SUNČEV SUSTAV

Formiranje zvijezda vodi do nastanka protoplanetarnog diska.

Protoplaneti se formiraju unutar ekvatorijalnog diska

51 Pegasi → prvi EKSTRASOLARNI PLANETARNI SUSTAV oko

zvijezde GLAVNOG NIZA → otkriće 1995.

do 2005. → otkriveno još 155 ekstrasolarnih planeta

12.02.2014. → 1075 ekstrasolarnih planeta

813 ekstrasolarnih planetarnih sustava

178 višestrukih ekstrasolarnih planetarnih sustava

Metode otkrivanja: 1. radijalne brzine (51%)

2. tranzit (40%) → KEPLER satelit

3. gravitacijska mikroleća (2.5%, 27)

4. vizualno – imaging (4.4%, 47)

5. pulsar, 'timing' (1.5%, 16)

PLANETI:

1. TERESTRIČKI (KAMENI) planet: Merkur, Venera, Zemlja, Mars

2. PLINOVITI planeti (DIVOVI): Jupiter, Saturn, Uran, Neptun

TERESTRIČKI planeti: 1. građeni od čvrstog stijenja (silikati)

2. Topliji i znatno manji od divovskih planeta

3. manji broj mjeseca, bez prstena

4. UNUTARNJI planeti (do 2 AU)

DIVOVSKI planeti: 1. građeni od plinova/leda, samo je središte

čvrsto

2. Hladniji i znatno veći

3. Veći broj mjeseci (do 43), s prstenovima

4. Veliki mjeseci, neki poput Merkura, po sastavu

slični terestričkim planetima

4. VANJSKI planeti (od 4 AU)

TERESTRIČKI DIVOVI

Sastav stijenje plin/led

Srednja udaljenost od Sunca (AU) 0.39-1.52 5.2-30

Temperatura (K) 215-733 70-165

Masa (Zemljinih masa) 0.055-1 14.5-318

Polumjer (Zemljinih polumjera) 0.38-1 3.88-11.2

Gustoća (kg/m3) 3900-5500 690-1600

Rotacijski period 24h-243d 10h-17h

Poznati mjeseci 0-2 13-63

Prstenovi ne da

ASTEROIDNI POJAS: najveći asteroid CERES (1000 km; 30% mase

asteroidnog pojasa)

Većin asteroida nalazi se u pojasu između 2 i 3.5 AU

Gaspra

Ida i Daktil

KOMETI → prljave 'nakupine' leda i prašine

REP → nastaje od evaporiranog leda uslijed tlaka zračenja Sunca i

Sunčevog vjetra

Periodi → od nekoliko godina (Enckeov komet) do milijuna godina

Halleyev komet → 76 godina

Porijeklo kratkoperiodičnih kometa → KUIPEROV POJAS

Porijeklo dugoperiodičnih kometa → OORTOV OBLAK

KUIPEROV POJAS: područje iza Neptunove orbite, od 30 do 1000 AU

Područje s velikim brojem 'ledenih' objekata veličine Plutona i manje

OBJEKTI KUIPEROVOG POJASA (KBO – Kuiper Belt Object):

Pluton,

Sedna,

Quaoar

OORTOV OBLAK → sferno-simetrični oblak 'ledenih' objekata, jezgrara

kometa između 3000 i 100 000 AU.

Ostaci iz vremena nastanka Sunčevog sustava → 'zaleđeni' u vremenu

i prostoru, najstariji objekti Sunčevog sustava

METEOROIDI → male čestice (reda veličine zrna pijeska do nekoliko cm)

u međuplanetarnom prostoru

METEOR → vizualna pojava traga na nebu prilikom ulaska meteoroidi u

Zemljinu atmosferu ('zvijezde padalice')

METEORIT → ostatak meteoroida koji nije sagorio u atmosferi već pao na

Zemlju

METEORSKI POTOK → trag čestica koju ostavlja kometa, a na koju

Zemlja jednom godišnje nalijeće → povećan broj meteora na nebu:

Perzeidi (suze Sv. Lovre): oko 100 meteora/sat

Leonidi (15.11.): 30 do meteorske oluje (10 000 meteora/sat)

Geminidi (15.12.): oko 120 meteora/sat

ZODIJAKALNO SVIJETLO → refleksija Sunčevog svjetla od čestica

prašine u ekvatorijalnoj ravnini Sunčevog sustava

NASTANAK SUNČEVOG SUSTAVA:

