porijekla željeznihmeteorita.Prema porijeklu meteoridi se općenito mogu svrstati u dvije skupine. Prvučine oni nastali raspadom kometa. Sastoje se od sitnih čestica i leda pa nemogu stići do površine Zemlje “ispare” u atmosferi. Druga skupina jeasteroidnog porijekla.

Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidi

Widmannstättenove linije (figure)

Meteori, meteoridi, meteoriti, bolidi

NAJAKTIVNIJI METEORSKI POTOCI

Ime potoka koordinate radijantadatum

maksimumasatna frekvencija

a(o) d(o)

QUADRANTIDI 232 50 3.I 35

LYRIDI 272 34 22.IV 12

ETA AQUARIDI 336 1 5.V 15

DELTA AQUARIDI 339 16 28.VII 20

PERSEIDI 46 58 12.VIII 50

ORIONIDI 95 15 22.X 25

S TAURIDI 53 14 6.XI 15

N TAURIDI 57 22 10.XI 5

LEONIDI 153 22 17.XI 12

GEMINIDI 113 33 13.XII 60

URSIDI 217 76 22.XII 5

Planeti i druga tijela Sunčevog sustava

Nagnutost osi rotacije planeta prema ekliptici

TERESTRIČKI PLANETI(ZEMLJINA SKUPINA PLANETA)

Merkur, Venera, Zemlja, Mars

ASTEROIDI

ASTEROIDI

ASTEROIDI

ASTEROIDI

ASTEROIDI

ASTEROIDI

ASTEROIDI

Velika poluos staze = 0,387 aj = 57 910 000 kmekscentricitet e = 0,206inklinacija i = 7o

promjer ekvatorski = 4 879,4 km nagib ekvatora e = 0o

M = 0,33.1024 kg = 0,055 MZ

Gustoća relativna ρ = 5,43spljoštenost 0siderička godina Prev = 88 dsiderički dan Prot = 58,65 dsinodički dan Sd = 176 dB=0,007 BZ

T= 100 K - 720 KBrzina oslobađanja iznosi 4,3 km/s

Fizičko stanje Merkura razlikuje se od Zemljina. Merkur je planet čvrste površine, bez atmosfere i bez vode. U tome je, kao i po reljefu, veoma sličan Mjesecu.

Merkur

Merkur Sunčeva pjega

Tranzit Merkura kojeg smo promatrali09. svibnja 2016.

MARINER 10 (proučavala Merkur i Veneru)

MESSENGER

Velika poluos staze = 0,723 aj = 108 160 000 kmekscentricitet e = 0,0068inklinacija i = 177,3o

promjer ekvatorski = 12 103,6 km M = 4,869.1024 kg = 0,815 MZ

Gustoća relativna ρ= 5,24spljoštenost 0siderička godina Prev = 224,7 dsinodička godina 583,9 dsiderički dan Prot = 243,02 dsinodički dan Sd = 116,7 dT= 750 K, p = 95 barBrzina oslobađanja iznosi 10,3 km/s

Venera je tek nešto manja od Zemlje, no fizičkim stanjem bitno serazlikuje od Zemljina. Venera je planet čvrste površine s gustom i neprozirnomatmosferom od ugljikova dioksida, u kojoj je učinak staklenika doveo doenormne površinske temperature. Po reljefu sliči Zemlji s time da je cijelalitosfera jedna tektonska ploča. Od svih planeta ima najduži dan.

CO2 0,965 HCl 0,5 ppm

N2 0,035 HF 5 ppb

Venera retrogradno gibanje kao i Uran

Tranzit Venere preko solarnog diska

Stvarne boje pri Venerinu tlu

Boje tla kad se ukloni učinak atmosfere

Zemlja

Velika poluos staze = 149 598 261 kmekscentricitet e = 0,0167 polumjer ekvatorski = 6378,1 km, polumjer polarni =6356,8 km, srednji polumjer = 6371 km M = 5,972.1024 kg gustoća relativna ρ =5,51 g/cm3

Temperaturni interval: -89,2 < T/oC < 56,7Brzina oslobađanja 11,1 km/sSateliti: jedan prirodni satelit, 1070 aktivnih umjetnih satelita, 21 000 malenih tijela većih od 10 cm (24. listopad 2013.)

Velika poluos staze = 384 400 kmekscentricitet e = 0,055promjer ekvatorski = 3 476 kmM = 7,35.1022 kg = MZ/81,3

gustoća relativna ρ = 3,34spljoštenost 0siderički mjesecPrev,rot = 27,321 661 5 dsinodički mjesec S = 29,530 588 3 d-170 < T/oC < 130Brzina oslobađanja 2,37 km/s

Mjesec je svemirsko tijelo najbliže Zemlji, uzrok pomrčina. Jedino jetijelo na koje je čovjek zakoračio. Nema ni atmosferu ni tekuću vodu, pa ječvrsta površina sačuvala obilježja po redu nastajanja. Izravna istraživanjanjegove tvari znatno su unaprijedila poznavanje tijela Sunčeva sustava.

Mjesec

https://www.youtube.com/watch?v=yukSqUkKj7c

Velika poluos staze = 1,524 aj = 227 900 000 kmekscentricitet e = 0,093nagib ekvatora e = 25,2o

promjer ekvatorski = 6 794 kmM = 0,642.1024 kg = 0,107 MZ

Gustoća relativna ρ = 3,94spljoštenost 0,0065siderička godina Prev = 687,0 dsinodička godina 583,9 dsiderički dan Prot = 24,6229 h = 1 d 37 min 22,4 s �sinodički dan Sd = sol = 24,6597 h = 1 d 39 min 34,9 s �ubrzanje sile teže 3,71 m/s2

brzina oslobađanja 5,02 km/sMars je gotovo dva puta manji od Zemlje. Trajanje dana i nagib njegove osi

prema ravnini gibanja, oponaša Zemljina svojstva. Znatan ekscentricitet stazedoprinosi pojavi godišnjih doba. Pogled sa Zemlje na Marsu otkriva bijele polarnekape, crvenkastonarančastu površinu tamnijih i svijetlijih dijelova, te veoma rijetkuatmosferu od ugljikova dioksida koju katkada zamute globalne pješčane oluje.Pripovršinski tlak iznosi 140-ti dio tlaka na Zemlji, a temperatura se kreće ispod ništice.Ima dva malena pratioca, Phobosa (Fobosa) i Deimosa (Dejmosa).

Mars

6 794 km

Tarsejsko gorjeVulkan

Olympus Mons

(Olimpsko brdo)

27 km

Roveri blizanci: Spirit i Opportunity

Presušena riječna korita

Valles Marineris

JOVIJANSKI PLANETI(JUPITEROVA SKUPINA PLANETA)

Jupiter, Saturn, Uran, Neptun

Jupiter

Saturn

Uran

Neptun

a = 5,203 aj = 778 400 000 kmekscentricitet e = 0,049nagib ekvatora e = 3,1o

promjer ekvatorski 142 984 kmM = 1898,8.1024 kg = 317,8 MZ

Gustoća ρ= 1,33spljoštenost = 0,065sid. godina Prev = 11,87 god = 4335 dsinod. godina = 398,88 dsiderički dan Prot = 9 h 55 minubrzanje sile teže 24,8 m/s2 = 2,53 gZ

brzina oslobađanja 42,6 km/s

Najveći planet, promjerom 11 puta veći od Zemlje, ima najkraći period vrtnje.Oblačna atmosfera ima bijele zone i smeđkaste pojase, s temperaturom dalekoispod ništice. Po elementalnom sastavu sličan je Suncu. U središtu vodikpoprima neobične faze, kao što je tekući metal. Ima četiri galilejanska satelita,od kojih je Ganimed veći od Merkura, te tanak magličasti prsten. Jovijanskiplaneti sazdani su od plinova poput zvijezda. Svi brzo rotiraju; toplinskomproračunu bitan im je doprinos unutrašnjeg izvora topline.

Jupiter

• Amaltea• Galilejanski sateliti (Io, Europa, Ganimed, Kalisto)• Temisto• Himalia• Ananke• Karme• Pasifaja

Jupiterovi sateliti

ukupno 67 raspoređeni u skupinama:

3 630 3,53

3 138 2,99

5 262 1,94

4 800 1,85

D (km) ρ (g/cm3)

Jupiterovi sateliti (GALILEJANSKI SATELITI)

Saturn

Velika poluos staze = 9,54 aj = 1 429 400 000 kmekscentricitet e = 0,058nagib ekvatora e = 25,1o

promjer ekvatorski 120 536 kmpolarni 108 728 km

M = 568,5.1024 kg = 95,08 MZ

gustoća ρ = 0,7spljoštenost ~0,1siderička godina Prev = 29,68 godsiderički dan Prot = 10 h 39 min 22 sB = 1000 BZ

T = 95 – 105 K

Najspljošteniji planet i planet najmanje prosječne gustoće. Sunčeva mu jerasvjeta stotinu puta slabija no na Zemlji. Na njegov sjaj jako utječe ploštinaprstenova koja se vidi pod različitim kutom zato što ima znatan nagib ekvatoraprema putanji. Ukrašen znamenitim prstenom koji se, vidljiv sa Zemlje, širi dopolumjera od 136 000 km. Praćen je sa 33 satelita.

Prstenovi se prostiru u 7 zona od A do G: pukotina između prstenova A i B zove se Cassinijeva pukotina

Najveći od 62 Saturnova satelita:

Uran Voyager 2 1986.Hubble u bliskom IC

a = 19,22 aj ekscentricitet e = 0,048 nagib ekvatora e = 97,9°promjer 51 108 km

49 946 km M = 14,5 MZ

gustoća ρ = 1,27 godina P rev = 83,83 god dan P rot = – 17,24 hE = 3,72 W/m2

T = 49 K

9 Uranovih prstenova

Uranovi sateliti 27Imena po likovima W.Shakespearea i A.Popea

• Prvu skupinu čine 13 unutarnjih satelita koji su vrlo mali i tamni,otkriveni većinom na fotografijama Voyagera 2. To su, redom od Uranaprema van: Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet,Portia, Rosalind, Kupid, Belinda, Perdita, Puck i Mab.

• Drugu skupinu čine 5 velikih satelita: Miranda, Ariel, Umbriel, Titanijai Oberon

• Treću skupinu čine 7 vanjskih satelita, otkrivenih tijekom 1997. ikasnije, koji su mnogostruko više udaljenih od Oberona: Francisco,Caliban, Stephano, Trinculo, Sycorax, Prospero, Setebos i Ferdinand.

Neptun49 528 kma = 29,96 ajMasa = 17,2 MZ

Promjer 49 532 km = 3,88 RZ

48 682 km spljoštenost 0,017nagib osi: 28,32o

gustoća ρ= 1,65godina Prev = 164 goddan Prot = 16,11 h albedo 0,41E = 1,52 W/m2

T = 58 K

Neptun ima ukupno 14 satelita.

Triton (najveći)

2706 km