Güneş Sistemi

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ
FEN FAKÜLTESİ
ASTRONOMİ VE UZAY BİLİMLERİ
BÖLÜMÜ
GÜNEŞ SİSTEMİ
DERS NOTLARI
Doç. Dr. İbrahim KÜÇÜK
Güneş Sistemi
Güneş
Güneş
Sistemi
Oluşumu
GEZEGEN
SEMBOLLERİ
Güneş
Dünya
BÜYÜKLÜKLER
BÜYÜKLÜKLER
BÜYÜKLÜKLER
Fiziksel özellikler
Güneş’e ve birbirlerine yakın gezegenler:
ORTAK ÖZELLİKLERİ: metalik çekirdek, sıvı-katı arası manto, katılaşmış kayalık yüzey, aktif veya sönmüş volkanlar, çarpma
kraterleri, ağır elementlerin baskın olduğu temel kimyasal bileşim, atmosfer (Merkür hariç)
YER
VENÜS
Çap (km)
12756
Çap (km)
12104
Kütle (kg)
5.974×1024
Kütle (kg)
4,869×1024
Yoğunluk
(g/cm3)
5.5
Yoğunluk
(g/cm3)
5.2
Uydu sayısı
1
Yörünge
dönemi (gün)
365.25
Dönme
dönemi (gün)
1.00
MERKÜR
Uydu sayısı
-
Çap (km)
4880
Yörünge
dönemi (gün)
224.70
Kütle (kg)
3.302×1023
Dönme
dönemi (gün)
243.02
Yoğunluk
(g/cm3)
5.4
Uydu sayısı
-
MARS
Çap (km)
6794
Kütle (kg)
6.418×1023
Yoğunluk
(g/cm3)
3.9
Uydu sayısı
Yörünge
dönemi (gün)
87.97
Dönme
dönemi (gün)
58.65
AY
2
Çap (km)
3476
Yörünge
dönemi (gün)
686.98
Kütle (kg)
7.348×1022
Dönme
dönemi (gün)
1.03
Yoğunluk
(g/cm3)
3.3
Fiziksel özellikler
Güneş’e ve birbirlerine uzak gezegenler:
ORTAK ÖZELLİKLERİ: kayalık çekirdek, sıvı manto, dış katmanlar gaz, görünen yüzeyleri kalın bulutlar, temel kimyasal bileşim: hafif
elementler, çevresel halkalar, çok uydulu
JÜPİTER
SATÜRN
Çap (km)
142984
Çap (km)
120536
Kütle (kg)
1.899×1027
Kütle (kg)
5.685×1026
Yoğunluk
(g/cm3)
1.3
Yoğunluk
(g/cm3)
0.7
Uydu sayısı
63
Uydu sayısı
56
Yörünge
dönemi (yıl)
11.86
Yörünge
dönemi (yıl)
29.37
Dönme
dönemi (saat)
9.84
Dönme
dönemi (saat)
10.66
URANÜS
NEPTÜN
Çap (km)
51118
Çap (km)
49528
Kütle (kg)
8.682×1025
Kütle (kg)
1.024×1026
Yoğunluk
(g/cm3)
1.3
Yoğunluk
(g/cm3)
1.3
Uydu sayısı
27
Uydu sayısı
13
Yörünge
dönemi (yıl)
84.10
Yörünge
dönemi (yıl)
164.86
Dönme
dönemi (saat)
16.00
Dönme
dönemi (saat)
16.11
Sınıflandırma
YERSEL (KARASAL)
GEZEGENLER
• Yersel gezegenler içinde belirgin bir atmosferi olmayan sadece
Merkür’dür.
• Venüs, çok yoğun bir atmosfere dolayısıyla kalın bulutlara sahip
olduğundan yüzeyini görmek olanaksızdır.
• Mars’ın atmosferi ise Yer atmosferine göre daha az yoğundur.
• Gezegenler, atmosferlerinden uzaya madde kaybederler. Bu olaya,
buharlaşma süreci denir. Buharlaşma, atmosfer sıcaklığı yüksek ve
yüzey çekimi düşük olan gezegenlerde çok daha etkindir.
• Gezegenlerin yüzey sıcaklıkları, Güneş’ten yüzeylerine gelen
enerjiye bağlıdır. Bu nedenle Güneş’e yakın olan gezegenlerin
yüzey sıcaklıkları, uzaktaki gezegenlere göre daha yüksektir.
• Merkür, küçük kütlesinden dolayı yüzey çekim ivmesi az ve sıcaklığı
yüksek olduğundan atmosferini tutamamıştır.
• Venüs, Yer ve Mars yine atmosfer sıcaklıklarının yüksek olmasından
dolayı hafif gazlarını tutamamış ve uzaya kaybetmiştir. Örneğin
hidrojen gazı, yersel gezegenlerde %1′in çok altında bulunurken,
Jüpiter atmosferinin %90′nını oluşturur.
• Yersel gezegenlerin kimyasal yapıları, kayasal materyal ve
demirdir. Bu nedenle hemen hemen tamamen gazdan oluşmuş
dev gezegenlere göre ortalama yoğunlukları yaklaşık üç kez
daha fazladır. Belirgin bir yüzeyleri vardır, bu nedenle Merkür
dışında diğer iki yersel gezegenin yüzeylerine uzay aracı
indirilerek onları inceleme olanağı doğmuştur.
tur
İç (karasal) gezegenler nasıl
görünür?
Hepsi…
• Kayasaldır ve
küçüktür!
• Birkaç uydusu
vardır yada hiç
yoktur
• Halkaları
yoktur
BÜYÜKLÜKLER
BÜYÜKLÜKLER
Dev gaz gezegenler
Hepsi…
• Gaz yapıda ve
BÜYÜK!
• Halkaları var
• Çok sayıda
uyduları var
YÖRÜNGELER
YÖRÜNGE EĞİKLİKLERİ
Gezegenlerin Özellikleri
Gezegen1
Çapı
Kütlesi
Yörünge Güneş çevresinde Kendi çevresinde
yarıçapı dönme süresi
dönme süresi
Merkür (☿) 0,382
0,06
0,38
0,241
58,6
Venüs (♀)
0,949
0,82
0,72
0,615
-2432
Dünya (⊕)
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
Mars (♂)
0,53
0,11
1,52
1,88
1,03
Jüpiter (♃)
11,2
318
5,20
11,86
0,414
Satürn(♄)
9,41
95
9,54
29,46
0,426
Uranüs (♅)
3,98
14,6
19,22
84,01
0,718
Neptün (♆)
3,81
17,2
30,06
164,79
0,671
1
Çizelgedeki değerler Dünya'nın çapı, kütlesi vb.'ne olan oranlardır.
Güneş Sistemi Dışındaki Gezegenler
•
•
•
•
•
•
1995 yılında Michel Mayor ve Didier Queloz tarafından 51 Pegasi adlı yıldızın
çevresinde dönen bir gök cismi keşfedildiğinde, bu cismin 'gezegen' olarak
tanımlanması uygun görüldü.
1995-2005 yılları arasında yapılan gözlemlerle, 100'ü aşkın değişik yıldız
çevresinde dolanan 150'den fazla gezegen bulundu.
Güneş Sistemi gezegenleri ile karıştırılmaması için bu cisimlere 'Güneş dışı
gezegenler' veya Güneş Sistemi dışı gezegenler adı verilmektedir.
Yine karışıklığı önlemek amacıyla, bu tür gezegenlerin yıldızları ile birlikte
oluşturdukları sistemlere genel olarak gezegen sistemi ya da 'yıldız sistemi' adı
verilmektedir.
'Güneş Sistemi' adı ise, yalnızca özel ad olarak Güneş ve uydularının
oluşturduğu gezegen sistemini tanımlamada kullanılır.
1996 yılında amerikalı uzay bilimcisi Arthur Frank Elbourn 'un yapmış olduğu
bir takım araştırmalar uzay hakkında daha da fazla bilgi almamızı sağlamıştır.
Arthur Frank Elbourn un yapmış olduğu çalışmalarda 10 olan gezegen sayısı
aslında 12 gezegene vardi. goono ve Elbourn ismi verdiği iki gezegen daha
keşfetti. Nasa tarafından doğrulanan bu gezegenler fazla medyaya
duyurulmadı.
GEZEGEN SINIFLAMASI
AY’DAN DÜNYA’NIN
GÖRÜNÜŞÜ
ÖZELLİKLERİ
Ekvator Çapı:
3476 km
Kütle:
0.0123 Myer
Ortalama Yoğ.:
3344 kg/m3
Kurtulma Hızı:
2.4 km/sn
Albedo:
0.11
Yörünge basıklığı:
0.0549
Yörünge eğimi:
5.15°
Ekvatorun yörüngeye eğimi: 6.68°
Yer’e uzaklık Ort:
384,400 km
Enberi:363,300 km
Enöte: 405,500 km
Ay’ın yörüngesi elips şeklindedir
363,300 km
405,500 km
Ortalama Yer-Ay Uzaklığı 384,400 km
EVRELERİ
Ay yüzeyinin görünebilirlik
özellikleri
Bir yörünge dönemi boyunca Ay’ın toplam yüzeyinin
%59’unu görebiliriz.
GEL GİT HAREKETİ
AY’IN UZAKLIĞI
DÜNYA
~ 385,000 km
AY
Asteroidler
Güneş sistemimizin oluşumu sırasında bir araya gelen, ancak Jüpiter ve Güneş’in ortak
çekimi altında, şu andaki boyutlarında ve konumlarında kalmaya zorlanan artıklar.
2007 yılı itibarı ile asteroid sayısı: 376 bin
Jüpiter
TRUVALILAR
TRUVALILAR
60° 60°
GÜNEŞ
ana kuşak
asteroidleri
Jüpiter’in
yörüngesi
Mars’ın
yörüngesi
Jüpiter ile aynı yörüngeyi paylaşan,
gezegenin 60º önünde ve arkasında, Güneş
etrafında dönen ilginç örnekleri de var:
TRUVALILAR
Asteroidler
Uzay araçları ile Güneş sistemi üyelerinin yakından incelenmesine başlanmadan önce asteroidler
hakkındaki bilgi çok kısıtlıydı. Küçük boyutları ve bize olan uzaklıkları, Yer’deki en büyük
teleskoplarla bile detaylı incelenmelerine engeldi.
Sistemimizin oluşumu sırasında, gelişimlerini belirli bir noktaya kadar tamamlayabilen ancak bir
gezegenin parçası olamayan artıklardır. Dolayısıyla, Güneş sistemimizin iç bölgelerinin oluşum
teorileri hakkında çok önemli ip uçları sunarlar.
Gaspra
Ida
18 × 10 × 9 km
Mathilde 13 × 13 × 33 km
54 × 24 × 15 km
Dactyl
GALILEO 1991
Braille 0.6 × 0.6 × 2.2 km
Eros
GALILEO 1993
13 × 13 × 33 km
NEAR-SHOEMAKER 1997
D = 1.5 km
HAYABUSA 2005
Annefrank
6.6 × 5.0 × 3.4 km
NEAR-SHOEMAKER 2001
DEEP SPACE-1 1999
STARDUST 2002
Itokawa
0.5 × 0.3 × 0.2 km
Kuyruklu Yıldızlar
Çeşitli tedirginlik etkileri altında Kuiper kuşağı ve Oort Bulutu’ndaki cisimler olağan
yörüngelerinden saptırılarak Güneş etrafında çok basık yörüngelerde dolanmaya zorlanırlar.
Kaya parçaları ve toz taneciklerinin, su, karbondioksit ve metan buzları ile bir arada durduğu bu
cisimlere, Güneş sisteminin “Kirli kartopları” da denir.
Basık yörüngeleri boyunca Güneş’e yaklaştıkca, bu cisimlerin üst tabakaları Güneş’in ışınım
basıncı ile buharlaşır ve Güneş’e bakan yönün aksi tarafında bir kuyruk oluşur.
Kuyruklu Yıldızlar
iyon
kuyruk
yörünge
doğrultusu
toz
kuyruk
Güneş
doğrultusu
Kuyruklu yıldızlarda izlenen çift kuyruklu yapı dikkat çekicidir.
Güneş’in ısısı ile buharlaşan su, CO2 ve metan buzu, Güneş’in yoğun UV ışınımı ile elektrik yüklü
hale gelir (iyonlaşır). Gaz formundaki bu materyal Güneş rüzgarını ve Güneş’in manyetik alan
çizgilerini takip edecek şekilde biçimlenir ve “iyon kuyruk” adını alır. Biçimi doğrusaldır ve
doğrudan güneş yönünde uzanır.
Serbest kalan toz tanecikleri ise, Güneş rüzgarı ve manyetik alandan çok etkilenmezler ve kuyruklu
yıldızın yörüngesi boyunca uzanan “toz kuyruk” yapısını oluştururlar. Bu nedenle toz kuyruk eğrisel
biçimdedir.
Kuyruklu Yıldızlar
Kuyruklu yıldızlar, Güneş sisteminin oluşum süreçlerine en az katılmış cisimlerdir. Dolayısıyla
sistemimizin oluşumuna ilişkin erken evreler hakkında çok önemli bilgiler sunarlar ve uzay araçları
ile yapılan araştırmaların hedef cisimleri arasında yer alırlar.
HALLEY KUYRUKLU YILDIZI
GIOTTO ile
görüntülenen
çekirdeği
GIOTTO
uzay aracı
HALLEY
1986
GIOTTO
gözlemlerine
göre modeli
GIOTTO ile
alınan tayfı
Göreli
yeğinlik
Edmund
HALLEY
HALLEY’in
yörüngesi
Dalgaboyu [µm]
Kuyruklu Yıldızlar
SHOEMAKER-LEVY 9 KUYRUKLU YILDIZI
İki amatör astronom tarafından 24 Mart 1993’de keşfedildi
Haziran 1992’de Jüpiter yakın geçişi sırasında,
gezegenin çekim etkisi ile 22 ayrı
parçaya ayrıldığı anlaşıldı
Güneş etrafındaki yörüngelerini
tamamlayan parçalar
Jüpiter’in yanından geçerken
çekimine kapılıp
16-22 Temmuz 1994’de
Gezegene düştü.
Düşen parçaların bıraktığı izler haftalarca izlendi.
Çarpma anında oluşan ateş toplarının bilimsel gözlemlerinden Jüpiter
atmosferinin özellikleri hakkında önemli bilgiler elde edildi.
Kuyruklu Yıldızlar
TEMPEL-1 KUYRUKLU YILDIZI
4 Temmuz 2005 tarihinde DEEP IMPACT uzay aracından
bırakılan bir “ÇARPIŞMA SONDASI” ile bombalandı.
Meteorlar (Göktaşları)
Asterodiler arası çarpışmalarda veya
Kuyruklu yıldız geçişlerinde serbest kalan küçük parçalar
100µm ile 10m arası boyutlu
genellikle silisyum ve metal
içerikli toz veya kayalardır
Meteorlar (Göktaşları)
Büyük hızlarla Yer
atmosferine
girdiklerinde sürtünme
etkisi ile yanmaya
başlarlar ve bir kaç
saniye süreli ışıklı
bir iz bırakırlar.
Meteorlar (Göktaşları)
Kuyruklu yıldız yörüngelerindeki artıklar olarak bilinirler.
Yer, yörüngesinin üzerinde kuyruklu yıldız yörüngeleri ile kesim noktalarına
yaklaştığında yoğun göktaşı yağmurları gözlenir.
Shower
Kuyruklu yıldız
yörüngesi
GÜNEŞ
parent object
Quadrantids
early January
2003 EH1 Asteroidi
Lyrids
late April
Thatcher KY
Pi Puppids
late April
Comet 26P/Grigg-Skjellerup
Eta Aquarids
early May
Comet 1P/Halley
June Bootids
late June
Comet 7P/Pons-Winnecke
Perseids
mid-August
Comet 109P/Swift-Tuttle
Draconids
early October
Comet 21P/Giacobini-Zinner
Orionids
late October
Comet 1P/Halley
Southern Taurids
early
November
midNovember
midNovember
midDecember
late
December
Comet 2P/Encke and others
Northern Taurids
Leonids
Yer yörüngesi
time
Geminids
Ursids
Minor planet 2004 TG10 and
others
Comet 55P/Tempel-Tuttle
Minor planet 3200 Phaethon
Comet 8P/Tuttle
Meteorlar (Göktaşları)
1 günde Yer atmosferine giren bu türden cisim miktarı
300 TON !
Büyük bir çoğunluğu Yer atmosferinde buharlaşırken, nadiren büyük kütleli olanları
yeryüzüne kadar ulaşabiliyor
Berringer krateri – Arizona, ABD
Tswaing krateri – Pretoria, G. Afrika Cum.
YILDIZLARIN BÜYÜKLÜKLERİ
Gökyüzü düzlem gibi görünür…
DAY2009 Konferansı
59
Yıldızlar sanki hep aynı uzaklıkta
gibi görünür…
DAY2009 Konferansı
60
Aslında yıldızlar farklı uzaklıktalar…
DAY2009 Konferansı
61
Bakıyoruz ama görmüyoruz…
DAY2009 Konferansı
62
DAY2009 Konferansı
63
Büyük Ayı (Kepçe)
Kutup Yıldızı
DAY2009 Konferansı
64