I Astronomický proseminář II Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce https ://explanet. i nf o/# definice těles ve Sluneční soustavě • Planety a ostatní tělesa naší sluneční soustavy se dělí do tří kategorií následujícím způsobem: • planeta je nebeské těleso, které - obíhá okolo Slunce, - má dostatečnou hmotnost, aby jeho vlastní gravitace překonala vnitřní síly pevného tělesa, takže dosáhne tvaru odpovídajícího hydrostatické rovnováze (přibližně kulatého) - vyčistilo okolí své dráhy • „trpasličí planeta" je nebeské těleso, které - obíhá okolo Slunce, - má dostatečnou hmotnost, aby jeho vlastní gravitace překonala vnitřní síly pevného tělesa, takže dosáhne tvaru odpovídajícího hydrostatické rovnováze (přibližně kulatého), - nevyčistilo okolí své dráhy - není satelitem • s výjimkou satelitů by všechny ostatní objekty obíhající okolo Slunce měly být označovány společným termínem „malá telesa sluneční soustavy" I . . . Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce pozorovatelnost planet 1 ■ vždy v oblasti ekliptikálních souhvězdí (13) ■ výrazně se v průběhu roku mění ■ poloha - viz ročenka nebo https://www.calsky.com/ • jasnost -1,2 mag až +1,1 mag • maximálně 28° od Slunce • synodický oběh: 116 dnů Oběh a rotace e = 0,2056, druhá nejvýstřednější po Plutu od Slunce 45,9 - 69,7 milionů km, sklon dráhy k ekliptice 7° oběh: 88 dní, střední oběžná rychlost 48 km/s rotace: 58,65 dne poměr oběžné doby a rotace je 2 : 3 rotační osa kolmá k oběžné dráze v přísluní je vždy natočen ke Slunci stejně (0° nebo 180° poledník, tzv. póly horka) průměr 4879 km jádro: 70 % průměru planety teplota povrchu: nejvyšší + 427°C nejnižší -173°C atmosféra: stopy H, He, Ne, Ar Povrch Merkura Mariner 10: 3x proletěl kolem stejné polokoule zmapováno 50 % planety podrobnosti do 100 m ■i; ■ -V. ' ..v Rozdíly mezi Merkurem a Měsícem: • Merkur nemá moře • zlomy, které se na Měsíci nevyskytují • střední hustota Merkura je o 60% vyšší CALORIS PLANITIA • „Planina horka", 427°C, poledník 180° • impakt o průměru 1300 km • podobá se Mare Orientale na Měsíci X, / ~ "i- ledová čepička severní pól zlom DISCOVERY • dlouhý 400 km, vysoký až 1 km • tektonické procesy při chladnutí vědecké sondy Messenger (NASA) těžká, dobře vybavená sonda, konec 2015 f BepiColombo (ESA+Japonsko) start 2018 Thermal Shado E PPS (top deek) op deek) J Solar Panel GRNS ASCS rekapitulace Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce Merkur byl v minulosti terčem nesmírného množství meteoritů. Malé srážky způsobily jednoduché kilometrové krátery ve tvaru mísy. Větší nárazy způsobily talířovité krátery s malým vrcholkem vyčnívajícím uprostřed. Spolu s nárazy vznikala i pohoří. Jednou z posledních katastrof v dějinách Merkura byla p/avděpodobně srážka s planetkou, která měla rozměry kolem 100 kilometrů. Způsobila obrovský kráter nazvaný pánev Caloris. Náraz prorazil povrch a vytvořil kruhové pásmo horských hřbetů. Nemá atmosféru, která by ovlivňovala teplotu jeho povrchu.Ve dne je planeta vystavena spalujícímu žáru slunečních paprsků a například v pánvi Caloris, která leží poblíž Merkurova rovníku, vystoupí teplota nad 400 st. C. V noci, když se povrch od Slunce odvrátí, klesne teplota 180 st. C pod nulu. ■ Průměrná vzdálenost od Slunce: 0,38 au ■ Délka dne (jedna otočka kolem osy): 59 pozemských dní ■ Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): 88 pozemských dní ■ Průměr: 4878 km ■ Hmotnost: 18 krát menší než hmotnost Země ■ Gravitace: 40% pozemské gravitace, při hmotnosti 80 kg byste na Merkuru měli 32 kg ■ Povrchová teplota: -185 °C až 400 °C ■ Atmosféra: velmi řídká ■ Charakteristika povrchu: povrch velmi podobný měsíčnímu, nepřítomnost husté atmosféry umožňuje neustálé přímé bombardování meziplanetární látkou, velmi velké množství kráterů ■ Přirozené satelity (měsíce): nemá ■ Prstence: nemá ) - 3,3 mag až - 4,2 mag maximálně 47,5° od Slunce Jitřenka a Večernice synodický oběh: 116 d fáze popsal Galileo Galilei v roce 2004 a 2012 přechod přes sluneční kotouč Oběh a rotace siderická doba oběhu: 224,7 dní vzdálenost od Slunce: 108 milionů km e= 0,007 (dráha se nejvíce blíží kružnici) střední oběžná rychlost 35 km . s_1 retrográdní rotace, otočka trvá 243 dne sklon rotační osy 178° Mercu"ry^|us • průměr 12 103 km • hmotnost: 0,815 Mz • teplota povrchu: 480°C • povrchový tlak 9,4 MPa 85 % povrchu tvoří sopečné formy lávové pre lávové zá štítové so ploché so dómy rekapitulace Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce 19 ■ Venuše je Zemi nejbližší planetou. Je přibližně stejně velká jako Země a má hustou atmosféru. To vedlo k představě, že by se mohla podobat Zemi i svým povrchem. Bujná fantazie lidí osídlila krajinu na Venuši dinosaury prohánějícími se bažinami a hustým porostem přesliček. Tyto představy nemohly být po staletí ani potvrzeny ani vyvráceny, protože ještě donedávna jsme neměli prostředky, kterými bychom pod hustou Venušinu atmosféru nahlédli. Velké změny nastaly až když vědci začali používat k výzkumu Venuše radar. Radarové vlny totiž bez problémů proniknou i tou nejhustší atmosférou. Pak přišla éra Kosmických sond a všechny dosavadní představy o Venuši padly. Nebylo objeveno nic, co by připomínalo život. Dokonce ani voda tam nebyla nalezena. Povrch Venuše je suché a horké „peklo". Teplotou dosahující k 500 °C předčí i teploty na denní straně Merkura. Povrch je z 85% tvořen různými sopečnými útvary. ■ Průměrná vzdálenost od Slunce: 0,72 au ■ Délka dne (jedna otočka kolem osy): 243 pozemských dní, rotace má opačnou orientaci než je směr oběhu kolem Slunce, tzv. retrogradní rotace ■ Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): 225 pozemských dní ■ Průměr: 12 100 km ■ Hmotnost: 80% hmotnosti Země ■ Gravitace: 90% pozemské, při hmotnosti 80 kg byste na Venuši měli 72 kg ■ Povrchová teplota: 500 °C ■ Atmosféra: extrémně hustá, pro světlo téměř neprůhledná ■ Charakteristika povrchu: jednodesková tektonika, několik vyvýšených oblastí, dlouhá údolí, menší počet kráterů ■ Přirozené satelity (měsíce): nemá ■ Prstence: nemá rekapitulace Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce 21 ■ Průměrná vzdálenost od Slunce: 1 au ■ Délka dne (jedna otočka kolem osy): 1 pozemský den ■ Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): 365,25 pozemských dní ■ Průměr: 12 756 km ■ Hmotnost: 6.10 24 kg (to je 6 bilionů bilionů tun!) ■ Povrchová teplota: 14 °C ■ Atmosféra: dusík, kyslík ■ Charakteristika povrchu: jediné těleso ve sluneční soustavě, kde průkazně existuje voda v kapalném skupenství, oceány tvoří cca 70 % povrchu, zemská kůra má vícedeskovou tektoniku ■ Přirozené satelity (měsíce): 1 ■ Prstence: nemá v dalekohledu: načervenalá barva světlé a tmavé oblasti polární čepičky jemné bílé mraky žlutý zákal ( prachové bouře) synodický oběh: 780 dní Mars 22.9.2005 2:50 UT 24 .9.2005 0 : 00 UT 10.10.2005 3:15 UT 23.10.2005 2:20 UT 9.1.2006 20:30 UT Meade 12"LX200GPS (f/25) + LPI, T.Hynek, HaP JP Ostrava Oběh a rotace • průměr 6 787 km • hmotnost: 0,107 Mz •teplota povrchu: - 90°C až 0°C • jádro menší než Země, kůra 5x silnější • magnetické pole 500x slabší než zemské • neprobíhá zde vrásnění, nepůsobí desková tektonika 96% C02 2,7 % N2 1,6 % Ar 0,15 02 VALLES MARINERIS • délka 4000 km, hloubka 6 km, šířka 600 km • největší útvar tektonického původu • příčina vzniku: zatížení kůry masívem Tharsis rekapitulace Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce 29 ■ Mars byl kdysi také považován za obydlenou planetu. Takové představy o Marsu vzaly za své až v roce 1965. Tehdy kosmická sonda Mariner doletěla k Marsu a pořídila první zřetelné snímky planety. Fotografie ukazovajy pustou planinu bez života, rozrušenou jen krátery. O deset íet později byl zkoumán dvojici amerických sond Viking. Pristávací moduly nesly na své palubě biologickou laboratoř. Ani jeden zjDokusů však existenci života nedokázal. Ani další sondy zatím nebyly úspěšné. Nejvyšší sopky se tyčí do závratné výsky 25 kilometrů nad okolní krajinu! V dávné minulosti bylo na Marsu ohromné množství vody - v řekách a v mělkých mořích. Kam se poděla? Vědci se domnívají, že voda je nyní zachycena převážně v ledu pod povrchem. Na severním a jižním pólu Marsu jsou ledové polární čepičky. Není to však led, který znáte ze Země. Zima na Marsu je velmi studená a při teplotách kolem -100°C zmrzne nejen voda, ale i oxid uhličitý obsažený v atmosféře. Mars byl zřejmě v dávné minulosti vlhkou a teplou planetou. Možná, že tenkrát tam byly příznivé podmínky pro vznik života a treba se někdy podaří najít jeho otisky alespoň ve formě fosílii. ■ Průměrná vzdálenost od Slunce: 1,52 au ■ Délka dne (jedna otočka kolem osy): 24 hodin 37 minut ■ Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): 687 pozemských dní ■ Průměr: 6787 km ■ Hmotnost: 10 % hmotnosti Země ■ Gravitace: 40 % pozemské gravitace, při hmotnosti 80 kg byste na Marsu měli 32 kg ■ Povrchová teplota: -63 °C ■ Atmosféra: asi desetkrát řidší než na Zemi, oxid uhličitý ■ Charakteristika povrchu: velmi členitý, planiny, sopky, dlouhá údolí, vyschlá řečiště jako memento kdysi tekoucí vody, velký vliv větrné eroze ■ Přirozené satelity (měsíce): 2 ■ Prstence: nemá doba rotace: 9h 50m doba oběhu: 11,86 let rovníkový průměr: 142 200 km teplota svrchních vrstev: - 150° C atmosféra: vodík, hélium magnetické pole: 10x silnější než zemské Planetary Rotation Periods vs Dist 1000 > « Venus fO.72, 248) CO x: 100 J Mercury (0.33, 53.80) LU r. J 10---- Notes: Planets are not show Planetary Rotation ax AW = Astronomical U & i Earth (1,1) _ Mars (1.52,1.03) Uranus (19.2, 0.72) Saturn (9.5, 0.45) Jupiter (5.2.0.41Í Distance from Sun, rekapitulace Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce 33 ■ Jupiter ie největší a nejhmotnější planetou ve sluneční soustavě. Velmi rychle rotuje, otočí se kolem své osy jednou za pouhých 10 hodin! Při této rychlosti se planeta na rovníku vydouvá a dochází k rychlé rotaci svrchní atmosféry^ kde se oblaka roztahují do pestře barevných pásů. Neivětším vírem je „velká červená skvrna", která má jDrůměr tří zeměkoulí. Tento obrovský vír pozorují hvězdáři už od poloviny 17. století. V hloubce kolem 1000 km zřejmé existuje oceán tekutého vodíku a pod hranicí 17 000 km je vodík tlakem „drcen" tak, že se chová jako kov. Elektrické proudy tekoucí kovovým vodíkem vytvářejí kolem Jupitera silné magnetické pole. V nitru Jupitera je zřejmě malé železné jádro. ■ Průměrná vzdálenost od Slunce: 5,20 au ■ Délka dne (jedna otočka kolem osy): 10 hodin ■ Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): 12 pozemských let ■ Průměr: rovníkový 142 984, přes póly 133 708 ■ Hmotnost: 318 hmotností Země ■ Gravitace: 250 % pozemské gravitace, při hmotnosti 80 kg byste na Jupiteru vážili 200 kg ■ Povrchová teplota: -153 °C ■ Atmosféra: vodík, helium, metan ■ Charakteristika povrchu: hustota látky roste plynule směrem ke středu planety, neexistuje zde rozdělení na atmosféru a pevné těleso, není možné mluvit o „povrchu planety" ■ Přirozené satelity (měsíce): 63 ■ Prstence: 2 rovníkový průměr: 120 000 km teplota svrchních vrstev: -180° C atmosféra: vodík, hélium Thehe rekapitulace Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce 37 ■ Saturn je podobný Jupiteru. V jeho atmosféře můžeme rovněž sledovat tmavé a světlé pásy a dokonce i oválné skvrny. Jeho hustota je menší než je hustota vody. Ani tato planeta nemá pod atmosférou žádný kamenitý povrch. Nitro Saturna bude velmi podobné Jupiteru. ■ Neinápadnější ozdobou Saturna jsou jeho prstence. Tisíce drobných prstýnků tvořených kousky hornin pokrytých ledem. Většina částic prstence má průměr kolem jednoho metru. Každý úlomek, každé zrníčko prstence spořádaně krouží kolem své mateřské planety. Prstence mají průměr 400 000 km, ale jejich tloušťka nepřesahuje desítky metrů! ■ Průměrná vzdálenost od Slunce: 9,58 au ■ Délka dne (jedna otočka kolem osy): 11 hodin ■ Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): 29 pozemských let ■ Průměr: rovníkový 120 536 km, přes póly 108 728 km ■ Hmotnost: 95 hmotností Země ■ Gravitace: 110 % pozemské gravitace, při hmotnosti 80 kg byste na Saturnu vážili 88 kg ■ Povrchová teplota: -185 °C ■ Atmosféra: vodík, helium, metan ■ Charakteristika povrchu: je to plynná planeta typu Jupitera, není možné hovořit o „povrchu" ■ Přirozené satelity (měsíce): 60 ■ Prstence: 7 hlavních doba rotace: 17,3 h doba oběhu: 84,01 let rovníkový průměr: 50 800 km teplota svrchních vrstev: - 215° C atmosféra: vodík, hélium, metan rekapitulace Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce 40 ■ Uran je také složen z vodíku a hélia, ale přibližně jednu sedminu atmosféry tvoří metan. Ten je příčinou namodralého zbarvení. Teplota na téhle planetě je velmi nízká. Slunce je totiž tak daleko, že odtud vypadá jen jako jasná hvězda. Pod obalem atmosféry existují mraky. Z mraků pravděpodobně prší déšť tekutého metanu a čpavku. Pod nimi se nachází jakýsi „povrch" tvořený vrstvou zmrzlé vody, čpavku a metanu. V nitru planety je ukryto pevné jádro obsahující mnoho železa. Uran obklopují tenké prstence složené z úlomků a prachu. Jsou velmi tmavé, doslova černé jako saze. ■ Průměrná vzdálenost od Slunce: 19,21 au ■ Délka dne (jedna otočka kolem osy): 17 hodin ■ Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): 84 pozemských let ■ Průměr: 50 724 km ■ Hmotnost: 14,5 hmotnosti Země ■ Gravitace: 90 % pozemské hodnoty, při hmotnosti 80 kg byste na Uranu vážili 72 kg ■ Povrchová teplota: - 214 °C ■ Atmosféra: vodík, helium, metan ■ Charakteristika povrchu: kamenné jádro planety je pravděpodobně obklopeno „kašovitou" směsí metanu, amoniaku a vody ■ Přirozené satelity (měsíce): 27 ■ Prstence: 11 doba rotace: 16 h doba oběhu: 164,8 let rovníkový průměr: 49 500 km teplota svrchních vrstev: - 125° C atmosféra: vodík, hélium, metan rekapitulace Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce 43 ■ Neptun se podobá Uranu stejně jako si je podobný Jupiter se Saturnem. Má modrou barvu a podobně jako Uran za to vděčí metanu. Jeho atmosféra je však mnohem zajímavější. Rovník planety je lemován pásmem kupovitých oblaků. Podobně jako na Jupiteru i tady nalezneme velký oblačny vír. „Velká tmavá skvrna" je rozměry srovnatelná s planetou Mars. Nad ní se neustále vznášejí bílá oblaka z krystalků metanu, která se podobají pozemským oblačným řasám. ■ Průměrná vzdálenost od Slunce: 30,06 au ■ Délka dne (jedna otočka kolem osy): 16 pozemských dní ■ Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): 164 pozemských let ■ Průměr: 49 526 km ■ Hmotnost: 17,1 hmotnosti Země ■ Gravitace: 110 % pozemské hodnoty, pokud vážíte 80 kg, na Neptunu byste měli 88 kg ■ Povrchová teplota: -225 °C ■ Atmosféra: vodík, helium, metan ■ Charakteristika povrchu: předpokládá se obdobná struktura jako u Urana ■ Přirozené satelity (měsíce): 13 ■ Prstence: 4 Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce planeta Devět ? Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce přirozené satelity planet C: C A MENG AT měsíce Jupiteru vzdálenost od planety oběžná doba průměr lo 421 600 km 1,8 dne 3036 km Europa 670 900 km 3,6 dne 3138 km Ganymed 1 070 000 km 7,2 dne 5262 km Kallisto 1 883 000 km 16,7 dne 4800 km měsíce Saturnu Titan • ve spektru metan a uhlovodíky (Gerard Kuiper) Voyagery, Huychens, Cassini • hlavní složkou atmosféry je N • povrchový tlak 1,5 x větší než na Zemi • teplota-180 °C • v atmosféře není voda • ve vyšších vrstvách atmosféry: C, H, O, N • povrch: oceán z uhlovodíků? (,215.0). (225.-10) . aktuální informace o počtech a jménech přirozených satelitů planet Selected Moons of the Solar System, with Earth for Scale Earth Mars Jupiter Saturn Uranus Neptune Pluto Earth Planety Sluneční soustavy a jejich měsíce trpasličí planety trpasličí planety Eris • Eris je trpasličí planeta, patřící do rodiny transneptunických těles, pocházejících z Kuiperova pásu. Je doprovázena malým měsícem Dysnomia. • Průměrná vzdálenost od Slunce: 67,7 au • (přísluní 37,8 au, odsluní 97,6 au) • Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): 557 pozemských let • Odhadovaný průměr: 2400 km • Hmotnost: l,27x hmotnost Pluta Ceres • Je prvním objeveným objektem, který obíhá mezi Marsem a Jupiterem, tedy v oblasti hlavního pásu planetek. • Průměrná vzdálenost od Slunce: 2,76 au • Délka dne (jedna otočka kolem osy): 9 hodin • Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): 4,6 pozemského roku • Odhadovaný průměr: 952 km • Hmotnost: asi 6300x menší než hmotnost Země trpasličí planety Pluto • Průměrná vzdálenost od Slunce: 39,24 au • Délka dne (jedna otočka kolem osy): asi 6 pozemských dní • Délka roku (jeden oběh kolem Slunce): přibližně 248 pozemských let • Průměr: 2 274 km • Hmotnost: asi čtyřistakrát menší než je hmotnost Země • Gravitace: jen 7 % pozemské hodnoty, při hmotnosti 80kg budete na Plutu vážit necelých 6 kg • Povrchová teplota: -228 °C • Atmosféra: řídká, obsahuje patrně dusík a metan • Charakteristika povrchu: zřejmě ledová usazenina tvořená dusíkem s příměsemi metanu • Přirozené satelity (měsíce): 3 • Prstence: nemá • Počet těles zařazených mezi „trpasličí planety" se bude rozrůstat díky přesnějším pozorováním již známých těles, ale také budou objevována tělesa nová. Jejich aktuální seznam si můžete doplnit sami • aktuální seznam Largest known trans-Neptunian objects (TNOs) konec ...