Saturn

Hei, flate Earthers! Du valgte feil planet!

2024

Nylig planetarisk astrofotograf ekstraordinær Damian fersken fikk tilgang til 1-meteren ChileScope (i, um, Chile), og har vært på en tåre postering rett og slett fantastiske bilder av Saturn og Jupiter som han har tatt med seg.

Han tok denne 26. februar 2017, kl. 06:46 UTC, og det er fantastisk:

Zoom inn

Jupiter, sett fra jorden 26. februar 2017. Kreditt: Damian Peach

Det er ikke Jupiter du vanligvis ser, fordi den berømte Great Red Spot (og den noe mindre berømte oval BA) er ikke synlige. De er på den andre siden av planeten, og får Jupiter til å se merkelig naken ut. Ingen måner eller måneskygger er synlige heller. Dette er ikke et uvanlig syn på planeten - stedet er tross alt på den andre siden halve tiden! - men det er bare ikke bildet du vanligvis ser lagt ut.

Jeg må innrømme at da jeg så det, var min første tanke: Å, det er hyggelig, men hvor er alt det morsomme ?! Hjernen min kan være en tull, noen ganger. Tross alt er dette et fantastisk bilde av Jupiter, og bedre enn profesjonelle teleskoper kunne gjøre da jeg var liten og først ble forelsket i astronomi!

Men så kompenserte hjernen min for jackasseryet sitt ved å komme på en morsom tanke. Se , det sto, du kan virkelig se hvor oblat Jupiter er!

hva betyr drømmer når du drømmer om eksen din

Ah, ja, hjerne. Bra gjort. Du kan se det. Oblateness er begrepet vitenskapstyper bruker for å beskrive hvor flat en sfære er. Faktisk kaller vi ikke et slikt objekt en sfære lenger; det blir en sfæroid , den tredimensjonale versjonen av en ellipse rotert rundt en av dens to akser. Hvis du snurrer en ellipse rundt den lange aksen, får du en proletisk sfæroid, som ligner på en fotball- eller rugbyball. Spinn den rundt den korte aksen, og du får en oblat sfæroid: en flat kule. Sitt på en strandball, så får du ideen.

Jupiter er svært oblat, den andre bare for Saturn i sitt avvik fra sfærisitet*. For å gjøre det lettere å se, tok jeg Peachs bilde og la en sirkel på den sentrert på Jupiter så godt jeg kunne:

Jupiter merket med en sirkel for å vise at det er uformelt

Zoom inn

Jupiter, klemt. Kreditt: Damian Peach

Sirkelen har en diameter lik Jupiters poldiameter (avstanden mellom nord- og sørpolen), og du kan se at den kommer til kort langs ekvator. På bildet jeg fiklet med, er Jupiters polare diameter 900 piksler, og dens ekvatoriale diameter 960 piksler. Den er omtrent 7% bredere enn den er høy! Det er et utflatingsforhold ca 1:15, som er ganske nær det jeg ser oppført for Jupiter online. Ikke verst med tanke på at jeg gjorde alt dette på frihånd.

Så hvorfor er Jupiter oblat? Snurre rundt! Jupiters dag, tiden det tar å snurre en gang, er i underkant av 10 timer, mindre enn en halv jorddag. Det skaper en fantastisk sentrifugalkraft **. Dette er den samme kraften som du føler på en merry-go-round eller en av de barf-induserende snurrplattformene på lekeplasser, kraften som kaster deg til utsiden. Sentrifugalkraften rettes utover, og avhenger av hvor fort du snurrer og hvor langt du er fra rotasjonsaksen.

For en roterende planet som Jupiter er sentrifugalkraften 0 ved polene, fordi du er på spinnaksen der. Det blir sterkere med lavere breddegrader, til du når et maksimum ved ekvator, for der har du maksimert avstanden fra spinnaksen. Fordi det er en kraft utover, motvirker det tyngdekraften innover.

nabogutten (film)

Vel, motvirker det litt. Den innadgående kraften til Jupiters tyngdekraft ved skyetoppene (overflaten vi ser) er omtrent 2,5 ganger Jordens; hvis du veier 150 kilo på jorden ville du veid 375 kilo på Jupiter!

Men på ekvator dempes det av sentrifugalkraften, som utgjør omtrent 1/5^thav jordens tyngdekraft. Så hvis du kunne stå på skyene ved Jupiters poler, ville du veid 375 kilo, men ved ekvator ville du bare veid 345 kilo! Puh***.

anmeldelse av drap på orientekspressen

Og det er derfor Jupiter er oblat, med en uttalt ekvatorial bule . Hvis det bare satt der, ville det være en nesten perfekt sfære. Men det snurrer, fort , så ved ekvator senter sentrifugalkraften materialet litt utover, noe som får det til å være bredere der.

Forresten, som jeg sa, Saturn er mer oblat enn Jupiter , selv om den er mindre og snurrer en touch saktere. Hvorfor? Fordi tyngdekraften er lavere enn Jupiters! På skyetoppene er tyngdekraften bare litt høyere enn Jordens, eller halvparten av Jupiters. Men ved Saturns ekvator er sentrifugalkraften omtrent 1/6^thJordens tyngdekraft. Det er mindre enn Jupiters ytre kraft, men du ville ikke kjempe mot Jupiters store tyngdekraft, der. Så forholdet mellom sentrifugalkraft og tyngdekraften er høyere på Saturn enn Jupiter, noe som gjør planeten som er ringringet mer oblat.

I likhet med Jupiters kan du se Saturns oblateness gjennom et teleskop, men selv om det er flatere kan det være vanskeligere å se fordi ringene kaster perspektivet vårt av. Men når du ser det, er det ganske åpenbart. Jeg vil merke at en planets tyngdekraft er relatert til dens størrelse og tetthet. Saturn er enorm, men det er veldig lav tetthet; i gjennomsnitt lavere enn vann! **** Derfor er tyngdekraften så overraskende lavere enn Jupiters.

Jeg synes det er ganske kult. Du kan fortelle mye om en planet bare ved å måle noen få grunnleggende ting om den, for eksempel hvor stor den er, hvor fort den snurrer og hvilken form den har.

Så jeg antar at jeg må tilgi hjernen min etter det første utbruddet. Oppfølgingen var ganske bra.

P.S. Damian fersken er ganske bra med NASAs Jupiter -data også.

* Som er lett å skrive, men ganske vanskelig å si høyt.

** Som er ikke en fiktiv kraft, men er ganske virkelig i en roterende ramme, og bør ikke forveksles med sentripetal akselerasjon, som egentlig er det samme, men i en ikke-roterende ramme .

*** Hvis du kunne spinne opp jorden, ville du veie mindre ved ekvator også. Men som en vekttapplan, vil jeg ikke anbefale den. Bare for å begynne, ville spinne jorden raskere bety mye sterkere orkaner . Energien det ville ta for å få planeten vår å snurre raskere, ville også smelte overflaten ned til jordskorpen. Så det er noen problemer med det. Også, korreksjon: Jeg gjorde regnestykket feil først. Ved ekvator er det 2,5 g innover - 0,2 g utover, så kraften på deg vil være 2,3 ganger massen din, eller 345 pund.