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

Kilde: xkcd.com

Io (Jupiter) vs. Månen Nesten samme masse Nesten samme radius Io bare litt lenger unna planeten sin Mye større tidevanns-krefter (vulkaner) på Io pga. Jupiters masse

Titan (Saturn) vs. Månen Ville Titan hatt atmosfære om den gikk rundt Jorden? Neppe. Ganymedes (Jupiter) er mer massiv enn Titan, men mangler atmosfære, pga. høyere temperatur.

App til å identifisere stjerner og planeter på nattehimmelen https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.stardroid https://itunes.apple.com/us/app/sky-map/id536492883?mt=8

I dag (blant annet): Hva er asteroider? Hva er meteorer? Hva er kometer?

Titius-Bodes ”lov” Ikke basis i fysiske argument, men en ren numerologisk sammenheng (ren kuriositet) Lov 0.4 0.7 1.0 1.6 2.8 5.2 10 19.6 38.8 77.2 154 IRL 0.39 0.72 1.52 ? 9.5 19.2 30.06 39.44 67.67 Titius-Bodes ”lov” har ingen basis i fysiske argument, men er en ren numerologisk kuriositet som ble oppdaget av flere astronomer. Verken Titius eller Bode var først ute, selv om de har gitt navn til sammenhengen. Det første problemet loven støtte på, var at man ikke kjente til noen planet i gapet mellom Mars (1.52 AU) og Jupiter (5.2 AU). Det ble foreslått at det fantes en uoppdaget planet i avstand 2.8 AU, og en del astronomer lette systematisk etter den. Første nyttårsdag i 1801 oppdaget så Guiseppe Piazzi et objekt i avstand 2.77 AU fra sola. Det var imidlertid klart at den var mye mindre enn de andre kjente planetene. Den fikk navnet Ceres, og ble lenge klassifisert som en asteroide. I dag regnes den blant dvergplanetene. Den utgjør 1/3 av massen i asteroidebeltet mellom Mars og Jupiter. I dette beltet er det 170 000 asteroider med kjente baner. Disse ble i 2006 klassifisert som Small Solar System Bodies av IAU. Vi regner med at Ceres er stor nok til å være differensiert: Tyngre bergarter er konsentrert i sentrum, og er omgitt av en ismantel. I dag mener vi at det ikke ville være mulig for en større planet å bli dannet i Ceres avstand fra sola. Tyngdekreftene fra Jupiter ville rive den i stykker om den ble for stor. Legg for øvrig merke til at Titius-Bodes lov feiler stort for Neptun, Pluto og Eris. Den regnes i dag som en kuriositet, ikke som en dyp sammenheng med basis i fysikkens lover. Avstanden fra sola til planetene i AU gitt ved a = 0.4 + 0.3 x 2n, n=-∞, 0, 1, 2,…

Titius-Bodes ”lov” Manglende planet mellom Mars og Jupiter: 0.4 0.7 1.0 1.6 2.8 5.2 10 19.6 38.8 77.2 154 IRL 0.39 0.72 1.52 ? 9.5 19.2 30.06 39.44 67.67 Titius-Bodes ”lov” har ingen basis i fysiske argument, men er en ren numerologisk kuriositet som ble oppdaget av flere astronomer. Verken Titius eller Bode var først ute, selv om de har gitt navn til sammenhengen. Det første problemet loven støtte på, var at man ikke kjente til noen planet i gapet mellom Mars (1.52 AU) og Jupiter (5.2 AU). Det ble foreslått at det fantes en uoppdaget planet i avstand 2.8 AU, og en del astronomer lette systematisk etter den. Første nyttårsdag i 1801 oppdaget så Guiseppe Piazzi et objekt i avstand 2.77 AU fra sola. Det var imidlertid klart at den var mye mindre enn de andre kjente planetene. Den fikk navnet Ceres, og ble lenge klassifisert som en asteroide. I dag regnes den blant dvergplanetene. Den utgjør 1/3 av massen i asteroidebeltet mellom Mars og Jupiter. I dette beltet er det 170 000 asteroider med kjente baner. Disse ble i 2006 klassifisert som Small Solar System Bodies av IAU. Vi regner med at Ceres er stor nok til å være differensiert: Tyngre bergarter er konsentrert i sentrum, og er omgitt av en ismantel. I dag mener vi at det ikke ville være mulig for en større planet å bli dannet i Ceres avstand fra sola. Tyngdekreftene fra Jupiter ville rive den i stykker om den ble for stor. Legg for øvrig merke til at Titius-Bodes lov feiler stort for Neptun, Pluto og Eris. Den regnes i dag som en kuriositet, ikke som en dyp sammenheng med basis i fysikkens lover. Oppdagelsen av Ceres (asteroide/dvergplanet)

