l'univers i el sistema solar
TRANSCRIPT
L’Univers i el Sistema Solar
4. Altres components del Sistema Solar
3. Els planetes del Sistema Solar
2. Els estels
1. L’Univers
IES MANUEL VÁZQUEZ MONTALBÁN Departament de Ciències
IntroduccióEls éssers humans han intentat, sempre, explicar-se com és l’Univers.
Avui dia s’ha pogut veure la Terra des de l’espai
S’ha arribat a la Lluna
I s’han enviat sondes per a explorar l’espai
L’Univers. Idees Antigues i Actuals
Teoríes sobre l’Univers
Teoria Geocèntrica Teoria Heliocèntrica
Se suposa que la Terra està quieta al centre de l’Univers i tot gira al voltant seu
Al centre està el Sol i els planetes i la Terra giren al seu voltant
Copèrnic i Galilei, autors de la teoria
Les Constel·lacions
Es coneixen des de fa milers d’anys
Cada cultura les interpreta de manera diferent
Generalment les històries de cada constel·lació van associades a la mitologia
Tenen valor cultural, però NO científic
La Óssa Major
En altres cultures hi veuen un carro, una paella o uns bous
És útil per trobar l‘Óssa Menor, que indica el Nord
Com que estan tan lluny, sembla que estiguin totes les estrelles al mateix pla, però no té perquè ser així. De fet, acostumen a estar molt lluny unes de les altres, dins de la mateixa constel·lació
Orió: el caçador
És una constel·lació d’hivern molt famosa
i fàcil de reconèixer pel seu cinturó
Unitats de mesura de l’Univers
Per mesurar les enormes distàncies de l’Univers utilitzem dues unitats
La UA, Unitat Astronòmica, que és la distància que hi ha entre el Sol i la Terra
L’any llum, que és la distància que recorre la llum en un any. A 300.000 km/s, en un any recorre…
9.460.800.000.000 km!!! (= 63.072 UA)
1. L’Univers
Fons de l’Univers
L’Univers està format per tota la matèria i energia que existeix:– La matèria, tant la que forma els cossos celestes i totes les
coses i éssers que coneixem, com es troba dispersa per l’espai.
– L’energia, com per exemple les radiacions lluminoses, el calor, els raigs X, etc.
Nebulosa d’Orió
L’Univers
L’origen de l’Univers
• Els científics creuen que l’Univers es va originar arran d’una gran explosió (Big Bang) que va tenir lloc fa uns 15 000 milions d’anys.
• Al començament, tota la matèria i l’energia que constitueixen l’Univers haurien estat reunides en un punt molt petit i dens.
• Després d’una gran explosió, la matèria s’anà expandint en totes direccions en forma de gas i de pols que, en refredar-se i condensar-se, va originar els primers estels.
• La teoria del Big Bang encara no explica com es va formar el primer punt que va originar l’Univers.
La matèria de l’Univers s’expandeix en totes direccions de manera semblant a un globus que s’infla.
L’e
xpan
sió
de
l’Un
iver
s
La composició de l’UniversEls cossos celestes (= astres) que formen l’Univers
són:– Estrelles.– Planetes.– Satèl·lits.– Cometes.– Meteorits.
Galàxia d’AndromedaA causa de les enormes distàncies que hi ha entre les estrelles, la tempe-ratura mitjana de l’Univers és de -270 ºC.
A part dels astres, a l’Univers també hi ha grans quantitats de gas i pols dispersos, així com de “matèria fosca”, no detectable amb els instruments actuals.Malgrat tots aquests elements, la major part de l’Univers és buit, no hi ha matèria.
La composició de l’Univers
Els estels s’agrupen en milers de milions i formen galàxies.
Galàxia d’AndromedaGalàxia del cavall
Les galàxies s’agrupen formant cúmuls galàctics.
A l’Univers es formen galàxies noves
Altres es fusionen.
Neb
ulo
ses
Nebulosa d’Orió
Neb
ulo
ses
Nebulosa planetària NGC 6302. Es troba a 4.000 anys llum de la Terra, en la constel·lació de l’Escorpí.
A més d’estels, a l’Univers hi ha altres cossos, com els forats negres.
Forat negre a la constel·lació de VirgoForat negre a la constel·lació de Virgo
Dibuix d’un forat negre
A l’Univers també hi trobem cossos planetaris (planetes, satèl·lits, cometes o asteroides) que giren al voltant d’alguns estels.
Cinturó de Kuiper
Les galàxies estan formades per milers de milions d’estrelles
L’espai que hi ha entre les estrelles són núvols enormes de pols i gas, anomenats nebuloses, amb infinitat de formes
L’Univers està format per milers de milions de galàxies, separades entre elles per espais inmensament grans o hi ha el buit.
Una d’aquestes galàxies és la nostra, la Via Làctia.
La Via Làctia
• La Via Làctia és una galàxia espiral, formada per més de 100 000 milions d’estels, on es troba el sistema solar.
El cúmul globular es troba al centre de la Via Làctia
La Via Làctia pertany a un cúmul de més de 20 galàxies anomenat Grup Local.
Vista des de la Terra, té aquesta forma. En un fons negre sembla una mena de camí blanc, com de llet, i si ho ajuntem amb la mitologia obtenim el nom de Via Làctia
A un dels braços de la Via Làctia hi ha una estrella que anomenem Sol i que conforma el nostre Sistema Solar
La Via Làctia
La Via Làctia és una galàxia espiral i té més de 100.000 milions d’estrelles. El seu diàmetre mesura uns 100.000 anys llum.
Vostè es troba aquí… (més o menys)
2. Els estels
Constel·lació d’Orió
Galàxia de la formiga
Com són els estels
• Els estels són cossos esfèrics i lluminosos que es formen per la concentració de núvols de pols interestel·lar i de gas.
• Aquests astres són constituïts per gasos a temperatures molt elevades.
• Els estels tenen colors diferents. Segons la seva temperatura són blaus, blancs, vermells, grocs, etc.
• Tant la brillantor com la temperatura depenen de la seva massa.
Nan vermell
L’evolució dels estels
La vida dels estels passa per diverses fases:
L’evolució dels estels
La vida dels estels passa per diverses fases:
Formació d’un estelFormació d’un estel
• Si l’estel és de dimensió mitjana, com el Sol, a mesura que gasti el seu combustible, s’anirà expandint i la seva brillantor augmentarà, fins a convertir-se en un gegant vermell.
Nan blanc
Quan s’esgoti tot el seu combustible, es contraurà i es convertirà en un nan blanc i acabarà la vida sent un cos mort i fred, anomenat nan negre.
• Si l’estel és gran i dens (cinc vegades la massa del Sol) donarà lloc a un super gegant vermell, que acabarà la seva vida com a supernova.
Restes de supernova
• Si es tracta d’un estel molt gran i molt dens, després d’haver-se convertit en supernova, el seu nucli central es col·lapsarà i produirà un objecte de gran densitat anomenat forat negre.
Un estel anomenat Sol
• El Sol és un estel que es troba, aproximadament, a la meitat de la seva vida.
• És una esfera gasosa enorme formada per hidrogen i heli, la seva mida és 100 vegades superior al diàmetre de la Terra.
• El Sol gira sobre si mateix en el sentit contrari al de les busques del rellotge i també es desplaça girant al voltant del centre de la galàxia a uns 20 km per segon.
Est
ruct
ura
del S
ol
El Sol - Taques i protuberàncies solars
Una taca solar és una zona que té una temperatura inferior a la resta de la superfície del Sol. Pot ser molt extensa, fins a 50.000 km de diàmetre.
Les protuberàncies solars són projeccions de gas de més de 10.000 km d’alçada.
Bucles i espícules que es formen a la cromosfera
Les
com
para
cion
s só
n od
iose
s...
Diàmetre de la Terra: 12.700 km
Diàmetre del Sol: 1.392.000 km
El Sol és molt gran? Depèn amb què el comparem, sí…
SOL
Planetes del Sistema Solar
Les
com
para
cion
s só
n od
iose
s... El Sol és molt gran?
