(
(
Sluneční soustava
WE ARE NOT THE BIGGEST
Sluneční soustava
Organizace:
- centrální těleso - Slunce - 99,87 % hmoty Sluneční soustavy
- 2 % celkového momentu hybnosti
- Sluneční soustava - plochý útvar - kolem roviny ekliptiky
- dráhy všech planet jsou takřka kruhové (téměř v jedné rovině)
- rotace většiny planet souhlasná se směrem pohybu kolem Slunce
(i se směrem rotace Slunce)
- několik desítek planetek obíhá Slunce retrográdně (inklinace > 90°)
Tělesa Sluneční soustavy:
do srpna 2006: Slunce planety,
malá tělesa Sluneční soustavy (planetky, komety, měsíce planet), dnes:
Slunce, planety,
malá tělesa Sluneční soustavy (trpasličí planety, plutoidy, transneptunická tělesa,komety, ...)
Planeta (IAU) = obíhá kolem Slunce
= má dostatečnou hmotnost, aby byla přibližně kulového tvaru = vyčistila okolí své oběžné dráhy od menších těles
Trpasličí planeta - na rozdíl od planety nevyčistila okolí své oběžné dráhy
5 oficiálně uznaných:
1. Ceres
2. Pluto
3. Eris
4. Makemake
5. Haumea
+ stovky dalších kandidátů např. Vesta a velká TNO, např. Orcus, Quaoar, Šedna, Salacia, Ixion, Huya, Varuna, Gonggong (2007 or10), 2002 MS4
SSS (Statistika Sluneční soustavy) - stav k 1 g 2021
hvězda:1 planety: 8
trpasličí planety: 5 (5 pojmenovaných) asteroidy: 1 112 918
objekty vnější části SI. Soust. (TNO): 3 893 komety: 6 996 mezihvězdné objekty: 2
měsíce
• planet: 208
• trpasličích planet: 9
• asteroidů: 323 •TNO: 111
(převzato z http://iohnstonsarchive.net/astro/sslistnew.html)
Malá tělesa Sluneční soustavy
velmi početná skupina těles - planetky, jádra komet (celková hmotnost velmi malá)
ale důležité! - proč?
protože si přinášejí mnoho informací z doby formování Sluneční soustavy
Hlavní pás planetek
• Mezi Marsem a Jupiterem
• V2 hmotnosti jsou 4 objekty: Ceres, Vesta, Pallas, Hygi
• cca 1 mil. objektů s prům. > 100 m (6.12.2020:1 036 818)
• Celková hmotnost cca 4 % hm. Měsíce
20. 7. 2002 zeleně: planetky, červeně: nebezpečné planetky (do 1,3 au), modré čtverečky: komety, modré body: Trojane
Kuiperův pás
- TNO - za drahou Neptunu
- často v době objevu planetka, po čase uvolňují materiál z povrchu => jádra komet Oortův oblak - planetka Šedna, zdroj dlouhoperiodických komet
Oortův oblak
Plutoid - trpasličí planeta obíhající kolem Slunce ve větší vzdálenosti než je dráha planety
Neptun (Pluto, Eris, Makemake, Haumea) Transneptunické těleso (TNO) - objekt v naší Sluneční soustavě, za drahou Neptunu, vzdálenost 30 až 50 au od Slunce, průměr nad 100 km (odhadem více než 70 tisíc těles). Prozatím považováno za planetku (viz katalog planetek) včetně Pluta i s Charonem. Některé mají průvodce.
Plutino - TNO, rezonance oběžné doby k Neptunu v poměru 3:2; ve vzdálenosti Pluta na vnitřní straně Kuiperova pásu; Pluto, Charon, Ixion, Orcus, Huya
Largest known trans-Neptunian objects (TNOs)
Dysnomia
• _
Eris
■ Kerberos Charon
Namaká
Hydra
Pluto
t.
Hi'iaka
Makemake     2007OR10 Haumea
Weywot
Quaoar
Šedna
f
(The dwarf planet Ceres would fit in here.)
. Vanth
Actaea
Orcus
2002MS4
Salacia
Updated to Jan 2, 2015 by R. L. McNish, RASC Calgary Centre
Komety
6996 komet (1.9.2021)
Prachový ohon -tlakem slunečního větru
Plynný iontový ohon -uvolněné elektrony díky UV záření
Krátkoperiodické - z Kui-perova pásu, P < 200 let Dlouhoperiodické - z Oortova oblaku (6036 komet) Hyperbolické - jen jeden průlet (105 komet)
Mezihvězdné (2-Oumuamua, Borisov)
Neowise (C/2020 F3)
Petr Horálek & Tomáš Slovinský
Kometa Shoemaker-Levy
V roce 1994 se srazila s Jupiterem První přímo pozorovaná srážka dvou těles Několik úlomků v několika dnech Tmavé skvrny asi rok 6 mil. tun TNT
Deep Impact - strela do jádra komety Tempel 1 (2005)
D&ep Jmpact 2005 Stard ust-NExT 2011
Hayabusa - přistání na planetce Itokawa (2005)
(500 m dlouhá)
67/P Churyumov-Gerasimenko,
sonda Rosetta (ESA) - start 2004, 12.11.2014-modul Philae-přistání na jádře komety!
OSIRIS-REx
start 8. 9. 2016
31. 12. 2018 na oběžné dráze (až cca 1 km nad povrchem)
Asteroid Bennu ze sondy OSIRIS-REx vzdálenost 330 km (29. 10. 2018)
Plán mise:
• 505 dní mapování povrchu
• těsné přiblížení (průlet) s odběrem vzorku
• 2023 - návrat na Zemi
Odběr vzorků 20. 10. 2020
Planety
- podobné Zemi (terestrické)
- tvořena převážně ze sloučenin a prvků železa,
křemíku, hořčíku, hliníku a vápníku;
- ve vnitřní části Sluneční soustavy - Merkur, Venuše,
Země, Mars, (Měsíc)
- planetární (plynní) obři (planety typu Jupiter)
- ve vnější části Sluneční soustavy - Jupiter, Saturn, Uran a Neptun
- cca 10x větší průměr (než terestrické planety)
- převážně vodík a helium, u Uranu a Neptunu i uhlík, dusík a kyslík.
VnĚjaí
Atmosféra
Základní informace o planetách Merkur
průzkum
- Mariner 10 (1974-1975) - průzkum 45 % povrchu
- Messenger (2008-2015), BepiColombo (start 2018,
plánovaný přílet konec 2025)
Povrch - podobný měsíčnímu povrchu (bez měsíčních moří)
- krátery většinou impaktní
- Charakteristické Obloukovité zlomy (relativně strmé příkopy v délce až stovky km)
- pánev Caloris (Pánev horka) - kolem 6 prstencových valů (nejvýraznější
o průměru 1340 km); unikátní dno - praskliny, horské hřbety (vybíhající ze středu nebo v soustředných prstencích)
- vodní led v oblasti pólů (2012)
Nitro - slabé mg. pole (cca 1 % zemského) => přítomnost rozsáhlého jádra z kovů
Doba rotace = 2/3 doby Oběhu kolem Slunce (=>za dva oběhy kolem Slunce se planeta vůči
němu třikrát otočí), osa rotace takřka kolmá k rovině oběhu Dráha Merkuru - výstředná, 46 - 70 mil. km, výrazné změny teplot -173 °c až +427 °c Stáčení perihelia - potvrzení obecné teorie relativity
Povrch Merkuru
ze sondy Mariner 10
Sondy:
• Mariner 10 (1974-75)
• MESSENGER (2008-15)
• BepiColombo (start 20.10.2018, u Merkuru 2025)
ze sondy MESSENGER
Povrch Merkuru
ze sondy MESSENGER
barvy odlišují složení povrchu
BepiColombo - první snímky 2021
North BepiColombo, Monitoring Camera ft2 23:44:12 UTC
Venuše
- téměř stejně velká jako Země, přesto velké rozdíly! Povrch - není přímo pozorovatelný, vidíme hustou atmosféru
Atmosféra - oblaka 45 - 60 km nad povrchem,
- rotuje rychleji než pevný povrch,
- tvořena téměř výhradně C02, kapky H2S04, fosfan???
- silný skleníkový jev => teplota na povrchu 490 °C, tlak 90x větší než na Zemi
Průzkum - povrchu pomocí radaru (sonda Magellan, Venus Express)
- přistání (sondy Veněra), jap. Akatsuki (od 2015), v plánu DAVINCI (2021),Shukrayaan-1 (2004-6), VERITAS (2028), DAVINCI+ (2029-30), Veněra-D (2029)...
Záběr Venušina povrchu (sonda Veněra 13).
