AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 7: Dannelsen av solsystemet

Like dokumenter
AST1010 En kosmisk reise. I dag 2/16/2017. Forelesning 11: Dannelsen av solsystemet. Planetene i grove trekk Kollapsteorien Litt om eksoplaneter

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 12: Dannelsen av solsystemet

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 12: Dannelsen av solsystemet

AST1010 En kosmisk reise. Innhold 28/02/16. Forelesning 12: Dannelsen av solsystemet

AST1010 En kosmisk reise. Innhold 9/27/15. Forelesning 12: Dannelsen av solsystemet

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 21: Oppsummering

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 16: Eksoplaneter og jakten på liv

AST1010 En kosmisk reise. Innhold 10/13/15. Forelesning 16: Eksoplaneter og jakten på liv

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 18: Eksoplaneter og jakten på liv

AST1010 En kosmisk reise

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

Forelesningen har tre deler: Først gis en kort oversikt over vårt planetsystem der de karakteristiske egenskapene ved systemet og planetene

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 19: Eksoplaneter og jakten på liv og sånt

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Mekanikk 1/19/2017. Forelesning 3: Mekanikk og termodynamikk

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 3: Mekanikk, termodynamikk og elektromagnetisme

Planetene. Neptun Uranus Saturn Jupiter Mars Jorda Venus Merkur

2/12/2017. AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Jupiter. Forelesning 9: De store gassplanetene og noen av deres måner

En reise i solsystemet trinn minutter

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 13: Sola

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 13: Sola

2/7/2017. AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: IAUs definisjon av en planet i solsystemet (2006)

AST1010 En kosmisk reise

En reise i solsystemet

Store og små planeter

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 17: Melkeveien

AST1010 En kosmisk reise

UNIVERSITETET I OSLO

ESERO AKTIVITET Grunnskole og vgs

Melkeveien sett fra jorda

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

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 10: Rusk og rask i solsystemet: Dvergplaneter, asteroider, meteorider, kometer.

1 Leksjon 9: Vårt solsystem, hvordan ble det til?

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 8: De store gassplanetene og noen av deres måner

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 12: Melkeveien

AST1010 En kosmisk reise

10/23/14. AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 17: Melkeveien. Innhold. Melkeveiens struktur Det sorte hullet i sentrum av Melkeveien Mørk materie

AST1010 En kosmisk reise. Innhold. Jupiter 9/15/15. Forelesning 9: De store gassplanetene og noen av deres måner

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Innhold. Asteroider 9/15/15

PLANETER UTENFOR SOLSYSTEMET

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 6: De indre planetene og månen del 1: Merkur og Venus

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 19: Kosmologi

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 12: Sola

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 10: Rusk og rask i solsystemet: Dvergplaneter, asteroider, meteoroider, kometer.

AST1010 En kosmisk reise

Stephanie C. Werner Physics of Geological Processes, University of Oslo, Norway. Jubileumsseminar - 40 år etter Apollo-17

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 16: Hvite dverger, supernovaer og nøytronstjerner

Solsystemet, trinn

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 7: De indre planetene og månen del 1: Merkur og Venus

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 7: De indre planetene og månen del 2: Jorden, månen og Mars

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 4: Fysikken i astrofysikk, del 1

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 8: De indre planetene og månen del 2: Jorden, månen og Mars

Innhold. AST1010 En kosmisk reise. Melkeveien sed fra jorda 10/19/15. Forelesning 17: Melkeveien

ESERO AKTIVITET STORE OG SMÅ PLANETER. Lærerveiledning og elevaktivitet. Klassetrinn 5-6

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk naturvitenskapelige fakultet

1 Leksjon 6: Vårt solsystem, hvordan ble det til?

FASIT UNIVERSITETET I OSLO. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Hvor kommer magnetarstråling fra?

Oppgave 1A.8: En forenklet kode for stjernedannelse

AST1010 En kosmisk reise

Historien om universets tilblivelse

AST1010 En kosmisk reise. Innhold. TiLus- Bodes lov 22/02/16

AST1010 En kosmisk reise

Eksamensoppgaver AST1010 våren 2008 med forslag til fasitsvar.

AST1010 En kosmisk reise

Fasit for AST1010 høsten 2004.

1. Hvordan definerer vi lengdeenheten parsek (parsec)? Hvilke avstander måles vanligvis i parsek eller megaparsek (Mpc - millioner parsek)?

