AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 9: Solen De store gassplanetene og noen av deres måner

Transkript

1 AST1010 En kosmisk reise Forelesning 9: Solen De store gassplanetene og noen av deres måner

2 De viktigste punktene i dag: Solen - ytre lag Jupiter: Struktur, måner. Saturn: Struktur, ringer, måner. Uranus: Struktur, helning. Neptun: Struktur.

3 Solas overflate og atmosfære

4 PARKER SOLAR PROBE Strålefluks ved jorden (avstand km): 1.4 kw/m² (tilsvarer en hårtørrer /m²) Strålefluks F blir mindre jo større avstand r Minste avstand km: 7/150 ~ 4.7% avstand jorda-sola Strålefluks blir (150/7) 2 = 440 ganger større 620 kw/m² (tilsvarer 440 hårtørrer /m²) Temperatur på varmeskjold opp til 1400 o C

5 Observasjoner fra jorden Vinkeloppløsning = 0.1 buesekund = 1 / grad = Omtrent 70 km på solen på en avstand av 150 millioner km = Ett glass øl på 400km avstand Nesten 1000 ganger bedre enn øynene! Luc Rouppe van der Voort, Michiel van Noort, SST/ITA 2005

6 Solens farger Forskjellige farger" (kontinuum og spektrallinjer) Dannes i forskjellige lag i solens atmosfære Kan måles forskjellige egenskaper av gassen/plasma Vi ønsker å observe så mye forskjellig som mulig for å forstå solen!

7 Solens farger Active Region (solflekker) Quiet Sun ( normal granulasjon) Solar Dynamics Observatory SDO/NASA

8 Hinode IRIS GREGOR, Tenerife DKIST, Hawaii SST, La Palma (1m) EST, La Palma 1.5m 4m, from m, planned

9 Solflekker

10 Solflekker Solflekker opptrer ofte i grupper ( Active Regions ) km

11 Solflekker

12 Solflekker Utenfor solflekk: vanlig konveksjon Penumbra Umbra I solflekk: Sterk magnetfeld forhindrer konveksjon! Mindre energi kommer til overflaten Gass er kaldere, ser mørkere ut

13 Solflekk: Magnetfeltet bremser konveksjon

14 Magnetfeltet - simulering Science, December

15 Solstorm Magnetfelt lagrer mye energi Magnetfelt komplisert og dynamisk Energetisk bedre konfigurasjon? Magnetic konfigures på en annen måte ( reconnection ). Settes fri energi i form av stråling og partikkler ( flare ) Gass kan løse og skyttes i verdensrommet ( Coronal Mass Ejection )

16 Magnetiske løkker Ladde partikler følger magnetfelt: Kan stenges inne i løkker over aktive områder

17 IRIS. Kromosfære med spicules

18 Solas korona (synlig ved total solformørkelse) Eller med koronagraf: sol komet AST Sola

19 Solflekker

20 Solflekksyklusen

21 Solvinden: Elektrisk ladde partikler (ioner) Temperaturen i koronaen kan bli over 1 million grader Materien består av ioner (protoner) og frie elektroner, det vil si partikler med elektrisk ladning På grunn av den høye temperaturen har partiklene høye hastigheter Solas tyngdefelt klarer ikke å holde på dem, så vi får en strøm av partikler fra koronaen

22

23 Interstellar wind

24

25 VOYAGER 1 OG 2 Oppskyting i 1977 Voyager 1 og 2 er identiske, men ble gitt ulike baner. Utforsket de ytre planetene Fortsatte de ferden. De har nå forlatt solsystemet.

26 Jupiter NASA

27 Jupiter sammenlignet med jorden Radius: Ca. 11 jord-radier Masse: Ca. 318 jordmasser Tyngdekraft ved overflaten: 250 % av jordens Omløpstid rundt solen: år Gjennomsnittlig temperatur: -110 C

28 Gasskjempenes struktur Teori: Hydrogen satt under svært høyt trykk kan bli flytende Elektronene bli så løst bundet til atomkjernen at hydrogenet begynner å oppføre seg som et metall (lede strøm) Må bekreftes!

29 Den store røde flekken

30 Jupiters magnetfelt Solvind Jupiters magnetosfære bow shock

31 Jupiters magnetfelt Oppskyting I 2011, ankomst Jupiter i 2016

32 Bilde: Hubble Space Telescope

33

34 Jupiters ringer

35 Galileiske måner

36 185 måner rundt planetene

37 NASA by Bricktop; edited by Deuar, KFP, TotoBaggins, City303, JCPagc2015

38 Io 400 aktive vulkaner Tidevannskrefter varmer opp Ios indre Ung overflate

39 Europa Kjerne av jern Atmosfære av oksygen Overflate av vannis Hav under overflaten? Tidevannskrefter varmer opp månen

40 NASA s Europa Clipper Oppskyting i 2023 Nærmest til overflaten: 25km! Europa NASA

41 Europa

42 Callisto Stein og is Mindre tidevannskrefter her Men kanskje vann likevel

43 Ganymedes Den største månen (større enn Merkur, men har lavere masse) Kjerne av jern Overflate av is Magnetfelt

44 Ganymedes veier 2.02 månemasser

45 De 8 mest massive månene i solsystemet NASA by Bricktop; edited by Deuar, KFP, TotoBaggins, City303, JCPagc2015

46 De 8 mest massive månene i solsystemet 1. Ganymedes (Jupiter) 2. Titan (Saturn) 3. Callisto (Jupiter) 4. Io (Jupiter) 5. Månen (Jorden) 6. Europa (Jupiter) 7. Triton (Neptun) 8. Titania (Uranus) NASA by Bricktop; edited by Deuar, KFP, TotoBaggins, City303, JCPagc2015

47 Jorda har en massiv måne i forhold til planetens masse! Om Jupiter skulle hatt en tilsvarende stor måne ville den hatt en masse på 318 månemasser (Ganymedes: 2.02) (OBS: Dvergplaneten Pluto har en måne, Charon, med 12 % av Plutos masse månen bare 1.2 % av jordas) NASA by Bricktop; edited by Deuar, KFP, TotoBaggins, City303, JCPagc2015

48 Jorda har en massiv måne i forhold til planetens masse! Månen er uvanlig stor. Ble månen dannet ved kollisjon? BIRTH OF PLANET EARTH NASA by Bricktop; edited by Deuar, KFP, TotoBaggins, City303, JCPagc2015

49 Saturn

50 Saturn sammenlignet med jorden Radius: Ca. 9 jord-radier (litt mindre enn Jupiter) Masse: Ca. 95 jordmasser (mye mindre massiv enn Jupiter) Saturn har lavere gjennomsnittstetthet enn vann! Tyngdekraft ved overflaten: 106 % av jordens Omløpstid rundt solen: år Gjennomsnittlig temperatur: -140 C

51 Saturns struktur: lik Jupiter

52 Cassini I bane rundt Saturn Oppdaget geysirene på Enceladus, sendte sonden Huygens til Titan.