Oko Sunca kao protozvijezde formira se disk prašine → akrecijski disk →

protoplanetarni disk

U disku temperatura varira → unutarnji dijelovi diska su vrući, moguća

kondenzacija silikata (stijenja) s visokom temperaturom kondenzacije →

led s niskom temperaturom tališta može nastati samo u vanjskim

dijelovima diska

Unutarnji dijelovi diska → nastanak planetezimala od stijenja →

onemogućen rast velikih planeta

Vanjski dijelovi diska → nastanak planeta od leda i plina

Divovski planeti → vlastiti minijaturni akrecijski disk u kojem se formiraju

mjeseci

Mjeseci unutarnjih planeta → uhvaćeni i zarobljeni asteroidi (Mars)

→ sudari s planetom (Zemlja i Mjesec)

MERKUR

Najbliži planet Suncu (0.39 AU)

Precesija Merkura u zakrivljenom prostoru uslijed blizine Sunca → dokaz

Einsteinove opće teorije gravitacije

Perihel se pomalo pomiće tijekom vremena

Ekscentrična orbita (e=0.206)

3-2 spin-orbita vezanje → rotacijski period 58.6 dana

→ orbitalni period 87.95 dana

Istraživanje: Mariner 10

radarska istraživanja površine

Površina Merkura:

- Prepuna KRATERA

- Niska brzina oslobađanja (4.3 km/s), visoka temperatura na površini

(825 K) → NEMA ATMOSFERE

- Zasijenjena polarna područja → led (voda)

Unutrašnjost Merkura:

- Izgubio većinu lakih elemenata + gravitacijska separacija → jezgra

visoke gustoće → udar asteroida mogući razlog??

- Željezo, nikal → veliko vodljivo metalno središte → rotacija metalnog

središta → promjenjive struje u središtu → nastanak dipolnog

magnetskog polja → MAGNETSKI DINAMO (slično kao i na Suncu) →

mehanizam nastanka magnetskog polja svih planeta, ne samo

Merkura

- Vrlo slabo magnetsko polje → 'smrznuto' magnetsko polje??

VENERA

- Zemljina 'sestra' → planet sličan Zemlji: 0.815 Zemljine mase i 0.95

Zemljinog polumjera

Vruća debela atmosfera:

- sastav: CO2 (96.5%), molekularni dušik (N2 – 3.5%)

- Površine Venere: tlak 90 atm, temperatura 740 K (dovoljna za taljenje

olova)

- Temperatura puno viša nego očekivana temperatura atmosfere kao

crnog tijela → EFEKT STAKLENIKA

- UZROK EFEKTA STAKLENIKA: CO2 (ugljik-dioksid)

Zašto je atmosfera Venere tako gusta?

Moguće rješenje: VULKANSKA AKTIVNOST

VENERA

- Zemljina 'sestra' → planet sličan Zemlji: 0.815 Zemljine mase i 0.95

Zemljinog polumjera

Vruća debela atmosfera:

- sastav: CO2 (96.5%), molekularni dušik (N2 – 3.5%)

- Površine Venere: tlak 90 atm, temperatura 740 K (dovoljna za taljenje

olova)

- Temperatura puno viša nego očekivana temperatura atmosfere kao

crnog tijela → EFEKT STAKLENIKA

- UZROK EFEKTA STAKLENIKA: CO2 (ugljik-dioksid)

Zašto je atmosfera Venere tako gusta?

Moguće rješenje: VULKANSKA AKTIVNOST

Zašto je sastav Venerine atmosfere tako različit od Zemljine?

- Na Zemlji prevladava voda, vrlo malo CO2

- Na Veneri obrnuta situacija – malo vode, mnogo CO2

- U prošlosti je Venera vjerojatno imala mnogo više vode, mogući su bili i

oceani zbog manjeg luminoziteta Sunca (oko 67% današnjeg

luminoziteta)

- Povećanjem luminoziteta Sunca → raste temperatura površine i oceani

evaporiraju → vodena para u atmosferi uzrokuje efekt staklenika →

vodena para je lakša od CO2 → migrira u gornje slojeve atmosfere →

uništavanje fotodisocijacijom UV zračenjem

RETROGADNA ROTACIJA atmosfere i same planete u odnosu na

orbitalno gibanje → rotacijski period 243 dana (orbitalni period 224.7

dana)

Svi planeti (osim Venere) rotiraju PROGRADNO (čak i mjeseci)

- Ako su svi planeti nastali u protoplanetarnom disku koji rotira u jednom

smjeru → svi planeti moraju imati isti smjer rotacije

Rješenje: GRAVITACIJSKA PERTURBACIJA i PLIMNE SILE u atmosferi

→ okretanje rotacijske osi za 180 stupnjeva ili zaustavljanje rotacije, pa

rotacija u suprotnom smjeru zbog plimnih sila

NEMA MAGNETSKOG POLJA → izravna posljedica vrlo spore rotacije,

izostanak efekta magnetskog dinama

Istraživanje: Venera (SSSR) – 60'

Mercury, Pioneer

Magellan → 3D mapiranje površine, rezolucija 75-120 m,

POVRŠINA VENERE:

