sól, tungl og stjörnur 3 – 1 sólkerfið verður til

Kennari: Eggert J Levy 1

Sól, tungl og stjörnurSól, tungl og stjörnur

3 – 1 Sólkerfið verður til• Geimþokukenningin gerir ráð fyrir því að

sólkerfið eigi upptök sín í gífurlegu gasskýi sem kallast geimþoka. Efnið í sólkerfinu sem varð til var að mestu leyti til úr vetni og helíni.

• En okkar sólkerfi er gert úr þungum frumefnum sem myndast hafa við sprengingu sprengistjörnu fyrir meira en 4,6 milljarða ára.



3 – 1 Sólkerfið verður til

• Auk þungu efnanna sendi sprengistjarnan frá sér höggbylgju sem varð til þess að kekkjamyndun fór af stað og að geimþokan fór að snúast hraðar um miðju sína fyrir tilstuðlan þyngdarkraftsins.

• Sólin myndaðist fyrst.



3 – 1 Sólkerfið verður til

• Þegar frumsól hafði myndast hélt rykið og gasið kringum hana áfram að snúast. Kekkjamyndun fór af stað og frumreikistjörnur mynduðust.

• Þeir frumreikistjörnuvísar sem næst voru sólu misstu mest af léttustu gastegundunum sem gufuðu upp vegna hitageislunar.

• Þær urðu að innri reikistjörnunum.



3 – 1 Sólkerfið verður til• Hinir reikistjörnuvísarnir sem fjær voru sólu

urðu fyrir minni áhrifum. Léttu gösin tolldu við þær vegna minni áhrifa sólar og mikils þyngdarkrafts og því urðu þær risastórar.

• Þær reikistjörnur urðu ytri reikistjörnurnar.

• Með kólnun reikistjörnuvísanna mynduðust kringum þær minni efniskekkir sem urðu fylgihnettir þeirra eða tungl.



3 – 1 Sólkerfið verður til• Aðrir efniskekkir mynduðust víðsvegar í

sólkerfinu svo sem á belti milli Mars og Júpíters, svo kallað smástirnabelti.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/f/f3/InnerSolarSystem-en.png



3 – 1 Sólkerfið verður til• Enn utar á mörkum sólkerfisins urðu síðan

til efniskekkir gerðir úr ís og gasi, svo kallaðar halastjörnur.

• Sólkerfið nær yfir sólina, reikistjörnurnar og aðra hluti en reikistjörnurnar sem eru á braut um sólu; tungl, fylgihnettir, geimgrýti í smástirnabeltinu og halastjörnur.



3 – 2 Hreyfingar reikistjarnanna• Reynsla manna leiddi til þess að menn

ályktuðu sem svo að jörðin væri hnöttótt t.d. þegar menn komu af hafi reis landið úr sæ.

• Annað sem styður þessa kenningu er skuggi jarðar í tunglmyrkva.

• Enn annað er að þegar farið er beint í norður hækkar Pólstjarnan um 1º fyrir hverja 111 km sem farið er eða um eina breiddargráðu.



3 – 2 Hreyfingar reikistjarnanna



3 – 2 Hreyfingar reikistjarnanna• Jarðmiðjukenningin er runnin

frá Aristótelesi og stjörnufræðingnum Ptólemaíosi.

• Kenningin gerir ráð fyrir hringhreyfingu sem var talin eðlileg hreyfing himinhnattanna.

• Samkvæmt kenningunni gengu reikistjörnurnar umhverfis jörðu líkt og sólin.



3 – 2 Hreyfingar reikistjarnanna• Sólmiðjukenningin gerir

ráð fyrir því að sólin sé miðja alheimsins og að reikistjörnurnar séu á braut um hana en tunglið á braut um jörðu.

• Kóperníkus ákvarðaði hlutföllin á brautum reikistjarnanna og umferðartíma þeirra.




• Umferðartími er sá tími sem það tekur reikistjörnu að fara eina umferð um sól (t.d. tekur það jörðina eitt ár).

• Reikistjörnur snúast einnig um möndul sinn, sá tími sem það tekur er nefndur sólarhringur.

• Kóperníkus hélt sig við hugmyndir forn Grikkja um hringlaga braut.



3 – 2 Hreyfingar reikistjarnanna• Jóhannes Kepler kom fram með

þá hugmynd að brautir reikistjarnanna væru sporbaugur.

• Kepler setti fram þrjú lögmál s.k. reynslulögmál sem við hann eru kennd, þau fjalla um brautir reikistjarnanna, umferðartíma og hraða.

• Kepler gat ekki skýrt hvers vegna reikistjörnurnar héldust á brautum sínum.




• Isak Newton skýrði brautarhreyfinguna út frá tveimur lögmálum.

• Tregðulögmálið segir að hlutur á hreyfingu ferðast eftir beinni braut með jöfnum hraða nema utan að komandi kraftur verki á hann. Sá kraftur er þyngdarkraftur en hann togar í reikistjörnuna og breytir stöðugt stefnu hennar. Þyngdarlögmal Newtons skýrir þessa krafta.



3 – 3 Yfirlit um sólkerfiðSvarið eftirfarandi spurningum

1.Hvaða reikistjörnur eru svipaðar að stærð, tvær og tvær?

2.Hvaða reikistjarna er um það bil helmingi minni en jörðin?

3. Hvaða reikistjarna er um það bil 10 sinnum stærri að þvermáli en jörðin?

4. Hvað er sérstakt við umferðatíma reiki-stjarnanna eftir því sem þær eru fjær sól?



3 – 3 Yfirlit um sólkerfið

5.Takið þið eftir svipuðu mynstri með snúningstímann?

6.Hvaða reikistjarna hefur lengsta snúningstímann? Hversu langur er hann?

7. Hvaða tvær reikistjörnur hafa stysta snúningstímann?



3 – 4 Innri reikistjörnurnar• Merkúr eða merkúríus er

sú reikistjarna sem er næst sólinni. Umferðarhraðinn er 48 km/s og umferðartíminn 88 jarðardagar.

• Merkúríus dregur nafn sitt af sendiboða guðanna hjá Rómverjum vegna umferðahraða hans um sólu.



3 – 4 Innri reikistjörnurnar• Vegna nálægðar hnattarins við

sól reyndist erfitt að kanna yfirborð Merkúr fyrr en geimkönnuðurinn Mariner 10 tók myndir af yfirborðinu.

• Yfirborðið hans er alsett gígum, löng klettabelti teygja sig hundruði kílómetra eftir yfirborðinu en einnig eru sléttur sem benda til eldvirkni fyrir milljörðum ára.



3 – 4 Innri reikistjörnurnar• Möndulsnúningur Merkúr er afar hægur eða

59 jarðardagar, þannig að hnötturinn snýst þrjá hringi um möndul sinn fyrir hverjar tvær umferðir.

• Þetta leiðir til þess að sólin kemur upp með 176 jarðardaga millibili.

• Afleiðingarnar eru þær að yfirborð Merkúr nær að hitna verulega eða allt að 427ºC meðan skuggahliðin kólnar niður í -170ºC.



3 – 4 Innri reikistjörnurnar

• Venus fer líkt og Merkúr ekki langt frá sól þar sem braut hans er innar en jarðar.

• Venus svipar um margt til jarðar. Yfirborð Venusar er hulið þykkum lofthjúpi sem gert hefur könnun þess erfitt viðfangs.




• Geimför hafa bætt kunnáttu okkar á yfirborðinu síðustu árin.

• Mælingar hafa leitt í ljós að vindhraði í efstu lögum lofthjúpsins er um 350 km/klst.



3 – 4 Innri reikistjörnurnar• Skýjahulan á Venus er gerð úr

brennisteinsgufu sem aldrei nær að þéttast og rigna á yfirborðið vegna mikils þrýstings sem er nítugfaldur miðað við aðstæður hér og yfirborðshita sem er 480ºC.

