الفلك

ما هي الألوان التي يمكن أن تمتلكها الكواكب الصخرية (أو الأقمار)

ما هي الألوان التي يمكن أن تمتلكها الكواكب الصخرية (أو الأقمار)

أعمل حاليًا على برنامج بسيط لتوليد وعرض الكواكب الخارجية الصخرية بشكل عشوائي (للعبة إستراتيجية تعتمد على الفضاء) ، لكني أواجه بعض المشكلات في معرفة اللون الذي قد يكون أو لا يكون لصخور الكواكب الصخرية.

على وجه التحديد ، أفكر في الألوان الطبيعية التي يمكن العثور عليها بشكل كبير على سطح كوكب أو قمر ، بحيث يبدو أن الكوكب أو القمر بأكمله ، المرئي من الفضاء ، يبدو (كليًا أو جزئيًا) بهذا اللون ، وهو غير مصنوع من الجليد وليس له محيطات ولا حياة.

بقدر ما أستطيع أن أقول من خلال النظر إلى صور الكواكب الصخرية التي لا تنبض بالحياة والكواكب القزمة والأقمار في نظامنا الشمسي ، يبدو أن الألوان الحمراء والصفراء هي السائدة على الأجسام الأكبر مثل المريخ أو الزهرة أو آيو (ربما بسبب غلافها الجوي. تسبب أكسدة المعادن على السطح ، أو في الأنشطة البركانية في حالة آيو كما أشار Phiteros):

كل ذلك بينما الأجسام الأصغر مثل القمر أو سيريس رمادية تمامًا:

لذلك فإن أسلوبي الحالي هو التأكد من أن المكون الأحمر للون RGB للكواكب هو الأكبر ، والأخضر هو الأكبر ، والأزرق هو الأصغر.

ومع ذلك ، فإن حقيقة عدم وجود أي كواكب أو أقمار صخرية في نظامنا الشمسي مصنوعة من صخور زرقاء وخضراء ، لا تعني أنه لا يمكن أن توجد.

لذلك فإن سؤالي هو: هل افتراضاتي أن الكواكب الصخرية تميل إلى أن تكون في الغالب حمراء أو صفراء صحيحة ، أم أن هناك أي حجج منطقية جيدة بشأن احتمال وجود الكواكب الصخرية الزرقاء أو الخضراء أو الأرجواني.

يحرر

ربما كنت قليلًا لأجادل في تحديد اللون ؛ كنت أفكر في إدخال "اللون المنتشر" (يسمى أحيانًا "اللون الأبيض") ، المستخدم في تظليل openGL الذي أستخدمه لعرض الكواكب ؛ ومع ذلك ، فإن هذا اللون هو نفسه لشيء غير عاكس جدًا (مثل الكواكب) عندما يكون تحت الضوء الأبيض.


لديك مشكلتان (نعم ، أعلم أن هذه بداية نكتة سيئة عن البرامج). أولاً ، عليك أن تقرر ما إذا كنت تريد ظهور الكواكب / الأقمار / الكويكبات كما لو كانت تحت إضاءة شمسية قوية ، أو من قزم أحمر (أو ليزر مسح ضوئي RGB على سفينة الفضاء الخاصة بك).
ثانيًا ، عليك أن تقرر العناصر والمركبات البسيطة التي تشكل السطح. أود أن أقول إن التعليقات قدمت بعض خيارات الألوان الواقعية ، لكن يمكنك دائمًا افتراض صخرة جمشت نقية تشكلت كقذف من انفجار عنيف ، على سبيل المثال.


سأبدأ بالقول أنه بالنسبة للكواكب الخارجية ، فإن الإجابة على سؤالك هي منطقة بحث نشطة ، ولا توجد حاليًا قيود رصدية على شكل الكواكب الخارجية الصخرية للعين البشرية.

أيضًا ، قد تكون هذه إجابة أكثر تعقيدًا مما تريده للعبة الكمبيوتر.

إذا كنت تريد البحث عن هذا في أدبيات علم الفلك أو الكواكب ، فإن ما تحاول القيام به هو تحديد الانعكاس ، أو الطيف البياض ، للكوكب. هذا ما يخبرك بمقدار ارتداد الضوء الوارد عن السطح لتراه كدالة لطول الموجة. لاحظ أن هذا يفترض أن الكوكب ليس ساخنًا بدرجة كافية لينبعث منه حراريًا في المجال البصري ، والذي سيبدأ في التأثير فقط إذا كان> 3000 كلفن أو نحو ذلك. يتم تحديد طيف البياض هذا من خلال خصائص سطح الكوكب: مما يتكون منه ، ومدى لمعانه ، وخصائص التشتت ، وما إلى ذلك.

بمجرد حصولك على طيف البياض ، يمكنك بعد ذلك مضاعفة الإشعاع القادم من أي نجم أساسي اخترته. هذا ما سيجعل الكوكب يبدو برتقاليًا أكثر قليلاً حول قزم M ، وأكثر "طبيعيًا" حول نجم شبيه بالشمس.

للتعرف على الكيفية التي يمكن أن يراها الشخص ، ستحتاج بعد ذلك إلى مضاعفة طيف الضوء المنعكس الناتج عن طريق الحساسية الطيفية للعين البشرية ، ثم تحويل هذا الطيف المرصود النهائي إلى لون.

بالنسبة إلى طيف البياض الكوكبي ، لا يوجد الكثير من المصادر في الأدبيات الفلكية. أفضل ما يمكنني العثور عليه هو هذه الورقة. من المحتمل أن يكون لديك المزيد من الحظ في البحث من خلال عناصر كواكب النظام الشمسي.

بالنسبة إلى الأطياف النجمية ، يمكنك المحاولة هنا ، ولكن هذا يفترض أنك مرتاح لملفات FITS الفلكية. بالنسبة للنجوم الأكثر حرارة من 4500 كلفن (الشمس 5800 كلفن) ، يمكنك على الأرجح افتراض أن الإشعاع الوارد إلى سطح الكوكب هو جسم أسود مهما كانت درجة الحرارة التي تريدها.

لسوء الحظ ، لست على دراية بالحساسية الطيفية للعين البشرية ، أو كيفية الانتقال من الطيف المرصود إلى قيمة لونية واحدة.


ما هي الألوان التي يمكن أن تمتلكها الكواكب الصخرية (أو الأقمار) - علم الفلك

يتكون نظامنا الشمسي من الشمس ، وثمانية كواكب ، وأقمار ، والعديد من الكواكب القزمية (أو بلوتويدات) ، وحزام الكويكبات ، والمذنبات ، والنيازك ، وغيرها. الشمس هي مركز نظامنا الشمسي ، فالكواكب وأقمارها وحزام من الكويكبات والمذنبات وصخور وغازات أخرى تدور حول الشمس.

الكواكب الثمانية التي تدور حول الشمس هي (بالترتيب من الشمس): عطارد ، الزهرة ، الأرض ، المريخ ، المشتري ، زحل ، أورانوس ، نبتون. جسم كبير آخر هو بلوتو ، المصنف الآن على أنه كوكب قزم أو بلوتويد. يقع حزام من الكويكبات (كواكب صغيرة مصنوعة من الصخور والمعادن) بين المريخ والمشتري. جميع هذه الأجسام تدور حول الشمس في مدارات دائرية تقريبًا تقع في نفس المستوى ، مسير الشمس (بلوتو هو استثناء ، فلديه مدار بيضاوي مائل أكثر من 17 درجة من مسير الشمس).

من الطرق السهلة لتذكر ترتيب الكواكب (بالإضافة إلى بلوتو) فن الإستذكار: "أمي الممتازة جدًا أرسلت لنا للتو تسعة بيتزا" و "طريقة سهلة للغاية تبسط لنا تسمية الكواكب" يمثل الحرف الأول من كل من هذه الكلمات الكوكب - بالترتيب الصحيح.


أكبر كوكب هو كوكب المشتري. يتبعه زحل وأورانوس ونبتون والأرض والزهرة والمريخ وعطارد وأخيراً بلوتو الصغير (أكبر الكواكب القزمة). كوكب المشتري كبير جدًا بحيث يمكن استيعاب جميع الكواكب الأخرى بداخله.

  • الكواكب الداخلية هي: عطارد والزهرة والأرض والمريخ. إنها صغيرة نسبيًا ، وتتكون في الغالب من الصخور ، ولها أقمار قليلة أو معدومة.
  • تشمل الكواكب الخارجية: كوكب المشتري ، وزحل ، وأورانوس ، ونبتون ، وبلوتو (كوكب قزم). غالبًا ما تكون ضخمة ، معظمها غازية ، ذات حلقات ، ولها العديد من الأقمار (مرة أخرى ، الاستثناء هو بلوتو ، الكوكب القزم ، وهو صغير ، صخري ، وله أربعة أقمار).

كثافة الكواكب
الكواكب الغازية الخارجية أقل كثافة بكثير من الكواكب الداخلية الصخرية.

الأرض هي الكوكب الأكثر كثافة. زحل هو الكوكب الأقل كثافة الذي يطفو على سطح الماء.

كتلة الكواكب
كوكب المشتري هو إلى حد بعيد الكوكب الأكثر ضخامة الذي يتبعه زحل. أورانوس ونبتون والأرض والزهرة والمريخ وبلوتو أقل كتلة.

قوى الجاذبية على الكواكب
الكوكب الذي يمتلك أقوى جاذبية على سطحه هو كوكب المشتري. على الرغم من أن كوكب زحل وأورانوس ونبتون هي أيضًا كواكب ضخمة جدًا ، إلا أن قوى جاذبيتها تماثل تقريبًا قوة الأرض. هذا لأن قوة الجاذبية التي يمارسها الكوكب على جسم ما على سطح الكوكب تتناسب مع كتلته ومع عكس مربع نصف قطر الكوكب.

يوم على كل من الكواكب
اليوم هو المدة الزمنية التي يستغرقها الكوكب للدوران حول محوره (360 درجة). يستغرق اليوم على الأرض ما يقرب من 24 ساعة.

الكوكب ذو أطول يوم هو كوكب الزهرة ، ويستغرق كل يوم على كوكب الزهرة 243 يومًا أرضيًا. (اليوم على كوكب الزهرة أطول من العام الذي يقضيه على الزهرة يستغرق فقط 224.7 يومًا أرضيًا).

الكوكب مع أقصر يوم هو كوكب المشتري في اليوم على كوكب المشتري ، ويستغرق 9.8 ساعة فقط على الأرض! عندما ترصد كوكب المشتري من الأرض ، يمكنك أن ترى بعض ميزاته تتغير.

متوسط ​​السرعة المدارية للكواكب
عندما تدور الكواكب حول الشمس ، فإنها تسافر بسرعات مختلفة. تتسارع كل كوكب عندما يكون بالقرب من الشمس ويسافر بشكل أبطأ عندما يكون بعيدًا عن الشمس (هذا هو قانون كبلر الثاني لحركة الكواكب).

الكواكب في نظامنا الشمسي

كوكب (أو كوكب قزم) المسافة من الشمس
(الوحدات الفلكية
اميال
كم)
فترة الثورة حول الشمس
(1 سنة كوكبية)
فترة الدوران
(يوم كوكبي واحد)
كتلة
(كلغ)
قطر الدائرة
(اميال
كم)
الحجم الظاهر
من الأرض
درجة حرارة

المدى أو المتوسط)
عدد الأقمار
الزئبق 0.39 AU ، 36 مليون ميل
57.9 مليون كم
87.96 يوم أرضي 58.7 يوم أرضي 3.3 × 10 23 3031 ميلا
4878 كم
5-13 ثانية قوسية 100-700 ك
يعني = 452 ك
0
كوكب الزهرة 0.723 AU
67.2 مليون ميل
108.2 مليون كم
224.68 يوم أرضي 243 يوم أرضي 4.87 × 10 24 7521 ميلا
12104 كم
10-64 ثانية قوسية 726 ك 0
أرض 1 AU
93 مليون ميل
149.6 مليون كم
365.26 يومًا 24 ساعة 5.98 × 10 24 7926 ميلا
12756 كم
لا ينطبق 260-310 ك 1
المريخ 1.524 الاتحاد الافريقي
141.6 مليون ميل
227.9 مليون كم
686.98 يوم أرضي 24.6 ساعة أرضية
= 1.026 يوم أرضي
6.42 × 10 23 4222 ميلا
6787 كم
4-25 ثانية قوسية 150-310 ك 2
كوكب المشتري 5.203 AU
483.6 مليون ميل
778.3 مليون كم
11.862 سنة أرضية 9.84 ساعة أرضية 1.90 × 10 27 88729 ميلا
142.796 كم
31-48 ثانية قوسية 120 ك
(قمم السحابة)
67 (تم تسمية 18 بالإضافة إلى العديد من الأصغر)
زحل 9.539 AU
886.7 مليون ميل
1،427.0 مليون كم
29.456 سنة أرضية 10.2 ساعات الأرض 5.69 × 10 26 74600 ميل
120.660 كم
15-21 ثانية قوسية
باستثناء الحلقات
88 ك 62 (30 بدون اسم)
أورانوس 19.18 AU
1،784.0 مليون ميل
2871.0 مليون كم
84.07 سنة أرضية 17.9 ساعات الأرض 8.68 × 10 25 32600 ميل
51118 كم
3-4 ثواني قوسية 59 ك 27 (6 بدون اسم)
نبتون 30.06 الاتحاد الأفريقي
2794.4 مليون ميل
4497.1 مليون كم
164.81 سنة أرضية 19.1 ساعات الأرض 1.02 × 10 26 30200 ميل
48600 كم
2.5 ثانية قوسية 48 ك 13
بلوتو (كوكب قزم) 39.53 AU
3674.5 مليون ميل
5913 مليون كم
247.7 سنة 6.39 أيام الأرض 1.29 × 10 22 1413 ميلا
2،274 كم
0.04 ثانية قوسية 37 ك 4
كوكب (أو كوكب قزم) المسافة من الشمس
(الوحدات الفلكية
اميال
كم)
فترة الثورة حول الشمس
(1 سنة كوكبية)
فترة الدوران
(يوم كوكبي واحد)
كتلة
(كلغ)
قطر الدائرة
(اميال
كم)
الحجم الظاهر
من الأرض
درجة حرارة

المدى أو المتوسط)
عدد الأقمار

كوكب آخر؟
في عام 2005 ، لوحظ جسم كبير خلف بلوتو في حزام كويبر.

يعتقد بعض علماء الفلك أنه قد يكون هناك كوكب آخر أو نجم مصاحب يدور حول الشمس بعيدًا عن مدار بلوتو. قد يكون هذا الكوكب البعيد / النجم المرافق موجودًا أو غير موجود. الأصل المفترض لهذا الجسم الافتراضي هو أن جسمًا سماويًا ، ربما يكون نجمًا قزمًا بنيًا باردًا يصعب اكتشافه (يسمى Nemesis) ، تم التقاطه بواسطة مجال جاذبية الشمس. يُفترض وجود هذا الكوكب بسبب التكتل غير المبرر لبعض مدارات المذنبات طويلة الأمد. يبدو أن مدارات هذه المذنبات بعيدة المدى تتأثر بجاذبية جسم بعيد يدور حول الشمس.


قد تحصل الكواكب الصخرية على أقمار من مصدر واحد فقط: التأثيرات العملاقة

تنص فرضية الاصطدام العملاق على أن جسمًا بحجم المريخ اصطدم بالأرض في وقت مبكر ، مع الحطام. [+] هذا لا يعود إلى الأرض مكونًا القمر. نتيجة لذلك ، يجب أن تكون الأرض والقمر أصغر من بقية النظام الشمسي. من الممكن أن تكتسبها جميع الكواكب الصخرية ذات الأقمار الكبيرة بهذه الطريقة.

من بين جميع الكواكب الصخرية في نظامنا الشمسي ، تعتبر الأرض فريدة لأسباب عديدة ، بما في ذلك الماء السائل على سطحها ، ولب نشط يولد مجالًا مغناطيسيًا قويًا ، ووجود الحياة ووفرة الحياة. لكن من الناحية الفلكية ، فإن الميزة الأكثر وضوحًا في عالمنا هي العالم الرفيق الكبير الذي لا يبعد عنا سوى 380 ألف كيلومتر: قمرنا. عطارد ليس له أقمار ، كوكب الزهرة ليس لديه أقمار ، فالأرض تمتلك كوكبًا عملاقًا واحدًا يمتلك المريخ قمرين صغيرين بحجم الكويكب.

لفترة طويلة ، كان لدينا قدر هائل من عدم اليقين المحيط بأصول القمر. فقط من خلال السفر إلى سطح القمر وتحليل تكوين القمر نفسه اكتشفنا شيئًا لا يصدق: القمر مصنوع من نفس المادة التي تتكون منها الأرض. يجب أن يكون لديهم أصل مشترك ، وكان سطح القمر ذائبًا في يوم من الأيام. يُعتقد أن التأثير العملاق مسؤول ، وقد تكون هذه هي الطريقة الوحيدة التي تحصل بها الكواكب الصخرية على أقمارها.

عندما يصطدم جسمان ببعضهما البعض في الفضاء ، يمكن أن يكون الاصطدام الناتج كارثيًا بالنسبة لأحدهما. [+] أو كلاهما. ومع ذلك ، إذا كانت الأجسام كبيرة بما يكفي لتبدأ بها ، فإنها ستخلق حطامًا من الاصطدام الذي سيعود إلى الكوكب المشترك ، مع اندماج الباقي في قمر واحد أو أكثر.

تخيل النظام الشمسي كما لو كان في مراحله الأولى: نجم مركزي حديث التكوين محاط بقرص كوكبي أولي. يسخن النجم ، ويعمل على تبخر المادة المحيطة به ، بينما تعمل الجاذبية على سحب المادة في القرص إلى كتل أكبر وأكبر. سرعان ما يتحول إلى سباق ، ربما على مدى عشرات الملايين من السنين ، تتشكل الكواكب الأولية بينما يغلي النجم المركزي المواد التي لم تتجمع معًا بالسرعة الكافية.

كانت الكويكبات والكواكب الصغيرة في النظام الشمسي المبكر أكثر عددًا ، وكانت الفوهات. [+] كارثي. بمجرد أن يتبخر قرص الكواكب الأولية والمواد النجمية الأولية المحيطة به ، يتوقف نمو الكتلة الكلية للنظام الشمسي ، ويمكن أن ينخفض ​​فقط من تلك النقطة فصاعدًا.

ناسا / GSFC ، رحلة بنوس - القصف الثقيل

ما ستنتهي به هو عدد قليل من الناجين من إطلاق النار: كواكب ضخمة ضخمة قادرة على التمسك بغلاف غني بالهيدروجين والغازات ، محاطة بأقمار وحلقات: إنها نظام كوكبي صغير خاص بها. ستحصل أيضًا على منتصرين أصغر حجماً وأقل حسماً: الأجسام الصخرية والجليدية التي تتحول إلى كواكب وكواكب قزمة. المشكلة الوحيدة هي أن هناك الكثير منها ، يشترك بعضها في مدارات ، وتتفاعل ، وتخرج بعضها البعض ، وتتصادم.

إن الدليل على أن قمر الأرض قد تشكل نتيجة اصطدام عملاق هو دليل دامغ ، ويأتي من العديد من الأدلة المتنوعة. دوران الأرض ومدار القمر حول الأرض لهما اتجاهات متشابهة ، فالقمر له قلب حديدي ، تمامًا مثل الأرض ، باستثناء أنه صغير جدًا ، فإن نسب النظائر المستقرة للأرض والقمر متطابقة ، بينما تختلف بين جميع الكواكب الأخرى في كوكب الأرض. النظام الشمسي. كل هذه تشير إلى أصل مشترك ، بما يتفق مع تأثير عملاق.

يمكن أن يتسبب الاصطدام الهائل للأجسام الكبيرة في الفضاء في أن يتسبب الاصطدام الأكبر في ركل كميات كبيرة منها. [+] الحطام ، الذي يمكن أن يتحد بعد ذلك في عدة أجسام كبيرة ، مثل الأقمار ، والتي تظل قريبة من الجسم الأم. من المحتمل أن يكون تصادم مبكر مثل هذا قد خلق القمر ، والذي أدى إلى إبطاء دوران الأرض والهجرة بعيدًا عن عالمنا منذ ذلك الحين.

لكن ما ظهر مؤخرًا فقط ، حيث قمنا بزيارة أنظمة صخرية وجليدية أخرى تحتوي على أقمار أيضًا ، هو أنه كلما زاد دراستنا لها ، ظهر أن أقمارها قد تشكلت أيضًا بسبب الاصطدامات العملاقة. إنه نوع من اللغز ، لأنه لا يلزم أن يكون بهذه الطريقة.

يمكن أن يكون تصادم الكواكب في المراحل الأولى من تكوين النظام الشمسي وسيلة لإنشاء. [+] كوكب مزدوج ، وربما زوج من العوالم العملاقة. أي أقمار خلفهما سيدوران بسرعة ، لكنهما سيتعثران أيضًا بسبب آثارهما الجاذبية المتبادلة. ومع ذلك ، لا يبدو أن الأقمار حول الكواكب التي نراها اليوم قد نتجت عن مثل هذا السيناريو.

تحتوي كل كتلة كبيرة على بئر جاذبية كبيرة ، مما يعني أنه يمكن للأشياء أن تصادفها عن كثب ويتم التقاطها. العديد من أقمار عمالقة الغاز عبارة عن كويكبات تم التقاطها أو أجسام حزام كويبر ، من قمر زحل المظلم فيبي إلى تريتون الضخم لنبتون. تتشكل الأقمار في مجموعة كبيرة ومتنوعة من المسافات البعيدة عن عمالقة الغاز ، وتظهر تمايزًا مشابهًا بين العناصر والنظائر كلما ابتعدت. وبقدر ما تذهب الكواكب العملاقة ، فإن أقمارها أصغر بكثير من الكوكب الرئيسي نفسه.

الأقمار الكبيرة في النظام الشمسي مقارنة بحجم الأرض. المريخ هو نفسه تقريبا. [+] حجم جانيميد كوكب المشتري. لاحظ أن كل هذه العوالم تقريبًا ستصبح كواكب بموجب التعريف الجيوفيزيائي وحده ، لكن قمر الأرض فقط هو الذي يمكن مقارنته في الحجم بالكوكب الأم ، فالأقمار الكبيرة للعمالقة الغازية شاحبة بالمقارنة.

ناسا ، عبر مستخدم ويكيميديا ​​كومنز Bricktop حرره مستخدمو ويكيميديا ​​كومنز Deuar، KFP، TotoBaggins

ومع ذلك ، لا يبدو أن هذا عالميًا على الإطلاق. في الواقع ، يبدو أن شيئًا ما يختلف اختلافًا جوهريًا بين عمالقة الغاز والعوالم الصخرية من حيث أقمارهم الصناعية. لا يمكن للكويكبات الملتقطة وسيناريوهات قرص الكواكب الأولية تفسير الأقمار التي نلاحظها. ليس من أجل الأرض وليس من أجل المريخ وليس من أجل بلوتو.

عندما يتعلق الأمر ببلوتو ، فمن المعروف منذ فترة طويلة أن القمر العملاق شارون ، ضخم جدًا لدرجة أن نظام بلوتو-شارون يُصنف على أنه نظام ثنائي أفضل منه ككائن له قمر. يقع مركز الكتلة بين العالمين ، خارج بلوتو نفسه. لديهم مدارًا قريبًا ، وهم مغلقون تدريجيًا ، إنهم مصنوعون من نفس المواد ، لكن لدى بلوتو تقريبًا كل الغلاف الجوي.

تُظهر هذه الصورة ، التي التقطها تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ، جميع أقمار بلوتو الخمسة في مدار حولها. [+] هذا الكوكب القزم. تتم إضافة المسارات المدارية يدويًا ، ولكنها تحدث في رنين 1: 3: 4: 5: 6 ، وكل المدار في نفس المستوى في حدود درجة واحدة. تتقلب الأقمار الأربعة الخارجية ، خلف شارون ، بدلاً من الدوران على محور ثابت.

ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وإل فراتاري (STScI)

يمكن أن يؤدي تصادم كبير إلى تفسير ذلك بسهولة ، في حين أن فى الموقع سيناريو التكوين لا يمكن ، ولا سيناريو الكائن الملتقط. كان الجزء الصعب هو التنبؤ بأن عددًا من الأقمار الخارجية الأصغر يجب أن تتشكل أيضًا إذا نتج بلوتو وشارون عن تأثير عملاق. اكتشافات Styx و Nix و Kerberos و Hydra - والحقائق التي تشير إلى وجودهم في نفس المستوى ، لها مدارات رنانة تبلغ ضعفين إلى أربعة أضعاف مسافة Pluto-Charon ، وعزم زاوي كبير - تضفي وزناً كبيراً على سيناريو التأثير العملاق.

بدلاً من القمرين اللذين نراهما اليوم ، قد يحدث تصادم يتبعه قرص حول الكوكب. [+] أدى إلى ظهور ثلاثة أقمار للمريخ ، حيث نجا اثنان فقط اليوم.

Labex UnivEarths / جامعة باريس ديدرو

يبدو المريخ مختلفًا للوهلة الأولى. يبدو أن قمريه ، فوبوس وديموس ، بحجم الكويكبات. لكن فوبوس وديموس لا يتصرفان مثل الكويكبات التي تم أسرها. إنهم يدورون في نفس المستوى مثل بعضهم البعض ، ويشتركون في مدار المريخ بما يتفق مع بقية النظام الشمسي ، ومداراتهم دائرية ومتقدمة ، ولديهم تكوينات عنصرية وكثافة متشابهة.

أكبر مشكلة في سيناريو التأثير العملاق لأقمار المريخ هي أنه يمكنك فقط الحصول على قمرين صغيرين ، في المحاكاة ، إذا حصلت أيضًا على قمر داخلي ثالث كبير. ومع ذلك ، فقد أظهرت ورقة بحثية رائعة من عام 2016 أن قمرًا داخليًا كبيرًا وعابرًا يتوافق تمامًا مع المريخ وأقماره ، على افتراض أنه عاد إلى المريخ منذ فترة طويلة. سيناريو الاصطدام العملاق ، للمريخ والأرض وبلوتو ، هو الفكرة الرئيسية لكيفية حصول هذه العوالم على أقمارها على الإطلاق.

ربما يكون تأثير كبير من كويكب منذ مليارات السنين قد خلق أقمار المريخ. [+] جزء داخلي أكبر لم يعد موجودًا اليوم!

رسم توضيحي بواسطة Medialab ESA 2001

عطارد مجروح في المعركة على سطحه ، لكن ليس له أقمار خاصة به. يجب أن يتأثر كوكب الزهرة بنفس معدل تأثير الأرض في المراحل الأولى من النظام الشمسي ، ولكن لسبب ما ، ربما بسبب غلافه الجوي أو مجرد تاريخ تطوره ، لا يحتوي على قمر أيضًا. تمتلك العديد من الكويكبات ، وأجسام حزام كايبر ، والكواكب الصغيرة بشكل عام أقمارًا ، مع حدوث اضطرابات في المد والجزر بسبب مادة غير محكمة الإغلاق ، ويُعتقد أن الاصطدامات هي العوامل الرئيسية في تكوينها.

في الواقع ، من بين جميع الأجسام الرئيسية المعروفة بامتلاكها أقمارًا صناعية ، بما في ذلك Haumea و Makemake و amd Eris ، فإن أحجامها ومعاييرها المدارية متوافقة بشكل لا يصدق مع كونها تم إنشاؤها بواسطة الاصطدامات.

يمكن أن تؤدي عاصفة مذنبة ، مثل تلك الموجودة حول إيتا كورفي ، إلى اصطدامات كبيرة بزوايا شديدة الانحدار. . [+] في حين أن هناك العديد من الخيارات لإنشاء أقمار حول الكواكب من حيث المبدأ ، يبدو أن الكواكب الصخرية التي نعرفها قد اكتسبت كواكبها من خلال الاصطدامات العملاقة وحدها.

إذا ارتفعت جاذبيتك إلى نقطة حيث يمكنك سحب نفسك إلى التوازن الهيدروستاتيكي - كرة إذا كنت ثابتًا ، أو شكل بيضاوي إذا كنت تدور - لا يمكن أن يتم سحبك بفعل قوى المد والجزر بهذه السهولة. لكن يمكنك ، من حيث المبدأ ، تطوير الأقمار من خلال ثلاث طرق: التشكيل الأولي من قرص كوكبي أولي ، أو التقاط جسم آخر يمر من خلال قوى الجاذبية ، أو من حطام تصادم كبير.

بينما تعرض الكواكب الغازية العملاقة أقمارًا يبدو أنها نشأت من الثلاثة ، يبدو أن الكواكب الصخرية ، بما في ذلك الكواكب الكبيرة والصغيرة ، تحصل على أقمار من الاصطدامات وحدها. قد يكون الأمر أن الخيارات الأخرى قابلة للتطبيق ولكنها نادرة ، ولم نكتشفها بعد. لكن باتباع الأدلة التي لدينا اليوم ، ربما لا يكون قمر الأرض غير نمطي على الإطلاق. حتى إشعار آخر ، فإن التأثيرات العملاقة هي الطريقة الوحيدة المعروفة للكواكب الصخرية للحصول على أقمار.


أرض

الأرض بعد ذلك ، كوكبنا الثالث. بينما لا يمكنك رؤيته في سماء الليل ، يمكنك بالتأكيد استكشاف عالمنا ودراسته عن قرب. ابحث عن تل قريب ، وتسلق إلى الأعلى ثم انظر حولك. الأرض هي الكوكب الوحيد المعروف بوجود حياة فيه ، وبالتالي فهي مميزة وفريدة من نوعها.

المريخ الأحمر

الرابع من الشمس هو المريخ. أصغر من الأرض ، إنه كوكب صخري آخر وله سطح جاف وبارد. يُعرف باسم "الكوكب الأحمر" لأن تربته البرتقالية تجعله يتلألأ بضوء أحمر نحاسي في سماء الليل. كان هذا يذكّر القدماء بالدم ، ولذلك أطلق عليها الرومان اسم إله الحرب.

نظرًا لأن المريخ بعيد عن الشمس ، فمن الممكن رؤيته في أي وقت من الليل ، اعتمادًا على موقعه في السماء. سيُظهر تلسكوب صغير قلنسوته الجليدية القطبية والعلامات الداكنة على سطحه.


ما هي الألوان التي يمكن أن تمتلكها الكواكب الصخرية (أو الأقمار) - علم الفلك

ما هي الألوان الحقيقية لكل كوكب في نظامنا الشمسي؟ لقد رأيت الكوكب نفسه ملونًا بشكل مختلف في صور مختلفة.

فيما يلي الألوان الحقيقية للكواكب ، مع روابط لبعض الصور ذات الصلة من مركبة الفضاء التابعة لناسا. (لاحظ أن صور المركبات الفضائية التي تظهر في الوسائط غالبًا ما تحتوي على ألوان زائفة.)

  1. الزئبق: رمادي (أو بني قليلاً). لا يوجد غلاف جوي عمليًا لعطارد ، لذلك نرى فقط السطح الصخري. لاحظ أن العديد من صور عطارد (مثل هذه) ذات تدرج رمادي ، مشتقة من مرشح لون واحد. تعد اختلافات ألوان الزئبق دقيقة إلى حد ما ، حيث يتم تضخيم الاختلافات اللونية بشكل كبير في عرض الألوان الخاطئ هذا.
  2. الزهرة: أصفر شاحب. بالنسبة للعيون البشرية ، تبدو الزهرة مملة نوعًا ما. يمكننا فقط رؤية الطبقة السميكة من سحب حامض الكبريتيك عديمة الملامح. أعاد اثنان من مجسات فينيرا السوفيتية صورًا من سطح كوكب الزهرة. تم استخدام الألوان من صور Venera هذه لاحقًا لتلوين بيانات الرادار من مركبة Magellan الفضائية التابعة لناسا ، من أجل إنشاء مناظر عالمية محاكية لسطح كوكب الزهرة. يمكنك العثور على المزيد عن ألوان كوكب الزهرة هنا.
  3. الأرض: زرقاء في الغالب مع غيوم بيضاء. المحيطات والضوء المنتشر في الغلاف الجوي يجعل الأرض زرقاء بشكل سائد. اعتمادًا على المنطقة التي تُرى في صورة فردية ، يمكن رؤية القارات البني والأصفر والأخضر أو ​​يمكن تغطية أجزاء من الأرض بالغيوم البيضاء. الأرض هي أكثر الكواكب ديناميكية عند رؤيتها من الفضاء.
  4. المريخ: بني محمر في الغالب ، مع وجود بعض المناطق الداكنة ، وكذلك القمم الجليدية البيضاء. يأتي اللون المحمر السائد من الصخور الصدئة على السطح ، لأن السحب نادرة ورقيقة.
  5. كوكب المشتري: فرق برتقالية وبيضاء. يتم تلوين العصابات البيضاء بسحب الأمونيا ، بينما يأتي البرتقالي من سحب هيدروكسلفيد الأمونيوم. لا يوجد سطح صلب لأي من الكواكب "الغازية العملاقة" الأربعة (كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون) ، لذلك كل ما نراه هو مجرد سحب في غلافها الجوي.
  6. زحل: ذهب شاحب. يغطي ضباب الأمونيا الأبيض الكوكب كله ويحجب جزئيًا السحب الحمراء أدناه. الغيوم في نصف الكرة الشتوي لزحل زرقاء باهتة. يعتقد العلماء أنه نظرًا لأن الحلقات تحجب الشمس في نصف الكرة الشتوي ، فإن الأمور تكون أكثر برودة هناك وتكون غيوم الأمونيا أقل من المعتاد. يمنح هذا بقية الغلاف الجوي فرصة أكبر لتشتيت الضوء ، تمامًا كما يفعل الغلاف الجوي للأرض.
  7. أورانوس: أزرق شاحب. يأتي اللون من سحب الميثان. في بعض الصور التي تم إصدارها بعد تحليق فوييجر 2 (في عام 1986) ، بدا أورانوس أخضر ، لكن هذا اللون كان مصطنعًا.
  8. نبتون: أزرق شاحب. كما في حالة أورانوس ، يرجع اللون إلى غاز الميثان. سيبدو نبتون أغمق من أورانوس بسبب الإضاءة الخافتة (مسافة أكبر من الشمس). تظهر بعض صور نبتون من فوييجر 2 flyby (في عام 1989) لونًا غامقًا ، ولكن تم تحسين الألوان في تلك الصور. الألوان الفعلية لأورانوس ونبتون متشابهة تمامًا.
  9. بلوتو (لم يعد كوكبًا يُصنف الآن على أنه كوكب قزم): معظمه بني فاتح ، مع بعض المناطق الأكثر قتامة. لاحظ أن بعض الصور من مسبار الفضاء نيو هورايزونز التابع لوكالة ناسا (الذي حلّق عبر بلوتو وأقماره في عام 2015) قد تم تحسينه لإظهار تباين الألوان بشكل أكثر وضوحًا.

أيضًا ، أود أن أضيف أن تخصيص الألوان أمر شخصي إلى حد ما. على سبيل المثال ، قد يبدو "اللون الأزرق" لشخص ما أشبه "باللون الأخضر" لشخص آخر. نادرًا ما يهتم علماء الفلك بذلك ، ونستخدم أطيافًا دقيقة عندما نحتاج إلى الحصول على معلومات كمية حول لون الجسم.

إليك بعض المواقع الجيدة التي تحتوي على المزيد من صور الكواكب (ليس دائمًا بالألوان الحقيقية!):

  • صورة اليوم لعلم الفلك لوكالة ناسا (APoD): http://apod.nasa.gov/apod/astropix.html
  • NASA / JPL Space Images: http://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/
  • NASA / JPL Photojournal: http://photojournal.jpl.nasa.gov/

وإليك بعض الصفحات التي تشرح فائدة الصور الملونة الزائفة في علم الفلك:

تم آخر تحديث لهذه الصفحة بواسطة Sean Marshall في 7 فبراير 2016.

عن المؤلف

ماتيجا كوك

يعمل ماتيجا على الديناميكيات المدارية للأقمار الصغرى لكوكب المشتري وزحل. تخرج بدرجة الدكتوراه من جامعة كورنيل في نوفمبر 2004 ويعمل الآن في جامعة كولومبيا البريطانية في كندا.


ما تكشفه الأقمار في الأنظمة النجمية الأخرى عن كواكب مثل نبتون والمشتري

الأقمار الخارجية تدور حول كوكب خارج المجموعة الشمسية خارج نظامنا الشمسي. الائتمان: منقط اليتي / Shutterstock.com

ما هو الفرق بين نظام الكواكب الساتلية كما لدينا مع الأرض والقمر ، مقابل كوكب ثنائي - كوكبان يدوران حول بعضهما البعض في كونية دو-سي دو؟

أنا عالم فلك مهتم بالكواكب التي تدور حول النجوم القريبة ، والكواكب الغازية العملاقة - كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون في نظامنا الشمسي - هي أكبر الكواكب وأسهلها للكشف عنها. يعني الضغط الساحق داخل أجواء الغازات الخاصة بهم أنه من غير المحتمل أن يكونوا مضيافين للحياة. لكن الأقمار الصخرية التي تدور حول مثل هذه الكواكب يمكن أن يكون لها ظروف أكثر ترحيبا. في العام الماضي ، اكتشف علماء الفلك قمرًا خارجيًا بحجم كوكب يدور حول كوكب غازي عملاق آخر خارج نظامنا الشمسي.

في بحث جديد ، أزعم أن هذا القمر الخارجي هو حقًا ما يسمى بالكوكب الملتقط.

هل أول قمر تم اكتشافه هو بالفعل قمر؟

من الصعب جدًا اكتشاف نظائر الأرض الحقيقية ، التي تدور حول النجوم الشبيهة بالشمس ، حتى مع تلسكوبات كيك الكبيرة. تكون المهمة أسهل إذا كان النجم المضيف أقل ضخامة. ولكن بعد ذلك ، يجب أن يكون الكوكب أقرب إلى النجم ليكون دافئًا بدرجة كافية ، وقد تحبس المد الجاذبي للنجم الكوكب في حالة جانب ساخن دائمًا وجانب بارد دائمًا. هذا يجعل مثل هذه الكواكب أقل جاذبية كموقع محتمل يمكن أن يؤوي الحياة. عندما تكون الكواكب الغازية العملاقة التي تدور حول نجوم شبيهة بالشمس لها أقمار صخرية ، فقد تكون هذه أماكن أكثر احتمالا للعثور على الحياة.

في عام 2018 ، أبلغ عالمان فلكان من جامعة كولومبيا عن أول ملاحظة مؤقتة لقمر خارجي - قمر صناعي يدور حول كوكب يدور حول نجم آخر. كانت إحدى السمات المثيرة للفضول هي أن هذا القمر الخارجي Kepler-1625b-i كان أكبر بكثير من أي قمر موجود في نظامنا الشمسي. لها كتلة مشابهة لنبتون وتدور حول كوكب مشابه في حجمه لكوكب المشتري.

يتوقع علماء الفلك أن يكون لأقمار كواكب مثل المشتري وزحل كتل قليلة فقط من الأرض. لكن هذا القمر الخارجي الجديد كان أكبر بنحو ألف مرة من الأجسام المقابلة في نظامنا الشمسي - أقمار مثل جانيميد وتيتان التي تدور حول كوكب المشتري وزحل ، على التوالي. من الصعب جدًا تفسير تكوين مثل هذا القمر الصناعي الكبير باستخدام النماذج الحالية لتشكيل القمر.

قد تكشف Exomoons أسرارًا حول كيفية تشكل عمالقة الغاز مثل المشتري وما هو في جوهرها. الائتمان: JPL / NASA

في نموذج جديد قمت بتطويره ، ناقشت كيف يتشكل مثل هذا القمر الخارجي الضخم من خلال عملية مختلفة ، حيث يكون حقًا كوكبًا تم الاستيلاء عليه.

تبدأ جميع الكواكب ، كبيرة كانت أم صغيرة ، بجمع أجسام بحجم الكويكبات معًا لتكوين قلب صخري. في هذه المرحلة المبكرة من تطور النظام الكوكبي ، لا تزال النوى الصخرية محاطة بقرص غازي متبقي من تكوين النجم الأم. إذا تمكن اللب من النمو بسرعة كافية للوصول إلى كتلة تعادل 10 من الأرض ، فسيكون لديه قوة الجاذبية لسحب الغاز من الفضاء المحيط والنمو إلى الحجم الهائل لكوكب المشتري وزحل. ومع ذلك ، فإن هذا التراكم الغازي قصير العمر ، حيث يقوم النجم بإفراغ معظم الغاز الموجود في القرص ، والغبار والغاز المحيط بالنجم المتشكل حديثًا.

إذا كان هناك قلبان ينموان على مقربة شديدة ، فإنهما يتنافسان لالتقاط الصخور والغاز. إذا أصبح أحد النواة أكبر قليلاً ، فإنه يكتسب ميزة ويمكنه التقاط الجزء الأكبر من الغاز الموجود في الجوار لنفسه. هذا يترك الجسم الثاني دون أي غاز آخر لالتقاطه. تجذب قوة الجاذبية المتزايدة لجارتها الجسم الأصغر إلى دور القمر الصناعي ، وإن كان كبيرًا جدًا. يُترك الكوكب السابق كقمر فائق الحجم ، يدور حول الكوكب الذي تغلب عليه في السباق لالتقاط الغاز.

نواة متبقية كنظرة إلى الوراء في التاريخ

بالنظر في هذا السياق ، من غير المحتمل أن يكون الكوكب الذي تم التقاطه صالحًا للسكن. تحتوي نوى الكواكب المتزايدة على مظاريف غازية ، مما يجعلها أشبه بأورانوس ونبتون - مزيج من الصخور والجليد والغاز الذي كان سيصبح كوكب المشتري لو لم يتم قطعه بوقاحة من قبل جاره الأكبر.

ومع ذلك ، هناك آثار أخرى مثيرة للاهتمام تقريبًا. دراسة نوى الكواكب العملاقة صعبة للغاية ، لأنها مدفونة تحت عدة مئات من كتل الأرض من الهيدروجين والهيليوم. حاليًا ، تحاول مهمة JUNO القيام بذلك لكوكب المشتري. ومع ذلك ، فإن دراسة خصائص هذا القمر الخارجي قد تمكن علماء الفلك من رؤية اللب العاري لكوكب غازي عملاق عندما يتم تجريده من غلافه الغازي. يمكن أن يوفر هذا لقطة لما قد يبدو عليه المشتري قبل أن ينمو إلى حجمه الهائل الحالي.

يقع نظام exomoon Kepler-1625b-i على حافة ما يمكن اكتشافه بالتكنولوجيا الحالية. قد يكون هناك العديد من الأشياء مثل هذه التي يمكن الكشف عنها من خلال التحسينات المستقبلية في قدرات التلسكوب. مع استمرار نمو تعداد الفلكيين للكواكب الخارجية ، تسلط أنظمة مثل القمر الخارجي ومضيفه الضوء على قضية ستصبح أكثر أهمية مع تقدمنا. يكشف هذا exomoon أن خصائص الكوكب ليست فقط نتيجة لكتلته وموقعه ، ولكن يمكن أن تعتمد على تاريخه والبيئة التي تشكل فيها.

تم إعادة نشر هذه المقالة من The Conversation بموجب ترخيص المشاع الإبداعي. اقرأ المقال الأصلي.


ما هي الألوان التي يمكن أن تمتلكها الكواكب الصخرية (أو الأقمار) - علم الفلك

يتكون نظامنا الشمسي من الشمس ، وثمانية كواكب ، وأقمار ، والعديد من الكواكب القزمية (أو بلوتويدات) ، وحزام الكويكبات ، والمذنبات ، والنيازك ، وغيرها. الشمس هي مركز نظامنا الشمسي ، فالكواكب وأقمارها وحزام من الكويكبات والمذنبات وصخور وغازات أخرى تدور حول الشمس.

الكواكب الثمانية التي تدور حول الشمس هي (بالترتيب من الشمس): عطارد ، الزهرة ، الأرض ، المريخ ، المشتري ، زحل ، أورانوس ، نبتون. جسم كبير آخر هو بلوتو ، المصنف الآن على أنه كوكب قزم أو بلوتويد. يقع حزام من الكويكبات (كواكب صغيرة مصنوعة من الصخور والمعادن) بين المريخ والمشتري. These objects all orbit the sun in roughly circular orbits that lie in the same plane, the ecliptic (Pluto is an exception it has an elliptical orbit tilted over 17° from the ecliptic).

Easy ways to remember the order of the planets (plus Pluto) are the mnemonics: "My Very Excellent Mother Just Sent Us Nine Pizzas" and "My Very Easy Method Just Simplifies Us Naming Planets" The first letter of each of these words represents a planet - in the correct order.


The largest planet is Jupiter. It is followed by Saturn, Uranus, Neptune, Earth, Venus, Mars, Mercury, and finally, tiny Pluto (the largest of the dwarf planets). Jupiter is so big that all the other planets could fit inside it.

  • The inner planets are: Mercury, Venus, Earth, and Mars. They are relatively small, composed mostly of rock, and have few or no moons.
  • The outer planets include: Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune, and Pluto (a dwarf planet). They are mostly huge, mostly gaseous, ringed, and have many moons (again, the exception is Pluto, the dwarf planet, which is small, rocky, and has four moons).

Density of the Planets
The outer, gaseous planets are much less dense than the inner, rocky planets.

The Earth is the densest planet. Saturn is the least dense planet it would float on water.

The Mass of the Planets
Jupiter is by far the most massive planet Saturn trails it. Uranus, Neptune, Earth, Venus, Mars, and Pluto are orders of magnitude less massive.

Gravitational Forces on the Planets
The planet with the strongest gravitational attraction at its surface is Jupiter. Although Saturn, Uranus, and Neptune are also very massive planets, their gravitational forces are about the same as Earth. This is because the gravitational force a planet exerts upon an object at the planet's surface is proportional to its mass and to the inverse of the planet's radius squared.

A Day on Each of the Planets
A day is the length of time that it takes a planet to rotate on its axis (360°). A day on Earth takes almost 24 hours.

The planet with the longest day is Venus a day on Venus takes 243 Earth days. (A day on Venus is longer than its year a year on Venus takes only 224.7 Earth days).

The planet with the shortest day is Jupiter a day on Jupiter only takes 9.8 Earth hours! When you observe Jupiter from Earth, you can see some of its features change.

The Average Orbital Speed of the Planets
As the planets orbit the Sun, they travel at different speeds. Each planet speeds up when it is nearer the Sun and travels more slowly when it is far from the Sun (this is Kepler's Second Law of Planetary Motion).

The Planets in Our Solar System

Planet (or Dwarf Planet) Distance from the Sun
(Astronomical Units
miles
km)
Period of Revolution Around the Sun
(1 planetary year)
Period of Rotation
(1 planetary day)
كتلة
(kg)
Diameter
(miles
km)
Apparent size
from Earth
درجة حرارة
(K
Range or Average)
Number of Moons
Mercury 0.39 AU, 36 million miles
57.9 million km
87.96 Earth days 58.7 Earth days 3.3 x 10 23 3,031 miles
4,878 km
5-13 arc seconds 100-700 K
mean=452 K
0
كوكب الزهرة 0.723 AU
67.2 million miles
108.2 million km
224.68 Earth days 243 Earth days 4.87 x 10 24 7,521 miles
12,104 km
10-64 arc seconds 726 K 0
أرض 1 AU
93 million miles
149.6 million km
365.26 days 24 hours 5.98 x 10 24 7,926 miles
12,756 km
Not Applicable 260-310 K 1
المريخ 1.524 AU
141.6 million miles
227.9 million km
686.98 Earth days 24.6 Earth hours
=1.026 Earth days
6.42 x 10 23 4,222 miles
6,787 km
4-25 arc seconds 150-310 K 2
كوكب المشتري 5.203 AU
483.6 million miles
778.3 million km
11.862 Earth years 9.84 Earth hours 1.90 x 10 27 88,729 miles
142,796 km
31-48 arc seconds 120 K
(cloud tops)
67 (18 named plus many smaller ones)
زحل 9.539 AU
886.7 million miles
1,427.0 million km
29.456 Earth years 10.2 Earth hours 5.69 x 10 26 74,600 miles
120,660 km
15-21 arc seconds
excluding rings
88 K 62 (30 unnamed)
أورانوس 19.18 AU
1,784.0 million miles
2,871.0 million km
84.07 Earth years 17.9 Earth hours 8.68 x 10 25 32,600 miles
51,118 km
3-4 arc seconds 59 K 27 (6 unnamed)
نبتون 30.06 AU
2,794.4 million miles
4,497.1 million km
164.81 Earth years 19.1 Earth hours 1.02 x 10 26 30,200 miles
48,600 km
2.5 arc seconds 48 K 13
Pluto (a dwarf planet) 39.53 AU
3,674.5 million miles
5,913 million km
247.7 years 6.39 Earth days 1.29 x 10 22 1,413 miles
2,274 km
0.04 arc seconds 37 K 4
Planet (or Dwarf Planet) Distance from the Sun
(Astronomical Units
miles
km)
Period of Revolution Around the Sun
(1 planetary year)
Period of Rotation
(1 planetary day)
كتلة
(kg)
Diameter
(miles
km)
Apparent size
from Earth
درجة حرارة
(K
Range or Average)
Number of Moons

Another Planet?
In 2005, a large object beyond Pluto was observed in the Kuiper belt.

A few astronomers think that there might be another planet or companion star orbiting the Sun far beyond the orbit of Pluto. This distant planet/companion star may or may not exist. The hypothesized origin of this hypothetical object is that a celestial object, perhaps a hard-to-detect cool, brown dwarf star (called Nemesis), was captured by the Sun's gravitational field. This planet is hypothesized to exist because of the unexplained clumping of some long-period comet's orbits. The orbits of these far-reaching comets seem to be affected by the gravitational pull of a distant, Sun-orbiting object.


النظام الشمسي

The Solar System, drawn to scale, but not at the correct relative distances.
Credit:Wikimedia

The Solar System contains the Sun, eight planets with their moons, and lots of other smaller objects such as dwarf planets, asteroids and other Near Earth Objects (NEOs), and comets. The distances between planets in the Solar System are huge so we use a unit of measurement based on the average distance from Earth to the Sun, called an astronomical unit (AU).

The four planets closest to the Sun are called the inner or terrestrial planets and are typically small, warm, rocky worlds, that have few (or no) moons and no ring systems. They are: Mercury, Venus, Earth and Mars, the latter three have atmospheres and weather patterns.

ال حزام الكويكبات, containing some dwarf planets, then separates these inner planets, with the outer planets, which are much larger and cooler, and mainly made of gas. These outer planets all have a lot of moons and ring systems, although we can only see Saturn’s rings from Earth. Also known as gas giants, they are mainly made of gases and ices and together make up 99% of the mass that orbits the Sun. They are: Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune.

Beyond this are many of the other dwarf planets of our Solar system, and icy comets.


What colours can rocky planets (or moons) have - Astronomy

1. AU - Astronomical Unit - Average distance from earth to sun = 92.96 Million (M) mi = 149.60 M km
AU's are average distance except for Mercury (.21), Pluto (.25) and Sedna (.84) which have significant (> 0.20) eccentricity (oval orbits) where we show the distance at perihelion (closest to sun) and aphelion (farthest point). The eccentricity of the other planets range from 0.007 - 0.09.

2. Time to rotate around the sun is in earth days and years.
See orbital periods.

3. Planet colors:
Planet colors are determined by gases in their upper atmosphere. You will see pictures of different colors, some because they represent the planet under the clouds and sometimes because they are enhanced with filters to bring out patterns in the atmosphere.

You will see images of venus that are a violate color (taken in ultra-violet by the hubble telescope), and orange (what it looks like under the clouds). But it appears white (the cloudtops is all you see) in normal light. Venus is the brightest object in the sky except for the Sun and Moon. See Venus at the BBC.

Many photos of Jupiter show more vibrant coloring with deeper reds and yellows, but these were created using filters to reveal more detail in the cloud structure. The colors we see are created by gases and clouds in the upper layers of the atmosphere. The primary colors in Jupiter's atmosphere are orange and white. The white bands are created by clouds of ammonia while the orange regions are ammonium hydrosulfide clouds.

Sulfur in the upper atmosphere of saturn , gives it an overall yellowish hue.

Small amounts of methane gas in uranus ' and neptune 's atmospheric clouds give them a light blue color. Neptune appears somewhat darker because it receives less light from the Sun.

4. When Pluto was downgraded to a dwarf planet it was suggested that it's moon Charon also be consedered a dwarf planet.

5. I can't remember where I saw this symbol for sedna, and haven't been able to find it again, so it may not be correct.

Sedna was discovered on Nov. 15, 2003. There was originally disagreement as to whether Pluto or Sedna should be classified as planets, since there are other small (less than 2,000 mi in diameter - smaller than earth's moon) objects orbiting the sun beyond the orbit of pluto.
In 2006 Pluto, Sedna and other small objects were classified as "dwarf Planets" and the number of official planets was changed to 8.

Sedna is not much larger than the Asteroid, Ceres (Diameter 600 miles), in the asteroid belt.

Sedna's orbit is extremely eccentric ranging from 76-850 AUs. It is currently 86 AU from the sun, in the constellation Cetus, just 12 degrees south of the ecliptic, next to the zodiacal constellation of Aries. Sedna is getting closer to the sun and will reach its closest point (perihelion) in 2075-76.

The discoverers of Sedna describe it as an inner Oort Cloud object, because it never enters the Kuiper Belt.

Sedna is currently 8 billion miles away but is getting closer to the sun because of it's elliptical orbit and will reach its closest point (perihelion) in 2075-76.

More information on sedna at CalTech.

There are other planetoids in our solar system. See the asteroid page for more.

* Named moons - Number of moons named by the International Astronomical Union (IAU) as of 2005. Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune have additional unnamed moons. See: Moons and Planets at NASA, Moons of the Solar System at the Planetary Society. and Table of Planets at the University Corporation for Atmospheric Research (UCAR).

In addition to Saturn, jupiter, uranus and neptune all have small rings ring systems .

All the planets rotate in the same direction as their orbits (counter clockwise when looking from the north) except Venus, Uranus and Pluto. Venus rotates clockwise when viewed from the north the sun rises in the west. Uranus' and pluto's axis are almost parallel to the ecliptic (i.e. tilted 90°).

The terrestrial planets are the four innermost planets in the solar system, Mercury, Venus, Earth and Mars. They are called terrestrial because they have a compact, rocky surface like the Earth's. The planets, Venus, Earth, and Mars have significant atmospheres while Mercury has almost none. Below is a close-up picture of the four terrestrial planets

Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune are known as the Jovian (Jupiter-like) planets , because they are all gigantic compared with Earth, and they have a gaseous nature like Jupiter's. The Jovian planets are also referred to as the gas giants, although some or all of them might have small solid cores.


Rocky Inner Planets

The four innermost planets in the Solar System (Mercury, Venus, Earth, and Mars) are sometimes called the "terrestrial" planets because of their proximity to Earth ("Terra" in Latin) and their similarity as compact solid bodies with rocky surfaces. These four planets developed from small grains of dust that collided and stuck together to form pebbles, boulders, kilometer- and mile-sized planetesimals, and larger planetary embryos and protoplanets). They formed in the inner portion of the protoplanetary disk located closer to the developing Sun during the first 100 million years of the System's birth, where it was too warm for the four developing protoplanets to agglomerate water and more volatile ices and bulk up sufficiently in gravitational might to hold onto the abundant but lightest gases of the Solar nebulae (hydrogen and helium) to become "gas giants." Although rocky (and icy protoplanets beyond the Solar System's 2-AU "ice line") formed in the Main Asteroid Belt, the early development of Jupiter prevented protoplanets like icy Ceres from agglomerating into larger planetary bodies, by sweeping many into pulverizing collisions as well as out into the Oort Cloud or beyond Sol's gravitational reach altogether.

See an animation of the orbits of these inner planets around the Sun,
with a table of basic orbital and physical characteristics. A real-time
Plot of the Innermost Solar System with known asteroids within and
beyond Mars orbit is also available at the Minor Planet Center.

According to astronomer Alan P. Boss ( Astronomy , October 2006), many astronomers now believe that the development of planetesimals into protoplanets as large as the moon was a runaway process, where a young Solar System may have developed a swarm of hundreds of Lunar-mass protoplanets in as little as 100,000 years. In a longer, succeeding phase of growth into Mars-sized protoplanets, however, these objects interacted gravitationally over many orbits so that their initially circular orbits became increasingly elliptical and they collided and merged into larger bodies over tens of millions of years. Colliding at speeds up to 22,000 miles per hour (36,000 kilometers per hour), such a collision may have stripped most of the rocky mantle from the protoplanet that became Mercury with its iron-rich core, while a Mars-size protoplanet struck the early Earth off-center and created a spray of mostly mantle material that later accreted to form the Moon.

The core accretion model describes
how the rocky inner planets formed
from Sol's protoplanetary disk.

The larger terrestrial planets, Earth and Venus, probably needed tens of millions of years to grow to their current size through collisions with large planetary embryos of 1,000 to 5,000 kilometers (620 to 3,100 miles). By modelling the process of planetary accretion, astrophysicists would have expected Mars to reach the size of the Earth at its orbital distance within the early Sun's circum-Solar gas and dust disk. Mars, however, has only 11 percent of Earth's mass and 53 percent of its diameter and so may have taken only two to three million years to reach its present size. By measuring and modelling the composition of meteorites (through the concentration of elements of Thorium and Hafnium in 44 samples), some astrophysicists have concluded that the "Red Planet" may have remained at its relatively small size by avoiding further collisions with other larger planetary embryos. Their results indicate that Mars grew before dissipation of the Solar Nebula's gas when roughly 100-km (62-mile) "planetesimals, such as the parent bodies of chondrites [stony meteorites], were still being formed" so that "Mars accretion occurred early enough to allow establishment of a magma ocean powered by [the] decay of" Aluminum 26 (Jennifer Carpenter, BBC News, May 27, 2011 and Dauphas and Pourmand, Nature , May 26, 2011).


The in-migration of Jupiter early in the
Solar System's formation depleted the
amount of circum-Solar dust and gas at
Mars' orbital distance and contributed
to its stunted size (more).

On June 5, 2011, a team of scientists published an article in Nature which explains how early orbital in-migration by Jupiter (and Saturn) would have depleted the circum-Solar disk of dust and gas at the orbital distance of Mars so that the Red Planet had less mass to develop from. In the Grand Tack Scenario, Jupiter moved inward to settle for a while at Mars' orbital distance of 1.5 AUs before the Red Planet had developed after forming initially at around 3.5 AUs. Subsequently, depletion of gas and dust in that region of the circum-Solar disk allowed Jupiter to migrate back outward to their 5.2 AUs, and Saturn to around 7 then 9.5 AUs (NASA and GSFC news release SWRI news release and Walsh et al, 2011).

In the later half of the 20th Century astronomers found that the four terrestrial planets are as not as similar as they once appeared. Human beings may be able to stand on their rocky surfaces without being crushed by gravitational force. However, only on Earth can they stand without special protection from inhospitable temperatures, atmospheric gases and pressure (or its absence), or Solar and cosmic radiation.

In general, the conditions needed to support the type of large carbon-based life found on Earth may require an inner rocky planet that is orbiting a star in its so-called "habitable zone." Such zones are bounded by the range of distances from a star for which liquid water can exist on a planetary surface, depending on such additional factors as the nature and density of its atmosphere and its surface gravity. In addition, the range of star types that can support Earth-type life on rocky planets may be limited to those lower mass stars that "live" long enough for planets to form and complex life to evolve.

A continuously habitable zone is not only bounded by the range of distances from a star for which liquid water can exist. It is also bounded by the range of star (spectral) types for which planets can have enough time to form, for which complex life can have enough time to evolve (stars less massive than type F), and for which stellar flares and atmospheric condensation due to tidal locking do not occur (stars more massive than type M). Hence, NASA's Kepler Mission to search for habitable planets is limited to the habitable zones of nearby stars that are less massive than spectral type A but more massive than type M. (Kepler is currently scheduled for launch in October 2008 to observe some 223,000 stars that will be reduced to some 100,000 "useful" target stars, but the ESA's similar Corot mission is scheduled to launch even earlier in October 2006 to search for transits by inner rocky planets of some 60,000 stars.)

The Kepler Mission is defining the size of an Earth-type planet to be those having between 0.5 and 2.0 times Earth's mass, or those having between 0.8 and 1.3 times Earth's radius or diameter. The mission will also investigate larger terrestrial planets that have 2 to 10 Earth masses, or 1.3 to 2.2 times its radius/diameter. However, larger planets will be excluded because they may have sufficient gravity to attract a massive hydrogen-helium atmosphere like the gas giants (Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune). On the other hand, those planets -- like Mars or Mercury -- that have less than half the Earth's mass and are located in or near their star's habitable zone may lose their initial life-supporting atmosphere because of low gravity and/or the lack of plate tectonics needed to recycle heat-retaining carbon dioxide gas back into the atmosphere (see Kasting et al).

Of course, there are other physical characteristics that can affect the evolution of rocky inner planets in stellar habitable zones. For example, Venus today appears to be located in Sol's habitable zone, derived on from the Sun's current luminosity ("brightness"). However, the shrouded planet is now much too hot to support the presence of liquid water on its surface due to its heavy carbon dioxide atmosphere and sulfuric acid clouds which retain too much radiative heat from the Sun through a runaway Greenhouse effect. It's possible, however, that conditions on Venus may once have been more conducive to Earth-type life earlier in the Solar System's history when Sol was as much as a third less luminous than it is today.

Surface Minerals and the Impact of Earth-type Life

According to planetary scientist Robert M. Hazen, the Solar nebula of dust and gas that gave birth to the Solar System 4.7 billion years ago -- before our Sun, Sol, ignited into a nuclear furnace -- appears to have been comprised of only a dozen minerals, or crystalline compounds (Robert M. Hazen, Scientific American , March 2010: pp. 58-65). After Sol became a star, the infant Sun melted and mixed elements and minerals within the circum-Solar disk of dust and gas, and many crystallized into scores of new minerals. Many of these minerals (including the first iron-nickel alloys, sulfides, phosphides, and various oxides and silicates) solidified from drops of molten rock into "chondrules," which have been recovered in chondritic meteorites on Earth. In addition to rocky asteroids and icier bodies further out from the Sun, many agglomerated into larger planetesimals that eventually collided to form planets like the Earth, and more than 250 minerals, including olivine and zircon, developed within the planetesimals with the help of melting, collisional shocks, and reactions with water. Large planetesimals (some more than 100 miles or 160 kilometers in diameter) were big enough to partially melt and form (differentiate into) onion-like layers of minerals around a denser, metal-rich core.

This color composite of the terrain around Crater Kuiper at
lower right highlights differences in opaque minerals such as
ilmenite, iron content, and soil maturity (more).

The formation and continued development of the four rocky inner planets is reflected in the number and diversity of minerals found on their planetary surfaces. Small and dry Mercury (as well as Earth's Moon) became frozen before much melting could occur, and so its surface may have no more than 350 different minerals. As Mars has some water that should have formed water-rich clays and evaporite minerals when its oceans dried up, the red planet may have as many as 500 surface minerals. Earth and Venus should have had sufficient inner heat to remelt some of its surface basalt to form a range of igneous rocks called granites or "granitoids," which are coarse-grained blends of lighter minerals (including quartz, feldspar, and mica that are common in Earth's crust but rarer in the smaller planetsimals). Remelting of granitic rocks concentrated rare "incompatible" elements and created more than 500 distinctive minerals rich in lithium, beryllium, boron, cesium, tantalum, uranium, and many other rare elements. Even more crustal minerals were formed by plate tectonics with the help of lubricating ocean water, atmospheric oxygen from the successful development of photosynthetic microbes, and land-based lichens (of algae and fungi) and mosses which were followed by deep-rooted plants that hastened the erosion and weathering of surface rocks with the help of biochemical action and the creation of soils as well as new clay minerals . As a result, Earth's surface today has more than 4,400 known mineral "species," of which more than half appear to owe their existence to the development of Earth-type life, and so its surface minerals are also a planetary signature of the presence of life.

David Seal (a mission planner and engineer at NASA's Jet Propulsion Laboratory at CalTech) has a web site that generates simulated images of the Sun, planets, and major moons from different perspectives and at different times of the year. Try his Solar System Simulator.

For more information about the Solar System, go to William A. Arnett's website on "The Nine Planets", or to Calvin J. Hamilton's website on " "The Solar System."


شاهد الفيديو: Environmental Disaster: Natural Disasters That Affect Ecosystems (شهر اكتوبر 2021).