- Sumpor na površini, oblaci sumporne kiseline

- Munje u atmosferi

- VULKANSKA AKTIVNOST (obogaćuje atmosferu SO2) → posljednja

velika erupcija u 70'

- Tokovi lave, 1000 vulkana na površini

ZEMLJA

ATMOSFERA

- Za razliku od Venere zbog veće udaljenosti od Sunca → nema

pojačane evaporacije vode iz oceana → NEMA EFEKTA

STAKLENIKA

- Većina CO2 iz atmosfere se otopila u oceanima

- SASTAV: 78% N2, 21% O2, 1% H20, tragovi argona, CO2

GLOBALNO ZATOPLJAVANJE i EFEKT STAKLENIKA

- Problem ljudske proizvodnje i ispuštanja CO2 u atmosferu +

uništavanje šuma i biljnog pokrova koji fotosintezom troše CO2 iz

atmosfere

- Efekt staklenika uzrokuje povišenje temperature atmosfere → vidljivo iz

temperaturnog trenda posljednjih 40 godina

- Povlačenje ledenjaka, topljenje leda na polovima, povečanje

temperature oceana

- Kyoto protokol, zabrana CFC-a (ozonske rupe)

SEIZMOLOGIJA → Proučavanje Zemljine unutrašnjosti opažanjem

valova koji se njome šire → potresi

UNUTRAŠNJOST ZEMLJE: 1. čvrsta UNUTARNJA JEZGRA

2. tekuća VANJSKA JEZGRA

3. debeli PLAŠT

VANJSKA JEZGRA: → željezo, nikal

→ gustoća Zemlje oko 5500 kg/m3 (puno više od

gustoće stijenja 3000 kg/m3)

→ visoka temperatura (4000 K) → jezgra je

TEKUĆA

UNUTARNJA JEZGRA → visoki tlakovi u središtu Zemlje → jezgra je

ponovno čvrsta

TEKTONSKA AKTIVNOST → prisutna isključivo na Zemlji

LITOSFERA → gornji, vanjski dio Zemlje, uključuje KORU i gornji dio

plašta → TEKTONSKE PLOČE koje 'plivaju' na 'plastičnoj', konvektivnoj

ASTENOSFERI → Atlantski ocean se razmiče brzinom 3 cm/godina,

Pacifička i sjevernoamerička ploča se sudaraju

Superkontinent PANGEA (prije 200 milijuna godina)

Sudar ploća → teža oceanska ploča podilazi ispod laganije kontinentalne

ploče → TEKTONSKI RASJED → u rasjedu materijal iz unutrašnjosti

izlazi na površinu → područje VULKANA i POTRESA

IZVOR ENERGIJE: 1. radiaktivni raspad u unutrašnjosti

2. plimna disipacija kinetičke energije rotacije

3. gravitacijska separacija

MAGNETSKO POLJE → magnetski dinamo zbog rastaljene vanjske

jezgre

→ zaštita od nabijenih čestica Sunčevog vjetra

→ 3 Van Allenova pojasa

→ POLARNA SVJETLOST

→ magnetsko polje je u povijesti promjenjivo → slabi/jača, mijenja smjer

MJESEC

- Nema atmosfere (premala masa)

- Velik broj udara (krateri) prije 700 milijuna godina

- Udari su probili tanku koru → materijal iz unutrašnjosti se razlio po

površini → tamnije boje → 'maria' (mora)

UNUTRAŠNJA STRUKTURA: 1. tanka kora

2. čvrsta litosfera

3. plastična astenosfera

4. jezgra bogata željezom?

- Mjesečevi potresi (gravitacijsko privlačenje Zemlje)

- Teža strana Mjeseca (tanja kora) uvijek je okrenuta prema Zemlji

NEMA MAGNETSKOG POLJA

NEMA GEOLOŠKE AKTIVNOSTI

Unutrašnjost Mjeseca se ohladila → nema magnetskog dinama

MJESEC

- Nema atmosfere (premala masa)

- Velik broj udara (krateri) prije 700 milijuna godina

- Udari su probili tanku koru → materijal iz unutrašnjosti se razlio po

površini → tamnije boje → 'maria' (mora)

UNUTRAŠNJA STRUKTURA: 1. tanka kora

2. čvrsta litosfera

3. plastična astenosfera

4. jezgra bogata željezom?

