Объясните почему титан спутник сатурна смог сохранить свою атмосферу?

6 ответов на вопрос “Объясните почему титан спутник сатурна смог сохранить свою атмосферу?”

  1. Fodi Ответить

    Mеркурий во многом похож на Луну: на его поверхности много кратеров и она очень стара; планета не имеет тектонической плиты. С другой стороны, Меркурий намного более плотный, чем Луна (5.43 гм/cм3 против 3.34). Меркурий – второе по плотности крупное тело Солнечной системы после Земли. Фактически такую плотность Земле обеспечивает гравитационное сжатие, и если бы не оно, то Меркурий был бы более плотным, чем Земля. Это указывает на то, что плотное железное ядро Меркурия больше, чем у Земли, и, возможно, составляет большую часть планеты. Поэтому у Меркурия относительно тонкая кремниевая мантия и кора. Итак, внутри Меркурий по большей части состоит из железного ядра, радиус которого составляет от 1800 до 1900 км. Толщина кремниевой внешней оболочки (аналогично мантии Земли и коре) составляет всего от 500 до 600 км. По крайней мере часть ядра, возможно, расплавлена. У Меркурия очень разреженная атмосфера (земной эквивалент-на высоте 600 км) , состоящая из атомов, выбиваемых солнечным ветром из его же поверхности. Так как Меркурий очень горяч, эти атомы быстро улетают в космос. Таким образом, в отличие от Земли и Венеры, чьи атмосферы устойчивы, атмосфера Меркурия постоянно меняется. Титан – самый крупный спутник Сатурна и второй по величине спутник в Солнечной системе (крупнее его только Ганимед, спутник Юпитера) . По своим размерам он даже немного больше Меркурия, хотя и уступает ему в массе (масса Титана составляет 40% от массы Меркурия и в 1,83 раза превышает массу Луны) . Титан вращается вокруг Сатурна по правильной круговой орбите на расстоянии 1,22 млн. км (в 3 раза дальше, чем Луна от Земли) и делает один оборот примерно за 16 дней. Видимый угловой размер Титана с Сатурна в 2 раза меньше видимого размера Луны в земном небе. Титан – единственный спутник в Солнечной системе, имеющий плотную атмосферу (давление у поверхности составляет 1,45 атмосфер) . Поверхность спутника скрыта за плотным слоем желто-оранжевого смога. Атмосфера Титана состоит основном из азота и метана, также в ней присутствуют в виде примесей аргон и продукты фотолиза метана, такие как этан, цианистый водород, ацетилен и молекулярный водород. Молекулярный водород медленно улетучивается из атмосферы в космос. При низких температурах, царящих на Титане (температура воздуха у поверхности составляет 94 К или -179 С) , метан и этан могут существовать в жидком виде и играют ту же роль, что играет на Земле вода: выпадают на поверхность в виде дождя, текут по речным руслам и образовывают моря и озера. Развитая метеорология, сложные и разнообразные формы рельефа и геологическая активность делают Титан одним из интереснейших небесных тел в Солнечной системе. Атмосфера Титана. Основной атмосферной составляющей на Титане является молекулярный азот (более 95%). Количество метана меняется от 2,7% на высоте 1174 км до 1,6% в стратосфере, а у поверхности достигает 4,9%. Кроме азота и метана, атмосфера содержит аргон-40 (43 молекулы на миллион) , углекислый газ (345 молекул на миллион) и продукты фотолиза метана: этан, ацетилен, бензол, дициан С2N2 и молекулярный водород. В момент посадки зонда Гюйгенс на поверхность Титана “метановая влажность” у поверхности составила 50%, на высоте 8 км она достигла 100%. Температурный минимум (тропопауза) в атмосфере Титана расположена на высоте 44 км над поверхностью при температуре 70 К и давлении 0,11 атм. Ниже температура начинает расти и достигает у поверхности значения 94 К. Выше тропопаузы лежит стратосфера – область атмосферы, где температура растет с высотой. На высоте 250 км температура достигает 186 К, а выше снова начинает падать. На высотах 500-1000 км расположено шесть инверсионных слоев с разницей температур между слоями 20-30 К. На высоте 1500 км над поверхностью температура составляет около 140 К. Понятно, что такая “переохлажденная” атмосфера из-за низких скоростей молекул газов не стремится покинуть Титан.

