Sterrekunde

Watter kleure kan rotsagtige planete (of mane) hê?

Watter kleure kan rotsagtige planete (of mane) hê?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek is tans besig met 'n eenvoudige program om rotsagtige eksoplanete willekeurig te genereer en te vertoon (vir 'n ruimte-gebaseerde strategie-speletjie), maar ek ondervind probleme om vas te stel watter kleur die rotse van rotsagtige planete het of nie.

Ek dink spesifiek aan die natuurlike kleure wat so oorheersend op die oppervlak van 'n planeet of maan voorkom, dat die hele planeet of maan, gesien vanuit die ruimte, blykbaar (heeltemal of gedeeltelik) die kleur lyk. wat nie uit ys gemaak is nie en wat nie oseane of lewe het nie.

Sover ek kan sien as ek na foto's kyk van die nie-lewendige rotsagtige planete, dwergplanete en mane in ons sonnestelsel, blyk dit dat rooi en geel kleure oorheersend is op groter liggame soos Mars, Venus of Io (miskien omdat hulle atmosfeer is. oksidasie van metale op die oppervlak veroorsaak, of in Io se geval vulkaniese aktiwiteite soos aangedui deur Phiteros):

Alhoewel kleiner liggame soos die Maan of Ceres heeltemal grys is:

Daarom is my huidige benadering om seker te maak dat die rooi komponent van die RGB-kleur van die planete die grootste is, die groen die tweede grootste en die blou die kleinste.

Die feit dat daar geen rotsagtige planete of mane in ons sonnestelsel van blou en groen rots bestaan ​​nie, beteken egter nie dat dit onmoontlik kan bestaan ​​nie.

Daarom is my vraag: is my aanname dat rotsagtige planete meestal rooi of geel is, of is daar goeie logiese argumente daarvoor dat oorwegend blou, groen of pers rotsagtige planete kan bestaan?

Wysig

Miskien was ek 'n bietjie besig om kleur te definieer; ek het gedink aan die invoer van 'diffuse kleur' ​​(soms 'albedo-kleur' ​​genoem) wat gebruik word in die openGL-skaduwee wat ek gebruik om die planete te vertoon; hierdie kleur is egter dieselfde as iets wat nie baie weerkaatsend is nie (soos planete) as dit onder wit lig is.


U het twee probleme (ja, ek weet dit is die begin van 'n slegte sagteware-grap). Eerstens moet u besluit of u wil hê dat die planete / mane / asteroïdes moet verskyn soos onder sterk sonverligting, of vanaf 'n rooi dwerg (of 'n RGB-skanderingslaser op u ruimteskip).
Tweedens moet u besluit watter elemente en eenvoudige verbindings die oppervlak vorm. Ek sou sê dat die opmerkings 'n paar realistiese kleurkeuses gelewer het, maar u kan altyd 'n suiwer ametis-rots posisioneer wat gevorm is as uitwerp van een of ander hewige ontploffing.


Ek sal begin om te sê dat die antwoord op u vraag vir eksoplanete 'n aktiewe navorsingsgebied is en dat daar tans geen waarnemingsbeperkings bestaan ​​oor hoe rotsagtige eksoplanete vir die menslike oog sou lyk nie.

Dit kan ook 'n baie ingewikkelder antwoord wees as wat u vir 'n rekenaarspeletjie wil hê.

As u dit in die astronomiese of planetêre wetenskapliteratuur wil beywer, is dit wat u probeer doen om die weerkaatsing of albedospektrum van die planeet te bepaal. Dit is wat u vertel hoeveel van die inkomende lig van die oppervlak af teruggespring word, sodat u dit as 'n funksie van golflengte kan sien. Let daarop dat dit aanvaar dat die planeet nie warm genoeg is om die optiese uit te straal nie, wat eers sal saak maak as dit> 3000K of so is. Hierdie albedo-spektrum word bepaal deur die oppervlakte-eienskappe van die planeet: waaruit dit bestaan, hoe blink dit is, die verspreidingseienskappe, ens.

Sodra u 'n albedo-spektrum het, kan u die inkomende straling vermenigvuldig met die primêre ster wat u gekies het. Dit is wat 'n planeet effens meer oranje rondom 'n M-dwerg sal laat lyk, en meer "normaal" rondom 'n Sonagtige ster.

Om uit te vind hoe iemand dit sou sien, moet u dan die resulterende weerkaatsingspektrum vermenigvuldig met die spektrale sensitiwiteit van die menslike oog en dan die finale waargenome spektrum in 'n kleur omskakel.

Vir die planetêre albedo-spektrum is daar nie baie bronne in die astronomiese literatuur nie. Die beste wat ek kan vind, is hierdie vraestel. U sal waarskynlik meer geluk hê om deur planetêre dinge van die sonnestelsel te kyk.

Vir die sterre spektra's kan u hier probeer, maar dit veronderstel dat u gemaklik is met astronomiese FITS-lêers. Vir sterre warmer as> 4500K (die son is 5800K), kan u waarskynlik net aanneem dat die inkomende straling na die planeetoppervlak swart is van watter temperatuur u ook al wil hê.

Ongelukkig is ek nie vertroud met die spektrale sensitiwiteit van die menslike oog nie, of hoe ek van 'n ingevoerde spektrum na 'n enkele kleurwaarde kan gaan nie.


Watter kleure kan rotsagtige planete (of mane) hê - Sterrekunde

Ons sonnestelsel bestaan ​​uit die son, agt planete, mane, baie dwergplanete (of plutoïede), 'n asteroïde gordel, komete, meteore en ander. Die son is die middelpunt van ons sonnestelsel; die planete, hul mane, 'n gordel asteroïdes, komete en ander gesteentes en gas wentel om die son.

Die agt planete wat om die son wentel, is (in volgorde van die son): Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus. Nog 'n groot liggaam is Pluto, nou geklassifiseer as 'n dwergplaneet of plutoid. Tussen Mars en Jupiter lê 'n gordel asteroïdes (klein planete van rots en metaal). Hierdie voorwerpe wentel almal om die son in ongeveer sirkelvormige wentelbane wat in dieselfde vlak lê, die ekliptika (Pluto is 'n uitsondering, hy het 'n elliptiese baan wat oor 17 & deg van die ekliptika gekantel is).

Maklike maniere om die volgorde van die planete (plus Pluto) te onthou, is die herinneringe: "My baie uitstekende moeder het ons net nege pizza's gestuur" en "My baie maklike metode vereenvoudig ons net die benaming van planete". Die eerste letter van elk van hierdie woorde verteenwoordig 'n planeet - in die regte volgorde.


Die grootste planeet is Jupiter. Dit word gevolg deur Saturnus, Uranus, Neptunus, Aarde, Venus, Mars, Mercurius en uiteindelik klein Pluto (die grootste van die dwergplanete). Jupiter is so groot dat al die ander planete daarin kan pas.

  • Die innerlike planete is: Mercurius, Venus, Aarde en Mars. Hulle is relatief klein, bestaan ​​meestal uit rots en het min of geen mane nie.
  • Die buitenste planete bevat: Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus en Pluto ('n dwergplaneet). Hulle is meestal groot, meestal gasvormig, gering, en het baie mane (weer, die uitsondering is Pluto, die dwergplaneet, wat klein, rotsagtig is en vier mane het).

