Saturno

Ehi, Terrestri Piatti! Hai scelto il pianeta sbagliato!

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Recentemente, straordinario astrofotografo planetario Damian Peach ottenuto l'accesso all'1 metro CileScope (in, um, Cile), ed è stato in lacrime postare immagini semplicemente fantastiche di Saturno e Giove che ha portato con sé.

Lui ha preso Questo il 26 febbraio 2017, alle 06:46 UTC, ed è meraviglioso:

Giove ripreso da Damian PeachIngrandire

Giove, visto dalla Terra il 26 febbraio 2017. Credit: Damian Peach



Non è il Giove che vedi di solito, perché la famosa Grande Macchia Rossa (e un po' meno famosa ovale BA) non sono visibili. Sono dall'altra parte del pianeta, il che fa sembrare Giove stranamente nudo. Non sono visibili nemmeno lune o ombre lunari. Questa non è una visione insolita del pianeta - il punto è dall'altra parte della metà del tempo, dopotutto! - ma non è lo scatto che di solito vedi pubblicato.

Devo ammettere che, quando l'ho visto, il mio primo pensiero è stato, oh, è carino, ma dove sono tutte le cose divertenti?! Il mio cervello può essere un cretino, a volte. Dopotutto, questa è una magnifica foto di Giove, e meglio di quanto potessero fare i telescopi professionali quando ero un bambino e mi sono innamorato per la prima volta dell'astronomia!

Ma poi il mio cervello ha compensato il suo scempio inventando un pensiero davvero divertente. Aspetto , ha detto, puoi davvero vedere quanto è oblato Giove!

Ah, sì, cervello. Ben fatto. Voi potere Guardalo. Oblatezza è il termine che i tipi scientifici usano per descrivere quanto sia appiattita una sfera. In effetti, non chiamiamo più un tale oggetto una sfera; diventa un sferoide , la versione tridimensionale di un'ellisse ruotata attorno a uno dei suoi due assi. Se fai ruotare un'ellisse attorno al suo asse lungo, ottieni uno sferoide prolato, simile a un pallone da calcio o da rugby. Giralo attorno all'asse corto e ottieni uno sferoide oblato: una sfera appiattita. Siediti su un pallone da spiaggia e avrai l'idea.

Giove è altamente oblato, secondo solo a Saturno nella sua deviazione dalla sfericità*. Per renderlo più facile da vedere, ho preso l'immagine di Peach e ho sovrapposto un cerchio centrato su Giove come meglio potevo:

l'uomo nell'alto castello nuova stagione
Giove segnato con un cerchio per mostrare la sua oblatezzaIngrandire

Giove, schiacciato. Credito: Damian Peach

Il cerchio ha un diametro uguale al diametro polare di Giove (la distanza tra i suoi poli nord e sud), e puoi vedere che è corto lungo l'equatore. Nell'immagine con cui ho giocherellato, il diametro polare di Giove è di 900 pixel e il suo diametro equatoriale di 960 pixel. È circa il 7% più largo di quanto sia alto! Quello è un rapporto di appiattimento di circa 1:15, che è abbastanza vicino a quello che vedo elencato per Giove online. Non male considerando che ho fatto tutto questo a mano libera.

Allora, perché Giove è oblato? Rotazione! Il giorno di Giove, il tempo necessario per girare una volta, è poco meno di 10 ore, meno di mezza giornata terrestre. Questo crea una formidabile forza centrifuga**. Questa è la stessa forza che senti su una giostra o su una di quelle piattaforme rotanti che inducono il vomito nei campi da gioco, la forza che ti proietta verso l'esterno. La forza centrifuga è diretta verso l'esterno e dipende dalla velocità di rotazione e dalla distanza dall'asse di rotazione.

Per un pianeta rotante come Giove, la forza centrifuga è 0 ai poli, perché sei sopra l'asse di rotazione lì. Diventa più forte con latitudini più basse, fino a raggiungere un massimo all'equatore, perché lì hai massimizzato la tua distanza dall'asse di rotazione. Poiché è una forza verso l'esterno, contrasta la forza di gravità verso l'interno.

Beh, lo contrasta un po'. La forza verso l'interno della gravità di Giove alla sommità delle nuvole (la superficie che vediamo) è circa 2,5 volte quella della Terra; se pesi 150 libbre sulla Terra peseresti 375 libbre su Giove!

Ma sull'equatore, questo è mitigato dalla forza centrifuga, che ammonta a circa 1/5nsdella gravità terrestre. Quindi, se potessi stare sulle nuvole ai poli di Giove, peseresti 375 libbre, ma all'equatore peseresti solo 345 libbre! Uff***.

Ed è per questo che Giove è oblato, con un pronunciato rigonfiamento equatoriale . Se fosse semplicemente seduto lì, sarebbe una sfera quasi perfetta. ma gira, veloce , quindi all'equatore la forza centrifuga proietta il materiale un po' verso l'esterno, facendolo lì più largo.

Per inciso, come ho detto, Saturno è più oblato di Giove , anche se è più piccolo e gira un po' più lentamente. Come mai? Perché la sua gravità è inferiore a quella di Giove! In cima alle nuvole, la sua gravità è solo un po' più alta di quella della Terra, o metà di quella di Giove. Ma all'equatore di Saturno, la forza centrifuga è di circa 1/6nsLa gravità terrestre. È inferiore alla forza esterna di Giove, ma non staresti combattendo l'enorme gravità di Giove, lì. Quindi, il rapporto tra la forza centrifuga e la gravità è più alto su Saturno che su Giove, rendendo il pianeta splendidamente inanellato più oblato.

Come quello di Giove, puoi vedere l'oblatezza di Saturno attraverso un telescopio, ma anche se è più piatto può essere più difficile da vedere perché gli anelli ci fanno perdere la prospettiva. Una volta che lo vedi, però, è abbastanza ovvio. Noterò che la gravità di un pianeta è correlata alla sua dimensione e densità. Saturno è enorme, ma ha una densità molto bassa; in media inferiore all'acqua!**** Ecco perché la sua gravità è così sorprendentemente inferiore a quella di Giove.

Penso che sia piuttosto interessante. Puoi dire molto su un pianeta semplicemente misurando alcune cose di base su di esso, come quanto è grande, quanto velocemente gira e che forma ha.

Quindi, immagino di dover perdonare il mio cervello dopo il suo sfogo iniziale. Il seguito è stato abbastanza buono.

P.S. Damian Peach è abbastanza buono con i dati di Giove della NASA , pure.

personaggi di guerre dei cloni di guerre stellari 2003

* Che è facile da scrivere, ma piuttosto difficile da dire ad alta voce.

** Che è non una forza fittizia, ma è abbastanza reale in un telaio rotante, e non deve essere confusa con l'accelerazione centripeta, che è essenzialmente la stessa cosa ma in un telaio non rotante .

*** Se potessi far ruotare la Terra, peseresti di meno anche all'equatore. Ma come piano dimagrante, non lo consiglierei. Tanto per cominciare, far girare la Terra più velocemente significherebbe uragani molto più forti . Inoltre, l'energia necessaria per far girare il nostro pianeta più velocemente fonderebbe la superficie fino alla crosta. Quindi, ci sono alcuni problemi con esso. Inoltre, correzione: inizialmente ho sbagliato i calcoli. All'equatore è 2,5 g verso l'interno - 0,2 g verso l'esterno, quindi la forza su di te sarebbe 2,3 volte la tua massa, o 345 libbre.

**** La battuta standard è che se mettessi Saturno in una vasca da bagno galleggerebbe... ma lascerebbe un anello.



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