AST1010 En kosmisk reise Forelesning 10: Rusk og rask i solsystemet: Dvergplaneter, asteroider, meteorider, kometer.
Innhold Asteroidebeltet mellom Mars og Jupiter De to hovedtypene av meteoritter Dvergplaneter Kometer, Kuiperbeltet og Oortskyen Trusselen mot jorda
Titius-Bodes lov (1766-1772) a=0,4 + 0,3 2 n, n = -, 0, 1, 2, 3, 4, 5, n = - a = 0,4 Merkur: 0,39 n = 0 a = 0,7 Venus: 0,72 n = 1 a = 1,0 Jorda: 1,00 n = 2 a = 1,6 Mars: 1,52 n = 3 a = 2,8? n = 4 a = 5,2 Jupiter: 5,20 n = 5 a = 10,0 Saturn: 9,58 n = 6 a = 19,6 Uranus: 19,19 n = 7 a = 38,8 Neptun: 30,07 Blææææh
Asteroider Ceres oppdaget av Piazzi i 1801: Avstand fra sola: 2,77 AU Den største asteroiden diameter 952 km (Merkur 4880 km). Nå klassifisert som en dvergplanet. Ceres masse er større enn massen til alle andre asteroider til sammen. Pallas (1802), Juno (1804), Vesta (1807) deretter 40 år til neste oppdagelse. Bare 7 asteroider med diameter større enn 300 km. Består av stein og metall Baner bestemt for > 25,000 asteroider og 676,205 funnet (18. februar 2015). AST1010 - Smålegemer 4
Fordeling i rommet AST1010 - Smålegemer 5
Ceres
Pallas
Vesta
Ida og Daktyl AST1010 - Smålegemer 9
Asteroider og meteoritter Asteroidebeltet er et vesentlig kildeområde for meteoritter, som vi skal se. Asteroider og meteoritter har samme kjemiske sammensetning og klassifiseres på lik måte. Hovedklasser av asteroider: C-type: 75% - steinarter er rike på karbon og har bevart mye av den opprinnelige kjemiske sammensetning i solsystemet; analoge med kullkondritter. S-type: 15% - silikater bundet til magnesium og jern, altså olivin som vi også har i jordas mantel. M-type: 5-10% - rene jern og nikkel metallobjekter kjerner i planetesimaler? AST1010 - Smålegemer 10
Meteoroide stein eller metallgjenstand i verdensrommet. Meteor det lysfenomen vi får når en meteoroide kommer inn i jordas atmosfære, blir glødende av friksjonsvarmen og fordamper. Meteoritt den resten av meteoroiden som man kan finne på bakken. Meteorer AST1010 - Smålegemer 11
Fart og mengde Jordas hastighet i banen er 30 km/s. Meteorene kommer inn med hastigheter på 10-70 km/s avh. av vinkelen. Meteorbaner registreres ved å fotografere meteorene fra steder på jorda i noen kilometers avstand. 200,000 tonn meteor-materiale faller ned hvert år de fleste er mikrometeoritter. 12
Tre kilder for meteorer Kometer gir svermer av meteorer (se figur). Asteroidebeltet fastslås på grunnlag av banene bestemt ved stereoobservasjoner. Mars og månen steiner slått løs for lenge siden ved store meteornedslag og som så har kommet til jorda; bestemmes fra særegne hyppigheter av grunnstoffer. AST1010 - Smålegemer 13
Jernmeteoritter
Akondritt meteor av stein som ikke har kondruler. Ligner basalt steinarter fra månen. Har vært smeltet. b b Kondritt med kondruler Kondritter er steinmeteorer. De er nokså uforandret siden solsystemets opphav. Vært deler av asteroider eller er dannet i rommet. 15
Kondrulene og det tidlige solsystem Kondrulene er dannet utenfor kondrittene under oppvarming til 1500 C 1900 C. Denne ble fulgt av en rask avkjøling som varte bare noen få timer. Mange teorier for dannelsen. AST1010 - Smålegemer 16
Meteornedslag Nedslagskratre i Europa. Små skålformede og store ca. 160 finnes på verdensbasis. kratre med topp i sentrum, Tre i Norge: Garnos, Mjølnir og Ritlandskratreet. bruddsoner i ringer rundt.
Garnos-krateret Ligger i Hallingdal. - Alder ca 500 mill. år Diameter 5 km. 18
Manicouagankrateret AST1010 - Smålegemer 19
Ikke alle store meteorer lager hull i bakken noen eksploderer i stor høyde 20
Kuiperbeltet Vanlig oppfatning fram til 1990-tallet: Området utenfor er tomt. Men: I 1992 oppdaget Jane Luu og David Jewitt et objekt i dette området (Kuiperbeltet). Pluto befinner seg i dette beltet. 2002: Mike Brown fant stadig større objekter i dette området, kulminerte med Eris i 2005: Større enn Pluto.
Pluto
Eris med månen Dysnomia
Kometer Oppbygging og opprinnelse Hvordan tar de seg ut? Hvilke hoveddeler består de av? Hva er de laget av? Hvordan er de bygget opp? Hva skjer med dem når de passerer gjennom det indre av solsystemet? Hvor kommer de fra? Hvordan har menneskene oppfattet dem? AST1010 - Smålegemer 24
Kometer har vært budbringere AST1010 - Smålegemer 25
Halley og Giotto Jesus hylles av de tre vise menn, malt av Giotto di Bondone i 1303. Betlehemstjernen i bildet er komet Halley, som Giotto så da den var i det indre solsystem i 1301. ESAs satellitt til Halley i 1986 fikk navnet Giotto. 26
Edmund Halley og Halleys komet Halleys komet var nær sola i 1986. Edmund Halley (f. 1656), så kometen i 1682. Han merket seg at kometene i 1533, 1607 og 1682 lignet hverandre. Beregnet banen og forutsa at kometen skulle komme igjen i 1758-59. Dette skjedde og kometen ble da kalt opp etter ham. Samme komet som i 1066 og i 1301. 27
Nucleus kjerne ~ 1-10 km. Coma hodet, 105 106 km. Hydrogensky. Haler: 0.1-1 AU: Ionehale. Gass og støv haler, flere. Halene peker bort fra sola.
Komet West (t.v.) og komethaler 29
Typiske kometegenskaper Dimensjon: noen kilometer med ujevn overflate, høyder, groper, kratre. Overflaten er meget mørk. Innholdet sublimerer under overflaten og spruter ut i åpne aktive områder. Massetapsraten nær sola er 1000 tonn pr sekund, men varierer fra komet til komet. Totalt massetap per solar passasje er 0.1% - 1%, det mest i form av støv. Begrenset levetid på 10-100 tusen år. AST1010 - Smålegemer 30
Kjernen en skitten snøball? AST1010 - Smålegemer 31
Rosetta
Landeren Philae
Komet 67P/C-G fotografert av Rosetta
Kort- og langperiodiske kometer Kometer har omløpstider som enten er kortere enn ca 200 år eller mye lenger enn 200 år flere tusen til 1 million år. Setter en grense mellom kortperiodiske og langperiodiske kometer ved 200 år. To reservoarer for kometer: Kuiperbeltet - 40-50 AU fra sola. Oortskya 10,000 50,000 AU fra sola. Kometer fra Kuiperbeltet har baner nær ekliptikkplanet; fra Oortskya er banene likt fordelt i alle vinkler. Regner med 1 1000 milliarder kometer. AST1010 - Smålegemer 38
Kuiperbelte og Oortsky AST1010 - Smålegemer 39
På sin første ekspedisjon inn i nedslagsfeltet i 1927 fant Kulik et stort område, 40-60 km i diameter, der trærne var blåst ned og skog og torv var svidd og oppbrent. Trærne lå med stammene pekende ut fra episentret. 40
Arizona Meteor Crater
De virkelig STORE meteornedslagene AST1010 - Smålegemer 42
Hvor ofte og hvor sterke? AST1010 - Smålegemer 43
Hva kan vi gjøre? To kilder: asteroider og kometer: Asteroider: Kan oppdages i tide, baner regnes ut, vi har omtrent 100 års forvarsel. Kometer: Kommer fra det ytre solsystem, vi har bare 1-5 års forvarsel, og de er store. Kartlegging av små legemer i solsystemet er en nøkkeloppgave. NASA Spaceguard kartlegger alle nære asteroider større enn 1km, ca. 1000 objekter. Kartlegging av alle asteroider ned til 50 m er mulig i løpet av noen få tiår. Det dreier seg om ca. 1 mill. objekter. Tunguska var en 60 m steinmeteor. Akseptabel skade? Men kanskje unngåelig. 44
Neste forelesning: Sola