천문학

불량 목성 행성의 대기는 어떻게 될까요?

불량 목성 행성의 대기는 어떻게 될까요?



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주로 수소와 수소가 풍부한 분자로 구성된 거대한 가스가 항성계에서 방출된다고 가정해 보겠습니다.

이 행성이 호스트 항성의 빛과 따뜻함을 피해 차가운 ​​어둠 속 우주로 무한한 여행을 떠날 때 대기는 어떻게 될까요? 가스가 얼어서 떨어지며 바람이 그치면 쌓이겠습니까? 질량이 손실됩니까? 아니면 행성이 상대적으로 비슷한 상태로 남아있을까요? 나는 목성이 태양으로부터받는 것보다 더 많은 열을 방출한다는 것을 압니다.


Rogue Object에 분명히 타격을 입은 목성, 새로운 이미지 공개

목성이 우주를 돌진하는 불량 물체에 다시 한 번 타격을 입었다는 아마추어 천문학자와 NASA의 새로운 이미지가 공개되었습니다.

목성 남극 부근의 구름에 거대한 흉터 모양의 흠집이 나타났습니다. NASA는 호주의 아마추어 천체 관측자로부터 팁을 받은 후 적외선으로 이를 관찰했습니다. 혜성 슈메이커-레비 9의 잔해가 1994년에 행성에 폭격을 가한지 정확히 15년이 지난 시점에 일어난 것으로 보인다.

lastimpact는 예측되지 않았고 우연히 포착되었습니다.

? 우리는 사건을 목격하기 위해 목성의 정확한 시간, 정확한 시간, 목성의 오른쪽에서 목성을 볼 수 있어서 매우 운이 좋았습니까? 캘리포니아 패서디나에 있는 NASA 제트추진 연구소의 과학자인 글렌 오튼(Glenn Orton)은 성명에서 이렇게 말했다. ?우리는 그것을 더 잘 계획할 수 없었습니다.?

Orton과 그의 동료들은 영향을 수집하기 위해 하와이의 Mauna Kea 꼭대기에 있는 JPL의 적외선 망원경 시설을 사용했습니다. 최초의 전화는 오스트레일리아 Murrumbateman의 Anthony Wesley에게서 온 것입니다. 그는 NASA에게 새로운 어두운 흉터를 발견했다고 말했습니다. 금요일 오전 6 시부 터 오후 12시 사이에 목성에 갑자기 나타납니다. EDT(1000 및 1600 GMT).

웨슬리는 자신의 웹사이트에 게시된 관찰 보고서에서 목성의 새로운 흠집을 거의 발견하지 못했는데, 이는 그가 늦은 밤 하늘을 관찰한 후에 피곤했기 때문이라고 말했습니다.

?아주 가까운 일이었다,? 그는 현지 시간으로 오전 1시까지 30분 동안 계속 관찰하기로 결정했다고 덧붙였습니다.

?목성의 남극 지역에서 회전하는 검은 점을 발견하고 궁금해지기 시작했습니다. 웨슬리는 계속했다. 사지 가까이에서 처음 보았을 때(그리고 열악한 조건에서) 그것은 단지 어렴풋이 어두운 점에 불과했고, 나는 그저 일반적인 암흑 극지 폭풍일 가능성이 있다고 생각했습니다. 하지만 시야가 점점 넓어지고 상태도 좋아지니 갑자기 어두워진 것이 아니라 모든 채널이 검은색으로 표시되어 정말 검은 반점이라는 것을 깨달았습니다.?

웨슬리는 그 지점이 너무 느리게 움직이고 있어 달이라고 하기에는 너무 느리고 이틀 전 그의 이전 관측은 깨끗한 목성을 보여주었다고 덧붙였다. 잠시 후, 그는 사람들에게 자신이 발견한 소식을 알리기 위해 연락을 취하기로 결정했습니다.

Orton과 그의 팀은 가스 거인이자 태양계에서 가장 큰 행성인 목성을 추적하는 것을 멈추지 않았습니다.

그의 팀이 수집 한 귀 적외선 이미지는 중심이 밝은 것처럼 보이는 이상한 흠집과 충돌 가능성이있는 곳의 북서쪽에있는 파편처럼 보이는 것을 드러 냈습니다.

?혜성의 영향일 수도 있지만 아직 확실하지 않습니까? Orton이 말했다. 하루의 회오리 바람이 불고, 이것은 Shoemaker-Levy 9와 Apolloanniversaries의 기념일에 놀랍습니다.?

다른 천체 관측자들도 목성 충돌을 추적하고 있습니다. 덴마크 트비스에 거주하는 스카이워처인 Lars Zielke는 이 전래동화를 보고 매우 흥분했습니다.

"내 카메라가 그 자리를 분명히 보여줬고 운이 좋게도 어두운 곳과 이오가 지나가는 훌륭한 시퀀스를 얻을 수 있었다"고 말했다. 스페이스닷컴.?제시간에 멈추지 않아서 너무 신나서 오늘 아침 첫 출근 시간을 놓쳤어요."

제화공-Levy9의 메아리

1994년 7월 16일과 7월 22일 사이에 슈메이커-레비 9 혜성은 목성의 중력에 의해 지구를 지나갈 때 찢어졌습니다. 천문학자들이 망원경으로 oneEarth와 우주를 바라보는 동안 나머지 조각들은 행성에 충돌했습니다.?

지구에서 관측된 태양계 내에서 두 물체가 충돌한 것은 이번이 처음입니다.

그 영향은 대격변이었습니다. 20개 이상의 파편(일부는 2km 크기)은 행성이 회전하면서 목성에 부딪혀 뜨거운 가스 기둥을 목성 대기로 보내고 몇 주 동안 지속되는 검은 흉터를 남겼습니다.

지구에 유사한 충격이 가해지면 전 지구적 규모로 광범위한 황폐화가 발생할 것입니다.


목성 충돌: 사라진 파편의 미스터리

6월 3일 목성 충돌 플래시의 컬러 합성 이미지. 출처: 호주 Broken Hill의 Anthony Wesley.

2010년 6월 3일, 무언가가 목성을 강타했습니다. 혜성이나 소행성이 검은 공간에서 내려와 행성의 구름 꼭대기를 강타하고 분해되어 지구의 뒤뜰 망원경으로 볼 수 있을 정도로 밝은 섬광을 생성했습니다. 곧, 전 세계의 관찰자들은 충돌 현장에서 광학 장치를 훈련하고 항상 이런 종류의 공격을 동반하는 것으로 보이는 파편의 불덩이 구름을 모니터링하기 위해 기다리고 있었습니다.

초기 섬광을 기록한 두 명의 아마추어 천문학자 중 한 명인 호주의 Anthony Wesley는 "목성이 그 물체를 통째로 삼킨 것 같습니다."라고 말했습니다. 다른 하나인 필리핀의 크리스토퍼 고(Christopher Go)는 "충격을 보는 것은 짜릿했지만 눈에 띄는 파편이 없어서 머리를 긁적였다"고 말했다.

사실, 그것은 약간의 퍼즐입니다. JPL의 행성 과학자인 글렌 오턴(Glenn Orton)은 "우리는 이전에 목성에 충돌하는 것을 본 적이 있으며 충돌의 섬광 뒤에는 항상 일종의 잔해가 뒤따랐다"고 말했다.

예를 들어 1994 년 Comet Shoemaker-Levy 9의 파편이 목성을 강타했을 때 NASA의 갈릴레오 우주선이 관측 한 각 주요 섬광은 소각 된 혜성 먼지와 화학적으로 변형 된 목성 가스가 토착 구름 사이에서 뒤틀리고 소용돌이 치는 어둡게 혼합 된 "타박상"을 일으켰습니다. 바로 작년인 2009년 7월에 Wesley는 행성에 충돌하는 불량 소행성의 파편으로 생각되는 유사한 표시를 발견했습니다.

그래서 이번에는 쓰레기가 어디에 있습니까?

일부 관찰자들이 제공하는 가능성은 플래시가 전혀 영향을 미치지 않았다는 것입니다. 아마도 Go와 Wesley는 거대한 목성 번개를 목격했을 것입니다.