- Mjesečevi potresi (gravitacijsko privlačenje Zemlje)

- Teža strana Mjeseca (tanja kora) uvijek je okrenuta prema Zemlji

NEMA MAGNETSKOG POLJA

NEMA GEOLOŠKE AKTIVNOSTI

Unutrašnjost Mjeseca se ohladila → nema magnetskog dinama

Apollo misija → 6 spuštanja na Mjeces s ljudskom posadom

→ 382 kg kamenja

BAZALTNE stijene (slično vulkanskom kamenju na Zemlji)

ODREĐIVANJE STAROSTI STIJENA S MJESECA → mjerenje

radioaktivnih izotopa → mjeri se omjer sadržaja početnog izotopa i

konačnog produkta njegovog raspada (npr U i Pb)

Stijene u 'morima' su mlađe od stijena u 'visoravnima' (3.1 do 3.8 milijarda

godina)

KASNO 'BOMBARDIRANJE' → 700 milijuna godina nakon formiranja

Mjeseca, nastanak većine kratera na Mjesecu → 'izlijevanje' mora

NASTANAK MJESECA: 1. fisijski model → Mjesec 'otrgnut' od Zemlje

2. kokreacijski model → Mjesec i Zemlja nastaju

istovremeno

3. uhvat

4. sudarni model (1975) → veliki objekt (2x

veličine Marsa) sudario se sa Zemljom prije 4.6 milijardi godina →

nastanak diska oko Zemlje iz koje se formirao Mjesec

MARS

Giovanni Virginio Schiaparelli (1877) → kanali na Marsu

→ irigacijski kanali vanzemaljske civilizacije?

→ Marsovci?

NASTANAK MJESECA: 1. fisijski model → Mjesec 'otrgnut' od Zemlje

2. kokreacijski model → Mjesec i Zemlja nastaju

istovremeno

3. uhvat

4. sudarni model (1975) → veliki objekt (2x

veličine Marsa) sudario se sa Zemljom prije 4.6 milijardi godina →

nastanak diska oko Zemlje iz koje se formirao Mjesec

MARS

Giovanni Virginio Schiaparelli (1877) → kanali na Marsu

→ irigacijski kanali vanzemaljske civilizacije?

→ Marsovci?

Istraživanja: → najistraženiji planet van Zemlje

→ Mariner (60')

→ robotske misije: Viking (1975)

Mars Global Surveyor (1997)

Mars Odyssey (2001)

Mars Express Orbiter (2003)

Mars Pathfinder (1997) → rover, mobilno vozilo

Spirit, Opportunity (2004)

Mars danas → suh, prašnjav svijet

Mars nekada → voda, vodotoci, jezera, rijeke, kanali slični vodenoj eroziji

na Zemlji

Temperatura: -140 do 20 C + odsustvo atmosfere → voda u permafrostu

ili u ledu na polovima

POLARNA KAPA → uglavnom suhi led (smrznuti CO2)

→ godišnja doba (ljeto/zima) zbog nagnute osi (25 stupnjeva)

→ trajanje Marsove godine: 1.88 Zemljanih godina

Os rotacije se kaotično mijenja → od 0 do 60 stupnjeva u nekoliko

milijuna godina → uzork je gravitacijska interakcija sa Suncem i drugim

planetima → nejednolika godišnja doba

Zemlja: izostanak kaotične promjene osi zbog stabilizacije uslijed plimnog

međudjelovanja sa velikim Mjesecom

ATMOSFERA

VRLO TANKA ATMOSFERA → Mars nema masu dovoljnu za

zadržavanje atmosfere

SASTAV: 95% CO2, 2.7% molekularni dušik → sličan sastavu atmosfere

Venere

U prošlosti: gušća atmosfera s manje CO2

Vrlo niski atmosferski tlak

PJEŠĆANE OLUJE → iako je tlak vrlo nizak, visoki vjetrovi mogu

uzrokovati velike pješćane oluje → mogu prekriti cijelu površinu Marsa →

pad temperature, nastanak oblaka

Površina Marsa → crvenkasta zbog prisustva oksidiranog željeza

Mars nema gravtiacijsku separaciju

NEMA MAGNETSKOG POLJA

Manje srednje gustoće od ostalih planeta → manjak željeza??

Valles Marineris → ogroman kompleks kanjona (3000 km dugačak, 8 km

dubok) → nastao kao tektonski rasjed

Olympus Mons → najveći vulkan u Sunčevom sustavu, visok 24 km,

nastao konstantnim ispuštanjem tekućeg materijala iz unutrašnjosti

GEOLOŠKA AKTIVNOST, ali NEMA TEKTONSKIH PLOČA

Allan Hills meteorit ALH84001

Najstariji meteorit nađen na Zemlji koji je nastao na Marsu

Zrna karbonata → fosilizirani mikrobi sa Marsa??