  2. Bagrel Ответить

    Школьный этап
    Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
    в 2018-2019 учебном году
    7 класс
    Время выполнения- 1 час.
    1. Когда (число, месяц, год) и в какой стране был запущен первый искусственный спутник Земли? Как он назывался?
    2. Расположите первые пять планет Солнечной системы в порядке удаления от Солнца.
    3. Объясните, в чем разница между планетой и кометой.
    4. Турист, путешествуя (особо не торопясь) по экватору Земли, может обойти Землю за 4 года. А сколько времени потребовалось бы ему, чтобы такими же темпами добраться от Земли до Луны? А до Солнца? Диаметр Земли равен 12 800 км, расстояние от Земли до Луны – 384 000 км, до Солнца – 150 000 000 км.
    Школьный этап
    Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
    в 2018-2019 учебном году
    8 класс
    Время выполнения- 1 час.
    1. Когда (число, месяц, год) и в какой стране был запущен первый искусственный спутник Земли? Как он назывался?
    2. Расположите первые пять планет Солнечной системы в порядке удаления от Солнца.
    3. Объясните, в чем разница между планетой и кометой.
    4. Турист, путешествуя (особо не торопясь) по экватору Земли, может обойти Землю за 4 года. А сколько времени потребовалось бы ему, чтобы такими же темпами добраться от Земли до Луны? А до Солнца? Диаметр Земли равен 12 800 км, расстояние от Земли до Луны – 384 000 км, до Солнца – 150 000 000 км.
    Школьный этап
    Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
    в 2018-2019 учебном году
    9 класс
    Время выполнения- 2 часа.
    1. Объясните, почему Титан — спутник Сатурна, смог сохранить свою атмосферу, а Меркурий — нет?
    2. Какие из этих планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) были известны еще в Античности, до изобретения телескопа?
    3. Какие из приведенных ниже названий являются созвездиями: Орион, Ариадна, Полярная, Динозавр, Ворона, Лиса, Ящерица, Микроскоп, Телевизор, Большой Лев, Малый Лев, Большой Кот, Пес.
    4. Вычислите, как долго путешествует свет от Солнца до Нептуна. Расстояние между ними составляет 30 астрономических единиц, 1 астрономическая единица – это расстояние от Земли до Солнца, примерно равное 150 000 000 км. Скорость света считайте равной 300 000 км/с.
    5. Предположим, что Земля «раздулась» (равномерно во все стороны) так, что поглотила Луну. Чему станет равна средняя плотность «новой Земли». С чем можно сравнить эту плотность? Плотность Земли сейчас составляет 5520 кг/м3. Диаметр Земли равен 12 800 км, расстояние от Земли до Луны – 384 000 км.
    6.Бывает ли на северном полярном круге полярный день? Полярная ночь?
    Школьный этап
    Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
    в 2018-2019 учебном году
    10  класс
    Время выполнения- 2 часа.
    1. Почему днем небо синее, а ночью – черное?
    2. Какие из приведенных ниже названий являются созвездиями: Орион, Ариадна, Полярная, Динозавр, Ворона, Лиса, Ящерица, Микроскоп, Телевизор, Большой Лев, Малый Лев, Большой Кот, Пес.
    3. Исследователи решили совершить поездку на вездеходе вокруг небольшого астероида по его экватору. Определите минимальное время такого путешествия, учитывая, что вездеход не должен отрываться от поверхности астероида, иначе он рискует оказаться выброшенным на орбиту. Средняя плотность вещества астероида ?=3500кг/м3, форма – сферическая. Астероид не вращается относительно звёзд, Гравитационная постоянная в системе «СИ»
    G=6,67•10-11(н•м2/кг2).
    4. Предположим, что Земля «раздулась» (равномерно во все стороны) так, что поглотила Луну. Чему станет равна средняя плотность «новой Земли». С чем можно сравнить эту плотность? Плотность Земли сейчас составляет 5520 кг/м3. Диаметр Земли равен 12 800 км, расстояние от Земли до Луны – 384 000 км.
    5. На какой планете Меркурии или Марсе тело в свободном падении пролетит дальше за 10сек? Масса Меркурия 0,055Мз, радиус 0,38Rз. Масса Марса 0,107Мз, радиус 0,53Rз.
    6. Почему на небе вблизи Млечного пути наблюдается больше слабых звезд, а количество слабых галактик, наоборот, меньше, чем вдали от него?
    Школьный этап
    Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