Orton은 "매우 가능성이 낮다고 생각합니다."라고 말합니다. "NASA 우주선은 이전에 목성에서 번개를 여러 번 보았지만 행성의 밤에만 있었습니다. 이 낮의 사건은 우리가 본 이전의 어떤 볼트보다 상상할 수 없을 정도로 강력해야 합니다. 목성조차도 그렇게 큰 번개를 일으키지 않습니다."

목성 앞에서 우연히 일어나는 지구 대기의 번개 일 수도 없습니다. 호주와 필리핀의 넓은 공간에있는 천문대에서 동일한 섬광을 동시에 관측 한 결과이를 배제합니다. 같은 이유로, 그것은 지구 대기의 다른 어떤 현상이나 지구 유성일 수 없습니다.

요컨대, 섬광은 실제로 목성에서 일어났습니다.

흥미롭게도 임팩터(이것이 실제로 충돌 사건이었다면)는 목성의 남쪽 적도 벨트(South Equatorial Belt, SEB)의 한가운데에 충돌했습니다. 이 벨트는 행성을 둘러싸고 있는 두 개의 넓은 줄무늬 중 하나입니다. 올해 초 SEB 자체가 사라졌기 때문에 이것은 "궁금하다". Orton은 누락된 벨트가 여전히 존재하며 일부 고지대 권운 아래에 일시적으로 숨겨져 있다고 제안했습니다.

바로 그 구름이 충격 파편을 숨길 수 있을까요?

파편 구름은 1994년 SL-9 충돌 이후 목성의 구름 꼭대기를 표시합니다.

그는 그렇게 생각하지 않습니다. "섬광은 권운 층 위의 고도에서 나왔기 때문에 잔해가 있으면 분명하게 볼 수 있어야합니다."

가장 남아있는 가설은 임팩터가 작았고 플래시를 만들기에 충분한 펀치를 포장했지만 많은 파편을 남기지 않았다는 것입니다.

한 가지는 확실합니다. "목성은 우리가 예상했던 것보다 더 많은 타격을 받고 있습니다."라고 NASA JPL의 Near-Earth Object 프로그램 책임자인 Don Yeomans가 말했습니다. "Shoemaker-Levy 9(SL-9) 시대에 우리는 약 100년에 한 번 목성에 영향을 미칠 것으로 계산했습니다. 우리는 SL-9 사건을 목격한 것이 매우 운이 좋다고 생각했습니다."

"하지만 지금 우리가 어디 있는지 보세요." 그가 계속해서 말했습니다. "Anthony Wesley는 지난 12개월 동안에만 두 가지 충격을 관찰했습니다. 이제 우리의 충격 모델[특히 소형 충격기의 경우]을 수정할 때입니다."

분명히 연구자들은 목성이 얼마나 자주 타격을 받는지뿐만 아니라 타격이 발생했을 때 어떤 일이 발생하는지에 대해 배울 것이 많습니다.

"우리는 허블을 포함한 여러 주요 관측소에서 잔해를 계속 찾고 있습니다."라고 Orton은 말합니다. 매우 적은 양의 파편과 목성의 더 깊은 대기에서 끌어 올린 가스에 민감한 미래의 관측은 6 월 3 일의 화려한 충격기에 무슨 일이 일어 났는지 밝혀 내거나 연구원들을 완전히 새로운 방향으로 이끌 수 있습니다.


Juno, Hubble, 쌍둥이자리 천문대 탐사선 목성 폭풍 시스템

NASA/ESA 허블 우주 망원경과 쌍둥이자리 천문대의 다중 파장 관측과 NASA의 Juno 우주선의 클로즈업 보기가 결합되어 목성의 대기에서 번개와 거대한 폭풍 시스템이 형성되어 깊은 물 구름 위의 큰 대류 세포 내부와 주위에 형성됨을 보여줍니다. 얼음과 액체 관측은 또한 유명한 대적점의 어두운 점이 실제로 구름의 색 변화로 인한 것이 아니라 구름 덮개의 틈임을 확인시켜줍니다.

목성 대기의 번개, 대류 타워(천둥), 깊은 물 구름 및 개간물에 대한 이 그림은 Juno 우주선, 허블 우주 망원경 및 쌍둥이자리 천문대가 수집한 데이터를 기반으로 합니다. Juno는 낙뢰 방전에 의해 생성된 무선 신호를 감지합니다. 전파는 목성의 모든 구름 층을 통과할 수 있기 때문에 Juno는 깊은 구름의 번개와 행성의 낮의 번개를 감지할 수 있습니다. 허블은 목성 대기의 구름에 반사된 햇빛을 감지합니다. 다른 파장은 구름의 다른 깊이로 침투하여 연구자에게 구름 꼭대기의 상대적 높이를 결정할 수 있는 능력을 제공합니다. 쌍둥이자리는 구름 아래의 따뜻한 대기층에서 나오는 열적외선을 차단하는 차가운 구름의 두께를 매핑합니다. 두꺼운 구름은 적외선 지도에서 어둡게 나타나는 반면 개간은 밝게 나타납니다. 관측의 조합은 구름 구조를 3차원으로 매핑하고 대기 순환의 세부 사항을 추론하는 데 사용할 수 있습니다. 습한 공기가 상승하는 곳에 두껍고 우뚝 솟은 구름이 형성됩니다(용승 및 활동 대류). 더 건조한 공기가 가라앉는 곳에서 공간이 형성됩니다(다운웰링). 표시된 구름은 지구의 상대적으로 얕은 대기에서 유사한 대류 타워보다 5배 더 높습니다. 그림에 표시된 지역은 미국 본토보다 1/3 더 큰 수평 범위를 포함합니다. 이미지 크레디트: NASA / ESA / M.H. Wong, University of California, Berkeley / A. James & M.W. Carruthers, STScI.

목성의 끊임없는 폭풍은 천둥이 바닥에서 꼭대기까지 64km(40마일)에 달하고 강력한 번개가 지구에서 가장 큰 '슈퍼볼트'보다 최대 3배나 더 강력하여 지구에 있는 폭풍과 비교할 때 거대합니다.

53일마다 Juno는 목성의 폭풍 시스템을 상회하며 sferics(대기의 줄임말) 및 Whistlers(무선 수신기에서 발생하는 휘파람과 같은 톤 때문에 호출됨)로 알려진 번개의 무선 신호를 감지하고 이를 사용할 수 있습니다. 행성의 낮이나 섬광이 보이지 않는 깊은 구름에서도 번개를 매핑합니다.

각 패스와 동시에 Hubble과 Gemini는 멀리서 관찰하여 Juno의 근접 관찰을 해석하는 데 핵심적인 행성의 고해상도 글로벌 뷰를 캡처합니다.

NASA 고다드 우주 비행 센터의 연구원인 에이미 사이먼(Amy Simon) 박사는 “Juno의 마이크로파 방사계는 두꺼운 구름층을 통과할 수 있는 고주파 전파를 감지하여 행성의 대기 깊숙이 탐사합니다.

"허블과 쌍둥이자리의 데이터는 구름의 두께와 구름 속을 볼 수 있는 깊이를 알려줍니다."

목성의 대적점 이미지는 2018 년 4 월 1 일 허블과 쌍둥이 자리 천문대에서 수집 한 데이터를 사용하여 만들어졌습니다. 천문학 자들은 두 개의 서로 다른 천문대에서 거의 동시에 캡처 한 관측을 결합하여 대적색의 어두운 특징을 확인할 수있었습니다. 스팟은 어두운 물질 덩어리가 아니라 구름에 있는 구멍입니다. 왼쪽 위(넓게 보기)와 왼쪽 아래(디테일): 목성 대기의 구름에 반사된 햇빛(가시 파장)의 허블 이미지는 대적점 내의 어두운 특징을 보여줍니다. 오른쪽 상단: 쌍둥이자리에서 같은 영역의 열적외선 이미지는 적외선으로 방출되는 열 에너지를 보여줍니다. 차갑게 덮인 구름은 어두운 영역으로 나타나지만 구름의 맑음은 밝은 적외선 방출이 아래의 따뜻한 층에서 빠져나갈 수 있도록 합니다. 하단 중간: 허블에서 촬영한 자외선 이미지는 대적점 위의 연무에서 반사된 햇빛을 보여줍니다. 그레이트 레드 스팟은 안개가 파란색 파장을 흡수하기 때문에 가시 광선에서 빨간색으로 나타납니다. 허블 데이터에 따르면 연무는 더 짧은 자외선 파장에서도 계속 흡수됩니다. 오른쪽 아래: Hubble과 Gemini 데이터의 다중 파장 합성은 파란색의 가시광선과 빨간색의 열적외선을 보여줍니다. 결합된 관측에 따르면 적외선에서 밝은 영역은 내부의 열을 차단하는 구름 덮개가 적은 개간지 또는 장소입니다. Hubble과 Gemini 관측은 Juno의 12번째 패스에 대한 넓은 시야를 제공하기 위해 만들어졌습니다. 이미지 크레디트: NASA / ESA / M.H. Wong, University of California, Berkeley.

Juno가 감지한 번개를 허블이 촬영한 행성의 광학 이미지와 쌍둥이자리가 동시에 촬영한 열적외선 이미지에 매핑함으로써 Simon 박사와 동료들은 번개 발생이 구름의 3방향 조합과 관련이 있음을 보여줄 수 있었습니다. 구조:

(i) 물로 이루어진 깊은 구름

(ii) 습한 공기의 상승으로 인한 대형 대류 타워 (기본적으로 목성 뇌우)

(iii) 대류 타워 외부의 더 건조한 공기의 하강으로 인한 것으로 추정되는 맑은 지역.

Hubble의 WFC3 (Wide Field Camera 3) 데이터는 대류 타워의 두꺼운 구름 높이와 심해 구름의 깊이를 보여줍니다.

Gemini의 근적외선 이미저(NIRI)의 데이터는 깊은 물구름까지 엿볼 수 있는 높은 수준의 구름의 공간을 명확하게 보여줍니다.

"우리는 번개가 접힌 필라멘트 영역으로 알려진 일종의 난류 영역에서 일반적이라고 생각합니다. 이는 습한 대류가 발생하고 있음을 시사합니다."라고 버클리 캘리포니아 대학의 연구원인 Michael Wong 박사가 말했습니다.

“이러한 사이클론 소용돌이는 내부 에너지 굴뚝이 될 수 있으며 대류를 통해 내부 에너지를 방출하는 데 도움이 됩니다. 모든 곳에서 발생하지는 않지만 이러한 사이클론에 대한 무언가가 대류를 촉진하는 것 같습니다.”

이 그래픽은 Juno, Hubble 및 Gemini Observatory에서 목성의 구름 구조와 대기 순환에 대한 관측 및 해석을 보여줍니다. Juno, Hubble 및 Gemini 데이터를 결합하여 연구자들은 깊은 물 구름이 있고 습한 공기가 상승하여 지구의 적란운(썬더헤드)과 유사한 키 큰 대류 타워를 형성하는 난류 지역에 번개 섬광이 모여 있음을 확인할 수 있습니다. 목성 대기의 번개, 대류 탑, 깊은 물 구름 및 공터의 하단 그림은 Juno, Hubble 및 Gemini의 데이터를 기반으로 하며 Hubble 및 Gemini 지도 세부 정보에 표시된 횡단면(각진 흰색 선)에 해당합니다. 관측의 조합은 구름 구조를 3차원으로 매핑하고 대기 순환의 세부 사항을 추론하는 데 사용할 수 있습니다. 습한 공기가 상승하는 곳에 두껍고 우뚝 솟은 구름이 형성됩니다(용승 및 활동 대류). 더 건조한 공기가 가라 앉는 곳 (다운 웰링)이 형성됩니다. 표시된 구름은 상대적으로 얕은 지구의 대기에서 유사한 대류 타워보다 5배 더 높습니다. 그림에 나와있는 지역은 미국 대륙보다 3 분의 1 더 큰 수평 범위를 차지합니다. 이미지 크레디트: NASA / ESA / M.H. Wong, University of California, Berkeley / A. James & M.W. Carruthers, STScI / S. Brown, JPL.

Juno 임무 동안 Hubble과 Gemini가 목성을 더 자주 관찰하면서 천문학자들은 대적점과 같은 단기 변화와 단기 특징을 연구할 수 있었습니다.

Juno의 이미지와 목성에 대한 이전 임무는 시간이 지남에 따라 나타나고 사라지고 모양이 변하는 Great Red Spot 내의 어두운 특징을 드러냈습니다.

개별 이미지에서 이것이 높은 구름층 내의 신비한 어두운 색 물질에 의한 것인지, 아니면 대신 높은 구름의 구멍인 것인지 또는 아래의 더 깊고 어두운 층을 들여다보는 창인지는 명확하지 않습니다.

이제 Hubble의 가시광선 이미지를 서로 몇 시간 내에 캡처한 Gemini의 열적외선 이미지와 비교할 수 있으므로 질문에 답할 수 있습니다.

가시광선에서 어두운 영역은 적외선에서 매우 밝아 실제로 구름층의 구멍임을 나타냅니다.

구름이 없는 지역에서는 목성 내부에서 적외선 형태로 방출되는 열이 높은 수준의 구름에 의해 차단되어 우주로 자유롭게 빠져나가 쌍둥이자리 이미지에서 밝게 보입니다.

결과는 천체 물리학 저널 보충 시리즈.

마이클 H. 웡 . 2020. 2016-2019년 목성의 고해상도 UV/광학/IR 이미징. ApJS 247, 58 도이: 10.3847/1538-4365/ab775f

이 기사는 미국 항공우주국(National Aeronautics and Space Administration)과 천문학 연구 대학 협회(Association of Universities for Research in Astronomy)에서 제공한 보도 자료를 기반으로 합니다.


내가 으르렁거리기 전에.

. 나는 그들이 대기에 산소가 있는 생명체 거주 가능 지대에 있는 행성의 분광기를 보고 싶습니다.

나에게 가능한 목표가 있습니까? 내 말은, 나는 지적인 삶을 말하는 것이 아닙니다. 그냥 산소 분위기. 지구는 역사의 상당 부분을 위해 그것을 가지고 있습니다.

나는 우리 은하의 황색 왜성 주위에 가능한 3억 개의 거주 가능 영역 세계에 대한 오늘의 뉴욕 타임즈 기사 때문에 이에 대해 생각하고 있습니다.

나는 1960 년대 과학 서적에서이 모든 예술가들이 목성과 토성 위성을 표현한 것을 기억합니다. 그들은 모두 기본적으로 메탄이나 대기 중에 있는 무엇이든 보여주기 위해 약간의 재료가 추가된 우리의 달처럼 보였습니다. 달이 얼마나 이상 할 지 아무도 몰랐습니다!

기사의 사진도 같은 맥락입니다. 우리는 상세한 사진이나 위성 사진을 곧 얻지 못할 것입니다. 하지만 어쩌면 우리는 산소 밴드가 있는 골디락스 지역의 단단한 암석 행성을 얻을 수 있을까요?

#2 데이비드 파블리치

내 '실온을 가정하기 전에' 천체 순간은 Betelguese가 초신성으로 변하는 것을 보는 것입니다. 그냥 와우!

#3 gnowellsct

내 '실온을 가정하기 전에' 천체 순간은 Betelguese가 초신성으로 변하는 것을 보는 것입니다. 그냥 와우!

데이비드

그것은 와우지만 다른 세계에서의 삶의 순간이 나를 위해 걸릴 것이라고 생각합니다.

오리온을 보고 베텔게우스가 사라진 것을 보는 것은 이상할 것입니다. 우리는 그 기억을 가진 마지막 인간 중 하나가 될 것입니다. 영군은 모두 3 코너 오리온으로 자랄 것이다.

#4 지형

나는 지구상에서 지능을 찾는 것에 만족할 것입니다.

Topographic에 의해 수정됨, 2020년 11월 5일 - 오후 4시 56분.

#5 Geo31

. 나는 그들이 대기에 산소가 있는 생명체 거주 가능 지대에 있는 행성의 분광기를 보고 싶습니다.

나는 이것이 오히려 편협한 생각이라고 생각합니다(당신을 선택하지 않고 일반적으로 요점을 말함). 인간인 우리는 생명이 지상에서와 같이 발전할 것이라고 가정합니다. 나는 항상 그것이 궁금합니다. 모든 생명체가 우리처럼 발달할 것이라고 누가 말할 수 있습니까(산소 호흡, 동일한 온도 범위 필요 등)? 또한 우리가 알고 있는 모든 생명체는 거의 탄소 기반이기 때문에 탄소 기반일 것이라고 가정합니다.

어쨌든 우주는 매우 다양합니다. 생명이 길을 찾는다면 우리가 했던 것과는 전혀 다른 방식으로 발전하여 특정한 환경에 적응할 수 있습니다.

다시 말하지만, 완전히 당신을 선택하지 않습니다. 나는 과학자들이 이것에 대해 훨씬 더 열린 마음을 갖고 있지 않다는 것에 정말 놀랐습니다.

삐걱삐걱 하기 전 제 개인적인 바램은 화성 위를 걷는 인간을 보는 것입니다. 가자 머스크!

#6 알파트리플플러스

다른 세계에서의 삶에 관해서는 - 아마도 SETI가 확실한 신호를 잡을 것입니다. 당신이 알고 있는 외계 TV 쇼일 수 있습니다. 나는 그 중 하나를 보고 우리 지구인이 생산하는 TV와 비교하고 싶습니다.

#7 gnowellsct

나는 이것이 오히려 편협한 생각이라고 생각합니다(당신을 선택하지 않고 일반적으로 요점을 말함). 인간인 우리는 생명이 지상에서와 같이 발전할 것이라고 가정합니다. 나는 항상 그것이 궁금합니다. 모든 생명체가 우리처럼 발달할 것이라고 누가 말할 수 있습니까(산소 호흡, 동일한 온도 범위 필요 등)? 또한 우리가 알고 있는 모든 생명체는 거의 탄소 기반이기 때문에 탄소 기반일 것이라고 가정합니다.

어쨌든 우주는 매우 다양합니다. 생명이 길을 찾는다면 우리가 했던 것과는 전혀 다른 방식으로 발전하여 특정한 환경에 적응할 수 있습니다.

다시 말하지만, 완전히 당신을 선택하지 않습니다. 나는 과학자들이 이것에 대해 훨씬 더 열린 마음을 갖고 있지 않다는 것에 정말 놀랐습니다.

삐걱삐걱 하기 전 제 개인적인 바램은 화성 위를 걷는 인간을 보는 것입니다. 머스크!

그것은 편협한 것일 수 있지만 우리가 광년 떨어진 곳에서 감지할 수 있는 유일한 것입니다. 비지구형 생물학의 특징을 확인하려면 실제 우주 탐사선이 있어야 한다고 생각합니다. 그것은 곧 일어나지 않을 것입니다.

우주는 물과 산소로 가득 차 있습니다. 그래서 좋은 내기라고 생각합니다. 물론 Hadean 등에서 나오는 혐기성 생명체가 있습니다. 나는 그것에 대한 생체특징이 무엇인지 모릅니다. 그것은 아주 아주 오랜 시간이었기 때문에 아는 것이 좋을 것입니다. 그리고 행성/항성계의 역사에서 적절한 시간 조각을 얻는 것은 당신이 볼 수 있는 시간을 얻는 것만큼이나 중요합니다.


지구 크기의 행성이 목성과 충돌한다면 어떤 일이 벌어질까요? 우리는 무엇을 보게 될까요?

이것은 목성에 대한 최근 영향에 대한 r/video의 스레드에 대한 의견으로 이어집니다. 이 논의의 목적을 위해 지구에 일란성 쌍둥이가 있고(아마도 시스템에 진입하는 불량 행성일 수도 있음) 이 행성이 목성과 정면 충돌하는 과정으로 끝났다고 가정합니다(접근 각도 90도). 그 영향으로 어떤 일이 벌어 질까요?

몇 가지 계산을 해보았고 Shoemaker-Levy 9와 같은 충격 속도가 60km/sec라고 가정하면 충격은 1.075×10 34줄의 에너지를 방출하며 이는 연간 태양 출력의 약 90%입니다. 나는 그것이 필요한 에너지의 0.5%에 불과하기 때문에 목성이 데스 스타 스타일을 무너뜨리지 않을 것이라는 것을 알고 있지만 어떻게 될까요?

편집: 질문을 받은 이후로 Wolfram Alpha를 수학에 사용했습니다. 소스는 다음과 같습니다. 제가 잘못 생각했다면 알려주세요.

60km/sec에서 지구의 운동 에너지 = 1.075×10 34줄(태양 에너지 출력의 원천이기도 함)
목성의 중력 결합 에너지 = 2.087×10 36줄
1.075×10 34 / 2.087×10 36 ≈ .005


목성의 대기

인류가 처음 밤하늘을 올려다본 이후로 우리는 경외심, 경이로움, 호기심으로 가득 차 있었습니다. 수천 년 동안 인류는 목성을 같은 방식으로 바라보았고, 목성 행성에 대해 더 많이 알게 될수록 이러한 감정은 더욱 강해집니다. 목성은 구성 면에서 지구형 행성보다 별과 더 유사하며, 실제로 목성이 약 80배만 더 무거웠다면 가스 거인으로 남아 있기보다는 별이 되었을 것입니다. 3 이에 비해 목성은 지구보다 318 배 더 무겁습니다. 1 목성의 구성, 상대적인 크기, 그리고 행성에 4개의 행성 크기의 위성이 있고 더 작은 자연 위성이 많다는 사실로 인해 많은 사람들이 목성은 그 자체로 일종의 소형 태양계라고 생각합니다. 3 목성의 거대한 크기는 행성의 대기가 복잡하고 상상할 수 없는 비율의 기상 시스템을 경험한다는 것을 의미합니다. 이러한 대규모 시스템 내에서 이러한 현상은 연구하기 어렵지만 이러한 극단적 인 기상 패턴 내의 에너지는 실제로 태양이 아닌 행성 자체에서 공급된다는 이론이 있습니다. 2,5,6

목성의 날씨가 흥미로운 이유

목성의 날씨를 연구하는 것은 틀림없이 매력적입니다. 지구와 달리 목성의 상부 대기는 두께가 수백 킬로미터로 1 흥미로운 기상 역학을 보여줍니다. 대기 자체는 수소와 헬륨으로 주로 구성된 항성 대기와 조성이 대략 동일하며, 3 지구 대기와 분명히 훨씬 다릅니다.

대적점은 목성의 잘 알려진 특징입니다. 이 거대한 회전 폭풍은 300년 이상 동안 지속적으로 관찰되어 온 극단적인 목성 기상 역학의 완벽한 예입니다. 3 폭풍은 매우 오래된 만큼 매우 크다. 원근법으로 볼 때, 지구에서 기록된 가장 큰 폭풍은 1600km가 넘고 최대 풍속은 약 321km/h인 반면, 대적점은 최대 80,000km(지구 전체 너비의 두 배 이상)의 바람을 동반합니다. 643km/h. 2

목성의 날씨 패턴을 이해하는 것은 인간의 호기심을 충족시키는 것보다 더 유용합니다. 목성의 날씨 패턴을 이해하면 유체 역학 분야의 발전으로 이어지거나 새로운 기술을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. 일부 전문가들은 목성의 폭풍을 이해하면 인류가 우주의 다른 곳과 동일한 물리학을 따르기 때문에 지구상의 날씨 패턴을 더 정확하게 이해하고 예측하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다.

NASA/JPL-Caltech/UCB 제공

목성 기상 역학

멀리서 관찰하면 위도 45도 이하의 목성의 대기는 빠르게 움직이는 공기 분사의 밝은 띠와 어두운 영역으로 나뉩니다. 6 목성의 날씨는 매우 안정적입니다. 이 제트기는 100년 이상 동안 거의 일정한 속도로 동쪽과 서쪽으로 흐르는 것이 관찰되었습니다. 6

격렬한 목성의 날씨는 피부 깊숙이만 있는 것이 아니라 4 목성의 거대한 폭풍과 흠집이 복잡한 대기 깊숙이 뿌리를 내리고 있기 때문에 목성의 날씨가 더욱 흥미로워지는 곳입니다. 4 목성의 대기 표면은 행성의 깊은 곳에서 대기와 끊임없이 혼합되고 있습니다. 4 목성 대기의 거의 100km 아래에서 준설된 암모니아는 표면으로 깃털 모양으로 떠오르는 얼음 구름을 형성합니다. 4 이 기둥 사이에서 건조한 공기는 대기 깊이로 다시 가라앉습니다. 4 이것은 행성 내부 깊숙한 곳에서 생성된 열이 라디오파를 생성하고 암모니아에 의해 차단되어 연기가 대기 표면 위의 궤도에서 감지될 수 있기 때문에 발견되었습니다. 4

목성의 극한 날씨 패턴의 원동력

위에서 설명한 것처럼 목성의 날씨는 확실히 격변하지만 이러한 날씨 패턴을 구동하는 모든 에너지는 어디에서 왔습니까? 목성의 태양광은 지구보다 약 4%만 강합니다. 6 관측에 따르면 목성은 태양에서 흡수하는 열량의 거의 두 배에 달하는 열을 방출하며, 이는 격렬한 기상 패턴의 배후에 있는 대부분의 원동력이 목성 자체의 깊은 곳에서 온다는 것을 암시합니다. 6 목성이 방출하는 열은 별처럼 핵 내부의 핵융합에서 오는 것이 아닙니다. 6 대신이 에너지의 대부분은 시간이 지남에 따라 목성의 핵 깊숙이 가라 앉는 무거운 헬륨에서 비롯된다는 이론이 있습니다. 6 그러나 태양으로부터받은 에너지는 목성 대기 표면에서 중요한 역할을하는 것으로 나타 났으므로 태양으로부터받은 에너지를 완전히 할인해서는 안됩니다. 6 햇빛은 행성의 표면에 영향을 미치지만, (상대적으로) 최근의 관찰에 따르면 행성의 대기 이상 현상의 대부분은 행성의 깊이에서 방출되는 열에 의해 발생하는 것으로 나타났기 때문에 여기에서는 햇빛에 대해 자세히 논의하지 않을 것입니다. 6

갈릴레오 궤도선이 관측한 바에 따르면 습한 대류(지구에 뇌우를 일으키는 것과 동일한 효과)는 목성의 대기를 통해 상당한 양의 에너지를 위쪽으로 운반합니다. 6 이것은 목성 대기의 번개를 통해 관찰되었으며, 이는 행성의 극단적인 기상 패턴의 근원이 어디에 있는지를 나타냅니다. 5 번개와 습한 대류는 밀접한 관련이 있습니다. 5 뇌우가 발생하면 상승하는 따뜻한 공기의 수증기가 응결되어 구름을 형성합니다. 5 이 경우 응결은 열을 방출하여 상승하는 따뜻한 공기를 더욱 빠르게 상승시킵니다. 5 이 습한 대류는 또한 서로 다른 전하를 구름의 다른 부분으로 분리하여 결국 번개로 이어집니다. 5 이 습한 대류는 목성의 내부 열 대부분을 외부로 운반합니다. 행성의 깊은 곳에서 열과 에너지를 운반하는 이 평범한 뇌우 깔때기는 지표면 가까이에서 볼 수 있는 기상 시스템의 주요 동인입니다. 5

Wikimedia Commons의 의례

전달

중력의 영향으로 더 뜨겁고 밀도가 낮은 물질은 위로 올라가고 더 차갑고 밀도가 높은 물질은 가라앉는 경향으로 인해 유체 내에서 발생하는 움직임으로 결과적으로 열이 전달됩니다.

내셔널 지오그래픽/NASA 제공

상승 기둥의 에너지는 두 가지 방법 중 하나로 지표 기상 시스템으로 전달됩니다. 대부분의 경우 제트기는 접촉시 상승하는 뇌우를 찢어내어 에너지를 사용합니다. 5 이런 일이 일어나지 않는다면, 행성의 자전은 이러한 상승 기둥을 행성 표면의 소용돌이로 바꿉니다. 5 소용돌이는 행성의 회전에 의해 발생하기 때문에 같은 반구에있는 모든 소용돌이는 같은 방향으로 회전합니다. 5 이 때문에 둘 이상의 소용돌이가 충돌할 때 서로 상쇄되지 않고 결합됩니다. 5 소용돌이가 합쳐져 ​​멀리서도 보일 정도로 커지면 흰색 타원이라고 합니다. 이 타원이 클수록 행성 표면에서 더 느리게 이동합니다. 5 예를 들어, 대적점과 같은 위도에서 형성되는 소용돌이는 거대한 폭풍을 만나 결합하기 전에 표면을 가로질러 서쪽으로 400,000km까지 이동할 수 있습니다. 5 그러나 이러한 대기 효과는 영원히 지속되지 않으며 제트와 흰색 타원형 모두 이 작은 소용돌이에 의해 유지됩니다. 시간이 지남에 따라 제트와 흰색 타원형 모두 소용돌이로 다시 흩어집니다. 5

마지막으로 논의해야 할 중요한 요소 중 하나는 기둥의 수직 운동 에너지가 표면 목성 날씨 패턴의 수평 운동 에너지로 변환되는 방식입니다. 이 질문은 Galileo Orbiter(다음 섹션에서 설명)가 행성에서 새로운 데이터를 수집할 때까지 답이 없었습니다. 6 답은 지구 깊숙이 들어가면 대기 풍속이 증가한다는 것입니다. 6 표면에서 풍속은 표면 근처에서 100km/h에서 표면 아래 70km로 180km/h로 증가하고 그 이후 간격으로 지속적으로 증가합니다. 6 이러한 풍속은 구름 대류보다 내부 분화의 결과일 가능성이 높지만 이것은 이론화일 뿐입니다. 6 Either way, the increased wind speeds at deeper depths sheer the columns of moist convection to such a degree that they are almost horizontal, rather than vertical, as they rise, relative to the atmospheric surface, and as such the kinetic energy of these storms is nearly horizontal when it reaches the surface and is taken away by the jets or formed into an eddy. 6


Astronomers Discovered 12 New Moons Around Jupiter. Here's How

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Sometimes a search for one thing presents the chance to look for something else. If you're like me, that something else is usually something small: Rummaging in the couch cushions for the TV remote might prompt you to dig for spare change. Two birds, one stone, etc. But if you're astronomer Scott Sheppard, the second bird occasionally turns out to be a doozy.

Or several doozies. Like, say, a dozen previously unknown moons orbiting Jupiter, the discovery of which was announced Tuesday by the International Astronomical Union.

"We just wanted to be as efficient as possible," says Sheppard, an astronomer at the Carnegie Institution for Science in Washington, DC. Since 2012, he and his team have been using the Dark Energy Camera—an exquisitely sensitive instrument the size of a small car, mounted to Chile's Blanco 4-m telescope—to search for celestial bodies at the fringes of the solar system. But early last year, the researchers realized that the DECam would soon survey a patch of sky that overlapped perfectly with Jupiter. They decided to adjust their instruments to look not only for distant objects well past Neptune and erstwhile-planet Pluto, but relatively close ones in the vicinity of the gas giant. You know, while they were in the neighborhood.

Astronomers had surveyed this area before, but Sheppard's team reasoned that the DECam would spot smaller, darker objects that older instruments overlooked. The plan was simple: subtract previous images of the planet and its surroundings from those captured by their powerful new camera. Anything left stood a good chance of being a never-before-seen object—and, potentially, a Jovian satellite.

Within days theyɽ spotted close to two dozen candidates. Then came more than a year of waiting. They needed time for follow-up observations, to see which of the space rocks moved like moons (i.e. in predictable orbits) and which did not. "The most exciting moment came in May of this year, when 12 of the objects showed up where we expected them to," Sheppard says. Tuesday's announcement makes it official: Sheppard and his colleagues have discovered 12 new objects orbiting Jupiter, bringing the grand total of known Jovian satellites to 79.

The mere existence of these newly discovered moons provides missing clues about the formation of the solar system. And the peculiar orbit of one of those satellites, in particular—a small object, no more than half a mile across—could explain how many of Jupiter's other moons came to be.

Jupiter's satellites orbit the planet at three different distances. Circling closest are the four largest, aka "Galilean," moons. Farther out, at a distance of around 6 million miles, is a smattering of smaller satellites that course around Jupiter in a "prograde" orbit, meaning they circle in the same direction that their parent planet rotates. Sheppard's team found two such satellites in their search. More remote still, traveling around Jupiter at about twice the distance of the prograde group, is a swarm of retrograde objects—small satellites whose orbits move in the direction opposite Jupiter's rotation. Sheppard's group identified nine new moons from the retrograde group. (For those of you keeping score at home, that brings the number of newly discovered moons to 11.)

Animation by Roberto Molar-Candanosa/Carnegie Institution for Science

Astronomers have long wondered where Jupiter's retrograde moons originated. They encircle the planet in three distinct clusters, which suggests they are what remains of a trio of parent bodies that disintegrated long ago due to… something. A leading hypothesis is that these parent bodies collided with another celestial object, identity unknown. An interloping comet maybe, or a rogue asteroid. A moon-moon collision could have done it, too, but for a long time, the likeliest lunar impact candidate—a prograde satellite moving in the opposite direction of a parent retrograde satellite—seemed improbable. Prograde moons and retrograde moons encircle Jupiter at such vastly different distances, it was hard to imagine them colliding headlong with one another.

Which is exactly what makes the twelfth newly discovered moon so interesting. It's a prograde object, but its orbit—which is unlike any known Jovian satellite's—carries it directly into the paths of moons from the outer, retrograde group. "It's basically driving down the highway in the wrong direction," Sheppard says, "and it makes for a very unstable situation."

The researchers named the wayward moon Valetudo, after the Roman god Jupiter's great-granddaughter. It was the faintest of the objects Sheppard's team observed, which makes it not only the palest Jovian moon ever discovered, but likely the smallest, as well. The researchers estimate it's no larger than half a mile in diameter—a result, Sheppard hypothesizes, of the unstable situation produced by its peculiar orbit. "Valetudo was probably much bigger at one point, perhaps as much as tens of kilometers in diameter, but it likely collided with one of the original parent retrograde objects and broke it apart," he says, giving rise to multiple smaller retrograde objects and pulverizing Valetudo into a fragment of its former self.

These findings have implications well beyond the orbit of Jupiter. "The truth is we still don’t totally understand the order of operations for how the planets and their satellites formed and migrated in the early solar system," says Sarah Hörst, a planetary scientist at Johns Hopkins University who was unaffiliated with the study. All of which, by the way, has big implications for our understanding of Earth—how and when it formed, how many volatile compounds arrived here from elsewhere in the solar system, how it got water and developed an atmosphere. These new moons, Hörst says, and Valetudo in particular, serve as crucial missing pieces in a puzzle about the formation of our solar neighborhood. "And each of those pieces is super important, even if you can't find every single one. Because at some point you have enough pieces assembled that you can tell what the picture is, even if part of it is missing."

Other times, adding new pieces reveals gaps in the puzzle. For instance: What are Valetudo and the other newly discovered moons made of? Sheppard and Hörst both say that understanding the material makeup of these objects is a logical next step. Trouble is, these satellites are faint and hard to observe studying them more closely would likely require a spacecraft visit. "And that'll probably never happen," Hörst says. In the grand scheme of things, a mission to some tiny Jovian satellite isn't likely to be greenlit by NASA or any other agency.

But there's hope. Every five to ten years, we humans send a spacecraft to Jupiter—sometimes to orbit, other times for a gravitational assist on the way to some other destination. Perhaps one of those spacecraft could swing by Valetudo for a closer look. You know, while it's in the neighborhood. Two birds, one stone, etc.


Melting Moons Could Hold on to Atmospheres and Surface Water Oceans for Billions of Years

Exomoons around migrant hot Jupiters could hold onto life-giving atmospheres and maintain surface oceans for billions and billions of years. This is the conclusion of a paper from the University of Washington modeling the impact of inward migrating gas giants on their frozen moons.

According Lehmer , moons around migrant hot Jupiters could hold onto atmospheres for billions of years. 이미지 크레딧 : NASA / JPL-Caltech.

Exomoons are of increasing interest in the search for habitable worlds. The number and variety of moons visited by Voyager in our own solar system first prompted thoughts of the possibilities further out.

With some of Jupiter’s moons composed of 40% water there has been speculation that the numbers of habitable exomoons might match or even outnumber habitable exoplanets.

However, there is a problem that could hold back the development of more complex life on a moon.

Whilst gas giant moons like Europa might well have liquid water deep below its thick ice crust, it is very difficult to form a watery moon in the habitable zone where temperatures during the early planetary formation stage are too hot for water ice to exist.

If only there was a way to bring the water rich but frozen outer solar system moons in closer?

Because of their size it is likely hot Jupiters form further out, where ice, as well as rock and gases were all available.

They would then migrate in, possibly due to interactions with the remnant planetary disk, or planetesimals yet to be aggregated or thrown out of the system.

“Lots of the gas giants we have found are in the habitable zone so it is not unreasonable to suspect that this sort of migration is common,” says Owen Lehmer who has been studying the impact of gas giant movements, and believes our observation history suggests this is where many end up.

“The time spent in migration is often brief compared to star/planet lifetimes so it is reasonable to expect that the gaseous planets we observe in the habitable zone are orbiting at that location.”

During hot Jupiter migration water ice found on the orbiting moons will sublimate, much like it does on comets approaching the Sun.

Whether this freed up H2O escapes like a comet’s tail or is retained to form an atmosphere is dependent on the moon’s size and therefore gravitational hold, and the radiation energy being received from the nearby star, which decreases with distance.

But how large does a moon have to be? Would any of our solar system moons be able to hold on to surface oceans and UV ray deflecting atmospheres for a biologically significant period of time?

With direct observation of these moon systems impossible, Lehmer and his colleagues turned to planetary model of atmospheric escape and retention, and applied it to two of Jupiter’s moons — Europa and Ganymede — to see what would happen if their parent planet began migrating towards our Sun.

Their results, published in the Astrophysical Journal, describe a delicate balancing act where a gradual thickening of the atmosphere can suddenly turn into a runaway greenhouse effect that removes all moon water if their planet strays too close to its star.

For the smaller Europa moon, at less than 1% the mass of the Earth, Lehmer found if it were to end up near to Earth orbit it would only be able to hold onto its atmosphere for a few million years.

“It would be a fleeting period of habitability. Just a flash in the pan in terms of planetary biology,” says Lehmer.

However for any larger, Ganymede-sized moons venturing into its solar system’s habitable zone, an atmosphere and surface water could be retained pretty much indefinitely.

“This is a very interesting finding for the field of exomoon habitability,” says Rene Heller from ESA’s PLATO mission to discover habitable zone planets.

“Our models for moon formation suggest the formation of even more massive moons than Ganymede is common around many of the super-Jovian exoplanets.”

To further verify his models Lehmer believes that despite a low chance of direct observation, signs of this melting could be detected with modern equipment.

He envisage the near future observation of a torus of escaped atmosphere, similar to the doughnut shaped formation around Jupiter created, not by lunar melting, but by the intense volcanism of the inner moon Io.

“This would be a very positive sign of migration and could be followed up on in the future with larger telescopes to see if there might also be a bigger moon, better at holding on to its newly created atmosphere,” says Lehmer.

Owen R. Lehmer . 2017. The Longevity of Water Ice on Ganymedes and Europas around Migrated Giant Planets. ApJ 839, 32 doi: 10.3847/1538-4357/aa67ea


How would you define a planet?

The IAU currently defines a planet as a celestial body which:

[*]is in orbit around the Sun,
[*]has sufficient mass to assume hydrostatic equilibrium (a nearly round shape), and
[*]has "cleared the neighbourhood" around its orbit.

As David K posted in the thread Is there a 9th planet out there?, even Jupiter has not "cleared its neighborhood". I know there was much debate about this back when Pluto was "demoted", but I wonder how peoples ideas have changed now that the debate has cooled down.

How would you (or how should the IAU) define a planet?

#2 maugi88

#3 Fimpster

Uhh, that might be a bit too broad. Now you've included Luna, Io, Europa, Ganymede, Callisto, Titan, Enceladus, Rhea, Miranda, Ariel, etc. etc. all as planets.

EDIT: OK, you've added to your post a bit while I was replying, making my reply invalid.

#4 FoggyEyes

You could make an argument that there are different types of orbiting thingies: thingies that orbit other thingies (like our Moon orbits the Earth), thingies that are mostly spherical and rocky like Mercury, Venus, Earth and Mars, thingies that are gassy (not from eating too many burritos) such as Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune, thingies that are small, irregular and icy such as comets and thingies that are small, irregular and rocky such as the asteroids.

Or, you could say that there are two thingies: the Sun and everything else which formed out of primordial matter or from collisions among all that stuff. Maybe a third thingie if there is anything that formed outside of solar system and was forced into or captured by our solar system.

#5 maugi88

Uhh, that might be a bit too broad. Now you've included Luna, Io, Europa, Ganymede, Callisto, Titan, Enceladus, Rhea, Miranda, Ariel, etc. etc. all as planets.

EDIT: OK, you've added to your post a bit while I was replying, making my reply invalid.

#6 MikeBOKC

#7 maugi88

#8 llanitedave

Here's the best one I've seen yet.

#9 Rick Woods

#10 MikeBOKC

#11 llanitedave

#12 russell23

Nope - although that name could be used to describe a system of defining planets in which the Earth would not be a planet if moved to the Kuiper belt, but a potato shaped object could be considered a planet if moved to a cleared orbit.

Soter (2006 - Astronomical Journal 132, 2513):

"The proposed definition of a planet also removes the need to assign a lower mass limit to distinguish planets from asteroids and comets, based on, for example, the hydrostatic criterion of a spheroidal shape. A potato-shaped body would be classified as a planet if it dominated its orbital zone."

Soter argues earlier in the same paper that the roundness criteria is arbitrary and therefore should not be used. No planetary objects are perfectly round. Rotation causes the 8 planets of the IAU system to be oblate spheroids. So perfectly round is not the criteria anyway. Further there is a pretty clear dividing line around 200 km radius for icy objects and 250 km radius for rocky objects. Larger than those limits bodies are round and differentiated (separated internally into layers including a denser core). The radius limits also correspond with lower masses on the order of 10^19 kg for icy bodies and 10^20 kg for rocky bodies.

Soter has cited Vesta as an example of a larger radius object that is not round . but Vesta was also altered by a massive impact in one hemisphere and is clearly differentiated.

In terms of extrasolar discoveries there is a vast body of research on "rogue" planets - objects not orbiting any star. These massive objects are referred to as "planets" in the literature - but how can that be if the IAU is saying a planet must orbit a star? The fact is researcher studying extrasolar and "rogue" planets do understand that there has to be a physical basis for defining what a planet is.

The problem with the IAU system is that it breaks from normal systems of nomenclature with a simple definition for a category followed with a breakdown the main category into types. So what should happen is there should be a simple mass-based definition of what constitutes a planet, followed by sub-types of planets based upon physical and/or dynamical characteristics.

There are actually three types of planets in our Solar System:

1. Planets that dynamically dominate their orbit.
2. Planets that do not dynamically clear their orbit.
3. Planets orbiting a larger planet.

I proposed in my paper calling these three types of planets Classical planets, Belt Planets, and Moons respectively.

With regard to objects orbiting planets, I defined a Moon as a body large enough in mass and radius that it would be a planet if in its own orbit around the Sun. Objects orbiting planets smaller than this mass/radius are called satellites.

I could say a lot more but Dave linked to the paper above so my full arguments can be read there.

#13 Qwickdraw

#14 Fimpster

I don't get the necessity to have cleared its orbit. What if it is a relatively new solar system with lots of junk still floating around. This to me is too confining.

#15 Rick Woods

Yup. A planet has to orbit "The Sun". That's one thing nobody likes.
Another is the fact that, as Earth hasn't cleared its neighborhood (witness meteor showers), it doesn't qualify as a planet.

But, credit where credit is due: A lot of thought and effort must have gone into creating a definition that is this astronomically stupid.

#16 maugi88

It is pretty well accepted that there are "rogue planets" in our galaxy that have been ejected from their solar systems. Most of the exo planets found to date are "hot jupiters" which are believed to have formed way out like our Jupiter. They then move in, throwing their brethren around and out in the process. It's silly to say they are not planets because they don't have a sun.

The definition needs a redo, clearly. Common sense seems to have been left behind.

#17 russell23

Yup. A planet has to orbit "The Sun". That's one thing nobody likes.

The fact that researchers refer to planetary mass objects ejected from forming star systems as "rogue planets" is clear evidence that researchers instinctively understand a planet is identified physically via a mass range \ - large enough to be "round" and small enough not to have deuterium fusion in its core.

What the IAU should have done was use their division between "planet" and "dwarf planet" as a division for types of planets.

Another is the fact that, as Earth hasn't cleared its neighborhood (witness meteor showers), it doesn't qualify as a planet.

Well technically, as defined by researchers the Earth has cleared its orbit. Soter (2006) identified a term he called the "planetary discriminant" (mu) as

where M is the mass of the planetary body and m is the mass of all other bodies that share its orbital zone. The eight objects the IAU identified as planets have mu > 5100. The value of mu for Ceres is 0.33 and for Pluto is 0.07.

So by this definition, there is a clear demarcation between the eight planets and the dwarf planets. However, IMO this demarcation should be used to distinguish types of planets rather than to separate planets from non-planets.

The problem with Soter's definition is that - as he pronounces - a potato shaped object will be a planet if it dominates its orbital zone. It is also a problem that the status of an object as a planet will change with distance from the Sun as has already been discussed.

This goes away if instead we simply define all objects large enough to be round but small enough that they have not undergone deuterium fusion as planets and then break the planets into types. Then we have 3 types of planets:

1. Planets that dominate their orbital zone.
2. Planets that do not dominate their orbital zone.
3. Planets that orbit larger planets.

In my proposal the 1st type are called "Classical planets", the 2nd type are "Belt planets", and the 3rd type are called "Moons".

I'd like to comment on the difference between the terms "Belt Planets" and "dwarf planets". Again IMO the IAU development of the term "dwarf planet" is very unfortunate and a poor choice for several reasons. First, they chose to declare that "dwarf planets" are not planets. So why not come up with a different name. Dwarf stars are stars. Dwarf galaxies are galaxies. They would have been better off coming up with something like "planetoids".

But the bigger problem for me is the use of the word "dwarf". While it is true that the dwarf planets are generally smaller objects, and that the reason they have not cleared their orbits is partially due to a smaller mass . the defining characteristic of these planets is not in fact small size. The defining characteristic is instead the dynamical criterion that their orbit must be cleared. In fact something larger than the Earth found in the Oort cloud would be a "dwarf planet".

The term "Belt planet" would properly name what distinguishes these planets from the Classical planets. When an object has failed to clear its orbit, it will then share it's orbit with a numerous smaller similar composition objects. It will exist in a belt with these smaller objects. And that is why I proposed the term "Belt planets" in my paper.

And the large moons orbiting the planets and dwarf planets need to be distinguished from the smaller potato shaped objects also orbiting those planets. So I went with what I think is straightfoward logic in my proposal - call the planetary mass objects orbiting larger planets "Moons" and call the smaller objects "Satellites".

Now if we step back and look at the Solar System as delineated in my proposal we have a pretty sensible nomenclature. We have one star - the Sun. We have 8 Classical Planets that dominate and have cleared their orbit. These are split into two classes that have the sub-type names "Terrestrial" and "Jovian" commonly used. We have 3 Belt planets in the Asteroid Belt for which I propose the sub-type name "Cerian". Then we have 16 (not all formally named yet) Belt planets in the Kuiper belt and beyond for which I propose the sub-type name "Kuiperian" planets.

Pluto and Charon are of the Belt planet class Kuiperian and stand as a double planet because the barycenter of their orbit lies between the pair outside the radius of either.

There are 19 Planetary mass "Moons" orbiting the larger Classical and dwarf planets. The Earth has 1, Jupiter has 4, Saturn has 7, Uranus has 5, and Neptune has 2. The smallest Moon is Mimas (198 km radius, 3.75 x 10^19 kg). The largest Moon is Ganymede (2631 km radius, 1.48x10^23 kg). All remaining catalogued objects orbiting the classical and belt planets are simply satellites.

Finally, all Solar System bodies too small to be a planet retain their various classifications already developed (asteroid, comet, Kuiper belt . ).

#18 russell23

Yesterday I watched the "Great Planet Debate" for the first time. It seems like a number of ideas very close to my proposal were tossed out during the audience Q&A session.

Frankly, I found Dr. Neil de Grasse Tyson's arguments during the debate a bit inconsistent. On the one hand he claimed to agree that the IAU definition was flawed, but at times he defended it at one point petulantly saying to Dr. Sykes something like "You wanted a definition. You got one. Now you are complaining."

Another time he suggested throwing out the term "planet" altogether suggesting it served no useful purpose. But throughout the debate Dr. Sykes suggsted that there should be types of planets and Dr. Tyson seemed to dismiss that. But then during the audience Q&A someone asked questions leading to ideas very close to what my paper proposes in many respects and he essentially agreed that would be fine.

So he was kind of all over the place in his arguments and IMO rude at times not letting Dr. Sykes make his point by interrupting and diverting the argument. I found Dr. Sykes to be much more rational quite frankly.

It was disappointing to me in that regard because I have very much enjoyed Dr. Tyson's writings over the years.

However, that said I do think Dr. Tyson made some excellent point about public motivations. Coming up with a system simply so Pluto can remain a planet makes no sense. Teaching the Solar System as a list of planets is not very instructive.

However, I therefore was surprised that he did not see the value developing a system that recognizes types of planets. My proposal does many of the things he talks about during the debate - yet when the discussion during the debate started to make similar points he was generally quick to dismiss those arguments. My proposal also highlights characteristics that are common and separates planet types by those characteristics. It can be useful to start discussion about theories of Solar System formation.

#19 Rick Woods

It seems to me that before all this fuss, there were two types, based on a representative planet:

"Terrestrial planets" or "Rocky worlds" and
"Jovian planets" or "Gas giants".

Why wouldn't it make sense to just add "Plutonian planets" or "Ice worlds"?

That would leave a lot of wiggle room, and not impose a tight definition that will necessarily be obsolete almost instantly. Pretty much anything could be categorized somewhere in these three. And if something appears that can't, well, use it as the model for a new category.

Why is this so freaking difficult?

#20 russell23

It seems to me that before all this fuss, there were two types, based on a representative planet:

"Terrestrial planets" or "Rocky worlds" and
"Jovian planets" or "Gas giants".

Why wouldn't it make sense to just add "Plutonian planets" or "Ice worlds"?

That is similar to what I proposed in the first version of my paper. I had 4 types:

Terrestrial, Jovian, Asteroid belt planets (Cerian), and Kuiper belt planets (Kuiperian). I also defined Moons as planets in orbit around a larger planet.

However, the reviewer had several problems with this proposal - not that the reviewer was really correct but . First, the reviewer did not feel that the definition of planet was clear. I was somewhat mystified by this as I had clearly defined what a planet was in my proposal and then broken the planets into these 4 types.

Second, the reviewer did not feel that the dynamical aspects of planetary classification were given enough emphasis. I disagree because the Asteroid belt planets and Kuiper belt planets are the planets that do not dominate their orbits while the Terrestrial and Jovian planets do dominate their orbits.

Third, the reviewer pointed out that the Jovian planets are in fact two classes: Gas Giants (Jupiter and Saturn) and Ice Giants (Uranus and Neptune).

These comments from the reviewer were what I was trying to assimilate into any revisions to my initial proposal. As I thought about the critiques there were several ideas that seemed to float to the top. First, the classification system must be acceptable to both the geophysical perspective and the dynamical perspective.

The geophysical perspective is that round objects not engaged in deuterium fusion are planets. The dynamical perspective is that gravitational dominance of an orbit is important.

So the IAU definition did attempt to satisfy both. First, they designated that an object must be round (geophysical perspective) and then they added that a planet must have cleared its orbit (dynamical perspective) but the problem arose with "dwarf planets" because in the geophysical perspective these objects are still planets. So the IAU definition fully satisfies the dynamical perspective while leaving many the geophysical classification truncated.

Now I actually started looking into this from the moon/satellite perspective. It has become rather absurd that the Galilean satellites of Jupiter are being lumped in with the 1-2 km sized objects they keep finding with the orbiters we have around Jupiter and Saturn. And it is also somewhat challenging that a number of moons in the Solar System are larger than IAU accepted planets.

So my goal was to put together a system that resolved the planetary mass Moon dilemma and in the process that required considering how planets were defined because it seemed to me logical that there should be a division in nomenclature between round moons and potato shaped moons. But that dividing line is at the same mass radius point that divides round asteroids and Kuiper belt objects from potato shaped asteroids and Kuiper belt objects.

The fundamental flaw I kept coming back to with the IAU definition is that it created a single narrow definition of planet instead of a broader general definition with sub-types of planets. I also felt that a dynamical definition is not in fact the broad definition of a planet because of rogue planets.

So in version 2 of the proposal I did several things. First I created a schematic of the system - which I had not done in version 1. But the system itself I also modified. I realized that it is possible to satisfy both by having a tiered classification system (represented in the schematic) whereby each level addresses either a physical or a dynamical criteria.

So the top tier is the definition of planet - which is a physical definition: objects with enough mass to be differentiated and round but not enough mass to start deuterium fusion.

The second tier attempts to address in some form the issue that there are numerous extrasolar planets orbiting other stars as well as rogue planets not in orbit around any star. So there are three types: Extra-solar planets (orbiting other stars), Solar system planets (planets in a bound orbit in the Sun's system), and Free floating planets (planets not in a gravitationally bound orbit around any star or planet). This satisfies broad dynamical concerns

The third tier addresses the dynamical arguments in the Solar System: Planets that have cleared their orbit are Classical planets. Planets that have not cleared their planets are belt planets. Planets that orbit a larger planet with a barycenter inside the larger planet are Moons. Any pair of Classicl planets, Belt Planets, or Moons orbiting each other with a barycenter outside the radius of the larger object constitute a double planet.

Note that this third tier satisfies the dynamical arguments the IAU attempted to address with Planet/dwarf planet system. The eight IAU planets are Classical planets. The dwarf planets are Belt planets. And the moons larger than planets issue is cleaned up with the Moon category.

Finally the Classical and Belt planets are further subdivided along the lines you suggested by physical criteria. Classical planets are Terrestrial and Jovian. Belt planets are Cerian and Kuiperian.

Now it could be argued that the Cerian planets are really just the smallest Terrestrial planets. While that is true, if you do not have a system that makes some effort to satisfy the dynamicists you will never get the support of this important group of planetary researchers. And dynamicists will not agree to objects that have not cleared their orbit being lumped in with Mercury, Venus, Earth, and Mars.

So the system I proposed addresses the concerns of both the geophysical specialists and the dynamical specialists as long as both groups have an open mind. It also addresses the concerns some have of overloading students and the public with an endless list of planets. The eight classical planets are familiar. But by grouping the planets into 4 physically based classes (Terrestrial, Jovian, Cerian, and Kuiperian) it opens up opportunity for educators to adddress all sorts of different aspects of the structure of the Solar System including dynamical: why aren't Ceres, Pallas, and Vesta grouped with the Terrestrial planets? Why are the belt planets a different class from the Classical planets? In what ways are the Galilean moons like the larger solar system? Why are the Kuiperian planets so unusual in their orbits?

Physical: How are the Cerian Belt planets different from the Kuiperian Belt planets? Why are the Terrestrial planets different from the Jovian planets?

Cosmological: How does the varying structure of the Solar System tie in with theory about the formation of stars and planets?

The issue I decided was unnecessary to address with the system was the Gas Giant and Ice Giant division among the Jovian planets. The issue is that I feel the classification system should be based as much as possible on directly observable properties. While there are compositional differences between Jupiter/Saturn and Uranus/Neptune - the key observational trait of all four is an upper atmosphere dominated by hydrogen and helium. If planetary scientists want to add a 5th Tier to the system that further divides the Jovian's into Gas giants and Ice Giants then that is fine. I felt like that was pushing beyond the system I developed.

The other issue I chose not to fully develop is extra-solar star systems. From my perspective we just don't know enough yet about extra solar systems at this time. There is so much variety. I envision in the future when enough resolution of extra-solar systems is achieved that Solar systems will be classified and one type will be the "Solar type" class of star system - which would have traits similar to our star system. But it is too early to know what all those types might be.

That would leave a lot of wiggle room, and not impose a tight definition that will necessarily be obsolete almost instantly. Pretty much anything could be categorized somewhere in these three. And if something appears that can't, well, use it as the model for a new category.

I don't think my system would become obsolete. All it does is organize the multiple perspectives that are already out there and fit with what we have well established about the Solar system. In fact I even propose a 3rd belt planet type called "Oortian" in anticipation of a time when planets might be discovered in the Oort cloud.


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