Parte II: Atmósferas Planetarias Sistema Solar Sistema Solar

Sistema Solar
Parte II:
Atmósferas Planetarias
Patricio Rojo
Curso Introducción a las Ciencias Planetarias
Universidad de Chile
Planetas
Rocosos
Planetas
Gaseosos
Comparando con Tierra
Sistema Solar
MERCURY
VENUS
MOON
MARS
JUPITER
SATURN
URANUS
NEPTUNE
Mass
0.0553
0.815
0.0123
0.107
317.8
95.2
14.5
17.1
Diameter
0.383
0.949
0.2724
0.532
11.21
9.45
4.01
3.88
Density
0.984
0.951
0.605
0.713
0.240
0.125
0.230
0.297
Gravity
0.378
0.907
0.166
0.377
2.36
0.916
0.889
1.12
Escape Velocity
0.384
0.926
0.213
0.450
5.32
3.17
1.90
2.10
Length of Day
175.9
116.8
29.5
1.03
0.414
0.444
0.718
0.671
Distance from Sun
0.387
0.723
0.00257*
1.52
5.20
9.58
19.20
30.05
Orbital Period
0.241
0.615
0.0748
1.88
11.9
29.4
83.7
163.7
Axial Tilt
0.0004
0.113*
0.285
1.07
0.133
1.14
4.17*
1.21
Surface Pressure
0
92
0
0.01
Unknown*
Global Magnetic
Field?
Yes
No
No
No
Yes
Unknown* Unknown* Unknown*
Yes
Yes
Yes
1
Equilibrio Termal
Atmósferas
Erecibida / s = Eemitida / s
• Su dinámica requiere energía
Festrella ⋅ f absorbida ⋅ a planeta = L planeta
– principalmente Solar
4
2
4πRestrella
σTestrella
Testrella
1
4
(1 − A)πR p2 = σTplaneta
4πR p2
2
4πd
Restrella 1 − A
= T planeta
2
d
• F: flujo
• fabsorbida: fracción absorbida
• A: albedo (fracción reflejada)
2
T
4
planeta
1 − A ⎛ Restrella ⎞ 4
=
⎜
⎟ Testrella
4 ⎝ d ⎠
• R: radio
• a: área
• d: distancia a la estrella
Efecto Invernadero
2
Cuerpo Negro
Efecto Invernadero
• Radiación saliente IR es absorbida
• Atmósfera se calienta
Efecto Invernadero
• Sin él, la temperatura de
– Tierra sería de 278K
• muy helada para la vida!
– Venus sería de ~340K
• Pero en realidad es 740K
3
Venus
Venus
• Es caliente por estar al interior de la zona habitable:
– Atmósfera más caliente aguanta más gases invernaderos
• La falta de campo electromagnetico
– Permite que el viento solar limpie H
– No hay agua para formar oceanos
• Nubes rotan a 100 m/s mientras que la superficie lo hace a 1 m/s
– Nubes de H2SO4
• Presion superficial: 92 bares
Tierra
Tierra
• Presión Superficial: 1 bar
• Nubes de Agua
4
Tierra
• Circulación General
Tierra
• Aurora Borealis
Tierra
Marte
• Grandes vientos cerca del “terminator”
• Polvo alimenta tormentas absorbiendo calor
localmente: tormentas planetarias
• Nubes CO2
• Presión superficial: 6 mbar
5
Marte
6
Gigantes de Gas
Gigantes de Gas
• Vientos se miden con respecto al campo magnético
Júpiter
• Las bandas no corresponden necesariamente con viento
• Corresponden con altura
• Se esperaba que los vientos disminuyeran con profundidad a medida que eran frenados por el campo magnetico, pero sondas midieron lo opuesto
7
• La gran mancha Roja es más
fría que el resto
Saturno
• Tiene anillos
• El único al que se le conozca huracanes
extraterrestres.
Curiosidades
Saturninas
• Polo Sur
• Polo Norte
8
Neptuno
Tormentas eléctricas
que duran meses
Anillos
Anillos no
son parejos
• No son exclusivos de Saturno!
Urano
Jupiter
• Titán
Titán @ Saturno
• 100K en la superficie
• 1.5 bar
• 5 x densidad terrestre
– Opaco en visible excepto en algunas “ventanas espectroscópicas”
9
Titán
Urano & Neptuno
Urano & Neptuno
• Vientos en Neptune son los únicos que
usualmente van detrás
del planeta.
• Urano
– Inclinado 90 grados! • Pero no tiene un gradiente de temperatura significativo.
– Convección de gran escala sin remolinos
• Neptuno
– Tiene una fuente interna de energía
– Muy activo
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Neptune
Tritón @ Neptuno
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• Interiores de Planetas Gigantes
• Voyager 2 mirando nuestro Sistema Solar
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