De planeten. (veel informatie uit Calvin J. Hamilton s Views of the Solar System :

Transcriptie

1 De planeten (veel informatie uit Calvin J. Hamilton s Views of the Solar System :

2 Algemeen 99.86% van de massa zit in de zon plat systeem, bijna alles draait tegen de klok (gezien vanuit Noorden) Planeten om Zon, manen om planeten baan van Neptunus heeft straal ~ 30AU (cf. naastbijzijnde ster op AU) aswenteling van planeten direct (met baan mee) Mercurius, Venus langzaam (getijden) Uranus ~90 geheld verdere bewoners : Planetoiden (voornamelijkl. tussen Mars en Jupiter) Kuipergordel (voorbij Neptunus, o.a. Pluto) Kometen (zeer ver weg, excentrische banen)

3 Twee families planeten aardachtige planeten Dichtheden ~ 5000 kg/m3 Rotsachtig In binnendelen van zonnestelsel reuzenplaneten Dichtheden ~ 1000 kg/m3 Vloeibare, rotsachtige kern (?) Dichte atmosfeer CH4, NH3, H2 Ringen, manen In buitendelen van zonnestelsel

4 Temperatuur op een planeet thermisch evenwicht: wet van Stefan-Bolzmann: planeet ontvangt per seconde: σ (π rplaneet2 / 4π Rbaan2) Tzon4 4π rzon2 9 (1-a) planeet straalt uit per seconde: dus Mercurius: Rbaan= 0.39 AU (rzon= AU, Tzon= 5770K) T = 430 K Aarde: Neptunus: Rbaan= 30AU effect samenstelling dampkring: lichte moleculen ontwijken bij hoge T energie in = energie uit (zon) (warmtestraling) stralingsenergie/s = σ T4 oppervlakte σ Tplaneet4 4π rplaneet2 Tplaneet=(rzon/2Rbaan)1/2 Tzon (1-a)1/4 Rbaan= 1AU T = 270 K T = 50 K

5 Albedo a niet alle straling wordt geabsorbeerd fractie die wordt gereflecteerd=`albedo hoger albedo kouder Terugkoppeling: ijsoppervlak reflecteert, blijft dus koud lager albedo warmer broeikaseffect: CO2 atmosfeer houdt warmte binnen

6 Moleculen in atmosfeer als gemiddelde snelheid van moleculen > vescape/10, ontsnapt gas geleidelijk naar de ruimte Molec. massa limiet is Cte. Van Boltzmann k= J/K Aarde: vescape= 11 km/s, T ~ 300 K stabiel als m > 3kT/(0.1vescape)2 = 10-26kg ~ 6 mproton. dus H2 en He vervliegen Jupiter: vescape 5, T / 2: ook H2 blijft! Maan: vescape / 5: tot ~150mproton (alles) vervliegt

7 Mercurius heet, kleine massa: geen atmosfeer veel kraters nabij Zon: getijdewerking 2:1 1 dag = 2/3 jaar grote ijzerkern, zwak magneetveld tekenen van inkrimping tijdens vorming

8 Venus dikke wolkenlaag giftige atmosfeer, erg heet (500± C) extreem broeikaseffect oppervlak bekeken met radar (Magellan 1995) geen kleine kraters (atmosfeer), wel grote lavastromen

9 Aarde/Maan atmosfeer + vloeibaar water leven, evolutie sterk magneetveld dynamo in gesmolten ijzerkern? relatief grote maan stabilizeert de spin-as! stabiel klimaat tekenen van rijke inslag-geschiedenis vulkanisch Manicouagan impact structure (Canada) 100km, 200Mjr oud

10 Zons/maansverduisteringen Maan en Zon even groot aan de hemel dus Maan kan Zon juist bedekken banen Maan en Aarde niet rond hoekafmetingen Zon en Maan veranderen een beetje 3 okt 2005: ringvormige zonsverduistering

11 Ringvormig Totale Zonsverduistering 3/10/2005

12 Schaduw van de Maan, augustus 1999

13 Inslagen op aarde near-earth asteroids, ook wel `earthcrossers' Bijv Toutatis (enkele km)

14 kouder dan de Aarde, maar geologisch gelijkaardig veel winderosie, vroeger ook water vroeger vulkanisch twee kleine maantjes (Phobos en Deimos) Mars

15 Mars kouder dan Aarde, maar geologisch gelijkaardig veel winderosie, vroeger ook water vroeger vulkanisch twee kleine maantjes (Phobos en Deimos)

16

17 Eclipsen op Mars

18

19 Planetoiden banen tussen die van Mars en Jupiter 1000 en objecten, samen massa van de Maan vier dwergplaneten, Ceres, Pallas, Vesta, Juno. Grootste is Ceres, 466 km diameter sommige kruisen (soms zelfs snijdenonze baan Andere families: Trojanen in baan van Jupiter Kuipergordel ligt buiten Neptunus

20 Planetoiden Ida en Dactyl

21 Planetoiden landing van NEAR (Shoemaker) op `Eros Feb m 700m 250m 120m

22 grootste planeet ~ Mzon draait om as in 10 uur sterk magneetveld aktief weer grote manen fijn ringensysteem Jupiter

23 Inslag van SL-9 op Jupiter Komeet Shoemaker-Levy 9 uiteengereten door getijdeveld van Jupiter bij eerdere passage reeks inslagen op Jupiter in 1994

24

25 Manen van Jupiter grote verschillen Amalthea, Io, Europa kleine ingevangen planetoiden Ganymedes, Callisto grote `echte manen getijdewerking belangrijk samenstelling verschilt

26 Io dichtst bij Jupiter gebonden aswenteling zeer vulkanisch: zwavelgeysers getijdewisselwerking Jupiter en Europa houden maan heet

27 oppervlak van ijs, daaronder wellicht vloeibare zee geen dampkring ijsschotsen Europa

28 oppervlak van ijs, daaronder wellicht vloeibare zee geen dampkring ijsschotsen Europa

29 Saturnus kleiner, kouder dan Jupiter maansysteem ringen!

30 Ringen Gat van Cassini spaken (magne etveld) resonanties met maanbanen geven de fijne struktuur

31 Titan dichte atmosfeer fossiele versie van jonge Aarde? afdaling door Huygens in januari 2005

32 Titan methaan-sneeuw kustlijn meer of binnenzee

33 Hyperion prachtige beelden van CassiniHuygens missie!

34 Enceladus geologisch aktief: grote gebieden zonder kraters

35 Uranus

36 Herdermaantjes houden ringen dun en intact

37 Ariel Kraters + tekenen van vloeistof niet water: veel te koud waarschijnlijk NH3, CH4, CO

38 Neptunus temperatuur ~100 K atmosfeer H2, He toch nog weer! windsnelheden tot 2000 km/u, storm zo groot als Aarde verandert in enkele uren

39 Triton retrograde baan om Neptunus ongewoon hoge dichtheid: rotsen ipv ijs Ingevangen samen met Pluto? atmosfeer, geysers

40 Pluto/Charon excentrische, gehelde baan om de Zon 39 AU baan ingevangen 2300km diameter 1300km diameter

41 Kuipergordel schijfvormige verdeling van kleine planeetjes. ~1000 met diameter ~100km. laatste jaren verschillende grote ontdekt! Brown, Trujillo, Rabinowitz Quaoar (2002) (1250km diam / 42AU baan)

42 Kuipergordel 2004DW ~1600km diameter 45AU baan

43 Kuipergordel Sedna (2004) baan reikt van 76 tot 950 AU! (nu ~90 AU) P = jaar ~1800 km diam

44 Kuipergordel Eris (2005) + Dysnomia (maantje) groter dan Pluto: 10e planeet baan AU ( P = 557 jr), helling 44o (nu verder dan Sedna) Diameter 2600 km: (cf. Pluto: 2250km) aanvankelijk onzeker, en slechts geschat: 2860km (albedo 60%, als Pluto) 2330km (albedo 90%, als verse sneeuw) 2003 EL FY9 (2005) 3/4 Pluto; banen tot 252 AU van zon Heeft maantjes!

45 Kometen vluchtig, verdampen deels wanneer ze bij de Zon komen erg excentrische banen, komen uit Oort wolk op 1000 en AU worden regelmatig opgeslokt door zon of jupiter (gelukkig!)

46 Kometen QuickTimeﾪ and a YUV420 codec decompressor are needed to see this picture. (SOHO satelliet) QuickTimeﾪ and a YUV420 codec decompressor are needed to see this picture.

47 Kometen DEEP IMPACT missie naar Komeet Tempel 1km

48 Exoplaneten kleine, snelle banen planeten rond andere sterren >200 gevonden, incl 3-planetenstelsels! Nu: detectie dmv baanbeweging van ster: Ster maakt baan van straal m/m x planeetbaan Baansnelheid m/m x planeetbaansnelheid m/m=1/1000, v = 30 km/s 30 m/s (Jupiter op aardbaan) Toekomst: astrometrische technieken: direkte meting van de baanbeweging van de ster Grote, trage banen