Planet-planet dan planet-planet luar Rosa M. Ros, Hans Deeg

Transkripsi

1 Planet-planet dan planet-planet luar Rosa M. Ros, Hans Deeg International Astronomical Union Universidad Politécnica de Cataluña, España Instituto de Astrofísica de Canarias, España

2 Tujuan Memahami arti nilai-nilai numerik yang terdapat pada tabel data tentang planetplanet di Tata Surya Memahami karakteristik utama sistem planet di luar tata surya

3 Sistem Tata Surya Kita mencari modelmodel yang memberikan informasi, dan bukan hanya tentang seni dan kerajinan tangan

4 Kita ingin modelmodel dengan muatan ilmiah dan menampilkan beberapa hal kongkrit Tentang Isi

5 Model jarak planet-planet ke matahari Merkurius km 6 cm 0,4 AU Venus km 11 cm 0,7 AU Bumi km 15 cm 1,0 AU Mars km 23 cm 1,5 AU Jupiter km 78 cm 5,2 AU Saturnus km 143 cm 9,6 AU Uranus km 288 cm 19,2 AU Neptunus km 450 cm 30,1 AU

6 Model diameter Matahari km 139,0 cm Merkurius km 0,5 cm Venus km 1,2 cm Bumi km 1,3 cm Mars km 0,7 cm Jupiter km 14,3 cm Saturnus km 12,0 cm Uranus km 5,0 cm Neptunus km 4,5 cm

7 Model diameter T-shirt dengan diameter planet-planet dalam skala

8 Diameter dan jarak ke matahari Matahari km 25,0cm Merkurius km km 0,1cm 10 m Venus km km 0,2 cm 19 m Bumi km km 0,2 cm 27 m Mars km km 0,1 cm 41 m Jupiter km km 2,5 cm 140 m Saturnus km km 2,0 cm 250 m Uranus km km 1,0 cm 500 m Neptunus km km 1,0 cm 800 m Biasanya di halaman sekolah hanya dapat mencapai Mars

9 Model diameter dan jarak di halaman sekolah...

10 Model di kota (Barcelona) Matahari Mesin cuci Puerta Instituto Mercurius Telur ikan Puerta Hotel Diplomatic Venus Kacang polong Pasaje Méndez Vigo Bumi Kacang polong Entre Méndez Vigo y Bruc Mars Butiran lada Paseo de Gracia Jupiter jeruk Calle Balmes Saturnus Jeruk keprok Pasaje Valeri Serra Uranus Kacang berangan Calle Entenza Neptunus Kacang berangan Estación de Sans

11 Model di kota Metz ( Perancis )

12 Model waktu c = km/dt Waktu yang diperlukan cahaya dari bulan ke bumi adalah : t = jarak EM / c = km / km/dt = 1,3 dt Bagaimanakah suatu percakapan antara planetplanet dengan "video?

13 Sinar matahari memerlukan waktu...ke Merkurius km 3,3 menit Venus km 6,0 menit Bumi km 8,3 menit Mars km 12,7 menit Jupiter km 43,2 menit Saturnus km 1,32 jam Uranus km 2,66 jam Neptunus km 4,16 jam

14 Matahari dilihat dari planet-planet a = tan a = jari-jari matahari / jarak ke matahari = / = 0,0045 radian = 0,255 Dari bumi, ukuran matahari 2 a = 0,51

15 Matahari dilihat dari planet-planet

16 Massa Jenis Matahari 1,41 g/cm3 Belerang (1,1-2,2) Merkurius 5,41 g/cm3 Pirit (5,2) Venus 5,25 g/cm3 Pirit (5,2) Bumi 5,52 g/cm3 Pirit (5,2) Mars 3,90 g/cm3 Sulfida (4,0) Jupiter 1,33 g/cm3 Belerang (1,1-2,2) Saturnus 0,71 g/cm3 Kayu pinus (0,55) Uranus 1,30 g/cm3 Belerang (1,1-2,2) Neptunus 1,70 g/cm3 Tanah liat (1,8-2,5)

17 Model Perataan Potonglah strip karton berukuran 35 x 1 cm. Lekatkan strip tersebut pada tongkat silindris yang panjangnya 50 cm dan diameternya 1 cm, biarkan ujung bawah strip tidak dilekatkan ke batang sehingga strip dapat bergerak sepanjang tongkat. Putar tongkat di antara tangan Anda dengan cepat dalam satu arah dan arah lainnya. Gaya sentrifugal akan mengubah bentuk pita karton sama seperti mengubah bentuk planet.

18 Perataan Planet (jari-jari equator jari-jari polar )/ jari-jari equator Merkurius 0,0 Venus 0,0 Bumi 0,0034 Mars 0,005 Jupiter 0,064 Saturnus 0,108 Uranus 0,03 Neptunus 0,03

19 Model Periode Orbital Lekatkan suatu benda pada salah satu ujung tali dan pegang tali pada ujung yang lain. Putarlah tali di atas kepala Anda. Jika Anda memanjangkan tali, dibutuhkan waktu lebih lama untuk menyelesaikan suatu periode orbit Jika Anda you memendekkan tali, dibutuhkan waktu lebih sedikit untuk menyelesaikan suatu periode orbit

20 Data orbital bumi Laju sudut w=2p/t = 2p/(365 x 24 x 60 x 60) = 0, radian/dt 2p/(365 x 24) = 0, radian/jam Laju orbit rata-rata v = w R = 0, x 150 x 10 6 = 29,78 km/dt = 0, x 150 x 10 6 = km/jam ( Laju orbit rata-rata dari matahari mengelilingi pusat galaxy adalah 220 km/dt atau km/jam ).

21 Data orbital Planet Periode orbital (hari) Jarak dari matahari (km) Laju rata-rata orbital (km/dt) Laju rata-rata orbital (km/jam) Mercurius 87,97 57, , Venus 224,70 108, , Bumi 365,26 149, , Mars 686,97 228, , Jupiter 4331,57 778, , Saturnus 10759, , , Uranus 30799, , , Neptunus 60190, , ,

22 Model gravitasi permukaan Gravitasi permukaan, F = GM m/d 2, dengan m = 1, d = R. Jadi g = GM/R 2, dengan M = 4/3 p R 3 r Dengan substitusi diperoleh : g = 4/3 p G R r

23 Gravitasi permukaan Planetplanet Jari-jari Equator Massa Jenis Perhitung an gravitasi Gravitasi Riel Merkurius 2439 km 5,4 g/cm3 0,378 3,70 m/dt2 0,37 Venus 6052 km 5,3 g/cm3 0,894 8,87 m/dt2 0,86 Bumi 6378 km 5,5 g/cm3 1,000 9,80 m/dt2 1,00 Mars 3397 km 3,9 g/cm3 0,379 3,71 m/dt2 0,38 Jupiter km 1,3 g/cm3 2,540 23,12 m/dt2 2,36 Saturnus km 0,7 g/cm3 1,070 8,96 m/dt2 0,91 Uranus km 1,2 g/cm3 0,800 8,69 m/dt2 0,88 Neptunus km 1,7 g/cm3 1,200 11,00 m/dt2 1,12 Bulan 1,62 m/dt2 0,16

24 Model dampak kawah Tutupi lantai dengan kertas koran untuk mencegah lantai menjadi kotor. Dalam suatu kotak, buatlah lapisan tepung setinggi 1 atau 2 cm dengan saringan untuk membuat permukaan yang sangat halus Buatlah lapisan beberapa milimeter dari bubuk cocoa di atas tepung dengan saringan Dari ketinggian sekitar 2 m, jatuhkan sesendok makan bubuk kakao untuk membuat tanda seperti kawah Tepung yang digunakan dapat didaur ulang untuk percobaan baru

25 Kecepatan melepaskan diri Jarak e = ½ at 2 + v 0 t Kelajuan v = a t + v 0 Di permukaan v 0 = 0, a = g dan e = R, jadi R = ½ gt 2 dan v = gt. Dengan menghilangkan t, maka kecepatan melepaskan diri v = (2gR) 1/2

26 Kecepatan melepaskan diri Planet Jari-jari equator Gravitasi permukaan Kecepatan melepaskan diri Merkurius km 0,378 4,3 km/dt Venus km 0,894 10,3 km/dt Bumi km 1,000 11,2 km/dt Mars km 0,379 5,0 km/dt Jupiter km 2,540 59,5 km/dt Saturnus km 1,070 35,6 km/dt Uranus km 0,800 21,2 km/dt Neptunus km 1,200 23,6 km/dt

27 Peluncuran roket Kertas karton Tabung tempat film/obat ¼ obat effervescent

28

29 Sistem-sistem planet di luar tata surya

30 Tahun1995 Michael Mayor dan Didier Queloz mengumumkan penemuan suatu planet luar Pegasi 51 yang mengorbit Foto pertama 2M1207b directly imaged (ESO)

31 Metode-metode yang digunakan untuk menemukan planet-planet luar Banyak metode yang digunakan, misalnya : Kecepatan jari-jari atau Efek Doppler Metode Transit dan yang lainnya

32 Model untuk sistem planet luar Lebih dari 2000 planet luar telah dikonfirmasi sampai hari ini Massa dari planet-planet di luar tata surya yang sudah ditemukan sering dibandingkan dengan massa Jupiter (1,9 x kg) atau mirip dengan bumi * Keterbatasan teknis

33 Name-nama planet luar Sebuah huruf ditambahkan setelah nama bintang pusat dimulai dengan "b" untuk planet pertama yang ditemukan di sistem ( mis 51 Pegasi b). Planet-planet berikutnya diberi nama berdasarkan abjad : c, d, e, f, dll (51 Pegasi c, 51 Pegasi d, 51 Pegasi e or 51 Pegasi f).

34 Nama planet Model untuk sistem planet luar Jarak ratarata AU Periode Orbit Hari Massa media Mj atau Mt Ditemukan tahun Perkiraan diameter Ups And b 0,059 4,617 0,69 Mj Ups And c 0,83 241,5 1,98 Mj Ups And d 2, ,6 3,95 Mj Gl 581 e 0,030 3,149 1,9 Mt Gl 581 b 0,041 5,368 15,65 Mt Gl 581 c 0,073 12,932 5,36 Mt Kepler-62 b 0,0553 5,714 <0, Kepler-62 c 0, ,441 <0, Kepler-62 d 0,120 18,164 <0, Kepler-62 e 0, ,387 <0, Kepler-62 f 0, ,291 <0, Km

35 Menentukan diameter-diameter dari planet-planet luar Merupakah hal yang umum untuk mengasumsikan bahwa massa jenis planet-planet luar adalah sama dengan massa jenis Jupiter atau bumi Karena massa jenis r = m/v, the massa m diketahui dan volume bola V adalah V = 4/3 p R 3, maka jari-jari adalah 3 R = 3 m/(4 p r)

36 Penghitungan massa bintang pusat Hukum Ketiga dari Kepler a^3/ P^2 = konstan Dengan satuan yang dipilih MS = a 3 / P 2 Planet Fomalhaut b (dalam kotak) dengan cahaya yang disebarkan Dengan a adalah jarak dari orbit satelit (dalam km) P adalah periode revolusi satelite (hari) dan MS adalah massa dari bintang pusat (dalam massa tata surya ) misalnya ádalah mungkin untuk menghitung massa bintang pusat dan Ups Dan dan Gl 581 dalam massa tata surya (hasilnya seharusnya 1,3 dan 0,3 massa tata surya)

37 Model skala dari sistem planet luar Skala yang sesuai adalah : jarak 1 AU = 1 m Diameter km = 0,5 cm. Dalam kasus ini, semua planet luar dapat ditempatkan dalam suatu ruang kelas yang biasa dan lima planet pertama dari sistem tata surya kita (termasuk Jupiter) dapat ditampilkan. Jika kegiatan ini dilakukan di luar kelas (misalnya di halaman sekolah) Anda dapat membangun suatu model yang lengkap.

38 Kita dapat membangun(sistem tata surya): Sistem Tata Surya Jarak AU Diameter km Model Jarak Model Diameter Merkurius 0, cm 0,2 cm Venus 0, cm 0,6 cm Bumi m 0,6 cm Mars 1, ,5 m 0,3 cm Jupiter 5, m 7 cm Saturnus 9, m 6 cm Uranus 19, m 2,5 cm Neptunus 30, m 2,5 cm Jarak 1AU = 1m Diameter km = 0,5 cm

39 Kita dapat membangun (Sistem planet-planet luar pertama yang ditemukan ) : Upsilon Andromeda Jarak AU Diameter km Model Jarak Model Diameter Ups And b 0, cm 6 cm Ups And c 0, cm 9 cm Ups And d 2, ,5 m 11 cm Jarak 1AU = 1m Diameter km = 0,5 cm

40 Kita bisa membangun (Sistem dengan planet-planet "terestrial / daratan ) : Gliese 581 Jarak AU Diameter km Model Jarak Model Diameter Gl.581 e 0, cm 0,8 cm Gl.581 b 0, cm 1,5 cm Gl.581 c 0, cm 1 cm Jarak 1 AU = 1m Diameter km = 0,5 cm

41 Kemungkinan kelayakhunian dari planet-planet luar

42 Kita dapat membangun ( planet-planet"terestrial yang lain ): Kepler 62 Jarak AU Diameter km Kepler-62 b 0, Kepler-62 c 0, Kepler-62 d 0, Kepler-62 e 0, Model Jarak Model Diameter 5,5 cm 0,8 cm 9 cm 0,3 cm 12 cm 1,2 cm 43 cm 1 cm Kepler-62 f 0, cm 10,9 cm Jarak 1AU = 1m Diámeter km = 0,5 cm

43 Kemungkinan kelayakhunian dari planet-planet luar Di zona yang dapat dihuni di sistem tata surya hanya ada 3 planet yang dapat dihuni : venus, bumi dan mars ( tetapi Venus terlalu panas dikarenakan efek rumah kaca dan Mars mungkin memiliki beberapa kehidupan micro sangat dasar ). Zona yang dapat dihuni di Kepler-62 : Jangkauan jarak dimana sedikitnya untuk beberapa kondisi atmosferik, dua planet ini bisa memiliki air cair di permukaannya, mungkin benar-benar menutupi mereka. Untuk Kepler-62e, yang terletak di dekat jangkauan lebih dalam dari zona yang dapat dihuni, ini akan membutuhkan suatu awan reflektif yang mengurangi radiasi yang memanaskan permukaan. Sebaliknya, Kepler-62f terletak di zona lebih luar dari zona yang dapat dihuni.

44 Kesimpulan Pengetahuan yang lebih "konkret" tentang planet-planet. Hubungan-hubungan yang menetapkan "parameter" yang memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang dimensi Sistem tata surya adalah kosong Pengenalan tentang planet-planet luar

45 Terima kasih untuk perhatian Anda