Czy istnieją satelity planet większe od Marsa? Rtęć? Księżyc?
Odpowiedź
Nie ma satelitów większych od Marsa. Satelity nadrzędne wobec Merkurego to Ganimedes (księżyc Jowisza) i Tytan (księżyc Saturna). Satelity większe od Księżyca: Ganimedes, Tytan, Kallisto (oś Jowisza) i Tryton (oś Neptuna).
Na jakich satelitach planet odkryto atmosfery?
Odpowiedź
Księżyc Saturna, Tytan, ma atmosferę złożoną z metanu i amoniaku. Księżyc Neptuna, Tryton, ma atmosferę złożoną z azotu.
Dlaczego bardziej słuszne jest traktowanie Ziemi i Księżyca nie jako planety z satelitą, ale jako planety podwójnej?
Odpowiedź
Ponieważ Księżyc w porównaniu do Ziemi ma dość znaczną masę, a satelity innych planet, w porównaniu do tych planet, są nieporównywalnie mniej masywne.
„Po raz pierwszy można było zmierzyć prędkość światła, obserwując zaćmienia satelitów Jowisza. Według dokładnych obliczeń te maleńkie planety znikały już za dyskiem Jowisza, ale astronomowie wciąż widzieli ich światło.” Czy wszystko w tym fragmencie jest prawdą?
Odpowiedź
Oblicz wymiary kątowe Fobosa obserwowanego z powierzchni Marsa i porównaj je z wymiarami kątowymi Księżyca obserwowanego z powierzchni Ziemi ze średniej odległości.
Odpowiedź
Odległość Fobosa od centrum Marsa wynosi 9400 km, a od jego powierzchni – 6030 km. Z tej odległości Fobos jest widoczny z Marsa pod kątem około 9 cali, czyli znacznie mniej niż Księżyc widoczny z Ziemi.
Czy są jakieś satelity dużych planet, które z kolei mają satelity, innymi słowy, czy w Układzie Słonecznym są satelity drugiego rzędu?
Odpowiedź
W Układzie Słonecznym nie odkryto jeszcze satelitów drugiego rzędu.
Co jest specjalnego w asteroidach tworzących grupę „Trojan”?
Odpowiedź
Każda z planetoid należących do grupy trojańskiej wraz z Jowiszem i Słońcem tworzy trójkąt równoboczny i dlatego porusza się wokół Słońca w taki sam sposób jak Jowisz, ale albo przed nim, albo za nim.
Którą asteroidę można zobaczyć gołym okiem?
Odpowiedź
Na korzystne warunki Vestę widać.
Jak ustalono, że niektóre asteroidy mają nieregularny, kanciasty kształt?
Odpowiedź
Dzięki zmianie ich jasności w krótkim czasie bezpośrednie pomiary ujawniły kątowy kształt asteroidy Eros.
Powiedzmy, że Słońce właśnie zaszło gdzieś na równinie na równiku. Na jaką wysokość musiałbyś się tam wznieść, aby ponownie zobaczyć Słońce, którego dolna krawędź znajduje się na horyzoncie? Średnica Słońca wynosi 32 cale.
Odpowiedź
Przyjmując zasięg horyzontu na równiku dla wysokości 1,6 m równy w przybliżeniu 4,9 km i długość łuku w G równą 1855 m (wzdłuż równoleżnika), stwierdzamy, że w pomiarach kątowych zasięg światła widzialnego horyzont wynosi 2,6. Dzięki prostej konstrukcji jesteśmy przekonani, że aby Słońce znów stało się widoczne, odległość horyzontu musi wzrosnąć o 32”, tj. osiągnąć wartość 34”, 6 lub 64 km. Stąd znajdujemy pożądana wysokość nowego stanowiska obserwacyjnego: 275 m.
Czy zasięg widzialnego horyzontu zwiększa się podczas oglądania obszaru przez lornetkę?
Odpowiedź
„Doświadczeni ludzie mówili, że przy szczególnie dobrej pogodzie, w połowie drogi między przylądkami, ze szczytu masztu można zobaczyć Ziemię z obu stron”. Mówimy tutaj o najwęższym punkcie Morza Czarnego, gdzie jego szerokość wynosi 263 km. Oblicz wysokość masztu, z którego widać oba brzegi Morza Czarnego. Skorzystaj ze wzoru uwzględniającego refrakcję.
Odpowiedź
Wysokość masztu powinna wynosić ≈1160 m.
Wyobraź sobie Ziemię w kształcie kuli ziemskiej o średnicy 1 m i oblicz, jak bardzo gładkość jej powierzchni zostaje zakłócona przez najgłębszą depresję na Oceanie Spokojnym na wysokości 11 613 m i najwyższą górę Chomolungma na wysokości 8882 m. Co będzie spłaszczenie globu na tym globie, które wynosi 1/298 jego średnicy?
Odpowiedź
Zakładając, że średnica kuli ziemskiej wynosi 12 800 km, okazuje się, że jeden kilometr na tej kuli odpowiada ~0,08 mm. Zatem najgłębsze wgłębienie na tej kuli miałoby zaledwie 0,9 mm, a Chomolungma 0,7 mm, co byłoby niewidoczne dla oka. Kula zostałaby ściśnięta o 3,3 mm wzdłuż swojej średnicy biegunowej, czego również nie dałoby się wykryć gołym okiem.
„11-12 sierpnia. W ciągu dnia zostaliśmy przeniesieni (po lodzie) na wschód aż o osiem stopni. A jesteśmy już tak blisko bieguna, że jeden stopień długości geograficznej równa się zaledwie dwóm lub trzem kilometrom. We wskazanym czasie dryfująca kry znajdowała się na wysokości około 89° N. w. Jaka jest długość 1° długości geograficznej na tej szerokości geograficznej?
Odpowiedź
Jak wiadomo, R=cosφ, a długość 1° długości geograficznej jest równa .
Jak udowodniono, że komety mają tak małą masę, że jeden z astronomów nazwał je nawet „widzialną nicością”?
Odpowiedź
Komety nie powodują żadnych zakłóceń w ruchach planet, w pobliżu których przechodzą, wręcz przeciwnie, same podlegają silnym zakłóceniom ze swojej strony.
Jak udowodniono, że komety nie mają żadnego znaczącego stałego jądra?
Odpowiedź
Kiedy komety przelatują blisko Słońca (jak przez dysk słoneczny), komety całkowicie łączą się z ogólnym tłem Słońca i nigdy nie zauważono na tym tle żadnych ciemnych plam. Oznacza to, że jądra komet są tak małe, że nie można ich dostrzec nawet przy pomocy instrumentów optycznych.
Czasami komety mają dwa ogony, z których jeden jest skierowany w stronę Słońca, a drugi w stronę od Słońca. Jak można to wyjaśnić?
Odpowiedź
Ogon skierowany w stronę Słońca składa się z większych cząstek, dla których siła przyciągania słońca jest większa niż siła odpychania jego promieni.
„Jeśli chcesz zobaczyć kometę wartą zobaczenia, musisz wydostać się z naszego Układu Słonecznego, tam, gdzie będą mogli się zawrócić, wiesz? Ja, mój przyjaciel, widziałem tam okazy, które nie mieściły się nawet w orbitach naszych najsłynniejszych komet – ich ogony z pewnością wisiały na zewnątrz”. Zrozum prawdziwość tego stwierdzenia.
Odpowiedź
Poza Układem Słonecznym, z dala od innych podobnych układów, komety nie mają ogonów i są znikome.
Po wysłuchaniu wykładu na temat komet jeden ze słuchaczy zadał wykładowcy następujące pytanie: „Powiedziałeś, że komety zawsze odwracają ogon od Słońca, ale kiedy widziałem kometę, jej ogon był zawsze zwrócony w tę samą stronę i Słońce pozostawało w tym czasie wielokrotnie na południu, wschodzie i zachodzie. Dlaczego kometa nie machała ogonem w różnych kierunkach?” Jak byś odpowiedział temu słuchaczowi?
Odpowiedź
Ruch Słońca, na który zwrócił uwagę słuchacz, jest widoczny. Kierunek ogonów komet stale się zmienia i można to wykryć, choć nie od razu.

Europejska Agencja Kosmiczna ogłosiła pomyślne lądowanie sondy Philae na komecie 67P/Churyumov-Gerasimenko. Sonda oddzieliła się od aparatu Rosetta po południu 12 listopada (czasu moskiewskiego). Rosetta opuściła Ziemię 2 marca 2004 roku i leciała w stronę komety przez ponad dziesięć lat. Głównym celem misji jest zbadanie ewolucji wczesnego Układu Słonecznego. Jeśli się powiedzie, najbardziej ambitny projekt ESA może stać się swoistym kamieniem z Rosetty nie tylko dla astronomii, ale także dla technologii.

Długo oczekiwany gość

Kometa 67P/Churyumov-Gerasimenko została odkryta w 1969 roku przez radzieckiego astronoma Klima Churyumova podczas studiowania zdjęć wykonanych przez Swietłanę Gerasimenko. Kometa należy do grupy komet krótkookresowych: okres obiegu wokół Słońca wynosi 6,6 roku. Półoś wielka orbity ma nieco ponad 3,5 jednostki astronomicznej, masa wynosi około 10–13 kilogramów, wymiary liniowe jądra wynoszą kilka kilometrów.

Badania takich ciał kosmicznych są konieczne, po pierwsze, aby zbadać ewolucję materii kometarnej, a po drugie, aby zrozumieć możliwy wpływ gazów parujących w komecie na ruch otaczających ją ciał niebieskich. Dane uzyskane za pomocą Misje Rosetty, pomoże wyjaśnić procesy ewolucji Układu Słonecznego i pojawienia się wody na Ziemi. Ponadto naukowcy mają nadzieję odkryć organiczne ślady form L („lewoskrętnych”) aminokwasów, które są podstawą życia na Ziemi. Jeśli te substancje zostaną odkryte, hipoteza o pozaziemskich źródłach ziemskiej materii organicznej zyska nowe potwierdzenie. Jednak już teraz, dzięki projektowi Rosetta, astronomowie dowiedzieli się wielu ciekawych rzeczy na temat samej komety.

Średnia temperatura powierzchni jądra komety wynosi minus 70 stopni Celsjusza. Pomiary wykonane w ramach misji Rosetta wykazały, że temperatura komety jest zbyt wysoka, aby jej rdzeń mógł zostać całkowicie pokryty warstwą lodu. Zdaniem badaczy powierzchnia jądra to ciemna skorupa pyłowa. Niemniej jednak naukowcy nie wykluczają, że mogą znajdować się tam obszary lodowe.

Ustalono również, że strumień gazów wydobywających się ze śpiączki (chmury wokół jądra komety) zawiera siarkowodór, amoniak, formaldehyd, kwas cyjanowodorowy, metanol, dwutlenek siarki i dwusiarczek węgla. Wcześniej sądzono, że w miarę zbliżania się lodowej powierzchni komety do Słońca nagrzewa się ona i uwalnia jedynie najbardziej lotne związki – dwutlenek i tlenek węgla.

Również dzięki misji Rosetta astronomowie zauważyli kształt jądra w kształcie hantli. Możliwe, że kometa mogła powstać w wyniku zderzenia pary protokomet. Jest prawdopodobne, że z czasem obie części korpusu 67P/Czuriumow-Gerasimenko rozdzielą się.

Istnieje inna hipoteza wyjaśniająca powstanie podwójnej struktury w wyniku intensywnego parowania pary wodnej w centralnej części niegdyś sferycznego jądra komety.

Korzystając z sondy Rosetta, naukowcy ustalili, że co sekundę kometa 67P/Churyumov-Gerasimenko uwalnia do otaczającej przestrzeni około dwóch szklanek pary wodnej (po 150 mililitrów każda). W tym tempie kometa wypełniłaby basen o wymiarach olimpijskich w 100 dni. W miarę zbliżania się do Słońca emisja pary tylko wzrasta.

Najbliższe podejście do Słońca nastąpi 13 sierpnia 2015 r., kiedy kometa 67P/Churyumov-Gerasimenko znajdzie się w punkcie peryhelium. Wtedy nastąpi najintensywniejsze parowanie jego materii.

Statek kosmiczny Rozeta

Sonda kosmiczna Rosetta wraz z lądownikiem Philae została wystrzelona 2 marca 2004 roku za pomocą rakiety nośnej Ariane 5 z Kourou w Gujanie Francuskiej.

Sonda została nazwana na cześć Kamienia z Rosetty. Odszyfrowanie inskrypcji na tej starożytnej kamiennej płycie, ukończone w 1822 roku przez Francuza Jean-François Champolliona, umożliwiło lingwistom dokonanie gigantycznego przełomu w badaniach egipskiego pisma hieroglificznego. Naukowcy spodziewają się podobnego skoku jakościowego w badaniach ewolucji Układu Słonecznego z misji Rosetta.

Sama Rosetta to aluminiowa skrzynka o wymiarach 2,8 x 2,1 x 2,0 metra zawierająca dwa panele słoneczne o długości 14 metrów każdy. Koszt projektu to 1,3 miliarda dolarów, a jego głównym organizatorem jest Europejska Agencja Kosmiczna (ESA). NASA, a także krajowe agencje kosmiczne innych krajów, biorą w tym mniejszy udział. Łącznie w projekcie bierze udział 50 firm z 14 krajów Europy i USA. W Rosetcie znajduje się jedenaście instrumentów naukowych – specjalne systemy czujników i analizatorów.

Podczas swojej podróży Rosetta wykonała trzy manewry wokół orbity Ziemi i jeden wokół Marsa. Sonda zbliżyła się do orbity komety 6 sierpnia 2014 r. Dla twojego długi dystans Urządzenie udało się przeprowadzić szereg badań. Tak więc w 2007 roku, przelatując obok Marsa w odległości tysiąca kilometrów, przekazał na Ziemię dane o polu magnetycznym planety.

W 2008 roku, aby uniknąć zderzenia z asteroidą Steins, naziemni specjaliści dostosowali orbitę statku, co nie przeszkodziło mu w fotografowaniu powierzchni ciała niebieskiego. Na zdjęciach naukowcy odkryli ponad 20 kraterów o średnicy 200 metrów i większej. W 2010 roku Rosetta przesłała na Ziemię zdjęcia innej asteroidy, Lutetii. To ciało niebieskie okazało się planetozymalem – formacją, z której w przeszłości powstawały planety. W czerwcu 2011 r. urządzenie zostało przełączone w tryb uśpienia, aby oszczędzać energię, a 20 stycznia 2014 r. Rosetta „obudziła się”.

Sonda Philae

Nazwa sondy pochodzi od wyspy Philae na Nilu w Egipcie. Znajdowały się tam starożytne budowle sakralne, odkryto także płytę z hieroglificznymi zapisami królowych Kleopatry II i Kleopatry III. Na miejsce lądowania komety naukowcy wybrali miejsce zwane Agilika. Na Ziemi jest to także wyspa na Nilu, na którą przeniesiono część starożytnych zabytków, którym w wyniku budowy Tamy Asuańskiej groziła powódź.

Masa sondy opadającej Philae wynosi sto kilogramów. Wymiary liniowe nie przekraczają metra. Sonda posiada na pokładzie dziesięć instrumentów niezbędnych do badania jądra komety. Za pomocą fal radiowych naukowcy planują zbadać wewnętrzną strukturę jądra, a mikrokamery umożliwią wykonanie panoramicznych zdjęć powierzchni komety. Wiertarka zamontowana na Philae pomoże pobrać próbki gleby z głębokości nawet 20 centymetrów.

Baterie Philae wystarczą na 60 godzin pracy, po czym zasilanie zostanie przełączone na panele słoneczne. Wszystkie dane pomiarowe online zostaną przesłane do aparatu Rosetta, a stamtąd na Ziemię. Po zejściu Philae sonda Rosetta zacznie oddalać się od komety, zamieniając się w jej satelitę.

Wszystko wskazuje na to, że wkroczyliśmy w erę nowych odkryć. W zeszłym roku wiele osób oglądało misję Rosetty z zapartym tchem. Lądowanie na komecie, pierwsze w historii, było skomplikowaną operacją, podobnie jak cały program. Trudności, jakie się pojawiły, nie umniejszają jednak znaczenia zarówno samego wydarzenia, jak i danych, które sonda kosmiczna już uzyskała i nadal dostarcza. Dlaczego konieczne było lądowanie na komecie i jakie wyniki uzyskali astrofizycy? Zostanie to omówione poniżej.

Główny sekret

Zacznijmy od daleka. Jednym z głównych zadań stojących przed całym światem naukowym jest zrozumienie, co się do tego przyczyniło. Od starożytności formułowano wiele hipotez na ten temat. Jeden z nowoczesne wersje mówi, że komety, które w dużych ilościach spadły na planetę w okresie jej powstawania, odegrały tutaj ważną rolę. Uważa się, że mogą stać się dostawcami wody i cząsteczek organicznych.

Dowód początku

Taka hipoteza sama w sobie doskonale uzasadnia zainteresowanie naukowców, od astronomów po biologów, kometami. Jest jednak kilka ciekawszych punktów. Ogoniaste zwierzęta niosą w przestrzeni kosmicznej dość szczegółowe informacje o tym, co wydarzyło się na najwcześniejszych etapach formowania się Układu Słonecznego. To właśnie wtedy powstało najwięcej komet. Dzięki temu lądowanie na komecie pozwala dosłownie zbadać materię, z której ponad cztery miliardy lat temu powstał nasz kawałek Wszechświata (i nie jest tu potrzebny wehikuł czasu).

Ponadto badanie ruchu komety, jej składu i zachowania podczas zbliżania się do Słońca ujawnia ogromną ilość informacji na temat takich obiektów kosmicznych i pozwala przetestować wiele założeń i hipotez naukowych.

Tło

Naturalnie ogoniaści „podróżnicy” byli już badani za pomocą statków kosmicznych. Wykonano siedem przelotów obok komet, podczas których wykonano zdjęcia i zebrano pewne informacje. Były to właśnie przeloty, ponieważ długotrwałe towarzyszenie komecie jest sprawą złożoną. Producentami takich danych w latach 80. był amerykańsko-europejski aparat ICE oraz radziecka Vega. Ostatnie z tych spotkań odbyło się w 2011 roku. Następnie dane o ogoniastym obiekcie kosmicznym zebrał aparat Stardust.

Poprzednie badania dostarczyły naukowcom wiele informacji, jednak to nie wystarczy, aby zrozumieć specyfikę komet i odpowiedzieć na wiele z powyższych pytań. Stopniowo naukowcy zdali sobie sprawę z potrzeby dość śmiałego kroku - zorganizowania lotu statku kosmicznego do komety, a następnie wylądowania sondy na jej powierzchni.

Wyjątkowość misji

Aby poczuć, jak trudne jest lądowanie na komecie, trzeba zrozumieć, na czym polega. Pędzi ona w przestrzeni kosmicznej z ogromną prędkością, sięgającą czasami kilkuset kilometrów na sekundę. Jednocześnie ogon komety, który powstaje, gdy ciało zbliża się do Słońca i wygląda tak pięknie z Ziemi, jest mieszaniną gazu i pyłu. Wszystko to znacznie komplikuje nie tylko lądowanie, ale także poruszanie się po równoległym kursie. Należy zrównać prędkość urządzenia z prędkością obiektu i wybrać odpowiedni moment na podejście: im bliżej Słońca znajduje się kometa, tym silniejsze są emisje z jej powierzchni. I dopiero wtedy możliwe będzie lądowanie na komecie, co dodatkowo komplikuje niska grawitacja.

Wybór obiektu

Wszystkie te okoliczności wymagały ostrożnego podejścia do wyboru celu misji. Lądowanie na komecie Churyumov-Gerasimenko nie jest pierwszą opcją. Początkowo zakładano, że sonda Rosetta zostanie wysłana w stronę komety Wirtanen. Jednak w planach przeszkodził wypadek: na krótko przed przewidywanym odlotem zawiódł silnik rakiety nośnej Ariane 5. To ona miała wystrzelić Rosettę w kosmos. W rezultacie uruchomienie zostało przesunięte i konieczne stało się wybranie nowego obiektu. Była to kometa Churyumov-Gerasimenko lub 67P.

Ten obiekt kosmiczny został odkryty w 1969 roku i nazwany na cześć jego odkrywców. Jest to jedna z komet krótkookresowych, wykonująca jeden obrót wokół Słońca w ciągu około 6,6 roku. 67P nie jest szczególnie niezwykły, ale ma dobrze zbadany tor lotu, który nie wykracza poza orbitę Jowisza. To do niej „Rosetta” trafiła 2 marca 2004 roku.

„Wypełnienie” statku kosmicznego

Sonda Rosetta wyniosła w kosmos dużą ilość sprzętu przeznaczonego do badań i rejestracji ich wyników. Są wśród nich kamery zdolne do wykrywania promieniowania w ultrafioletowej części widma, a także urządzenia niezbędne do badania struktury komety i analizy gleby oraz instrumenty do badania atmosfery. W sumie Rosetta dysponowała 11 instrumentami naukowymi.

Osobno należy zatrzymać się nad modułem zejścia Philae - to on miał wylądować na komecie. Część zaawansowanego technologicznie sprzętu została umieszczona bezpośrednio na nim, ponieważ konieczne było zbadanie obiektu kosmicznego natychmiast po wylądowaniu. Dodatkowo Philae został wyposażony w trzy harpuny, które miały zapewnić bezpieczne zamocowanie na powierzchni po wystrzeleniu przez Rosettę. Lądowanie na komecie, jak już wspomniano, jest obarczone pewnymi trudnościami. Grawitacja jest tu na tyle niska, że w przypadku braku dodatkowych mocowań modułowi grozi zagubienie się w przestrzeni kosmicznej.

Długi dystans

Lądowanie komety w 2014 roku poprzedziła dziesięcioletnia misja sondy Rosetta. W tym czasie pięciokrotnie znalazł się blisko Ziemi, przeleciał blisko Marsa i spotkał dwie asteroidy. Wspaniałe zdjęcia wykonane przez sondę w tym okresie po raz kolejny przypominają nam o pięknie natury i Wszechświata w jego najróżniejszych zakątkach.

Może jednak pojawić się logiczne pytanie: dlaczego Rosetta tak długo okrążała Układ Słoneczny? Oczywiste jest, że zdjęcia i inne dane zebrane podczas lotu nie były jego celem, ale stały się dla badaczy przyjemnym i interesującym dodatkiem. Celem tego manewru jest zbliżenie się do komety od tyłu i wyrównanie prędkości. Efektem dziesięcioletniego lotu miała być faktyczna przemiana Rosetty w satelitę komety Czuryumow-Gerasimenko.

Zbliżenie

Teraz, w kwietniu 2015 roku, możemy śmiało powiedzieć, że lądowanie sondy na komecie zakończyło się sukcesem. Jednak w sierpniu ubiegłego roku, kiedy urządzenie właśnie weszło na orbitę ciała kosmicznego, była to jeszcze kwestia najbliższej przyszłości.

Sonda wylądowała na komecie 12 listopada 2014 r. Prawie cały świat obserwował lądowanie. Oddokowanie Philae zakończyło się sukcesem. Problemy zaczęły się już w momencie lądowania: harpuny nie działały, a urządzenie nie mogło utrzymać się na powierzchni. Philae odbił się od komety dwukrotnie i udało mu się wylądować dopiero za trzecim razem, po czym przeleciał około kilometra od planowanego miejsca lądowania.

W rezultacie moduł Philae znalazł się w obszarze, do którego akumulatory potrzebne do uzupełnienia ładunku energii prawie nie docierały. Na wypadek, gdyby lądowanie na komecie nie zakończyło się pełnym sukcesem, urządzenie zostało wyposażone w naładowany akumulator, który miał wystarczyć na 64 godziny. Pracował trochę krócej, bo 57 godzin, ale w tym czasie „Phila” zrobiła niemal wszystko, do czego została stworzona.

Wyniki

Lądowanie na komecie Churyumov-Gerasimenko pozwoliło naukowcom uzyskać obszerne dane na temat tego kosmicznego ciała. Wiele z nich nie zostało jeszcze przetworzonych lub wymaga analizy, ale pierwsze wyniki zostały już zaprezentowane opinii publicznej.

Badane ciało kosmiczne ma podobny kształt (lądowanie na komecie miało nastąpić w obszarze „głowy”): dwie okrągłe części o porównywalnych rozmiarach połączone wąskim przesmykiem. Jednym z zadań stojących przed astrofizykami było zrozumienie przyczyny tak niezwykłej sylwetki. Obecnie stawiane są dwie główne hipotezy: albo jest to wynik zderzenia dwóch ciał, albo procesy erozji doprowadziły do powstania przesmyku. NA w tej chwili nie otrzymano dokładnej odpowiedzi. Dzięki badaniom Philae okazało się dopiero, że poziom grawitacji na komecie nie jest taki sam. Najwyższy wskaźnik obserwuje się w górnej części rdzenia, a najniższy - tuż w obszarze „szyi”.

Płaskorzeźba i struktura wewnętrzna

Moduł Philae odkrył na powierzchni komety różne formacje, które wyglądały jak góry i wydmy. W składzie większość z nich to mieszanina lodu i pyłu. Wzgórza dochodzące do 3 metrów wysokości, zwane gęsią skórką, są dość powszechne na 67P. Naukowcy sugerują, że powstały one we wczesnych stadiach formowania się Układu Słonecznego i mogą pokrywać powierzchnie innych podobnych ciał niebieskich.

Ponieważ sonda najczęściej nie wylądowała na komecie w udany sposób naukowcy obawiali się rozpoczynania planowanych wierceń powierzchniowych. Jednak nadal był on realizowany. Okazało się, że pod górną warstwą znajduje się druga, gęstsza. Najprawdopodobniej składa się z lodu. Założenie to potwierdza także analiza drgań zarejestrowanych przez urządzenie podczas lądowania. Jednocześnie obrazy spektrograficzne pokazują nierówny stosunek związków organicznych do lodu: tych pierwszych jest wyraźnie więcej. Nie zgadza się to z założeniami naukowców i podaje w wątpliwość wersję pochodzenia komety. Założono, że powstał w rejonie Układu Słonecznego, w pobliżu Jowisza. Badanie obrazów obala jednak tę hipotezę: najwyraźniej 67P powstał w Pasie Kuipera, położonym poza orbitą Neptuna.

Misja trwa

Sonda Rosetta, która uważnie monitorowała aktywność modułu Philae aż do zaśnięcia, nie opuściła jeszcze komety Churyumov-Gerasimenko. Kontynuuje obserwację obiektu i wysyła dane z powrotem na Ziemię. Dlatego do jego obowiązków należy rejestrowanie emisji pyłu i gazu, które zwiększają się w miarę zbliżania się komety do Słońca.

Ustalono już wcześniej, że głównym źródłem takich emisji jest tzw. szyja komety. Przyczyną tego może być niska grawitacja tego obszaru i występujący tu efekt akumulacji energii słonecznej odbitej od sąsiadujących obszarów. W marcu tego roku Rosetta zarejestrowała także emisję pyłu i gazu, o tyle interesującą, że wystąpiła po nieoświetlonej stronie (zwykle zjawiska takie powstają w wyniku nagrzania powierzchni, czyli słonecznej części komety) ). Wszystkie te procesy i cechy 67P wymagają wyjaśnienia w miarę kontynuowania gromadzenia danych.

Pierwsze lądowanie na komecie w historii ludzkości było wynikiem pracy dużej liczby naukowców, techników, inżynierów i projektantów przez prawie czterdzieści lat. Dziś misja Rosetta uznawana jest za jedno z najbardziej ambitnych wydarzeń ery kosmicznej. Naturalnie astrofizycy nie zamierzają tego kończyć. Ambitne plany na przyszłość obejmują stworzenie lądownika, który będzie mógł poruszać się po powierzchni komety oraz statku kosmicznego, który będzie mógł zbliżyć się do obiektu, pobrać próbki gleby i wrócić z nimi na Ziemię. Ogólnie rzecz biorąc, udany projekt Rosetta inspiruje naukowców do coraz śmielszych programów mających na celu poznanie tajemnic Wszechświata.

Naukowcy dostarczyli nowe, zaktualizowane informacje dotyczące gruzu, dużych kawałków i cząstek pyłu wokół komety 67P/Churyumov-Gerasimenko. Badania dotyczyły materiału otaczającego to niewielkie ciało niebieskie i miały na celu poszukiwanie satelitów w jego pobliżu.

Od czasu przybycia do komety 67P/Churyumov-Gerasimenko sonda Rosetta bada jej jądro i środowisko przy użyciu różnych urządzeń i sprzętu. Jednym z kluczowych obszarów jest badanie cząstek pyłu i innych otaczających go obiektów.

Analiza pomiarów z instrumentu GIADA, który umożliwia analizę i badanie cząstek pyłu, a także zdjęć wykonanych kamerą OSIRIS ujawniła setki pojedynczych obiektów pyłowych albo połączonych z kometą poprzez jej grawitację, albo od niej oddalających się.

Na zdjęciach uwidoczniono zarówno małe obiekty, jak i znacznie większe bloki o rozmiarach od kilku centymetrów do dwóch metrów. Warto dodać, że bloki o długości do czterech metrów odkryto tylko raz podczas misji NASA do komety 103P/Hartley 2 w 2010 roku.

Nowe badanie obrazowe opiera się na wcześniejszych badaniach pyłu kometowego. Naukowcy, wykorzystując specjalne metody do badań dynamicznych, po raz pierwszy wyznaczyli orbity czterech kategorii śmieci, z których największy miał średnicę do półtora metra.

Badania przeprowadzono na podstawie kilku zdjęć okolicy, co wystarczyło do potwierdzenia, że fragmenty materiału poruszały się po określonej drodze. Jednak zrozumienie ich związku z kometą wymagało wykonania setek zdjęć wykonanych w długim okresie czasu.

Aby szczegółowo śledzić ruch odłamków, naukowcy obserwowali fragment nieba za pomocą kamery OSIRIS, która umożliwia badanie obiektów na dużych obszarach. Robiąc zdjęcia w trzydziestominutowych odstępach i z czasem otwarcia migawki 10,2 sekundy każde, uzyskali 30 zdjęć. Zdjęcia wykonano przed 10 września 2014 r.

Notabene zdjęcie wykonano zaledwie na kilka godzin przed rozpoczęciem manewru, który był związany z wejściem sondy na orbitę wokół komety. Odległość w tym momencie do jądra wynosiła 30 km.

Kiedy naukowcy później analizowali zdjęcia, zidentyfikowali cztery kategorie śmieci widocznych na rozgwieżdżonym niebie o wielkości od 15 do 50 centymetrów. Stwierdzono, że poruszają się one bardzo powoli, z prędkością kilkudziesięciu centymetrów na sekundę, i znajdują się w odległości od czterech do 17 kilometrów od jądra.

Można powiedzieć, że naukowcom po raz pierwszy udało się określić poszczególne orbity takich śmieci znajdujących się w pobliżu komety. Informacje te są bardzo ważne dla badania ich pochodzenia i pomagają zrozumieć procesy związane z utratą masy takich ciał niebieskich.

W rzeczywistości trzy z tych kategorii wydają się być powiązane grawitacyjnie z kometą i poruszać się po orbitach eliptycznych. Jednak odległość, jaką małe cząstki przebyły w ciągu 30 minut, była zbyt mała, aby określić ich orbity, dlatego naukowcy nie wykluczają możliwości, że te trzy kategorie śmieci i małych cząstek pyłu mogą znajdować się na niepowiązanych, hiperbolicznych orbitach.

Jeśli chodzi o pochodzenie szczątków, prawdopodobnie datuje się je na czasy komety ostatni raz osiągnęły swój najbliższy punkt od Słońca, przechodząc przez peryhelium w 2009 roku, po czym oderwały się od jądra w wyniku silnych procesów parowania. Ponieważ jednak siła strumieni gazu nie była wystarczająca, aby uwolnić je spod grawitacji jądra, zamiast rozpuścić się w przestrzeni, pozostały one w jej sferze grawitacji. Możliwe, że część z nich od dłuższego czasu stale przebywa w pobliżu jądra.

Badanie to dowodzi, że tak duże kawałki materii mogą odrywać się od komet i że pozostają z nimi związane przez długi czas, gdy krążą wokół Słońca.

Z drugiej strony jedna z kategorii śmieci prawdopodobnie porusza się po trajektorii hiperbolicznej, co pozwoli im wkrótce opuścić sferę grawitacji komety i udać się w przestrzeń kosmiczną.

W trakcie badań na zdjęciach odkryto duży fragment, który miał bardzo ciekawą trajektorię przecinającą się z jądrem. Naukowcy zasugerowali, że mógł się od niej oddzielić na krótko przed obserwacjami. To założenie, choć intrygujące, jest również zastanawiające, ponieważ w tym czasie kometa znajdowała się jeszcze w dość dużej odległości od Słońca.

Kilka kolejnych zestawów zdjęć wykonano po wejściu Rosetty na orbitę wokół komety we wrześniu ubiegłego roku. Są one obecnie analizowane w celu określenia i zbadania trajektorii innych śmieci. Jednak na nowych zdjęciach prawie niemożliwe będzie zrekonstruowanie i zidentyfikowanie tych samych szczątków z późniejszych zdjęć.

Co jednak można powiedzieć o stosunkowo dużych kawałkach pyłu kometarnego, których średnica sięga kilkudziesięciu metrów? Czy są to satelity komety? W końcu takie satelity odkryto wokół wielu asteroid i innych małych ciał Układu Słonecznego. Czy istnieją dowody na to, że 67R/Ch-G ma takich „towarzyszy”?

Włoscy naukowcy przeprowadzili badania, aby znaleźć satelity wokół komety. Wykorzystali zdjęcia wykonane przez sondę OSIRIS w lipcu 2014 r., przed przybyciem Rosetty, do obejrzenia wielkoskalowego otoczenia komety w wysokiej rozdzielczości.

Po dokładnym przestudiowaniu tych zdjęć naukowcy nie znaleźli żadnych dowodów na istnienie księżyców w pobliżu 67P/CH-G. Badania te wskazują, że w odległości 20 kilometrów od jądra nie znaleziono żadnych szczątków większych niż sześć metrów i większych niż jeden metr w odległości od 20 do 110 kilometrów od jądra.

Odkrycie tak dużego satelity wokół komety mogłoby dostarczyć dodatkowych informacji na temat pochodzenia tego małego ciała niebieskiego. Naukowcy nie wykluczają jednak, że 67P/CH-G mogła mieć w przeszłości takiego towarzysza i został on utracony, biorąc pod uwagę niesprzyjające warunki, w jakich toczy się życie tej komety.

Satelity to ciała niebieskie krążące wokół określonego obiektu w przestrzeni kosmicznej pod wpływem grawitacji. Istnieją satelity naturalne i sztuczne.

Nasz portal kosmiczny zaprasza do zapoznania się z tajemnicami Kosmosu, niewyobrażalnymi paradoksami, fascynującymi tajemnicami światopoglądu, podając w tym dziale fakty dotyczące satelitów, zdjęcia i filmy, hipotezy, teorie, odkrycia.

Wśród astronomów panuje opinia, że za satelitę należy uznać obiekt, który obraca się wokół ciała centralnego (asteroidy, planety, planety karłowatej) w taki sposób, że środek ciężkości układu, w tym tego obiektu i ciała centralnego, znajduje się wewnątrz ciała centralnego . Jeśli środek ciężkości znajduje się poza ciałem centralnym, wówczas obiektu tego nie można uznać za satelitę, ponieważ jest składnikiem układu obejmującego dwie lub więcej planet (asteroidy, planety karłowate). Międzynarodowa Unia Astronomiczna nie podała jednak jeszcze dokładnej definicji satelity, twierdząc, że stanie się to w najbliższej przyszłości. Na przykład IAU w dalszym ciągu uważa Charona za satelitę Plutona.

Oprócz wszystkich powyższych istnieją inne sposoby definiowania pojęcia „satelity”, o których dowiesz się poniżej.

Satelity na satelitach

Powszechnie przyjmuje się, że satelity mogą mieć również własne satelity, ale ulewne siły głównego obiektu w większości przypadków sprawiłyby, że system ten byłby wyjątkowo niestabilny. Naukowcy założyli obecność satelitów Japetusa, Rhei i Księżyca, ale jak dotąd nie zidentyfikowano naturalnych satelitów tych satelitów.

Interesujące fakty na temat satelitów

Spośród wszystkich planet Układu Słonecznego Neptun i Uran nigdy nie miały własnego sztucznego satelity. Satelity planetarne to małe ciała kosmiczne w Układzie Słonecznym, które krążą wokół planet dzięki swojej grawitacji. Obecnie znane są 34 satelity. Wenus i Merkury, planety najbliżej Słońca, nie mają naturalnych satelitów. Księżyc jest jedynym satelitą Ziemi.

Satelity Marsa - Deimos i Fobos - znane są z niewielkiej odległości od planety i stosunkowo szybki ruch. Satelita Fobos zachodzi dwukrotnie i dwukrotnie wschodzi podczas marsjańskiego dnia. Deimos porusza się wolniej: od początku wschodu do zachodu słońca mija ponad 2,5 dnia. Oba satelity Marsa poruszają się niemal dokładnie w płaszczyźnie jego równika. Dzięki sondzie kosmicznej odkryto, że Deimos i Fobos w swoim ruchu orbitalnym mają nieregularny kształt i pozostają zwrócone do planety tylko jedną stroną. Wymiary Deimosa wynoszą około 15 km, a wymiary Fobosa wynoszą około 27 km. Księżyce Marsa zbudowane są z ciemnych minerałów i pokryte licznymi kraterami. Jedna z nich ma średnicę 5,3 km. Kratery powstały prawdopodobnie w wyniku bombardowania meteorytami, a pochodzenie równoległych rowków jest nadal nieznane.

Gęstość masy Fobosa wynosi około 2 g/cm 3 . Prędkość kątowa Fobosa jest bardzo duża; jest w stanie przewyższyć obrót osiowy planety i, w przeciwieństwie do innych źródeł światła, zachodzi na wschodzie i wznosi się na zachodzie.

Najliczniejszy jest system satelitów Jowisza. Spośród trzynastu satelitów krążących wokół Jowisza Galileusz odkrył cztery - Europę, Io, Callisto i Ganimedes. Dwa z nich są porównywalne pod względem wielkości z Księżycem, a trzeci i czwarty są większe niż Merkury, chociaż są znacznie gorsze od niego pod względem masy. W przeciwieństwie do innych satelitów, satelity Galileusza zostały zbadane bardziej szczegółowo. W dobrych warunkach atmosferycznych możliwe jest rozróżnienie dysków tych satelitów i zauważenie pewnych cech na powierzchni.

Na podstawie wyników obserwacji zmian barwy i jasności satelitów Galileusza ustalono, że każdy z nich ma synchroniczny obrót osiowy z orbitalnym, zatem mają tylko jedną stronę zwróconą w stronę Jowisza. Sonda Voyager wykonała zdjęcia powierzchni Io, na której wyraźnie widoczne są aktywne wulkany. Jasne chmury produktów erupcji wznoszą się nad nimi i są wyrzucane na duże wysokości. Zauważono również, że na powierzchni znajdują się czerwonawe plamy. Naukowcy sugerują, że są to sole odparowane z wnętrzności ziemi. Niezwykłą cechą tego satelity jest otaczająca go chmura gazów. Sonda kosmiczna Pioneer 10 dostarczyła danych, które doprowadziły do odkrycia jonosfery i rozrzedzonej atmosfery tego satelity.

Wśród liczby satelitów galilejskich warto wyróżnić Ganimedesa. Jest największym spośród wszystkich satelitów planet Układu Słonecznego. Jego wymiary to ponad 5 tysięcy km. Obrazy jego powierzchni uzyskano z Pioneera 10. Zdjęcie wyraźnie pokazuje plamy słoneczne i jasną czapę polarną. Na podstawie wyników obserwacji w podczerwieni uważa się, że powierzchnia Ganimedesa, podobnie jak innego satelity, Callisto, pokryta jest szronem lub lodem wodnym. Ganimedes ma ślady atmosfery.

Wszystkie 4 satelity to obiekty o wielkości 5-6mag, można je zobaczyć za pomocą dowolnej lornetki lub teleskopu. Pozostałe satelity są znacznie słabsze. Najbliższym satelitą planety jest Amaltea, która znajduje się zaledwie 2,6 promienia planety.

Pozostałe osiem satelitów znajduje się pod adresem duże odległości z Jowisza. Cztery z nich krążą wokół planety w przeciwnym kierunku. W 1975 roku astronomowie odkryli obiekt będący czternastym satelitą Jowisza. Dziś jego orbita jest nieznana.

Oprócz pierścieni, które składają się z roju licznych małych ciał, w układzie planety Saturn odkryto dziesięć satelitów. Są to Enceladus, Mimas, Dione, Tethys, Titan, Rhea, Japetus, Hyperion, Janus, Phoebe. Najbliżej planety jest Janus. Porusza się bardzo blisko planety; odkryto go dopiero podczas zaćmienia pierścieni Saturna, które utworzyło jasne halo w polu widzenia teleskopu.

Tytan jest największym księżycem Saturna. Pod względem masy i rozmiarów jest to jeden z największych satelitów Układu Słonecznego. Jego średnica jest w przybliżeniu taka sama jak średnica Ganimedesa. Otoczony jest atmosferą składającą się z wodoru i metanu. Nieprzezroczyste chmury nieustannie się w nim poruszają. Ze wszystkich satelitów tylko Phoebe obraca się w kierunku do przodu.

Satelity Urana - Ariel, Oberon, Miranda, Titania, Umbriel - krążą po orbitach, których płaszczyzny prawie się pokrywają. Ogólnie rzecz biorąc, cały układ wyróżnia się pierwotnym nachyleniem - jego płaszczyzna jest prawie prostopadła do średniej płaszczyzny wszystkich orbit. Oprócz satelitów wokół Urana porusza się ogromna liczba małych cząstek, które tworzą osobliwe pierścienie, w przeciwieństwie do znanych pierścieni Saturna.

Planeta Neptun ma tylko dwa satelity. Pierwsza została odkryta w 1846 roku, dwa tygodnie po odkryciu samej planety, i nosi nazwę Tryton. Ma większą masę i rozmiar niż Księżyc. Różni się w odwrotnym kierunku ruchu orbitalnego. Druga – Nereida – jest mała, charakteryzuje się bardzo wydłużoną orbitą. Kierunek do przodu ruch orbitalny.

Astrologom udało się odkryć satelitę w pobliżu Plutona w 1978 roku. To odkrycie naukowców ma ogromne znaczenie, ponieważ pozwala najdokładniej obliczyć masę Plutona na podstawie danych o okresie orbitalnym satelity oraz w związku z dyskusją, że Pluton jest „zaginionym” satelitą Neptuna.

Jednym z kluczowych pytań współczesnej kosmologii jest pochodzenie systemów satelitarnych, które w przyszłości mogą ujawnić wiele tajemnic Kosmosu.

Przechwycone satelity

Astronomowie nie są do końca pewni, jak powstają księżyce, ale istnieje wiele działających teorii. Uważa się, że większość mniejszych księżyców to przechwycone asteroidy. Po powstaniu Układu Słonecznego po niebie przemierzały miliony kosmicznych głazów. Większość z nich powstała z materiałów pozostałych po powstaniu Układu Słonecznego. Być może inne to pozostałości planet rozbitych na kawałki w wyniku potężnych kosmicznych zderzeń. Jak więcej małe satelity, dlatego trudniej jest wyjaśnić ich wygląd. Wiele z nich mogło pochodzić z regionu Układu Słonecznego, takiego jak Pas Kuipera. Strefa ta znajduje się na górnej krawędzi Układu Słonecznego i jest wypełniona tysiącami małych obiektów przypominających planety. Wielu astronomów uważa, że planeta Pluton i jej księżyc mogą w rzeczywistości być obiektami Pasa Kuipera i nie powinny być klasyfikowane jako planety.

Losy towarzyszy

Fobos – skazany na zagładę satelita planety Mars

Patrząc nocą na Księżyc, trudno sobie wyobrazić, że już go nie będzie. Jednak w przyszłości rzeczywiście może nie być Księżyca. Okazuje się, że satelity nie są trwałe. Dokonując pomiarów za pomocą wiązek laserowych, naukowcy odkryli, że Księżyc oddala się od naszej planety z prędkością około 2 cali rocznie. Wniosek z tego wynika: miliony lat temu było znacznie bliżej niż obecnie. Oznacza to, że kiedy dinozaury nadal chodziły po Ziemi, Księżyc był kilka razy bliżej niż za naszych czasów. Wielu astronomów wierzy, że pewnego dnia Księżyc może uciec z pola grawitacyjnego Ziemi i udać się w przestrzeń kosmiczną.

Neptun i Tryton

Pozostałe satelity również spotkał podobny los. Wręcz przeciwnie, Fobos zbliża się do planety. I pewnego dnia zakończy swoje życie, pogrążając się w ognistej agonii w atmosferze Marsa. Wiele innych satelitów może zostać zniszczonych przez siły pływowe planet, wokół których stale krążą.

Wiele pierścieni otaczających planety składa się z cząstek kamienia i ognia. Mogły powstać, gdy satelita został zniszczony przez grawitację planety. Cząsteczki te z biegiem czasu układają się w cienkie pierścienie, które można zobaczyć dzisiaj. Pozostałe satelity w pobliżu pierścieni pomagają zapobiec ich upadkowi. Siła grawitacji satelity powstrzymuje cząsteczki przed cofaniem się w stronę planety po opuszczeniu orbity. Wśród naukowców nazywa się ich towarzyszami pasterzy, ponieważ pomagają utrzymać pierścienie w ryzach, niczym pasterz pasący owce. Gdyby nie było satelitów, pierścienie Saturna zniknęłyby dawno temu.

Nasz portal jest jednym z najlepszych serwisów kosmicznych w Internecie. W tej sekcji o satelitach znajdują się najciekawsze materiały informacyjne, informacyjne, naukowe i edukacyjne.

Satelity komet. Lądowanie na komecie. Dlaczego naukowcy wysłali sondę na powierzchnię komety? Płaskorzeźba i struktura wewnętrzna