1 / 106

Robert Kratochvíl Přírodovědecká fakulta Masarykovy Univerzity

Z ajímavosti Sluneční soustavy. Robert Kratochvíl Přírodovědecká fakulta Masarykovy Univerzity. Brno 2009. Zajímavosti Sluneční soustavy. O čem budeme mluvit. Vznik Sluneční soustavy Slunce Terestrické planety Plynní obři Planety Menší tělesa. Zajímavosti Sluneční soustavy.

Download Presentation

Robert Kratochvíl Přírodovědecká fakulta Masarykovy Univerzity

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. Zajímavosti Sluneční soustavy Robert Kratochvíl Přírodovědecká fakulta Masarykovy Univerzity Brno 2009

  2. Zajímavosti Sluneční soustavy O čem budeme mluvit • Vznik Sluneční soustavy • Slunce • Terestrické planety • Plynní obři • Planety • Menší tělesa

  3. Zajímavosti Sluneční soustavy Molekulový oblak • vznik před 4,6 miliardami let (giga annuum – Ga) • hmotnost 105 až 106 hmotností Slunce (MS) • teplota 10 až 30 K • hustota 1000 molekul v cm3 • průměr několik milionů světelných let (light year – ly) • složení – zejména H a He, dále molekuly složené z • C, N, O, S, Si • běžně jde o stabilní útvar, proč zkolaboval?

  4. Zajímavosti Sluneční soustavy Molekulový oblak • díky vhodné kombinaci hmotnosti, teploty a hustoty • hmotnost překonala Jeansovu kritickou hmotnost MJ • možný start – výbuch blízké supernovy • přeměna gravitační potenciální energie na kinetickou • -> nárůst teploty • centrální část se smršťovala rychleji – zde Slunce

  5. Zajímavosti Sluneční soustavy Co vše obsahuje dnešní Sluneční soustava • Slunce • planety • planetky • měsíce • komety • meteoroidy • meziplanetární prach a plyn • vše vázáno gravitační silou Slunce • vše v pohybu, zpravidla prográdním

  6. Slunce Vznik Slunce z molekulového oblaku • vnitřní oblast oblaku kolabovala dříve • průměr 7 – 20 tisíc astronomických jednotek (astronomical • unit – AU) • složení podobné dnešnímu Slunci – 98% H, He a Li • 105 až 106 let od vzniku molekulového oblaku vzniká • protohvězda – energie pouze ze smršťování • zážeh termonukleárních reakcí až za dalších 50 milionů let

  7. Slunce Jaderné reakce • p-p řetězec • 3α řetězec • CNO cyklus – u hvězd těžších než 1,7 MS • dále syntéza těžších prvků až po železo • další prvky již nevznikají syntézou

  8. Slunce Dnešní Slunce • 99,85 % hmotnosti soustavy • stáří 4,6 Ga • průměr 1 400 000 km • hmotnost 2*1030 • hustota 1400 kg/m3 • otočí se jednou za 25 dnů (na rovníku) • povrchová teplota cca 5600 K • teplota jádra 15 milionů K • silné magnetické pole, hraje velkou roli • sluneční skvrny – umbra a penumbra • aktuálně je Slunce v minimu, maximum se očekává v roce • 2013

  9. Slunce Astronomické údaje • Absolutní hvězdná velikost +4,1 magnitud • označení DG2 • je hvězdou hlavní posloupnosti Hertzsprung-Russelova • diagramu

  10. Slunce Slunce jako zdroj energie • Slunce každou sekundu vyzáří 4*1026 J energie (a ztratí • tím cca 4,5 miliardy kg hmotnosti) • pro porovnání: • - silný sopečný výbuch – 1019 J • - největší vodíková bomba – 1017 J • - výroba energie celého lidstva za 1 s – 1013 J

  11. Planety Planety • do roku 2006 definice výčtem: „Planety jsou: Merkur, • Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a • Pluto.“ • od Pražské konference Mezinárodní astronomické unie • v roce 2006 nová definice: „Planetou je těleso • primárně obíhající kolem Slunce po eliptické dráze, které • má dostatečnou hmotnost pro zaujmutí sférického tvaru a • vyčištění okolí své dráhy.“

  12. Planety Vznik planet z protoplanetárního disku • pouhá 2% hmotnosti mlhoviny po zážehu Slunce • zploštění vlivem rotace – proto disk • průměr 200 AU • milion let po vzniku Slunce – srážky prachových zrn, další • zploštění disku, narůst teploty • Slunce vypuzuje plyn pryč ze Sluneční soustavy -> plynní • obři se musí zformovat do 107 let, pak již chybí materiál • postupem času se akrecí (spojováním částeček) vytvořily • planety – rychlost růstu z počátku milimetry za rok

  13. Planety Hranice ledu • se vzrůstající vzdáleností od Slunce klesá teplota • při poklesu pod 1200 až 1700 K kondenzují z plynné do • pevné formy Al, Ca, Ti, Fe, Ni, jejich oxidy, silikáty,… • při teplotě kolem 200 K kondenzuje i H2O a NH3 • tato teplota cca ve vzdálenosti 3 až 4 AU • rozdělení na oblasti o různém chemickém složení, • zároveň i oddělení oblastí terestrických planet a plynných • obrů • mladé Slunce vypařilo těkavé látky ve vnitřních částech • soustavy, ty byly vypuzovány pryč až do oblasti kde • zmrzly -> nárůst hustoty

  14. Planety Planetesimály • postupnou akrecí materiálu vznikají stále větší zrnka • akrece je intenzivnější před hranicí ledu, díky vyšší teplotě • jsou zrnka „lepkavá“, vznikají tělesa velikosti 1 až 10 metrů • za deset tisíc let vzniknou tělesa o průměru kolem 5 km • označované jako planetesimály • rychlost růstu je nyní několik cm za rok • po několika milionech let končí období formování planet a • v planetesimálách je obsažen téměř všechen materiál • původního akrečního disku

  15. Zajímavosti Sluneční soustavy Planetesimály • spojováním planetesimál vzniká řada planetárních • zárodků, které se pohybují po silně eliptických drahách • jde o samotný počátek vzniku planet – před 4,6 Ga • planety se vytvářely 10 až 100 Ma

  16. Terestrické planety Vznik • Merkur, Venuše, Země a Mars • ve vnitřní části Sluneční soustavy, do 4 AU • zárodky těchto planet měly průměrně hmotnost cca • 0,05 MZ • existovalo 20 až 40 planetárních zárodků o velikosti • Merkuru, některé se spojily do větších celků, jiné byly • vypuzeny na okraj Sluneční soustavy • složení: převážně Fe, Ni, Al a křemičitany • tyto prvky tvořily pouze 0,5% sluneční mlhoviny -> • omezení velikosti a počtu terestrických planet

  17. Terestrické planety Dráhy • během 108 let srážek zárodků vznikly terestrické planety • na eliptických drahách • dráhy se stabilizovaly dalšími srážkami s planetesimálami • a jinými zárodky a přešly na téměř kruhové • terestrické planety příliš nemigrovaly

  18. Terestrické planety Primární atmosféry • planety byly dále vystaveny intenzivnímu bombardování • střety s tělesy o hmotnosti až ¼ planety • vznik obrovského množství tepla, roztavení hornin, dnes • diferenciovaná geologická stavba • odpařila se voda, CO2 a jiné plyny -> vznikly primární • atmosféry • impaktující tělesa dopravila na planety další vodu

  19. Terestrické planety Sekundární atmosféry • vývojově mladší • vytvořeny geologickými, chemickými a u Země i • biologickými pochody (sinice začaly před cca 2,7 až 2,2 • Ga produkovat první kyslík) • existence atmosféry obecně je závislá na gravitaci a • teplotě • malá gravitace či velká teplota mají za následek její ztrátu

  20. Terestrické planety Atmosféra primární či sekundární? • v planetárním plynném obalu mohou probíhat následující • reakce • v případě ztráty vodíku se rovnováha přesouvá doprava, • vzniká oxidační atmosféra • naopak, je-li vodíku dostatek, vzniká atmosféra redukční

  21. Plynní obři Vznik • Jupiter, Saturn, Uran a Neptun • tvoří 99% hmotnosti všech těles obíhajících kolem Slunce • vznikli v období 106 až 107 roků • zrod ve vnějších částech Sluneční soustavy, zde hojnost • vodíku, helia a jednoduchých sloučenin s nízkou teplotou • tání • zárodky planet od jednotek do desítek MZ, zbytek • hmotnosti gravitací zachycený plyn • všechny planety vznikli poblíž hranice ledu, poté migrovali • Uran a Neptun se pravděpodobně prohodili

  22. Plynní obři Složení • s hloubkou atmosféry roste tlak, plyn přechází v aerosol a • následně v kapalinu až po extrémně stlačený ionizovaný • vodík kolem kamenného jádra – vodík má vlastnosti kovu • viditelná část atmosféry sahá do hloubky cca 1000 km • rychlost proudění určujeme vůči magnetickému poli

  23. Měsíce planet Podmínky existence • Hillova sféra – oblast sférického tvaru, v níž má dané • těleso dominantní gravitační vliv na pohyb těles menších • co je uvnitř může být zachyceno • všechny dlouhodobě stabilní dráhy se nachází uvnitř • Hillovy sféry • kolem Země sféra o poloměru cca 1,5 milionu km • Rocheova mez – minimální vzdálenost měsíce od planety, • ve které ještě nebude roztrháno jejími slapovými silami • Země 18 500 km • Jupiter 175 000 km • Saturn 150 000 km

  24. Planety II Merkur • 1974 sonda Mariner 10 • 14. ledna 2008 sonda Messenger • velká hustota, na svůj průměr velké kovové jádro • dříve byl srovnatelný se Zemí, ale blízkost Slunce • postupně obrousila horní vrstvy • teplota povrchu – 430 °C přivrácená strana, -180 °C • odvrácená • Slunce oběhne za 88 dnů, kolem osy se otočí za 58,5 dne • impaktní pánev Caloris Planitia (průměr 1550 km)

  25. Planety II Venuše • sonda Veněra 9 – říjen 1975 • sonda Magelan • teplota povrchu 465 °C – skleníkový efekt • oběh kolem Slunce – 255 dnů • oběh kolem osy – 243 dnů retrográdně • atmosféra z 96,5 % CO2 • tlak při povrchu 100x větší než na Zemi

  26. Planety II Země • vznik 50 Ma po Slunci • před 4,5 Ga diferenciace kovového jádra a • křemičitanového pláště • konec pozdního intenzivního bombardování – před 3,8 Ga • nejstarší stopy života – mikrofosílie staré 3,5 Ga • kapalná voda • jediná známá planeta s deskovou tektonikou – důležité • pro vznik života

  27. Země Modrá obloha Země • Rayleighův rozptyl • všechny barvy, v modré pouze maximum, má nejkratší • vlnovou délku • meteoroid, meteor, meteorit

  28. Země Krátery na Zemi • Beringerův kráter – průměr 1200 m, hloubka 150 m • vznikl dopadem meteoritu před cca 50000 lety • pozdní intenzivní bombardování (před 3,85 Ga) – cca • 40 kráterů o průměru 1000 km, několik pánví o průměru • 5000 km -> dokonalá sterilizace planety • Chicxulub – průměr 180 až 300 km, stáří (65,0 ± 0,2) Ma, • impaktor 10 km • po srážce Zěme s tělesem o velikosti Marsu 30 až 100 • milionů let po vzniku Slunce byl vytvořen Měsíc

More Related