• Þessu veldur samsetning lofthjúpsins næst yfirborðinu sem er að mestu koltvíoxíð. Yfirborðið er alsett gígum og gljúfrum auk mikilla hásléttna.



3 – 4 Innri reikistjörnurnar• Möndulsnúningur Venusar er svo kölluð

bakhreyfing og er afar hæg eða 243 jarðardagar.

• Venus er ólíkur jörðinni að því leyti að snúast frá austri til vesturs, sólin kemur því upp í vestri og sest í austri.

• Gróðurhúsaáhrif komu þar fram fyrir milljörðum ára þegar vatn gufaði upp og safnaðist fyrir í lofthjúpnum.




• Mars er stundum nefnd rauðleita stjarnan.

• Ástæðan þess er sú að ryð (eða járnoxíð) hylur yfirborð hnattarins.




• Þessi mynd af tunglinu og Mars var tekin á Þingvöllum að kvöldi 6. október 2003.



3 – 4 Innri reikistjörnurnar• Vatn finnst nú einungis sem ís við pólana þó

svo að myndir af yfirborðinu sýni rásir og farvegi sem bendi til þess að vatn hafi runnið um það forðum.

• Á Mars eru stór eldfjöll þau stærstu í sólkerfinu sem ekki eru virk þessa stundina.

• Á yfirborði Mars geisa vindar með miklum hraða allt að 200 km á klst. þeir geta þyrlað upp miklu ryki sem nær yfir allan hnöttinn.



3 – 4 Innri reikistjörnurnar• Lofthjúpurinn Mars er

þunnur aðallega gerður úr koltvíoxíð, svolítið af nítur og argon, einnig örlítið af vatnsgufu og súrefni.

• Innri reikistjörnur sólkerfisins eru: Merkúríus, Venus, jörð og Mars taldar upp í vaxandi fjarlægð frá sól. Jörðin er þeirra stærst.



3 – 4 Innri reikistjörnurnar• Smástirnabeltið liggur milli Mars og Júpíters

og er gert úr grjóti og málmum, og gengur umhverfis sólu. Stærstu þeirra eru um 1000 km í þvermál svo sem Seres en flest eru mun minni.

• Forðum hugðu menn að þau væru leifar reikistjörnu sem hafði sundrast við árekstur en nú hallast menn að því að þau séu efniskekkir sem ekki urðu að reikistjörnum í árdaga.




• Sum þessara smástirna fara út af brautum sínum og rekast á, t.d. jörðina, en um 70 ör hafa fundist á yfirborði jarðar eftir smástirni.



3 – 5 Ytri reikistjörnur og annars konar

• Á slóðum ytri reikistjarnanna nær sólarhitinn ekki að hrekja létt gös líkt og innan til í sólkerfinu.

• Efnið í ytri reikistjörnunum eru því storkin og miklu þéttari gös.

• Þetta leiddi til þess að ytri reikistjörnurnar urðu miklu massameiri og stærri en innri reikistjörnurnar og efnasamsetning þeirra allt önnur.




• Júpíter Af þeim 2 ‰ efna í sólkerfinu sem er utar sólu eru 70% í Júpíter. Reikistjarnan er að mestu gerð úr vetni og helíni.

• Þrátt fyrir mikinn kulda í efstu lögum er hitinn nærri 30000 ºC í miðju.

• Hefði Júpíter orðið stærri gæti kjarnasamruni hugsanlega hafa farið af stað og hefði þá sólkerfið verið tvístirna sólkerfi.




• Júpíter er stærsta reikistjarnan í sólkerfinu.

• Rauði flekkurinn er gríðarmikill stormsveipur sem geisar á Júpíter.




• Efstu lög Júpíters eru gerð úr ammoníakkristöllum og mynda ljósar og dökkar rendur á víxl, þetta mynstur er síbreytilegt en rauði flekkurinn á suðurhveli hefur verið til staðar í að minnsta kosti 300 ár.




• Könnunarfarið Voyager leiddi í ljós flatan hring í kring um Júpíter, miklar eldingar í gashjúpnum og firnastór glitrandi lög á himninum.




• Júpíter hefur um sig gríða sterkt segulsvið sem nær milljónir km. út frá reikistjörnunni.




• Tungl Júpíters eru 16 (að minnsta kosti) en 4 þau stærstu kallast Galileiótunglin.

• Þau eru……….>




Tungl Júpíters

Jó (Ió) Evrópa Ganýmedes Kallistó



3 – 5 Ytri reikistjörnur og annars konar• Jó er innst, einn

eldvirkasti hnöttur sólkerfisins, eldvirknina á Jó að þakka sterkum flóðkröftum fyrir tilstilli þyngdarkrafts Júpíters.




• Evrópa kemur næst hún er eldvirk en spýr vatni og ammoníaki.




• Þá kemur Ganýmedes stærsta tungl sólkerfisins, þar má sjá merki eftir jarðskjálfta.




• Yst er Kallistó alsett gígum.




• Satúrnus Helstu einkenni hnattarins eru hringirnir gerðir úr ísögnum mismunandi að stærð.

• Hringirnir eru 7 en hver þeirra er gerður úr smærri hringjum.




• Líkt og Júpíter snýst Satúrnus hratt um möndul sinn og er aðallega gerður úr vetnis- og helíngasi.




• Vegna snúningshraðans er hnötturinn flatur til pólanna og í lofthjúpinum geisa vindar sem ná allt að 1800 km/klst hraða þetta er 4 sinnum hraðari vindar en þekkjast á Júpíter.

• Satúrnusi svipar um margt til Júpíters hvað varðar skýjahulu og segulsvið.

• Satúrnus er næststærsta reikistjarnan í sólkerfinu.




• Satúrnus hefur flest tungl.

• Tungl hans eru 18 (að minnsta kosti), stærst þeirra er Títan með allverulegan gashjúp úr metani og fleiri efnasamböndum.

• Lofthjúpurinn er talinn svipa til lofthjúps jarðar fyrir daga lífsins.




• Úranus Hnötturinn fannst undir lok 18. aldar.

• Tungl Úranusar eru 17 allmisjöfn að stærð.




• Gashjúpurinn er blágrænn að lit aðallega úr metani, helín og vetni.

• Hitinn getur farið niður í -210ºC efst í skýjahulunni.




• Undir skýjahulunni er úthaf um 8000 km djúpt og umlykur kjarnann sem er úr bráðnu eða storknuðu bergi. Þetta haf er yfirhitað sem kallað er og merkir að hitinn er yfir 100°C í krafti mikils þrýstings.

• Úranus hefur um sig hringi líklega gerða úr metanís.

• Möndulhalli Úranusar er svo mikill að hann liggur eiginlega á hliðinni.




• Neptúnus Þegar brautarreikningar Úranusar stemmdu ekki við raunveruleikann tóku stjörnufræðingar að gera ráð fyrir reikistjörnu utar sem hafði áhrif á Úranus.




• Þessi stjarna var Neptúnus sem fannst 1846, er stór og bláleitur, nefnd eftir sjávarguð Rómverja.




• Á Neptúnusi er haf úr fljótandi vatni og metani en þar undir er bergkjarni.

• Í lofthjúpinum fljóta metanský í vetni og helíni. Hitinn efst í lofthjúpnum er -220ºC.

• Neptúnus hefur um sig hringi úr rykögnum.

• Neptúnus hefur 8 tungl stærst er Tríton sem er sérstætt fyrir þær sakir að það hreyfist í gagnstæða stefnu við möndulsnúning Neptúnusar.




• Neptúnus og Úranus eru stundum kallaðir tvíburarisarnir því að þeir eru svipaðir að stærð og massa.

• Plútó Útreikningar á braut Neptúnusar bentu til tilvistar Plútós.

• Plútó var minnsta reikistjarnan þar tel nýlega og er líkari tungli en reikistjörnu.



3 – 5 Ytri reikistjörnur og annars konar• Plútó er gerður úr frosnum efnum einkum

metanís sem getur að hluta til gufað upp og myndað lofthjúp.

