Astronomía

¿Cuál es la conexión entre lunas, anillos y brechas?

¿Cuál es la conexión entre lunas, anillos y brechas?

Estaba viendo este video y dijeron que la roca probablemente tiene una luna. ¿La razón por la que asumen que tiene una luna es porque hay un espacio entre los anillos creados por la órbita de la luna alrededor de la roca? ¿O los anillos creados por la luna rompiéndose en su órbita y dejando escombros en su órbita?


Es principalmente por la clara definición de los anillos y su mera existencia.

Sin una luna, los anillos serían de corta duración, por lo que es poco probable que se detecten justo a tiempo poco después de que se hayan formado. Y tenderían a lavarse a anillos más anchos. El espacio entre los anillos parece estar vacío. Eso es más fácil de explicar si una o más lunas mantienen limpia la brecha y mantienen los anillos en su camino (lunas pastoras).

Una forma de pensar en las lunas pastoras: la luna de nuestra Tierra ralentiza la rotación de la Tierra por las fuerzas de las mareas y la fricción. Piense en un anillo un poco dentro de la órbita de una luna pequeña como un análogo de la Tierra dentro de la órbita de la Luna: se ralentiza por las fuerzas de las mareas y la fricción (colisiones no elásticas entre las partículas del anillo). La desaceleración de las partículas del anillo da como resultado una órbita más cercana al planeta / asteroide. De esta manera, una luna pequeña puede actuar de manera repulsiva a un anillo cercano, confinándolo.

Más detalles sobre la dinámica de los anillos planetarios, incluido el confinamiento por lunas pastoras, consulte este artículo, p. 491 ff.


Luna pastor

A pastor luna (también Herder Moon o Watcher Moon) es un pequeño satélite natural que limpia un espacio en el material de los anillos planetarios o mantiene las partículas dentro de un anillo contenidas. El nombre es el resultado del hecho de que limitan el "rebaño" de las partículas del anillo como pastor.

Debido a su efecto gravitacional, recogen partículas y las desvían de sus órbitas originales mediante resonancia orbital. Esto provoca lagunas en el sistema de anillos, como la particularmente llamativa División Cassini, así como otras bandas características, o una extraña deformación "retorcida" de los anillos.


Una de las lunas de Saturno & # 8217, una marea y una conexión

En un artículo reciente sobre Astronomy Now, el escritor explica cómo una de las muchas lunas de Saturno pasa a través del espacio que creó en el anillo de Saturno. Los científicos han descubierto que las partículas heladas que rodean a la luna se mueven en una onda que afectan delante y detrás de la luna Daphnis en los bordes circundantes del anillo.

Este artículo me lleva a pensar en la relación con la luna y el tirón de ciertos objetos, como la forma en que la luna arrastra el océano y las mareas de la Tierra. Investigué y encontré un sitio web que simplemente explica cómo funcionaban las mareas y lo vinculé con el conocimiento que tengo sobre la luna y sus fases a partir de lo que ha aprendido en clase.

Comenzando, la razón por la que la Tierra tiene mareas (y supongo que es similar a cómo Daphnis es capaz de tirar de las partículas heladas que rodean a Saturno) es porque las partículas son arrastradas hacia abajo por la fuerza del planeta. Sin embargo, la gravedad del planeta no puede mantener completamente estos objetos en su lugar, por lo que la fuerza gravitacional de la luna que pasa a su alrededor mueve el material hacia la luna misma.

Donde entran en juego las fases de la luna es que cuanto más alineados están el sol y la luna, mayor es la fuerza de la marea. Si bien no estoy completamente seguro de si esto funciona para los anillos de Saturno y # 8217 en comparación, creo que la idea no puede estar tan equivocada. Además, como se dijo anteriormente, la forma en que Daphnis mueve las partículas a su alrededor parece estar relacionada con las mareas en la Tierra, pero con menos atracción del sol debido a la distancia y con esa luna rodeada de partículas en ambos lados que muestran la onda exacta, pareciendo una ondulación. un barco atraviesa el agua.

De todos modos, en clase hemos aprendido que el sol y la luna provocan eclipses cuando están alineados entre sí y con la Tierra. Entonces, a través de la inferencia (y porque la astronomía es fácil) puedo concluir que las mareas son más fuertes en estas épocas del año. La razón por la que los eclipses provocan mareas más altas se debe al hecho de que la luna o la Tierra cubren completamente el sol en esta época del año creando el & # 8220 fenómeno & # 8221 que conocemos como eclipse. La única forma en que se puede cubrir el sol por completo es cuando los tres están en línea, lo que significa que la marea debe ser fuerte. Entonces, el tamaño de las mareas y la hora en que ocurren están directamente relacionados con la fase en la que se encuentra la luna.

En una actividad que completamos en clase con el dibujo de la luna y su aparición en cada fase, he aprendido sobre la causa de las fases lunares y en qué horarios ocurren. Según la carta lunar que comienza con la fase Luna Nueva, yo sepa que la ubicación de la luna está entre la Tierra y el sol. Además, dado que esta fase es directamente opuesta a la fase de Luna Llena que ocurre a la medianoche, sé que esto ocurre al mediodía ya que cada ciclo lunar alrededor de la Tierra dura aproximadamente 12 horas y 12 horas a partir de la medianoche es el mediodía. Si bien los eclipses, supongo, son los momentos en que la marea ocurre con más fuerza, cada vez que el sol, la Tierra y la luna están relativamente en línea, la atracción de las mareas es mayor. Por lo tanto, cada vez que la luna está en la fase de luna llena o luna nueva, la atracción de las mareas es mayor que cualquier otra fase, llamada marea primaveral.

Pero sin este gráfico, ¿cómo sé que la luna, el sol y la Tierra están alineados? Su posición se puede determinar observando la posición de la luna en el lado iluminado por el sol. Desde la Tierra, solo la mitad de la luna es visible en un momento dado cuando la luna está en el cielo. Este lado visible es el lado que refleja los rayos del sol y # 8217s. Entonces, la razón por la que la Luna Nueva no es una luna iluminada es porque el lado iluminado por el sol está en la mitad de la luna, opuesto a la Tierra y mirando hacia el sol. El único momento en que puede ocurrir esta fase es cuando la posición de la luna está casi entre la Tierra y el Sol, lo que demuestra que durante la fase de Luna Nueva, el Sol, la Tierra y la Luna están alineados. Además, la fase de luna llena es exactamente opuesta a la fase de luna nueva, iluminando la mitad de la luna iluminada por el sol hacia la Tierra porque la Tierra está entre el sol y la luna, y una vez más alineándolos, creando mareas más fuertes. Y SI ESO FUE SUFICIENTE, el momento en el que ocurren es cuando la luna es & # 8220up & # 8221, o sea medianoche o mediodía respectivamente. Las otras fases mueven las mareas con ellas, bajando la marea a medida que se acerca al primer o tercer trimestre al punto más débil en el que estará. Así, cuando la luna está en el primer cuarto, la marea se experimenta a las 6 pm en su punto más débil, llamado marea muerta. A medida que la luna se acerca a la fase de luna llena o luna nueva, la marea se fortalece nuevamente y el ciclo se repite.

Encuentro esta información extremadamente convincente porque aprecio volver a aplicar y conectar el conocimiento que entiendo de la clase con otros pocos ejemplos que amplían mi comprensión sobre el espacio. Quizás el universo no es tan inexplicable como la gente común cree que es.


Huecos en Saturno y anillos n. ° 8217

Esta imagen de Cassini muestra los huecos oscuros en Saturno & # 8217s A anillo, que son causados ​​por una colección de lunas. A pesar de que estas lunas tienen un diámetro máximo de unas pocas docenas de kilómetros, tienen suficiente gravedad para sacar partículas de la órbita del anillo a medida que pasan. Cassini tomó esta fotografía el 11 de septiembre de 2006 desde una distancia de 1,1 millones de kilómetros (700 000 millas) de Saturno.

Los dos prominentes huecos oscuros en Saturno & # 8217s A anillo contienen pequeñas lunas incrustadas y una serie de otras características intrigantes.