2 mjeseca: → FOBOS (strah)

→ DEIMOS (užas)

Orbitalni periodi samo 7 sati 39 minuta i 20 sati 17 minuta

Nepravilna, mala tijela → UHVAĆENI ASTEROIDI

DIVOVSKI PLANETI

Golim okom moguće je vidjeti Jupiter i Saturn

William Herschel → slučajno otkriće Urana (1781)

John Couch Adams (1845) → student na Cambridgeu

→ odredi položaj do tada nepoznatog planeta na

osnovu gravitacijske perturbacije orbite Urana

Urbain Leverrier → nezavisno također predvidio postojanje nepoznatog

planeta

Johann Gottfried Galle (1846) → napokon otkrio Neptun iz Berlina

Istraživanje divovskih planeta:

1. Pioneer 10 i Pioneer 11 (1973-1979)

2. Voyager 1 i Voyager 2 (1979-1989) → i dalje putuju prema vanjskim

dijelovima Sunčevog sustava, brzina 3.6 AU/godina, 2004. prošli zonu

djelovanja Sunčevog vjetra i ušli u međuzvjezdani prostor

3. Galileo (1995) → u orbiti oko Jupitera, istraživanje Jupiterovim

mjeseci, ulazak u Jupiterovu atmosferu (2003)

4. Cassini-Huygens (2004-2008) → u orbiti oko Saturna, Cassini

orbiter, Huygens proba se spustila u gustu atmosferu Titana (2005)

SASTAV i STRUKTURA

Jupiter (318 MSun) i Saturn (95 MSun) sastav sličan Suncu

Uran (14 MSun) i Neptun (17 MSun) → više težih elemenata

Svi divovski planeti imaju dovoljnu masu da ZADRŽE SVE ELEMENTE

(vodik i teže)

SASTAV

Jupiter → sastav sličan Suncu

Saturn → gornja atmosfera ima malo helija

Uran, Neptun → značajan udio metana, vodik i helij između Jupitera i

Sunca

Jupiter → iako 3 puta masivniji, tek je malo veći od Saturna → veća

gustoća u središtu zbog veće mase

Sunce Jupiter Saturn Uran Neptun

H2 H: 0.835 0.864 0.963 0.85 0.85

He He: 0.195 0.157 0.034 0.18 0.18

H2O O: 1.7·10-3 2.6·10-3 1.7·10-3 1.7·10-3 1.7·10-3

CH4 C: 7.94·10-4 2.1·10-3 4.5·10-3 0.024 0.035

NH3 N: 2.24·10-4 2.60·10-4 5·10-4 2.2·10-4 2.2·10-4

H2S S: 3.70·10-5 2.22·10-4 4·10-4 3.7·10-4 1·10-3

Raspodjela mase unutar planete → iz gibanja planeta, prstenova i sondi

→ gravitacijsko međudjelovanje

Divovski planeti su spljošteni

Diferencijalna rotacija plinovite atmosfere

SREDIŠTA DIVOVSKIH PLANETA

GUSTA SREDIŠTA → sastavljena od 'kamenja' (Mg, Si, Fe) i leda

Jupiter: središte mase oko 15 masi Zemlje

Saturn: središte mase oko 10 masi Zemlje

Jupiter i Saturn → mali dio ukupne mase sadržan u središtu (3% i 16%),

ostalo je plin

Uran i Neptun → veći dio ukupne mase sadržan u središtu (25% čvrste

stijene, 60-70% 'led', 5-15% plin vodik i helij)

UNUTARNJE GRIJANJE

Unutarnje grijanje puno jače nego kod terestričkih planeta → radioaktivni

raspad nije glavni izvor topline

- Jupiter zrači oko 40% energije iz vlastitih izvora (60% dolazi grijanjem

sa Sunca)

- Neptun zrači 50% energije iz vlastitih izvora → efektivna temperatura

je slična Uranovoj iako je Neptun puno dalji od Sunca

- Ne vrijedi zakon zračenja crnog tijela jer postoje dodatni, unutarnji

izvori energije

Izvori unutarnje energije:

1. Gravitacijska potencijalna energija → uslijed kolapsa plina za vrijeme

formiranja planeta → ovisi o veličini planeta: veći planet, dulje

hlađenje → Jupiter je dovoljno velik da se još uvijek hladi od

primordijalnog kolapa

2. Poniranje helija u atmosferi → promjena gravitacijske potencijalne

energije planete → grijanje atmosfere → izvor energije Saturna

Jupiter Saturn Uran Neptun

Apsorbirana snaga 50.1 11.1 0.53 0.20

Emitirana snaga 83.6 19.8 0.56 0.53

Intrinzična snaga 33.5 8.6 0.03 0.33

Efektivna temperatura 124 95 59 59

UNUTRAŠNJOST DIVOVSKIH PLANETA

TEKUĆI METALNI VODIK (Jupiter i Saturn):