Titius-Bodes ”lov” Viser seg å stemme svært dårlig for Pluto og Eris 0.4 0.7 1.0 1.6 2.8 5.2 10 19.6 38.8 77.2 154 IRL 0.39 0.72 1.52 2.77 9.5 19.2 30.06 39.44 67.67 Titius-Bodes ”lov” har ingen basis i fysiske argument, men er en ren numerologisk kuriositet som ble oppdaget av flere astronomer. Verken Titius eller Bode var først ute, selv om de har gitt navn til sammenhengen. Det første problemet loven støtte på, var at man ikke kjente til noen planet i gapet mellom Mars (1.52 AU) og Jupiter (5.2 AU). Det ble foreslått at det fantes en uoppdaget planet i avstand 2.8 AU, og en del astronomer lette systematisk etter den. Første nyttårsdag i 1801 oppdaget så Guiseppe Piazzi et objekt i avstand 2.77 AU fra sola. Det var imidlertid klart at den var mye mindre enn de andre kjente planetene. Den fikk navnet Ceres, og ble lenge klassifisert som en asteroide. I dag regnes den blant dvergplanetene. Den utgjør 1/3 av massen i asteroidebeltet mellom Mars og Jupiter. I dette beltet er det 170 000 asteroider med kjente baner. Disse ble i 2006 klassifisert som Small Solar System Bodies av IAU. Vi regner med at Ceres er stor nok til å være differensiert: Tyngre bergarter er konsentrert i sentrum, og er omgitt av en ismantel. I dag mener vi at det ikke ville være mulig for en større planet å bli dannet i Ceres avstand fra sola. Tyngdekreftene fra Jupiter ville rive den i stykker om den ble for stor. Legg for øvrig merke til at Titius-Bodes lov feiler stort for Neptun, Pluto og Eris. Den regnes i dag som en kuriositet, ikke som en dyp sammenheng med basis i fysikkens lover.

Dvergplaneter Haumea har flatere form pga. svært rask rotasjon. From Wikimedia Commons. Plotted by a program written by Eurocommuter. License: CC-BY-SA-3.0-migrated

Asteroider Ceres oppdaget av Piazzi i 1801: Den største asteroiden (større enn massen til alle andre asteroider til sammen). Pallas (1802), Juno (1804), Vesta (1807) – deretter 40 år til neste oppdagelse. Består av stein og metall Baner bestemt for ≈ 25,000 asteroider og 100,000 funnet. TAVLE!  Universe Sandbox Asteroider - Kometer - Meteorer

Fordeling i rommet AST1010 - Smålegemer Asteroider - Kometer - Meteorer

Ceres

Pallas

Vesta

Ida og Daktyl AST1010 - Smålegemer Asteroider - Kometer - Meteorer

Asteroider og meteoritter Asteroider og meteoritter har ”samme” kjemiske sammensetning og klassifiseres på lik måte. 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? Asteroider - Kometer - Meteorer

Meteorer Meteoroide – stein eller metallgjenstand i verdensrommet. Meteor – lysfenomen: en meteoroide kommer inn i jordas atmosfære, blir glødende av friksjonsvarmen og fordamper. Meteoritt – den resten av meteoroiden som man kan finne på bakken. Asteroider - Kometer - Meteorer

Fart og mengde Jordas hastighet i banen er 30 km/s. Meteorene kommer inn med hastigheter på 10-70 km/s avh. av vinkelen. 200,000 tonn meteor-materiale faller ned hvert år – de fleste er mikrometeoritter. Asteroider - Kometer - Meteorer

Tre kilder for meteorer Kometer gir svermer av meteorer (se figur). Asteroidebeltet Mars og månen: Steiner slått løs for lenge siden ved store meteornedslag (kan ses på sammensetningen) Asteroider - Kometer - Meteorer

Meteornedslag Nedslagskratre i Europa. ca. 160 finnes på verdensbasis Store meteorer kan etterlate seg store nedslagskratre og være årsak til omfattende skader. Vi har tidligere vist et skjematisk kart over de om lag 160 nedslagskratrene vi kjenner på jorda. Her viser vi de europeiske kratrene til venstre. To bekreftede kratre finnes på norsk område. Mjølnir-krateret ligger i Barentshavet. Det ble funnet under kartlegging av havbunnen i forbindelse med oljeleting. Mjølnir har en diameter på 40 km og ble laget for 143 millioner år siden. Vi finner spor av ødeleggelsene etter Mjølnir-nedslaget rundt hele Barentshavbassenget. Vi får alltid bruddsoner rundt kratrene. Små kratre har form av en enkel skål, uten topp i midten. Men i kratre etter store nedslag, for eksempel i Mjølnir, finner vi topper og ringstrukturer (flere konsentriske ringer) inne i krateret, akkurat som i de store kratrene på månen. Det andre aksepterte norske kratret er Garnos i Hallingdal (se neste lysark). Et tredje norsk krater, Ritlandskratret i Rogaland ble bekreftet av norske geologer i 2009. Nedslagskratre i Europa. ca. 160 finnes på verdensbasis Tre i Norge: Garnos, Mjølnir og Ritlandskrateret. Asteroider - Kometer - Meteorer

Meteornedslag Små skålformede og store kratre med topp i sentrum, Store meteorer kan etterlate seg store nedslagskratre og være årsak til omfattende skader. Vi har tidligere vist et skjematisk kart over de om lag 160 nedslagskratrene vi kjenner på jorda. Her viser vi de europeiske kratrene til venstre. To bekreftede kratre finnes på norsk område. Mjølnir-krateret ligger i Barentshavet. Det ble funnet under kartlegging av havbunnen i forbindelse med oljeleting. Mjølnir har en diameter på 40 km og ble laget for 143 millioner år siden. Vi finner spor av ødeleggelsene etter Mjølnir-nedslaget rundt hele Barentshavbassenget. Vi får alltid bruddsoner rundt kratrene. Små kratre har form av en enkel skål, uten topp i midten. Men i kratre etter store nedslag, for eksempel i Mjølnir, finner vi topper og ringstrukturer (flere konsentriske ringer) inne i krateret, akkurat som i de store kratrene på månen. Det andre aksepterte norske kratret er Garnos i Hallingdal (se neste lysark). Et tredje norsk krater, Ritlandskratret i Rogaland ble bekreftet av norske geologer i 2009. Små skålformede og store kratre med topp i sentrum, bruddsoner i ringer rundt. Asteroider - Kometer - Meteorer

Garnos-krateret Ligger i Hallingdal. - Alder ca 500 mill. år Diameter 5 km. Asteroider - Kometer - Meteorer

Chicxulub-krateret Asteroider - Kometer - Meteorer

Ikke alle store meteorer lager hull i bakken – noen eksploderer i stor høyde Asteroider - Kometer - Meteorer

Meteor eksploderte over Tsjeljabinsk 15. februar 2013 https://www.youtube.com/watch?v=zNUnoUlV1LA

Tunguskameteoren 30 juni 1908 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. Asteroider - Kometer - Meteorer

De virkelig STORE meteornedslagene Tunguskameteoren var kanskje 50-60 meter i diameter, med en energi på 20 megatonn TNT sprengkraft. Vi bruker en slik ”bombemålestokk” som energimål fra nå av. Virkelig store nedslag med kontinentale og globale konsekvenser får vi når meteorer som er 1-10 kilometer i diameter, slår ned. En 10 kilometer stor meteor, som vel må kalles en liten asteroide, traff jorda for omlag 65 millioner år siden. Dette falt sammen med tidspunktet da dinosaurene ble utslettet og teorien er at denne hendelsen var årsaken til at så skjedde. 1-10 km i diameter (Tunguska: 50-60 m) Asteroider - Kometer - Meteorer

Hvor ofte og hvor sterke? AST1010 - Smålegemer Asteroider - Kometer - Meteorer

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. Asteroider - Kometer - Meteorer

Hva kan vi gjøre? 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. Asteroider - Kometer - Meteorer

Kuiperbeltet Vanlig oppfatning fram til 1990-tallet: Området rundt og utenfor Pluto er tomt. Men: I 1992 oppdaget Jane Luu og David Jewitt et objekt i dette området (Kuiperbeltet). 2002: Mike Brown fant stadig større objekter i dette området, kulminerte med Eris i 2005: Større enn Pluto.  Universe Sandbox

Eris med månen Dysnomia

Pluto

New Horizons (juli 2015) https://www.youtube.com/watch?v=aky9FFj4ybE

Bilder tatt av New Horizons (NASA) https://www.nasa.gov/mission_pages/newhorizons/images/index.html

Pluto sammenlignet med jorden 18.6 % av jordens radius 0.24 % av jordens masse Omløpstid rundt solen ca. 248 år Temperatur (snitt): -225 ◦C (under 50 K) Ca. 1/5 av månens masse!

Kometer Asteroider - Kometer - Meteorer

Edmund Halley og Halleys komet 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 fikk sitt navn. Sist nær sola i 1986. Asteroider - Kometer - Meteorer

Kjerne ~ 1-10 km. Komethodet rundt 100 km. Hydrogensky. To haler: Ionehale. Støvhale Halene peker bort fra sola. Asteroider - Kometer - Meteorer

Komet West (t.v.) og komethaler Asteroider - Kometer - Meteorer

Typiske kometegenskaper Dimensjon: noen kilometer med ujevn overflate, høyder, groper, kratre. Massetapsraten nær sola er 1000 tonn pr sekund, men varierer fra komet til komet. Totalt massetap per solarpassasje er 0.1% - 1%, det meste i form av støv. Begrenset levetid på 10-100 tusen år. Asteroider - Kometer - Meteorer

Kjernen – en skitten snøball? AST1010 - Smålegemer Asteroider - Kometer - Meteorer

Rosetta

Landeren Philae https://www.youtube.com/watch?v=HD2zrF3I_II&t=11m41s (se gjerne hele om du vil)

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. To reservoarer for kometer: Kuiperbeltet - 40-50 AU fra sola. Oort-skyen – 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. Asteroider - Kometer - Meteorer

Kuiperbelte og Oortsky AST1010 - Smålegemer Asteroider - Kometer - Meteorer