1 / 45

Современная Солнечная система

Современная Солнечная система. В.С.Уральская Государственный Астрономический институт им. П.К.Штернберга ural@sai.msu.ru. Солнечная система. Солнце 100 крупных членов – 9 больших планет и 91 спутник свыше 175 тысяч астероидов свыше 1300 комет огромное множество метеорных тел

benedict-frost
Download Presentation

Современная Солнечная система

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Современная Солнечная система В.С.Уральская Государственный Астрономический институт им. П.К.Штернберга ural@sai.msu.ru

  2. Солнечная система • Солнце • 100 крупных членов – 9 больших планет и 91 спутник • свыше 175 тысяч астероидов • свыше 1300 комет • огромное множество метеорных тел Спутниковые системы планет Планеты земнойгруппыВнешние планеты Меркурий – нетЮпитер - 28 спутников Венера - нетСатурн - 30 спутников Земля - 1 спутникУран - 21 спутник Марс - 2 спутника Нептун - 8 спутников Плутон - 1 спутник 66 спутников имеют названия,остальные - временные обозначения

  3. Классификацияспутников • Внутренниеспутники неправ.формы, разм. неск. дес.км, расст. до 200000 км Юпитер - 4, Сатурн - 9, Уран - 11, Нептун - 6 • Главные спутники регулярныеорбиты - круговые, в плоскости экватора планеты размер от 500 до 5000 км, расст. от 200000 до 4 млн. км 4 галилеевых спутника, 8 классических спутников Сатурна, 5 главных спутников Урана • Внешние спутники размер от неск. км до неск. дес. км, неправильная форма, нерегулярные орбиты, расст. от 4 до 25 млн.км Юпитер- вместо 8 стало 20, в системе Сатурна от 1 до 13, в системе Урана открыто 5, Нереида - у Нептуна • искл. - Луна, спутники Марса, Тритон, Харон

  4. Двойная система Земля - Луна а = 384400 км, е = 0.0554, i = 5.16 Т(вращ )=Т(орб)=27.32сут -звездный или сидерический месяц Т(синод)= 29.53 сут -период смены лунных фаз Диаметр Луны 3474 км D(Луны)= 0.27 D(Земли) М(Луны)= 1/81М(Земли) Двойная система Центр масс (4750 км от центра планеты) Приливное трение вызывает вековое увеличение большой полуоси орбиты Луны, что приводит к ее удалению от Земли

  5. СпутникиМарсаФобос и Деймос Спутник а е i T Размеры (тыс.км) (град) (сут) (км) Фобос 9.4 0.0151 0.9 0.3125 27x22x18 Деймос 23.5 0.0002 1.9 1.2625 15x12x10 Неправильная форма, поверхность изрыта кратерами, размер кратера Стикни на Фобосе сравним с размером спутника. Синхронное вращение. Фобос - единственный спутник, кот. в обращении вокруг Марса (за 7.5 час) обгоняет вращение планеты (24.6ч.). Наблюдения Фобоса показали, что он ускоряется в своем движении вокруг Марса.Так называемое вековое ускорениесоставляет c=0.001220 град/год². Высота орбиты уменьшается на 9 м за каждые 100 лет. Через 40 млн.лет период обращения уменьшится с 7.5 до 1.7.час и спутник неминуемо разрушится (уже сейчас он находится внутри предела Роша). Приливные, гравитационные и другие известные силы не объясняют это явление природы.

  6. Фобос и Деймос Фобос ( 27x22x18 км ) Деймос ( 15x12x10 км )

  7. Система ЮпитераВнутренние спутники Спутник Номера(тыс.км) е i T(сут) D(км) МетидаXVI 128.0   0.0 0.00 0.295 40 Адрастея XV 129.0   0.0 0.00 0.298 262016 АмальтеяV    181.4 0.002 0.36 0.498 262146134 Теба XIV   221.9   0.017  1.094  0.675 11090

  8. Связь с кольцами Юпитера Гало 1.3 - 1.71 R J(толщина 20 000 км) Главное кольцо 1.71 - 1.81 R J(толщина < 30 км) Внутренне паутинное кольцо 1.81 - 2.55 R J Внешнее паутинное кольцо 2.55 - 3.15 R J

  9. Галилеевы спутники Юпитера Спутник а е i T D (км) (град) (сут) (км) Ио    421800   0.0041  0.040 1.769 3642 Европа      671100   0.0093  0.470    3.551 3130 Ганимед  1 070400   0.0016  0.195    7.155 5268 Каллисто 1 882800   0.0074  0.281  16.69 4806 Ио-Европа-Ганимед тройной резонанс 1:2:4 Соотношение Лапласа Вековое ускорение Ио

  10. S/2000J1 был отождествлен со спутником, наблюдавшимся Ковалом в 1975 г., т.е. S/2000J1=S/1975J1 Внешние спутники ЮпитераГруппа Гималии

  11. Внешние спутники Юпитера Группа Пасифе Спутник Номера(тыс.км) е i T(год) D(км) Ананке XII 20943 0.252 147.0 1.70 20 Карме XI 22140 0.263 166.3 1.84 40 Пасифе VIII 23337  0.380 140.0 2.00 36 Синопе IX 23636 0.370 158.0 2.04 28 В 1999 г. по программе Spacewatch (Аризона) открыт спутник диаметром 10 км S/1999 J1. В 2000 г. открыты еще 11 спутников (Гавайи). Два спутника на прямых орбитах, 10 спутников с обратным движением

  12. Новые обратные спутники Юпитера (10)

  13. Диаграмма, показывающая орбиты обратных внешнихспутников Юпитера

  14. Система СатурнаВнутренние спутники Янус (180 км) и Эпиметей (200 км) - коорбитальные спутники (резонанс 1:1) Прометей (100 км) и Пандора (80 км) спутники-пастухи внутреннего и внешнего края кольца F Атлас размером 40 км – спутник-пастух внешнего края кольца А Пан (20 км) - в кольце А внутри деления Энке

  15. Классические спутники Сатурна Мимас 397 км Энцелад 500 км Тефия 1060 км Диона 1118 км Рея 1528 км Титан 5150 км Гиперион 280 км Япет 1436 км Резонансы Энцелад - Диона 2:1 Мимас – Тефия 2:1 Титан – Гиперион 3:4 Тефия - Телесто 1:1 Тефия - Калипсо 1:1 Диона - Елена 1:1 Янус – Эпиметей 1:1 2:1 с Энцеладом и 4:1 с Дионой

  16. Главные спутники Сатурна с лагранжианами СпутникN а(тыс.км) е i T(сут) D(км) Мимас I 174.3 0.0206 1.53 0.942 397.2 Энцелад II 238.0 0.0001   0.02 1.370 498.8 Тефия III 294.6 0.0001   1.09 1.888 1059.6 Телесто XIII 294.7 0.0010   0.0 1.888 24 Калипсо XIV 294.7 0.0005   0.0 1.888 30x24x16 Диона IV 377.4 0.0002   0.02 2.737 1118 Елена XII 377.4 0.0001   0.2 2.737 36x30 Рея V 527.1 0.0009   0.35 4.518 1528 Титан VI 1221.9 0.0288   0.33 15.95 5150 Гиперион VII 1464.1 0.0175   0.43 21.28 350280220 Япет VIII 3560.8 0.0284 14.72 79.33 1436

  17. Лагранжевы или либрирующие спутники Тефия (1060 км) имеет два маленьких спутника Телесто (24 км) и Калипсо (30 км) в так называемых лагранжевых точках либрации - резонанс 1:1 с Тефией Диона имеет на своей орбите только один ведущий лагранжианЕленув точке L4 (либрация - макс. удаление Елены от Дионы 76, а мин. - 46)

  18. Структура (от Сатурна) Кольца D, C, деление Максвелла, В, щель Кассини, A, деление Энке, деление Килера, F, G, E Кольца Сатурна Резонансы объясняют многие особенности тонкой структуры колец –спиральные волны плотности, острые края щелей и пустот и узкие колечки Кольцо А 5:3 с Мимасом Кольцо В 4:2 с Мимасом Кольцо С резонанс 4:1 с Мимасом

