Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen:

| Senaste Veckans fråga | Alla Veckans frågor | ämnen |

18 frågor / svar hittades

Exoplaneter

Fråga:
Hej!
Hur långt ut sträcker sig solsystemet? Är det så långt som till den punkt där vår närmaste stjärnas gravitation är starkare än solens eller är det till nå't annat avstånd?

Man letar efter exoplaneter som roterar kring avlägsna stjärnor, men anser man att det inte finns några härifrån och dit eller är det av längtan att finna planeter med möjligt liv man letar så långt bort?
(Det blir lite som när matematikerna letar efter allt större primtal: man hittar nya och större men kanske inte alla m e l l a n de funna primtalen.)
/Thomas  Ã,  Arlandagymnasiet,  Märsta 2008-12-09
Svar:
Hej Thomas!

Det finns ingen definition på detta. Man kan välja där Oorts moln tar slut, där solens gravitation inte dominerar eller, kanske det bästa, där solens plasma (joner och elektroner som solen skickar ut) övergår i det interstellära mediet.

Fråga 2: Vad menar du egentligen? Man letar efter exoplaneter både bland närbelägna stjärnor och bland avlägsna. De närbelägna är intressanta eftersom de i en framtid kan tänkas studeras närmre (direkt avbildning, spektra). De avlägsna är intressanta för att de är så många - man kan lära sig hur planetsystem uppkommer genom att studera många system.

Tillägg 10/12/08:

För det första letar man inte exoplaneter bara för att hitta liv. Det hade naturligtvis varit en fantastisk upptäckt, men man kan även förhoppningsvis bättre förstå hur planetsystem bildas och utvecklas. Vad gäller sökande efter liv, så är det inriktat på livsformer som liknar det som finns på jorden, dvs livsformer som behöver flytande vatten (0-100oC). Detta kan vara kortsynt, men problemet är att vi inte vet hur avvikande livsformer ser ut, så det är svårt att leta efter dem.

I science fiction litteraturen finns det emellertid exempel på större fantasi. Här är ett par av klassikerna: The_Black_Cloud av Fred Hoyle och Dragon's_Egg av Robert Forward. I Carl Sagans Contact_(film) undviks på ett subtilt sätt att avslöja hur utomjordingarna ser ut.

Nedanstående bild från Wikimedia Commons visar hur en exoplanet skulle kunna se ut. Se Exoplanet och Exoplanets för mer om exoplaneter.

Question Image

/Peter E 2008-12-09


Om en planet har två eller flera solar, hur varmt skulle det bli?

Fråga:
Om en planet har två eller flera solar, hur varmt skulle det bli? Hur många solar kan en planet ha? Hur många månar kan en planet ha?
/Mattias och María  S,  sjöstadsskolan,  stockholm 2009-11-12
Svar:
Hej Mattias och Maria! Bra fråga, för det är ju så att en stor andel av alla stjärnor är medlemmar i dubbelstjärne-system eller system med ännu fler stjärnor.

Problemet är inte att det nödvändigtvis skulle bli alltför varmt utan att en planetbana är mycket instabil i ett dubbelstjärne-system. Planeten kommer att slingra omkring slumpmässigt på olika avstånd från stjärnorna, och det är tom risk att planeten kastas ut ur systemet eller in i en av stjärnorna. Det finns två gränsfall för vilka man kan tänka sig stabil bana för en planet: om solarna kretsar mycket nära varandra eller om de är långt ifrån varandra.

Om det skall kunna finnas liv på en planet, så måste den under mycket lång tid (miljarder år) befinna sig på "lagom" avstånd till en stjärna. Man brukar anta att liv som vi känner det kan förekomma om det finns flytande vatten, dvs mellan 0 och 100oC. Avstånd från stjärnan som uppfyller detta brukar kallas beboelig zon (Habitable_zone), se nedanstående bild från Wikimedia Commons.

Bilden visar att solsystemets beboeliga zon är ganska bred och sträcker sig nästan från Venus till Mars. För en mindre stjärna (som skulle vara svalare än solen och röd), är den beboeliga zonen mycket smal. (Detta låter kanske konstigt om man bara tittar hastigt på figuren, men observera att avståndsskalan längst ner är logaritmisk. För solen är den beboeliga zonen 0.8 till 1.3, medan den för en röd dvärgstjärna är 0.1 till 0.3.)

Ett annat problem med en röd dvärgstjärna är att en planet som befinner sig så nära en stjärna utsätts för så starka tidvattenskrafter att planeten får bunden rotation. Detta innebär att den alltid vänder samma sida mot stjärnan, så ena sidan av planeten blir mycket varm och den andra mycket kall.

För en större stjärna som strålar mer än solen är den beboeliga zonen visserligen stor, men förutsättningarna är ändå dåliga del pga den starka UV-strålningen som är skadlig för liv, och dels för att en tung stjärna inte blir tillräckligt gammal för att liv skall hinna utvecklas.

Man tror alltså att största chansen att hitta liv är på planeter runt solliknande enkla stjärnor. Det låter som en mycket stor begränsning, men eftersom det finns så enormt många stjärnor i Vintergatan (c:a 200 miljarder), finns det ändå många möjligheter.

Länk 1 är en animering (på engelska) där man kan studera vad som påverkar en planets temperatur.

En planet kan i princip ha nästan hur många månar som helst, men med riktigt många kommer de att börja påverka varandra och kastas ut ur systemet, in i planeten eller kollidera så de splittras och bildar ringar.

Question Image

Länkar: http://media.pearsoncmg.com/bc/bc_bennett_essential_2/tutorials/PlanetST/GoPlanetST.html
/Peter E 2009-11-12


Hur kan planeterna hålla sig kvar i stabila banor runt solen i många miljarder år?

Fråga:
Hur kan planeterna hålla sig kvar i stabila banor runt solen i många miljarder år? Vet man någonting om detta egentligen? Är t ex Jordens medelavstånd till solen alltid detsamma, eller har det alltid varit detsamma.

Jag vet t ex att Månens medelavstånd till Jorden långsamt ökar och att Månen till slut kommer att lämna sin bana runt Jorden och att detta beror på energiförluster som orsakas av tidvatteneffekterna på Jorden.

Jag tänker mig att när gravitationskrafterna håller kvar en planet i en bana runt solen så måste det ju vara ett instabilt system där minsta rubbning kommer att få planeten att antingen falla in mot solen eller falla ifrån den, först långsamt sedan allt snabbare. Det borde ju vara ungefär som att försöka ställa en rak pinne så att den balanserar rakt upp och förblir stående, kanske inte för alltid men åtminstone för en mycket lång tid, där den minsta lilla rubbning i balansen gör den instabil och pinnen faller till marken.

Ett annat liknande exempel är elektronernas banor runt en atomkärna som ju måste vara mycket stabil. I detta fall känner jag till en förklaring till att elektronbanan förblir stabil, nämligen att när elektronen, som ju har en massa, rör sig runt atomkärnan så är detta en accelererad rörelse och när en massa accelereras så sänds en vågrörelse ut pga den sk partikeldualismen och elektronen bildar en sk stående våg i sin bana runt atomkärnan och att det är denna stående våg som gör elektronbanan stabil.

Finns det något liknande fenomen när det gäller en planetbana runt solen? Kan det vara ett slags samspel mellan planeterna där de påverkar varandras banor med gravitationskrafterna som skapar en stabilitet i de olika planeternas banor runt solen?

Har jag lyckats beskriva mina frågor tillräckligt bra för att det skall framgå tillräckligt tydligt vad jag egentligen frågar efter? Är mitt resonemang, eller mina föreställningar, felaktiga på något sätt?
/lars  e,  2010-04-21
Svar:
Den grundläggande anledningen till planetsystemets stabilitet är att planetbanorna är utspridda och ganska cirkulära. Det är alltså viktigt att stora planeter inte kommer för nära varandra. Det är även viktigt att förhållandet mellan omloppstider inte är hela tal - då kan man få stora effekter pga s.k. resonanser.

Månens rörelse bort från jorden beror som du säger på tidvattnet, se fråga [8359].

Från geologiska data kan vi säga att jordens bana varit mycket stabil i miljarder år - det har t.ex. funnits vatten och enkelt liv i c:a 3.5 miljarder år (solsystemet är c:a 4.5 miljarder år gammalt). Jordens medelavstånd till solen har alltså varit mycket stabilt. Däremot varierar excentriciteten (hur avlång banan är) pga störningar från jätteplaneterna Jupiter och Saturnus. Denna ändring i excentricitet är antagligen den dominerande orsaken till att vi får istider med ganska jämna mellanrum, se fråga [830].

Även om man mätt upp planeternas banor och massor ganska exakt, så är det inte ett trivialt problem att beräkna hur stabilt systemet är, eftersom det faktiskt på längre sikt är ett kaotiskt system (se kaos). Systemet är alltså i princip oförutsägbart eftersom en liten variation i ingångsvärdena kan medföra stora skillnader i sluttillståndet.

Som solsystemet ser ut i dag så är det emellertid ganska stabilt. Antingen har det bildats på det sättet eller så har de planeter som från början "ställde till problem" kastats ut ur solsystemet eller kastats in i solen. Om ett större objekt (jordstorlek) skulle komma in i det inre solsystemet skulle situationen kunna bli besvärlig eftersom de inre planeternas banor skulle störas. Detta är emellertid mycket osannolikt på kort sikt (miljoner år) - de enda objekt som kommer in i det inre solsystemet utifrån är kometer. Dessa har så liten massa att allt utom en direkt kollision är ofarligt.

Bilden nedan (från Wikimedia Commons, länk 1) visar resultatet av räkningar på solsystemet. Man har gått 10 miljarder år tillbaka (helt teoretiskt naturligtvis eftersom solsystemet existerat i mindre än 5 miljarder år) och 15 miljarder år framåt i tiden. För varje planet plottas excentriciteten hos banan - egentligen maximum under varje 10 miljon år. Eftersom systemet är kaotiskt är det inte direkta förutsägelser som plottas - det är vad som sannolikt skulle kunna hända. För lite annorlunda startvärden skulle detaljerna i plottarna (var topparna ligger) kunna vara annorlunda.

Som synes händer inget med de stora planeterna, men de minsta huvudplaneterna uppvisar ett mycket intressant beteende. Merkurius' bana får en excentricitet som skulle göra kollisioner mellan Merkurius och Venus möjliga. Mars påverkas ganska mycket, medan Venus och jorden inte påverkas särskilt mycket. Intressant är emellertid att Venus och jorden tycks ändra excentricitet i takt med varandra!

Dina funderingar om elektroner i atomer är inte korrekta. För det första är det inte bra att föreställa sig att elektronerna rör sig i banor runt kärnan som planeter runt solen. Det är bättre att föreställa sig att att elektronens position styrs av ett "sannolikhetsmoln", se fråga [13733]. För det andra så är de lägsta tillstånden stabila - det finns enligt kvantmekanikens lagar inget lägre tillstånd att hamna i och energins bevarande vill vi inte ge upp!

Se även fråga [108], fråga [16606] och länkarna nedan.

Question Image

Länkar: http://www.scholarpedia.org/article/Stability_of_the_solar_system  |  http://www.pnas.org/content/98/22/12342.full
/Peter E 2010-04-21


Vart tog all koldioxid som fanns i jordens urspungliga atmosfär vägen?

Fråga:
Om Jordens atmosfär från början bestod mest av koldioxid och man jämför med hur lite koldioxid det finns idag i atmosfären så kan man fråga sig vad har hänt med all koldioxiden som fanns i atmosfären? Är den bunden i växterna?
Vi vet att syret kommer från växterna, men var kommer kvävet ifrån?
/carl  l,  2010-09-03
Svar:
Carl! Egentligen en geologi-fråga, men jag skall ändå försöka mig på några kommentarer.

För det första finns det inga direkta data hur jordens urspungliga atmosfär var sammansatt. Vi får titta på vilka grundämnen i gasform som förekommer mycket i solsystemet och vilka gaser som kommer ut vid vulkanism. Jorden var ju när den bildades i princip en stor vulkan. Dels värmdes den upp när den bildades och dels utsattes den för ett bombardemang av meteoriter. Perioden kallas ju Hadean (Hades är ju dödsriket i den grekiska mytologin).

Grundämnenas förekomst i solsystemet framgår av Abundances_of_the_elements_(data_page)Sun_and_solar_system.

Där kan man se att förutom väte och helium (som båda är mycket lätta och försvinner nästan omedelbart när jorden bildades) dominerar kol, syre och kväve. Man bör alltså vänta sig att den urspungliga atmosfären innehöll dessa ämnen. Eftersom O2 är mycket reaktivt så försvinner det säkert genom att det oxiderar andra ämnen, bland annat kol. Observera att det var säkert 1000-2000 grader på jordytan, så allt brännbart (t.ex. kol) brann upp. Enligt detta resonemang skulle atmosfären bestå till en stor del av koldioxid och en del andra gaser t.ex. kvävgas. Med tanke på vulkanism och venusatmosfärens sammansättning (se Planetary Fact Sheets), så inehöll atmosfären säkert även en del svaveloxider.

Nedanstående figur (från Atmosphere_of_Venus) visar den procentuella sammansättningen av Venus', Mars' och jordens troliga första atmosfär. Varför jordens nuvarande atmosfär är så helt annorlunda förklaras nedan.







Det är emellertid inte ens säkert att jorden hade någon atmosfär alls från början. Solen var när den skapades antagligen mycket aktiv (jmfr. T-Tauri stjärnor, T_Tauri_star), så partikelstrålningen från solen kan ha slitit bort den atmosfär som bildats.

Dagens atmosfär har sammansättningen c:a 20% syrgas, 80% kvävgas och små mängder av andra gaser t.ex. koldioxid, se Atmosphere_of_Earth. I medeltal innehåller jordatmosfären 1% vatten, i huvudsak som vattenånga och en mindre del som moln (vattendroppar/iskristaller).

Syrgasen kommer från fotosyntetiserande växter och bakterier, se figuren i fråga [1550] hur syrehalten har byggts upp under ett par miljarder år.

Vart har kolet tagit vägen då? Bilden i fråga [14739] visar i vilken form kolet finns på jorden (se även länk 1). De dominerande sänkorna är som synes kalksten (från snäckor, skaldjur) och organiskt material (från döda växter, djur, bakterier) i sedimentära bergarter. Det är alltså livsformer genom tiderna som har utarmat atmosfären på koldioxid!

Bara en liten del av den utspungliga koldioxiden finns bundet i existerande liv. Den viktigaste stabilisatorn för den atmosfäriska koldioxidhalten är jordens inre med hjälp av den långsamma koldioxidcykeln, Carbonate-silicate_cycle.

Med karbonat-silikatcykeln, se bilden nedan från länk 2, transporteras atmosfärens koldioxid, via havet, utfällning i form av CaCO3, transport med kontinentaldriften till jordens inre i subduktionszonerna. Vid den höga temperaturen i jordens inre ombildas karbonatet till silikat. Vid vulkanutbrott släpps sedan en del av den återbildade koldioxiden ut i atmosfären.

Vi har alltså en cirkulation av koldioxid. Det är alltså så länge kontinentaldriften pågår en jämviktshalt av 200-280 ppm koldioxid i atmosfären (se figuren i fråga [830]). Anledningen till att denna process inte kan rädda oss från ökningen i koldioxidhalten (i dag över 380 ppm pga användning av fossila bränslen) är att processen har för lång tidskonstant - vi släpper helt enkelt ut alltför mycket koldioxid under kort tid.

Se även Atmosphere_of_Earth och History_of_Earth.

Se fråga [13757] för den organiska koldioxidcykeln och fråga [12306] för hur man tror att vatten kom till jorden.

Question Image

Länkar: http://earthguide.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange1/05_2.shtml  |  http://www.ldeo.columbia.edu/edu/dees/V1003/lectures/global_carbon_cycle/
/Peter E 2010-09-16


Hur det gick till när vårt solsystem skapades?

Fråga:
Förklara hur det gick till när vårt solsystem skapades enligt big bang-terorin.
/lisa  a,  kunskapsskola,  tensta 2010-10-23
Svar:
Lisa! Big Bang teorin handlar om universums uppkomst, se big bang. Stjärnor uppkom 0.5-1 miljard år (se länk 1 nedan) efter big bang. Från början fanns bara väte och helium. Tyngre grundämnen, som krävs för att planetsystem skall bildas, producerades av den första generationens stjärnor.

Planeterna som kretsar runt solen har uppkommit ur samma gasmoln som solen bildades ur. Eftersom molnet roterade bildades en skiva med material runt solen, se fråga [13042] och nedanstående bild från Wikimedia Commons. Materialet i molnet samlades i klumpar som på grund av tyngdkraften slog sig samman till planeter. Närmast solen var det varmt, så endast tyngre ämnen kondenserade och väte och helium blåstes bort. Därför bildades planeterna Merkurius, Venus, jorden och Mars, som består av ämnen som är tyngre än helium. Längre ut i planetsystemet fanns det kvar väte och helium, och detta bildade jätteplaneterna Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. Hela processen tog c:a 10 miljoner år (Solar_system_formation
) varför man kan säga att alla objekt i solsystemet är 4.6 miljarder år gamla.

Det finns ett antal egenskaper hos solsystemet som stöder hypotesen:


  • Planeternas omloppsbanor ligger i samma plan
  • Planeterna rör sig i sina omloppsbanor i samma riktning (moturs sett frÃ¥n polstjärnan [norr]).
  • De äldsta meteoriterna är ungefär lika gamla som jorden.
  • De flestas planeternas rotationsriktning kring sin egen axel är Ã¥t samma hÃ¥ll.
  • Vinkeln mellan ekliptikan (jordbanans plan) och rotationsaxeln är hos de flesta planeter ungefär 90 grader.
  • De jordlika planeterna och jätteplaneterna har inom sig en liknande sammansättning. Skillnaderna mellan dessa grupper förklaras av att temperaturen är högre nära solen (ämnen har svÃ¥rare att kondenseras), och att solvinden förde bort de lättaste ämnena H och He.


Man har de senaste åren upptäckt ett stort antal planeter kring andra stjärnor än solen; så kallade exoplaneter. De flesta av dessa är stora gasplaneter som befinner sig mycket nära sin stjärna, se fråga [14905]. För att förklara dessa så kallade hot jupiters måste man ta till en variant av ovanstående modell där jätteplaneter som bildas långt från stjärnan på något sätt "vandrar" in till en bana nämare stjärnan.

Se vidare Formation_and_evolution_of_the_Solar_System.

Question Image

Länkar: http://www.popast.nu/2010/10/rekordgalaxen-fran-nar-universum-tande-till.html
/Peter E 2010-10-25


Hur kan en planet ha två solar?

Fråga:
Hej!
Det rapporterades häromdagen att en planet som kretsar runt två stjärnor upptäckts. Hur går det till? Och måste inte stjärnorna också kretsa kring varandra för att inte kollidera? (Vet inte vad jag skall googla på för att kolla upp det själv.)
/Thomas  Ã,  Knivsta 2011-09-17
Svar:
Thomas! I det här fallet var det enklast att gå till NASAs hemsida eftersom Kepler är ett NASA projekt, se Kepler_(spacecraft) och nedanstående länkar.

Jo stjärnorna kretsar runt varandra. Ett system av två stjärnor och en planet kan vara stabilt i två fall. Antingen är stjärnorna långt ifrån varandra och planeten kretsar kring stjärna A tillräckligt nära för att stjärna B inte skall påverka planeten alltför mycket. Det andra fallet (som det aktuella Kepler 16 b) är att stjärnorna ligger mycket nära varandra och planeten tillräckligt långt bort så att planeten "känner" attraktionen från en sammansatt stjärna.

Nedan är en animering av systemet.





This artist's movie illustrates Kepler-16b, the first directly detected circumbinary planet,
which is a planet that orbits two stars. Credit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle


Länkar: http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/kepler-16b.html  |  http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/overview/index.html
/Peter E 2011-09-18


Finns det en minimistorlek för att en planet skall kunna ha en drabant/måne?

Fråga:
Hej!
Pluto har "degraderats till dvärgplanet". Likväl är den stor nog att ha en måne, Charon.
Finns det en minimistorlek för att en planet skall kunna ha en drabant/måne?
/Thomas  Ã,  Knivsta 2015-05-27
Svar:
En måne, naturlig satellit eller drabant är en himlakropp som kretsar kring en planet eller en asteroid i ett solsystem.

Pluto har till och med fem månar, men månar är inget kriterium för att vara en planet. Pluto blev därför degraderad till "dvärgplanet", se fråga [14788].

Proben Rosetta är en konstgjord satellit som kretsar kring en kometkärna som är några km i diameter, se fråga [19567]

Det finns i princip ingen gräns för hur liten massa centralkroppen skall ha för att kunna ha en satellit. Många av asteroiderna har satelliter som säkert är andra infångade asteroider. Dessa system är ganska instabila eftersom satelliten kan frigöras om en annan asteroid kommer nära.

Det avgörande är att gravitationen från centralkroppen måste dominera över eventuella störningar för att satelliten skall förbli i sin bana.

Se även Natural_satellite och List_of_natural_satellitesList.
/Peter E 2015-05-27


Varför blev planeterna runda?

Fråga:
Varför blev planeterna runda ? Varför inte ovala, fyrkantiga eller som dom trodde förr, platta?
/Sofie  J,  Landskrona 2016-02-21
Svar:
Därför att definitionen av en planet kräver att den skall vara nära klotformig, se fråga [14788]. :-)

Detta är naturligtvis bara en formellt skäl, det fysikaliska ges i fråga [888].

Jag vet inte om man förr funderat på planeternas form, jag tror Ptolemaios ansåg att de var perfekta sfärer. Kepler försökte emellertid bygga upp planeternas banor i solsystemet med hjälp av Platonska kroppar Platonic_solidHistory, se nedanstående figur. Det gick inget vidare, men hans tre lagar fungerade mycket bättre.

Question Image

/Peter E 2016-02-22


Sida 2 av 2

Föregående |

| Senaste Veckans fråga | Alla Veckans frågor | ämnen |

** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.

Creative Commons License

Denna sida frÃ¥n NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar