6 SISTEMUL SOLAR - vasileloghin.files.wordpress.com · Teoria lui Otto Schmidt (1944): susţine că...

19

TEMA 3 SISTEMUL SOLAR

Introducere: În acest capitol este prezentat Sistemul Solar, sistem din care face parte planeta Pământ. Problemele principale expuse se referă la vârsta, geneza, evoluţia şi alcătuirea acestuia. Sunt realizate caracterizări succinte asupra Soarelui, planetelor, sateliţilor, asteroizilor, cometelor şi meteoriţilor.

Cuprins 1. Caractere generale 2. Soarele 3. Planetele 4. Asteroizii 5. Cometele 6. Test de evaluare 7. Bibliografie 8. Sinteză

1. Caractere generale

Sistemul Solar constituie ansamblul cosmic din care face parte şi Terra, planeta noastră. El este alcătuit dintr-o stea polarizatoare – Soarele, din 9 planete, 44 de sateliţi naturali, peste 1800 de asteroizi, mai mult de 600 de comete, un număr nedeterminat de corpuri meteorice, la care se adaugă materia interplanetară.

Tot acest ansamblu ocupă un spaţiu în jurul Soarelui cu o rază de 2 ani lumină, echivalentul a 25 u.a. (unităţi astronomice)

Obiective − Evidenţierea principalelor caracteristici ale Sistemului Solar: vârstă,

geneză, alcătuire, componente principale − Esenţializarea principalelor terorii privitoare la apariţia şi evoluţia

Sistemului Solar − Evidenţierea rolului important pe care îl are Soarele ca stea

polarizatoare a sistemului nostru planetar − Caracterizarea succintă a fiecărei planete din cadrul Sistemului

Solar − Caracterizarea celorlalte corpuri importante ale Sistemului Solar:

comete, asteroizi, meteoriţi,

Sistem Solar

20

Sistemul Solar (Sursa: www.windows.ucar.edu/) Vârsta Sistemului Solar este de aproximativ 5 miliarde de ani, în condiţiile

în care vârsta Universului este apreciată undeva între 10-20 miliarde de ani. Asupra formării Sistemului Solar au fost formulate de-a lungul timpului

mai multe teorii. Dintre acestea, cele mai cunoscute sunt: 1. Teoria Buffon (1747): susţinea ipoteza conform căreia Sistemul

Solar s-ar fi creat prin ciocnirea Soarelui cu o cometă, lucru imposibil de realizat datorită faptului că în timpul apropierii cometei de Soare, aceasta s-ar fi topit.

2. Teoria lui Immanuel Kant (1755): explică formarea Sistemului Solar dintr-o materie dispusă haotic (o nebuloasă formată din pulbere şi gaze). Aceasta, pe baza forţei de atracţie universală şi pe baza forţelor electrice şi magnetice, s-a structurat în Soare, planete şi celelalte corpuri care alcătuiesc Sistemul Solar.

3. Teoria lui Pierre Simon de Laplace (1796): este asemănătoare cu cea a lui Kant, considerând că din nebuloasa iniţială s-a format întâi Soarele şi un număr de inele concentrice de materie în jurul acestuia. Ulterior, aceste inele de materie s-au concentrat formând planetele.

4. Teoria lui James Jeans (1919): susţine că o stea de dimensiuni medii a trecut prin vecinătatea Soarelui şi a declanşat o puternică protuberanţă solară care după răcire a dat naştere planetelor. Această teorie este mai puţin credibilă deoarece posibilitatea unei astfel de întâlniri între două stele este foarte redusă.

5. Teoria lui C. von Weizsacker (1943): numită şi teoria turbulentă, aceasta presupune existenţa iniţială a Soarelui în jurul căruia se roteau cu viteze diferite numeroase vârtejuri de materie, care treptat s-au concentrat sub forma planetelor cunoscute astăzi.

6. Teoria lui Otto Schmidt (1944): susţine că Soarele, în mişcarea sa de revoluţie în jurul centrului galactic, a intersectat o zonă bogată în gaze şi materie şi a cules din acest nor materia necesară formării planetelor.

7. Teoria Fesenkov (1946): afirma că iniţial existau numeroase nebuloase de formă discoidală în centrul cărora s-au condensat stelele prin atracţia gravifică dintre molecule. La un moment dat

u.a. = unitate astronomică egală cu distanţa medie Pământ – Soare, de 150 mil km an lumină = distanţa pe care o străbate lumina într-un an, egală cu 9,46 x 1012 km

teoria Buffon teoria Kant – Laplace

teoria James Jeans

teoria Weizsacker

teoria Schmidt

teoria Fesenkov

21

prin creşterea forţei centrifuge s-au desprins din masa stelară cantităţi importante de materie din care s-au condensat planetele.

8. Teoriile moderne: pleacă de la ipoteza existenţei unei nebuloase iniţiale în centrul căreia s-a format o stea, ajungându-se la apariţia unei stele centrale înconjurate de centuri de materie care au dat naştere prin concentrare planetelor.

2. Soarele

Soarele este o stea mijlocie, sub forma unei acumulări sferice de gaze

(hidrogen şi heliu) care prin reacţiile chimice pe care la produce, asigură lumina şi căldura pentru întreg Sistemul Solar.

Un fenomen deosebit îl constituie activitatea solară, manifestată prin erupţiile solare. Acestea, observate încă din 1 septembrie 1859 de către astronomul englez Richard Carington, sunt manifestări ale unei furtuni electromagnetice provocate de modificările bruşte ale câmpului magnetic solar în zona din coroană aflată deasupra petelor solare. Erupţiile solare şi protuberanţele apar în jurul petelor negre, având aspectul unor regiuni în formă de semilună cu o luminozitate de cinci ori mai mare decât cea a Soarelui. Aceste fenomene apar cu o ciclicitate de 11 ani. Ultimele două maxime solare au fost în 1989 (când s-au înregistrat aproximativ 9000 de erupţii solare) şi în 2000, fiind monitorizate de misiunea spaţială S.O.H.O.

3. Planetele

Planetele sunt corpuri cosmice de dimensiuni mari, fără lumină şi căldură proprie, care gravitează în jurul Soarelui. Există numeroase criterii de clasificare ale planetelor. Cele mai folosite sunt:

− După compoziţie o Terestre sau telurice (care au alcătuirea asemănătoare cu a

Pământului): Mercur, Venus, Terra, Marte, Pluto o Gazoase (alcătuite în cea mai mare parte din gaze): Jupiter,

Saturn, Uranus, Neptun − După mărime

Diametru 1.391.000 km Masa 1.989 x 1026 tone (de 335.000 ori

masa Pământului) La suprafaţă 5.800 K Temperatura În interior 15.600.000 K

Compoziţia Chimică 75 % Hidrogen 25 % Heliu Nucleul

Fotosfera Cromosfera

Structura Atmosfera solară

Coroana solară Misiuni spaţiale S.O.H.O. (Solar Heliocentric

Observator), realizat de E.S.A. şi N.A.S.A. Ulysses (1990) Cluster (1996)

Soarele – imagine SOHO

teoriile moderne

Soarele

22

o Planete mici (având diametre mai mici de 13000 km): Mercur, Venus, Terra, Marte, Pluto

o Planete gigant (cu diametre mai mari de 48000 km): Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun

Raportul dintre dimensiunea Soarelui şi a planetelor gigant (sursa: NASA)

− Din punct de vedere istoric o Planete clasice (sunt cunoscute încă din antichitate):

Mercur, Venus, Marte, Jupiter, Saturn o Planete moderne (au fost descoperite în perioada

modernă): Uranus, Neptun, Pluto − Din punct de vedere al poziţiei în raport cu Soarele şi Pământul

o Planetele interioare (aflate pe orbite situate între Soare şi Pământ): Mercur, Venus

o Planetele exterioare (aflate pe orbite situate la exteriorul Pământului): Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto

PLANETA MERCUR

Mercur este cea mai mică şi cea mai apropiată planetă de Soare (0,387 u.a.). Perioada de rotaţie a planetei Mercur este de 58, 65 zile terestre (aproximativ 2/3 din perioada de revoluţie). Planeta Mercur este o planetă

Diametru 4.878 km Masa 3,302 x 1030 kg

medie 57.910.000 km afeliu 70.000.000 km

Distanţa faţă de Soare

periheliu 46.000.000 km Durata unei revoluţii 0,24 ani tereştri Viteza de deplasare pe orbită

47,9 km/s

Temperatura la suprafaţă

- 180º...........430º C

Sateliţi Nu are Misiuni spaţiale Mariner 10 (1974 – 1975)

planete interioare

planete

exterioare

planeta Mercur

23

terestră, adică are o alcătuire similară Pământului, având un relief asemănător cu cel lunar (observaţii relevate de sonda Mariner 10). Atmosfera este foarte rarefiată, aproape inexistentă.

Dimensiunile mici ale planetei şi apropierea de Soare fac foarte dificilă observarea ei. Acest fapt explică lipsa de informaţii precise asupra planetei Mercur înaintea cercetărilor spaţiale.

PLANETA VENUS

Planeta Venus, cunoscută sub numele de Luceafărul (de seară sau de

dimineaţă), este cel mai strălucitor obiect de pe bolta cerească după Soare şi Lună. Câteva particularităţi individualizează planeta Venus în cadrul Sistemului Solar.

În primul rând orbita planetei care este cea mai apropiată de forma circulară. O altă caracteristică este sensul de rotaţie al planetei, de la est la vest (mişcare de rotaţie retrogradă), astfel încât mişcarea aparentă a Soarelui pe cerul venusian este inversă decât pe Terra.

Atmosfera planetei Venus este compusă din dioxid de carbon 93-97%, azot 2-5%, vapori de apă 1,6% şi alte componente. Atmosfera are o densitate foarte mare, fapt care împiedică observarea directă a planetei, iar procentul mare de CO2 duce la apariţia efectului de seră ce conduce la prezenţa unor temperaturi de + 470º C la suprafaţa scoarţei.