Digtheid van die planete
Die buitenste, gasagtige planete is baie minder dig as die binneste, rotsagtige planete.

Die aarde is die digste planeet. Saturnus is die minste digte planeet wat dit op water sou dryf.

Die mis van die planete
Jupiter is verreweg die mees massiewe planeet Saturnus. Uranus, Neptunus, Aarde, Venus, Mars en Pluto is minder ordentlik groot.

Gravitasiekragte op die planete
Die planeet met die sterkste aantrekkingskrag op sy oppervlak is Jupiter. Alhoewel Saturnus, Uranus en Neptunus ook baie massiewe planete is, is hul gravitasiekragte ongeveer dieselfde as die aarde. Dit is omdat die gravitasiekrag wat 'n planeet op 'n voorwerp aan die oppervlak van die planeet uitoefen, eweredig is aan sy massa en inverse van die planeet se radius in kwadraat.

'N Dag op elk van die planete
'N Dag is die tydsduur van 'n planeet om op sy as te draai (360 & deg). 'N Dag op aarde neem byna 24 uur.

Die planeet met die langste dag is Venus. 243 dae neem dit op Venus. ('N Dag op Venus is langer as sy jaar per jaar op Venus neem slegs 224,7 Aardedae).

Die planeet met die kortste dag is Jupiter. 'N Dag op Jupiter neem net 9,8 Aarde-ure! Wanneer u Jupiter vanaf die aarde waarneem, kan u sien dat sommige van die kenmerke daarvan verander.

Die gemiddelde wentelsnelheid van die planete
Terwyl die planete om die Son wentel, beweeg hulle teen verskillende snelhede. Elke planeet versnel wanneer dit nader aan die son is en beweeg stadiger as dit ver van die son af is (dit is Kepler se tweede wet van planeetbeweging).

Die planete in ons sonnestelsel

Planeet (of Dwergplaneet) Afstand vanaf die son
(Astronomiese eenhede
myl
km)
Tydperk van rewolusie rondom die son
(1 planeetjaar)
Rotasietydperk
(1 planetêre dag)
Massa
(kg)
Deursnee
(myl
km)
Klaarblyklike grootte
van die aarde af
Temperatuur
(K
Bereik of gemiddeld)
Aantal mane
Mercurius 0,39 AU, 36 miljoen myl
57,9 miljoen km
87.96 Aardedae 58.7 Aardedae 3,3 x 10 23 3,031 myl
4.878 km
5-13 boogsekondes 100-700 K
gemiddelde = 452 K
0
Venus 0,723 AU
67,2 miljoen myl
108,2 miljoen km
224.68 Aardedae 243 Aardedae 4,87 x 10 24 7.521 myl
12 104 km
10-64 boogsekondes 726 K 0
Aarde 1 AU
93 miljoen myle
149,6 miljoen km
365,26 dae 24 ure 5,98 x 10 24 7.926 myl
12 756 km
Nie van toepassing nie 260-310 K 1
Mars 1.524 AU
141,6 miljoen myl
227,9 miljoen km
686.98 Aardedae 24.6 Aarde-ure
= 1.026 Aardedae
6,42 x 10 23 4 222 myl
6 787 km
4-25 boogsekondes 150-310 K 2
Jupiter 5.203 AU
483,6 miljoen myl
778,3 miljoen km
11.862 Aardejare 9.84 Aarde-ure 1,90 x 10 27 88.729 myl
142,796 km
31-48 boogsekondes 120 K
(wolkbome)
67 (18 benoem plus baie kleineres)
Saturnus 9.539 AU
886,7 miljoen myl
1 427,0 miljoen km
29.456 Aardejare 10.2 Aarde-ure 5,69 x 10 26 74 600 myl
120,660 km
15-21 boogsekondes
ringe uitgesluit
88 K 62 (30 naamlose)
Uranus 19.18 AU
1 784,0 miljoen myl
2 871,0 miljoen km
84.07 Aardejare 17.9 Aarde-ure 8,68 x 10 25 32 600 myl
51,118 km
3-4 boogsekondes 59 K 27 (6 naamloos)
Neptunus 30.06 AU
2,794,4 miljoen myl
4 497,1 miljoen km
164,81 Aardejare 19.1 Aarde 1,02 x 10 26 30.200 myl
48 600 km
2,5 boogsekondes 48 K 13
Pluto ('n dwergplaneet) 39.53 AU
3 674,5 miljoen myl
5,913 miljoen km
247,7 jaar 6.39 Aardedae 1,29 x 10 22 1,413 myl
2 274 km
0,04 boogsekondes 37 K 4
Planeet (of Dwergplaneet) Afstand vanaf die son
(Astronomiese eenhede
myl
km)
Tydperk van rewolusie rondom die son
(1 planeetjaar)
Rotasietydperk
(1 planetêre dag)
Massa
(kg)
Deursnee
(myl
km)
Klaarblyklike grootte
van die aarde af
Temperatuur
(K
Bereik of gemiddeld)
Aantal mane

Nog 'n planeet?
In 2005 is 'n groot voorwerp anderkant Pluto in die Kuiper-gordel waargeneem.

'N Paar sterrekundiges dink dat daar dalk 'n ander planeet of metgeselster sal wees wat die son ver om die baan van Pluto wentel. Hierdie verre planeet / metgesel-ster bestaan ​​al dan nie. Die veronderstelde oorsprong van hierdie hipotetiese voorwerp is dat 'n hemelse voorwerp, miskien 'n moeilik waarneembare koel, bruin dwergster (genaamd Nemesis), deur die son se swaartekragveld gevang is. Daar word vermoed dat hierdie planeet bestaan ​​as gevolg van die onverklaarbare klomp van 'n lang periode van komeetbane. Dit lyk asof die wentelbane van hierdie verreikende komete beïnvloed word deur die swaartekrag van 'n ver voorwerp wat om die son wentel.


Rotsagtige planete kry moontlik net mane uit een bron: reuse-impak

Die reuse-impakhipotese stel dat 'n Mars-grootte liggaam met die vroeë Aarde en die puin gebots het. [+] wat nie terugval na die aarde wat die maan vorm nie. As gevolg hiervan moet die aarde en die maan jonger wees as die res van die sonnestelsel. Dit is moontlik dat alle rotsagtige planete met groot mane dit op hierdie manier verkry.

Uit al die rotsagtige planete in ons sonnestelsel is die aarde om baie redes uniek, waaronder vloeibare water op sy oppervlak, 'n aktiewe kern wat 'n sterk magnetiese veld oplewer en die teenwoordigheid en oorvloed van lewe. Maar astronomies, die mees opvallende kenmerk van ons wêreld is die groot metgeselle wêreld wat ons net 380 000 kilometer verder het: ons maan. Mercurius het geen mane nie Venus het geen mane Aarde het die een reusagtige een Mars het twee klein, asteroïedgrootte mane.

Vir lank het ons groot mate van onsekerheid rondom die ontstaan ​​van ons maan gehad. Slegs deur na die maanoppervlak te reis en die samestelling van die Maan self te ontleed, het ons iets ongeloofliks ontdek: die Maan is gemaak van dieselfde materiaal wat die Aarde is. Hulle moes 'n gemeenskaplike oorsprong gehad het, en die maan se oppervlak was eens gesmelt. Daar word vermoed dat 'n reuse-impak verantwoordelik is, en dit is dalk die enigste manier waarop rotsagtige planete hul mane kry.

Wanneer twee liggame in die ruimte in mekaar vasbots, kan die gevolglike botsing vir een katastrofies wees. [+] of albei. As die liggame egter groot genoeg is om mee te begin, sal dit puin skep van 'n botsing wat terugval op die gekombineerde planeet, terwyl die res in een of meer mane saamsmelt.

Stel u die sonnestelsel voor soos dit in sy vroegste stadium was: 'n sentrale, nuut gevormde ster omring deur 'n protoplanetêre skyf. Die ster word opgewarm en werk om die materiaal rondom dit te verdamp, terwyl gravitasie die materie in die skyf in groter en groter polle laat trek. Dit word vinnig 'n resies, want oor tienmiljoene jare vorm protoplanete terwyl die sentrale ster die materiaal wat nie vinnig genoeg saamgevoeg het, wegkook nie.

Asteroïdes en planeetdiere in die vroeë sonnestelsel was meer en kraterasie. [+] katastrofies. Sodra die protoplanetêre skyf en die omliggende proto-sterre materiaal verdamp het, staak die groei van die sonnestelsel se algehele massa en kan dit vanaf daardie stadium net afneem.

NASA / GSFC, BENNU'S JOURNEY - Swaar bombardement

Waarmee u eindig, is 'n paar oorlewendes wat seker is: groot, massiewe planete wat 'n waterstof- en heliumryke gasomhulsel kan vashou, omring deur mane en ringe: dit is sy eie mini-planetêre stelsel. U kry ook kleiner, minder beslissende oorwinnaars: die rotsagtige en ysige voorwerpe wat planete en dwergplanete word. Die enigste probleem is dat daar baie is, waarvan sommige wentelbane, en hulle wissel, mekaar uitstoot en bots.

Die bewyse dat die Aarde se maan deur 'n reuse-impak gevorm is, is oorweldigend en kom uit baie uiteenlopende bewyse. Die draai van die aarde en die baan van die maan om die aarde het dieselfde oriëntasies. Die maan het 'n ysterkern, net soos die aarde, behalwe dat dit baie klein is, die stabiele-isotoopverhoudings vir die aarde en die maan is identies, terwyl dit verskil tussen al die ander planete van die aarde. Sonnestelsel. Dit dui almal op 'n algemene oorsprong, wat ooreenstem met 'n reuse-impak.

'N Massiewe botsing van groot voorwerpe in die ruimte kan veroorsaak dat die groter een groot hoeveelhede opskop. [+] puin, wat dan kan saamsmelt in veelvuldige groot voorwerpe, soos mane, wat naby die ouerliggaam bly. 'N Vroeë botsing soos hierdie het waarskynlik die Maan geskep, wat die rotasie van die aarde vertraag en sedertdien van ons wêreld af wegtrek.

Maar wat eers onlangs aan die lig gekom het, aangesien ons ander rotsagtige en ysige stelsels besoek het wat ook mane bevat, is dat hoe meer ons dit bestudeer, hoe meer lyk dit asof hul mane ook deur reuse-impakte gevorm word. Dit is 'n bietjie raaisel, want dit hoef nie so te wees nie.

'N Planetêre botsing in die vroeë stadiums van die vorming van 'n sonnestelsel kan 'n manier wees om 'n. [+] dubbele planeet, selfs potensieel 'n paar reuse-wêrelde. Enige mane buite hulle albei sal vinnig wentel, maar sal ook tuimel as gevolg van hul wedersydse swaartekrag-effekte. Die mane rondom planete wat ons vandag sien, blyk egter nie uit so 'n scenario te wees nie.

Elke groot massa het 'n ooreenstemmende groot swaartekragput, wat beteken dat voorwerpe dit nou kan ontmoet en vasgevang kan word. Baie mane van die gasreuse is gevange asteroïdes of voorwerpe van die Kuiper-gordel, van Saturnus se donker maan Phoebe tot Neptunus se enorme Triton. Mane vorm op 'n groot verskeidenheid afstande weg van die gasreuse en toon 'n soortgelyke skeiding van elemente en isotope, hoe verder u gaan. En wat die reuse-planete betref, is hul mane baie kleiner as die groot planeet self.

Die groot mane van die sonnestelsel in vergelyking met die grootte van die aarde. Mars is ongeveer dieselfde. [+] grootte as Jupiter se Ganymedes. Let daarop dat bykans al hierdie wêrelde volgens die geofisiese definisie alleen planete sou word, maar dat slegs die Aarde se maan in grootte vergelykbaar is met sy moederplaneet; die groot mane van die gasreuse bleek in vergelyking.

NASA, via Wikimedia Commons-gebruiker Bricktop bewerk deur Wikimedia Commons-gebruikers Deuar, KFP, TotoBaggins

Tog lyk dit glad nie universeel nie. In werklikheid blyk dit dat daar 'n fundamentele verskil tussen die gasreuse en die rotsagtige wêrelde is wat hul satelliete betref. Gevangene asteroïdes en scenario's met protoplanetêre skyf kan nie die mane wat ons waarneem, verklaar nie. Nie vir die aarde nie, nie vir Mars nie, nie vir Pluto nie.

Wat Pluto betref, is dit al lank bekend dat Charon, sy reuse-maan, so massief is dat die Pluto-Charon-stelsel beter as 'n binêre stelsel geklassifiseer word as as 'n voorwerp met 'n maan. Die massamiddelpunt lê tussen die twee wêrelde, ver buite Pluto self. Hulle het 'n kort wentelbaan, hulle is op die oomblik gesluit, hulle is van dieselfde materiale, maar Pluto het feitlik die hele atmosfeer.

Hierdie beeld, geneem deur die Hubble-ruimteteleskoop van NASA, wys al vyf mane van Pluto in 'n wentelbaan. [+] hierdie dwergplaneet. Die baanpaaie word met die hand bygevoeg, maar kom voor in 'n 1: 3: 4: 5: 6-resonansie, en al wentel hulle binne dieselfde vlak in dieselfde vlak. Die buitenste vier mane, verder as Charon, tuimel almal in plaas van om op 'n konsekwente as te draai.

NASA, ESA en L. Frattare (STScI)

'N Groot botsing kan maklik hiervoor verantwoordelik wees, terwyl 'n in situ vormingscenario kan nie, en ook nie 'n vasgelegde voorwerpscenario nie. Die moeilike deel was die voorspelling dat 'n aantal kleiner, buitenste mane ook sou ontstaan ​​as Pluto en Charon die gevolg was van 'n reuse-impak. Die ontdekkings van Styx, Nix, Kerberos en Hydra - en die feite dat hulle in dieselfde vlak is, het resonante wentelbane op twee tot vier keer die afstand tussen Pluto-Charon en groot hoekmomenta - lê baie gewig aan die reuse-impak scenario.

In plaas van die twee mane wat ons vandag sien, kan 'n botsing gevolg deur 'n omvangryke skyf hê. [+] aanleiding gegee tot drie mane van Mars, waar slegs twee vandag oorleef.

Labex UnivEarths / Université Paris Diderot

Mars lyk op die oog af anders. Die twee mane, Phobos en Deimos, blyk die grootte van asteroïdes te hê. Maar Phobos en Deimos tree nie op soos gevange asteroïdes nie. Hulle wentel in dieselfde vlak as mekaar, hulle wentel om Mars in ooreenstemming met die res van die Sonnestelsel, hul wentelbane is sirkelvormig en progressief en hulle het soortgelyke elementêre samestellings en digthede.