    в 2018-2019 учебном году
    11 класс
    Время выполнения- 2 часа.
    1. Почему днем небо синее, а ночью – черное?
    2. Какие из приведенных ниже названий являются созвездиями: Орион, Ариадна, Полярная, Динозавр, Ворона, Лиса, Ящерица, Микроскоп, Телевизор, Большой Лев, Малый Лев, Большой Кот, Пес.
    3. Исследователи решили совершить поездку на вездеходе вокруг небольшого астероида по его экватору. Определите минимальное время такого путешествия, учитывая, что вездеход не должен отрываться от поверхности астероида, иначе он рискует оказаться выброшенным на орбиту. Средняя плотность вещества астероида ?=3500кг/м3, форма – сферическая. Астероид не вращается относительно звёзд, Гравитационная постоянная в системе «СИ»
    G=6,67•10-11(н•м2/кг2).
    4. Предположим, что Земля «раздулась» (равномерно во все стороны) так, что поглотила Луну. Чему станет равна средняя плотность «новой Земли». С чем можно сравнить эту плотность? Плотность Земли сейчас составляет 5520 кг/м3. Диаметр Земли равен 12 800 км, расстояние от Земли до Луны – 384 000 км.
    5. На какой планете Меркурии или Марсе тело в свободном падении пролетит дальше за 10сек? Масса Меркурия 0,055Мз, радиус 0,38Rз. Масса Марса 0,107Мз, радиус 0,53Rз.
    6. Почему на небе вблизи Млечного пути наблюдается больше слабых звезд, а количество слабых галактик, наоборот, меньше, чем вдали от него?
    Ответы
    7-8 классы
    1. 4 октября 1957 г. в Советском Союзе, «Спутник -1» (число – 2 балла, месяц – 2 балла, год – 2 балла, название страны – 2 балла, название 2 балла).
    2. Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер. (за каждую правильную планету на своем месте – 2 балла)
    3.  В отличие от спокойного движения планет, кометы ведут себя как одержимые. Они движутся по орбитам с бешеной скоростью (2 балла). В отличие от четко очерченных планет комета выглядит как туманное светящееся пятнышко, которое называют головой (2 балла). Как и планеты, кометы движутся вокруг Солнца. Но в отличии от планетных орбит траектории движения комет обычно сильно вытянутые (3 балла). По размерам, форме и виду траекторий кометы значительно отличаются от планет и их спутников. Кометы малы только по массе (3 балла). «Хвост» крупной кометы по объему превосходит Солнце, в то время как масса может составлять лишь несколько тысяч тонн.
    4.  38 лет; 14928 лет.
    Решение:
    а) по экватору Земли:
    s = 2?R = ?D = 3,14•12800 (км).
    ? = s/t = 3,14•12800/4 (км/год).
    б) от Земли до Луны:
    t Л = sЛ /? = 384000•4/3,14•12800 ? 38 лет
    в) от Земли до Солнца:
    t С = sС /? = 150000000•4/3,14•12800 ? 14928 лет
    (за верное выполнение этапа (а) – 4 балла, этапов (б, в) – по 3 балла).
    9 класс
    1. Титан и Меркурий имеют сходную массу и размеры (2 балла), но Меркурий находится значительно ближе к Солнцу и получает от него намного больше тепла (4 балла). В разогретой атмосфере частицы имеют большие скорости и легче уходят от планеты (4 балла). Поэтому Меркурий не удержал атмосферу. Холодная атмосфера Титана значительно более устойчива.
    2. Пять планет – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн – благодаря своему яркому блеску известны людям с незапамятных времен. Николай Коперник к числу планет отнес и нашу Землю. А самые далекие планеты – Уран, Нептун и Плутон – были открыты с помощью телескопов. Таким образом, из этого списка правильным ответом считается Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн (все вместе) – 2 балла за каждую планету
    3. Орион, Ящерица, Микроскоп, Малый Лев (за каждый верный ответ по 2 очка).
    4. Свет от Солнца до Земли идёт
    Расстояние от Солнца до Нептуна в 30 раз больше, следовательно, время движения света составит 4 часа 10 минут.
    Допустимы другие варианты записи ответа: 15 000 секунд, 250 минут,
    4,167 часа. Верный ответ с обоснованием оценивается в 10
    5. ? 0,2 кг/м?. С плотностью разреженного газа (формула объема шара – 2 балла, расчет отношения объемов V/V0 = 27000 – 2 балла, расчет отношения плотностей ?/?0 ? 0,2 кг/м? – 3 балла, выяснение предполагаемого вещества – 3 бал-ла).
    6. Как известно, на северном полярном круге (широта около +66,60 ) точка летнего


    10-11 классы
    1. Небо мы видим через толстый слой воздуха. А воздух состоит из смеси мелких частичек — молекул газов, капелек воды и пылинок. Голубые световые лучи рассеиваются молекулами кислорода, находящимися в воздухе. Поэтому, когда в небе сияет солнце, мы видим синее небо (5 баллов). А когда солнце заходит, и нет лучей, которые можно рассеивать, небо темнеет. Предметы, которые не светятся сами, нам кажутся темными, когда они меньше всего освещены. Небо нам кажется темным, когда на него (а точнее, на атмосферу, окружающую Землю) попадает меньше всего света — солнечного, лунного и прочего, например, света от больших городов (5 баллов).
    2. Орион, Ящерица, Микроскоп, Малый Лев (за каждый верный ответ по 2 очка).
    3. Скорость движения не может превышать первой космической: . Время путешествия: (10 баллов)
    4. ? 0,2 кг/м?. С плотностью разреженного газа (формула объема шара – 2 балла, расчет отношения объемов V/V0 = 27000 – 2 балла, расчет отношения плотностей ?/?0 ? 0,2 кг/м? – 3 балла, выяснение предполагаемого вещества – 3 балла).
    5. При свободном падении тело проходит путь, равный, где g – ускорение свободного падения. Ускорение свободного падения находим по формуле. Подставляя значения массы и радиусов, получим, что gМеркурия=gМарса = 3,8 м/с2, следовательно, тело в свободном падении на обоих планетах пролетит одно и то же расстояние без учета трения атмосферы. (10 баллов)

    Решение каждого задания оценивается по 10-балльной системе. Большая часть из этих 10 баллов (не менее 4-5) выставляется за правильное понимание участником олимпиады сути предоставленного вопроса и выбор пути решения. Оставшиеся баллы выставляются за правильность расчетов, аккуратную и полную подачу ответа. Максимальная оценка за каждое задание одинакова и не зависит от темы, освещаемой в задании, и категории сложности. Таким образом, достигается максимальная независимость результатов школьного этапа олимпиады от конкретных предпочтений каждого школьника по темам в курсе астрономии и смежных дисциплин.

  3. VideoAnswer Ответить

  4. VideoAnswer Ответить

  5. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *