Astronomie

Quel est le lien entre les lunes, les anneaux et les lacunes ?

Quel est le lien entre les lunes, les anneaux et les lacunes ?


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Je regardais cette vidéo et ils ont dit que le rocher a probablement une lune. Est-ce que la raison pour laquelle ils supposent qu'il a une lune est qu'il y a un écart entre les anneaux créés par l'orbite de la lune autour du rocher ? Ou les anneaux créés par la lune qui se brise sur son orbite et laisse des débris sur son orbite ?


C'est principalement par la définition claire des anneaux, et leur simple existence.

Sans une lune, les anneaux seraient de courte durée, il est donc peu probable qu'ils soient détectés juste à temps peu de temps après leur formation. Et ils auraient tendance à se délaver en anneaux plus larges. L'espace entre les anneaux semble être vide. C'est plus facile à expliquer par une ou plusieurs lunes gardant l'écart propre et gardant les anneaux sur leur trajectoire (lunes de berger).

Une façon de penser aux lunes bergers : la lune de notre Terre ralentit la rotation de la Terre par les forces de marée et la friction. Considérez un anneau un peu à l'intérieur de l'orbite d'une petite lune comme un analogue de la Terre à l'intérieur de l'orbite de la Lune : il est ralenti par les forces de marée et le frottement (collisions non élastiques entre les particules de l'anneau). Le ralentissement des particules annulaires se traduit par une orbite plus proche de la planète/de l'astéroïde. De cette façon, une petite lune peut repousser un anneau proche, le confinant.

Plus de détails sur la dynamique des anneaux planétaires, y compris le confinement par les lunes bergers, voir cet article, p. 491 sqq.


Lune de berger

UNE berger lune (également herder moon ou watcher moon) est un petit satellite naturel qui comble une lacune dans le matériau de l'anneau planétaire ou maintient les particules contenues dans un anneau. Le nom est le résultat du fait qu'ils limitent le "troupeau" des particules de l'anneau en tant que berger.

En raison de leur effet gravitationnel, ils ramassent des particules et les dévient de leurs orbites d'origine par résonance orbitale. Cela provoque des lacunes dans le système d'anneaux, comme la division Cassini particulièrement frappante, ainsi que d'autres bandes caractéristiques, ou d'étranges déformations « tordues » des anneaux.


L'une des lunes de Saturne, une marée et une connexion

Dans un article récent sur Astronomy Now, l'auteur explique comment l'une des nombreuses lunes de Saturne traverse l'espace qu'elle a créé dans l'anneau de Saturne. Les scientifiques ont découvert que les particules glacées entourant la lune se déplacent en une vague et affectent Daphnis devant et derrière la lune sur les bords environnants de l'anneau.

Cet article m'a amené à réfléchir à la relation avec l'attraction de la lune sur certains objets, comme la façon dont les marées de l'océan sur Terre sont attirées par la lune. J'ai fait des recherches et j'ai trouvé un site Web qui explique simplement comment les marées fonctionnaient et j'ai lié cela aux connaissances que j'ai sur la lune et ses phases à partir de ce qu'il a appris en classe.

Pour commencer, la raison pour laquelle la Terre a des marées (et je suppose que c'est de la même manière que Daphnis est capable de tirer sur les particules glacées entourant Saturne) est que les particules sont entraînées par la force de la planète. Cependant, la gravité de la planète ne peut pas complètement maintenir ces objets en place, de sorte que la force gravitationnelle de la lune qui l'entoure déplace le matériau vers la lune elle-même.

Là où les phases de la lune entrent en jeu, c'est que plus le soleil et la lune sont alignés, plus l'attraction de la marée est grande. Bien que je ne sois pas tout à fait sûr que cela fonctionne pour les anneaux de Saturne en comparaison, je pense que l'idée ne peut pas être si fausse. De plus, comme indiqué précédemment, la façon dont Daphnis déplace les particules autour d'elle semble liée aux marées sur Terre mais avec moins d'attraction du soleil en raison de la distance et avec cette lune entourée de particules des deux côtés montrant la vague exacte, ressemblant à une ondulation un bateau fait à travers l'eau.

Quoi qu'il en soit, en classe, nous avons appris que le soleil et la lune provoquent des éclipses lorsqu'ils sont alignés l'un avec l'autre et avec la Terre. Donc, par déduction (et parce que l'astronomie est facile), je peux conclure que les marées sont les plus fortes à ces périodes de l'année. La raison pour laquelle les éclipses provoquent des marées plus élevées est due au fait que la lune ou la Terre recouvre complètement le soleil à cette période de l'année, créant le "phénomène" que nous connaissons sous le nom d'éclipse. La seule façon de couvrir complètement le soleil est lorsque les trois sont alignés, ce qui signifie que la marée doit être forte. Ainsi, la taille des marées et l'heure à laquelle les marées se produisent sont directement liées à la phase dans laquelle se trouve la lune.

Dans une activité que nous avons complétée en classe avec le dessin de la lune et son apparition dans chaque phase, j'ai appris la cause des phases de la lune et à quelles heures elles se produisent. sachez que le placement de la lune se situe entre la Terre et le soleil. De plus, puisque cette phase est directement opposée à la phase de Pleine Lune qui se produit à minuit, je sais que cela se produit à midi puisque chaque cycle lunaire autour de la Terre dure environ 12 heures et 12 heures à partir de minuit correspond à midi. Alors que les éclipses, je suppose, sont les moments où cette marée se produit le plus fortement, chaque fois que le soleil, la Terre et la lune sont relativement alignés, l'attraction des marées est la plus grande. Par conséquent, chaque fois que la lune est en phase de pleine lune ou de nouvelle lune, l'attraction des marées est supérieure à toute autre phase, appelée marée de printemps.

Mais sans ce graphique, comment puis-je savoir que la lune, le soleil et la Terre sont alignés ? Leur position peut être déterminée en observant la position du côté ensoleillé de la lune. Depuis la Terre, seule la moitié de la lune est visible à un moment donné lorsque la lune est dans le ciel. Cette face visible est la face réfléchissant les rayons du soleil. Ainsi, la raison pour laquelle la Nouvelle Lune n'est pas une lune éclairée est que le côté éclairé par le soleil est sur la moitié de la lune, à l'opposé de la Terre et face au soleil. La seule fois où cette phase peut se produire, c'est lorsque la position de la lune est presque entre la Terre et le Soleil, ce qui prouve que pendant la phase de la Nouvelle Lune, le Soleil, la Terre et la Lune sont alignés. De plus, la phase de pleine lune est exactement à l'opposé de la phase de nouvelle lune, faisant briller la moitié ensoleillée de la lune vers la Terre car la Terre est entre le soleil et la lune, et les alignant à nouveau, créant des marées plus fortes. ET SI CELA N'ÉTAIT PAS SUFFISANT, l'heure à laquelle ils se produisent est lorsque la lune est "haute", donc à minuit ou à midi respectivement. Les autres phases déplacent les marées avec elles, abaissant la marée à l'approche du premier ou du troisième quart jusqu'au point le plus faible où elle se trouvera. Ainsi, lorsque la lune est dans le premier quartier, la marée est ressentie à 18 heures dans son point le plus faible, appelé marée morte. Au fur et à mesure que la lune se rapproche de la phase de pleine lune ou de nouvelle lune, la marée se renforce à nouveau et le cycle se répète.

Je trouve ces informations extrêmement convaincantes car j'apprécie de réappliquer et de relier les connaissances que je comprends de la classe à quelques autres exemples qui élargissent ma compréhension de l'espace. Peut-être que l'univers n'est pas aussi inexpliqué que le commun des mortels le croit.


Lacunes dans les anneaux de Saturne

Cette image de Cassini montre les lacunes sombres de l'anneau A de Saturne, qui sont causées par une collection de lunes. Même si ces lunes atteignent un maximum de quelques dizaines de kilomètres de diamètre, elles ont suffisamment de gravité pour retirer les particules de l'orbite de l'anneau lors de leur passage. Cassini a pris cette photo le 11 septembre 2006 à une distance de 1,1 million de kilomètres (700 000 miles) de Saturne.

Les deux grandes lacunes sombres de l'anneau de Saturne contiennent de petites lunes incrustées et une foule d'autres caractéristiques intrigantes.

Ici, trois boucles uniques sont visibles dans l'espace Encke (325 kilomètres, ou 200 miles de large). La boucle la plus interne (la plus haute ici) est faible mais continue. La boucle centrale s'éclaircit sensiblement vers le coin supérieur gauche et présente quelques légers plis. Cette boucle coïncide avec l'orbite de Pan (26 kilomètres ou 16 milles de diamètre). La boucle la plus externe est discontinue, avec deux régions brillantes visibles.

L'espace Keeler plus étroit (42 kilomètres ou 26 miles de large) abrite la lune Daphnis (7 kilomètres ou 4,3 miles de diamètre, pas sur cette image), qui soulève des vagues dans les bords de l'espace lorsqu'elle orbite autour de Saturne (voir Daphnis au travail).

En bas à gauche, de faibles boucles flanquant le noyau brillant de l'anneau F sont visibles. Ces caractéristiques ont été trouvées par le vaisseau spatial Cassini pour être disposées dans une structure de bras en spirale qui s'enroule autour de la planète comme un ressort. La spirale peut être causée par de minuscules lunes ou des amas de matériau qui ont brisé le noyau de l'anneau F et libéré le matériau.

Cette vue regarde vers le côté non éclairé des anneaux à environ 23 degrés au-dessus du plan de l'anneau.

L'image a été prise en lumière rouge visible avec la caméra à angle étroit du vaisseau spatial Cassini le 11 septembre 2006, à une distance d'environ 1,1 million de kilomètres (700 000 milles) de Saturne et à un vaisseau spatial Soleil-Saturne, ou angle de phase, de 151 degrés. L'échelle de l'image est d'environ 6 kilomètres (4 miles) par pixel.


Les anneaux de Saturne : un modèle réduit

Saturne est la sixième planète du Soleil et c'est la deuxième plus grande planète du système solaire, derrière Jupiter. Contrairement à la Terre, Saturne est une géante gazeuse qui ressemble principalement à de l'hydrogène et de l'hélium au lieu de la matière solide.

En 1610, lors des premières observations de Galilée du ciel nocturne avec un télescope, il fut intrigué par les environs de Saturne. Plusieurs centaines d'années plus tard, les explorateurs spatiaux Voyager 1 et 2 ont pris des photos des anneaux de Saturne. Ces images plus rapprochées ont révélé que les anneaux de Saturne sont très complexes et ont de nombreux petits anneaux et espaces entre eux.

Que sont les anneaux, et pourquoi sont-ils là ? À l'intérieur des anneaux de Saturne se trouvent des particules grandes et petites. Certains objets à l'intérieur des anneaux sont aussi gros que des bâtiments, tandis que d'autres pourraient tenir dans la paume de votre main. Certains sont même trop petits pour être vus à l'œil nu. La plupart de ces particules sont constituées de glace d'eau, de poussière et de roche. Il est probable que tous ces débris se soient rassemblés lorsque l'attraction de Saturne et de ses lunes a déplacé des comètes et des météorites dans la région.

Une grande partie de la structure des anneaux est probablement maintenue en place par les forces gravitationnelles des lunes de Saturne, mais les scientifiques ne savent pas exactement comment les anneaux se maintiennent ensemble. Il existe de nombreux mystères liés aux anneaux, y compris le fait que les anneaux orbitent à des vitesses différentes.

Problème

Créez un modèle réduit de Saturne et de ses anneaux.

Si vous êtes à la recherche d'un défi et que vous souhaitez exercer des compétences en mathématiques, abordez la procédure avancée pour déterminer comment créer vous-même un modèle à l'échelle des anneaux de Saturne ! Si vous cherchez juste à construire un modèle vraiment cool, passez à la deuxième procédure.

Matériaux

  • Petite boule de polystyrène (environ 1,5 pouces de diamètre)
  • CD
  • Marqueurs permanents
  • 3 couleurs de paillettes ou paillettes
  • La colle
  • Goujon
  • Pâte à modeler
  • Papier
  • Rapporteur
  • Boussole
  • Règle

Procédure avancée :

  1. Le tableau ci-dessous illustre les distances des anneaux les plus brillants de Saturne. Vous allez faire un modèle réduit des anneaux de Saturne dans l'espace dont vous disposez sur votre CD. Comment pouvez-vous utiliser les mathématiques pour obtenir des proportions précises des anneaux de Saturne sur votre CD ? Astuce : utilisez le côté métrique de votre règle pour prendre vos mesures et utilisez des centimètres ou des millimètres comme unités plutôt que des pouces.
  1. Ajoutez une colonne au tableau et écrivez les mesures de l'anneau proportionnel que vous avez trouvées.
  2. Utilisez de la colle et différentes couleurs de paillettes pour définir les anneaux séparés.
  3. Coupez la boule de polystyrène en deux. Vous pouvez peindre la balle si vous le souhaitez - la planète est généralement représentée dans des tons orange, marron et gris. Collez les moitiés de chaque côté du CD.
  4. Insérez le goujon dans le fond de la planète et utilisez la pâte à modeler et le rapporteur pour le positionner à un angle de 27 degrés par rapport à la verticale.

