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
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
Sistem Tata Surya Kita mencari modelmodel yang memberikan informasi, dan bukan hanya tentang seni dan kerajinan tangan
Tentang Isi Kita ingin modelmodel dengan muatan ilmiah dan menampilkan beberapa hal kongkrit
Model jarak planet-planet ke matahari Merkurius Venus Bumi Mars Jupiter
Saturnus Uranus Neptunus
57 900 000 km 108 300 000 km 149 700 000 km 228 100 000 km 778 700 000 km
6 cm 11 cm 15 cm 23 cm 78 cm
0,4 AU 0,7 AU 1,0 AU 1,5 AU 5,2 AU
1 430 100 000 km 2 876 500 000 km 4 506 600 000 km
143 cm 288 cm 450 cm
9,6 AU 19,2 AU 30,1 AU
Model diameter Matahari Merkurius Venus Bumi Mars Jupiter Saturnus Uranus Neptunus
1 392 000 km
139,0 cm
4 878 km
0,5 cm
12 180 km 12 756 km 6 760 km 142 800 km 120 000 km 50 000 km 45 000 km
1,2 cm 1,3 cm 0,7 cm 14,3 cm 12,0 cm 5,0 cm 4,5 cm
Model diameter
T-shirt dengan diameter planet-planet dalam skala
Diameter dan jarak ke matahari Matahari
Merkurius
1 392 000 km
25,0cm
4 878 km
57 900 000 km
0,1cm
10 m
Venus
12 180 km
108 300 000 km
0,2 cm
19 m
Bumi
12 756 km
149 700 000 km
0,2 cm
27 m
Mars
6 760 km
228 100 000 km
0,1 cm
41 m
Jupiter
142 800 km
778 700 000 km
2,5 cm 140 m
Saturnus
120 000 km
1 430 100 000 km
2,0 cm 250 m
Uranus
50 000 km
2 876 500 000 km
1,0 cm 500 m
Neptunus
45 000 km
4 506 600 000 km
1,0 cm 800 m
Biasanya di halaman sekolah hanya dapat mencapai Mars
Model diameter dan jarak di halaman sekolah ...
Model di kota (Barcelona)
Matahari Mercurius Venus
Mesin cuci Telur ikan Kacang polong
Puerta Instituto Puerta Hotel Diplomatic Pasaje Méndez Vigo
Bumi Mars Jupiter
Kacang polong Butiran lada jeruk
Entre Méndez Vigo y Bruc Paseo de Gracia Calle Balmes
Jeruk keprok Kacang berangan Kacang berangan
Pasaje Valeri Serra Calle Entenza Estación de Sans
Saturnus Uranus Neptunus
Model di kota Metz ( Perancis )
Model waktu c = 300 000 km/dt Waktu yang diperlukan cahaya dari bulan ke bumi adalah : t = jarak EM / c = 384 000 km / 300 000 km/dt = 1,3 dt
Bagaimanakah suatu percakapan antara planetplanet dengan "video” ?
Sinar matahari memerlukan waktu...ke Merkurius Venus Bumi Mars Jupiter Saturnus Uranus Neptunus
57 900 000 km
3,3 menit
108 300 000 km 149 700 000 km 228 100 000 km 778 700 000 km 1 430 100 000 km 2 876 500 000 km 4 506 600 000 km
6,0 menit 8,3 menit 12,7 menit 43,2 menit 1,32 jam 2,66 jam 4,16 jam
Matahari dilihat dari planet-planet
a = tan a = jari-jari matahari / jarak ke matahari = 700 000/150 000 000 = 0,0045 radian = 0,255° Dari bumi, ukuran matahari 2 a = 0,51 °
Matahari dilihat dari planet-planet
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)
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.
Perataan Planet Merkurius
Venus Bumi Mars Jupiter Saturnus Uranus Neptunus
(jari-jari equator – jari-jari polar )/ jari-jari equator
0,0 0,0 0,0034 0,005 0,064 0,108 0,03 0,03
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
Data orbital bumi Laju sudut w=2p/T = 2p/(365 x 24 x 60 x 60) = 0,000000199 radian/dt 2p/(365 x 24) = 0,000717 radian/jam Laju orbit rata-rata v = w R = 0,000000199 x 150 x 106 = 29,78 km/dt = 0,000717 x 150 x 106 = 107589 km/jam ( Laju orbit rata-rata dari matahari mengelilingi pusat galaxy adalah 220 km/dt atau 800000 km/jam ).
Data orbital Planet
Periode orbital (hari)
Jarak dari matahari (km)
Mercurius
87,97 224,70 365,26 686,97 4331,57 10759,22 30799,10 60190,00
57,9 106 108,3 106 149,7 106 228,1 106 778,7 106 1 430,1 106 2 876,5 106 4 506,6 106
Venus Bumi Mars Jupiter Saturnus Uranus Neptunus
Laju rata-rata Laju rata-rata orbital orbital (km/dt) (km/jam) 47,.90 172440 35,.02 126072 29,.78 107208 24,08 86688 13,.07 47052 9,69 34884 6,81 24876 5,43 19558
Model gravitasi permukaan Gravitasi permukaan, F = GM m/d2, dengan m = 1, d = R. Jadi g = GM/R2, dengan M = 4/3 p R3 r Dengan substitusi diperoleh : g = 4/3 p G R r
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
71492 km
1,3 g/cm3
2,540
23,12 m/dt2
2,36
Saturnus
60268 km
0,7 g/cm3
1,070
8,96 m/dt2
0,91
Uranus
25559 km
1,2 g/cm3
0,800
8,69 m/dt2
0,88
Neptunus
25269 km
1,7 g/cm3
1,200
11,00 m/dt2
1,12
1,62 m/dt2
0,16
Bulan
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
Kecepatan melepaskan diri Jarak e = ½ at2 + v0 t Kelajuan v = a t + v0 Di permukaan v0 = 0, a = g dan e = R, jadi R = ½ gt2 dan v = gt. Dengan menghilangkan t, maka kecepatan melepaskan diri
v = (2gR)1/2
Kecepatan melepaskan diri Planet
Jari-jari equator
Gravitasi permukaan
Kecepatan melepaskan diri
Merkurius
2 439 km
0,378
4,3 km/dt
Venus
6 052 km
0,894
10,3 km/dt
Bumi
6 378 km
1,000
11,2 km/dt
Mars
3 397 km
0,379
5,0 km/dt
Jupiter
71 492 km
2,540
59,5 km/dt
Saturnus
60 268 km
1,070
35,6 km/dt
Uranus
25 559 km
0,800
21,2 km/dt
Neptunus
25 269 km
1,200
23,6 km/dt
Peluncuran roket
Kertas karton Tabung tempat film/obat ¼ obat effervescent
Sistem-sistem planet di luar tata surya
Tahun1995 Michael Mayor dan Didier Queloz mengumumkan penemuan suatu planet luar Pegasi 51 yang mengorbit Foto pertama
2M1207b directly imaged (ESO)
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
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 1027 kg) atau mirip dengan bumi * Keterbatasan teknis
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).
Model untuk sistem planet luar Nama planet
Jarak rata- Periode rata Orbit AU Hari
Massa Ditemukan Perkiraan media diameter tahun Mj atau Mt Km
Ups And b
0,059
4,617
0,69 Mj
1996
124000
Ups And c
0,83
241,5
1,98 Mj
1999
176000
Ups And d
2,51
1274,6
3,95 Mj
1999
221000
Gl 581 e
0,030
3,149
1,9 Mt
2009
16000
Gl 581 b
0,041
5,368
15,65 Mt
2005
32000
Gl 581 c
0,073
12,932
5,36 Mt
2007
22000
Kepler-62 b
0,0553
5,714
<0,03
2013
16800
Kepler-62 c
0,0929
12,441
<0,013
2013
6800
Kepler-62 d
0,120
18,164
<0,044
2013
24000
Kepler-62 e
0,427
122,387
<0,113
2013
20000
Kepler-62 f
0,718
267,291
<0,11
2013
18000
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 R3, maka jari-jari adalah 3 ________ R = √3 m/(4 p r)
Penghitungan massa bintang pusat
Hukum Ketiga dari Kepler a^3/ P^2 = konstan
Dengan satuan yang dipilih
MS = 0.0395 10-18 a3/ P2
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)
Model skala dari sistem planet luar Skala yang sesuai adalah : jarak 1 AU = 1 m Diameter 10 000 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.
Kita dapat membangun(sistem tata surya): Sistem Jarak Tata Surya AU Merkurius 0,39 Venus 0,72 Bumi 1 Mars 1,52 Jupiter 5,2 Saturnus 9,55 Uranus 19,22 Neptunus 30,11 Jarak 1AU = 1m
Diameter km
Model Jarak
Model Diameter
4879 40 cm 0,2 cm 12104 70 cm 0,6 cm 12756 1m 0,6 cm 6794 1,5 m 0,3 cm 142984 5m 7 cm 120536 10 m 6 cm 51118 19 m 2,5 cm 49528 30 m 2,5 cm Diameter 10000 km = 0,5 cm
Kita dapat membangun (Sistem planet-planet luar pertama yang ditemukan ) : Upsilon Andromeda
Jarak AU
Diameter Model km Jarak
Ups And b
0,059
124000
6 cm
6 cm
Ups And c
0,83
176000
83 cm
9 cm
Ups And d
2,51
221000
2,5 m
11 cm
Jarak 1AU = 1m
Model Diameter
Diameter 10000 km = 0,5 cm
Kita bisa membangun (Sistem dengan planet-planet "terestrial” / ”daratan”) : Gliese 581 Jarak AU
Diameter km
Model Jarak
Model Diameter
Gl.581 e
0,030
16000
3 cm
0,8 cm
Gl.581 b
0,041
32000
4 cm
1,5 cm
Gl.581 c
0,073
22000
7 cm
1 cm
Jarak 1 AU = 1m
Diameter 10000 km = 0,5 cm
Kemungkinan kelayakhunian dari planet-planet luar
Kita dapat membangun ( planet-planet"terestrial” yang lain ): Kepler 62 Jarak
AU Kepler-62 b 0,0553 Kepler-62 c
0,0929
Diameter Model km Jarak 16800 6800
Kepler-62 d 0,12
24000
Kepler-62 e
0,427
20000
Kepler-62 f
0,718
18000
Jarak 1AU = 1m
Model Diameter
5,5 cm
0,8 cm
9 cm
0,3 cm
12 cm
1,2 cm
43 cm
1 cm
72 cm
10,9 cm
Diámeter 10000 km = 0,5 cm
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.
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
Terima kasih untuk perhatian Anda
