Terestrička planeta

Terestrička planeta ili planeta Zemljinog tipa je planeta sa čvrstom površinom, za razliku od gasovitih džinova, koji se sastoje najviše od gasova.

Terestičke planete: S leva na desno: Merkur, Venera, Zemlja i Mars.

Naziv „terestrički“ je nastao od latinske reči „tera“ (lat. terra) što znači zemlja ili tlo, pa bi se atribut „terestrički“ mogao prevesti kao „zemljoliki“. Ponekad, ove planete u Sunčevom sistemu se takođe nazivaju i „unutrašnjim planetama“, mada se ova odrednica mnogo češće upotrabljava da označi položaj planete u odnosu na Zemlju, tako da su unutrašnje planete samo Merkur i Venera. Najvećim delom se sastoje od stena, malog su prečnika, prosečno oko 5 puta veće gustine od vode i imaju relativno retku atmosferu. Od gasovitih džinova su odvojeni pojasom asteroida za koji postoji pretpostavka da predstavlja ostatke neuspele, neformirane pete terestričke planete (pojas se nalazi između Marsa i Jupitera). Mada poslednja istraživanja odbacuju ovu mogućnost.

Planete Zemljinog tipa su tokom formiranja bile pod uticajem više temperature i jače gravitacije, te su zato manje i bogatije tvrđim elementima poput silicijuma i gvožđa, jer su gasovi u velikoj meri oduvani iz ovog unutrašljeg dela planetarnog sistema prilikom formiranja planeta. Struktura sve četiri terestričke planete Sunčevog sistema je slična: u njima se nalazi metalno jezgro, oko kojeg se nalazi silikatni omotač.

Od otkrivenih egzoplaneta, manji deo čine egzoplanete terestričkog tipa. Mnogo veći broj otkrivenih egzoplaneta čine gasoviti džinovi. Planete Zemljinog tipa Sunčevog sistema su: Merkur, Venera, Zemlja i Mars. Među astronomima koji koriste geofizičku definiciju planete, Mesec, Ijo, a ponekad i Evropa takođe se mogu smatrati zemaljskim planetama, kao i veliki stenoviti protoplanetski-asteroidi Palas i Vesta.[1][2][3] Termini „terestrička planeta“ i „telurska planeta“ potiču od latinskih reči za Zemlju (Terra i Tellus), pošto su ove planete, u smislu strukture, slične Zemlji. Ove planete se nalaze između Sunca i asteroidnog pojasa.

Struktura uredi

Sve terestričke planete u Sunčevom sistemu imaju istu osnovnu strukturu, kao što je centralno metalno jezgro (uglavnom gvožđe) sa okolnim silikatnim mantlom.

Veliki stenoviti asteroid 4 Vesta ima sličnu strukturu; moguće je da isto važi i za manju 21 Lutetiju.[4] Drugi stenoviti asteroid 2 Palas je otprilike iste veličine kao Vesta, ali je znatno manje gust; izgleda da nikada nije diferencirao jezgro i plašt. Zemljin Mesec i Jupiterov mesec Ija imaju slične strukture kao i zemaljske planete, ali Zemljin Mesec ima mnogo manje gvozdeno jezgro. Drugi Jovijanski mesec Evropa ima sličnu gustinu, ali ima značajan sloj leda na površini.

Terestričke planete mogu imati površinske strukture kao što su kanjoni, krateri, planine, vulkani i druge, u zavisnosti od prisustva erozivne tečnosti i/ili tektonske aktivnosti.

Zemaljske planete imaju sekundarnu atmosferu, generisanu vulkanskim gasovima ili ostacima udara kometa. Ovo je u suprotnosti sa spoljašnjim, džinovskim planetama, čija je atmosfera primarna; primarne atmosfere potiču direktno iz originalne solarne magline.[5]

Terestičke planete Sunčevog sistema uredi

 
Relativne mase terestričkih planeta Sunčevog sistema i Meseca (ovde prikazano kao Luna)
 
Unutrašnje planete (veličine prema razmeri). S leva na desno: Zemlja, Mars, Venera i Merkur.

Sunčev sistem ima četiri terestričke planete: Merkur, Veneru, Zemlju i Mars. Samo jedna Solar terestrička planeta, Zemlja, ima aktivnu hidrosferu.

Tokom formiranja Sunčevog sistema, postojalo je mnogo zemaljskih planetezimala i protoplaneta, ali većina se spojila sa četiri terestričke planete ili su ih one izbacile, tako da su samo Palas i Vesta preživeli. Neke planete su počele da srastaju i da se diferenciraju, ali su pretrpele katastrofalne sudare koji su ostavili samo metalno ili kamenito jezgro, poput 16 Psiheje[4] ili 8 Flore, respektivno.[6] Mnogi asteroidi tipa S[6] i M mogu biti takvi fragmenti.[7]

Trendovi gustine uredi

Nekomprimovana gustina zemaljske planete je prosečna gustina koju bi njeni materijali imali pri nultom pritisku. Veća nekomprimovana gustina ukazuje na veći sadržaj metala. Nekomprimovana gustina se razlikuje od prave prosečne gustine (koja se takođe često naziva „zapreminska” gustina), jer kompresija unutar jezgara planeta povećava njihovu gustinu; prosečna gustina zavisi od veličine planete, raspodele temperature i krutosti materijala kao i sastava.

Gustine zemaljskih planeta i najvećih stenovitih asteroida
Objekat Gustina (g·cm−3) Poluglavna osa (AJ)
Srednja vrednost Nekomprimovano
Merkur 5.4 5.3 0.39
Venera 5.2 4.4 0.72
Zemlja 5.5 4.4 1.0
Mars 3.9 3.8 1.52
Vesta 3.5 3.5 2.36
Palas 2.9 2.9 2.77

Nekomprimovana gustina terestričkih planeta (i velikih kamenih preostalih protoplaneta, Veste i Palasa) se kreće ka nižim vrednostima kako se rastojanje od Sunca povećava.

Zemljin Mesec ima gustinu od 3,3 g·cm−3, a Jupiterovi sateliti Ijo i Evropa su 3,5 i 3,0 g·cm−3; drugi veliki sateliti su ledeniji i obično imaju gustinu manju od 2 g·cm−3 (npr. Ganimed 1,94 g·cm−3, Kalisto 1,83 g·cm−3, Titan 1,88 g·cm−3).[8][9] Patuljaste planete Cerera, Pluton i Eris imaju gustinu od 2,2, 1,9 i 2,5 [8][9], respektivno. (U jednom trenutku Cerera se ponekad razlikovala kao 'terestrički patuljak', nasuprot Plutona kao 'ledeni patuljak', ali ta razlika više nije održiva. Sada se smatra da se Cerera formirala u spoljašnjem Sunčevom sistemu i da je sama po sebi prilično ledena.)[10][11][12]

Proračuni za procenu nekomprimovane gustine inherentno zahtevaju model strukture planete. Tamo gde su dospeli lenderi ili višestruke orbitalne letelice, ovi modeli su ograničeni seizmološkim podacima, kao i podacima o momentu inercije koji su izvedeni iz orbita letelice. Tamo gde takvi podaci nisu dostupni, neizvesnosti su neizbežno veće.[13] Nije poznato da li će se pokazati da ekstrasolarne zemaljske planete uopšte prate ovaj trend.

Ekstrasolarne zemaljske planete uredi

Većina planeta otkrivenih van Sunčevog sistema su džinovske planete, jer ih je lakše otkriti.[14][15][16] Ali od 2005. godine pronađene su stotine potencijalno terestričkih ekstrasolarnih planeta, a nekoliko je potvrđeno kao da su terestričke. Većina njih su superzemlje, odnosno planete sa masama između Zemljine i Neptunove; Super-Zemlje mogu biti gasovite planete ili terestričke, u zavisnosti od njihove mase i drugih parametara.

Verovatno je da su većina poznatih super-Zemlja zapravo gasovite planete slične Neptunu, pošto ispitivanje odnosa između mase i radijusa egzoplaneta (a samim tim i trendova gustine) pokazuje prelaznu tačku na oko dve Zemljine mase. Ovo sugeriše da je ovo tačka u kojoj se akumuliraju značajni gasni omotači. Konkretno, Zemlja i Venera su možda već blizu najveće moguće veličine pri kojoj planeta generalno može da ostane kamenita.[17] Izuzeci od ovoga su veoma bliski njihovim zvezdama (i stoga bi njihova nestabilna atmosfera bila otparena).[18]

Godine 2005, pronađene su prve planete koje kruže oko zvezde glavne sekvence i koje pokazuju znake da su zemaljske planete: Glize 876 d i OGLE-2005-BLG-390Lb. Glize 876 d kruži oko crvenog patuljka Glize 876, 15 svetlosnih godina od Zemlje, i ima masu sedam do devet puta veću od Zemlje i orbitalni period od samo dva zemaljska dana. OGLE-2005-BLG-390Lb ima oko 5,5 puta veću masu od Zemlje, kruži oko zvezde udaljene oko 21.000 svetlosnih godina u sazvežđu Škorpija. Od 2007. do 2010. godine, tri (verovatno četiri) potencijalne terestričke planete pronađene su u orbiti unutar Glize 581 planetarnog sistema. Najmanja, Glize 581e, ima samo oko 1,9 Zemljinih masa,[19] ali kruži veoma blizu zvezde.[20] Druge dve, Glize 581c i Glize 581d, kao i sporna planeta, Glize 581g, su masivnije superzemlje koje kruže u ili blizu nastanjive zone zvezde, tako da bi potencijalno mogle da budu nastanjive, sa temperaturama sličnim Zemlji.

Reference uredi

  1. ^ Types of Planets Arhivirano na sajtu Wayback Machine (6. novembar 2020), The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory LLC, 2020-07-17
  2. ^ Emily Lakdawalla et al., What Is A Planet? The Planetary Society, 21 April 2020
  3. ^ David Russell (2017) Geophysical Classification of Planets, Dwarf Planets, and Moons, v.4
  4. ^ a b Asphaug, E.; Reufer, A. (2014). „Mercury and other iron-rich planetary bodies as relics of inefficient accretion”. Nature Geoscience. 7 (8): 564—568. Bibcode:2014NatGe...7..564A. doi:10.1038/NGEO2189. 
  5. ^ Schombert, James (2004). „Lecture 14 Terrestrial planet atmospheres (primary atmospheres)”. Department of Physics. Astronomy 121 Lecture Notes. University of Oregon. Arhivirano iz originala 13. 7. 2011. g. Pristupljeno 22. 12. 2009. 
  6. ^ a b Gaffey, Michael (1984). „Rotational spectral variations of asteroid (8) Flora: Implications for the nature of the S-type asteroids and for the parent bodies of the ordinary chondrites”. Icarus. 60 (1): 83—114. Bibcode:1984Icar...60...83G. doi:10.1016/0019-1035(84)90140-4. 
  7. ^ Hardersen, Paul S.; Gaffey, Michael J.; Abell, Paul A. (2005). „Near-IR spectral evidence for the presence of iron-poor orthopyroxenes on the surfaces of six M-type asteroid”. Icarus. 175 (1): 141. Bibcode:2005Icar..175..141H. doi:10.1016/j.icarus.2004.10.017. 
  8. ^ a b NASA: Moons of Jupiter
  9. ^ a b Space: The Earth's Moon density
  10. ^ „Ice Volcanoes and More: Dwarf Planet Ceres Continues to Surprise”. septembar 2016. 
  11. ^ Castillo-Rogez, J. C.; Raymond, C. A.; Russell, C. T.; et al. (12. 9. 2017). „Dawn at Ceres: What Have we Learned?” (PDF). Committee on Astrobiology and Planetary Science. 
  12. ^ Michael Carroll (2019). „Ceres: The First Known Ice Dwarf Planet”. Ice Worlds of the Solar System. 
  13. ^ „Course materials on "mass-radius relationships" in planetary formation.” (PDF). caltech.edu. Arhivirano (PDF) iz originala 22. 12. 2017. g. Pristupljeno 2. 5. 2018. 
  14. ^ Carole Haswell, Transiting Exoplanets Arhivirano 7 novembar 2015 na sajtu Wayback Machine
  15. ^ Michael Perryman, The Exoplanet Handbook Arhivirano 7 novembar 2015 na sajtu Wayback Machine
  16. ^ Sara Seager, Exoplanets Arhivirano 7 novembar 2015 na sajtu Wayback Machine
  17. ^ Chen, Jingjing; Kipping, David (2016). „Probabilistic Forecasting of the Masses and Radii of Other Worlds”. The Astrophysical Journal. 834 (1): 17. S2CID 119114880. arXiv:1603.08614 . doi:10.3847/1538-4357/834/1/17. Pristupljeno 27. 7. 2021. 
  18. ^ Siegel, Ethan (30. 6. 2021). „It's Time To Retire The Super-Earth, The Most Unsupported Idea In Exoplanets”. Forbes. Pristupljeno 27. 7. 2021. 
  19. ^ „Lightest exoplanet yet discovered”. ESO (ESO 15/09 – Science Release). 21. 4. 2009. Arhivirano iz originala 5. 7. 2009. g. Pristupljeno 15. 7. 2009. 
  20. ^ Mayor, Michel; Bonfils, Xavier; Forveille, Thierry; et al. (2009). „The HARPS search for southern extra-solar planets, XVIII. An Earth-mass planet in the GJ 581 planetary system” (PDF). Astronomy and Astrophysics. 507 (1): 487—494. Bibcode:2009A&A...507..487M. S2CID 2983930. arXiv:0906.2780 . doi:10.1051/0004-6361/200912172. Arhivirano iz originala (PDF) 21. 5. 2009. g. 

Spoljašnje veze uredi