AstroNautilus.an15.pdf
(
4100 KB
)
Pobierz
692198468 UNPDF
Cena
0.00
PLN (w tym 5% VAT)
www.AstroNautilus.pl
Popularnonaukowy magazyn astronautyczny
.
Nr 15
.
1/2011
Kosmos
to dla nas najbardziej zaawansowana
nauka
,
która cz¦sto redefiniuje pogl¡dy filozofów, najbardziej
zaawansowana
technika
, która stała si¦ cz¦±ci¡ nasze-
go »ycia codziennego i czyni je lepszym, najbardziej
wizjonerski
biznes
, który ka»dego roku przynosi setki
miliardów dolarów zysku, najwi¦ksze
wyzwanie
ludz-
ko±ci, która by przetrwa¢, musi nauczy¢ si¦ »y¢ po-
za Ziemi¡. Misj¡ magazynu
AstroNautilus
jest re-
lacjonowanie osi¡gni¦¢ współczesnego ±wiata w ka»dej
z tych dziedzin, przy jednoczesnym budzeniu astronau-
tycznych pasji w±ród pokole«, które jutro za stan tego
±wiata b¦d¡ odpowiada¢.
Dwumiesi¦cznik popularnonaukowy po±wi¦cony tematyce
astronautycznej.
ISSN1733-3350
.
Nr15(1/2011)
.
Redaktornaczelny
: dr Andrzej Kotarba
Zast¦pcaredaktora
: Waldemar Zwierzchlejski
Korekta
: Renata Nowak-Kotarba
Kontakt
: redakcja@astronautilus.pl
Zach¦camy do współpracy i nadsyłania tekstów, zastrze-
gaj¡c sobie prawo do skracania i redagowania nadesłanych
materiałów. Przedruk materiałów tylko za zgod¡ Redakcji.
Planetologia
>
Westa
Ryc.NASA/JPL
ArcheologiaUkładuSłonecznego
tekst:
AndrzejKotarba
Poznawanie historii Układu Słonecznego przypomina prób¦ przypominana sobie dzieci«stwa przez dorosłego
człowieka – im bli»ej narodzin staramy si¦ on cofn¡¢, tym mniej o swoim »yciu jeste±my w stanie powiedzie¢. Za
zasłon¡ niepami¦ci pozostaj¡ lata najwcze±niejsze, które cz¦sto okazuj¡ si¦ kluczowymi dla rozumienia współ-
czesnych wydarze«. Aby mie¢ wyobra»enie o tym, czego nasza pami¦¢ nie była w stanie zarejestrowa¢, mo»emy
powróci¢ do miejsc, które s¡ niemymi ±wiadkami naszego dzieci«stwa. W Układzie Słonecznym takim miejscem
jest pas planetoid.
1
AatroNautilus
Westa
planetarnego wynikaj¡ z teorii astrofizyki oraz ob-
serwacji innych regionów Wszech±wiata, w którym
wła±nie rodz¡ si¦ gwiazdy i planety. To daje pierwsze
przybli»enie najdawniejszych dziejów Sło«ca i planet.
Znajdziemy w nim znaki zapytania oraz ±lepe uliczki,
postulaty procesów prawdopodobnych, ale by¢ mo»e
nigdy nie maj¡cych miejsca. Aby doprecyzowa¢ wiedz¦
konieczne jest udanie si¦ do miejsc, które b¦d¡ mil-
cz¡cymi ±wiadkami zdarze« sprzed miliardów lat. Jed-
nym z takich miejsc jest pas planetoid, a szczególnie
jego najwi¦ksi przedstawiciele, tzw. „wielka czwórka”:
1 Ceres, 4 Westa, 2 Pallas i 10 Hygiea, najmasywniejsze
z planetoid. Dwie pierwsze to główny cel misji Dawn.
Jak mog¡ nam pomóc w odkrywaniu przeszło±ci Ukła-
du Słonecznego?
Odpowied¹ znajdziemy w czasach, których nie pa-
mi¦taj¡ nawet najstarsi górale. Cofamy si¦ o 4.6 miliar-
da lat, do chwili uwa»anej za pocz¡tek Układu Słonecz-
nego. Z mgławicy gazów i pyłów wła±nie zaczyna for-
mowa¢ si¦ Sło«ce. Na razie jest protogwiazd¡, otoczo-
n¡ dyskiem protoplanetarnym – zag¦szczeniem gazowo-
pyłowej materii w płaszczy¹nie dzisiejszej ekliptyki. Sty-
gn¡cy gaz oraz pył, w procesie akrecji, zaczynaj¡ ł¡czy¢
si¦ w co raz wi¦ksze obiekty, tzw. planetozymale. Po
około stu tysi¡cach lat osi¡gaj¡ kilka kilometrów ±red-
nicy. Dalszym zmianom warunków fizycznych w dysku
protoplanetarnym towarzyszy stopniowe, grawitacyjne
ł¡czenie si¦ planetozymali w protoplanety. Po zaledwie
10 milionach lat (dwa promile dzisiejszego wieku Ukła-
du Słonecznego!) proto-Ziemia ma ju» ponad 60 pro-
cent swojej dzisiejszej masy. Równolegle do Ziemi ewo-
luuj¡ inne protoplanety. Grawitacja, zderzenia i rozpad
pierwiastków promieniotwórczych ogrzewaj¡ wn¦trza
globów, skały zaczynaj¡ si¦ topi¢, grawitacyjnie ró»ni-
cowa¢ i znów krystalizowa¢. Mo»na powiedzie¢, »e pla-
nety »yj¡ ju» własnym »yciem wewn¦trznym. Jednak
gdy dla jednych »ycie nabiera tempa, ewolucja innych
ju» dawno si¦ zako«czyła. Pechowcami były dzisiejsze
planetoidy.
Planetozymale powstawały w ró»nych obszarach dys-
ku protoplanetarnego, tak»e w pasie 2-5 AU od Sło«ca.
Szacuje si¦, i» ilo±¢ pierwotnie zgromadzonej tam mate-
rii pozwoliłaby na powstanie planety 2-3 razy wi¦kszej
od Ziemi. Formowanie takiej planety (lub kilku mniej-
szych planet) zapewne nawet si¦ zacz¦ło, jednak w pew-
nym momencie cały proces został na zawsze przerwa-
ny. Winnym był Jowisz, ju» wtedy niezwykle masyw-
ny – poprzez oddziaływanie grawitacyjne poł¡czone ze
zmianami orbity, zaburzył spokojny »ywot protopla-
net i planetozymali. Niektóre z nich stały si¦ ksi¦»yca-
mi innych planet, niektóre po wytr¡ceniu z orbit zde-
rzały si¦ z innymi mieszka«cami Układu Słonecznego,
a jeszcze inne musiały opu±ci¢ Układ na zawsze. Tym,
którym wci¡» dane było okr¡»a¢ Sło«ce, Jowisz nada-
wał wi¦ksz¡ pr¦dko±¢ i zamiast ł¡czy¢ si¦ w przyszł¡
planet¦, protoplaty zderzały si¦ i kruszyły na mniejsze
fragmenty. Fragmenty te dzisiaj obserwujemy jako pas
planetoid.
1. Planetozymal
Skorupa
P³aszcz
2. Protoplaneta
J¹dro
3. Erodowana planeta
M
Schematyczny obraz ewolucji planety skalistej. Pierwsze
stadium to planetozymal – grawitacyjnie zł¡czone bryły ma-
terii, o ró»nej wielko±ci, ró»nej g¦sto±ci i ró»nym składzie
mineralnym. Planetozymale ł¡cza si¦ ze sob¡ i pod wpływem
m.in. grawitacji wn¦trze takie konglomeratu zaczyna si¦ to-
pi¢. Dochodzi do dyferencjacji, w efekcie której pojawia si¦
charakterystyczna stratyfikacja: j¡dro (cz¦sto »elazowo-ni-
klowe), płaszcz i okrywaj¡ca cało±¢ skorupa z lekkich mine-
rałów. Okazyjnie skorupa przebijana jest intruzjami magmy
z płaszcza. Protoplanety mog¡ si¦ ze sob¡ ł¡czy¢ i formo-
wa¢ co raz wi¦ksze obiekty. Rezultatem ko«cowym jest pla-
neta z wykształcon¡ wewn¦trzn¡ stratyfikacj¡. Przez kolejne
miliardy lat planeta powoli stygnie, poddaj¡c si¦ działaniu
czynników niszcz¡cych. Powierzchni¦ globu bombarduj¡ ko-
mety i planetoidy lub ich fragmenty. Je±li planeta jest ma-
ła (np. Westa) zderzenia potrafi¡ by¢ tak silne, i» miejsca-
mi dochodzi do całkowitego „zdarcia” skorupy i odsłoni¦cia
płaszcza. W przypadku Westy, wybita w taki sposób mate-
ria dała pocz¡tek nowej rodzinie planetoid oraz meteorytom
HED (Rys. wg NASA/B.Zellner).
Brutalny los spotkał wi¦kszo±¢ protoplanet mi¦dzy
Marsem i Jowiszem, ale nie wszystkie. Wzgl¦dnie nie-
tkni¦te Ceres i Westa przetrwały do dzisiaj. Natural-
nie i ich powierzchnie były bombardowane wi¦kszymi
i mniejszymi okruchami skał, ale nigdy nie były to spo-
tkania na tyle katastrofalne, by obróci¢ małe plane-
nr15
Y
1/2011
2
I
stniej¡cemodele powstawania naszego systemu
Westa
M
Najlepszy obrazy Westy, jaki mo»na było do tej pory
uzyska¢. Zdj¦cia zostały wykonane przez Kosmiczny Tele-
skop Hubble’a (instrument Wide Field Planetary Camera
2), mi¦dzy 14 i 16 maja 2007. Najmniejsze rozró»nialne na
zdj¦ciach szczegóły oblicza Westy maj¡ około 60 km (Fot.
NASA/ESA/L. McFadden/University of Maryland).
ty w kosmiczny gruz. Przyjmuje si¦ wi¦c, »e posta¢,
w jakiej dzisiaj zastajemy Ceres i West¦, odpowiada
tej sprzed niemal 4.6 miliarda lat. Za równie wiekowy
uwa»a si¦ materiał buduj¡cy te ciała (a przynajmniej
West¦). Tak pierwotnych skał nie znajdziemy nigdzie
na Ziemi – miliardy lat geologicznego recyklingu za-
tarły po nich wszelkie ±lady. Trzeba zada¢ sobie troch¦
trudu i dotrze¢ do Ceres lub Westy.
Dawn, w czasie jednej misji, zamierza odwiedzi¢ oby-
dwie planetoidy. Kosmiczne „dwa w jednym” podykto-
wane jest wzgl¦dami naukowymi. Region mi¦dzy Mar-
sem a Jowiszem to strefa przej±ciowa mi¦dzy ±wiatem
planet ziemskich a jowiszowych. W czasie powstawania
Układu Słonecznego przebiegała tam granica nazywa-
na lini¡ lodu. Po jej wewn¦trznej stronie (bli»ej Sło«ca)
było zbyt gor¡co by kondensowa¢ mogły si¦ woda lub
metan, natomiast wystarczaj¡co chłodno by w posta-
ci stałej pojawiły si¦ krzemiany i minerały metaliczne.
Tu powstawały skaliste „suche” planetyzmale, z któ-
rych narodziła si¦ m.in. Ziemia. Warunki panuj¡ce po
drugiej stronie linii lodu sprzyjały powstawaniu „mo-
krych” zarodków planet – lód (w tym wodny) był tu
ju» bardzo istotnym budulcem.
Konsekwencja dawnego podziału na planetozymale
„suche” i „mokre” dostrzegalna jest do dzisiaj. Je±li
spojrze¢ na spektralny obraz pasa planetoid i porów-
na¢ skład chemiczny znajduj¡cych si¦ w nim obiektów,
wida¢, »e w odległo±ci 2 AU od Sło«ca niemal ka»da
z planetoid jest skalist¡, a w odległo±ci 4 AU wyst¦puj¡
prawie wył¡cznie ciała lodowe. Westa i Ceres s¡ o tyle
ciekawe, gdy» reprezentuj¡ wła±nie t¡ skrajno±¢. Westa
powstawała bli»ej Sło«ca, jest wi¦c „suchym” obiektem
skalnym, w przeciwie«stwie do „mokrej” Ceres, któ-
ra najprawdopodobniej narodziła si¦ na zewn¦trznym
skraju pasa planetoid i skrywa w sobie lód. Mo»liwo±¢
jednakowych bada« obydwu ciał za pomoc¡ jednej son-
dy pozwoli na unikatowe porównanie najmłodszego sta-
dium rozwoju planet skalistych i lodowych.
Pierwszym zadaniem misji Dawn b¦d¡ badania We-
sty – sonda dotrze do planetoidy w lipcu bie»¡cego ro-
ku. Cał¡ obecn¡ wiedz¦ o We±cie czerpiemy z dwóch
¹ródeł: obserwacji naziemnych oraz meteorytów HED.
Obserwacje naziemne pozwoliły Heinrichowi Olbersowi
odkry¢ West¦ na pocz¡tku 1807 roku. Pomiary astro-
metryczne wskazały, »e planetoida porusza si¦ po orbi-
cie eliptycznej z peryhelium 2.2 AU i aphelium 2.6 AU,
nachylonej do płaszczyzny ekliptyki pod k¡tem 7 stop-
ni. Na pełne okr¡»enie Sło«ca Westa potrzebuje 3 lat
i 230 dni.
Bardziej współczesne obserwacje Kosmicznego Tele-
skopu Hubble’a pozwoliły u±ci±li¢ wymiary planeto-
idy – jej kształt najlepiej opisuje elipsoida trójosiowa,
z półosiami długo±ci 289 km, 280 km i 229 km. W nie-
których regionach odst¦pstwa od takiego modelu si¦ga-
j¡ 12 kilometrów, co wskazuje na urozmaicon¡ topogra-
fi¦. rednia g¦sto±¢ materii buduj¡cej West¦ oceniana
jest na 3.3-3.9 g/cm
3
(Ziemia: 5.5 g/cm
3
). To warto±¢
nieco wi¦ksza, ni» typowa g¦sto±¢ skał, ale odpowiada-
łaby mieszaninie skał i »elaza w proporcji 86% do 14%.
Tego, »e planetoida zbudowana jest ze skał, dowodz¡
obserwacje spektralne – pomiary odbicia promieniowa-
nia słonecznego o ró»nej długo±ci. Wykazały one, »e
sposób, w jaki promieniowanie jest odbijane najlepiej
odpowiada lawom bazaltowym bogatym w pirokseny.
Skały takie maj¡ g¦sto±¢ około 3 g/cm
3
, co zgadza si¦
z szacunkami g¦sto±ci.
Wiele wskazuje na to, »e Westa jest jednym z naj-
mniejszych obiektów Układu Słonecznego, który do-
±wiadczył dyferencjacji. Proces ten polega na wykształ-
ceniu si¦ we wn¦trzu ciała specyficznej stratyfikacji ma-
terii. Dla planet typu ziemskiego – a geologicznie Westa
jest jedn¡ z nich – punktem wyj±cia jest ocean mag-
my, wypełniony stopionymi skałami. Materia w takim
oceanie zaczyna w¦drowa¢ na dno lub ku powierzchni,
w zale»no±ci od swego ci¦»aru. Minerały ci¦»sze osa-
dzaj¡ si¦ na dnie, bli»ej j¡dra, tworz¡c jego zewn¦trz-
ne otoczenie. Minerały l»ejsze koncentruj¡ si¦ przy po-
wierzchni i gdy temperatura oceanu magmy zaczyna
w ko«cu spada¢, rekrystalizuj¡ tworz¡c planetarn¡ sko-
3
AatroNautilus
Plik z chomika:
momoney
Inne pliki z tego folderu:
AstroNautilus.an18.pdf
(4581 KB)
AstroNautilus.an17.pdf
(7953 KB)
AstroNautilus.an16.pdf
(5946 KB)
AstroNautilus.an15.pdf
(4100 KB)
AstroNautilus.an14.pdf
(3854 KB)
Inne foldery tego chomika:
AmiROMy
Appleseed (Eng.-Dub) [1280x720.BDRip]
Appleseed Ex Machina (Dual Audio) [1280x720.BDRip]
Crouch Blake - Wayward Pines -1- Szum
Dokumenty
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin