Pasy Kuipera: czy podobne twory są wokół innych gwiazd?

Prezentacja na temat: "Pasy Kuipera: czy podobne twory są wokół innych gwiazd?"— Zapis prezentacji:

1 Pasy Kuipera: czy podobne twory są wokół innych gwiazd?
Szczerba Ryszard Centrum Astronomiczne im. M. Kopernika Warszawa, Toruń Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

2 Jak powstawał nasz układ planetarny? Co to są Pasy Kuipera?
O czym będę mówił? NCAC TORUN Skąd jestem? Jak powstawał nasz układ planetarny? Co to są Pasy Kuipera? Dlaczego przypuszczamy, że odpowiedniki pasów Kuipera istnieją również wokół innych gwiazd? Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

3 Centrum Astronomiczne im. M. Kopernika, PAN
NCAC TORUN Trochę historii. kwiecień 1953 r.: powstaje Zespół Budowy Centralnego Obserwatorium Astronomicznego (COA). prof. Wilhelmina Iwanowska prof. Stefan Piotrowski prof. Włodzimierz Zonn prof. Stefan Pieńkowski (Przewodniczący, fizyk) październik 1956 r.: na bazie Zespołu Budowy COA powstaje Zakład Astronomii PAN (ZA I w Toruniu, ZA II w Warszawie, Zakład Astrometrii i Mechaniki Nieba w Ponaniu). październik 1962 r.: w Piwnicach pod Toruniem (OA UMK) oddano do użytku, zamówioną w 1957 r. zakładach Zeissa w ramach realizacji idei COA, kamerę Schmidta. Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

4 Centrum Astronomiczne im. M. Kopernika, PAN
NCAC TORUN Trochę historii cd. 1970 r.: dr. Bohdan Paczyński i dr. Józef Smak proponują powstanie instytutu teoretycznego, który prowadziłby badania w zakresie astrofizyki. W tymże roku National Academy of Science (NAS) w USA powołuje komitet do obchodów 500-lecia urodzin Kopernika. 1971 r.: prof. C. O’Dell odwiedza Polskę i dyskutuje pomysł budowy instytutu ze środków NAS. 1972 r.: Podpisanie umowy o budowie Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika (CAMK) w Warszawie przez PAN i NAS. wrzesień 1973 r.: po zakończeniu nadzwyczajnego zjazdu Międzynarodowej Unii Astronomicznej, który odbył się w Polsce dla uczczenia 500-lecia urodzin Kopernika, zostaje wmurowany kamień węgielny pod budowę CAMK. maj 1978 r.: otwarcie CAMK Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

5 otwarcie CAMK: 24.05.1978 r. Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba
NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

6 CAMK obecnie http://www.camk.edu.pl
NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

7 TORUŃ NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

8 TORUŃ NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

9 CAMK w Toruniu http://www.ncac.torun.pl
NCAC TORUN Powrót Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

10 Jak powstał nasz układ planetarny?
NCAC TORUN Przez ponad dwa stulecia astronomowie rozważali dwie hipotezy: Teoria katastroficzna (zderzenie Słońca z inną gwiazdą); Teoria ewolucyjna (planety powstają jednocześnie ze Słońcem). Obecnie powszechnie uważa się, że to teoria ewolucyjna jest poprawna: Słońce i planety powstały z rotującego dysku gazowo-pyłowego. Płaskość dysku z którego powstały planety spowodowała, że znajdują się one (mniej więcej) w tej samej płaszczyźnie i poruszają się w tym samym kierunku w ich ruchu wokół Słońca. Idea dysku proto-słonecznego została sformułowana po raz pierwszy w 1755 r. przez filozofa pruskiego: Emanuela Kanta. Kant przewidział, że najważniejsze są grawitacja i rotacja. Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

11 emisja termiczna NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

12 Obserwacje dysków protoplanetarnych
NCAC TORUN S. Ruciński: nadwyżka promieniowania podczerwonego z obserwacji IRAS (1985) Nadwyżka promieniowania podczerwonego z obserwacji ISO ( ) Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

13 3 wymiarowy model mgławicy ORIONa
NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

14 mgławica ORIONa ~1600 lat św.; dysk protopl. HST-10
obserwacje HST mgławicy ORIONa NCAC TORUN mgławica ORIONa ~1600 lat św.; dysk protopl. HST-10 Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

15 obserwacje dysków protoplanetarnych przez HST w mgławicy ORIONa
NCAC TORUN HST odkrył kilkadziesiąt dysków protoplanetarnych w mgławicy ORIONa. Są one 2-8 razy większe niż rozmiary naszego układu planetarnego i zawierają więcej gazu i pyłu. Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

16 mgławica proto-gwiazdowa (proto-słoneczna)
NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

17 Symulacje komputerowe powstawania planet
NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

18 Planety w układzie słonecznym
Powrót Planety w układzie słonecznym NCAC TORUN Największą planetą jest Jowisz: 1000 razy lżejszy od Słońca, ale ponad 300 razy cięższy od Ziemii (średnica km) Najmniejszą “planetą” jest Pluton: (450 razy lżejszy od Ziemii; średnica 2300 km) Pas asteroid Pas Kuipera Obłok Oorta Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

19 Kometa Halley’a NCAC TORUN Znana od czasów starożytnych (chińczycy opisali jej pojawienie się 240 lat p.n.e) W 1705 r. Edmond Halley przewidział, że kometa widziana w 1531, 1607 i 1682 będzie widoczna ponownie w 1758 r. Średni czas powrotu tej komety wynosi 76 lat. Kometa Halley’a była widoczna w 1986 r. i powróci w 2061 r. Rozmiary jądra 16x8x8 km. KOMETY: “kule” lodowo-pyłowe składają się z jądra (lód, pył); głowy (para wodna i inne gazy, które wysublimowały z jądra); ogona (wodór, pył) krótko- i długo-okresowe Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

20 Prof. Jan Oort ( ) NCAC TORUN Badając komety długookresowe, w 1950 r. zapostulował istnienie obłoku “Oorta”: orbity wszystkich komet są zamknięte (nie przychodzą one z przestrzeni międzygwiazdowej) orbity komet długokresowych zamykają się w odległości około AU. Pojawianie się komet długookresowych nie ma wyróżnionych kierunków Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

21 Prof. Gerard Kuiper ( ) NCAC TORUN W 1951 r. wydedukował, że rozmiar dysku proto-słonecznego musiał być większy niż orbita Plutona (około 40 AU). Po raz pierwszy, istnienie materii z której powstał nasz układ planetarny poza orbitą Plutona zapostulował w 1943 r. Edgeworth. W 1980 r. Fernandez pokazał, że źrodłem komet krótkookresowych jest skupisko materii poza orbitą Neptuna (30 AU). W 1988 pokazano, że to “skupisko” komet krótkookresowych jest płaskie Ten hipotetyczny dysk materii jest nazwany pasem Kuipera. Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

22 Odkrycie 1go KBO NCAC TORUN W 1992 r. Jewitt i Lu odkryli pierwszy KBO (Kuiper Belt Object - Obiekt Pasa Kuipera) Istnienie hipotetycznego Pasa Kuipera zostało potwierdzone Pluton jest obecnie uważany za jeden z największych obiektów Pasa Kuipera (średnica 2300 km) Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

23 Obiekty pasa Kuipera Powrót
NCAC TORUN Ocenia się, że w pasie Kuipera (30-50 AU) jest około 100 tysięcy obiektów o promieniu większym od 100 km (0.1MZ) KBO klasyczne (42<a<50AU) 2/3 rezonansowe z Neptunem (3:2) a~40 AU 1/3 rozproszone Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

24 ISO-Infrared Space Observatory (1995-1998)
NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

25 przepuszczalność atmosfery
NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

26 Kometa Hale-Bopp: 04-1997 r. Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba
NCAC TORUN Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

27 Kometa Hale-Bopp i gwiazda z dyskiem proto-planetarnym
NCAC TORUN ISO odkryło emisje charakterystyczne dla krzemianów krystalicznych (oliwin, pyroksen) zarówno z dysków proto-planetarnych jak też i z komety Hale-Bopp Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

28 Mgławice planetarne NCAC TORUN Odkrycie krzemianów krystalicznych w kosmosie to początek nowej dziedziny ASTROKRYSTALOGRAFII Dalsze przykłady: odkrycie obecności pary wodnej wokół gwiazdy węglowej przez SWAS Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba

29 WNIOSEK NCAC TORUN PASY KUIPERA ORAZ OBŁOKI OORTA ISTNIEJĄ (NAJPRAWDOPODOBNIEJ) RÓWNIEŻ WOKÓŁ INNYCH GWIAZD. Olsztyn, luty 2003 Ryszard Szczerba