- U uvjetima vrlo visokog tlaka u središtima divovskih planeta → nema

molekularnih veza → elektroni su dijeljeni između svih atoma →

metalna svojstva → poput tekućeg metala

- Središta Jupitera i Saturna, ali ne Urana i Neptuna

- Ionizirani led metana i amonijaka u unutrašnjosti Urana i Neptuna

- Helij u Saturnu → u središtu ili ljuska oko središta

GORNJI DIJELOVI ATMOSFERE

JUPITER → 3 sloja atmosfere (amonijak, amonij-hidrosulfid, voda) → vrlo

šarena atmosfera

Uran, Neptun → plavo-zeleno

Boje u atmosferi ovise o sastavu, temperaturi, rotaciji i unutarnjoj strukturi

planete

Jupiter, Saturn → plava su područja više temperature, dublje u atmosferi,

crveno su hladnija područja pliće u atmosferi

Oblaci plina → u Saturnu su dublje u atmosferi pa nisu obojani

Uran i Neptun → oblaci amonijaka i sumpora duboko u atmosferi, plave

boje zbog većeg raspršenja kraćih valnih duljina

PAD KOMETE SHOEMAKER-LEVY 9 NA JUPITER

16-22. 7. 1994.

- Komet se pod utjecajem plimnih sila raspao na fragmente i pao na

Jupiter

- Vatrene kugle pri udaru u atmosferu – 7500 K

- Vatreni plamičak 3500 km iznad oblaka

- Tamne mrlje veličine Zemlje nakon udara fragmenta

DINAMIKA ATMOSFERE

VELIKA CRVENA MRLJA → ogromna anticiklonsa oluja, veličine Zemlje

→ trajanje barem 300 godina

STRUKTURA OBLAKA U OBLIKU VRPCI

Atmosfera je vrlo dinamična!

Velika tamna mrlja (Neptun) → otkrivena 1989, nestala do 1994.

Coriolisova sila → tok atmosfere u smjeru istok-zapad umjesto ekvator-pol

→ nastanak struktura oblika vrpci

Uran: os rotacije 98 stupnjeva → planet se 'kotrlja' po orbiti

→ polovicu orbite Sunce grije jedan pol, a drugu polovicu orbite drugi pol

→ očekujemo tok topline (vjetrove, gibanje u atmosferi) u smjeru pol-

ekvator → zbog Coriolisove sile i brze rotacije tok topline još uvijek istok-

zapad

Uran → puno slabiji prijenos topline kroz atmosferu

MAGNETSKA POLJA

- Tekući metalni vodik u Jupiteru i Saturnu stvara magnetski dinamo →

snažno magnetsko polje

- Magnetsko polje je smrznuto u unutrašnjosti → mjerenjem rotacije

magnetskog polja mjeri se i brzina rotacije središta

- Radio mjerenja Jupitera → termalna i netermalna komponenta

- Netermallna komponenta → sinkrotronsko zračenje → snažno

magnetsko polje s relativističkim elektronima

- Pad komete SL9 na Jupiter → nabijene čestice uzrokovale polarno

svjetlo

- Polarno svjetlo na Saturnu

- Područje Jupiterovog magnetskog polja (MAGNETOSFERA) je

ogromno → 210 puta veće od Jupitera i 22 puta veće od Sunca

MJESECI DIVOVSKIH PLANETA

- 'Slični' su terestričkim planetima

- Moguće naseljavanje/kolonizacija u budućnosti??

IO- žuto-naranđasti svijet, izrazita VULKANSKA AKTIVNOST, 9 vulkana

istovremeno aktivno na površini

EUROPA- Prekrivena tankim slojem leda ispresecijanim raspuklinama, bez

kratera

GANIMED- Debela zaleđena površina prepuna kratera

KALISTO- Prekriven slojem prašine, stara i vrlo debela ledena kora prepuna

kratera

- Udio lakohlapljivih komponenata (voda i vodeni led) raste s

udaljenošću od Jupitera → nastanak Jupiterovim mjeseci usko je

povezan s nastankom samog Jupitera

- Vjerojatno nastali iz Jupiterove 'maglice' za vrijeme akrecije plina na

Jupiter → Io je nastao u unutarnjem dijelu 'diska' koji je ujedno i

najtopliji → voda je s Ioa evaporirala već u ranoj fazi nastanka

- Zajednički nastanak Jupiterovih satelita → gustoća im opada s

udaljenošću, veći udio leda i manja jezgra bogata željezom s porastom

udaljenosti od Jupitera

IO

- Najbliži Jupiteru → najveći gravitacijski utjecaj masivnog Jupitera →

SNAŽNE PLIMNE SILE

- Plimno 'zaključavanje' → orbitalni period je jednak rotacijskom periodu,

kružne orbite

- Gravitacijska perturbacija zbog prisustva drugih mjeseci, orbita je slabo

eliptična

Struktura: 1. željezna jezgra

2. rastaljen silikatni plašt

3. tanka silikatna kora

- Io je nekoliko puta u povijesti u potpunosti rastaljen → kemijska

diferencijacija

VULKANI:

- uzrokovani su plimnim silama Jupitera koje stvaraju pukotine u kori

- erupcije su poput gejezira na Zemlji → brzi prijelaz iz tekućeg sumpora

i sumpor-dioksida u plinoviti uslijed grijanja dovodi do nagle ekspanzije

i erupcije

- stalne erupcije i taloženje sumpora na površini, tokovi lave

- Io se nalazi unutar vrlo snažnog magnetskog polja Jupitera → kroz

magnetsko polje giba se brzinom od 57 km/s

- Orbitalni period: 1.77 dana

- Brzo gibanje kroz magnetsko polje Jupitera → indukcija visokog

napona i struje → tok nabijenih čestica sa Jupitera na Io i obrnuto

(struja od 1 000 000 A)

- Ioni kisika i sumpora iz Jupiterove magnetosfere mogu dospijeti na

površinu Ia i iz nje izbijati atome s energijom dovoljnom za bijeg s

površine → nastanak torusa čestica na orbiti Ia oko Jupitera

VULKANI:

- uzrokovani su plimnim silama Jupitera koje stvaraju pukotine u kori

- erupcije su poput gejezira na Zemlji → brzi prijelaz iz tekućeg sumpora

i sumpor-dioksida u plinoviti uslijed grijanja dovodi do nagle ekspanzije

i erupcije

- stalne erupcije i taloženje sumpora na površini, tokovi lave

- Io se nalazi unutar vrlo snažnog magnetskog polja Jupitera → kroz

magnetsko polje giba se brzinom od 57 km/s

- Orbitalni period: 1.77 dana

- Brzo gibanje kroz magnetsko polje Jupitera → indukcija visokog

napona i struje → tok nabijenih čestica sa Jupitera na Io i obrnuto

(struja od 1 000 000 A)

- Ioni kisika i sumpora iz Jupiterove magnetosfere mogu dospijeti na

površinu Ia i iz nje izbijati atome s energijom dovoljnom za bijeg s

površine → nastanak torusa čestica na orbiti Ia oko Jupitera

EVROPA

- Površina se stalno obnavlja, nema kratera → starost manja od 100

milijuna godina

- Sloj tekuće vode ispod površine → 150 km debljina sloja leda i vode

Struktura: 1. željezna jezgra

2. silikatni plašt

3. ocean ispod sloja leda

4. tanka ledena kora

- Plimne sile osiguravaju energiju za taljenje leda i nastanak oceana, te

uzrokuju nastanak vidljivih pukotina u ledu

- Tanka atmosfera → molekularni vodik!!!! + atomarni vodik → porijeklo:

slično kao i kod Ia, razbijanje molekula vode s površine

- Mogući život u oceanima???

GANIMED- Ledeni svijet, prepun pukotina i rasjeda → tektonska aktivnost

- Struktura: djelomično rastaljeno željezno središte, silikatni unutarnji

plašt, ledeni vanjski plašt i ledena kora

- Tektonske ploče u prošlosti

- Najveći mjesec u Sunčevom sustavu

KALISTO- Brzo se ohladio a površina očvrsnula → površina je prekrivena

tamnom prašinom

- Vrlo stara površina prošarana kraterima

GANIMED- Ledeni svijet, prepun pukotina i rasjeda → tektonska aktivnost

- Struktura: djelomično rastaljeno željezno središte, silikatni unutarnji

plašt, ledeni vanjski plašt i ledena kora

- Tektonske ploče u prošlosti

- Najveći mjesec u Sunčevom sustavu

KALISTO- Brzo se ohladio a površina očvrsnula → površina je prekrivena

tamnom prašinom

- Vrlo stara površina prošarana kraterima

TITAN

- Gusta atmosfera u kojoj dominira AEROSOL (suspendirane čestice) →

nije moguće opažati površinu

Istraživanje: Cassini – Huygens

Huygens je sletio na površinu Titana 14.01.2005.

Sastav atmosfere: 87% - 99% dušik (N2)

1% - 6% metan (CH4)

Ar, H2, CO, CO2, HCN, različiti ugljikohidrati

(acetilen, etilen, etan, metilacetilen, propan, diacetilen, ...)

- Aerosoli uzrokuju SMOG u Titanovoj atmosferi

- Tlak 1.5 atm, T = 93 K → metan se može kondenzirati u TEKUČINU i

EVAPORIRATI → METANSKE KIŠE

- Metan ima ulogu VODE → vododerine, kanali, jezera

MIMAS (Saturn) → veliki krater

MIRANDA (Uran) → razbijen u sudarima, pa ponovno 'sastavljen'

TRITON (Neptun) → ogromna zaleđena jezera vodenog leda, vulkani

leda (8 km visoki gejziri)

→ vjerojatno zarobljeno KBO tijelo

PRSTENOVI

- Svaki divovski planet ima prstenove

SATURNOVI PRSTENOVI

- Najbolje se opažaju

- Tri velika prstena: A, B, C → između njih se nalaze Cassinijeva i

Enckeova pukotina

- Debljina prstenova: samo nekoliko desetaka metara!

- Sastav: objekti (kamenje) malih dimenzija od nekoliko cm do nekoliko

metara, iako ima i kilometarskih objekata

- Visoko reflektivne čestice → vodeni led

MIMAS (Saturn) → veliki krater

MIRANDA (Uran) → razbijen u sudarima, pa ponovno 'sastavljen'

TRITON (Neptun) → ogromna zaleđena jezera vodenog leda, vulkani

leda (8 km visoki gejziri)

→ vjerojatno zarobljeno KBO tijelo

PRSTENOVI

- Svaki divovski planet ima prstenove

SATURNOVI PRSTENOVI

- Najbolje se opažaju

- Tri velika prstena: A, B, C → između njih se nalaze Cassinijeva i

Enckeova pukotina

- Debljina prstenova: samo nekoliko desetaka metara!

- Sastav: objekti (kamenje) malih dimenzija od nekoliko cm do nekoliko

metara, iako ima i kilometarskih objekata

- Visoko reflektivne čestice → vodeni led

JUPITEROVI PRSTENOVI → vrlo slabi, uglavnom prašina

URANOVI PRSTENOVI → otkriveni za vrijeme OKULTACIJE (1977) pri

mjerenju dimenzija Urana

→ 13 prstenova, vrlo uski od 10 do 100 km

→ bitno različiti od Jupterovih i Saturnovih prstenova → slabo

reflektirajuće čestice prašine

→ Uran ima rotacijsku os nagnutu za 98 stupnjeva → 'kotrlja' se oko

Sunca

→ prstenovi i sateliti kruže u ekvatorskoj ravnini a ne u ekliptičkoj

(orbitalnoj)!!

NASTANAK PRSTENOVA

- Nedovoljno poznat, problem stabilnosti!!

- Plimne sile? Zajednički nastanak prsteova i planeta?

PLUTON

- Anomalije u orbitama Urana i Neptuna → mora postojati još jedno

nebesko tijelo

Clyde W. Tombaugh (1930) → otrkiva Pluton, gravitacijsko

međudjelovanje nije dovoljno da objasni anomalije u orbitama Urana i

Neptuna!

- Pluton nema karakteristike vanjskih planeta → više sliči mjesecima

divovskih planeta

- Vrlo ekscentrična orbita (e=0.25) → u dijelu orbite bliži Suncu nego

Neptun

CHARON → Plutonov mjesec (otkriven 1978.)

- Orbitalni period 6.4 dana, udaljenost 1/20 udaljenosti Zemlja-Mjesec

- Masa Plutona 1/500 Zemljine Mase

- Podaci o veličinama Charona i Plutona iz pomrčine (jednom u 124

godine)

Pluton: R=1140 km (2/3 Mjeseca)

Charon: R=600 km

Charon → najmasivniji mjesec u odnosu na matično tijelo (1/8 mase

Plutona) → vjerojatno nastao u sudaru s trećim tijelom

- Orbite su Plutonu i Charonu ZAKLJUČANE → rotacijski i orbitalni

periodi su jednaki, sinkrona orbita

- Sastav Plutona: zaleđen led i stijenje: 97% zaleđen dušik (N2), 1-2%

CO i metan (CH4), vrlo tanka atmosfera sličnog sastava

Istraživanje: New Horizons (2015)

KUIPER BELT OBJECTS (KBO)

- Pojas u vanjskim dijelovima Sunčevog sustava: 30 – oko 1000 AU

- Izvorište kratkoperiodičkih kometa

1992. → prvi otkriveni KBO objekt 1992 QB1, veličine oko 200 km (1/10

veličine Plutona), danas poznato više od 1000

Brown, Trujillo, Rabinowitz (2005) → prvi KBO veći od Plutona: 2003

UB313, R=2400 km, površina slična Plutonu, prevladava metan,

posjeduje mjesec

Pitanje definicije planeta:

Prag, IAU glavna skupština, 2006:

(1) A "planet"1 is a celestial body that: (a) is in orbit around the Sun, (b)

has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so

that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and (c) has

cleared the neighbourhood around its orbit.

(2) A "dwarf planet" is a celestial body that: (a) is in orbit around the Sun,

(b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so

that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape2, (c) has

not cleared the neighbourhood around its orbit, and (d) is not a satellite.

(3) All other objects3, except satellites, orbiting the Sun shall be referred to

collectively as "Small Solar System Bodies".

The eight planets are: Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn,

Uranus, and Neptune.

Pluto is a "dwarf planet" by the above definition and is recognised as the

prototype of a new category of trans-Neptunian objects.

Nova klasa nebeskih tijela: PATULJASTI PLANETI