  19. Внешние спутники Сатурна(12 новых - 7 прямых и 5 обратных) Спутника(тыс.км) е i T(сут) D(км) S/2000 S5 11368 0.3330 45.848 449.20 14 S/2000 S6 11465 0.3191 46.642 453.05 10 Феба (IX) 12944 0.1644 173.213 548.21 220 S/2000 S2 15197 0.3651 44.960 687.03 19 S/2000 S8 15676 0.2702 153.007 730.84 6.4 S/2000 S11 16404 0.4779 34.019 783.86 26 S/2000 S10 17452 0.4692 34.742 860.03 8.6 S/2000 S3 17826 0.2747 45.816 868.98 32 S/2000 S4 18241 0.5359 33.513 925.55 13 S/2000 S9 18486 0.2214 167.424 939.90 5.6 S/2000 S12 19747 0.1199 175.826 1038.11 7 S/2000 S7 20144 0.4458 175.862 1068.06 7 S/2000 S1 23117 0.3335 173.118 1314.08 17

  20. Видимое движение прямых внешних спутников Сатурна на 2001-02 г.г. Размер окна 7200 "= =2° (51.7 млн.км) Эфемериды всех новых спутников Юпитера, Сатурна и Урана на 2001-02 г.г. вычислены в отделе небесной механики ГАИШ и помещены на сайте “Небесная механика” http://lnfm1.sai. msu.ru/neb

  21. Система Урана Кольца Урана Девять основных колец, в порядке удаления от планеты 6, 5, 4, Alpha, Beta, Eta, Gamma, Delta и Epsilon. Вояджер в 1986г. (1986U1R и 1986U2R), девять основных колец окружены пылевым облаком. Офелия (30 км) и Корделия (26 км) расположены по обе стороны -кольца и являются спутниками-пастухами этого кольца Урана.

  22. Внутренние спутники Урана Спутника(тыс.км) е i T(сут) D(км) Корделия49.80.003 0.085 0.33 26 Офелия 53.8 0.099 0.1040.37 30 Бианка 59.2 0.009 0.193 0.43 42 Крессида 61.8 0.004 0.006 0.46 62 Дездемона 62.7 0.001 0.113 0.47 54 Джульетта 64.4 0.007 0.065 0.49 84 Портия 66.1 0.001 0.059 0.51 108 Розалинда 69.9 0.001 0.279 0.56 54 Белинда 75.3 0.001 0.031 0.62 66 S/1986 U10 76.4 0 0 0.63 40 Пак 86.0 0.001 0.319 0.76 170 S/1986 U10 открыт в 1999 г. Каркошкой на снимках Вояджера 1986 г.

  23. Главные спутники Урана Ариэль Умбриэль Титания Оберон Миранда 1158км 1169км 1580км 1522км 486км Открыты Ласселом, Гершелем и Койпером. Соотношение Лапласа, справедливое для галилеевых спутников, приближенно выполняется и для трех главных спутников Урана – Миранды (1), Ариэля(2) и Умбриэля (3). Хотя соизмеримость довольно острая, нет уверенности в том, что спутники находятся в состоянии устойчивого резонанса.

  24. Внешние спутники Урана В 1997 г. на Паломарской обсерватории Б. Гледмен, Ф.Николсон, Дж. Бернс, Дж. Кавелаар на 5-м телескопе Хейла, в 1999 г. на 3.5-м телескопе Канада-Франция-Гавайи на горе Мауна-Кеа открыли 5 внешних спутниковУрана Название Спутник Номер а е i T D (тыс.км) (град) (год) (км) Caliban Калибан XVI7168.8 0.082 139.6 1.58 80 Stephano Стефано XX 7942.4 0.145 141.5 1.8520 Sycorax Сикоракса XVII 12213.6 0.509 152.6 3.5160 Prospero Просперо XVIII 16113.4 0.327 146.3 5.3 30 Setebos Сетебос XIX 18205.1 0.494 148.8 6.430

  25. Калибан - раб, уродливый дикарь. Тот самый Калибан, тупой и темный, Которого держу я для услуг. Сикоракса - мать Калибана. О, лживый дух, ты все забыл. Припомни Ужасную колдунью Сикораксу, Которая от старости и злобы В дугу согнулась! Помнишь ты ее?... За колдовство и разные злодейства, О коих мне и говорить противно, Изгнали Сикораксу из Алжира, Но все таки оставили ей жизнь - Не знаю, уж за что. Прoсперо, законный герцог Миланский, волшебник. В то время герцогство мое считалось Первейшим из владений италийских, А Просперо - первейшим из князей, В науках и в искусствах умудренным. Сетебoс - этим именем патагонцы называли своего «главного дьявола» О Сетебос! Как грозны эти духи!..Пока смирюсь. Сильна его наука.Ему подвластен даже Сетебос, Бог матери моей... Стeфано, дворецкий, пьяница. Шекспир «Буря»

  26. Система Нептуна Внутренние спутники Кольца Нептуна: • два узких кольца Адамса (1989N1R) и Леверье (1989N2R), • широкие кольца Галле (1989N3R) и Лассела (1989N4R) • внешнее кольцо Адамса содержит три дуги Спутник Номер а е i T D (тыс.км) (град) (сут) (км) Наяда III 48.2 0.0003   4.74 0.294 54 Таласса IV 50.1 0.0002    0.21 0.311 80 Деспина V 52.5 0.0001    0.07 0.335 150 Галатея VI 62.0 0.0001   0.05 0.429 180 Ларисса VII 73.5 0.0014   0.20 0.555 190 Протей VIII 117.6 0.0004   0.04 1.122 400 Вояджер (1989 г.) 4 спутника находятся внутри колец Нептуна Деспина и Галатея могут определять резкие границы кольца Леверье

  27. Внутренние спутники Нептуна

  28. Спутник Нептуна - Тритон D=2705 км а=354.8тыс.км е = 0 i =157 Tорб =Твращ =5.8 сут Обратное движение Приливное взаимодействие с Нептуном приведет к тому, что через 10-100 млн.лет он попадет внутрь предела Роша Атмосфера - азот с примесью метана, водорода

  29. Внешний спутник Нептуна Нереида а = 5513.4 тыс. км е = 0.7512 i = 27 .6 T = 360.14 сут D = 340 км Самая вытянутая орбита спутника в солнечной системе

  30. Система Плутон - Харон Плутон открыт Томбо в 1930 г. Харон - в 1978 г. Кристи Взаимные события в системе Плутон - Харон в 1985-1990 г.г. (раз в 124 года) Плутона = 39.5 а.е. = 6 млрд.км е = 0.25, i =17, D=2274 км, Т=248 лет М(Харон)/M(Плутон) = 0.15 – двойная система Харонa=19 130 км е = 0.0002 i = 94.3 D=1192 км,Т = 6.4 сут Тройной резонанс – синхронность вращения планеты и спутника с орбитальным движением

  31. Плутон и большие планетыПлутон и транснептунные объекты • Все внешние планеты - газовые гиганты, Плутон - твердое тело • Плутон - самая маленькая планета D=2274, D(Меркурия)=4480км • Все большие планеты движутся в плоскости эклиптики по круговым орбитам, орбита Плутона имеет i=17град, e = 0.25 • Орбита Плутона пересекает орбиту другой большой планеты Плутон • D=2274 км D(Харон) =1172 км • Альбедо Плутона 60 % Харона на 30% меньше • Двойная система Плутон - Харон • Атмосфера (азот, метан, аргон) Транснептунные объекты D (Варуна) =900 км, D(2001 KX76)=1200км • Альбедо TNO’s 7% • 4 двойных объекта 1998WW31а=46.4 а.е. (200 и 150 км, 40000 км)

  32. Размеры транснептунных объектов (20000)2000 WR106 Варуна (Varuna) 900 км (Н=3.7) (28978) 2001 KX76 1200 км (Н=3.2) 14 объектов < 5 mag (600-1200 км) Распределение TNO’s по размерам описывается степенным законом с индексом -4 Объектов размера Плутона должно быть 5-10

  33. Пояс Койпера 525 транснептунных объектов (а ~30-50 а.е.) - классические объекты пояса Койпера (а ~ 41- 47 а.е. , е ~ 0) - резонансныеобъекты - семейство Плутино (80 объектов) (а ~ 39 а.е., е ~ 0.2) – резонанс 3:2 с Нептуном неск. объектов в резонансе 2:1 (а ~ 48 а.е.) и в резонансах 4:3 и 5:3 с Нептуном Пояс Койпера ~ 70000 объектов > 100 км 1/10 массы Земли В 300 раз массивнее Главного пояса

  34. Семейство Кентавров(Centaurs and Scattered -Disk Objects) TL 66 (а=84 а.е., е= 0.58,q=35 а.е., Q=135 а.е., D=500 км) 103 объекта семейства Кентавров и рассыпающегося пояса - q > 5 а.е. - большие полуоси а ~ 8 - 560 а.е. - cамый далекий объект 2000 ОО67 от 20 до 1102 а.е. (а=560 а.е., e=0.96) - размер - неск. сот км - свойства комет и размеры астероидов Общее число тел > 100км 3x10(4), масса ~ 0.05М(Земли) Хирона=13.7 а.е., е=0.384, i=6.93, Т=50.8 лет q=8.46 а.е., Q=19 а.е., D=170 км 3 объекта одновременно принадлежат к классам комет и астероидов (2060)Chiron = 95P/Chiron (7968) Elst-Pizzaro = 133P/Elst-Pizzaro (комета в астероидном поясе) (4015)Wilson-Harrington = 107P/Wilson-Harrington (малая планета идентифицирована с утерянной кометой)

  35. Распределение астероидов по большим полуосям во внутренней области солнечной системы К апрелю 2002 г. Общее количество астероидов175753 из них нумерованных39462 наблюдавшихся в М-оппозициях 85831 в 1- оппозиции 50460 имеют названия 9213 астероидов Число объектов Главный пояс Околоземные астероиды Троянцы Большая полуось (а.е.)

  36. Троянцы В 1906 г. открыт (588) Achilles на орбите Юпитера Резонанс 1:1 с Юпитером (треугольные точки либрации ограниченной задачи трех тел) Общее количество троянцев 1221 Юпитер - 1215, причем в точке L4 - 696, в L5 - 519 (а=5.2 а.е., наклондо 40 град, размер до 330 км) Сатурн, Уран, Нептун – трояно-подобные тела не открыты Марс - 6 (1 - в точке L4, 5 - в т. L5 ) (а=1.5 а.е., наклон до 30 град)

  37. Околоземные астероиды. Эрос 1829 околоземных астероидов из них > 1 км (< 18 mag) - 576 Семейство Атона а<1 а.е.- 141 Апполонаq<1 а.е.- 854 Амураq<1.3а.е.-834 Эрос (Eros) 331313 км а=1,46 а.е., е= 0,22,i=11 Посадка NEAR 14 февраля 2001 г. (Near Earth Asteroid Rendezvous) Эрос не имеет атмосферы и воды Дневная температура 100 С, ночная (-150С) Это каменный астероид S-типа из силикатов (пироксены и оливины) с металлическим никелем ижелезом

  38. Потенциально опасные астероиды r < 0.05 а.е. (7.5 млн.км ~ 20 r Луны) V < 22 зв.велич. (>200м) Потенциально опасные астероиды - 415, из них < 18 зв.велич., т.е. > 1 км - 114 Apollo (1932 ), Adonis (1936),Hermes (1937) - потерян Ближе всехна расст. 0.003 а.е.подошел к Земле 1996 JA1 (500 м )1996 May 19.69 В 2001 г. 10 потенц.опасных астероидов ближе 0.01 а.е., в 2002 г. - 4 7 янв. 2002 г. 2001 YB5 (r = 2.2r Луны, D = 190 - 440 м) 25 мая 2001г. 1999 KW4 (r = 12r Луны , D = 1.4 -3.2 км) В XXI веке ближе всех к Земле подойдут астероиды 1999 AN10 (D=1200 м) r= r Луны=390 тыс.км 2027, авг.7,30 2002 CU11 (D=730 м) r= 0.5 r Луны = 190 тыс.км 2014, авг.31,45, Вероятность столкновения с Землей в 2049 г. по туринской шкале 1, т.е. чрезвычайно мала (10-4)

  39. Спутники астероидов (243) Ида (Ida)58х23 км Дактиль(Dactyl)1.6х1.2км a =1.80 а.е. d = 90 км (45) Евгения (Eugenia) D = 215 км Маленький принц (Petit-Prince) 13 км a =2.72 а.е.,d = 1190 км, Т = 4.7 сут (762) Пулково (Pulcova) D = 68 км спутник 1/10 a =3.16 а.е. d = 850 км, Т = 4 сут (22) Kalliope, (532)Herculina, (107)Camilla

  40. Двойные астероиды (90)Антиопа (Antiope) а = 3.16 а.е., D1 = 85км, D2 =85км d=170 км T=16.5 час Троянец (617) Патрокл (Patrocle) а=5.2 а.е.D1 = 105 км,D2 =95 км 2 NEO – околоземных астероида 4 TNO – транснептунных объекта 15 двойных астероидов Тройной астероид (87) Сильвия (Sylvia)а=3.48 а.е. D1 = 227 км,D2 =150 км, d=250 км Спутник D=13,5км, d=1200 км, T= 4 сут • система не синхронизована, возраст 6х10 (4) лет (216) Kleopatra -единичный астероид

  41. Кометы Каталог кометных орбит 1999 г. содержит 1722 орбиты для 1688 кометных появлений, относящихся к 1036 различным кометам В 1999г.открыты 83 кометы, в 2001-132 (90 из них-SOHO) 20 комет приблизились к Земле на расстояние меньше 0,1020 а.е., что составляет примерно 15 млн. км. Ближе всех комета Лекселла (Lexell) в 1770г. - 2.25 млн.км Известны 47 потенциально опасных комет перигелийные расстояния q < 1.3 а.е., Т < 200 лет (1P/Halley, 2P/Encke, 55P/Tempel-Tuttle) Комета Хиякутаки (Hyakutake) в 1996 г. подошла к Земле по почти параболической орбите (e=0.9996) на очень близкое расстояние 0,1а.е., примерно 15 млн.км (m=0)

  42. Санграйзеры - исчезающие кометы. 94 % слабых комет вблизи Солнца принадлежат группе Kreitz-sungrazers q=0.0051 а.е., е=1.0, i = 144.6 (R Солнца=0.00465 а.е.) Ephorus (Эфор) в 372 г.-распад кометы Марсден вычислил в1100г.- 2кометы Еще два семейства комет-санграйзеров: 6 комет принадлежит одной группе C/2001 X8 q =0.037a.e, w=56 W= 74i = 72 4 кометы - группе C/1999 J6 q = 0.049а.е., w= 22, W= 82, i = 26 Кометы - санграйзеры Две кометы в поле зрения коронографа

  43. Комета Борелли (19P/Borrelly) Космический аппарат Deep Space-1 прошел 22 сент. 2001г. на расстоянии 2200 км (Джотто-585км) Кометное ядро имеет изрезанный ландшафт, гладкие долины со светлыми областями - источниками поступления пыли и газа в кометную оболочку, глубокие трещины и высокие гребни из крайне темного материала Комета открыта в 1904 г. Период обращения 7лет, q = 1.36 а.е., a=3.61 а.е., e=0.624, i=30°.3 Каменно-ледяное 10-км ядро кометы Борелли Снимок получен с расстояния 3417 км Разрешение на снимке 45 м

  44. Комета Хейла-Боппа В среднем ежегодно появляется комета с абс. яркостью свыше 7 mag, т.е. D>15 км иа < 1 а.е. Hale-Bopp D = 40 км Т=4000 лет q = 0.9 а.е. a =250 а.е. e = 0.99 i = 89 .4 m= - 0.8

  45. Комета Икейа-Жанг Comet Ikeya-Zhang (m=2.9) - первая долгопериодическая комета с T>200лет, которая была отождествлена с наблюдавшейся ранее кометой во внутренней области солнечной системы в 1661 г. C/1661 C1 Яном Гевелием (J.Hevelius) q = 0.5 a.e., a = 51 a.e., e = 0.99, T=341год

More Related