Aquí, tres rizos únicos son visibles en la brecha de Encke (325 kilómetros o 200 millas de ancho). El rizo más interno (el más alto aquí) es débil pero continuo. El rizo central se ilumina sustancialmente hacia la parte superior izquierda y muestra algunas torceduras leves. Este anillo coincide con la órbita de Pan (26 kilómetros o 16 millas de ancho). El rizo más externo es discontinuo, con dos regiones brillantes visibles.

La brecha de Keeler más estrecha (42 kilómetros o 26 millas de ancho) alberga la luna Daphnis (7 kilómetros o 4.3 millas de ancho, no en esta imagen), que genera ondas en los bordes de la brecha mientras orbita Saturno (ver Daphnis en el trabajo).

En la parte inferior izquierda, se ven tenues rizos que flanquean el brillante núcleo del anillo F. La nave espacial Cassini descubrió que estas características están dispuestas en una estructura de brazo en espiral que se enrolla alrededor del planeta como un resorte. La espiral puede ser causada por pequeñas lunas o grupos de material que se han estrellado contra el núcleo del anillo F y han liberado material.

Esta vista mira hacia el lado no iluminado de los anillos desde unos 23 grados por encima del plano del anillo.

La imagen fue tomada en luz roja visible con la cámara de ángulo estrecho de la nave espacial Cassini el 11 de septiembre de 2006 a una distancia de aproximadamente 1,1 millones de kilómetros (700.000 millas) de Saturno y en un ángulo de fase o nave espacial Sol-Saturno de 151 grados. La escala de la imagen es de aproximadamente 6 kilómetros (4 millas) por píxel.


Los anillos de Saturno: un modelo a escala

Saturno es el sexto planeta desde el Sol y es el segundo planeta más grande del sistema solar, detrás de Júpiter. A diferencia de la Tierra, Saturno es un gigante gaseoso que es principalmente como hidrógeno y helio en lugar de materia sólida.

En 1610, durante las primeras observaciones de Galileo & rsquos del cielo nocturno con un telescopio, quedó desconcertado por los alrededores de Saturno & rsquos. Muchos cientos de años después, los exploradores espaciales Voyager 1 y 2 tomaron fotografías de los anillos de Saturno y rsquos. Estas imágenes más cercanas revelaron que los anillos de Saturno y rsquos son muy complejos y tienen muchos anillos pequeños y espacios entre ellos.

¿Qué son los anillos y por qué están ahí? Dentro de los anillos de Saturno y rsquos hay partículas grandes y pequeñas. Algunos objetos dentro de los anillos son tan grandes como edificios, mientras que otros podrían caber en la palma de su mano. Algunos son incluso demasiado pequeños para ser vistos a simple vista. La mayoría de estas partículas están formadas por agua helada, polvo y rocas. Es probable que todos estos escombros se juntaron cuando la atracción de Saturno y sus lunas movieron cometas y meteoritos al área.

Es probable que gran parte de la estructura de los anillos se mantenga en su lugar por las fuerzas gravitacionales de Saturno y las lunas rsquos, pero los científicos no están completamente seguros de cómo se mantienen unidos los anillos. Hay muchos misterios relacionados con los anillos, incluido el hecho de que los anillos orbitan a diferentes velocidades.

Problema

Crea un modelo a escala de Saturno y sus anillos.

Si está buscando un desafío y desea ejercitar algunas habilidades matemáticas, ¡aborde el procedimiento avanzado para determinar cómo hacer un modelo a escala de los anillos de Saturno por su cuenta! Si solo está buscando construir un modelo realmente genial, pase al segundo procedimiento.

Materiales

  • Bola pequeña de espuma de poliestireno (aproximadamente 1,5 pulgadas de diámetro)
  • CD
  • Marcadores permanentes
  • 3 colores de lentejuelas o purpurina
  • Pegamento
  • Clavija
  • Plastilina
  • Papel
  • Transportador
  • Brújula
  • gobernante

Procedimiento avanzado:

  1. La siguiente tabla ilustra las distancias de los anillos más brillantes de Saturno. Vas a hacer un modelo a escala de los anillos de Saturno en el espacio que tienes disponible en tu CD. ¿Cómo puedes usar las matemáticas para lograr proporciones precisas de los anillos de Saturno en tu CD? Sugerencia: use el lado métrico de su regla para tomar sus medidas y use centímetros o milímetros como sus unidades en lugar de pulgadas.
  1. Agrega una columna a la tabla y escribe las medidas proporcionales del anillo que encontraste.
  2. Use pegamento y diferentes colores de brillo para definir los anillos separados.
  3. Corta la bola de poliestireno por la mitad. Puede pintar la bola si lo desea: el planeta generalmente se representa en tonos naranja, marrón y gris. Pegue las mitades a cada lado del CD.
  4. Inserte la clavija en la parte inferior del planeta y use la arcilla de modelar y el transportador para colocarlo en un ángulo de 27 grados con respecto a la vertical.

Procedimiento

  1. Corta tu bola de espuma por el medio.
  2. Coloque la mitad de la bola de espuma en el CD y dibuje un círculo alrededor con un marcador permanente. No pongas brillantina en esta sección del medio. Usted & rsquoll le pega la pelota más tarde.
  3. Hay muchos anillos diferentes de Saturno, y muchos de ellos son muy pequeños. En esta actividad, usted & rsquoll coloca los anillos más grandes de Saturno & rsquos en la tarjeta blanca usando el brillo y las lentejuelas.
  4. Los anillos de Saturno no van en orden alfabético. Usted & rsquoll comienza con el anillo D. El anillo D tiene 4600 millas de ancho. Marque un punto que esté a unos 3 mm de donde delineó el planeta. Utilice una brújula para dibujar un círculo de 3 mm de grosor. Coloque pegamento blanco dentro de esta área y espolvoree un color de lentejuelas o brillantina sobre el pegamento. Déjalo secar.
  5. A continuación, harás el anillo C. El anillo C es más grande que el anillo D. En la vida real, tiene más de 10,000 millas de ancho. En su modelo, use su regla y brújula para crear un círculo de unos 7 mm de grosor. Coloque pegamento blanco dentro de este anillo y espolvoree lentejuelas sobre el pegamento. Déjalo secar.
  6. Continúe creando los anillos en el mismo proceso. El anillo B es bastante grande y supera las 15.000 millas de ancho en la vida real. Entonces, el siguiente círculo debe tener 1 cm de grosor.
  7. Entre el anillo B y los anillos que están más lejos, hay una gran división llamada División Cassini. Las divisiones son espacios que parecen vacíos oscuros, causados ​​por la atracción gravitacional de las lunas de Saturno y rsquos. En este caso, la luna Mimas está provocando un gran espacio entre los anillos. Use su marcador permanente para hacer una línea negra de 2 mm para mostrar el espacio entre los anillos.
  8. Después de la división hay varios anillos que están más alejados del planeta. El anillo A tiene poco más de 9000 millas de ancho. Haz un círculo de 5 mm de grosor. Tiene un espacio de 2/3 del ancho del anillo. Haga un círculo negro delgado aquí para mostrar la división, y luego agregue pegamento blanco y brillo al resto del anillo A.
  9. En el exterior de los anillos, dibuje otra línea negra de unos 2 mm de grosor.
  10. El último anillo que creamos es el anillo F, y es muy pequeño en comparación con los otros anillos. Deje un pequeño espacio después de la última línea negra. Una astilla del CD brillante servirá como nuestro anillo F. Colorea el resto del CD de negro. Este modelo no muestra todos los anillos de Saturno. ¿Por qué no? Bueno, muchos de ellos son muy pequeños en comparación con los anillos más grandes: tienen menos de 100 millas de ancho y serían difíciles de mostrar en su diagrama. Los anillos G y F se extienden lejos de Saturno. Mientras que el anillo G tiene solo 5000 millas de ancho, el anillo E tiene casi 200,000 millas de ancho. Si creó un anillo E, ¡tendría que extenderse 25 cm desde el anillo G!
  11. Cuando la brillantina y otras decoraciones se hayan secado, pega la parte superior de la bola al CD. Cuando esté seco, pega la parte inferior de la bola a la parte inferior del CD. Cuando todo se haya secado, coloque una clavija en la parte inferior de la bola de poliestireno y colóquela en un ángulo de 27 grados. Usa tu transportador para encontrar el ángulo.

Ir más lejos

¿Quiere ampliar su exploración del espacio exterior? Investiga las ubicaciones de las diferentes lunas de Saturno y rsquos y las ubicaciones de los huecos en los anillos. ¿Son ciertas lunas responsables de ciertas brechas? ¿Cómo crees que interactúan las lunas, el hielo, el polvo y las rocas para formar diferentes anillos y diferentes espacios?

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Imagen de astronomía del día

¡Descubre el cosmos! Cada día se presenta una imagen o fotografía diferente de nuestro fascinante universo, junto con una breve explicación escrita por un astrónomo profesional.

2017 abril 22
Entre los anillos
Credito de imagen: Equipo de imágenes de Cassini, SSI, JPL, ESA, NASA

Explicación: El 12 de abril, cuando el Sol fue bloqueado por el disco de Saturno, la cámara de la nave espacial Cassini miró hacia el interior del Sistema Solar y los anillos retroiluminados del gigante gaseoso. En la parte superior de la vista en mosaico está el anillo A con su Encke más amplio y los espacios de Keeler más estrechos visibles. En la parte inferior está el anillo F, brillante debido a la geometría de visualización. El punto de luz entre los anillos es la Tierra, a 1.400 millones de kilómetros de distancia. Mire con atención e incluso podrá ver la gran luna de la Tierra, un puntito de luz a la izquierda del planeta. Hoy Cassini hace su aproximación final cercana a la gran luna de Saturno, Titán, usando la gravedad de Titán para girar hacia la Gran Final de la nave espacial, el conjunto final de órbitas que llevarán a Cassini justo al interior de los anillos de Saturno.

Celebre el Día de la Tierra: Adopta el planeta
La foto de mañana: otra dimension


Saturno y la luna pastor # 8217, Daphnis, hacen olas

La luna creadora de ondas, Daphnis, aparece en esta vista tomada por la nave espacial Cassini el 16 de enero. Es la fotografía más cercana de Daphnis jamás tomada. Cada píxel mide aproximadamente 551 pies (168 metros) de ancho. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

La nave espacial Cassini de la NASA # 8217 ha capturado la primera vista en primer plano de Daphnis, una de las al menos 62 lunas encontradas en órbita alrededor de Saturno, abriendo un camino a través del planeta y los anillos helados # 8217 y levantando olas a su paso.

La imagen tomada por la cámara de ángulo estrecho de Cassini # 8217 el 16 de enero es la mejor vista jamás tomada de Daphnis, un objeto con forma de balón de fútbol que abre un espacio en uno de los anillos exteriores de Saturno. La nave espacial estaba a unas 17.000 millas (28.000 kilómetros) de Daphnis en ese momento.

La luna fue descubierta por científicos de Cassini en 2005, lo que confirma las sospechas de que algo se escondía dentro de Keeler Gap, uno de los varios carriles abiertos en el sistema de anillos discontinuos de Saturno.

La luna mide alrededor de 5 millas (8 kilómetros) de diámetro, y Keeler Gap se extiende alrededor de 26 millas (42 kilómetros) de ancho, una abertura relativamente estrecha en la que la débil gravedad de Daphnis roza las partículas de hielo que forman las paredes de la luna. brecha.

El material en el borde interior de la brecha orbita Saturno a velocidades ligeramente más rápidas que Daphnis, fomentando ondas que aparecen por delante de la trayectoria de la luna. Las ondas siguen a Daphnis en los márgenes exteriores de Keeler Gap, donde las partículas de hielo se mueven más lentamente en relación con Saturno.

Daphnis orbita con una ligera inclinación, lo que hace que la luna oscile por encima y por debajo del plano del anillo y arrastra material helado junto con él. Una imagen de mayor alcance tomada por Cassini en 2009 muestra a Daphnis proyectando una sombra alargada a través de los anillos de Saturno, junto con la extensión vertical de las ondas creadas por el paso de la luna.

Las estructuras verticales creadas por la pequeña luna de Saturno, Daphnis, proyectan largas sombras a través de los anillos en esta dramática imagen tomada por Cassini el 8 de junio de 2009, a una distancia de 414,000 millas (666,000 kilómetros). Crédito: NASA / JPL / Space Science Institute

La observación de junio de 2009 fue ayudada por el equinoccio de Saturno, cuando el sol brilla en línea con el plano del anillo del planeta. Saturno tiene un equinoccio una vez cada medio año en el planeta, equivalente a aproximadamente 15 años terrestres.

Después de su descubrimiento en 2005, Daphnis recibió su nombre de un poeta pastoral, pastor y flautista de la mitología griega, según la NASA. Daphnis era el hijo de Hermes, hermano de Pan y descendiente de los Titanes, vinculando el nombre a otros miembros del sistema de Saturno.

Los científicos ya están analizando la nueva imagen de Daphnis e identificando amplias características de la superficie de la luna.

& # 8220Como un par de Saturno & # 8217s otras lunas anulares pequeñas, Atlas y Pan, Daphnis parece tener una cresta estrecha alrededor de su ecuador y un manto de material bastante suave en su superficie & # 8212 probablemente una acumulación de partículas finas de los anillos , & # 8221 NASA escribió en un comunicado de prensa que acompaña a la nueva imagen. & # 8220 Unos pocos cráteres son obvios con esta resolución. Se puede ver una cresta adicional más al norte que corre paralela a la banda ecuatorial. & # 8221

Los científicos dicen que la apariencia granulada observada en varios segmentos del anillo A adyacente al espacio ocupado por Daphnis podría marcar regiones donde las partículas de hielo se agrupan.

& # 8220En comparación con los bordes afilados de Keeler Gap, el pico de onda en el borde de la brecha a la izquierda tiene una apariencia suavizada, & # 8221 NASA dijo. & # 8220Esto se debe posiblemente al movimiento de las partículas de anillo finas que se esparcen en el espacio después de Daphnis & # 8217 el último acercamiento cercano a ese borde en una órbita anterior. & # 8221

Esta ilustración creada por Kevin Gill, un ingeniero de software del Laboratorio de Propulsión a Chorro # 8217 de la NASA, muestra el efecto de Daphne en los bordes de Keeler Gap. Crédito: Kevin Gill

& # 8220 Un tenue y estrecho zarcillo de material de anillo sigue justo detrás de Daphnis (a su izquierda) & # 8221, dijo la NASA. & # 8220Esto puede haber resultado de un momento en el que Daphnis sacó un paquete de material del anillo, y ahora ese paquete se está extendiendo. & # 8221

Cassini se encuentra en el último año de su misión, después de entrar en una órbita & # 8220ring-pasto & # 8221 el 30 de noviembre que lleva a la sonda a las afueras de Saturno & # 8217s anillo F exterior, a unas 57.000 millas (91.000 kilómetros) del planeta & # 8217s. cimas de las nubes.

La nave espacial, en la estación alrededor de Saturno desde 2004, permanecerá en la órbita de roce de anillos durante tres meses más, completando 20 vueltas alrededor del planeta antes de que la misión y el sobrevuelo final de la gran luna Titán el 22 de abril empujen a Cassini en un trayectoria entre las cimas de las nubes de Saturno y su anillo más interno.

Con poco combustible, Cassini realizará 22 viajes a través de la brecha del anillo de 1.500 millas (2.400 kilómetros) justo por encima de Saturno desde el 26 de abril hasta el 15 de septiembre, cuando la nave espacial hará una última inmersión destructiva en el planeta, transmitiendo datos sobre su planeta. atmósfera hasta que se pierda la señal.

Siga a Stephen Clark en Twitter: @ StephenClark1.


Tierra y luna entre Saturno y los anillos # 8217s

Ver más grande para ver la luna. | Esta vista de la nave espacial Cassini de la NASA # 8217 muestra el planeta Tierra como un punto de luz entre los anillos helados de Saturno. La luna también está allí, a la izquierda de la Tierra. Imagen vía NASA JPL.

La NASA publicó esta nueva imagen de su nave espacial Cassini el 20 de abril de 2017, cuando Cassini maniobra en su posición para su barrido final más allá de la gran luna Titán y luego su Gran Final pasa entre el cuerpo de Saturno y la parte interior de Saturno & # 8217s anillos. Cassini capturó la nueva imagen, que muestra la Tierra y la luna como puntos de luz entre los anillos de Saturno y # 8217, el 12 de abril, cuando la nave estaba a 1.400 millones de kilómetros (870 millones de millas) de distancia de la Tierra. La NASA dijo:

Aunque demasiado pequeña para ser visible en la imagen, la parte de la Tierra que miraba a Cassini en ese momento era el Océano Atlántico sur.

Puede ver mejor la luna en la versión recortada y ampliada de la imagen a continuación:

La Tierra a la derecha, la luna a la izquierda en esta versión recortada y ampliada de la imagen de arriba, a través de NASA JPL.

Los anillos visibles aquí son el anillo A (en la parte superior) con los espacios de Keeler y Encke visibles, y el anillo F (en la parte inferior). Durante esta observación, Cassini estaba mirando hacia los anillos retroiluminados, haciendo un mosaico de múltiples imágenes, con el sol bloqueado por el disco de Saturno.

Visto desde Saturno, la Tierra y los otros planetas del sistema solar interno están todos cerca del sol y se capturan fácilmente en tales imágenes, aunque estas oportunidades han sido algo raras durante la misión. El anillo F aparece especialmente brillante en esta geometría de visualización.

En pocas palabras: la Tierra y la luna se ven entre los anillos de Saturno en una nueva imagen de Cassini, obtenida el 12 de abril de 2017.


BANCO DE PRUEBAS ASTRONOMÍA DEL SIGLO XXI EL SISTEMA SOLAR 5a EDICIÓN DE KAY

Predice por qué la mayoría de las lunas del sistema solar se encuentran alrededor de los planetas gigantes.

Compara y contrasta el origen de las lunas con órbitas regulares e irregulares.

Opción múltiple: 3, 5, 6, 7, 8, 9

11.2 Algunas lunas tienen actividad geológica y agua

Compara y contrasta vulcanismo y criovolcanismo.

Relacione la presencia o ausencia de características de la superficie para deducir la historia de la actividad geológica de una luna.

Opción múltiple: 12, 13, 14, 15, 19, 23, 29, 30, 31

Resuma las observaciones o características que diferencian entre lunas con actividad geológica actual, actividad posible, actividad pasada y sin actividad.

Opción múltiple: 16, 17, 22, 25, 28, 32, 33

Explique cómo las lunas pueden ser geológicamente activas hoy en día, mientras que planetas de tamaño comparable están geológicamente muertos.

Resuma la evidencia de océanos líquidos en planetas lunas gigantes.

11.3 Anillos rodean a los planetas gigantes

Explica cómo se observan los anillos alrededor de los planetas.

Opción múltiple: 37, 38, 39, 43, 44, 47, 48, 51

Analice los dos orígenes propuestos para anillos alrededor de planetas gigantes.

Opción múltiple: 34, 35, 36, 41, 52, 56

Ilustre cómo las lunas proporcionan estabilidad orbital al material del anillo.

Describe la composición típica de los anillos.

Opción múltiple: 40, 45, 46, 49, 50, 53, 54, 55

11.4 Los sistemas de anillos tienen una estructura compleja

Relaciona la apariencia de un anillo con su composición y densidad.

Opción múltiple: 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 68

Resume la subestructura de los anillos planetarios.

Predice por qué algunos planetas gigantes tienen anillos brillantes y otros solo tienen anillos difusos.

Estima la probabilidad de vida en las lunas de los planetas gigantes.

Usa la órbita de una luna para calcular la masa de su planeta padre.

Compare las fuerzas de marea experimentadas por dos lunas diferentes.

  1. ¿Quién descubrió por primera vez lunas alrededor de un planeta en nuestro Sistema Solar que no fuera la Tierra?
    1. Newton
    2. Kepler
    3. Galileo
    4. Huygens
    5. Einstein
    1. Menos de 50
    2. Al menos 150
    3. Alrededor de las 10
    4. Muchos miles
    1. en la misma dirección
    2. en la dirección opuesta
    3. a veces en la misma dirección y a veces en la dirección opuesta
    4. A diferencia de sus planetas, las lunas no giran en absoluto.
    1. Mercurio y Venus.
    2. Mercurio, Venus y Marte.
    1. Giran alrededor de sus planetas en la misma dirección en que giran los planetas.
    2. Tienen órbitas que se encuentran casi en el plano ecuatorial de los planetas.
    3. Por lo general, están unidos por mareas a sus planetas padres.
    4. Son mucho más pequeños que todos los planetas conocidos.
    5. Se formaron en un disco de acreción alrededor de su planeta padre.
    1. al pasar, los asteroides fueron capturados por el campo gravitacional de su planeta.
    2. al mismo tiempo que sus planetas y crecieron por acreción.
    3. después de una colisión entre un planeta y un gran asteroide que se fracturó una parte del planeta.
    4. después del período de fuertes bombardeos en el Sistema Solar temprano.
    5. después de que un planeta fuera expulsado de su órbita y fuera capturado gravitacionalmente por otro planeta.
    1. ¿Qué propiedad de una luna podría llevarlo a creer que fue un asteroide capturado?
      1. Está bloqueado por mareas.
      2. Su eje orbital está inclinado 5 grados en comparación con el eje de rotación del planeta.
      3. Gira en la dirección opuesta a la que gira su planeta.
      4. Su superficie es muy lisa y carece de cráteres.
      5. Tiene aproximadamente el tamaño de la luna de la Tierra.
      1. una luna regular que se formó con Júpiter en el Sistema Solar temprano.
      2. una luna irregular que probablemente sea un asteroide capturado.
      3. una luna irregular que probablemente sea un cometa capturado.
      4. una luna irregular que probablemente sea un protoplaneta que colisionó con Júpiter en el Sistema Solar temprano y luego fue capturada en órbita por la gravedad de Júpiter.
      5. Se necesita más información antes de poder llegar a una conclusión.
      1. orbita en la dirección opuesta a la que gira su planeta.
      2. orbita en la dirección opuesta a la que su planeta gira alrededor del Sol.
      3. orbita en el sentido de las agujas del reloj, visto desde el polo norte del planeta.
      4. tanto a como c
      5. Todas las anteriores
      1. Había más material rocoso presente en sus posiciones orbitales, por lo que recolectaron más lunas.
      2. Al ser los planetas más masivos del sistema solar, pudieron reunir más material para formar lunas que los planetas terrestres.
      3. La temperatura de la nebulosa solar en otros lugares del sistema solar era demasiado alta para que se formaran lunas alrededor de los planetas terrestres.
      4. Dado que giran más rápido que los planetas terrestres, los planetas gigantes fueron capaces de "escindir" grupos de material que formaron lunas.
      1. A diferencia de algunos planetas, estas lunas tienen suministros adicionales de elementos radiactivos que proporcionan el calentamiento necesario para impulsar la actividad geológica.
      2. El interior de estas lunas contiene una mayor cantidad de elementos pesados ​​como el hierro que los que se encuentran en los planetas terrestres, lo que contribuye a un mayor calentamiento y una alta actividad geológica.
      3. Las fuerzas de marea del Sol son especialmente grandes para estas lunas, lo que lleva a un mayor calentamiento interior y más actividad geológica.
      4. El interior de estas lunas se calienta por la dirección y la fuerza rápidamente cambiantes de las fuerzas de marea de Júpiter, lo que resulta en actividad geológica.
      1. color de la superficie
      2. densidad del cráter
      3. Actividad volcánica
      4. datación radiactiva
      5. Todas las anteriores
      1. es geológicamente activo.
      2. posiblemente sea geológicamente activo.
      3. estuvo geológicamente activo en el pasado pero ya no está activo.
      4. está geológicamente muerto.
      1. Según la imagen de abajo, esta luna
        1. es geológicamente activo.
        2. posiblemente sea geológicamente activo.
        3. estuvo geológicamente activo en el pasado pero ya no está activo.
        4. está geológicamente muerto.
        5. Se necesita más información antes de poder llegar a una conclusión.
        1. es geológicamente activo.
        2. posiblemente sea geológicamente activo.
        3. estuvo geológicamente activo en el pasado pero ya no está activo.
        4. está geológicamente muerto.
        5. Se necesita más información antes de poder llegar a una conclusión.
        1. Mercurio
        2. Titán
        3. Calisto
        4. Plutón
        5. Io
        1. Está casi completamente inactivo.
        2. Ocurre a intervalos muy espaciados, pero es muy activo cuando ocurre.
        3. Es muy activo de forma regular.
        4. Solía ​​estar inactivo, pero ha aumentado lentamente su actividad en los últimos millones de años.
        1. Lagos de nitrógeno líquido, N2
        2. Lagos de agua normal, H2O
        3. Lagos de amoniaco y sulfuro de hidrógeno
        4. Lagos de metano, etano y otros hidrocarburos
        1. Indica la presencia de lava que se enfría por erupciones volcánicas.
        2. Indica que la superficie de la luna oscurecida es más joven que la luna más clara.
        3. Indica que la superficie de la luna oscurecida es más joven que la luna más clara.
        4. Indica un nivel elevado de compuestos orgánicos en la superficie.
        1. Pueden vivir en condiciones extremas, como ambientes de muy baja o alta temperatura, ambientes pobres en oxígeno o ambientes con niveles de luz extremadamente bajos.
        2. Viven solo en ambientes con temperaturas extremadamente altas, como cerca de respiraderos volcánicos.
        3. Viven en ambientes que carecen de compuestos orgánicos.
        4. Viven en entornos donde se encuentra poca o ninguna agua, como los desiertos.
        1. está siendo bombardeado continuamente con material en el anillo E de Saturno.
        2. es una de las lunas más grandes y su interior está calentado por desintegraciones radiactivas.
        3. de la fricción gravitacional causada por la luna Encelado.
        4. su interior se calienta por las mareas mientras orbita alrededor de Júpiter.
        5. el hielo en la superficie crea una gran presión sobre el agua debajo.
        1. ¿Cuál de las siguientes lunas es no geológicamente activo?
          1. Calisto
          2. Tritón
          3. Europa
          4. Encelado
          5. Io
          1. La lava fundida se congela cuando llega a la superficie debido a las temperaturas extremadamente bajas.
          2. los volcanes entran en erupción bajo el agua.
          3. una luna helada tiene volcanes que emiten lava fundida desde las profundidades del subsuelo.
          4. Los líquidos a baja temperatura explotan a través de la superficie debido al aumento de la presión subterránea.
          5. un cometa golpea un objeto y provoca erupciones volcánicas.
          1. Según la imagen de abajo, esta luna
            1. es geológicamente activo.
            2. posiblemente sea geológicamente activo.
            3. estuvo geológicamente activo en el pasado pero ya no está activo.
            4. está geológicamente muerto.
            1. Tritón
            2. Europa
            3. Ganimedes
            4. Io
            5. Calisto
            1. El análisis espectroscópico indica la presencia de grandes masas de agua.
            2. Tienen densidades medias a medio camino entre el agua y la roca.
            3. Las sondas espaciales han perforado las superficies de muchas de las lunas y han detectado agua.
            4. Se han observado rocas y otras características que se forman solo en presencia de agua.
            5. Los astrónomos han observado los efectos gravitacionales de las mareas en esas lunas.
            1. Agua líquida.
            2. una atmósfera densa como la de la Tierra.
            3. temperaturas cálidas.
            4. volcanes activos.
            5. material organico.
            1. Se cree que la densa atmósfera de Titán se creó cuando los fotones ultravioleta rompieron las moléculas de metano, creando finalmente las condiciones observadas similares a la niebla. Sin embargo, este proceso probablemente eliminaría todo el metano atmosférico en aproximadamente 10 millones de años, sin embargo, todavía vemos su presencia hoy. ¿Cuál es la causa más probable?
              1. Los impactos de cometas traen periódicamente nuevo metano a Titán.
              2. Ethane rains down out of the atmosphere, combines with surface rocks, and creates new methane.
              3. Infrared photons give atmospheric molecules enough energy to recombine into methane.
              4. Volcanoes on Titan periodically release new methane into the atmosphere.
              5. Bacteria on Titan constantly replenish the methane in the atmosphere.
              1. photodissociation of methane and ammonia in its atmosphere
              2. emitted by frequent volcanic eruptions
              3. deposited by ongoing cometary impacts over the age of the Solar System
              4. photosynthesis of algae in oceans that lie beneath its icy surface
              5. released from underground reservoirs from early impacts.
              1. Callisto
              2. Io
              3. Europa
              4. Enceladus
              5. Titán
              1. Titán
              2. Europa
              3. Callisto
              4. Io
              5. Ganimedes
              1. Callisto
              2. Io
              3. Europa
              4. Enceladus
              5. Titán
              1. Volcanoes erupt and expel silicates into space.
              2. Water geysers erupt from the surface and expel them into space.
              3. Cosmic rays bombard the surface rock on Enceladus and expel them into space.
              4. A collision with a co-orbiting moon knocked rocky debris into orbit around Saturn.
              5. Strong winds from Saturn blow material off of Enceladus’s surface.
              1. Titán
              2. Tritón
              3. Callisto
              4. Enceladus
              5. Thethys
              1. 27 km/s
              2. 0 km/s
              3. 0 km/s
              4. 15 km/s
              1. Two years after first being observed, astronomers reported that Saturn’s rings vanished. What happened to them?
                1. The old ring system dissipated, and since then a new one has formed.
                2. The orbital plane of the rings was seen edge-on, and the rings were too thin to be visible.
                3. Most telescopes used hundreds of years ago couldn’t adequately resolve the ring system.
                4. Astronomers were looking at the wrong planet, leading to the chance discovery of Uranus.
                5. They were hidden behind some of Saturn’s many moons.
                1. infrared light.
                2. the Doppler shift.
                3. shadows cast by nearby moons.
                4. light from background stars.
                5. their proper motions.
                1. They send satellites to the outer planets to take pictures for us.
                2. They take them using backyard telescopes, just like Galileo did.
                3. They take them using the largest optical telescopes on Earth.
                4. They have astronauts in space take pictures of them.
                5. They wait until the planet is closest to Earth and use the Hubble Space Telescope.
                1. The rings are very thin.
                2. The rings are made of reflective water ice.
                3. The rings vary in size and shape.
                4. There are objects orbiting very close to Saturn.
                1. All of them
                2. Only Jupiter and Saturn
                3. Only Saturn
                4. None of them
                1. They keep the rings systems completely stable forever.
                2. They only allow the rocky ring systems to remain stable while destabilizing the icy ring systems.
                3. They cause the rings to eventually fall into Saturn by gravitational tugs on the ring particles.
                4. They keep rings between the pair narrow by gravitational tugs on the ring particles.
                1. Júpiter
                2. Saturno
                3. Urano
                4. Neptuno
                5. None: all of the giant planets have rings.
                1. Marte
                2. Júpiter
                3. Saturno
                4. Urano
                5. Neptuno
                1. Astronomers originally planned to have the Pionero 11 space probe pass through the Cassini Gap in Saturn’s rings. Would this mission have been successful?
                  1. Yes, but they decided that it was more important to observe Saturn’s moons.
                  2. Yes, but they decided to land on the rings instead.
                  3. No, because the Cassini Gap turns out to be too narrow.
                  4. No, because the Cassini Gap is not completely empty.
                  5. No, because the same gravitational influences that create the Cassini Gap would have destroyed the probe.
                  1. a thin, solid surface of rock and ice
                  2. an orbiting cloud of high-density gas
                  3. hundreds to thousands of smaller ringlets
                  4. a very diffuse collection of dust
                  5. house-sized rocks
                  1. 40 years.
                  2. 25 years.
                  3. 15 years.
                  4. 8 years.
                  5. 6 months.
                  1. It’s about 10 times thinner.
                  2. It’s about 1,000 times thinner.
                  3. It’s about 10,000 times thinner.
                  4. It’s about 100,000 times thinner.
                  5. It’s about 10 million times thinner.
                  1. a ringlet.
                  2. an arclet.
                  3. a diffuse ring.
                  4. a spoke.
                  5. a crepe ring.
                  1. 6 × 10 20 kg
                  2. 5 × 10 23 kg
                  3. 4 × 10 15 kg
                  4. 2 × 10 21 kg
                  5. 3 × 10 18
                  1. as the spacecraft approached the planet.
                  2. after the spacecraft passed the planet.
                  3. while orbiting the planet.
                  4. during the closest flyby.
                  5. while orbiting one of its moons.
                  1. Which of the following is no a way to renew particles in a ring system?
                    1. shredding an object that came within a planet’s Roche limit
                    2. a collision between moons or other objects near the ring system
                    3. eruptions on a nearby moon, sending particles into space
                    4. a planet’s gravity drawing particles from the nearby interstellar medium
                    5. impacts on a nearby moon, sending particles into space
                    1. water ice
                    2. metano
                    3. nitrógeno
                    4. dark organic material
                    5. dark silicate material
                    1. a small comet.
                    2. a small icy moon.
                    3. Earth’s Moon.
                    1. house-sized boulders.
                    2. basketball-sized boulders.
                    3. city-sized chunks.
                    4. tennis ball-sized rocks.
                    5. fingernail-sized pebbles.
                    1. is made primarily of fine dust.
                    2. has always orbited the giant planets.
                    3. reflects more than 75 percent of the light that falls on it.
                    4. must constantly be renewed.
                    5. is made primarily of kilometer-sized rocks.
                    1. braided rings.
                    2. scalloped edges.
                    3. ring gaps.
                    4. knots and kinks.
                    1. Unlike other things, the particles in diffuse rings collide infrequently, allowing them to maintain highly elliptical and/or inclined orbits and spread out
                    2. The particles in diffuse rings are especially small compared to other rings, causing them to look less well defined
                    3. The diffuse rings are made of tiny particles of methane, while the particles in other rings are made primarily of water ice
                    4. The diffuse rings are comprised of charged particles, which spread out due to the magnetic forces from Saturn’s magnetic field
                    1. its innermost moons.
                    2. its upper atmosphere.
                    3. its outermost moons.
                    4. only Io.
                    5. only its retrograde moons.
                    1. How do Uranus’s rings differ from the ring systems of the other giant planets?
                      1. Uranus has only one ring made up of fine dust.
                      2. Uranus has the most spectacular ring system with many bright, wide rings.
                      3. Uranus has 13 rings that are narrow and widely spaced.
                      4. Uranus has rings that are clumped into several arclike segments.
                      5. Uranus has rings that are solid enough to land on.
                      1. the Moon would have a thick hydrogen atmosphere.
                      2. Earth might have a ring.
                      3. the Moon’s surface would have more craters than it currently does.
                      4. life could not exist on Earth.
                      5. the Moon would have different phases than we see today.
                      1. The light source doing the backlighting has to have wavelengths much longer than the size of the ring particles.
                      2. The light source doing the backlighting has to have wavelengths comparable to the size of the ring particles.
                      3. The light source doing the backlighting has to have wavelengths much shorter than the size of the ring particles.
                      4. The light source doing the backlighting must be a blackbody source peaking in the visible part of the spectrum.
                      1. The sizes of planetary ring material ranges from tiny grains to house-sized boulders.
                      2. Some rings around giant planets are made from particles that are ejected by its moons.
                      3. Planetary rings can be made when a moon is torn apart by tidal forces.
                      4. The material in planetary rings orbit the planet while obeying Kepler’s third law.
                      5. Planetary rings around the giant planets usually remain for tens of billions of years.
                      1. They are made of ice.
                      2. They are made of silicate rock.
                      3. They are made of liquid.
                      4. They are made of iron.
                      5. They are very old.
                      1. Saturn is closer to the Sun and receives a higher flux of sunlight.
                      2. the material in Saturn’s rings is made mostly of ice rather than rock.
                      3. Saturn’s rings have over 100 times more material in them.
                      4. Saturn’s rings are tilted by a larger angle relative to our line of sight.
                      5. the material in Saturn’s rings is much hotter than material in other ring systems.
                      1. rocky material from tidally disrupted moons.
                      2. organic material that has darkened because of bombardment by high-energy, charged particles.
                      3. icy material from tidally disrupted comets.
                      4. magma from volcanic eruptions on the surfaces of their moons.
                      5. all of the above
                      1. new laws of physics.
                      2. ring material on highly elliptical orbits.
                      3. the gravitational influence of small moons.
                      4. electromagnetic interaction of the rings with Saturn’s magnetic field.
                      5. meteoroid impacts.
                      1. Rings of giant planets are very thin compared to their diameters mainly because
                        1. of collisions between ring particles.
                        2. moons that tidally disrupt have small diameters.
                        3. energy is conserved when a moon tidally disrupts.
                        4. the planets have large tidal forces.
                        5. shepherd moons force them to be extremely thin.
                        1. in the scalding waters of Yellowstone’s hot springs.
                        2. in the bone-dry oxidizing environment of Chile’s Atacama Desert.
                        3. in the Dead Sea.
                        4. in the deep subsurface ice of the Antarctic ice sheet.
                        5. all of the above
                        1. electrólisis
                        2. fotosíntesis
                        3. plasmosynthesis
                        4. chemosynthesis
                        5. magnetosynthesis
                        1. What are the two basic materials of which the moons in the solar system are composed? For each type of material, name an example of a moon whose surface is composed primarily of that material.

                        ANS: Rocky material and ices. Some examples of moons with rocky surfaces are Io, Ganymede, and Callisto. Some examples of icy moons are Europa and Enceladus.

                        DIF: Medium REF: Section 11.1 MSC: Remembering

                        OBJ: Predict why most moons in the solar system are found around the giant planets.

                        ANS: Regular moons are usually formed from an accretion disk surrounding the parent planet as the parent planet itself is forming.

                        DIF: Easy REF: Section 11.1 MSC: Remembering

                        OBJ: Compare and contrast the origin of moons with regular and irregular orbits.

                        ANS: Regular moons orbit in the same direction as their parent planet rotates. Regular moons also orbit in the equatorial plane of their parent planet. Many orbital moons are tidally.

                        DIF: Easy REF: Section 11.1 MSC: Remembering

                        OBJ: Compare and contrast the origin of moons with regular and irregular orbits.

                        1. What are three characteristics of the orbits of irregular moons, and how are irregular moons formed?

                        ANS: Irregular moons are probably captured asteroids. Three characteristics of irregular moons are (1) retrograde orbits, (2) large distances from their planet, and (3) chaotic orbits or orbital axes that are misaligned with the planet’s rotational axis.

                        DIF: Medium REF: Section 11.1 MSC: Remembering

                        OBJ: Compare and contrast the origin of moons with regular and irregular orbits.

                        ANS: (1) They always keep the same side facing the planet, and (2) the side facing the planet is subject to collision with any nearby debris surrounding the planet, so it is much more heavily cratered than the far side.

                        DIF: Medium REF: Section 11.1 MSC: Understanding

                        OBJ: Compare and contrast the origin of moons with regular and irregular orbits.

                        1. The semimajor axis of Iapetus’ orbit around Saturn is approximately 3.56 × 10 6 km, and its orbital period is approximately 79 days. Use these data and Newton’s version of Kepler’s third law to calculate the mass of Saturn.

                        ANS: The Newtonian version of Kepler’s third law is METROsaturn = 4π 2 /GRAMO × (A 3 /PAG 2 ), where A is the semimajor axis in kilometers, PAG is the orbital period in seconds, and GRAMO = 6.67 × 10 -20 km 3 /kg s 2 . Plugging in these numbers, METROsaturn = (4π 2 /6.67 × 10 -20 ) × [(3.56 × 10 6 ) 3 /(79*24*3600) 2 ] = 5.7 × 10 26 kg.

                        DIF: Difficult REF: Working it Out 11.1

                        OBJ: Use a moon’s orbit to calculate the mass of its parent planet.

                        1. What’s the most likely way a dwarf planet such as Pluto was able to acquire four moons comparable in size to itself?

                        ANS: Pluto and its small moons formed in a similar way to how Earth’s Moon formed, that is, from a giant collision between early Pluto and a planetesimal, which fragmented into the objects we see today.

                        DIF: Easy REF: Section 11.1 MSC: Understanding

                        OBJ: Compare and contrast the origin of moons with regular and irregular orbits.

                        1. The color of a moon’s surface contains clues as to its age. What is the typical relationship between surface color and surface age, and why does this relationship exist?

                        ANS: Darker surfaces are typically older, and brighter surfaces are typically younger. This is because water ice is a common surface material among the moons of the outer solar system. Water ice reflects the majority of light that hits its surface making it very bright. Over time, meteorite dust darkens a moon’s surface. So, a bright surface means that some activity has recently refreshed the surface with new water ice.

                        DIF: Medium REF: Section 11.2 MSC: Applying

                        OBJ: Summarize the observations or characteristics that differentiate between moons with current geological activity, possible activity, past activity, and no activity.

                        ANS: A geologically active moon would have a (1) relatively bright surface that is (2) free of many impact craters and is likely to have (3) volcanic activity.

                        DIF: Easy REF: Section 11.2 MSC: Applying

                        OBJ: Summarize the observations or characteristics that differentiate between moons with current geological activity, possible activity, past activity, and no activity.

                        1. Why is Io, a moon that is smaller and farther from the Sun than our own Moon, still geologically active?

                        ANS: Tidal stresses from Jupiter continually cause Io’s interior to flex, keeping it heated and preventing it from cooling completely.

                        DIF: Easy REF: Section 11.2 MSC: Understanding

                        OBJ: Explain how moons can be geologically active today while comparably-sized planets are geologically dead.

                        ANS: Geysers of water erupt from the surface of Enceladus because tidal stresses from Saturn heat up the interior and melt water below its icy surface.

                        DIF: Medium REF: Section 11.2

                        OBJ: Compare and contrast volcanism and cryovolcanism.

                        1. Europa is a very interesting moon that scientists are considering visiting with a spacecraft in order to search for signs of life. What is it about this moon that makes it so interesting, and what surface features give us clues about its interior?

                        ANS: Europa has an icy surface riddled with cracks. It appears that liquid or slush rises up from the cracks and solidifies. Jupiter’s tidal force may keep Europa’s interior liquid, and deep oceans filled with water may exist under its icy surface, which might contain extreme forms of life.

                        DIF: Medium REF: Section 11.2

                        OBJ: Summarize the evidence for liquid oceans on giant planet moons.

                        1. If ultraviolet photons destroy methane, why do scientists think Titan has so much of it in its atmosphere?

                        ANS: Internal heating drives cryovolcanism on Titan, constantly releasing methane into Titan’s atmosphere.

                        DIF: Medium REF: Section 11.2 MSC: Applying

                        OBJ: Compare and contrast volcanism and cryovolcanism.

                        1. Compare the tidal force exerted by Saturn on Titan to the tidal force exerted by Saturn on Rhea.

                        ANS: The tidal force exerted by Saturn on a moon of mass METROLuna, radius RLuna, and distance from Saturn DLuna es Fde marea = 2GMsaturnMETROLunaRLuna/D 3 Luna. The ratio of tidal forces on Titan compared to that on Rhea can be obtained noting that 2GMsaturn drops out of the ratio of tidal forces so that Fde marea(Titan)/Fde marea(Rhea) = (RTitán/D 3 Titán)/ (Rñandú/D 3 ñandú) = [2576/(1.22 × 10 6 ) 3 ]/[763/(527,108) 3 ] = 0.27. So the tidal force on Rhea is stronger than that on Titan.

                        DIF: Difficult REF: Working it Out 11.2

                        OBJ: Compare the tidal forces experienced by two different moons.

                        1. Ganymede is one of the largest moons in the Solar System. It shows some terrain that is ancient and heavily cratered, younger terrain with fewer craters, but no terrain that is free of craters. Why would Ganymede’s geological activity stop?

                        ANS: Ganymede’s geological activity probably stopped because its interior solidified after differentiation stopped releasing energy.

                        DIF: Medium REF: Section 11.2 MSC: Applying

                        OBJ: Relate the presence or absence of surface features to deduce the history of a moon’s geological activity.

                        ANS: We can conclude there is little or no plate tectonic activity on the moon. The movement of plates causes friction and resistance at plate tectonic boundaries, which in turn causes heating and volcanic activity at the edges of the plates. This leads to spatially correlated groups of volcanoes.

                        DIF: Difficult REF: Section 11.2 MSC: Applying

                        OBJ: Relate the presence or absence of surface features to deduce the history of a moon’s geological activity.

                        ANS: Uranus’s rings were first discovered through stellar occultation, which consists of observing how starlight is dimmed as a ring passes in front of a background star.

                        DIF: Easy REF: Section 11.3 MSC: Applying

                        OBJ: Explain how rings are observed around planets.

                        ANS: (1) Tidal stresses on objects such as moons, asteroids, and comets when they come close to the Roche lobe of a giant planet, and (2) volcanic eruptions on moons, which fling material at speeds exceeding the escape velocity of the moons and into ringlike orbits surrounding a giant planet.

                        DIF: Medium REF: Section 11.3 MSC: Applying

                        OBJ: Discuss the two proposed origins for rings around giant planets.

                        ANS: Shepherd moons can create gaps, sharp edges, knots, twists, and ropelike features in the rings. Moons are also responsible for changing the density of rings, creating arclets and ring arcs, and creating gaps, via orbital resonances.

                        DIF: Medium REF: Section 11.3 MSC: Applying

                        OBJ: Illustrate how moons provide orbital stability to ring material.

                        1. Explain why it was difficult for the Viajero space probe to detect Jupiter’s ring system as it was approaching the planet but easy to detect the rings once the probe passed behind Jupiter.

                        ANS: Jupiter’s ring system is composed mostly of tiny dust grains. Particles this small tend to scatter light in the direction in which the light was originally traveling. As the space probe approached Jupiter, the Sun and the probe were on the same side of the ring system, so all of the light scattered off the ring was directed away from the probe. As the probe passed behind Jupiter, the Sun was now on the opposite side of the ring system from the probe, and all of the light scattered off the ring was directed toward the probe.

                        DIF: Medium REF: Section 11.3

                        OBJ: Describe the typical composition of rings.

                        ANS: They lack small moons to act as shepherds of the ring material, which lends stability to a ring system and allows them to last over long periods of time.

                        DIF: Difficult REF: Section 11.3 MSC: Applying

                        OBJ: Illustrate how moons provide orbital stability to ring material.

                        ANS: Because ring particles collide over time, they lose energy and angular momentum and eventually will fall into the planet. They do not last forever, and must be replenished via some mechanism such as the crushing of new icy or rocky material.

                        DIF: Medium REF: Section 11.3 MSC: Applying

                        OBJ: Discuss the two proposed origins for rings around giant planets.

                        1. Explain how pictures such as the one below are taken. Where must the camera be in relation to the planet and the Sun? Why do the rings appear so bright from this direction?

                        ANS: This picture was taken using the technique of backlighting. The camera must be on the opposite side of the planet from the Sun. Backlighting occurs when light falls on very small objects, such as the particles in Saturn’s rings. Because very little of the light is scattered backward or to the sides of the particles, they appear much brighter from this angle, making it easier to see the small particles in the diffuse rings.

                        DIF: Difficult REF: Section 11.4

                        OBJ: Relate a ring’s appearance to its composition and density.

                        ANS: Saturn’s rings are the brightest, followed by Jupiter’s ring. Uranus’s and Neptune’s ring systems are the darkest (consider them tied).

                        DIF: Easy REF: Section 11.4 MSC: Remembering

                        OBJ: Relate a ring’s appearance to its composition and density.

                        ANS: Meteoroid impacts with larger ring particles send dust above the ring plane. These particles become ionized, and Saturn’s magnetic field causes them to drift outward.

                        DIF: Difficult REF: Section 11.4

                        OBJ: Summarize the substructure of planetary rings.

                        ANS: Particles in thin rings (such as Saturn’s A, B, or C rings) are close together and collide frequently, forcing the particles into distributions that are vertically very thin and orbits that are very regular. Particles in diffuse rings (such as Saturn’s G ring) are far apart and collide infrequently, allowing them to preserve a range of orbital shapes and inclinations. This makes the diffuse rings fuzzier and thicker than thin rings.

                        DIF: Medium REF: Section 11.4

                        OBJ: Predict why some giant planets have bright rings and others only have diffuse rings.

                        ANS: The Encke Gap in Saturn’s A ring is caused by Pan, the Saturnian moon orbiting within the gap. Gravitational tugs by Pan dislodge ring particles from its vicinity, preventing rings from forming stable orbits there.

                        DIF: Medium REF: Section 11.4

                        OBJ: Summarize the substructure of planetary rings.

                        ANS: It is believed that gravitational forces caused by orbital resonances between ring particles and the Neptunian moon Galatea (just inside the Adams Ring) result in particles that preferentially congregate into arcs.

                        DIF: Medium REF: Section 11.4

                        OBJ: Summarize the substructure of planetary rings.

                        1. Looking at the life forms found to exist in extreme environments on Earth suggests that there are probably three things needed for life. What are they?

                        ANS: The three things needed for life appear to be liquid water, an energy source (sunlight, geothermal energy, or chemical energy) and organic, compounds.

                        DIF: Difficult REF: Section 11.4

                        OBJ: Estimate the likelihood of life on moons of the giant planets.

                        1. Describe how astronomers believe conditions on the surface of Titan may reflect those on Earth early in its history, when life first arose.

                        ANS: The presence of large quantities of nitrogen and hydrocarbons such as methane in the atmosphere of Titan should allow for the formation of molecules needed to form DNA and RNA, as well as amino acids. The destruction of these compounds by solar radiation and recombination of their components into gases produces complex organic molecules, which can rain out of the atmosphere and form a “sludge” comparable to the organic molecules needed for life to arise on Earth. The plausibility of this scenario was demonstrated in the laboratory in the 1950s in the Urey-Miller experiment (see Chapter 24).

                        DIF: Difficult REF: Section 11.4

                        OBJ: Estimate the likelihood of life on moons of the giant planets.

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                        10 Space Pictures That Look So Good You Won’t Believe They’re Real

                        Just 15 minutes after its closest approach to Pluto on July 14, 2015, NASA’s New Horizons spacecraft . [+] looked back toward the sun and captured this near-sunset view of the rugged, icy mountains and flat ice plains extending to Pluto’s horizon. This image was taken 11,000 miles (18,000 km) from Pluto, and shows a section of Pluto that's 230 miles (380 km) across.

                        The Universe we observe often surpasses our greatest imaginings.

                        This 20-year time-lapse of stars near the center of our galaxy comes from the ESO, published in . [+] 2018. Note how the resolution and sensitivity of the features sharpen and improve towards the end, and how the central stars all orbit an invisible point: our galaxy's central black hole.

                        Here are 10 genuine photos that might surpass yours.

                        The protoplanetary disk around the star HL Tauri in a young star cluster may well be the best . [+] analogue of a Sun-like star forming, with planets around it, that we've ever seen. This was ALMA's first protoplanetary disk to display the rings and gaps, and since that time ALMA, DSHARP, and other collaborations have measured many dozens of protoplanetary disks.

                        10.) Protoplanetary disks with gaps. Planetesimals accrete material from surrounding orbits, creating gaps where planets arise.

                        The most spectacular movie from ESA's Rosetta mission shows what the surface of comet . [+] 67P/Churyumov-Gerasimenko looks like, including the volatile ices that sublimate and re-freeze when they're in sunlight or shadow, respectively, causing this snow-like behavior.

                        9.) Snowy weather on comets. The ESA’s Rosetta mission witnessed cometary “snow” firsthand.

                        Direct imaging of four planets orbiting the star HR 8799, 129 light-years away from Earth, a feat . [+] accomplished through the work of Jason Wang and Christian Marois. The second generation of stars may have already had rocky planets orbiting them.

                        J. Wang (UC Berkeley) & C. Marois (Herzberg Astrophysics), NExSS (NASA), Keck Obs.

                        8.) Exo-Jupiters are directly imaged. Observing nearby, face-on systems reveals sufficiently well-separated gas giants.

                        Within Saturn's rings, many small moons and moonlets, such as Daphnis, can be found. These objects . [+] are likely created by accreting particles, then destroyed by collisions and tidal forces. their uniform composition and decaying nature suggests that they were created relatively recently, with one longstanding theory contending that a larger, destroyed moon gave them their origin as little as tens but as many as hundreds of millions of years ago.

                        NASA / JPL-CALTECH / SPACE SCIENCE INSTITUTE

                        Solo hay otro planeta en nuestra galaxia que podría ser similar a la Tierra, dicen los científicos

                        En fotos: la "super luna de fresa" brilla mientras la primera luna llena, la más grande y brillante del verano se mantiene baja

                        The Unfiltered Truth Behind Human Magnetism, Vaccines, And COVID-19

                        7.) Interior moons carve “waves” in Saturn’s rings. Temporary moons and moonlets form via accretion, perturbing nearby materials.

                        Triton's south polar terrain photographed by the Voyager 2 spacecraft. About 50 dark plumes mark . [+] what are thought to be cryovolcanoes, with those trails being caused by the phenomenon colloquially called 'black smokers.'

                        6.) Volcanoes on Neptune’s largest moon, Triton. Some 50 dark plumes — cryovolcanoes — were seen on Triton by NASA’s Voyager 2.

                        The two-toned nature of Iapetus was a mystery for some 300+ years, but was finally solved by the . [+] Cassini mission in the 21st century, as dark material from Phoebe 'splats' into Iapetus, holding more heat and boiling off any volatile ices that land there.

                        5.) Saturn’s moon Iapetus is two dramatically different colors. Phoebe, an outer, captured moon, offgasses, darkening Iapetus’s “forward”-moving hemisphere.

                        Jupiter's moon Io, with (then-)active volcanoes Loki and Pele, is eclipsed by Europa as viewed from . [+] Earth in 2015. This animation showcases a preview of the power that will be available to astronomers when 30-meter class telescopes come online.

                        4.) Jupiter’s moon Io occulted by Europa. Io, our most volcanically active world, was observed by the Large Binocular Telescope right as Europa transited it.

                        A horseshoe-shaped Einstein ring, just short of the perfect alignment needed for a 360-degree ring. . [+] Systems like this were used to place a strong constraint on the validity of relativity, enabling us to constrain alternatives to Einstein's theory of gravity even further.

                        3.) A ‘horseshoe’ in space. Massive objects bend spacetime, creating gravitational lenses, stretching background galaxies into near-perfect “Einstein rings.”

                        The Red Rectangle Nebula, so called because of its red color and unique rectangular shape, is a . [+] preplanetary nebula in the Monoceros constellation. It is part of a binary star system, where one member is ejecting the hydrogen gas in the post-AGB phase. This system will someday evolve, but has not yet evolved, into a full fledged planetary nebula.

                        2.) The Red Rectangle Nebula. Late-stage, massive stars eject hydrogen gas, where gravity, ionization, shocks, companions, and radiation sculpt these diffuse outflows.

                        Sunset photographed from Gale Crater by the Mars Curiosity rover on April 15, 2015. The four images . [+] shown in sequence here were taken over a span of 6 minutes, 51 seconds using the left eye of the rover’s Mastcam.

                        1.) A blue Martian sunset. NASA’s Curiosity rover captured blue sunsets on the red planet. Its next-generation successor, Perseverance, arrives on February 18, 2021.

                        Mostly Mute Monday tells an astronomical story in images, visuals, and no more than 200 words. Habla menos sonríe más.


                        Ver el vídeo: Everything is Connected -- Heres How: Tom Chi. TEDxTaipei (Enero 2022).