Procédure

  1. Coupez votre boule de mousse par le milieu.
  2. Placez la moitié de la boule de mousse sur le CD et dessinez un cercle autour à l'aide d'un marqueur permanent. Ne mettez pas de paillettes dans cette section du milieu. Vous y collerez la balle plus tard.
  3. Il existe de nombreux anneaux différents de Saturne, et beaucoup d'entre eux sont très petits. Dans cette activité, vous placez les plus gros anneaux de Saturne sur la carte blanche en utilisant les paillettes et les paillettes.
  4. Les anneaux de Saturne ne sont pas classés par ordre alphabétique. Vous commencez par l'anneau en D. L'anneau en D fait 4600 milles de diamètre. Marquez un point situé à environ 3 mm de l'endroit où vous avez tracé la planète. Utilisez une boussole pour vous aider à dessiner un cercle de 3 mm d'épaisseur. Placez de la colle blanche à l'intérieur de cette zone et saupoudrez une couleur de paillettes ou de paillettes sur la colle. Laissez-le sécher.
  5. Ensuite, vous ferez sonner le C. L'anneau C est plus grand que l'anneau D. Dans la vraie vie, il fait plus de 10 000 milles de large. Dans votre modèle, utilisez votre règle et votre boussole pour créer un cercle d'environ 7 mm d'épaisseur. Placez de la colle blanche à l'intérieur de cet anneau et saupoudrez de paillettes sur la colle. Laissez-le sécher.
  6. Continuez à créer les anneaux dans le même processus. L'anneau B est assez large et dépasse 15 000 milles dans la vraie vie. Ainsi, le prochain cercle devrait avoir 1 cm d'épaisseur.
  7. Entre l'anneau B et les anneaux plus éloignés, il y a une grande division appelée Division Cassini. Les divisions sont des espaces qui ressemblent à des vides sombres, causés par l'attraction gravitationnelle des lunes de Saturne. Dans ce cas, la lune Mimas provoque un grand écart entre les anneaux. Utilisez votre marqueur permanent pour faire une ligne noire de 2 mm pour montrer l'espace entre les anneaux.
  8. Après la division, il y a plusieurs anneaux plus éloignés de la planète. L'anneau A fait un peu plus de 9 000 milles de large. Faire un cercle de 5 mm d'épaisseur. Il a un écart aux 2/3 de la largeur de l'anneau. Faites un mince cercle noir ici pour montrer la division, puis ajoutez de la colle blanche et des paillettes au reste de l'anneau A.
  9. A l'extérieur des anneaux, tracez un autre trait noir d'environ 2 mm d'épaisseur.
  10. La dernière bague que nous créons est la bague F, et elle est très petite par rapport aux autres bagues. Laissez un petit espace après la dernière ligne noire. Un morceau du CD brillant servira de bague F. Colorez le reste du CD en noir. Ce modèle ne montre pas tous les anneaux de Saturne. Pourquoi pas? Eh bien, beaucoup d'entre eux sont très petits par rapport aux anneaux plus grands : ils font moins de 100 milles de diamètre et seraient difficiles à montrer sur votre diagramme. Les anneaux G et F s'étendent loin de Saturne. Alors que l'anneau G ne fait que 5 000 milles de large, l'anneau E mesure près de 200 000 milles de large. Si vous avez créé un anneau E, il devrait s'étendre de 25 cm à partir de l'anneau G !
  11. Lorsque les paillettes et autres décorations ont séché, collez le haut de la boule sur le CD. Quand c'est sec, collez le bas de la boule au bas du CD. Lorsque tout est sec, placez un goujon dans le fond de la boule de polystyrène et placez-le à un angle de 27 degrés. Utilisez votre rapporteur pour trouver l'angle.

Aller plus loin

Vous voulez prolonger votre exploration de l'espace extra-atmosphérique? Recherchez les emplacements des différentes lunes de Saturne et les emplacements des lacunes dans les anneaux. Certaines lunes sont-elles responsables de certains écarts ? Comment pensez-vous que les lunes, la glace, la poussière et la roche interagissent pour former différents anneaux et différents espaces ?

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Image astronomique du jour

Découvrez le cosmos ! Chaque jour, une image ou une photographie différente de notre univers fascinant est présentée, accompagnée d'une brève explication écrite par un astronome professionnel.

22 avril 2017
Entre les anneaux
Crédit d'image : Equipe Cassini Imaging, SSI, JPL, ESA, NASA

Explication: Le 12 avril, alors que le Soleil était bloqué par le disque de Saturne, la caméra de la sonde Cassini a regardé vers le système solaire interne et les anneaux rétroéclairés de la géante gazeuse. Au sommet de la vue mosaïquée se trouve l'anneau A avec ses espaces Encke plus larges et Keeler plus étroits visibles. En bas se trouve l'anneau F, brillant en raison de la géométrie de visualisation. Le point lumineux entre les anneaux est la Terre, distante de 1,4 milliard de kilomètres. Regardez attentivement et vous pourrez même apercevoir la grande lune de la Terre, une pointe de lumière à la gauche de la planète. Aujourd'hui, Cassini effectue sa dernière approche rapprochée de la propre grande lune de Saturne, Titan, en utilisant la gravité de Titan pour se balancer dans la grande finale du vaisseau spatial, la dernière série d'orbites qui amènera Cassini juste à l'intérieur des anneaux de Saturne.

Célébrez le Jour de la Terre : Adoptez la planète
La photo de demain : une autre dimension


Daphnis, la lune de berger de Saturne, fait des vagues

La lune qui fait des vagues, Daphnis, est représentée dans cette vue prise par le vaisseau spatial Cassini le 16 janvier. C'est la photo la plus proche de Daphnis jamais prise. Chaque pixel mesure environ 551 pieds (168 mètres) de diamètre. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Le vaisseau spatial Cassini de la NASA a capturé la première vue rapprochée de Daphnis, l'une des 62 lunes au moins trouvées en orbite autour de Saturne, se frayant un chemin à travers les anneaux glacés de la planète et soulevant des vagues dans son sillage.

L'image prise par la caméra à angle étroit de Cassini le 16 janvier est la meilleure vue jamais prise de Daphnis, un objet en forme de ballon de football creusant un trou dans l'un des anneaux extérieurs de Saturne. Le vaisseau spatial était à environ 17 000 milles (28 000 kilomètres) de Daphnis à l'époque.

La lune a été découverte par les scientifiques de Cassini en 2005, confirmant les soupçons que quelque chose se cachait à l'intérieur du Keeler Gap, l'une des nombreuses voies ouvertes du système d'anneaux discontinus de Saturne.

La lune mesure environ 8 kilomètres de diamètre et le Keeler Gap s'étend sur environ 42 kilomètres de large, une ouverture relativement étroite dans laquelle la faible gravité de Daphnis frotte contre les particules de glace qui composent les parois de la écart.

Le matériau au bord intérieur de l'espace orbite autour de Saturne à des vitesses légèrement plus rapides que Daphnis, favorisant les vagues qui apparaissent devant la trajectoire de la lune. Les vagues traînent Daphnis aux marges extérieures du Keeler Gap, où les particules de glace se déplacent plus lentement par rapport à Saturne.

Daphnis orbite avec une légère inclinaison, faisant osciller la lune au-dessus et au-dessous du plan de l'anneau et entraînant avec elle de la matière glacée. Une photo à plus longue portée prise par Cassini en 2009 montre Daphnis projetant une ombre allongée sur les anneaux de Saturne, ainsi que l'étendue verticale des vagues créées par le passage de la lune.

Les structures verticales créées par la petite lune Daphnis de Saturne projettent de longues ombres sur les anneaux dans cette image dramatique prise par Cassini le 8 juin 2009, à une distance de 414 000 miles (666 000 kilomètres). Crédit : NASA/JPL/Space Science Institute

L'observation de juin 2009 a été facilitée par l'équinoxe de Saturne, lorsque le soleil brille en ligne avec le plan annulaire de la planète. Saturne a un équinoxe une fois tous les six mois sur la planète, ce qui équivaut à environ 15 années terrestres.

Après sa découverte en 2005, Daphnis a été nommé pour un poète pastoral, berger et joueur de cornemuse dans la mythologie grecque, selon la NASA. Daphnis était le fils d'Hermès, frère de Pan et descendant des Titans, liant le nom à d'autres membres du système Saturne.

Les scientifiques analysent déjà la nouvelle image de Daphnis et identifient de larges caractéristiques de la surface de la lune.

"Comme quelques autres petites lunes annulaires de Saturne, Atlas et Pan, Daphnis semble avoir une crête étroite autour de son équateur et un manteau assez lisse de matière à sa surface" probablement une accumulation de fines particules provenant des anneaux , a écrit la NASA dans un communiqué de presse accompagnant la nouvelle image. “Quelques cratères sont évidents à cette résolution. Une crête supplémentaire peut être vue plus au nord, parallèlement à la bande équatoriale.

Les scientifiques disent que l'apparence granuleuse observée dans plusieurs segments de l'anneau A adjacents à l'espace occupé par Daphnis pourrait marquer des régions où les particules de glace s'agglutinent.

« Par rapport aux bords autrement tranchants du Keeler Gap, le pic de vague dans le bord de l'écart à gauche a une apparence adoucie », a déclaré la NASA. “Cela est peut-être dû au mouvement de fines particules annulaires qui se répandent dans l'espace après la dernière approche rapprochée de Daphnis de ce bord sur une orbite précédente.”

Cette illustration créée par Kevin Gill, ingénieur logiciel au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, montre l'effet Daphné sur les bords du Keeler Gap. Crédit : Kevin Gill

« Une vrille faible et étroite de matériau annulaire suit juste derrière Daphnis (à sa gauche), a déclaré la NASA. “Cela peut être le résultat d'un moment où Daphnis a sorti un paquet de matériel du ring, et maintenant ce paquet se répand.”

Cassini est dans la dernière année de sa mission, après avoir basculé dans une orbite de pâturage le 30 novembre qui emmène la sonde juste à l'extérieur de l'anneau extérieur F de Saturne, à environ 57 000 milles (91 000 kilomètres) de la planète sommets des nuages.

Le vaisseau spatial, stationné autour de Saturne depuis 2004, restera en orbite annulaire trois mois de plus, effectuant 20 tours autour de la planète avant le dernier survol de la mission Titan le 22 avril, poussant Cassini sur un trajectoire entre les sommets des nuages ​​de Saturne et son anneau le plus interne.

À court de carburant, Cassini effectuera 22 voyages à travers l'anneau annulaire de 1 500 milles (2 400 kilomètres) juste au-dessus de Saturne du 26 avril au 15 septembre, date à laquelle le vaisseau spatial effectuera un dernier plongeon destructeur dans la planète, transmettant des données sur son l'atmosphère jusqu'à ce que le signal soit perdu.

Suivez Stephen Clark sur Twitter : @StephenClark1.


La Terre et la Lune entre les anneaux de Saturne

Agrandir pour voir la lune. | Cette vue du vaisseau spatial Cassini de la NASA montre la planète Terre comme un point de lumière entre les anneaux glacés de Saturne. La lune est là aussi, à gauche de la Terre. Image via la NASA JPL.

La NASA a publié cette nouvelle image de son vaisseau spatial Cassini le 20 avril 2017, alors que Cassini se met en position pour son balayage final devant la grande lune Titan, puis sa grande finale passe entre le corps de Saturne et la partie interne des anneaux de Saturne. Cassini a capturé la nouvelle image, qui montre la Terre et la Lune comme des points de lumière entre les anneaux de Saturne, le 12 avril, alors que l'engin se trouvait à 870 millions de miles (1,4 milliard de km) de la Terre. La NASA a déclaré :

Bien que beaucoup trop petite pour être visible sur l'image, la partie de la Terre faisant face à Cassini à l'époque était l'océan Atlantique sud.

Vous pouvez mieux voir la lune dans la version recadrée et agrandie de l'image ci-dessous :

Terre à droite, lune à gauche dans cette version recadrée et agrandie de l'image ci-dessus, via NASA JPL.

Les anneaux visibles ici sont l'anneau A (en haut) avec les écarts Keeler et Encke visibles, et l'anneau F (en bas). Au cours de cette observation, Cassini regardait vers les anneaux rétroéclairés, faisant une mosaïque d'images multiples, le soleil étant bloqué par le disque de Saturne.

Vues de Saturne, la Terre et les autres planètes du système solaire interne sont toutes proches du soleil et sont facilement capturées dans de telles images, bien que ces opportunités aient été quelque peu rares au cours de la mission. L'anneau F apparaît particulièrement brillant dans cette géométrie de visualisation.

Conclusion : la Terre et la Lune sont vues entre les anneaux de Saturne dans une nouvelle image de Cassini, obtenue le 12 avril 2017.


BANQUE D'ESSAIS ASTRONOMIE DU 21E SIÈCLE LE SYSTÈME SOLAIRE 5ÈME ÉDITION PAR KAY

Prédisez pourquoi la plupart des lunes du système solaire se trouvent autour des planètes géantes.

Comparez et contrastez l'origine des lunes avec des orbites régulières et irrégulières.

Choix multiples : 3, 5, 6, 7, 8, 9

11.2 Certaines lunes ont une activité géologique et de l'eau

Comparez et opposez volcanisme et cryovolcanisme.

Relier la présence ou l'absence de caractéristiques de surface pour en déduire l'histoire de l'activité géologique d'une lune.

Choix multiple : 12, 13, 14, 15, 19, 23, 29, 30, 31

Résumez les observations ou les caractéristiques qui différencient les lunes avec une activité géologique actuelle, une activité possible, une activité passée et aucune activité.

Choix multiples : 16, 17, 22, 25, 28, 32, 33

Expliquez comment les lunes peuvent être géologiquement actives aujourd'hui alors que des planètes de taille comparable sont géologiquement mortes.

Résumez les preuves des océans liquides sur les lunes des planètes géantes.

11.3 Des anneaux entourent les planètes géantes

Expliquez comment les anneaux sont observés autour des planètes.

Choix multiples : 37, 38, 39, 43, 44, 47, 48, 51

Discutez des deux origines proposées pour les anneaux autour des planètes géantes.

Choix multiples : 34, 35, 36, 41, 52, 56

Illustrez comment les lunes assurent la stabilité orbitale du matériau de l'anneau.

Décrivez la composition typique des anneaux.

Choix multiples : 40, 45, 46, 49, 50, 53, 54, 55

11.4 Les systèmes en anneau ont une structure complexe

Reliez l'apparence d'une bague à sa composition et à sa densité.

Choix multiples : 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 68

Résumez la sous-structure des anneaux planétaires.

Prédisez pourquoi certaines planètes géantes ont des anneaux brillants et d'autres n'ont que des anneaux diffus.

Estimez la probabilité de vie sur les lunes des planètes géantes.

Utilisez l'orbite d'une lune pour calculer la masse de sa planète mère.

Comparez les forces de marée subies par deux lunes différentes.

  1. Qui a découvert pour la première fois des lunes autour d'une planète de notre système solaire autre que la Terre ?
    1. Newton
    2. Kepler
    3. Galilée
    4. Huygens
    5. Einstein
    1. Moins de 50
    2. Au moins 150
    3. Environ 10
    4. Plusieurs milliers
    1. Dans la même direction
    2. dans la direction opposée
    3. parfois dans le même sens et parfois en sens inverse
    4. Contrairement à leurs planètes, les lunes ne tournent pas du tout.
    1. Mercure et Vénus.
    2. Mercure, Vénus et Mars.
    1. Ils tournent autour de leurs planètes dans le même sens que les planètes tournent.
    2. Leurs orbites se situent presque dans le plan équatorial des planètes.
    3. Ils sont généralement verrouillés par la marée sur leurs planètes mères.
    4. Elles sont beaucoup plus petites que toutes les planètes connues.
    5. Ils se sont formés dans un disque d'accrétion autour de leur planète mère.
    1. lors du passage des astéroïdes ont été capturés par le champ gravitationnel de leur planète.
    2. en même temps que leurs planètes et a grandi par accrétion.
    3. après une collision entre une planète et un gros astéroïde fracturé un morceau de la planète.
    4. après la période de bombardement intense au début du système solaire.
    5. après qu'une planète a été chassée de son orbite et a été capturée gravitationnellement par une autre planète.
    1. Quelle propriété d'une lune pourrait vous amener à croire qu'il s'agissait d'un astéroïde capturé ?
      1. Il est verrouillé par les marées.
      2. Son axe orbital est incliné de 5 degrés par rapport à l'axe de rotation de la planète.
      3. Il tourne dans le sens opposé à celui de sa planète.
      4. Sa surface est très lisse et manque de cratères.
      5. C'est à peu près la taille de la lune de la Terre.
      1. une lune régulière qui s'est formée avec Jupiter au début du système solaire.
      2. une lune irrégulière qui est probablement un astéroïde capturé.
      3. une lune irrégulière qui est très probablement une comète capturée.
      4. une lune irrégulière qui est très probablement une protoplanète qui est entrée en collision avec Jupiter au début du système solaire, puis a été capturée en orbite par la gravité de Jupiter.
      5. De plus amples informations sont nécessaires avant de pouvoir tirer une quelconque conclusion.
      1. orbite dans la direction opposée à celle de la rotation de sa planète.
      2. orbite dans la direction opposée à celle où sa planète tourne autour du Soleil.
      3. orbite dans le sens des aiguilles d'une montre vu du pôle nord de la planète.
      4. à la fois a et c
      5. Tout ce qui précède
      1. Il y avait plus de matériel rocheux présent à leurs positions orbitales, ils ont donc collecté plus de lunes
      2. Étant les planètes les plus massives du système solaire, elles ont pu rassembler plus de matière pour former des lunes que les planètes telluriques
      3. La température de la nébuleuse solaire à d'autres endroits du système solaire était trop élevée pour que des lunes se forment autour des planètes telluriques
      4. Puisqu'elles tournent plus vite que les planètes telluriques, les planètes géantes ont pu « tirer » des amas de matière qui ont formé des lunes
      1. Contrairement à certaines planètes, ces lunes ont des réserves supplémentaires d'éléments radioactifs fournissant le chauffage nécessaire pour stimuler l'activité géologique.
      2. L'intérieur de ces lunes contient une plus grande quantité d'éléments lourds tels que le fer que celle trouvée dans les planètes telluriques, ce qui contribue à un chauffage plus important et à une activité géologique élevée.
      3. Les forces de marée du Soleil sont particulièrement importantes pour ces lunes, ce qui entraîne un plus grand chauffage intérieur et une plus grande activité géologique
      4. L'intérieur de ces lunes est chauffé par le changement rapide de direction et de force des forces de marée de Jupiter, ce qui entraîne une activité géologique
      1. couleur de la surface
      2. densité de cratère
      3. activité volcanique
      4. datation radioactive
      5. Tout ce qui précède
      1. est géologiquement actif.
      2. est peut-être géologiquement actif.
      3. était géologiquement actif dans le passé mais n'est plus actif.
      4. est géologiquement mort.
      1. D'après l'image ci-dessous, cette lune
        1. est géologiquement actif.
        2. est peut-être géologiquement actif.
        3. était géologiquement actif dans le passé mais n'est plus actif.
        4. est géologiquement mort.
        5. De plus amples informations sont nécessaires avant de pouvoir tirer une quelconque conclusion.
        1. est géologiquement actif.
        2. est peut-être géologiquement actif.
        3. était géologiquement actif dans le passé mais n'est plus actif.
        4. est géologiquement mort.
        5. De plus amples informations sont nécessaires avant de pouvoir tirer une quelconque conclusion.
        1. Mercure
        2. Titan
        3. Callisto
        4. Pluton
        5. Io
        1. Il est presque totalement inactif.
        2. Il se produit à des intervalles très espacés, mais est très actif lorsqu'il se produit.
        3. Il est très actif de façon régulière.
        4. Il était autrefois inactif, mais a lentement augmenté son activité au cours des derniers millions d'années.
        1. Lacs d'azote liquide, N2
        2. Lacs d'eau normale, H2O
        3. Lacs d'ammoniac et de sulfure d'hydrogène
        4. Lacs de méthane, d'éthane et d'autres hydrocarbures
        1. Il indique la présence de lave de refroidissement provenant d'éruptions volcaniques.
        2. Cela indique que la surface de la lune obscurcie est plus jeune que la lune plus claire.
        3. Cela indique que la surface de la lune obscurcie est plus jeune que la lune plus claire.
        4. Il indique un niveau élevé de composés organiques à la surface.
        1. Ils peuvent vivre dans des conditions extrêmes, telles que des environnements à très basse ou haute température, des environnements pauvres en oxygène ou des environnements avec des niveaux de lumière extrêmement faibles.
        2. Ils ne vivent que dans des environnements à températures extrêmement élevées, comme à proximité de cheminées volcaniques.
        3. Ils vivent dans des environnements dépourvus de composés organiques.
        4. Ils vivent dans des environnements où l'on trouve peu ou pas d'eau, comme les déserts.
        1. il est continuellement bombardé de matériaux dans l'anneau E de Saturne.
        2. c'est l'une des plus grosses lunes et son intérieur est chauffé par des désintégrations radioactives.
        3. du frottement gravitationnel causé par la lune Encelade.
        4. son intérieur est chauffé par les marées lorsqu'il orbite autour de Jupiter.
        5. la glace à la surface crée une forte pression sur l'eau en dessous.
        1. Laquelle des lunes suivantes est ne pas géologiquement actif ?
          1. Callisto
          2. Triton
          3. Europe
          4. Encelade
          5. Io
          1. molten lava freezes when it reaches the surface because of extremely low temperatures.
          2. volcanoes erupt underwater.
          3. an icy moon has volcanoes emitting molten lava from deep underground.
          4. low-temperature liquids explode through the surface because of increasing pressure underground.
          5. a comet hits an object and causes volcanic eruptions.
          1. Based on the image below, this moon
            1. is geologically active.
            2. is possibly geologically active.
            3. was geologically active in the past but is no longer active.
            4. is geologically dead.
            1. Triton
            2. Europa
            3. Ganymede
            4. Io
            5. Callisto
            1. Spectroscopic analysis indicates the presence of large bodies of water.
            2. They have average densities midway between water and rock.
            3. Space probes have drilled into the surfaces of many of the moons and detected water.
            4. Rocks and other features that form only in the presence of water have been observed.
            5. Astronomers have observed the gravitational effects of tides on those moons.
            1. liquid water.
            2. a dense atmosphere like Earth’s.
            3. warm temperatures.
            4. active volcanoes.
            5. organic material.
            1. Titan’s thick atmosphere is believed to have been created when ultraviolet photons broke apart methane molecules, ultimately creating the observed smoglike conditions. However, this process would likely remove all of the atmospheric methane in roughly 10 million years, yet we still see its presence today. What is the most likely cause?
              1. Cometary impacts periodically bring new methane to Titan.
              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. Titan
              1. Titan
              2. Europa
              3. Callisto
              4. Io
              5. Ganymede
              1. Callisto
              2. Io
              3. Europa
              4. Enceladus
              5. Titan
              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. Titan
              2. Triton
              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. Jupiter
                2. Saturn
                3. Uranus
                4. Neptune
                5. None: all of the giant planets have rings.
                1. Mars
                2. Jupiter
                3. Saturn
                4. Uranus
                5. Neptune
                1. Astronomers originally planned to have the Pioneer 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 ne pas 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. methane
                    3. nitrogen
                    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. electrolysis
                        2. photosynthesis
                        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 Msaturn = 4π 2 /g × (A 3 /P 2 ), where A is the semimajor axis in kilometers, P is the orbital period in seconds, and g = 6.67 × 10 -20 km 3 /kg s 2 . Plugging in these numbers, Msaturn = (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 Mlune, radius Rlune, and distance from Saturn lune est Ftidal = 2GMsaturnMluneRlune/ 3 lune. 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 Ftidal(Titan)/Ftidal(Rhea) = (RTitan/ 3 Titan)/ (RRhea/ 3 Rhea) = [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 Voyager 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

                        Selon les scientifiques, il n'y a qu'une seule autre planète dans notre galaxie qui pourrait ressembler à la Terre

                        En photos : la « Super Strawberry Moon » scintille alors que la première, la plus grande et la plus brillante pleine lune de l'été est suspendue

                        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 raconte une histoire astronomique en images, visuels et pas plus de 200 mots. Parlez moins souriez plus.


                        Voir la vidéo: Finishing My Two Stroke Engine! RM250 Rebuild 12 (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Ararn

    Presque pareil.

  2. Leyman

    Je suis prêt à placer votre lien sur mon site Web, j'ai beaucoup aimé votre matériel.

  3. Caerleon

    Eh bien, j'ai déjà vu quelque chose comme ça

  4. Nenris

    Oui, ce message d'intelligibilité

  5. Ayrwode

    De toute évidence, vous vous trompez ...

  6. Thutmose

    À mon avis, c'est une grosse erreur.

  7. Wselfwulf

    Si vous mangez du lait avec des concombres la nuit, votre plomberie finlandaise sera payante plus vite! Le dîner était excellent, en particulier l'hôtesse a réussi en mayonnaise. Pourquoi les hommes ont-ils des pieds froids en hiver, mais les femmes ne le font pas ??? Parce que pour les hommes, le chauffage est moche, et pour les femmes, le putain de putain de pirate russe est pratiquement invincible! Quel genre de toit n'aime pas conduire rapidement? Il n'y a rien de pire que de tromper une femme ... mais il n'y a rien de plus agréable quand ça marche.



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