• Árið 1978 uppgötvaðist fylgihnötturinn Karon sem er um ½ af stærð Plútó.

• Stjörnufræðingar líta ekki endilega á Karon sem tungl heldur telja þeir kerfi Plútós og Karons vera eins konar tvöfalda reiki-stjörnu, sbr. þegar stjörnur mynda tvístirni.




• Plútó og fylgihnötturinn hans Karon sem er um ½ af stærð Plútó.




• Ytri reikistjörnur sólkerfisins eru• Júpíter, Satúrnus, Úranus, Neptúnus og (Plútó)

taldar upp í vaxandi fjarlægð frá sól.


Hitastig reikistjarnanna• Venjulega lækkar hitastig

reikistjarnanna með aukinni fjarlægð frá sólu.

• Að þessu leyti sker Venus sig úr.• Merkúríus er næst sólinni en

snýst afar hægt og hefur varla lofthjúp svo heitið geti. Það veldur því að á daghliðinni getur hitastigið náð +350°C en fallið niður í -170°C á næturhliðinni.



3 – 6 Smáhlutir á víð og dreif

• Fyrir utan reikistjörnur og smástirni eru á ferð í sólkerfinu smærri hlutir svo sem halastjörnur og geimgrýti.

• Halastjörnur eru taldar eiga uppruna sinn í Oort-skýinu sem er í um 10 biljón km. fjarlægð frá sól.



3 – 6 Smáhlutir á víð og dreif• Í Oort-skýinu er mikið

magn af ís, gasi og ryki.

• Yst í sólkerfinu eru ótal litlir óvirkir hnettir í Oortskýinu.

• Skýið er uppspretta halastjarna með langan umferðartíma.



3 – 6 Smáhlutir á víð og dreif• Slíkur snjóbolti er gerður úr ís, ryki og bergi en

þegar hann fer að nálgast sól hitnar hann, ís hitnar og myndar gas.

• Gas og ryk myndar hjúp utan um kjarna halastjörnunnar sem saman myndar höfuð hennar.

• Því nær sól sem halastjarnan er því meira þenst höfuðið en sólvindurinn og geislunarþrýstingur valda því að hjúpurinn blæs út í langan hala sem vísar alltaf frá sól.



3 – 6 Smáhlutir á víð og dreif• Í sólkerfinu eru taldar vera 100.000

halatjörnur.

• Margar þeirra hafa langan umferðartíma og þekktust þeirra er Halleyhalastjarnan sem birtist í grennd við sól á um 75-79 ára fresti.

http://chimetv.com/cm/art/hi/halley.jpg



3 – 6 Smáhlutir á víð og dreif• Geimgrýti eru grjót- og málmhnullungar af

ýmsum gerðum og stærðum. Þeir skella á lofthjúpi jarðar í milljónatali hvern sólarhring.

• Flestir brenna upp í lofthjúpinum og kallast þá loftsteinar sem orsaka stjörnuhröp.

• Það sem við köllum stjörnuhrap orsakast af loftsteini.



3 – 6 Smáhlutir á víð og dreif• Komist loftsteinn í gegnum lofthjúpinn til

jarðar kallast hann hrapsteinn, þeir eru nokkurra gerða, gerðir úr málmsamböndum s.s. járns, nikkels en einnig grjóts og sands.

• Stærstu hrapsteinar geta valdið miklum skaða líkt og 18 tonna þungur steinn sem fannst í Namibíu og myndaði gíg sem líkist sprengigíg.



3 – 6 Smáhlutir á víð og dreif• Lífhvolf er það fjarlægðarbil sem

reikistjarna þarf að uppfylla til að líf geti hugsanlega þrifist á yfirborði hennar.

• Úrslitaatriðin eru hæfilegur hiti og fljótandi vatn, en þessi skilyrði miðast við þekkingu okkar af jörðinni.

• Benda má á að hrapsteinn sem talinn er ættaður frá Mars er talinn bera merki þess að þar hafi einhver tíma þrifist líf.

sól, tungl og stjörnur 3 – 1 sólkerfið verður til

Documents