Die grootste probleem met die reuse-impak-scenario vir Marsmane is dat u net twee klein mane in simulasies kan kry as u ook 'n derde, groot, binnemaan kry. 'N Briljante artikel uit 2016 het egter getoon dat 'n groot, kortstondige binnemaan uiters ooreenstem met Mars en sy mane, met die veronderstelling dat dit lank terug op Mars geval het. Die reuse-impak-scenario, vir Mars, Aarde en Pluto, is die voorste idee vir hoe hierdie wêrelde enigsins hul mane gekry het.

'N Groot impak van 'n asteroïde miljarde jare gelede het moontlik die mane van Mars geskep, insluitend. [+] 'n innerlike, groter een wat vandag nie meer bestaan ​​nie!

Illustrasie deur Medialab, ESA 2001

Mercurius is op sy oppervlak gevegverskrik, maar het geen eie mane nie. Venus moet net so gereeld geraak word as die aarde in die vroeë stadiums van die sonnestelsel, maar om die een of ander rede, miskien weens sy atmosfeer of net die geskiedenis van hoe dit ontwikkel het, het hy ook nie 'n maan nie. Baie asteroïdes, voorwerpe van die Kuiper-gordel en klein planete besit oor die algemeen mane, met getyontwrigting van los materiaal en botsings wat as die belangrikste faktore in hul skepping beskou word.

Trouens, van al die belangrikste liggame waarvan bekend is dat hulle satelliete het, insluitend Haumea, Makemake, en Eris, is die grootte en baanparameters daarvan ongelooflik ooreenstemmend met die feit dat dit deur botsings geskep is.

'N Kometêre storm, soos dié wat rondom Eta Corvi voorkom, kan groot impakte onder steil hoeke tot gevolg hê. . [+] Alhoewel daar in beginsel baie maniere is om mane rondom planete te skep, lyk dit asof die rotsagtige planete hulle alleen het deur reuse-impakte.

As u swaartekrag styg tot op 'n punt waar u uself in hidrostatiese ewewig kan trek - 'n sfeer as u staties is, 'n ellipsoïde as u draai, kan u nie so maklik deur getykragte uitmekaar getrek word nie. Maar u kan in beginsel mane ontwikkel deur middel van drie metodes: aanvanklike vorming vanaf 'n protoplanetêre skyf, die vaslegging van 'n ander verbygaande liggaam deur swaartekragte, of deur die puin van 'n groot botsing.

Terwyl die gasreuse mane vertoon wat blykbaar uit al drie ontstaan ​​het, lyk dit asof die rotsagtige planete, insluitend groot en klein planete, slegs mane verkry uit botsings. Dit kan so wees dat die ander opsies lewensvatbaar maar skaars is, en ons moet dit eenvoudig nog nie ontdek nie. Maar na aanleiding van die bewyse wat ons vandag het, is die aarde se maan miskien tog nie atipies nie. Tot verdere kennisgewing is reuse-impakte die enigste bekende manier vir rotsagtige planete om mane te kry.


Aarde

Die aarde is die volgende, ons derde planeet. Alhoewel jy dit nie in die naghemel kan sien nie, kan jy beslis ons wêreld verken en dit van naderby bestudeer. Vind 'n nabygeleë heuwel, klim na bo en kyk dan rond. Die aarde is die enigste planeet waarvan bekend is dat hy lewe het en is dus nogal spesiaal en uniek.

Mars die rooi

Vierde van die son af is Mars. Kleiner as die aarde, dit is 'n ander rotsagtige planeet en het 'n droë, koue oppervlak. Dit staan ​​bekend as die "rooi planeet" omdat sy oranje grond dit laat skyn met 'n koperrooi lig in ons naghemel. Dit het die ou mense aan bloed herinner, en daarom het die Romeine dit na hul god van oorlog genoem.

Aangesien Mars verder van die son af is, is dit moontlik om dit enige tyd van die nag te sien, afhangende van sy ligging in die lug. 'N Teleskoop toon sy yskappe en die donker merke op die oppervlak.


Watter kleure kan rotsagtige planete (of mane) hê - Sterrekunde

Wat is die ware kleure van elke planeet in ons sonnestelsel? Ek het dieselfde planeet op verskillende foto's anders sien kleur.

Hier is die ware kleure van die planete, met skakels na 'n paar relevante beelde van die NASA-ruimtetuig. (Let daarop dat ruimtetuigfoto's wat in die media verskyn, dikwels vals gekleur is.)

  1. Kwik: grys (of effens bruinerig). Kwik het feitlik geen atmosfeer nie, dus sien ons net die rotsagtige oppervlak. Let daarop dat baie beelde van Mercurius (soos hierdie) grysskaal is, afgelei van 'n enkele kleurfilter. Mercurius se kleurvariasies is redelik subtiel; die kleurvariasies word in hierdie valse kleurbeskouing baie oordrewe.
  2. Venus: liggeel. Vir menslike oë lyk Venus nogal vervelig. Ons kan net die dik laag funksionele swaelsuurwolke sien. Twee van die Sowjet-Venera-sondes het beelde van die oppervlak van Venus teruggegee. Die kleure van die Venera-beelde is later gebruik om radardata van die NASA se Magellan-ruimtetuig in te kleur om sodoende 'n gesimuleerde globale aansig op die oppervlak van Venus te genereer. U kan meer oor die kleure van Venus hier vind.
  3. Aarde: meestal blou met wit wolke. Oseane en lig wat deur die atmosfeer versprei word, maak die aarde blou. Afhangend van die area wat in 'n individuele prentjie gesien word, kan bruin, geel en groen vastelande gesien word of dele van die aarde deur wit wolke bedek word. Aarde is verreweg die mees dinamiese planeet as dit vanuit die ruimte gesien word.
  4. Mars: meestal rooibruin, maar met donkerder streke, en ook wit yskappe. Die dominante rooierige kleur kom van geroeste rotse op die oppervlak, aangesien die wolke skaars en dun is.
  5. Jupiter: oranje en wit bande. Die wit bande word gekleur deur ammoniakwolke, terwyl die oranje van ammoniumhidrosulfiedwolke kom. Nie een van die vier "gasreus" -planete (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) het 'n soliede oppervlak nie; ons sien dus net wolke in hul atmosfeer.
  6. Saturnus: bleekgoud. Wit ammoniak-waas bedek die hele planeet en verduister gedeeltelik rooier wolke daaronder. Wolke in Saturnus se winterhalfrond is ligblou. Wetenskaplikes dink dat omdat die ringe die son in die winterhalfrond blokkeer, dinge daar kouer is en die ammoniakwolke laer af is as normaal. Dit gee die res van die atmosfeer meer kans om lig te versprei, net soos die aarde se atmosfeer.
  7. Uranus: ligblou. Die kleur is afkomstig van metaanwolke. Op sommige foto's wat ná die Voyager 2 flyby (in 1986) vrygestel is, het Uranus groen gelyk, maar die kleur was kunsmatig.
  8. Neptunus: ligblou. Soos in die geval van Uranus, is die kleur te danke aan metaan. Neptunus lyk donkerder as Uranus as gevolg van dowwer beligting (groter afstand van die son). Sommige van die beelde van Neptunus uit die Voyager 2 flyby (in 1989) vertoon 'n diepblou kleur, maar die kleure in die beelde is verbeter. Die werklike kleure van Uranus en Neptunus stem baie ooreen.
  9. Pluto (nie meer 'n planeet wat nou as 'n dwergplaneet geklassifiseer word nie): meestal ligbruin, met 'n paar donkerder streke. Let daarop dat sommige van die beelde van die NASA se New Horizons-ruimtesonde (wat in 2015 verby Pluto en sy mane gevlieg het) verbeter is om kleurkontraste duideliker te toon.