Relieful venusian este reprezentat în cea mai mare parte de câmpii întinse acoperite de râuri de lavă solidificată. Cel mai înalt punct de pe Venus este Maxwell Montes, care se ridică la 10,7 km deasupra suprafeţei medii a planetei. Deşi există numeroase cratere de impact meteoric, acestea nu au un diametru mai mic de 2 km, probabil datorită densităţii mari a atmosferei, în care meteoriţii mici ard complet.


medie 108.200.000 km afeliu 109.000.000 km


periheliu 107.000.000 km Durata unei revoluţii

0,26 ani tereştri Viteza de deplasare pe orbită

35,0 km/s


465º C

Sateliţi Nu are Misiuni spaţiale Mariner 2 (1962)

20 sonde spaţiale: Venera 7 Magellan (1989)

planeta Venus

24

PLANETA TERRA

PLANETA MARTE

Planeta Marte este a patra planetă de la Soare, gravitând pe o orbită situată între Pământ şi Jupiter, la circa 1,52 u.a. de Soare. Datorită culorii ei, mai poartă şi numele de Planeta Roşie. Marte este de 2 ori mai mică decât Terra. Densitatea sa medie este de 0,73 din densitatea Pământului, masa doar 10 % , iar acceleraţia gravitaţională 0,377 g.

Durata zilei marţiene este de 1,02 zile terestre, iar anul marţian durează 686,98 zile. Atmosfera sa este compusă în special din dioxid de carbon (95 %), la care se adaugă azot (2,7 %), argon (1,6 %), oxigen (0,13 %) şi monoxid de carbon, vapori de apă, neon, etc.

Marte are doi sateliţi, Phobos şi Deimos, descoperiţi în 1877. Au formă neregulată, pe suprafaţa lor sunt cratere şi regolit. Se deplasează pe orbite circulare aflate în plan ecuatorial al planetei; perioada de rotaţie este egală cu cea de revoluţie şi, ca urmare, arată aceeaşi faţă spre planetă.

Diametru 12756 km Raza ecuatorială 6378 km Raza polară 6356 km Masa 5976 x 1024 kg Distanţa medie faţă de Soare

149.600.000 km

Durata unei revoluţii 365 zile şi 6 ore Viteza de rotaţie la ecuator 1776 km/h Durata unei rotaţii complete

23 ore 56 minute 4 secunde

Înclinarea axei polilor 23,45° Densitatea medie 5,5 g/cm3 Temperatura la suprafaţă 15°C Sateliţi Luna


Medie 227,7 mil km Afeliu 249,2 mil km Distanţa faţă de Soare Periheliu 206,3 mil km

Durata unei revoluţii 1,88 ani tereştri Viteza de deplasare pe orbită 24,1 km/s

Temperatura la suprafaţă -82.........0º C

Sateliţi Phobos Deimos

Misiuni spaţiale

1964 – 1973 sondele Mariner (SUA), Mars (URSS) şi Viking (SUA) 1996 Mars Global Surveyor (MGS) 1997 Pathfinder – Sojourner (Mars Polar Lander MPL) 1998 – 1999 Mars Surveyor 2001 Mars Odysey

25

PLANETA JUPITER

Jupiter, a cincea planetă de la Soare, aflată la 5,2 u.a. de Soare este cea

mai mare planetă a Sistemului Solar, având un diametru echivalent cu 11,21 diametre terestre şi o masă de 317,8 ori mai mare decât masa Pământului. Densitatea sa este numai un sfert din cea terestră, datorită alcătuirii sale: un nucleu (aproape 10.000 – 14.000 km) format din elemente grele, în special fier, şi o manta (circa 60.000 km grosime) formată din Hidrogen şi Heliu, lichefiate.

Specific pentru Jupiter este Marea Pată Roşie, un anticiclon cu activitate continuă, situat în amisfera sudică, anticiclon care se deplasează în jurul planetei în aproximativ şase zile. Ziua pe Jupiter durează 0,4 zile terestre îar anul 11,9 ani tereştri.

Jupiter posedă un inel, vizibil doar pentru sondele interplanetare, şi i se cunosc, deocamdată, 16 sateliţi, dintre care cel mai interesant este Europa, sub a cărei suprafaţă îngheţată se găseşte apă lichidă, fiind astfel posibilă existenţa unor forme de viaţă.

PLANETA SATURN

Saturn este cea de-a 6-a planetă de la Soare şi singura planetă care

posedă un inel vizibil cu instrumentele terestre. Este, alături de Jupiter, al doilea gigant al Sistemului Solar. Are un diametru de 9,45 ori mai mare decât al Pământului şi o masă echivalentă du 95 mase terestre. Atmosfera este alcătuită în proporţie de 83 % din hidrogen şi 11 % heliu, la care se adugă amoniac, metan

Diametru 142.800 km Masa 1,899 x 1027 kg Distanţa faţă de Soare 5,2 u.a. Durata unei revoluţii 11,86 ani tereştri Viteza de deplasare pe orbită

13,1 km/s


-150º C

Sateliţi 16 sateliţi (Metis, Arastea, Amalthea, Thebe, Io, Europa, Ganimede, Callisto, Leda, Himalaya, Lysthea, Elara, Ananke, Carme, Pasiphae, Sinope)

Misiuni spaţiale Galileo (Studierea lui Jupiter şi a sateliţilor săi Io, Europa, Callisto)


9,6 km/s


- 170º C

Sateliţi 18 Misiuni spaţiale Cassini – Huygens (realizată de

NASA, ESA, ISA, pentru studierea planetei Saturn şi a satelitului Titan)

planeta Jupiter

planeta Saturn

26

carbon, etc.. Temperatura medie este de - 125° C. Cea mai cunoscută caracteristică a planetei este inelul care o înconjoară, observat pentru prima oară de Galileo Gallilei. Acesta este format din mai multe inele alcătuite din praf, pietricele, bolovani şi blocuri. Dintre sateliţi, numai Titan (cu un diametru de 5,150 km) are o atmosferă semnificativă.