Depèn amb què el comparem, no…
Conclusió: el nostre Sol és una estrella molt normaleta…
Aquesta és l’estrella més gran coneguda
SOL
3. Els planetes del Sistema Solar
El S
iste
ma
Sol
ar -
Pla
nete
s
El sistema solar està format per una estrella central, el Sol, i una gran quantitat de cossos celestes que giren al seu voltant: planetes, plutoides, planetes nans, satèl·lits, asteroides, cometes i meteorits.
Plutó es considera un plutoide
El S
iste
ma
Sol
ar -
Pla
nete
s
Els planetes giren al voltant del Sol seguint un recorregut anomenat òrbita. Aquesta òrbita té una forma el·líptica, gairebé circular i no és compartida amb cap altre cos. Els planetes interiors són Mercuri, Venus, la Terra i Mart. Els planetes exteriors són Júpiter, Saturn, Urà i Neptú.
SOL
Planetes interiors
Planetes exteriors
Cinturó d’asteroides
El S
iste
ma
Sol
ar -
Pla
nete
sLes òrbites dels planetes no estan a igual distancia unes d’altres.
El Sistema Solar
1
2
3
4
5
6 7 8 9
El Sistema Solar
1. Sol
2. Mercuri
3. Venus
4. Terra
5. Mart
6. Júpiter 7. Saturn 8. Urà 9. Neptú
El Sistema Solar: planetes interiors
Els planetes interiors, també anomenats terrestres, són Mercuri, Venus, la Terra i Mart. Tots són rocallosos, de dimensions relativament petites i tenen pocs satèlits: Mart en té dos i la Terra, un; Mercuri i Venus no en tenen.
Mercuri
Venus
Una ullada al planeta Mart
Tot i que la mida que té és la meitat de la mida de la Terra, és el planeta del Sistema Solar que més s’hi assembla. La seva atmosfera és poc densa i a vegades apareixen núvols molt extensos i casquets polars.
Diferents missions no tripulades han captat imatges espectaculars del planeta. Hi ha indicis de que Mart, en èpoques passades, tenia aigua abundant que, en algunes zones, va modelar el paisatge de forma característica.
Valles Marineris. Imatge obtinguda pel Viking 1 el 22 de febrer de 1980
Una ullada al planeta Mart
Una
ulla
da a
l pla
neta
Mar
t
El Mont Olimp és un enorme volcà situat a la regió de Tharsis. Té 600 km de diàmetre i el cim s’alça 24 km per damunt les planes adjacents. La imatge de l’esquerra va ser obtinguda pel Viking 1 el 22 de juny de 1978.
Una ullada al planeta Mart
Detall de la superfície de Mart. Imatge obtinguda pel Mars Pathfinder el 08.09.99
Una
ulla
da a
l pla
neta
Mar
t
Pol Nord de Mart a l’estiu. Imatge del Mars Global Surveyor
Una
ulla
da a
l pla
neta
Mar
t
Posta de sol en la zona del cràter Gusev. La distància mitjana de Mart al Sol és de 228 milions de km, raó per la qual el disc solar es veu més petit que des de la Terra. Imatge captada pel Mars Spirit el 19.05.05.
El Sistema Solar: planetes exteriors
Els quatre planetes exteriors, Júpiter, Saturn, Urà i Neptú, són els més grans del Sistema Solar. Tot i que tenen un nucli sòlid, són considerats planetes gasosos.
Una
ulla
da a
Júp
iter
Imatge de Júpiter obtinguda per la sonda Cassini el 29.12.00 durant la seva màxima aproximació al planeta, a uns 10 milions de km.
Imatge de la gran taca vermella de Júpiter, obtinguda pel Voyager 1 el 25.02.79 des d’una distància de 9,2 milions de km.
Júpiter és un planeta gasós, principalment format per hidrogen i heli. És tan immens que podria englobar tots els altres planetes del Sistema Solar. Té 17 satèl·lits.
Jupiter i Io
Jupiter i Ganimedes
Una ullada a Saturn
Saturn és un planeta gasós, de composició semblant a la de Júpiter. El caracteritza el sistema d’anells. Té 18 satèl·lits.
Imatge de Saturn captada per la sonda Cassini el 09.05.07
Imatge captada per la sonda Voyager 2 el 04.08.98 a una distància de 21 milions de km.
Estacions de Saturn
Una
ulla
da a
Urà
Urà és quatre vegades més gran que la Terra i, com Saturn, també té anells. Té 15 satèl·lits.
Imatge d’Urà i els seus anells captada amb el telescopi Hubble el 14.08.07
Anells d’Urà
Una
ulla
da a
Nep
túNeptú és molt semblant a Urà i, com ell, també té anells. Té 8
satèl·lits.
Imatge de Neptú captada per la sonda Voyager 2 el 20.08.89
Anells de Neptú fotografiats per la sonda Voyager 2 el 24.09.89
Neptú, l’atmosfera de gas metà li dóna el seu color característic.
• Els planetes nans comparteixen algunes característiques amb els planetes principals (forma esfèrica, gravetat pròpia…), però tenen algunes diferències (poden compartir òrbita, no tenen una òrbita el·líptica…).
4. Altres components del Sistema Solar
Els
sat
èl·li
tsEls satèl·lits són cossos més petits que els planetes, al voltant dels quals giren. Com els planetes, reben la llum del Sol.
La majoria dels satèl·lits són esfèrics, com ara la Lluna, tot i que també n’hi ha d’irregulars.
La Lluna, l’únic satèl·lit de la Terra, és un astre esfèric.
Phobos, un dels dos satèl·lits de Mart, és un astre irregular.
Els cometes són cossos celestes que des-criuen òrbites molt el·líptiques i regulars al voltant d’una estrella.
Els cometres estan formats per un nucli, d’uns quants quilòmetres de diàmetre, constituït principalment per gel i pols i també per metà i amoníac en estat sòlid.
Es caracteritzen per presentar una cua lluminosa, que pot arribar a tenir milions de quilòmetres de longitud. La cua és formada per materials del cometa que s’evaporen en acostar-se al Sol.
Cada vegada que passen a prop d’una estrella, els cometes perden una petita part de la seva massa.
Els cometes
Cometa Ikeya Seki fotografiat l’any 1966
Els
com
etes
El cometa Halley és un cometa anomenat de període curt, perquè passa per la Terra cada 76 anys.
Els asteroidesEls asteroides són uns cossos rocallosos o metàl·lics, relativa-ment petits i de forma irregular. La majoria tenen una mida que oscil·la entre poc més de 600 km i 10 km.
La majoria es troben entre Mart i Júpiter i formen el cinturó d’asteroides. S’ha calculat que aquest cinturó està format per desenes de milers d’asteroides.
Cinturó d’asteroides
Els
met
eorit
sEls meteorits són fragments d’asteroides o restes de cometes que viatgen a gran velo-citat per l’espai, seguint trajectòries difícils de determinar. La seva mida és molt variable, des d’un gra de sorra fins a metres de diàmetre (excepcionalment km). Tots els planetes i satèl·lits reben periòdicament els seus impactes. A la Terra, els més petits es desfan en entrar en contacte amb l’atmosfera: quan això passa, deixen una estela lluminosa coneguda com a estrella fugaç. Els més grans poden arribar a impactar a la superfície i formar cràters.
Cràter Copèrnic, de 93 km de diàmetre, a la Lluna. Imatge obtinguda per l’Apolo XVII
(1972)
Cràter Victòria, de 800 m de diàmetre, a Mart. Imatge
obtinguda pel Mars Reconnaissance Orbiter el 06.10.06
Meteorits L’any 1980 els científics nord-americans Walter i Luís Álvarez van suggerir que, fa uns 65 milions d’anys, la topada d’un meteorit d’uns 10 km de diàmetre amb la Terra, a una velocitat d’uns 88.000 km/h, va ser la causa d’una extinció massiva d’espècies animals i vegetals al final del periode Cretàcic, degut al canvi climàtic provocat per les partícules en suspensió projectades cap a l’atmosfera després de la topada, que van impedir que el Sol escalfés durant mesos la super-fície de la Terra.
Aquesta teoria es va reforçar quan es va trobar un cràter provocat per l’impacte d’un enorme meteòrit a Chicxulub, localitat de la península del Yucatán, a Mèxic.