Ek wil ook byvoeg dat die toekenning van kleure ietwat subjektief is. Een persoon se 'blou' kan byvoorbeeld vir iemand anders meer soos 'groen' lyk. Sterrekundiges gee dit selde om, en ons gebruik presiese spektra wanneer ons kwantitatiewe inligting oor die kleur van 'n voorwerp moet kry.

Hier is 'n paar goeie webwerwe met meer beelde van die planete (nie altyd in regte kleur nie!):

  • NASA se Astronomy Picture of the Day (APoD): http://apod.nasa.gov/apod/astropix.html
  • Ruimtebeelde van NASA / JPL: http://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/
  • NASA / JPL Fotojoernaal: http://photojournal.jpl.nasa.gov/

Hier is 'n paar bladsye wat verduidelik hoe valse kleurbeelde nuttig is in sterrekunde:

Hierdie bladsy is laas op 7 Februarie 2016 deur Sean Marshall opgedateer.

Oor die skrywer

Matija Cuk

Matija werk aan die orbitale dinamika van die klein mane van Jupiter en Saturnus. Hy studeer in November 2004 met sy PhD aan Cornell en werk nou aan die Universiteit van British Columbia in Kanada.


Wat mane in ander sterrestelsels openbaar oor planete soos Neptunus en Jupiter

Eksomonne wat om 'n eksoplanet buite ons sonnestelsel wentel. Krediet: Gestippelde Yeti / Shutterstock.com

Wat is die verskil tussen 'n planeet-satellietsisteem en die aarde en die maan, teenoor 'n binêre planeet — twee planete wat in 'n kosmiese do-si-do wentel?

Ek is 'n sterrekundige wat belangstel in planete wat in die omgewing van sterre wentel, en gasreuse - Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus in ons sonnestelsel - is die grootste en maklikste planete om op te spoor. Die verpletterende druk in hul gasagtige atmosfeer beteken dat hulle waarskynlik nie gasvry vir die lewe sal wees nie. Maar die rotsagtige mane wat om sulke planete wentel, kan welkomer wees. Verlede jaar het sterrekundiges 'n planeetgrootte uittog ontdek wat om 'n ander gasreuse-planeet buite ons sonnestelsel wentel.

In 'n nuwe artikel voer ek aan dat hierdie eksomoon regtig 'n gevange planeet genoem word.

Is die eerste 'exomoon' waargeneem, regtig 'n maan?

Ware Aarde-analoë, wat om Sonagtige sterre wentel, is baie moeilik om op te spoor, selfs met die groot Keck-teleskope. Die taak is makliker as die gasheerster minder groot is. Maar dan moet die planeet nader aan die ster wees om warm genoeg te wees, en die swaartekrag van die ster kan die planeet vang in 'n toestand met 'n permanente warm en permanente koue kant. Dit maak sulke planete minder aantreklik as 'n potensiële plek wat die lewe kan huisves. As gasreuse wat om Sonagtige sterre wentel, klipperige mane het, is dit waarskynlik die plek om lewe te vind.

In 2018 berig twee sterrekundiges van die Columbia-universiteit die eerste voorlopige waarneming van 'n eksomoon - 'n satelliet wat wentel om 'n planeet wat self om 'n ander ster wentel. Een vreemde kenmerk was dat hierdie eksemoon Kepler-1625b-i baie massiewer was as enige maan in ons sonnestelsel. Dit het 'n massa soortgelyk aan Neptunus en wentel om 'n planeet wat soortgelyk is aan Jupiter.

Sterrekundiges verwag dat mane van planete soos Jupiter en Saturnus slegs 'n paar persent van die aarde sal hê. Maar hierdie nuwe maan was byna duisend keer groter as die ooreenstemmende liggame van ons sonnestelsel — mane soos Ganymedes en Titan wat onderskeidelik om Jupiter en Saturnus wentel. Dit is baie moeilik om die vorming van so 'n groot satelliet met behulp van huidige modelle van maanvorming te verklaar.

Exomoons kan geheime openbaar oor hoe gasreuse soos Jupiter gevorm het en wat in hul kern is. Krediet: JPL / NASA

In 'n nuwe model wat ek ontwikkel het, bespreek ek hoe so 'n massiewe eksomoon deur 'n ander proses vorm, waarin dit regtig 'n gevange planeet is.

Alle planete, groot en klein, begin deur liggame van asteroïde bymekaar te maak om 'n rotsagtige kern te vorm. Op hierdie vroeë stadium van die evolusie van 'n planetêre stelsel word die rotsagtige kern steeds omring deur 'n gasagtige skyf wat oorgebly het van die vorming van die ouerster. As 'n kern vinnig genoeg kan groei om 'n massa van 10 Aarde te bereik, sal dit die swaartekrag hê om gas uit die omliggende ruimte in te trek en tot die enorme grootte van Jupiter en Saturnus te groei. Hierdie gasvormige ophoping is egter van korte duur, want die ster dreineer die meeste van die gas in die skyf, stof en gas rondom 'n nuutgevormde ster.

As daar twee kerne naby groei, ding hulle mee om rots en gas op te vang. As een kern effens groter word, kry dit 'n voordeel en kan hy die grootste deel van die gas in die omgewing opvang. Dit laat die tweede liggaam sonder enige verdere gas om op te vang. Die toenemende aantrekkingskrag van sy buurman sleep die kleiner liggaam in die rol van 'n satelliet, al is dit 'n baie groot. Die voormalige planeet word agtergelaat as 'n supergrootte maan, en wentel om die planeet wat hom uitgeslaan het in die wedloop om gas op te vang.

'N Oorblyfselkern as 'n terugblik op die geskiedenis

In hierdie konteks gesien, is dit waarskynlik dat die gevange planeet nie bewoonbaar sal wees nie. Groeiende planetêre kerne het gasvormige omhulsels, wat hulle meer soos Uranus en Neptunus maak - 'n mengsel van rotse, ys en gas wat 'n Jupiter sou word as dit nie so onbeskof deur sy groter buurman afgesny is nie.

Daar is egter ander implikasies wat amper net so interessant is. Die bestudering van die kern van reuse-planete is baie moeilik, omdat dit begrawe word onder honderde aardmassas waterstof en helium. Tans poog die JUNO-missie om dit vir Jupiter te doen. Die bestudering van die eienskappe van hierdie eksamoon kan astronome egter in staat stel om die naakte kern van 'n reuse-gasagtige planeet te sien as dit van sy gasvormige omhulsel gestroop word. Dit kan 'n kiekie gee van hoe Jupiter moontlik gelyk het voordat hy tot sy huidige enorme grootte gegroei het.

Hierdie eksomoonstelsel Kepler-1625b-i is reg aan die rand van wat met die huidige tegnologie waarneembaar is. Daar kan baie meer voorwerpe soos hierdie wees wat met toekomstige verbeterings in die teleskoopvermoëns ontdek kan word. Namate die sensus van sterrekundiges oor eksoplanete aanhou groei, beklemtoon stelsels soos die exomoon en sy gasheer 'n saak wat belangriker sal word namate ons vorentoe gaan. Hierdie eksamoon onthul dat die eienskappe van 'n planeet nie slegs 'n gevolg is van sy massa en posisie nie, maar kan afhang van sy geskiedenis en die omgewing waarin dit gevorm het.

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf The Conversation onder 'n Creative Commons-lisensie. Lees die oorspronklike artikel.


Watter kleure kan rotsagtige planete (of mane) hê - Sterrekunde

Ons sonnestelsel bestaan ​​uit die son, agt planete, mane, baie dwergplanete (of plutoïede), 'n asteroïedegordel, komete, meteore en ander. The sun is the center of our solar system the planets, their moons, a belt of asteroids, comets, and other rocks and gas orbit the sun.

The eight planets that orbit the sun are (in order from the sun): Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune. Another large body is Pluto, now classified as a dwarf planet or plutoid. A belt of asteroids (minor planets made of rock and metal) lies between Mars and Jupiter. These objects all orbit the sun in roughly circular orbits that lie in the same plane, the ecliptic (Pluto is an exception it has an elliptical orbit tilted over 17° from the ecliptic).

Easy ways to remember the order of the planets (plus Pluto) are the mnemonics: "My Very Excellent Mother Just Sent Us Nine Pizzas" and "My Very Easy Method Just Simplifies Us Naming Planets" The first letter of each of these words represents a planet - in the correct order.


The largest planet is Jupiter. It is followed by Saturn, Uranus, Neptune, Earth, Venus, Mars, Mercury, and finally, tiny Pluto (the largest of the dwarf planets). Jupiter is so big that all the other planets could fit inside it.

  • The inner planets are: Mercury, Venus, Earth, and Mars. They are relatively small, composed mostly of rock, and have few or no moons.
  • The outer planets include: Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune, and Pluto (a dwarf planet). They are mostly huge, mostly gaseous, ringed, and have many moons (again, the exception is Pluto, the dwarf planet, which is small, rocky, and has four moons).

Density of the Planets
The outer, gaseous planets are much less dense than the inner, rocky planets.

The Earth is the densest planet. Saturn is the least dense planet it would float on water.

The Mass of the Planets
Jupiter is by far the most massive planet Saturn trails it. Uranus, Neptune, Earth, Venus, Mars, and Pluto are orders of magnitude less massive.

Gravitational Forces on the Planets
The planet with the strongest gravitational attraction at its surface is Jupiter. Although Saturn, Uranus, and Neptune are also very massive planets, their gravitational forces are about the same as Earth. This is because the gravitational force a planet exerts upon an object at the planet's surface is proportional to its mass and to the inverse of the planet's radius squared.

A Day on Each of the Planets
A day is the length of time that it takes a planet to rotate on its axis (360°). A day on Earth takes almost 24 hours.

The planet with the longest day is Venus a day on Venus takes 243 Earth days. (A day on Venus is longer than its year a year on Venus takes only 224.7 Earth days).

The planet with the shortest day is Jupiter a day on Jupiter only takes 9.8 Earth hours! When you observe Jupiter from Earth, you can see some of its features change.

The Average Orbital Speed of the Planets
As the planets orbit the Sun, they travel at different speeds. Each planet speeds up when it is nearer the Sun and travels more slowly when it is far from the Sun (this is Kepler's Second Law of Planetary Motion).

The Planets in Our Solar System

Planet (or Dwarf Planet) Distance from the Sun
(Astronomical Units
miles
km)
Period of Revolution Around the Sun
(1 planetary year)
Period of Rotation
(1 planetary day)
Mass
(kg)
Diameter
(miles
km)
Apparent size
from Earth
Temperature
(K
Range or Average)
Number of Moons
Mercurius 0.39 AU, 36 million miles
57.9 million km
87.96 Earth days 58.7 Earth days 3.3 x 10 23 3,031 miles
4,878 km
5-13 arc seconds 100-700 K
mean=452 K
0
Venus 0.723 AU
67.2 million miles
108.2 million km
224.68 Earth days 243 Earth days 4.87 x 10 24 7,521 miles
12,104 km
10-64 arc seconds 726 K 0
Aarde 1 AU
93 million miles
149.6 million km
365.26 days 24 hours 5.98 x 10 24 7,926 miles
12,756 km
Not Applicable 260-310 K 1
Mars 1.524 AU
141.6 million miles
227.9 million km
686.98 Earth days 24.6 Earth hours
=1.026 Earth days
6.42 x 10 23 4,222 miles
6,787 km
4-25 arc seconds 150-310 K 2
Jupiter 5.203 AU
483.6 million miles
778.3 million km
11.862 Earth years 9.84 Earth hours 1.90 x 10 27 88,729 miles
142,796 km
31-48 arc seconds 120 K
(cloud tops)
67 (18 named plus many smaller ones)
Saturnus 9.539 AU
886.7 million miles
1,427.0 million km
29.456 Earth years 10.2 Earth hours 5.69 x 10 26 74,600 miles
120,660 km
15-21 arc seconds
excluding rings
88 K 62 (30 unnamed)
Uranus 19.18 AU
1,784.0 million miles
2,871.0 million km
84.07 Earth years 17.9 Earth hours 8.68 x 10 25 32,600 miles
51,118 km
3-4 arc seconds 59 K 27 (6 unnamed)
Neptunus 30.06 AU
2,794.4 million miles
4,497.1 million km
164.81 Earth years 19.1 Earth hours 1.02 x 10 26 30,200 miles
48,600 km
2.5 arc seconds 48 K 13
Pluto (a dwarf planet) 39.53 AU
3,674.5 million miles
5,913 million km
247.7 years 6.39 Earth days 1.29 x 10 22 1,413 miles
2,274 km
0.04 arc seconds 37 K 4
Planet (or Dwarf Planet) Distance from the Sun
(Astronomical Units
miles
km)
Period of Revolution Around the Sun
(1 planetary year)
Period of Rotation
(1 planetary day)
Mass
(kg)
Diameter
(miles
km)
Apparent size
from Earth
Temperature
(K
Range or Average)
Number of Moons

Another Planet?
In 2005, a large object beyond Pluto was observed in the Kuiper belt.

A few astronomers think that there might be another planet or companion star orbiting the Sun far beyond the orbit of Pluto. This distant planet/companion star may or may not exist. The hypothesized origin of this hypothetical object is that a celestial object, perhaps a hard-to-detect cool, brown dwarf star (called Nemesis), was captured by the Sun's gravitational field. This planet is hypothesized to exist because of the unexplained clumping of some long-period comet's orbits. The orbits of these far-reaching comets seem to be affected by the gravitational pull of a distant, Sun-orbiting object.


Solar System

The Solar System, drawn to scale, but not at the correct relative distances.
Credit:Wikimedia

The Solar System contains the Sun, eight planets with their moons, and lots of other smaller objects such as dwarf planets, asteroids and other Near Earth Objects (NEOs), and comets. The distances between planets in the Solar System are huge so we use a unit of measurement based on the average distance from Earth to the Sun, called an astronomical unit (AU).

The four planets closest to the Sun are called the inner or terrestrial planets and are typically small, warm, rocky worlds, that have few (or no) moons and no ring systems. They are: Mercury, Venus, Earth and Mars, the latter three have atmospheres and weather patterns.

Die asteroid belt, containing some dwarf planets, then separates these inner planets, with the outer planets, which are much larger and cooler, and mainly made of gas. These outer planets all have a lot of moons and ring systems, although we can only see Saturn’s rings from Earth. Also known as gas giants, they are mainly made of gases and ices and together make up 99% of the mass that orbits the Sun. They are: Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune.

Beyond this are many of the other dwarf planets of our Solar system, and icy comets.


What colours can rocky planets (or moons) have - Astronomy

1. AU - Astronomical Unit - Average distance from earth to sun = 92.96 Million (M) mi = 149.60 M km
AU's are average distance except for Mercury (.21), Pluto (.25) and Sedna (.84) which have significant (> 0.20) eccentricity (oval orbits) where we show the distance at perihelion (closest to sun) and aphelion (farthest point). The eccentricity of the other planets range from 0.007 - 0.09.

2. Time to rotate around the sun is in earth days and years.
See orbital periods.

3. Planet colors:
Planet colors are determined by gases in their upper atmosphere. You will see pictures of different colors, some because they represent the planet under the clouds and sometimes because they are enhanced with filters to bring out patterns in the atmosphere.

You will see images of venus that are a violate color (taken in ultra-violet by the hubble telescope), and orange (what it looks like under the clouds). But it appears white (the cloudtops is all you see) in normal light. Venus is the brightest object in the sky except for the Sun and Moon. See Venus at the BBC.

Many photos of Jupiter show more vibrant coloring with deeper reds and yellows, but these were created using filters to reveal more detail in the cloud structure. The colors we see are created by gases and clouds in the upper layers of the atmosphere. The primary colors in Jupiter's atmosphere are orange and white. The white bands are created by clouds of ammonia while the orange regions are ammonium hydrosulfide clouds.

Sulfur in the upper atmosphere of saturn , gives it an overall yellowish hue.

Small amounts of methane gas in uranus ' and neptune 's atmospheric clouds give them a light blue color. Neptune appears somewhat darker because it receives less light from the Sun.

4. When Pluto was downgraded to a dwarf planet it was suggested that it's moon Charon also be consedered a dwarf planet.

5. I can't remember where I saw this symbol for sedna, and haven't been able to find it again, so it may not be correct.

Sedna was discovered on Nov. 15, 2003. There was originally disagreement as to whether Pluto or Sedna should be classified as planets, since there are other small (less than 2,000 mi in diameter - smaller than earth's moon) objects orbiting the sun beyond the orbit of pluto.
In 2006 Pluto, Sedna and other small objects were classified as "dwarf Planets" and the number of official planets was changed to 8.

Sedna is not much larger than the Asteroid, Ceres (Diameter 600 miles), in the asteroid belt.

Sedna's orbit is extremely eccentric ranging from 76-850 AUs. It is currently 86 AU from the sun, in the constellation Cetus, just 12 degrees south of the ecliptic, next to the zodiacal constellation of Aries. Sedna is getting closer to the sun and will reach its closest point (perihelion) in 2075-76.

The discoverers of Sedna describe it as an inner Oort Cloud object, because it never enters the Kuiper Belt.

Sedna is currently 8 billion miles away but is getting closer to the sun because of it's elliptical orbit and will reach its closest point (perihelion) in 2075-76.

More information on sedna at CalTech.

There are other planetoids in our solar system. See the asteroid page for more.

* Named moons - Number of moons named by the International Astronomical Union (IAU) as of 2005. Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune have additional unnamed moons. See: Moons and Planets at NASA, Moons of the Solar System at the Planetary Society. and Table of Planets at the University Corporation for Atmospheric Research (UCAR).

In addition to Saturn, jupiter, uranus and neptune all have small rings ring systems .

All the planets rotate in the same direction as their orbits (counter clockwise when looking from the north) except Venus, Uranus and Pluto. Venus rotates clockwise when viewed from the north the sun rises in the west. Uranus' and pluto's axis are almost parallel to the ecliptic (i.e. tilted 90°).

The terrestrial planets are the four innermost planets in the solar system, Mercury, Venus, Earth and Mars. They are called terrestrial because they have a compact, rocky surface like the Earth's. The planets, Venus, Earth, and Mars have significant atmospheres while Mercury has almost none. Below is a close-up picture of the four terrestrial planets

Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune are known as the Jovian (Jupiter-like) planets , because they are all gigantic compared with Earth, and they have a gaseous nature like Jupiter's. The Jovian planets are also referred to as the gas giants, although some or all of them might have small solid cores.


Rocky Inner Planets

The four innermost planets in the Solar System (Mercury, Venus, Earth, and Mars) are sometimes called the "terrestrial" planets because of their proximity to Earth ("Terra" in Latin) and their similarity as compact solid bodies with rocky surfaces. These four planets developed from small grains of dust that collided and stuck together to form pebbles, boulders, kilometer- and mile-sized planetesimals, and larger planetary embryos and protoplanets). They formed in the inner portion of the protoplanetary disk located closer to the developing Sun during the first 100 million years of the System's birth, where it was too warm for the four developing protoplanets to agglomerate water and more volatile ices and bulk up sufficiently in gravitational might to hold onto the abundant but lightest gases of the Solar nebulae (hydrogen and helium) to become "gas giants." Although rocky (and icy protoplanets beyond the Solar System's 2-AU "ice line") formed in the Main Asteroid Belt, the early development of Jupiter prevented protoplanets like icy Ceres from agglomerating into larger planetary bodies, by sweeping many into pulverizing collisions as well as out into the Oort Cloud or beyond Sol's gravitational reach altogether.

See an animation of the orbits of these inner planets around the Sun,
with a table of basic orbital and physical characteristics. A real-time
Plot of the Innermost Solar System with known asteroids within and
beyond Mars orbit is also available at the Minor Planet Center.

According to astronomer Alan P. Boss ( Astronomy , October 2006), many astronomers now believe that the development of planetesimals into protoplanets as large as the moon was a runaway process, where a young Solar System may have developed a swarm of hundreds of Lunar-mass protoplanets in as little as 100,000 years. In a longer, succeeding phase of growth into Mars-sized protoplanets, however, these objects interacted gravitationally over many orbits so that their initially circular orbits became increasingly elliptical and they collided and merged into larger bodies over tens of millions of years. Colliding at speeds up to 22,000 miles per hour (36,000 kilometers per hour), such a collision may have stripped most of the rocky mantle from the protoplanet that became Mercury with its iron-rich core, while a Mars-size protoplanet struck the early Earth off-center and created a spray of mostly mantle material that later accreted to form the Moon.

The core accretion model describes
how the rocky inner planets formed
from Sol's protoplanetary disk.