Pohyby - perioda rotace 243 d x
Povrch - štítové sopky (podobné havajským na Zemi) - Theia Mons a Rhea Mons
(v Oblasti Beta Regio) - nejobjemnější známé vulkány - základna o průměru 1000 km, výška 5 km nad okolí I 1
Země
Poloměr-6378 km Hmotnost- 6.1024 kg
Okolí - družice Měsíc, velké množství umělých družic a kosmického smetí
(cca 106 úlomků větších než 1 cm)
ClearSpace-1 plánovaný start 2025
Snímek Země ze sondy CASSINI 19.7.2013
Průzkum Měsíce
chem
1959 - Luna 2 1. umělé těleso na Měsíci, 1. fotografie odvrácené strany (Luna 3) 1966 - 1. měkké přistání (Luna 9) 1969-72 program Apollo 1973 Lunochod
1994 Clementine - detekce vodního ledu 1998-9 Lunar Prospector - vysoké koncentrací 2003 - Smart 1 - rtg. průzkum, dopad; sonda ESA 2007-9 - Selene - japonská sonda
2008 Chandrayaan-1 - indická sonda
2009 - Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) 2011-2 - Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) 2013 - Chang'e 3-1. měkké přistání po r. 1976, vozítko Nefritový králík, stálá
základna, observatoř 2018 - Chang'e 4 - 1. přistání na odvrácené straně družice - Indie, Japonsko, USA, Čína, Rusko, ESA, Izrael, soukromé firmy ...
2020 - Chang'e 5 - odběr vzorků a návrat na Zemi 2024 - návrat lidí (NASA), Čína? ??? - stálá základna (NASA, ESA, Čína, Rusko)
Mars
nejvíce podobná Zemi, i když menší (podobné střídání dnů a nocí a ročních období)
Povrch - polární čepičky - viditelné už v menším dalekohledu, horní část C02,
dolní H20
- voda - v polárních čepičkách; permafrost (stále zmrzlé půda);
důkaz tekoucí vody pomocí sádrovce (2011)
- prach, písek => písečné bouře (i globálního charakteru!)
- pánve - rozsáhlé, zhruba kruhové plošiny;
největší Hellas - průměr 1600 km, hloubka 6 km
- praskliny v kůře - Valles Marineris (Údolí Marinerů) - celý komplex -
délka 5000 km, šířka až 240 km, hloubka až 8 km
- štítové sopky - většinou v oblasti Tharsis; největší sopka ve Sluneční
soustavě - Olympus Mons (základna 540 km, výška 26 km nad okolí)
- dlouhá údolí - podobná pozemským říčním tokům
- krátery - zejména na jižní polokouli
Co je právě teď vidět na Marsu - https://skvandtelescope.org/observinq/interactive-sky-watchinq-tools/mars-which-side-is-visible/
Kosmický výzkum
Průzkum - Mars, Viking, Pathfinder, Mars Explorer, Mars Express, Mars Orbiter, Mars Exploration Rover, Mars Reconnaissance Orbiter, Phoenix, Mars Science Laboratory (Curiosity)... napr. v roce 2014 - sedm aktivních misí! poslední starty:
- 2018 InSight (Mars Cube One)
- 2021 - Emirates Mars Mission (SAE) - orbiter,
- Tianwen -1 (Čína) - orbiter + lander/rover,
- americký Perseverance (rover) + Ingenuity (helikoptéra)
- 2022 - ExoMars (Rusko, ESA) - lander+rover
- 2024 - Martian Moons Exploration (MMX, Japonsko), Mangalyaan 2 (Indie) - orbitery
Viking 1
Pathfinder
Opportunity
Perseverance
Viking 2
InSight Curiosity
InSight 27.11.2018
Syrtis Major 1500 x 1000 km
Hellas
gililil
Topografie Marsu
Život na Marsu?
Přímé důkazy - zatím neexistují;
pokud ano - jen drobné mikroorganismy přítomnost metanu - existuje i „neživé" vysvětlení
Polární oblast - vodní led, v zimě překrytý suchým ledem (C02)
Jupiter
- obří planeta - typický představitel (prototyp i pro exoplanety)
Průzkum - Pioneer, Voyager 1,2, Galileo... Juno-od 2016 obíhá Lucy - 2027 průlet
Složení - převážně z vodíku a helia, ostatní (zejména metan a čpavek) - jen příměsi
Povrch - pevný povrch neexistuje; pozorovatelné jen horní vrstvy atmosféry
Atmosféra
- celková struktura atmosféry (tmavé a světlé pásy) - docela stabilní
x
- malé detaily - rychlé změny
- výjimka - některé skvrny; největší je tzv. červená/rudá skvrna -existuje > 300 let... ale zmenšuje se - zhruba poloviční proti 19. stol.
Silné mg. pole - vznik v nitru planety (H v tekutém stavu, vysoký tlak => kov => kovové jádro generuje mg. pole
Okolí - čtyři velké družice (galileovské, velikostí srovnatelné s Měsícem) 79 (2021) družic menších rozměrů a nevýrazný prstenec.
složeno ze snímků Voyageru 1 (1979)
ze sondy Juno, 2017
jižní pól,
Cassini
(2000)
jižní pól,
Juno
2017
https://www.nasa.gov/mission paqes/iuno/imaqes/index.html
ze sondy Galileo
Saturn
Složení - vodík, helium => velmi malá hustota! - 0,69 g . cnr3 Průzkum - Pioneer 11, Voyager 1,2, Cassini-Huygens (ukončeno 15.9.2017) Atmosféra - není tolik výrazných detailů jako u Jupiteru (ale proudění plynů mnohem rychlejší než na Jupiteru až 500 m/s!).
prstence - shluk částic - mikroskopická prachová zrnka až bloky skal
pozorovatelné jako soustava prstenců s mezerami, bližší pohled -připomíná gramofonovou desku, ale! - výstředné prstence, loukotě, uzlíky... - sklon prstenců se mění - 2 x za dobu oběhu (30 let) zmizí
Okolí - soustava družic (oficiálně v r. 2021 82);největší - Titan s relativně hustou atmosférou (srovnatelnou s hustotou zemské).
IÓ MĚSÍC
CALLISTO
Uran
Objev -13. března 1781 William Herschel Průzkum - jediná sonda - Voyager 2; HST
Stavba - hlavně, ale více kyslíku, dusíku a uhlíku než u Jupiteru a Saturnu; modrý nádech - plynný metan (pohlcuje červené světlo)
Rotace - rotační osa téměř v rovině oběhu => oblaka rotují rychleji než jádro planety; rotace diferenciální - až 720 km/h
Okolí - prstence (objev 10. 3. 1977) při pozorování zákrytu jedné hvězdy Uranem - 27 družic (2021) - např. velmi zajímavá Miranda
polomer: 25 559 km
Uranus ■ HS7ACS/HRC
New Rings R/2003 U 1 R/20Q3 U 2
Juliet
R/2003 U 2
R/2003 U 1
2003
New Ring R/2003 U 1
Desdemona
Epsilon Ring
Narrow Inner Rings
Storm
Epsilon Ring
Bianca Juiiel
R/2003 U 1
NASA, ESA, and M. Showallef (SETI Instilulc)
Neptun
Objev - 23. 9. 1846 - Johann Galie a Louis ďArrest - na základě matematických výpočtů
gravitačních odchylek okolních těles
Průzkum - jediná sonda Voyager 2, HST
Atmosféra - hustá, nejvíce se rozptylují modré paprsky (přítomnost metanu, červené se silně pohlcují  => modrá planeta; nápadná oblaka, cyklony a anticyklony - obdoba červené skvrny na Jupiteru
Diferenciální rotace - 16 hodin (mg. pole), 18 h (rovníkové oblasti) Doba oběhu - 165 let
HST - snímky k výročí dokončení 1. oběhu od objevu (2011)
prstence Neptunu
14 měsíců (2021) - největší Triton
Triton - retrograd™ rotace
Pluto
trpasličí planeta!
průzkum - HST, sonda New Horizons (start 2006, průlet 2015)
1994
rozměry, stavbou, trajektorií i vznikem patří mezi tělesa tzv. Kuiperova pásu
trajektorie - velmi výstředná => opakované zahřívání a ochlazování povrchu (podobně jako u komet) => poblíž přísluní vzniká plynný obal sublimací zmrzlých plynů - N, C02, CH4 (metan) - dále od Slunce obal mizí
družice - Charon (trpasličí dvojplaneta Pluto-Charon), Nix, Hydra, Styx, Kerberos povrch - velmi chladný 43 K (-230 °C) složení - zejména vodní i jiný led
Nix
Styx
Hydra    ^    .      „ Kerberos Charon
New Horizons
vypuštěna v r. 2006, průlet kolem Pluta v r. 2015
spousta nových snímků a objevů
1.1.2019 průlet kolem planetky 486958 Arrokoth (2014 MU69; Ultima Thule) (v Kuiperově pásu)
2020 výběr cílů pro pokračování mise
Tenzing Montes, Pluto
Pluto
Charon
Pluto
Nové objevy:
• až 3000 m vysoké hory, pravděpodobně z vodního ledu
• oblasti bez kráterů => zřejmě mladý povrch
• velmi řídká atmosféra, ale dosahuje 130 km od povrchu
• velmi jasné měsíce Nix a Hydra
-90'-P 0'
Scale Applies to Eqjator 1,000
iKilnmplers
Craters Not Mapped
30" 60°
90,:
120"      150°      180°      210°      240°       270"      300°      3301" 360°
--30
-60'
1-90°
rans-Neptunian
Asteroid Belt , _
Pluto s Orbit
The Relative Sizes of Known Trans-Neptunian Objects
Alex H. Parker @Alex_Parker
Neptune's Orbit