Astronomie RNDr. Zdeněk Moravec, Ph.D. katedra fyziky PřF UJEP

Planety Podle fyzikálních vlastností: –Planety zemského typu: Merkur, Venuše, Země, Mars –Velké planety (plynní obři): Jupiter, Saturn, Uran, Neptun Podle dráhy: –vnitřní planety: Merkur, Venuše –vnější planety: Mars, Jupiter, Saturn,...

Jupiter Největší a nejhmotnější planeta asi 75 % celkové hmotnosti všech planet Střední vzdálenost od Slunce 778,3 mil. km (5,2 AU) Výstřednost dráhy 0,048 Sklon dráhy 1° 18’ Průměr polární km Průměr rovníkový km

Jupiter Siderická doba oběhu 11,86 roku Synodická doba oběhu 398,9 dne Rotace kolem osy (rovník) 9 hod 50,5 min Sklon rotační osy 3° 7´ Hmotnost 318 hmot. Země Hustota 1310 kg/m 3 Povrchová teplota –150 °C

Jupiter Atmosféra H 2, He Albedo 0,43 Magnetické pole 10 krát silnější než na Zemi Počet dosud objevených měsíců 63 (38 pojmenovaných)

Jupiter a Saturn

Jupiter – pozorování ze Země Vzdálenost v opozici 590 až 690 mil. km Pásy různých barev Velká rudá skvrna (Cassini) Druhá nejjasnější planeta na obloze (po Venuši) –2,9 mag. Průměr kotoučku v periheliové opozici 49”

Jupiter – velká rudá skvrna

Poměrné stabilní útvar v atmosféře Jupiteru (více než 300 let) obrovská bouře rotující jako anticyklóna (proti směru hod. ručiček, tlaková výše) Rychlost větru uvnitř této bouře dosahuje 120 m/s (432 km/h) Průměr téměř km – dvakrát větší než celá Země (1/6 průměru Jupiteru). Největší bouře ve sluneční soustavě. Dlouhá životnost této bouře – Jupiter je převážně plynná planeta (obsahuje tekuté vrstvy, ale chybí zde pevný povrch, na němž by mohlo docházet ke ztrátě energie – disipaci, jako v případě pozemských hurikánů, když se dostanou nad pevninu). přesto skvrna mění svůj tvar, velikost i barvu. Tyto změny demonstrují snímky pořízené širokoúhlými a planetárními kamerami kosmického dalekohledu. Mozaika představuje sérii snímků skvrny získaných v letech 1992 až 1999.

Jupiter – velká rudá skvrna

Jupiter – oblačné víry

Jupiter – polární záře

Snímky v UV záření pořízené zobrazovacím spektrografem (STIS – Space Telescope Imaging Spectrograph) Hubbleova kosmického dalekohledu vznikají několik set kilometrů nad viditelným povrchem Jupiteru podobně jako na Zemi – elektricky nabité částice se zachytí v magnetickém poli a cestují podél magn. siločar směrem k magnetickým pólům. Proud asi 1 mil. ampérů! Když se dostanou do vysoké atmosféry, excitují zdejší atomy a molekuly, které potom přijatou energii opět vyzáří. Jupiterovy polární záře jsou způsobeny částicemi ze Slunce i částicemi, které vyvrhují aktivní sopky na měsíci Io proud způsobuje jasnou, ale místně omezenou (téměř bodovou) polární záři v místě, kde proud proniká do Jupiterovy atmosféry. Nejjasnější skvrna (v obou případech vlevo) na obloucích je právě místo, kde proud vstupuje do atmosféry planety

Jupiter – polární záře (26. listopadu 1998) Velký zářící prstenec je polární záře způsobená slunečními částicemi. Jasná skvrna úplně vlevo na okraji kotoučku planety je stopa způsobená proudem částic z Měsíce Io, vpravo od středu snímku, na vnějším okraji hlavního prstence polární záře, jsou pak blízko sebe dvě stopy způsobené částicemi z měsíců Ganymedes (blíže ke středu) a Europa (více vpravo).

Jupiter – prstenec objeven v roce 1979 sondou Voyager, vzdálenost km od Jupiteru, tloušťka 30 km, šířka 6400 km je velmi tenký a je nejlépe vidět v protisvětle (snímky vznikly v době, kdy se sonda Galielo nacházela za Jupiterem a dívala se směrem ke Slunci) tři části prstence: hlavní prstenec (tvoří nejvýraznější oblouk), čočkovitý vnitřní prstenec dosahující až k atmosféře planety, velmi jemný vnější prstenec. V okolí prstence se nachází značné množství částic rozptýlených nad a pod rovinou hlavního prstence. To je v případě planetárních prstenců neobvyklý jev, který je vysvětlován působením elektromagnetických sil.

Jupiter – prstenec

Jupiter – Měsíce 38 pojmenovaných měsíců –vnitřní: Metis, Adrastea, Amalthea, Thebe –4 galileovské měsíce (Io, Europa, Ganymed, Kallisto) –vnější: Leda, Himalia, Lysithea, Elara, Ananke, Carme, Pasiphae, Sinope,... další slabé (a malé, velikost kolem 5 km) měsíčky objeveny v letech 1999—2003. Většinou retrográdní pohyb – zachycené planetky

Galileovské měsíce Pozoroval je již v roce 1609 Galileo –Io (průměr 3630 km) –Europa (průměr 3138 km) –Ganymedes (průměr 5262 km) –Kallisto (průměr 4800 km) Vrhají stín na Jupiter a vstupují do jeho stínu (podobné zatmění Slunce a Měsíce). Ole Roemer si všiml zpoždění začátků zatmění o 17 minut, když byl Jupiter v konjunkci – vysvětlil jev jako důsledek konečné rychlosti světla. Svými rozměry a hmotnostmi patří spíše k planetám zemského typu

Io

je větší než Měsíc sopečná činnost – společné působení planety a ostatních velkých měsíců způsobuje zahřívání nitra Io (vnitřní energie by nevydržela jako zdroj činnosti déle než 500 mil. let) 170 sopečných kráterů, alespoň 8 činných velmi řídká atmosféra, převážně SO2 Io je zdrojem materiálu pro prstenec Jupiteru

Io – činné sopky

Io – sopka Pillan Patera

Europa

o něco menší než Měsíc ledová kůra asi 100 km silná, globální praskliny (rýhy dlouhé i několik tisíc km), tmavé oblasti – kamení a meteority několik impaktních kráterů (Pwyll) tekutý plášť (vrstva kapalné vody cca 10 km), možný vznik života ledová tektonická činnost – voda se dostává trhlinami na povrch a smazává stopy nově vzniklých útvarů. teplo uvnitř může vznikat podobně jako u Io (gravitační působení Jupiteru a ostatních měsíců)

Europa – Minos Linea

Europa – prolámaný led v rovníkové oblasti

Europa – hřbety, praskliny, dómy

Europa – pohyb ledových ker

Europa - Tyre

Europa – Pwyll

Ganymedes

větší než Merkur, největší měsíc ve sluneční soustavě rozmanitý povrch: –impaktní krátery (světlé skvrny) –geologická činnost – brázdy a hřebeny vzniklé pohybem kůry (světlejší povrch) –starý povrch – směs hornin a ledů – je tmavý –polární čepičky z ledu –velmi řídká atmosféra (10 –6 Pa)

Ganymedes – rýhovaný povrch

Ganymedes – srovnání Galileo a Voyager 2

Ganymedes – Uruk Sulcus

Ganymedes – staré impaktní krátery v Galileově oblasti

Ganymedes – Galileova oblast

Ganymedes – čerstvé impaktní krátery

Ganymedes – řetězec impaktních kráterů

Kallisto nejvzdálenější z galileovských měsíců množství impaktních kráterů je podobný Měsíci nebo Merkuru, ale krátery jsou mělčí, chybí hory a kruhová pohoří, vyskytují se zde naopak soustavy soustředných kružnic („kámen hozený do vody“) povrch je tvořen z měkčího materiálu – směs hornin a ledu bombardování bylo jediným vlivem, který utvářel povrch

Kallisto - Valhalla

Kallisto – Valhalla

Kallisto – Voyager/Galileo

Kallisto – řetězec kráterů

Kallisto – impaktní kráter Asgard

Malé Jupiterovy měsíce

Amalthea

Thebe

Saturn planeta obklopená soustavou prstenců druhá největší planeta průměr rovníkový km průměr polární km střední vzdálenost od Slunce 1,427 miliardy km (9,58 AU) výstřednost dráhy 0,056 siderická doba oběhu 29,46 roku synodická doba oběhu 378,1 dne sklon dráhy 2,5°

Saturn

otočka kolem osy 10 hod 39 min sklon rotační osy 26° 44´ hmotnost 95 hmotností Země hustota 710 kg/m 3 – řidší než Jupiter povrchová teplota −180 °C složení atmosféry: H 2, He Albedo 0,61 jasnost −0,3 až 0,9 mag 34 měsíců (hlavní, vnitřní a vnější)

Saturn (1610) Galileo pozoruje trojitou planetu (1655) Ch. Huygens objevil měsíc Titan (1656) Ch. Huygens objevil podstatu prstence (1670 – 75) Cassini pozoruje dělení prstenců, objevuje další měsíce (1837) Encke objevuje další dělení prsteců (1979 – 81) Pioneer 11, Voyager 1 a 2

Saturn – kosmický průzkum 1973: Pioneer 11 (1979) 1977: Voyager 1 (1980) 1977: Voyager 2 (1981) 1990: Hubble Space Telescope 1997: Cassini/Huygens ( )

Bouře na Saturnu

Saturn infračerveně nepravé barvy vlnové délky 1 až 2 mikrometry modrá = čistá atmosféra zelená a žlutá = mlha oranžová a červená = nejvyšší mraky (krystalky čpavku) měsíce Dione a Tethys

Saturn – prstence

Prstenec Saturnu sklon 26,7° k rovině dráhy – během oběhu Saturna vidíme prstenec zespodu i svrchu Jednou za 15 let prochází Země rovinou prstenců – prstenec mizí (je velmi tenký). Naposledy v roce 1995, příště v roce 2010, nyní jsou prstence hodně otevřené. Cassini rozděluje prstenec na A a B, mezi nimi je Cassiniho dělení Vnější část prstenců se otáčí pomaleji než vnitní – není to tuhé těleso Skládají se z mnoha úlomků hmoty, převážně ledové částice 4 ač 30 cm.

Saturn – prstenec ze strany

Saturn – polární záře

Titan – největší měsíc Saturnu

Titan dlouho považovaný za největší měsíc ve sluneční soustavě průměr 5150 km oběhne ve vzdálenosti 1,2 mil km jednou za 16 dní kolem Saturnu má atmosféru, mikrovlny mohou procházet a tak můžeme mapovat povrch (foto) možná i vhodné podmínky pro život

Titan – povrch (modul Huygens)

Měsíce Saturnu 34 měsíců Nejdéle známé (hlavní měsíce tučně): Pan, Atlas, Prometheus, Pandora, Epimetheus, Janus, Mimas, Enceladus, Tethys, Telesto, Calypso, Dione, Helene, Rhea, Titan, Hyperion, Iapetus, Phoebe

Hyperion (sonda Cassini) odkaz odkaz

Uran Střed vzdálenost od Slunce 2,87 mil. km výstřednost dráhy 0,047 siderická doba oběhu 84 let synodická doba oběhu 369,7 roku sklon dráhy 0° 45´ otočka kolem osy 17,3 hod sklon rotační osy 97,9° průměr km hmotnost 14,66 hmotnosti Země

Uran Voyager 2 (leden 1986)

Rotace Uranu v letech 1994 až 1998

Uran povrchová teplota −215 °C atmosféra H 2, He, CH 4 Albedo 0,35 jasnost 5,5 až 6,3 mag hustota 1240 kg/m 3 17 pojmenovaných měsíců (největší jsou Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberon) pozorován Flamsteedem (1690), objeven W. Herschelem (1781), považoval jej za kometu, Saxon a Lexell dospěli k tomu, že se jedná o sedmou planetu

Mraky na Uranu – infračerveně

Mraky na Uranu

Soustava Uranu

Neptun Střední vzdálenost od Slunce 4,5 miliardy km (30 AU) výstřednost dráhy 0,01 sklon dráhy 1°45´ siderická doba oběhu 164,8 roku synodická doba oběhu 367,5 dne průměr km sklon rotační osy 28,5° otočka kolem osy 12,4 až 21 hod

Neptun

Hmotnost 17,23 hmotnosti Země Hustota 1670 kg/m 3 povrchová teplota  220 °C Albedo 0,35 jasnost 7,6 až 8,0 mag 8 pojmenovaných měsíců (největší je Triton – průměr 2700 km)

Neptun – velká tmavá skvrna

Neptun – historie (1612) pozoroval Neptun již Galileo, ale považoval ho za stálici (1795) Lalande zaznamenal polohu Neptunu, považoval pohyb za chybu měření (1834) Hussey vystoupil s myšlenkou další planety, která ovlivňuje pohyb Uranu (1845) Adams spočítal polohu, Leverrier podobné výsledky (1846) Galle a d´Arrest našli Neptun (1981) objev prstenců při zákrytu hvězdy Neptunem (1989) Voyager 2

Neptun – pozorování HST

Prstenec Neptunu (Voyager 2)