The larger terrestrial planets, Earth and Venus, probably needed tens of millions of years to grow to their current size through collisions with large planetary embryos of 1,000 to 5,000 kilometers (620 to 3,100 miles). By modelling the process of planetary accretion, astrophysicists would have expected Mars to reach the size of the Earth at its orbital distance within the early Sun's circum-Solar gas and dust disk. Mars, however, has only 11 percent of Earth's mass and 53 percent of its diameter and so may have taken only two to three million years to reach its present size. By measuring and modelling the composition of meteorites (through the concentration of elements of Thorium and Hafnium in 44 samples), some astrophysicists have concluded that the "Red Planet" may have remained at its relatively small size by avoiding further collisions with other larger planetary embryos. Their results indicate that Mars grew before dissipation of the Solar Nebula's gas when roughly 100-km (62-mile) "planetesimals, such as the parent bodies of chondrites [stony meteorites], were still being formed" so that "Mars accretion occurred early enough to allow establishment of a magma ocean powered by [the] decay of" Aluminum 26 (Jennifer Carpenter, BBC News, May 27, 2011 and Dauphas and Pourmand, Nature , May 26, 2011).


The in-migration of Jupiter early in the
Solar System's formation depleted the
amount of circum-Solar dust and gas at
Mars' orbital distance and contributed
to its stunted size (more).

On June 5, 2011, a team of scientists published an article in Nature which explains how early orbital in-migration by Jupiter (and Saturn) would have depleted the circum-Solar disk of dust and gas at the orbital distance of Mars so that the Red Planet had less mass to develop from. In the Grand Tack Scenario, Jupiter moved inward to settle for a while at Mars' orbital distance of 1.5 AUs before the Red Planet had developed after forming initially at around 3.5 AUs. Subsequently, depletion of gas and dust in that region of the circum-Solar disk allowed Jupiter to migrate back outward to their 5.2 AUs, and Saturn to around 7 then 9.5 AUs (NASA and GSFC news release SWRI news release and Walsh et al, 2011).

In the later half of the 20th Century astronomers found that the four terrestrial planets are as not as similar as they once appeared. Human beings may be able to stand on their rocky surfaces without being crushed by gravitational force. However, only on Earth can they stand without special protection from inhospitable temperatures, atmospheric gases and pressure (or its absence), or Solar and cosmic radiation.

In general, the conditions needed to support the type of large carbon-based life found on Earth may require an inner rocky planet that is orbiting a star in its so-called "habitable zone." Such zones are bounded by the range of distances from a star for which liquid water can exist on a planetary surface, depending on such additional factors as the nature and density of its atmosphere and its surface gravity. In addition, the range of star types that can support Earth-type life on rocky planets may be limited to those lower mass stars that "live" long enough for planets to form and complex life to evolve.

A continuously habitable zone is not only bounded by the range of distances from a star for which liquid water can exist. It is also bounded by the range of star (spectral) types for which planets can have enough time to form, for which complex life can have enough time to evolve (stars less massive than type F), and for which stellar flares and atmospheric condensation due to tidal locking do not occur (stars more massive than type M). Hence, NASA's Kepler Mission to search for habitable planets is limited to the habitable zones of nearby stars that are less massive than spectral type A but more massive than type M. (Kepler is currently scheduled for launch in October 2008 to observe some 223,000 stars that will be reduced to some 100,000 "useful" target stars, but the ESA's similar Corot mission is scheduled to launch even earlier in October 2006 to search for transits by inner rocky planets of some 60,000 stars.)

The Kepler Mission is defining the size of an Earth-type planet to be those having between 0.5 and 2.0 times Earth's mass, or those having between 0.8 and 1.3 times Earth's radius or diameter. The mission will also investigate larger terrestrial planets that have 2 to 10 Earth masses, or 1.3 to 2.2 times its radius/diameter. However, larger planets will be excluded because they may have sufficient gravity to attract a massive hydrogen-helium atmosphere like the gas giants (Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune). On the other hand, those planets -- like Mars or Mercury -- that have less than half the Earth's mass and are located in or near their star's habitable zone may lose their initial life-supporting atmosphere because of low gravity and/or the lack of plate tectonics needed to recycle heat-retaining carbon dioxide gas back into the atmosphere (see Kasting et al).

Of course, there are other physical characteristics that can affect the evolution of rocky inner planets in stellar habitable zones. For example, Venus today appears to be located in Sol's habitable zone, derived on from the Sun's current luminosity ("brightness"). However, the shrouded planet is now much too hot to support the presence of liquid water on its surface due to its heavy carbon dioxide atmosphere and sulfuric acid clouds which retain too much radiative heat from the Sun through a runaway Greenhouse effect. It's possible, however, that conditions on Venus may once have been more conducive to Earth-type life earlier in the Solar System's history when Sol was as much as a third less luminous than it is today.

Surface Minerals and the Impact of Earth-type Life

According to planetary scientist Robert M. Hazen, the Solar nebula of dust and gas that gave birth to the Solar System 4.7 billion years ago -- before our Sun, Sol, ignited into a nuclear furnace -- appears to have been comprised of only a dozen minerals, or crystalline compounds (Robert M. Hazen, Scientific American , March 2010: pp. 58-65). After Sol became a star, the infant Sun melted and mixed elements and minerals within the circum-Solar disk of dust and gas, and many crystallized into scores of new minerals. Many of these minerals (including the first iron-nickel alloys, sulfides, phosphides, and various oxides and silicates) solidified from drops of molten rock into "chondrules," which have been recovered in chondritic meteorites on Earth. In addition to rocky asteroids and icier bodies further out from the Sun, many agglomerated into larger planetesimals that eventually collided to form planets like the Earth, and more than 250 minerals, including olivine and zircon, developed within the planetesimals with the help of melting, collisional shocks, and reactions with water. Large planetesimals (some more than 100 miles or 160 kilometers in diameter) were big enough to partially melt and form (differentiate into) onion-like layers of minerals around a denser, metal-rich core.

This color composite of the terrain around Crater Kuiper at
lower right highlights differences in opaque minerals such as
ilmenite, iron content, and soil maturity (more).

The formation and continued development of the four rocky inner planets is reflected in the number and diversity of minerals found on their planetary surfaces. Small and dry Mercury (as well as Earth's Moon) became frozen before much melting could occur, and so its surface may have no more than 350 different minerals. As Mars has some water that should have formed water-rich clays and evaporite minerals when its oceans dried up, the red planet may have as many as 500 surface minerals. Earth and Venus should have had sufficient inner heat to remelt some of its surface basalt to form a range of igneous rocks called granites or "granitoids," which are coarse-grained blends of lighter minerals (including quartz, feldspar, and mica that are common in Earth's crust but rarer in the smaller planetsimals). Remelting of granitic rocks concentrated rare "incompatible" elements and created more than 500 distinctive minerals rich in lithium, beryllium, boron, cesium, tantalum, uranium, and many other rare elements. Even more crustal minerals were formed by plate tectonics with the help of lubricating ocean water, atmospheric oxygen from the successful development of photosynthetic microbes, and land-based lichens (of algae and fungi) and mosses which were followed by deep-rooted plants that hastened the erosion and weathering of surface rocks with the help of biochemical action and the creation of soils as well as new clay minerals . As a result, Earth's surface today has more than 4,400 known mineral "species," of which more than half appear to owe their existence to the development of Earth-type life, and so its surface minerals are also a planetary signature of the presence of life.

David Seal (a mission planner and engineer at NASA's Jet Propulsion Laboratory at CalTech) has a web site that generates simulated images of the Sun, planets, and major moons from different perspectives and at different times of the year. Try his Solar System Simulator.

For more information about the Solar System, go to William A. Arnett's website on "The Nine Planets", or to Calvin J. Hamilton's website on " "The Solar System."


Kyk die video: Environmental Disaster: Natural Disasters That Affect Ecosystems (Desember 2022).