Το Ηλιακό Σύστημα

Ήλιος

Αστέρας (G2V) με Ζ=0.012

Μάζα: ~ 2 x 1030 kg (99.8% του ΗΣ)

Ακτίνα: ~700,000 km

Μέση απόσταση: 1 AU = 1.496 x 108 km

Τροχιές των πλανητών

J. Kepler (1571-1630)

Οι νόμοι του Kepler:

● Ελλειπτικές τροχιές με τον ήλιο στη μια εστία● Κίνηση με σταθερή εμβαδική ταχύτητα● Αρμονικός νόμος a3/P2 = σταθ

Βασικά χαρακτηριστικά των πλανητών

● Τροχιά ● Μάζα και κατανομή της● Μέγεθος και Σχήμα● Περιστροφική κίνηση (άξονας και ρυθμός)● Επιφανειακή σύσταση

● Θερμοκρασία, μαγνητικό πεδίο, ατμοσφαιρική δομή και σύσταση, τεκτονική

Γιγάντιοι πλανήτες

Δίας

Αέριος γίγαντας (H,He)

Μάζα: ~ 10-3 MS

~ 340 MΓ

Στερεός πυρήνας ~ 10 MΓ

Ακτίνα: ~70,000 km

Μέση απόσταση από τον ήλιο: a=5.2 AU με e=0.048

Δορυφόροι: 4 κανονικοί και 63 μη-κανονικοίΔακτύλιοι: ναι (αμυδροί)

Οι Γαλιλαϊκοί δορυφόροι

Οι κανονικοί δορυφόροι του Δία: Ιώ, Ευρώπη, Γανυμήδης, Καλλιστώ

Κανονικοί = κυκλικές τροχιές, στο επίπεδο του ισημερινού του Δία, με ορθή περιφορά

* η Ιώ είναι από τα πιο ηφαιστειογόνα σώματα του ΗΣ

* Ο Γανυμήδης είναι μεγαλύτερος από τον Ερμή!

* Η παγωμένη Ευρώπη έχει πιθανότητες να φιλοξενεί ζωή στον υπόγειο ωκεανό της

Οι πρώτοι τρεις κινούνται σε συντονισμό 1:2:4 (συντονισμός του Laplace)

* η Ιώ είναι από τα πιο ηφαιστειογόνα σώματα του ΗΣ

* Ο Γανυμήδης είναι μεγαλύτερος από τον Ερμή!

* Η παγωμένη Ευρώπη έχει πιθανότητες να φιλοξενεί ζωή στον υπόγειο ωκεανό της

Κρόνος

Αέριος γίγαντας (H,He)

Μάζα: ~ 100 MΓ

Στερεός πυρήνας ~ 10 MΓ

Ακτίνα: ~60,000 km

Μέση απόσταση από τον ήλιο: a=9.6 AU με e=0.06

Δορυφόροι: 18 κανονικοί και 44 μη-κανονικοίΔακτύλιοι: ναι (έντονοι)

Ουρανός

Παγωμένος γίγαντας (νερό, αμμωνία, μεθάνιο)

Μάζα: ~ 17 MΓ

Στερεός πυρήνας ~ 10 MΓ

μόλις 1-4 MΓ

H/He

Ακτίνα: ~25,000 km

Μέση απόσταση από τον ήλιο: a=19.8 AU με e=0.05

Δορυφόροι: 15 κανονικοί (5 “γαλιλαϊκοί”) και δεκάδες μη-κανονικοί Δακτύλιοι: ναι (μέτριας φωτ.)

* ο άξονας περιστροφής έχει 98ο κλίση → περιστρέφεται κατά την ανάδρομη φορά!

Ποσειδώνας

Παγωμένος γίγαντας (νερό, αμμωνία, μεθάνιο)

Μάζα: ~ 20 MΓ

Στερεός πυρήνας ~ 10 MΓ

μόλις 2-5 MΓ

H/He

Ακτίνα: ~25,000 km

Μέση απόσταση από τον ήλιο: a=30.1 AU με e=0.01

Δορυφόροι: 8 κανονικοί και δεκάδες μη-κανονικοί Δακτύλιοι: αμυδροί;

* ο μεγαλύτερος δορυφόρος του (Triton) είναι μη-κανονικός - έχει 156ο κλίση → περιφέρεται κατά την ανάδρομη φορά!

Πλούτωνας

Στερεός νάνοςΜάζα: ~ 0.002 M

Γ

Ακτίνα: ~1,200 km

Μέση απόσταση από τον ήλιο: a=39 AU με e=0.25 i=17 deg

Δορυφόροι: 5 * αποτελεί διπλό σύστημα με τον Χάροντα, το μόνο που το ΚΜ είναι έξω από την ακτίνα του πλανήτη!

Γήινοι πλανήτες

* είναι πολύ μικρότεροι σε μάζα και διάμετρο από τους γίγαντες

* είναι στερεοί αλλά με ατμόσφαιρα

* είναι πολύ κοντά στον ήλιο

* έχουν 0-2 δορυφόρους (Γη: Σελήνη, Άρης: Φόβος και Δείμος)

* έχουν πιο έντονες αποκλίσεις από την κυκλική και επίπεδη τροχιά

Η συνταγή του Minimum Mass Solar Nebula (MMSN):- παίρνουμε τα στερεά υλικά που περιέχονται στους πλανήτες- αυξάνουμε τη μάζα ώστε η περιεκτικότητα H/He να είναι η “σωστή”- το διαμοιράζουμε σε δακτυλίους γύρω από κάθε τροχιά

Παίρνουμε τη συνάρτηση πυκνότητας:Σ(r) = Σ

0 r -3/2 (g cm-2)

Σ0= 1700 για αέριο

Σ0= 7 για πετρώματα

Σ0= 30 (για πάγο, a>2.7 AU)

gas/solids ~ 100/1Συνολική μάζα ~ 0.01M

*

Το μοντέλο του Ηλιακού Νεφελώματος Ελάχιστης Μάζας (MMSN model)

Μικροί πλανήτες κ.α.

1η Ιανουαρίου 1801: ο Giuseppe Piazzi ανακαλύπτει τον πρώτο μικρό πλανήτη, τον αστεροειδή Ceres (Δήμητρα)

Ceres (HST)

Ida & Dactyl Mathilde

Toutatis

Ceres

Vesta

Τι είδους ουράνια σώματα είναι οι αστεροειδείς;

Σε ποιους έχουμε “πατήσει”;

Eros(αποστολή NEAR, 1997)

Itokawa(αποστολή Hayabusa 2005 – 2010)

Παραγήινοι Αστεροειδείς (ΝΕΑs)- ακανόνιστες τροχιές (χαοτικές)

- πιθανώς “επικίνδυνοι” για τη Γη

- Βασικοί στόχοι αποστολών για τη συλλογή πετρωμάτων (sample re-turn missions)

Toυλάχιστον 2 αποστολές:

- Osiris REx (NASA)- Hayabusa 2 (JAXA)

● Δύο στόχοι:

- χημική ανάλυση του “γενετικού” υλικού του ΗΣ

- μελέτη της δομής τους (αντιμετώπιση σύγκρουσης)

Πώς έρχονται κοντά στη Γη;

κάποιες περιοχές της ζώνης είναι πολύ “επικίνδυνες” ...

Η ισχυρή βαρύτητα του Δία μπορεί, αργά-αργά, να αλλάξει δραστικά το σχήμα της τροχιάς

Έτσι, είναι πιθανό ο αστεροειδής να περάσει κοντά από τη Γη

Πιθανή σύγκρουση!!!

ΚομήτεςΠαγωμένα αντικείμενα (~ 1-5 km) που προέρχονται από:

τη ζώνη του Kuiper (Short-period comets)ήτο νέφος του Oort (Long-period comets)

Πλησιάζοντας τον ήλιο, σχηματίζονται οι δύο ουρές (σκόνης και ιόντων)

Σχετίζονται με την ύπαρξη περιοδικών ροών μετεώρων (meteor streams)