קורס מדריכי אסטרונומיה – סיכום שיעור 2

קורס מדריכי אסטרונומיה – אפריל 2015, מצפה רמון

שיעור 2 – מערכת השמש

מרצה: ד"ר יגאל פתאל

סיכום: אפרת קדם-סילברט

 

מערכת השמש הפנימית – הארציים/הסלעיים.

מערכת השמש החיצונית – גז וקרח.

מערכת השמש: גופים הסובבים כוכב (השמש).

השמש = כוכב. גוף היודע לייצר אנרגיה, פועלים עליו שני כוחות עיקריים:

  1. כח הכבידה – במסות גדולות כוח הכבידה דוחף את החומר כלפי פנים.
  2. פליטת אנרגיה כתוצאה מהיתוך גרעיני.

גוף גדול פי כמה מכדור הארץ במסה (פי 1,000 למשל) על מנת לבלום את הקריסה פנימה יש צורך  בכח המתנגד לכבידה.

בגלל הלחץ נוצר תהליך ההיתוך הגרעיני, נוצרת אנרגיה שעוצרת את התהליך הניוווני של המשך הקריסה.

מעשירית שמש ומעלה זה כבר גדול מספיק ליצור כוכב – המקסימום זה כמה מאות שמשות, אחרת האנרגיה הנוצרת תעיף את רוב החומר החוצה.

משנת 87 התגלו אלפי מערכות שמש נוספות, אנו יודעים היום שיש את מערכת השמש שלנו ויש מערכות שמש חיצוניות. המושג הוא – אקסרא סולר סיסטם.

במערכת השמש שלנו יש 8 כוכבי לכת קלאסיים/פלנטות.

בשנת 2006 נוספה הגדרה של כוכבי לכת ננסיים – קרס למשל קיבל את התואר – פלוטו גורש מהסדרה והיום אינו נחשב ככוכב לכת קלאסית. פלוטו, כוכב הלכת היחיד שהתגלה ע"י אמריקאי, בהמשך גילו אחרי פלוטו גופים רבים באותם סדרי גודל  ואז היו צריכים להחליט על הגדרה ברורה – האם יש עשרות פלנטות במערכת השמש? נוספה הגדרה של פלנטה ננסית.

כל עוד קליין טומבו היה בחיים, לא העזו לקבל החלטה – בשנת מותו באגודה העולמית לאסטרונומיה התקבלה ההחלטה להוציאו מסדרת כוכבי הלכת.

אסטרואידים – גופים קטנים הנעים סביב השמש – בין צדק למאדים קיימת חגורת האסטרואידים.

שביטים – עשויים קרח מלוכלך, מכילים תרכובות אורגניות המכילות פחמן ואמוניה (אם עושים את השילוב ניתן לקבל חומצות אמינו, חלבונים…). השביט 67 P עכשיו בכותרות, החללית רוזטה מקיפה אותו וגשושית נחתה עליו – (הדוקטורט של יגאל פתאל הראו כי יש קרום על פני השביט), הגשושית כבר מטעינה מצברים ומקווים כי תצליח להיחלץ מהנקודה הנמוכה והחשוכה יחסית אליה התגלגלה. כדור הארץ מכוסה מים ולפי הסברה חלק גדול מהמים הגיעו עם שביטים.

במערכת השמש יש קרח וסלע – קרח הוא כל מה שנדיף, כל השאר הוא סלע. כאשר נוצרה מערכת השמש היה חם מאד. כיוון שהשמש היא 99.9 ממערכת השמש סביר כי המערכת נוצרה על פי הרכב השמש היום – בעיקר מימן והליום. בכדוה"א אין הליום והמימן (הסברה שרב המים הובאו ע"י שביטים…). כוכבי הלכת הפנימיים בעיקר סלע. כוכבי הלכת החיצוניים בנויים בעיקר קרח.

כוכב חמה הוא הקרוב ביותר. כשנוצרה המערכת בתחום הפנימיים, עד מאדים היה חם מאד ורוב המים התנדפו, נשאר "הבררה" חמישה אחוז ממה שהיה במערכת. בפנימיים/ארציים מוצאים הרבה ברזל, צורן וכו' קרובים יותר לשמש. גבול הקיפאון יצר את ההבדל בין כוכבי הלכת הפנימיים לחיצוניים.

היחס בין גז למוצק במערכת השמש הוא בערך 5% מוצק ו95% גז.

 

כוכב חמה: הוא הקרוב לשמש – לא ממש עניין בעבר את החוקרים, אין לו אטמוספירה, הטמפרטורה עליו גבוהה מאד

בעבר היו 7 כוכבי לכת – שבעה ימים בשבוע – שבע מתכות (הכל היה מאד מיסטי – 4 היסודות והאלמנט החמישי, האתר, הכל נקשר לכוכבי הלכת וכשהתגלה אורנוס הכל השתבש. השם היווני הרמס – נע מאד מהר כי כוכב חמה נע מאד מהר סביב השמש, כנראה יש לו ליבת ברזל עם גופרית (מסנג'ר, חללית שמטיילת סביב חמה (מרקורי) ומעבירה כעת תמונות). המסה שלו ביחס לכדוה"א 5% – הצפיפות שלו כמעט כמו בכדור הארץ ולכן קצת פחוס. האלבדו (החזרת האור מהגוף) – מאד אפל (אגב גם של הירח כהה מאד. שבתאי למשל מכוסה קרח ולכן בוהק) אם מישהו שוקל 100 קילו בכדוה"א בכוכב חמה ישקול 38 ק"ג – בערך 0.4 מכדור הארץ, גם מהירות הבריחה שלו קטנה משל כדור הארץ. מסתובב סביב צירו כ -60 יום וסביב השמש מסתובב ב87 יום מהר מאד יחסית לשאר (סיבוב קצר). היממה האמתית בחמה היא לא על פי המחזור הסינודי שלו.

היממה על כוכב חמה בין שתי זריחות 176 ימים ארציים. ניתן לראותו או בקרבת הזריחה או השקיעה, נטיית צירו 2%, מסתובב כמעט במאונך למישור המלקה. אקסצנטריות המסלול 7% ולכן קרוב לוודאי שעבר משהו במהלך חייו, הוא פחוס וכמעט אליפטי. המסלול הפחוס שלו סייע להוכיח את תורת היחסית – תורת היחסות מנבאת מסלול היוצר מעין שושנה כי האליפסה זזה, היה קל יחסית לראות זאת במסלול כוכב חמה.

זמן סיבוב עצמי – סביב ציר הגוף – כ- 60 יום – מחזור סינודי – יממה – סיבוב שלם סביב השמש – 115.

הבהירות האופיינית הכי נמוכה – 6 והכי זוהר מינוס 1.5 (סולם בהירויות – איך אנו רואים אור כוכב – הסולם הראשון היפרכוס היווני במאה ה-19 תומסון בנה סולם לוגריתמי – כמה שהבהירות יותר גדולה המספר קטן יותר. וגה היא 0 – כי אם מצלמים בספקטרום אדום או כחול הבהירות זהה. לצורך השוואה השמש – בהירות מינוס 26-7. אין לחמה ירחים למרות שבעבר חשבו שגילו.

למה אין לחמה אטמוספירה? אם ניקח חלקיק גז ונחמם (בחמה – 500 מעלות), אבל הכבידה כמעט 0 ומצד שני השמש קרובה והכבידה שלה חזקה – בצד האפל שלו יכול להחזיק יותר חלקיקים אך לא גזים. יכול להיות שיש מים על פני השטח? ברדאר ראו משהו חשוד בקטבים כנראה שגילו קרח על פניו בשנת 1996, אם יש מכתש על פני השטח ונפל שביט, הקרח יכול להישמר (גם על הירח שלנו גילו קרח במכתשים, גילתה זאת חללית חשאית אמריקאית שבדקה אפשרות לבניית בסיס על הירח). ההבדל בין מאדים לבין הירח הוא שעל כוכב חמה אין ימות מלבד – אגן קלוריס (פגיעה גדולה מאד בחמה). ארסיבו – טלסקופ רדיו המביט מכדור הארץ, לפי ההחזר חשבו שזה קרח ומסנג'ר אכן ראתה את הקרח. ניתן לראות שרשרת פגיעות מטאוריטים על מאדים.

הרכב כוכב חמה: ליבת ברזל גדולה מעורבת במעט גופרית (אם יש את גודל הגוף, בודקים שדה מגנטי וסיליקטים – לוקחים שכבת סיליקטים ומקבלים מסה פחות ליבת הברזל הכבדה. החישוב מסובך) יכול להיות שהכוכב נוזלי – שדה מגנטי אינו קבוע –הליבה באופן יחסי גדולה יותר מכדוה"א (בשל הקרבה לשמש רובה ברזל וניקל, גודל ליבה גדול יחסי יכול להעיד גם על פגיעות שהתיזו חומר מכוכב הלכת). גילו על כוכב חמה מפולות סלע – ממש כמו במכתש – חריצים, נקיקים (מעיד על פעילות טקטונית בעבר), מכתשים ופגיעות מטאוריטים (בעיקר במישור הצפוני).

בראשון לראשון מתחיל ככוכב ערב, כחודש וחצי ואז הופך לכוכב בוקר

במסגרת פרויקט מדעי ילדים בארץ ניסו לתכנן – ניצול קרח על בסיס שיוקם על הירח.

במאדים – המחזור הסינודי כל 14 חודשים (5 פעמים בשנה – הפעם הבאה יוני 2016, אוגוסט 2018 וכו').

 

נגה ונוס: בשל הזוהר שלו נקרא על שם ונוס/אפרודיטה (גלגול של עשתורת/אישתר, אסתר בעברית), נגה הוא תמיד כוכב ערב או בוקר. היוונים קראו לנגה בבוקר – לוציפר (בעברית – כנראה הלל בן-שחר)/ ערב – הספרוס (אולי יש קשר לתפילה הנוצרית בערב???) – נתנו שני שמות כי חשבו שיש שני כוכבי לכת. נגה מכוסה עננים סמיכים, קשה מאד לצפות פנימה – בכל זאת הצליחו לפענח בעזרת מכ"מ והחזר של הקרקע (תוכננה לנאסא משימה של מכ"מ משוכלל יותר וזכתה חברה אמריקאית בשם אלטא וגראמן והפרוייקט בוטל וחבל, כי יכלו להשיג פענוח ברזולציות טובות יותר. אך גם כך יש צילומים טובים).

רדיוס בקו המשווה דומה לזה של כדוה"א, מסה כ-80% מכדוה"א, המסה דומה. האלבדו שלו גבוה בשל החזרת האור מהעננים. תאוצת כובד – כמעט כמו כדוה"א כ-90%, מהירות הבריחה כנ"ל. זמן הסיבוב העצמי – -243  – יממה סינודית – 116 יום בגלל שנגה מסתובב הפוך. מקיף את השמש פעם ב224 יום, אם עכשיו הוא סיים להיות כוכב ערב, הפעם הבאה שיחזור להיות כוכב ערב היא עוד 158 יום.

לנגה אין ירחים. עם הנחתת אדם על הירח, הרוסים הנחיתו 2 וונרות על נגה – ששלחו תמונות ונמעכו/נשרפו. כ-500 מעלות צלסיוס ואפקט חממה בשל ענני co2 (97% ועוד מעט נתרן, גשם חומצה גופרתית וכמעט אין מים – כנראה שהיו פעם, אבל ברגע שמתאדים, אין מה שיקלוט אותם על כדור הארץ יש 2 דברים הקולטים co2  צמחים ומים). לחץ אטמוספרי גבוה מאד (פי 90 מכדוה"א) ויש גשמי חומצה גופרתית., בגובה 20-25 ק"מ הלחץ הוא כמו בכדוה"א והטמפ' בין 0-50 מעלות, כך שיש מים ומחזור גשמים המתאדים לפני הפגיעה בקרקע, כך שיש סיכוי שיש בגבהים מסוימים צורות חיים. אין לנגה שדה מגנטי ואין חגורות קרינה המגנות מפני פיצוצי קרינה קוסמית (אך האטמוספירה מיינת חלק מהקרינה וגם ברקים באטמוספירה פורקים חלקיקים טעונים).

מבנה נגה: גלעין מתכת די קפוא (התקרר בפנים ובחוץ עודו חם – בכדוה"א הליבה נוזלית) מוקף בסלע וקרום עבה. הרי געש – נגה מעט פעיל, השכבה מתחת לקרום כנראה מותכת כמו בכדוה"א, יש את הר מקסוול – הגבוה ביותר על נגה, הר בודד. על נגה כיפות לבה, נקיקי לבה, מכתשים וסימני פעילות וולקנית. כוכב הלכת די כאוטי, תזוזות קרקע, חריצים רבים. למרות האטמוספירה קיימים על נגה מכתשים.

לפני כשלשה חודשים הפך נגה לכוכב ערב.

תכנן צפייה בכוכבי לכת/פלנטות – מומלץ להיעזר בטבלאות ודיאגרמות מסלולי כוכבי הלכת והתקבצויותיהם, וסימולטור באתר קוסמוס (בו ניתן לראות באנימציה את מסלול השמש וכוכבי הלכת במחזור של שנה), טבלאות גודל זוויתי ועוד.

כוכב חמה עובר ממזרח למערב והופך לסירוגין כוכב ערב וכוכב בוקר, כמה פעמים במהלך מסלולו סביב השמש.

כוכב נגה עובר פעם אחת מכוכב ערב לכוכב בוקר – ב-1.7.15 יתקבצו צדק ונגה. זמן המחזור של נגה מהיר, צדק ושבתאי איטיים.

 

כדור הארץ: כוכב לכת מרתק, יש אין ספור תחומי ידע העוסקים בתחום ולכן אנו נתייחס רק למס' תכונות בסיסיות. כדור הארץ הינו פלנטה סלעית השלישית במרחקה מהשמש. המסה כמעט 6X10^21. המסה שלו משמשת לעיתים קרובות כקנה מידה להשוואה לגופים אסטרונומיים אחרים. מרחק ממוצע מהשמש – יחידה אסטרונומית אחת שהיא כ 150,000,000 ק"מ. בערך 8 דקות ועשרים שניות אור. זמן הקפה סביב השמש שנה אחת שהיא 365 יום, 6 שעות ועשר שניות. כדור הארץ סובב סביב צירו פעם ב23.93 שעות. העובדה כי יממה נמשכת 24 שעות קוראת היות שהמשך תנועת כדור הארץ במסלולו סביב השמש מחייב שכדור הארץ יסתובב סביב צירו יותר מ360 מעלות בכדי שהשמש תחזור לאותה נקודה בשמיים. זווית הציר ביחס למישור המלקה (היציבה יחסית עקב קיומו של הירח) היא כ23.5 מעלות. כדור הארץ פחוס מעט בקטבים והרדיוס הממוצע שלו כ 6373 ק"מ. לכדור הארץ אוקיינוסים, אטמוספירה המורכבת בעיקר מחנקן ומכילה אדי מים רבים. זו הסיבה שהאלבדו (החזר האור) גבוה יחסית לכוכב סלעי 0.37. מהירות הבריחה מכדוה"א. 11.18 ק"מ לשנייה.

הירח: מאד כגדול היחס לכדור הארץ, המסה שלו מעט יותר מעשירת המסה של כדור הארץ והרדיוס שלו כ1700 ק"מ – מעט יותר מרבע מכדוה"א. זמן הקפה של הירח סביב כדוה"א זהה לזמן הסיבוב העצמי (27.32 יום) ולכן הוא מפנה כלפינו תמיד את אותו צד. "נעילת" הירח כלפי כדוה"א נוצרה בגלל כוחות הגיאות. המרחק בין כדוה"א לירח כ385000 ק"מ. בזכות המרחק הקרוב אנו יודעים רבות על הירח, הרכב, מיפוי ועוד. זהו גרם השמיים היחיד עליו דרכה רגל אנוש.

יש מס' תיאוריות על היווצרות הירח. התיאוריה המקובלת היום היא שכ 30 מליון שנה לאחר היווצרות כדוה"א התנגש בו עצם בגודל של מאדים. כתוצאה מההתנגשות הועף חומר שהתגבש ליצירת הירח. הירח ממשיך להתרחק מכדור הארץ בקצב של כמעט 4 ס"מ בשנה.

מאדים: כוכב הלכת המעניין ביותר כי הוא דומה לנו. כוכב הלכת הנחקר ביותר. מרס היום השלישי בשבוע – סמל הברזל, ארס – אל המלחמה. ליבת ברזל ואין שדה מגנטי, מה שהפליא את כולם אלו כיפות הקרח שבעבר היו משוכנעים כי הם מים. המסה של מאדיםכעשירית מסת ארץ, מאדים פחות צפוף (אנו מתקרבים לאזור הגזים), מעט פחוס כי מסתובב מהר, אלבדו די חשוך, נשקול במאדים כשליש מכדור הארץ, זמן סיבוב כמעט כמו כדוה"א (מעט מתסכל כי אותם אזורים יופיעו כמעט תמיד באותם שעות כל יום ולכן יש אזורים שקשה לצלם). משלים הקפת השמש כל שנתיים. נטיית ציר הסיבוב – כיום 25 מעלות, אבל הזווית משתנה בעשרות מעלות (כדוה"א בערך 23 קבוע – בשל כוחות הגיאות של הירח ולכן גם האקלים קבוע) – למאדים יש רק שני ירחים קטנים שכבידתם לא משפיעה מספיק על מנת להחזיק את זוית הציר יציבה כמו כדוה"א (את נגה מחזיקים כבידת השמש וחמה). מישור מאדים חופף לזה של כדור הארץ, המסלול מאד אליפטי ביחס לכדור הארץ (לכן ההבדל בין הנקודה הקרובה ביותר לרחוקה ביותר מכדוה"א יש פער גדול ב-2003 כשהיה הכי קרוב לכדור הארץ היתה התרגשות גדולה). כל 15 שנים הוא מגיע למרחק הקרוב ביותר לכדור הארץ (כך קפלר גילה שמסלול מאדים אליפטי, לפי התקבצויות השמש, ארץ ומאדים).

אטמוספירת מאדים – מעט חנקן, ארגון (גז אציל המעיד על יציבות האטמוספירה וזמן היווצרותה) כנראה שיש ברזל מעורב עם גופרית והוא במצב קפוא שאינו נע. מבנה מאדים: ליבה קפואה, סלע קפוא וקרח יבש בקטבים (בעיקר co2) – אם כי גילו כי בקוטב אכן יש מים.

אטמוספירת מאדים – קיימים ענני מים (יגאל פתאל צילם!) יש גם ענני co2 לאחרונה תגלית מוזרה שאינה מתיישבת עם המודל – עננים גבוהים מאד. הרבה אבק מקרקע שהייתה בו מים .

שדה מגנטי מקומי – אינטרקציה עם רוח השמש – חשבו שחלקיקי זנב השביט הטעונים יצרו תגובה במעבר סמוך לשמש. רוח השמש יוצרת אינטרקציה עם חלקיקים במאדים  ונוצרת מגנטוספרה. בקוטב הצפוני – קרח יבש בעיקר, גודל כיפות הקרח משתנה על פי העונות הקיימות עונות על מאדים (רואים יפה את כיפות הקרח בטלסקופים) וגם על פי ציר הסיבוב והזווית לשמש.

במאדים הכל יבש, אין אוקיינוסים, אין מים – תנועת המים הרוחות ורטיקלית אין אזור ממוזג כבכדור הארץ.

הרי מאדים – האולימפוס – הר הגעש הגבוה בכל מערכת השמש, קיים במאדים הוט ספוט (קו פעילות טקטונית) כנראה לא פעיל. קיימים אזורים אפורים המכילים ריכוז המטיט הנוצרים באוקיינוס שכנראה התקיים על מאדים בעבר. איפה המים? או התאדו לאטמוספירה או נבלעו בכוכב. הרי געש גדולים מעידים על קרום עבה.

בשנת 96 – עשו אנליזה לסלע שהתגלה באנטארקטיקה וגילו שההרכב זהה לזה של מאדים. (יש עוד סלעים מגופים "חלליים" ארמסטרונג וחבריו שהביאו בכיסיהם סלעי ירח, ג'נסיס שהביאה חלקיקים מרוח השמש, "סטארדאסט" שאספה אבק שביטים ועד כה מנתחים).

על מאדים קיימים המון מכתשי פגיעת מטאוריטים (דוגמת מכתש ויקטוריה).

סופת אבק על מאדים – בעיות להגיע לפוקוס תוך תצפית גילתה כי מתחוללת על פני כוכב הלכת סופת אבק שהתחילה ביוני ובספטמבר עוד נשבה – קיימים צילומים מדהימים של עלעולים במאדים.

על מאדים צולמו דיונות קרח ובועות קרח.

קיוריאוסיטי היא הגשושית האחרונה שנשלחה. ההודים חוקרים כיום את מאדים – וליס מרינאריס – שקע שהוא צורת הנוף הברורה ביותר על פני מאדים (נוצר עקב פעילות טקטונית).

איפה המים על מאדים? פעם חשבו כי בעבר תרבות מסוימת בנתה תעלות לניתוב מים מהקטבים אל פני הכוכב. קיים קרח מים במכתש ליד הקוטב, יש צילומים של תוצרי זרימה. במכתש שקיפרלי קיימים עקבות סלעי משקע. זוהתה זרימה טרייה על קיר מכתש ונקיק חדש שנוצר. קיימים עקבות ערוצי זרימה בתוך מכתשים שברור שהתחתרו אחרי היווצרות מכתש הפגיעה.

אז האם ייתכנו מים נוזליים על מאדים? מהו מופע פאזה של מים? ניקח טמפ' ולחץ – במקומות גבוהים נקודת הרתיחה של המים עולה. לכל גז יש את לחץ המופע.  במאדים קיימים מקומות בהם המים יכולים להיות נוזליים, אבל רוב המים במאדים בפאזת גז. Co2 במאדים יהיה או בקטבים במצב של קרח, או במצב של גז (בכדור הארץ רוב הco2 במצב גז). במאדים יש קרח, אם משהו פוגע בו הוא מתנזל לפרק הזמן הנדרש עד שמתנדף.

ירחי מאדים – פובוס ודימוס (פחד ואימה מתוך האיליאדה).

קטנים ולכודים בציר סינכרוני. שני ירחיו מאד צמודים למאדים ביחס לירח – פובוס (18X21X28 ק"מ במרחק כ6000 ק"מ מפני מאדים) ודימוס (10X12X15 ק"מ במרחק כ20,000 ק"מ מפני מאדים). הצפיפות כ-2 גר' לסמ"ק (יש בהם הרבה קרח). בפובוס מופיע מכתש פגיעה מרשים (רואים את זרימת החומר החוצה ואת השריטות). צולם ליקוי חמה של פובוס ע"י חללית. דימוס – 10 ק"מ הרבה קרח (צפיפות קטנה משל פובוס) מסתובבים סינכרונית עם מאדים. צילום של מונוליט סלע גדול על דימוס.

מאדים סוגר את סדרת כוכבי הלכת הארציים/סלעיים.

 

כוכבי הלכת החיצוניים/הגזיים:

הרבה יותר גדולים ומסיביים מכוכבי הלכת הארציים, יש להם הרבה ירחים ולכולם טבעות.

באטמוספירה של צדק ושבתאי יש מים בנפטון ואוראנוס יש קרח.

בחיצוניים נשאר הרבה מימן והליום.

צדק: ענק וגזי, דחוס ואינטנסיבי, מאד פחוס מסתובב מהר מאד סביב צירו – האלבדו שלו גבוה בשל עננים מחזירי אור.כ 10 שעות סיבוב (פי 11 גדול מכדוה"א ועושה סיבוב ב40 % מהזמן). ציר הסיבוב רק 4 מעלות ומרחק מהשמש פי 5 מכדוה"א – קוטר זוויתי גדול ובהירות גדולה (תמיד ניתן לצפות).

האטמוספרה שלו – מימן, הליום ועוד מולקולות – מוצאים המון תרכובות מימן (עם פחמן, חמצן, חנקן וכו'). חגורות העננים מתוחים בשל מהירות הסיבוב הגבוהה. מהירות הרוחות על צדק היא כ170 מ' לשניה. כנראה שמהירות הסיבוב דיפרנציאלית (כמו השמש) מהירות שונה באזורים שונים.

שדה מגנטי של צדק אדיר בשל כמות המימן שמכיל – בשל המימן הנוזלי (המגביר את הדינמו כ"על מוליך").

הכתם האדום הגדול – חום הנפלט החוצה, מתועד מימי גלילאו, פי 3 מכדוה"א ומהירות הרוחות כ-400 מ' בשניה.

טבעות צדק מורכבות בעיקר מאבק – כנראה שהירחים נפגעים ממטאוריטים וחומר שנזרק מהירחים כנראה מצטבר סביב צדק ויוצר את הטבעות העשויות אבק ולא קרח כמו טבעותיו של שבתאי (הטבעות של צדק נראות רק מצילום מקרוב מחללית).

הירחים הגדולים – איו, אירופה, גנימד וקליסטו – ירחים מעניינים מאד שכוחות הגיאות שלהם מחממים זה את זה. מסלולי הירחים מתלכדים כל שש שנים ואז רואים כי הירחים זורקים צל על צדק אבל גם אחד על השני (קורה כי נמצאים על אותו מסלול ונקרא "השפעות הדדיות").

איו – הקרוב ביותר לצדק, 7 הרי געש פעילים כל הזמן (הכי פעיל במערכת השמש ומריח כמו מעיינות גופרית בים המלח), צפיפות כ- 3.5, סיבוב סנכרוני מול צדק. הרכב איו – דומה לירח ולמאדים, חוץ ממתיחת הפני שעושים לו ירחים אחרים הוא מתחמם מצדק וכל הזמן חם (גילו שיש הרבה נתרן סביב צדק אחרי שצולמה תמונה מהטלסקופ במצפה רמון והצבא ננזף על עודף נתרן באוויר…) . סביב צדק, טורוס של נתרן המקיף את צדק בעיקר במסלול איו ומחמם אותו.

קרינת השמש היא חלקיקים טעונים – אלקטרונים, חלקיקי הליום – מנותבים לקטבים של צדק וכשפוגעים באטמוספירה פולטים קרינה – זהו הזוהר הצפוני.

 אירופה – הכי מעניין כיוון שהוא מציע את הפוטנציאל הגבוה ביותר לקיום חיים על פניו.

מבנה פנימי – מכיל מים וקרח. הצפיפות נמוכה, האלבדו גבוה, טמפ' מאד נמוכות – אין לירח אטמוספירה.

ידוע כי אירופה חם בשל השפעת כוחות הגיאות – המודל שנבנה בשל ההתחממות הוא אוקיינוס הקיים מתחת לקרח – על פי התבקעות כיפת הקרח לסדקים. בשל הפוטנציאל לקיום מים נוזלים תחת כיפת הקרח, אירופה הוא הקנדידט הראשון למציאת חיים.

גאנימד – מחולק לאזורים כהים המכוסים אבק ומכתשים לבנים החושפים קרח. השפעת גאות הירחים הסמוכים יוצרת בלאגן על פני השטח וצורות בקרח. לגנימד (בגודל של חמה) שדה מגנטי מרשים, מה שמעיד על תנועתיות עצמית בליבה.

קליסטו – מכתשים צערים על פניו, צפיפות קטנה (ירחי מאדים באותו סדר גודל של צפיפות) מכיל קרח ומים. במכתשים, ניתן לראות מעגלים קונצנטריים – מכתש ולהאלה מרשים ביותר.

 

שבתאי: כוכב הלכת השישי. הצפיפות מעניינת : 0.7 – פחות ממים (באמבטיה היה צף) שליש ממסת צדק אבל פי 95 ממסת כדוה"א, עשר שעות סיבוב סביב צירו, סביב השמש – 30 שנים, 27 מעלות מישור הסיבוב שלו ורחוק מהשמש פי 10 מכדור הארץ. בעיקר מימן 75% והליום. כמו לצדק קיימת אורורה (שדה מגנטי חזק מאד). הטבעות: אנקה וקאסיני הן שני המרווחים הבולטים, קיימים אלפי רווחים בין חלקיקי הקרח. קיימים בשבתאי "ירחים רועים" שכבידתם מושכת אליהם חומר מהטבעות ומייצרים את המרווחים. (החללית קאסיני החוקרת את שבתאי – ישראל היא שותפה בין 17 מדינות והיחידה שלא נתנה כסף לפרויקט אלא ידע בלבד).

טריזים שחורים – כתמים כהים המסתובבים במהירות זוויתית של שבתאי – החומר השחור לא נשמע לחוקי קפלר אלא נמשך לקווים המגנטיים (הירחים מושכים חלק מהחומר כשעוברים בתוך הטבעות במסלולם וכך נוצרים הרווחים).

ב2009 נעלמו הטבעות בשל הזווית הראיה וב2017 נראה את הטבעות באופן מיטבי, ב2024 ייעלמו שוב.

מימס – אחד הירחים של שבתאי, עשוי קרח, הוא קטן ופחוס, המון מכתשים – קיבל הרבה מכות, מכתש הרשל מרשים מאד. האלבדו של מימס גבוה 0.7. מינוס 200 מעלות, לא קיימת עליו אטמוספירה.

אנקלדוס – הירחים האחרים מחממים את הצד הדרומי וכנראה יוצרים גייזרים הפולטים נוזל הקופא מיד על פני השטח. בלב מכתשים טריים בולט ברור הקרח. מהיכן מגיע הקרח למימס? האם מירחים אחרים? האלבדו שלו 100% כמו מראה, וזה מה שגרם לחשוב על מודל של אוקיינוס נוזלי שמשהו מבפנים זורק קרח החוצה ומכסה את פני כוכב הלכת. ההשערה להיווצרות הגייזרים הייתה פעם הימצאות גזים בכוכב, זה לא נכון. על פני השטח "שריטות עמוקות" שנראות כשריטות נמר. הגייזרים על פני הכוכב הם מועמד נוסף לחיפוש צורות חיים.

 

תטיס – הרכב: חושבים שהוא מלא קרח מאחר והוא נמצא אחרי אנקלדוס וכנראה מתכסה קרח הנזרק ממנו. מכתשים גדולים. תטיס הוא כמו מראה (ביחס לטיטאן עליו יש בעיקר חנקן כמו בכדוה"א).

 

דיון – גדול יותר כ-1200 ק"מ, רחוק יותר ונצפה יותר בקלות. בצילום מחללית זיהו בבירור פעילות טקטונית על פניו. אטמוספירה קלושה. קיימים על פניו מכתשים צעירים עם קרח על הקרקעית. בתמונת תקריב ממש רואים גבישי קרח מגובש וסדקים כתוצאה מפגיעת מטאוריטים.

ירחי שבתאי החיצוניים –

ריאה – על ריאה כנראה מים נוזליים מתחת פני הקרקע וכנראה שבעבר היו לו טבעות (שאריות של התרסקות שביט שפיזרו גבישי קרח על פני הירח). קיימת פעילות טקטונית, קיים אזור נמוך/שקוע גדול מאד על פני הכוכב.

טיטאן – הכי מעניין כי קיימת על פניו אטמוספירה צפופה מבכדוה"א – חנקן, מתאן נוזלי על פני הקרקע – פני הכוכב קרים מאד מינוס 190 מעלות וכנראה מכיל מים קפואים על פני הקרקע. על פני טיטאן אגמי מתאן, מה שגורם לחוקרים לשער אולי קיימות צורות חיים. בצילומים של קאסיני ניתן לראות שינויים בעונות – רואים את השינויים באגמים. גשם מתאן יורד על פני הכוכב – והכוכב בעצם דומה לתחנת דלק מוזנחת. (קאסיני עדיין מצלמת את טיטאן) עדויות לזרימת נחלים על פני הכוכב. אירוסולים לכודים באטמוספירה  (ממש אובך כמו בכדוה"א).

 

היפריון – ירח מאד יפה, עליו מכתש ענק.

יפטוס – ירח מעניין, גלילאו שם לב שהירח יותר בהיר פי 6 כשהוא מתרחק מאיתנו וכהה כשמתקרב (עקב קרח ואבק הנזרק ונמשך בעקבותיו). כאשר יש צד כהה הוא יהיה חם יותר (סופג את הקרינה והחום) בצד הבהיר זורק את הקרינה החוצה.

 

אוראנוס: מסתובב הפוך. 42 שנים חורף 42 שנים קיץ סיבוב: 84 שנים, מחזור סינודי – שנה (הוא כמעט לא זז ולכן בתום סיבוב של כדוה"א  נראה אותו שוב) מסלול מאד אקסצנטרי. אורנוס קטן מאד – רואים אותו בטלסקופ כנקודה כחולה-ירקרקה ולא יותר. מורכב בעיקר מקרח, מים וגזים קפואים (אמוניה ומתאן), קיים סלע בפנים כ- 10-14%. לאוראנוס יש טבעות, לא ידוע מה מקורן – קיים כוכב שהתכסה ע"י הטבעות שהסתירו אותו – כך גילו את הטבעות המורכבת מאבק.  נטיית הציר 97 מעלות (!)

לאוראנוס יש ירחים (כל כוכבי הלכת נחקרו רבות וצולמו, גם את השמש מצלמים ועל הירח היו – מאוראנוס ונפטון יש צילומי חללית אחת שעברה ביעף, קיים הרבה פחות מידע מאשר על כוכבי הלכת האחרים.

מקור הירחים הוא אותו כנראה אותו מקור – לחידה של גופים מחגורת קוויפר. מרחק הירחים הגדולים מכוכב הלכת באותם סדרי גודל של מרחק הירח אלינו (לא כמו הירחים של האחרים שהיו מאד קרובים). אזורים בהירים כנראה איזורי קרח מתחת לאגם (הרבה שמות של אתרם על אוראנוס קשורים לשייקספיר). מירנדה הא הירח המעניין ביותר של אוראנוס, ירח מאד מבולגן, נראה כאילו כוסח לגמרי ומיד קפא, אך שמר על הצורה הכדורית – הירח כנראה חם מאד (או שהפנים עוד חם כמו בכוכבי הלכת הגדולים כתוצא מפעילות טקטונית, חומרים רדיואקטיביים שמחממים ומקררים, או מסלולי תהודה – מאחר והירחים קטנים ההשערה המקובלת היא מסלולי תהודה.

מחקרים גילו כי המסלול של אוראנוס שונה מהצפוי.

היותו בשל ההשפעות ההדדיות חייבים לחשב מסלול כוכבי לכת וירחים במודל משותף, הי חייב להיות עוד כוכב לכת (נפטון).

בין 1992 ל2004 – פלוטו היה קרוב יותר לשמש מנפטון לכן הועלתה השערה כי הוא ירח של נפטון. היום גרמי השמיים אחרי נפטון נקראים נפטונים – כל החבר'ה שנמצאים באזור של פלוטו נקראים פלוטואידים.

נפטון: כוכב הלכת הרחוק ביותר, מאד דומה לאוראנוס, אלבדו גבוה 0.4 בשל הקרח/מים על פני הכוכב.

רווית חלד פרסמה לפני שבוע את מהירות הסיבוב המדויקת של שבתאי. מקיף את השמש ב165 שנים, המחזור הסינודי הממוצע – כמעט שנה. האטמוספירה מאופיינת בצבע כחול, סיבוב מהיר המותח את העננים. קיימות טבעות חלקיות, לא שלמות ולא דומות לטבעות של שבתאי או צדק.

קיים שדה מגנטי. שני ירחים – נראיד וטריטון (וויאג'ר 2 גלתה עוד 6 ירחים וכיום ידוע על 14).  טריטון – על פניו קיימים גייזרים של חנקן קפוא (על פי מדידות – הימצאות גייזרים נצפו כשנמצאו הגייזרים על אנקלדוס. מה מקור האנרגיה? טריטון מסתובב במסלול הפוך, כנראה מסלול נפילה סביב נפטון – בעתיד בעוד כמה מיליוני שנים יהיו לו טבעות מרהיבות משל שבתאי). מסלולו כמעט מעגלי סביב נפטון. הצפיפות 2.02 – ההימור הוא שכשנגיע לפלוטו נגלה משהו דומה. הירחים האחרים מסתובבים סביב קו המשווה. הגייזרים נוצרים בשל הפרשי לחצים. מניחים שטריטון מורכב קרח בעיקרו ומעט סלע (קיימים עליו חריצים כמו באירופה) – יש המרחיבים את "תחום החיים" שקבעה נאסא גם לטריטון (לא חייבים להיות מים מעל פני השטח, ניתן לקחת ירח שאינו בתחום החיים שנקבע שעליו מים קפואים – אולי בעתיד שווה יהיה למדענים לקבוע "תחום חיים" סביב כוכב לכת ו"תחום חיים" כללי).

נראיד – מסלול מאד אקסצנטרי (אליפסה ענקית!), הוא מאד קטן, קשה מאד לראותו. 360 יום מקיף את נפטון.

 

המלצה לקריאת חומרים:

האתר של יגאל: cosmos.co.il

ו -Education.org.il – מצגות קואורדינטות שמימיות ותנועת הכוכבים

סגירת תפריט
דילוג לתוכן