PLANETA URANUS

Planeta Uranus este cea de-a 7-a planetă de la Soare, faţă de care se află la o distanţă de 19,2 u.a. Are un diametru echivalent cu 4,01 diametre terestre, este foarte puţin dens (doar 23 % din densitatea Terrei). A fost descoperită în anul 1781 de către William Hersel. Atmosfera de pe Uranus (alcătuită în dea mai mare parte din hidrogen, heliu şi metan) estre caracterizată de prezenţa norilor care se deplasează la latitudine constantă, formând benzi paralele, observabile pe imaginile transmise de misiunile spaţiale.

O caracteristică interesantă a lui Uranus este faptul că axa sa de rotaţie este puternic înclinată (97,6 °). Practic, planeta pare că se rostogoleşte pe planul său orbital. Uranus posedă un sistem de inele , descoperit în 1977 de sondele spaţiale.

PLANETA NEPTUN

Este a opta planetă de la Soare, aflându-se la o depărtare de 30,1 u.a. A

fost descoperită de către astronomul francez Le Verrier (1846), care a observat anumite neregularităţi în mişcarea planetei Uranus. Masa planetei o depăşeşte pe cea a Terrei de 17,2 ori. Planeta are un nucleu solid înconjurat de un înveliş alcătuit din gheaţă, hidrogen, heliu şi metan, având temperaturi de 173 K (-200° C). Densitatea planetei Neptun reprezintă 29,7% din densitatea medie a Terrei


6,8 km/s


- 200º C

Sateliţi 21 (Cordelia, Titania) Misiuni spaţiale Voyager 1 – 20 august 1977

Voyager 2 – 5 septembrie 1977


5,4 km/s


- 210º C

Sateliţi Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, Proteus, Triton, Nereid

Misiuni spaţiale Voyager 1 – 20 august 1977 Voyager 2 – 5 septembrie 1977

planeta Uranus

planeta Neptun

27

(este cea mai densă planetă gigant). Atmosfera planetei Neptun este una foarte agitată, aici întâlnindu-se cele mai intense furtuni din Sistemul Solar. Viteza vântului atinge adesea 2.000 km/h. În atmosfera lui Neptun s-a observat de către sondele americane din seria Voyager o mare pată întunecată, similară cu Marea Pată Roşie de pe Jupiter, care dă ocol complet planetei ăn numai 16 ore. Are opt sateliţi naturali, dintre care se remarcă Triton, considerat cel mai rece corp cunoscut în Sistemul Solar.

PLANETA PLUTO

Planeta Pluto a fost considerată cea mai îndepărtată planetă cunoscută în

Sistemul solar până la descoperirea planetei Quaoar. Pluto a fost prevăzută teoretic de Percival Lowell (1914) şi a fost observată pentru prima oară la 18 februarie 1930 de către Clyde Tombaugh. Datorită excentricităţii foarte mari a orbitei, uneori planeta Pluto trece în faţa planetei Neptun, devenind a opta planetă de la Soare. Cu toate acestea, nu există posibilitatea unei eventuale coliziuni între cele două planete, deoarece orbitele lor nu sunt în acelaşi plan. Această planetă mai este cunoscută şi ca planeta dublă Pluto-Charon. Acest lucru se datorează dimensiunilor foarte apropiate ale celor două corpuri (Pluto 2.300 km diametru şi Charon, satelitul lui Pluto, 1.200 km). Atmosfera planetei Pluto este foarte subţire, alcătuită în cea mai mare parte din azot. Durata unei zile plutonieie este de 6,4 zile terestre.


Medie 5,8 mld. km Afeliu 7,37 mld km


Periheliu 4,43 mld km Durata unei revoluţii 247,7 ani tereştri Viteza de deplasare pe orbită

4,7 km/s


- 220º C

Sateliţi Charon Misiuni spaţiale -

Orbita lui Pluto în raport cu Neptun (sursa: www.sternwarte.de)

planeta Pluto

28

PLANETA QUAOAR ?

Planeta Quaoar este cel mai nou obiect descoperit în Sistemul Solar, în Kuiper Belt (Edgeworth – Kuiper Belt; trans Neptunian Belt), de către Chad Trujilio şi Mike Brown, în iunie 2002. Este un obiect cu diametrul de 1.250 km (aproximativ dimensiunile lui Charon, satelitul lui Pluto) situat la 42 u.a. de Terra şi la 1,6 miliadre km în spatele lui Pluto. Nimic mai mare nu a fost descoperit în Sistemul Solar de când a fost descoperit Pluto (1930) şi Charon (1978). Efectuează o revoluţie completă în jurul Soarelui în 285 ani tereştri.

Denumirea de Quaoar (pronunţia cua – uar) este dată după un zeu american al populaţiei Tongva care ocupa arealul actual al oraşului Los Angeles, înainte de venirea spaniolilor şi englezilor.

O parte din cercetăroeii de la NASA consideră că acest obiect nou descoperit nu poate fi considerat o planetă, deoarece în Kuiper Belt există şi alte corpuri cosmice cu diametre aproape la fel de mari (Varuna – 900 km diametru, 2002AW197 – 900 km diametru, etc)

4. Asteroizii

Asteroizii pot fi consideraţi nişte planete de dimensiuni mai mici (majoritatea au un diametru care nu depăşeşte câteva sute de km) care gravitează în jurul Soarelui pe orbite eliptice. Cea mai mare parte a acestora se găsesc pe o centură de asteroizi care gravitează între planetele Marte şi Jupiter. La 12 octombrie 2000 erau numerotaţi 18.283 asteroizi, dar numărul lor este estimat undeva la 40.000.

Asupra originii asteroizilor există două ipoteze. Una dintre acestea consideră că asteroizii s-au format prin dezintegrarea unei planete care a existat între Marte şi Jupiter. O altă ipoteză consideră că asteroizii în conformaţia lor actuală prezintă o imagine a spaţiului înainte de formarea planetelor şi sunt resturi ale acestui proces.

Cel mai mare asteroid cunoscut este Ceres care are un diametru de 1.000 km. Asteroizi precum Pallas şi Vesta au diametre de aproape 500 km, aproximativ 15 asteroizi au diametre mai mari de 250 km, iar cei mai mici au un diametru sub un km. Marea majoritate au diametre sub 5 km. Dintre cei 18.283 asteroizi numerotaţi şi clasificaţi până în prezent, există şi un număr mic de asteroizi care au denumiri româneşti.


Medie 5,8 mld. km Afeliu 7,37 mld km


Periheliu 4,43 mld km Durata unei revoluţii 247,7 ani tereştri Viteza de deplasare pe orbită

4,7 km/s


- 220º C

Sateliţi Charon Misiuni spaţiale -

planeta Quaoar ?

originea asteroizilor

29

Asteroizi cu nume româneşti (După Dictionary of minor planet names, Springer, 1999)

Din punct de vedere al alcătuirii chimice se pot diferenţia trei tipuri de asteroizi:

− Carbonatici (au un conţinut bogat în carbon, fiind mai întunecaţi), precum asteroidul Mathilde

− Silicatici (bogaţi în siliciu, fiind foarte strălucitori), precum asteroizii Gaspra şi Ida

− Metalici (alcătuiţi în cea mai mare parte din metale precum nichelul şi fierul)

În deplasarea lor în spaţiu asteroizii se pot ciocni între ei, rezultând numeroase fragmente mai mici denumite meteoriţi. Mulţi meteoriţi cad în atmosfera Pământului, dar majoritatea ard din cauza frecării înainte să atingă Pământul. Aceştia sunt numiţi meteori când ard în atmosferă şi meteoriţi, daca ei sunt găsiţi pe suprafaţa pământului. Meteorii se formează nu numai prin ciocnirea dintre asteroizi, ci pot rezulta si din materia rămasă în urma trecerii unei comete. În acest caz, meteoriţii sunt foarte numeroşi, manifestându-se sub forma curenţilor meteorici, fenomene astronomice foarte spectaculoase care se manifestă cu regularitate (curenţii: Leonide Geminide, Urside, Perseide, chi-Orionide, etc). Cel mai cunoscut curent meteoric este curentul Perseidelor, care se manifestă cu regularitate în luna august şi care este rezultatul intersectării Pământului cu orbita cometei Swift – Tuttle, cometă care apare o dată la 130 de ani.

O problemă care s-a făcut simţită încă de la apariţia Pământului este posibilitatea impactului între acesta şi un asteroid care s-ar putea apropia ameninţător de el. Din istoria Pământului se cunosc o serie de cazuri de ciocniri cu asteroizi cu urmări de la mai puţin grave la catastrofale. Se pot menţiona câteva cazuri foarte cunoscute de impact dintre Pământ şi asteroizi:

− Acum 4,5 miliarde de ani se pare că impactul cu un asteroid a dus la apariţia satelitului natural al Pământului, Luna

− Cu 65 milioane de ani în urmă, un asteroid (sau o cometă) a căzut în Peninsula Yucatan provocând, printre altele, dispariţia dinozaurilor (se presupune că au dispărut aproape 70 % din speciile care trăiau pe Pământ)

− Acum 50.000 ani un asteroid de 40 m lungime a produs un crater cu diametrul de 1 km şi 40 m adâncime în Arizona

− 30 iunie 1908 la ora 7 am meteoritul Tungus a lovit Terra undeva în Siberia, la câţiva zeci de kilometri de satul Vanvar. Meteoritul s-a dezintegrat în atmosferă, la 6 – 8 km altitudine, astfel încât efectele la sol au fost mult diminuate. Totuşi în momentul exploziei s-a produs o undă de şoc ce a distrus 2.200 km2 de

Nr crt

Codul Denumirea

1 2331 Pârvulesco 2 4268 Grebenicov 3 6429 Brâncuşi 4 1381 Danubia 5 9493 Enescu 6 9494 Donici 7 9495 Eminescu 8 9253 Oberth 9 9402 Sanduleak

10 12498 Dragesco

asteroizi cu nume româneşti

asteroizi carbonatici

asteroizi silicatici

asteroizi metalici

impactul Pământului cu asteroizii

30

pădure, a culcat totul la pământ pe o rază de 30 km şi a produs 30 de victime

Meteor Crater din Arizona (sursa: www.cs.princeton.edu )

Asteroidul Mathilde observat de misiuneaNEAR (sursa: NASA)

În prezent există numeroase programe internaţionale care urmăresc evoluţia asteroizilor care prezintă risc potenţial de a se ciocni cu Pământul. Cele mai importante astfel de programe sunt :

− NEAT (Near Earth Asteroid Tracking) coordonat de NASA

− NEO (Near Earth Objects) coordonat de NASA − SPACEWATCH coordonat de universitatea din

Arizona − Spaceguard Foundation coordonată de Institutul de

Astrofizică Spaţială al Consiliului Naţional de Cercetare din Roma

În cadrul acestor programe s-au pus la punct numeroase misiuni spaţiale care au ca scop studierea asteroizilor. Dintre acestea se remarcă: Galileo, Earth Based Radar, NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous), DEEP SPACE 1 (lansat în 1998 de NASA), MUSES C (lansat pentru studierea asteroidului Nereus), CONTOUR (Lansată în anul 2002), DEEP IMPACT (misiune planificată de NASA şi Universitatea din Maryland pentru anul 2005).

Cea mai nouă descoperire a unui asteroid care ar putea intra în coliziune cu Terra a fost făcută la 3 septembrie 2003 de către NASA în cadrul programului NEO, fiind vorba de asteroidul botezat 2003 QQ47 care ar putea lovi Pământul la 21 martie 2014. Pentru a putea evalua probabilitatea impactului dintre Pământ şi asteroizi specialiştii NASA au elaborat mai multe scări valorice care au fost menite să cuantifice riscul potenţial de impact. Dintre acestea se detaşează Scara Palermo (cu valori cuprinse între –2 şi +2) şi Scara Torino (cu valori între 0 şi 10)

programe pentru studierea asteroizilor

31

care, pe baza unor variabile legate de caracteristicile asteroizilor (viteza, diametrul, orbita), încearcă să determine atât probabilitatea impactului cu un asteroid cât şi efectele negative ale acestuia. Scara Torino a fost prezentată pentru prima dată la Conferinţa Internaţională pricind Near Earth Objects (NEO) din iunie 1999 desfăşurată la Torino. Ea utilizează cifre de la 0 la 10, unda 0 reprezintă şansa cea mai mică (neglijabilă) a unei coliziuni cu Terra. Totodată, cifra 0 este folosită şi pentru a încadra orice obiect care este prea redus în dimensiuni ca să penetreze intact atmosfera terestră. Cifra 10 indică o coliziune sigură, iar obiectul de impact este atât de mare încât este capabil să producă dezastre climatice la scară globală. Încadrarea unui corp cosmic în scara Torino se bazează pe probabilitatea coliziunii sale cu Terra şi pe energia sa cinetică (masa corpului înmulţit cu pătratul vitezei de întâlnire).

Scara Torino

Evenimente fără consecinţe

0 Probabilitatea unei coliziuni sau şansa ca un corp (obiect) să lovească Terra în următorii zeci de ani este zero sau foarte scăzută. Această apreciere se aplică şi tuturor corpurilor de mici dimensiuni care în eventualitatea unei coliziuni nu vor ajunge intacte pe Terra

Evenimente ce merită monitorizare atentă

1 Şansa unei coliziuni este extrem de puţin probabilă

2 Apropiere întâmplătoare între un corp ceresc şi Terra. Coliziune puţin probabilă

3 Şanse de 1% sau mai mari privind coliziuni capabile de distrugeri locale

Evenimente ce merită atenţie

4 Şanse de 1% sau mai mari privind coliziuni capabile de devastări regionale

5 Apropiere dintre un corp ceresc şi Terra, cu o semnificativă ameninţare a unei coliziuni capabile de devastări regionale

6 Apropiere dintre un corp ceresc şi Terra, cu o semnificativă ameninţare a unei coliziuni capabile de catastrofe locale

Evenimente ameninţătoare

7 Apropiere dintre un corp ceresc şi Terra, cu o extrem de mare ameninţare a unei coliziuni capabile de catastrofe globale

8 Coliziune capabilă de a produce distrugeri locale. Astfel de evenimente apar pe Terra cu o periodicitate cuprinsă între 1 la 50 ani şi 1 la 1.000 ani

9 Coliziune capabilă de a produce devastări regionale. Astfel de evenimente apar pe Terra cu o periodicitate cuprinsă între 1 la 1.000 ani şi 1 la 100.000 ani

Coliziuni sigure

10 Coliziune capabilă să determine catastrofe climatice globale. Astfel de evenimente apar la 1 la 100.000 ani sau mai puţin frecvent

(După Petrescu I., 2002)

5. Cometele

Cometele sunt corpuri cereşti alcătuite din praf, gheaţă, diverse gaze îngheţate, care gravitează în jurul Soarelui pe orbite foarte alungite. La distanţe mari faţă de Soare, cometele sunt reprezentate de nişte blocuri cu dimensiuni relativ mici greu observabile (de exemplu cometa Halley are un nucleu de doar 8 km pe 15 km). cu cât o cometă se apropie de Soare îşi dezvoltă elementele caracteristice, elemente care au dat denumirea acestor corpuri de stele cu coadă.

scara Torino

cometele

32

Odată cu apropierea cometei de Soare, nucleul acesteia devine fierbinte, gheaţa din interiorul cometei începe să fie sublimată, iar gazul astfel rezultat începe să părăsească nucleul preluând cu el materia prăfoasă desprinsă. Sublimarea gheţii începe atunci când cometa se apropie la 3 U.A. (Unităţi Astronomice) faţă de Soare.

Elementele care se regăsesc în alcătuirea cometei începând de la această distanţă sunt:

− Nucleul cometei reprezintă elementul principal şi este alcătuit dintr-o mixtură de pulberi, gheaţă şi gaze. Din punct de vedere chimic, gazele din nucleu sunt formate predominant din vapori de apă (80 %), urmaţi de

Elementele unei comete schiţă schematică

(sursa www.solarviews.com)

Elementele unei comete (sursa: www.uwo.ca)

elementele unei comete

33

monoxid de carbon, dioxid de carbon, metan, amoniu şi alte elemente cu proporţii nesemnificative.

− Coama cometei se formează atunci când cometa se apropie la 1 U.A. faţă de Soare şi este formată din pulberi şi gaze, putându-se dezvolta pe o rază de 100.000 km în jurul nucleului. Coama împreună cu nucleul formează capul cometei.

− Cozile cometei se dezvoltă când aceasta se apropie la mai puţin de 1 U.A. de Soare. Se pot distinge două cozi:

1. coada ionică se datorează faptului că pe măsură ce cometa se apropie de Soare, creşte atât cantitatea de radiaţie solară cât şi intensitatea vântului solar. Acesta împinge elementele care alcătuiesc coama în direcţia opusă Soarelui. Deoarece ionii cometei sunt cel mai uşor de îndepărtat, coada ionică se prezintă sub forma unei linii drepte, orientată direct spre partea opusă Soarelui.

2. coada de pulberi apare tot în partea opusă faţă de Soare dar, datorită greutăţii mai mari a particulelor care intră în alcătuirea sa, are o inerţie mai mare in raport cu deplasarea cometei pe orbită, şi de aceea este uşor curbată spre orbită şi de obicei este mai scurtă decât coada ionică (Fig. 3)

Fig.3: Comportarea cozilor cometei

în raport cu deplasarea acesteia pe orbită (sursa: NASA)

− Învelişul de hidrogen se formează datorită faptului că în urma absorbţiei razelor ultraviolete de către cometă, procesele chimice accelerate eliberează hidrogen care scapă de influenţa atracţiei gravitaţionale a acesteia. Acest înveliş nu poate fi observat de pe Pământ din cauza atmosferei terestre, dar a putut fi observat de către misiunile spaţiale.

Cometele prezintă interes pentru astronomi atunci când ele trec prin apropierea Soarelui. De aceea, cea mai importantă clasificare a cometelor este făcută în funcţie de periodicitatea lor. Astfel se pot deosebi:

− Comete cu perioadă scurtă: sunt cometele care au o periodicitate de sub 200 de ani precum: Halley, Enke, Herchel Rigollet, etc

− Comete cu perioadă lungă: cometele cu o periodicitate de peste 200 de ani: Halle-Bopp, Mueller, Machholz, etc. Prima fotografie făcută asupra unei comete din apropiere a fost luată

asupra cometei Halley în 1986 de către misiunea spaţială Giotto. De atunci s-au

coada ionică

coada de

pulberi

comete cu perioadă scurtă

comete cu

perioadă lungă

34

realizat numeroase programe spaţiale menite să aducă noi informaţii referitoare la cele mai importante comete care străbat sistemul solar. Cometele cel mai mult studiate sunt:

− Borelly – misiunea Deep space 1 (SUA – 24 octombrie 1998) − Giacobini-Zinner – misiunea International Sun – Earth

Explorer 3 − Grigg-Skjellerup - misiunea Giotto (1985) − Halley – misiunea Vega 1(URSS - 1984); misiunea Vega 2

(URSS - 1984); misiunea Sakigake (Japonia – 1985); misiunea Giotto (1985); misiunea Siusei (Japonia – 1985 – 1991)

− Shoemaker Levy 9 – studiată cu telescopul spaţial Hubble (1990)

− Hyakutake – misiunea NEAR (SUA – 1996) − P/Wild – misiunea Stardust (SUA – 1999)

În prezent sunt în activitate şi în proiect numeroase misiuni spaţiale create în scopul studierii cometelor. Dintre acestea menţionăm misiunea CONTOUR (misiune SUA), Rosetta (misiune a ESA) şi Deep Impact (SUA).

Există şi două comete cu nume româneşti, şi anume DAIMACA (1943c) şi VAN GENT-PELTIER-DAIMACA (1943 W1), descoperite în 1943 de profesorul de matematică din Târgu Jiu Victor Daimaca (1892 – 1969)

6. Test de evaluare

1. Interpretaţi teoria Kant – Laplace cu privire la formarea Sistemului Solar. 2. Clasificaţi planetele din Sistemul Solar folosindu-vă de criteriile

prezentate. 3. Caracterizaţi planetele din Sistemul Solar. 4. Caracterizaţi asteroizii, cometele şi meteoriţii. 5. Care sunt principalele tipuri de comete după perioada de revoluţie? Daţi

câteva exemple. 6. Care este diferenţa dintre meteoriţi şi meteori? 7. Este corectă denumirea de stea căzătoare? De ce? 8. Impactul Pământului şi meteoriţi şi consecinţe pentru mediul terestru.

7. Bibliografie

Ielenicz, M. (2001), Geografie generală. Geografie fizică, Editura Fundaţiei România de Mâine, Bucureşti

Ielenicz, M., Comănescu, Laura, (2003), Geografie fizică generală. Bazele geografiei fizice, Edit. Universitară, Bucureşti

Petrescu, I., coord., (2002), Catastrofe geologice, Edit. Dacia, Cluj Napoca *** (1999 – 2003), colecţia revistei Ştiinţă şi Tehnică, *** (1994), The New Enciclopedia Britanica, 15th Edition, Chicago *** NSSDC (National Space Science Data Center) – NASA *** http://www.space.com *** http://science.nasa.gov *** http://spaceguard.ias.rm.cnr.it

35

*** www.astroclubul.org *** www.tisp.ro/

8. Sinteză

Sistemul Solar este sistemul cosmic din care face parte si Pământul, planeta noastră. Acesta s-a format începând în urmă cu aproximativ 5 miliarde de ani, şi se află într-o continuă evoluţie. Alcătuirea Sistemului Solar este foarte complexă, putând fi identificate mai multe categorii de corpuri cereşti: Soarele, planetele, sateliţii naturali, asteroizii, meteoriţii şi cometele.

Soarele, este steaua centrală a sistemului nostru planetar, o stea mijlocie, care asigură lumina şi căldura, în măsură mai mare sau mai mică, tuturor planetelor.

Planetele sunt corpuri cereşti, fără lumină proprie, care gravitează pe orbite circulate sau eliptice în jurul Soarelui. Planetele Sistemului Solar sunt:

− Mercur, Venus – planetele interioare − Terra – planeta noastră − Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto – planetele exterioare

La acestea se adaugă posibila planetă Quaoar, situată dincolo de planeta Pluto, dar care nu a fost catalogată încă drept planetă.

Sateliţii sunt de asemenea corpuri cereşti fără lumină proprie, dar care gravitează în jurul planetelor. Cu excepţia planetelor Mercur şi Venus, toate planetele deţin sateliţi. Cei mai mulţi sateliţi îi are planeta Saturn (18), iar ca planete cu un singur satelit sunt Pământul, cu satelitul său Luna, şi Pluto, cu satelitul Charon.

Corpurile mici din Sistemul Solar sunt asteroizii, meteoriţii şi cometele. Asteroizii sunt corpuri cereşti mici rezultate fie prin dezintegrarea unei planete aflate între Marte şi Jupiter, fie ca o etapă în configuraţia unui nou corp ceresc din cadrul sistemului. Aceştia au dimensiuni mici şi gravitează, de asemenea, în jurul Soarelui.

Meteoriţii sunt corpuri cereşti care intră in contact cu câmpul gravitaţional al planetelor şi cad pe acestea. În cazul în care meteoriţii intră în sfera de atracţie a Pământului se produc două fenomene: fie corpul cade pe suprafaţa Pământului provocând un crater de mari dimensiuni, fie arde datorită frecării cu atmosfera şi nu mai ajunge la suprafaţa Pământului. În ambele situaţii se produce un fenomen luminos, cunoscut sub numele de meteor, sau impropriu stea căzătoare.

Cometele sunt corpuri cereşti alcătuire din gheaţă, pulberi şi gaze care gravitează în jurul Soarelui pe orbite foarte alungite. În timpul apropierii de Soare, datorită acestei alcătuiri, îşi dezvoltă în partea opusă acestuia două cozi, una de praf şi una ionică, de unde denumirea populară de stea cu coadă sau stea pletoasă.

6 SISTEMUL SOLAR - vasileloghin.files.wordpress.com · Teoria lui Otto Schmidt (1944): susţine că...

Documents

Transcript of 6 SISTEMUL SOLAR - vasileloghin.files.wordpress.com · Teoria lui Otto Schmidt (1944): susţine că...