Astronomie

1. Astronomie RNDr. Zdeněk Moravec, Ph.D. katedra fyziky PřF UJEP

2. Sluneční soustava • Slunce • Planety a jejich měsíce • Planetky • Komety • Meteoroidy • Transneptunická tělesa • Vznik sluneční soustavy • Výzkum sluneční soustavy pomocí sond

3. Planety • Podle fyzikálních vlastností: • Planety zemského typu: Merkur, Venuše, Země, Mars • Velké planety: Jupiter, Saturn, Uran, Neptun • Podle dráhy: • vnitřní planety: Merkur, Venuše • vnější planety: Mars, Jupiter, Saturn, ...

4. Jupiter • Největší a nejhmotnější planeta • asi 75 % celkové hmotnosti všech planet • Střední vzdálenost od Slunce 778,3 mil. km (5,2 AU) • Výstřednost dráhy 0,048 • Sklon dráhy 1° 18’ • Průměr polární 134 700 km • Průměr rovníkový 142 200 km

5. Jupiter • Siderická doba oběhu 11,86 roku • Synodická doba oběhu 398,9 dne • Rotace kolem osy (rovník) 9 hod 50,5 min • Sklon rotační osy 3° 7´ • Hmotnost 318 hmot. Země • Hustota 1310 kg/m3 • Povrchová teplota –150 °C

6. Jupiter • Atmosféra H2, He • Albedo 0,43 • Magnetické pole 10 krát silnější než na Zemi • Počet dosud objevených měsíců 28 (16 pojmenovaných)

7. Jupiter a Saturn

8. Jupiter – pozorování ze Země • Vzdálenost v opozici 590 až 690 mil. km • Pásy různých barev • Velká rudá skvrna (Cassini) • Druhá nejjasnější planeta na obloze (po Venuši) –3 mag. • Průměr kotoučku v periheliové opozici 49”

9. Jupiter – velká rudá skvrna

10. Jupiter – velká rudá skvrna • Poměrné stabilní útvar v atmosféře Jupiteru (více než 300 let) • obrovská bouře rotující jako cyklón (proti směru hod. ručiček, tlaková výše) • Rychlost větru uvnitř této bouře dosahuje 120 m/s (432 km/h) • Průměr téměř 25 000 km – dvakrát větší než celá Země (1/6 průměru Jupiteru). Největší bouře ve sluneční soustavě. • Dlouhá životnost této bouře – Jupiter je převážně plynná planeta (obsahuje tekuté vrstvy, ale chybí zde pevný povrch, na němž by mohlo docházet ke ztrátě energie – disipaci, jako v případě pozemských hurikánů, když se dostanou nad pevninu). • přesto skvrna mění svůj tvar, velikost i barvu. Tyto změny demonstrují snímky pořízené širokoúhlými a planetárními kamerami kosmického dalekohledu. Mozaika představuje sérii snímků skvrny získaných v letech 1992 až 1999.

11. Jupiter – velká rudá skvrna

12. Jupiter – oblačné víry

13. Jupiter – polární záře

14. Jupiter – polární záře • Snímky v UV záření pořízené zobrazovacímspektrografem (STIS – Space Telescope Imaging Spectrograph) Hubbleova kosmického dalekohledu • vznikají několik set kilometrů nad viditelným povrchem Jupiteru podobně jako na Zemi – elektricky nabité částice se zachytí v magnetickém poli a cestují podél magn. siločar směrem k magnetickým pólům. Proud asi 1 mil. ampérů! Když se dostanou do vysoké atmosféry, excitují zdejší atomy a molekuly, které potom přijatou energii opět vyzáří. • Jupiterovy polární záře jsou způsobeny částicemi ze Slunce i částicemi, které vyvrhují aktivní sopky na měsíci Io • proud způsobuje jasnou, ale místně omezenou (téměř bodovou) polární záři v místě, kde proud proniká do Jupiterovy atmosféry. Nejjasnější skvrna (v obou případech vlevo) na obloucích je právě místo, kde proud vstupuje do atmosféry planety

15. Jupiter – polární záře (26. listopadu 1998) Velký zářící prstenec je polární záře způsobená slunečními částicemi. Jasná skvrna úplně vlevo na okraji kotoučku planety je stopa způsobená proudem částic z Měsíce Io, vpravo od středu snímku, na vnějším okraji hlavního prstence polární záře, jsou pak blízko sebe dvě stopy způsobené částicemi z měsíců Ganymedes (blíže ke středu) a Europa (více vpravo).

16. Jupiter – prstenec • objeven v roce 1979 sondou Voyager, vzdálenost 130 000 km od Jupiteru, tloušťka 30 km, šířka 6400 km • je velmi tenký a je nejlépe vidět v protisvětle (snímky vznikly v době, kdy se sonda Galielo nacházela za Jupiterem a dívala se směrem ke Slunci) • tři části prstence: hlavní prstenec (tvoří nejvýraznější oblouk), čočkovitý vnitřní prstenec dosahující až k atmosféře planety, velmi jemný vnější prstenec. • V okolí prstence se nachází značné množství částic rozptýlených nad a pod rovinou hlavního prstence. To je v případě planetárních prstenců neobvyklý jev, který je vysvětlován působením elektromagnetických sil.

17. Jupiter – prstenec

18. Jupiter – Měsíce • 16 pojmenovaných měsíců • Metis, Adrastea, Amalthea, Thebe • 4 galileovské měsíce (Io, Europa, Ganymed, Kallisto) • Leda, Himalia, Lysithea, Elara, Ananke, Carme, Pasiphae, Sinope • další slabé (a malé, velikost kolem 5 km) měsíčky objeveny v letech 1999—2000.

19. Galileovské měsíce • Pozoroval je již v roce 1609 Galileo • Io (průměr 3630 km) • Europa (průměr 3138 km) • Ganymedes (průměr 5262 km) • Kallisto (průměr 4800 km) • Vrhají stín na Jupiter a vstupují do jeho stínu (podobné zatmění Slunce a Měsíce). • Ole Roemer si všiml zpoždění začátků zatmění o 17 minut, když byl Jupiter v konjunkci – vysvětlil jev jako důsledek konečné rychlosti světla. • Svými rozměry a hmotnostmi patří spíše k planetám zemského typu

20. Io

21. Io • je větší než Měsíc • sopečná činnost – společné působení planety a ostatních velkých měsíců způsobuje zahřívání nitra Io (vnitřní energie by nevydržela jako zdroj činnosti déle než 500 mil. let) • 170 sopečných kráterů, alespoň 8 činných • velmi řídká atmosféra, převážně SO2 • Io je zdrojem materiálu pro prstenec Jupiteru

22. Io – činné sopky

23. Io – činné sopky

24. Io – sopka Pillan Patera

25. Europa

26. Europa • o něco menší než Měsíc • ledová kůra asi 100 km silná, globální praskliny (rýhy dlouhé i několik tisíc km), tmavé oblasti – kamení a meteority • několik impaktních kráterů (Pwyll) • tekutý plášť (vrstva kapalné vody cca 10 km), možný vznik života • ledová tektonická činnost – voda se dostává trhlinami na povrch a smazává stopy nově vzniklých útvarů. • teplo uvnitř může vznikat podobně jako u Io (gravitační působení Jupiteru a ostatních měsíců)

27. Europa – Minos Linea

28. Europa – prolámaný led v rovníkové oblasti

29. Europa – hřbety, praskliny, dómy

30. Europa – pohyb ledových ker

31. Europa - Tyre

32. Europa – Pwyll

33. Ganymedes

34. Ganymedes • větší než Merkur, největší měsíc ve sluneční soustavě • rozmanitý povrch: • impaktní krátery (světlé skvrny) • geologická činnost – brázdy a hřebeny vzniklé pohybem kůry (světlejší povrch) • starý povrch – směs hornin a ledů – je tmavý • polární čepičky z ledu • velmi řídká atmosféra (10–6 Pa)

35. Ganymedes – rýhovaný povrch

36. Ganymedes – srovnání Galileo a Voyager 2

37. Ganymedes – Uruk Sulcus

38. Ganymedes – staré impaktní krátery v Galileově oblasti

39. Ganymedes – Galileova oblast

40. Ganymedes – čerstvé impaktní krátery

41. Ganymedes – řetězec impaktních kráterů

42. Kallisto • nejvzdálenější z galileovských měsíců • množství impaktních kráterů • je podobný Měsíci nebo Merkuru, ale krátery jsou mělčí, chybí hory a kruhová pohoří, vyskytují se zde naopak soustavy soustředných kružnic („kámen hozený do vody“) • povrch je tvořen z měkčího materiálu – směs hornin a ledu • bombardování bylo jediným vlivem, který utvářel povrch

43. Kallisto - Valhalla

44. Kallisto – Valhalla

45. Kallisto – Voyager/Galileo

46. Kallisto – řetězec kráterů

47. Kallisto – impaktní kráter Asgard

48. Malé Jupiterovy měsíce

49. Amalthea

50. Thebe