AST1010 En kosmisk reise

De vikcgste punktene i dag:

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 15: Hvite dverger, nøytronstjerner og sorte hull

AST En kosmisk reise Forelesning 2: Litt astronomihistorie Det geosentriske verdensbildet Det heliosentriske verdensbildet

Kometen vagabonden i Solsystemet

Oppgaver med fasit for AST1010 våren 2004

De mindre kjente stedene i solsystemet

UNIVERSITETET I OSLO

ESERO AKTIVITET Grunnskole

ESERO AKTIVITET Grunnskole

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 5: Fysikken i astrofysikk, del 2

Spektroskopi. Veiledning for lærere

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 10: Gassplanetene Dvergplaneter, asteroider, meteoroider, kometer.

Elektrisk og Magnetisk felt

AST1010 En kosmisk reise

Solsystemet. Av Mats Kristoffersen

Svarte hull kaster lys over galaksedannelse

ESERO AKTIVITET Klassetrinn: grunnskole

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 15: Hvite dverger og supernovaer

Blikk mot himmelen trinn Inntil 90 minutter

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 8: Sola

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise

Transkript:

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 7: Dannelsen av solsystemet

Obligatorisk Oppgave Kommer på fredag. Følg med på semestersidene. Skal også sende e-post. Elektronisk oppgave Kun 15 oppgaver. Skal ikke ta mer enn en times tid!

Semesterplan Planen for resten av semesteret er ferdig og lagt ut på semestersidene NB: Noen endringer i rekkefølgen i fra vårsemesteret

I dag Planetene i grove trekk Kollapsteorien Litt om eksoplaneter

Solsystemet: Varierende relative mengder av metaller og silikater forhold til mengdene av gass og is Jordlignende planeter: metall og stein Gasskjemper: H, He Iskjemper: is + gass Kuiperbeltet: bare is

Grunnstoffene i sola: Mest hydrogen Merk at aksen for hyppighet er logaritmisk. ~ 90% hydrogen, ~ 10% helium og ~ 0.1% andre stoffer. 6

Steinplaneter: Lav masse, høy tetthet 7

Det indre av steinplanetene AST1010 - Planetsystemet 8

Det indre av gasskjempene AST1010 - Planetsystemet 9

Solsystemets dannelse Fra kollaps av en gasståke som fantes før planetsystemet og sola ble dannet Kant (1755) og Laplace (1796). Utfordringer fra observasjoner av planeter rundt andre stjerner (eksoplaneter).

Dannelsen av planetsystemet - observasjoner som må forklares Store gass- og isplaneter ytterst, mindre stein- og metallplaneter innerst. Områder med mindre legemer: asteroidebeltet, Kuiperbeltet og Oortskyen. Planetbanene er nesten sirkulære, ligger i nesten samme plan, og planetene går rundt solen i samme retning. Solen og de fleste planetene roterer i samme retning som planetene går rundt solen.

Flere observasjonelle krav Planetene har 99% av spinnet mens sola har 99% av massen. Systematiske forskjeller i kjemisk sammensetning mellom planetene gir en mindre andel av lette grunnstoffer i den indre del av solsystemet.

Kollapsmodellen 13

Påminnelse: Spinnbevaring AST1010 14

Fordeling av spinn i solsystemet Sola: 1.14% Merkur Mars: 0.15% Jupiter: 60.8% Saturn: 24.6% Uranus: 5.3% Neptun: 7.9% Pluto: 0.001% Husk at sola har 99.86% av massen (spinn er proporsjonalt med masse).

En moderne teori for dannelsen Supernovaeksplosjon! Fortetning! Gravitasjonskollaps + tilførsel av grunnstoffer tyngre enn hydrogen. Anriker gassen sola kan være en 3 dje generasjons stjerne. En opprinnelig rotasjon av skya for å få dannet en planetskive.

Hvor kommer spinnet fra? Turbulens i den interstellare skyen som er opphav til dannelsen. Kollisjon mellom interstellare Skyer - gravitasjon lager rotasjon av begge skyene.

Ladd partikkel i magnetfelt Kraften F = qv B er alltid vinkelrett på magnefeltet B og hastigheten v til partiklen med ladning q. Den kan derfor bare endre hastighetens retning, ikke dens størrelse. Resultatet blir en sirkelbane med radius bestemt av Newtons 2. lov : F = ma qvb = m v2 r r = mv qb På tvers av magnetfeltet: Sirkelbevegelse Langs magnetfeltet: Ingen kraft (uendret fart) Sum av disse effektene: Spiral (heliks)

AST1010 - Planetsystemet 19

Spinnproblemet (magnetisk bremsing) Spinn øker med masse, avstand og hastighet Magnetfeltet til Sola følger Solas rotasjon ladde partikler MÅ følge feltet Lenger ute får disse partiklene da økt hastighet (lenger ute på hjulet ) - dvs. mer spinn enn før Spinnbevaring: Solens må rotere saktere (mindre spinn) for å veie opp for dette derfor har Solen så lite spinn til tross for den store massen

Kondensering Snøgrensen

Innenfor: Mindre fast materiale Derfor mindre planeter innenfor

Kondensasjon og utfrysing Indre solsystem bare tungt fordampelige grunnstoffer kondenserer; andre stoffer blåses av solvind ut i ytre del av skiven. Ytre solsystem lett fordampelige stoffer kondenseres; danner tunge is- og stein- kjerner i ytre planeter.

Kondensasjon og utfrysing Viktig: Dette henger ikke direkte sammen med planeters atmosfærer Det handler om hvordan planeter begynner å dannes (om de kan få mye is i sitt indre eller ikke)

Oppsamling den første fase fra støvkorn 25

Oppsamling

Sluttfasen i dannelsen av steinplaneter SIMULERING AV PLANETDANNELSEN Hele solsystemet dannes på 440 millioner år. De indre planetene er dannet etter ca 100 millioner år. 27

Simulering av solsystem dannelse https://www.youtube.com/watch?v=yxq1i3hluma 28

Dannelsen av en gasskjempe AST1010 - Planetsystemet 29

En filmsnutt som viser dannelsen av solsystemet i grove trekk https://www.stem.org.uk/elibrary/ resource/26893/birth-of-the-solar-system

Vi har en konsistent teori Teorien forklarer vesentlige trekk ved det observerte solsystemet: Hvorfor planetene alle ligger omtrent i samme plan og roterer samme vei rundt sola (skyens rotasjon). Fordeling av rotasjonsmengde (magnetisk bremsing) Fordeling av lett og tungt fordampelige grunnstoffer. Men hva med planeter rundt andre stjerner? 31

Planeter rundt andre stjerner Påvisning av skiver av gass hvor planeter blir dannet Hva har vi funnet pr. i dag? http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/ Mange ligner ikke vårt planetsystem! 32

Beta Pictoris (proto)planetskive AST1010 - Planetsystemet 33

Hvordan finne andre planeter? Dopplermetoden - fra variasjon av stjernens hastighet langs synslinjen. Egenbevegelsen - fra variasjoner i stjernens posisjon. Formørkelser - intensitetsvariasjoner idet planeten passerer stjernen. Mikrolinsing - lys fra en fjern bakgrunn bøyes litt av idet det passerer en masse. Og ved direkte observasjon av planeten.

Dopplermetoden

Dopplermetoden 36

Observert Doppler-bevegelse AST1010 - Planetsystemet 37

Formørkelser Merk at planeten må gå i bane i et plan som ligger nær synslinja fra oss til stjerna. 38

Formørkelser (animasjon)

AST1010 - Planetsystemet 40

Masser og avstander for eksoplaneter Flest varm Jupiter -planeter hvorfor?

Store planeter nær stjernen er lettere å oppdage enn mindre/fjernere. Virker vanligere enn de egentlig er?

Problemer med teorien? Mange av planetsystemene observert til nå er helt forskjellige fra vårt. (Slike planetsystemer er enklere å oppdage enn de som ligner.) https://www.youtube.com/watch? v=emsycbyu-la&t=0m09s 43

Problemer med teorien? Men vår teori for solsystemet krevde at store gassplaneter dannes langt borte fra en sol fordi: 1) Temperaturene er for høye nær sola til å danne de store kjernene av is som må til for å samle gassen 2) Det er rett og slett ikke nok materiale så langt inne i systemet til å få dannet kjernene 44

Problemer med teorien? Mulig forklaring: De massive planetene rundt andre stjerner er dannet langt ute men har vandret innover mot sin stjerne. Kan skje hvis gassen i planetskiva var tett. 45

Problemer med teorien? Nyere modeller peker i retning av at solsystemet opprinnelig hadde en femte gasskjempe, men at den ble sparket ut. Dette stabiliserte banen til Jupiter og hindret den i å bevege seg innover. 46

Quiz om denne forelesningen https://create.kahoot.it/details/5c3125a0-075c-466bb68e-4611798914dc 36 deltakere, 82% korrekte svar http://www.kahoot.it/ Topp 14: Første rad, S, Gaupemor, Superrinde, Iselin, Simon, pusekatt, Ok, Vin, Emma, Fredrik, Kadoob, Se, Andromedae 5/5

Neste forelesning Forelesning 8: Sola