AST1010 En kosmisk reise Forelesning 7: De indre planetene og månen del 1: Merkur og Venus Innhold Hva ønsker vi å vite om de indre planetene? Hvordan kan vi finne det ut? Oversikt over Merkur: Bane, geologi etc. Oversikt over Venus Var Venus annerledes før? 1
Hva ønsker vi å vite om planetene? Opplagt svar: Mest mulig. Men noe av det mest interessante er kanskje å bruke dem Tl å forstå vår egen planet bedre. De indre planetene ble dannet fra det samme råmaterialet, så hvorfor er de så forskjellige i dag? Hvorfor har bare vår egen planet vann i flytende form og liv? Dopplereffekt og hastgheter Når en lyskilde går bort fra oss (mot oss) blir bølgelengden Tl strålingen den sender ut lenger (kortere). Kalles Dopplereffekt. Fenomenet forekommer for alle bølger, også lydbølger. AST1010 - Stråling 4 2
IAUs definisjon av en planet (2006) 1. En planet går i bane rundt sola. 2. En planet har nok masse Tl at tyngdekre`ene dominerer og former den Tl en kule. 3. En planet har rensket banen sin: Den er det eneste legeme på sin størrelse i denne avstanden fra sola. Baneparametre Aphelion (lengst fra sola), perihelion (nærmest sola) Store halvakse, a Eksentrisitet, e Baneplanets helning i forhold Tl ekliptkken (jordas er da lik 0 pr. definisjon) Liten for de fleste planeter, Merkur har 7 grader. Dvergplanetenes plan heller mer: Pluto 17 grader, Eris 44.2. 3
Planetmasser Kan bestemmes hvis planeten enten har: 1. En måne 2. En kunstg satellid (for eksempel Magellan i bane rundt Venus) 3. Blid passert av en kunstg satellid. I alle Tlfellene bruker vi den observerte banen sammen med Newtons lover Tl å bestemme massen. Tedheter Måler vinkelstørrelse Kjenner avstand, for eksempel fra Keplers 3. lov. Kjenner massen. Kan regne ut den midlere tedheten. Hvorfor? Kan gi en første pekepinn om planetens sammensetning. 4
Rotasjonsperiode For Mars, Jupiter og Saturn kan disse bestemmes ved å følge bevegelsen Tl markører på deres overflater. For Venus og Merkur er periodene målt ved hjelp av radar og dopplereffekten. Radarsignalet reflektert fra siden som roterer vekk fra oss blir rødforskjøvet, signalet reflektert fra siden som roterer mot oss blir blåforskjøvet. Planedemperaturer Kan måles på tre måter: 1. Venus og Mars: romsonder har landet og målt direkte. 2. Merkur: fra intensiteten Tl observert radiostråling, om vi antar at den stråler som et sort legeme. For de ytre planetene kan vi gjøre det samme basert på infrarød intensitet. 3. Vi kan estmere temperaturen ved å regne planeten som et sort legeme med balanse mellom modad energi fra sola og utstrålt energi. 5
Planetatmosfærer I grove trekk bestemt av forholdet mellom to størrelser: UnnslippingshasTgheten fra planetens tyngdefelt, som avhenger av massen og radien. Gjennomsnidlig bevegelsesenergi Tl gassmolekylene, som avhenger av temperatur og molekylmasse. Sekundære atmosfærer På Venus, jorda og Mars har atmosfærene fåd bidrag fra utgassing fra vulkaner. Bare 1% av jordas atmosfære er opprinnelig. Vulkaner Tlfører vann, karbondioksid, svoveldioksid, hydrogensulfid, metan, nitrogen og nitrogenoksider. På Venus og Mars har UV- stråling spaltet vanndamp Tl hydrogen og hydrogenperoksid. De lede hydrogenmolekylene har så lekket ut av atmosfæren. Dermed er vanndamp blid jernet. 6
Eksempel: Utviklingen av jordas atmosfære Opprinnelig: Mest hydrogen og helium. For lede Tl at de blir værende. Sekundær atmosfære fra vulkansk aktvitet. Mye CO2, lite O2. Jorda kjøles ned, mye CO2 blir løst opp i vann, utskilt som karbonater. For 3.3 milliarder år siden kom de første oksygenproduserende bakteriene. Oksygen ble Tlført atmosfæren. Oksygen på bakken reagerte kra`ig med ammoniakk fra utgassing. Dannet mer nitrogen. Fås også fra UV- bestråling av NH3. Mer vegetasjon økt O2 ozonlaget som beskyder liv mot UV- stråling liv på tørt land. 200 millioner år siden: 35 prosent av atmosfæren O2. Vulkansk aktvitet resirkurelerer gasser. Merkur 7
9/15/14 Sentrale mål Masse 3.3 x 1023 kg 0.055 ganger jordas Midlere radius 2439.7 km 0.383 ganger jordas UnnslipningshasTghet 4.25 km/s RotasjonsTd 58.646d Store halvakse 57909068 km Midlere banefart 47.87 km/s Eksentrisitet 0.2053 OmløpsTd 87.97d Baneplanets helning 7 grader 0.387 AU Minst like stor tedhet av kratre som på månen. Kratrene ligger i en slede.... som er en gammel overflate.. 16 8
Merkurs magnetosfære AST1010 - De indre planetene 17 Venus 9
Sentrale mål Masse 4.8685 x 10 24 kg 0.815 ganger jordas Radius 6051.8 km 0.95 ganger jordas UnnslipningshasTghet 10.46 km/s RotasjonsTd - 243 d Aksens retning 177.36 grader Store halvakse 108 208 930 km 0.7233 AU Midlere banefart 35.02 km/s Eksentrisitet 0.0068 OmløpsTd 224.7 d Baneplanets helning 3.39 grader Uoorskingen av Venus Fra jorda - radar Romfartøyer: Venera 1966-83 (USSR) - flere landere Mariner 1962-74 (US) Pioneer 1978-91 (US) Magellan 1989-94 (US) Venus Express siden 2006 (ESA) Benyder radar for kartlegging av topografi Infrarøde instrumenter for målinger av vind og temperaturer In- situ målinger i atmosfæren AST1010 - De indre planetene 20 10
AST1010 - De indre planetene 21 Venerabilder - mer perspekbv Venera 13 (t.v.) Venera 14 (t.h.) AST1010 - De indre planetene 22 11
9/15/14 AST1010 - De indre planetene 23 Venus har sterk drivhus- effekt. AST1010 - De indre planetene 24 12
Neste forelesning: Jorda, månen og Mars 13