52
Asteroids and Meteorites

Asteroids)and)Meteorites - University of Arizonaadansonia.as.arizona.edu/~edo/astr170b1_spring2015/Lectures/Mar4/... · Asteroids)and)Meteorites) Asteroid)Facts) • Asteroids)are)rocky)le2overs)of)planetformaon.)

  • Upload
    ngonhu

  • View
    215

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Asteroids  and  Meteorites  

Asteroid  Facts  

•  Asteroids  are  rocky  le2overs  of  planet  forma7on.  •  Asteroids  are  cratered  and  not  round.  •  The  largest  is  Ceres,  diameter  ~1000  kilometers.    •  150,000  in  catalogs,  and  probably  over  a  million  with  

diameter  >1  kilometer.  •  Small  asteroids  are  more  common  than  large  asteroids.  •  All  the  asteroids  in  the  solar  system  wouldn’t  add  up  to  

even  a  small  terrestrial  planet.  

Asteroids  with  Moons  

•  Some  large  asteroids  have  their  own  moon.  

•  Asteroid  Ida  has  a  7ny  moon  named  Dactyl.  

Asteroid  Orbits  

•  Most  asteroids  orbit  in  the  asteroid  belt  between  Mars  and  Jupiter.  

•  Trojan  asteroids  follow  Jupiter’s  orbit.  

•  Orbits  of  near-­‐Earth  asteroids  cross  Earth’s  orbit.  

Origin  of  Asteroid  Belt  

•  Rocky  planetesimals  between  Mars  and  Jupiter  did  not  accrete  into  a  planet.  

•  Jupiter’s  gravity,  through  influence  of  orbital  resonances,  s7rred  up  asteroid  orbits  and  prevented  their  accre7on  into  a  planet.  

If  you  discover  an  asteroid  and  track  its  orbit,  you  get  to  name  it.  

 Meteorites    

Meteor  Terminology  

•  Meteorite:  a  rock  from  space  that  falls  through  Earth’s  atmosphere  

•  Meteor:  the  bright  trail  le2  by  a  meteorite  

•  Falling  star  =  meteor  

•  Bolide  =  a  really  bright  meteor  

Near  Earth  Asteroids  

Meteorite  Impact  

Chicago,  March  26,  2003  

Meteorite  Types  

1)  Primi7ve:  unchanged  in  composi7on  since  they  first  formed  4.6  billion  years  ago  

2)  Processed:  younger;  have  experienced  processes  like  volcanism  or  differen7a7on  

3)  Stony  Meteorites;    Iron  Meteorites  

Stony  Meteorite  

Iron  Meteorite  

Meteorites  from  Moon  and  Mars  

•  A  few  meteorites  arrive  from  the  Moon  and  Mars.  

•  Composi7on  differs  from  the  asteroid  fragments.  

•  A  cheap  (but  slow)  way  to  acquire  Moon  rocks  and  Mars  rocks  

Collec7ng  meteorites  in  Antarc7ca  and  other  places…  

Robert  A  Haag  has  flown  ultralight  plane  over  Sonoran  Desert  Looking  for  black  rocks.  

Finding  meteorites  in  Antarc7ca  is  big  science  business.  

Meteor  Showers  

•  Many  meteors  seeming  to  come  in  along  radiants  

Meteors  in  a  meteor  shower  appear  to  emanate  from  the  same  area  of  sky  because  of  Earth’s  mo7on  through  space.  

Tek7tes  Glassy  fragments,    Probably  formed  by  impacts  

Impacts  and  Mass  Ex7nc7ons  

K-­‐T  Boundary  •     K-­‐T  Boundary  (Cretaceous-­‐Ter7ary)  

•     There  is  an  excess  of  iridium  everywhere  on  the  Earth  at  the  layer    which  was  laid  down      65  million  years  ago.  

•     Iridium  is  rare  on  Earth,  but  is  common  in  certain  types  of  meteorites.  

•     65  million  years  ago,  there  was  a  mass  ex7nc7on,  75-­‐80%  of  all  species  died  suddenly,  including  the  dinosaurs,  pterosaurs,  ammonites  and  most  marine  rep7les  

•     A  large  impact  killed  the  dinosaurs  

Other  Mass    Ex7nc7ons  

At  least  5  other  mass  ex7nc7ons  in  the  fossil  record  

Largest  was  at  the  end  of  the  Permian  Period,  245  million  years  ago,  when  over  96%  of  the  species  alive  at  the    7me  became  ex7nct.  

There  is  no  evidence  for  a  meteor  impact  causing  any  of  the  other  mass  ex7nc7ons  

Should  we  worry?  Es7mate  that  the  odds  that  you  will  die  from  an  impact  of  an  asteroid  in    any  given  year  is  about  1  in  20,000  

NASA  has  funded  several  searches  for  NEAs  

Cause   Odds  of  Dying  in  the  US  

Motor  Vehicle  accident   1  in  100  

Murder   1  in  300  

Fire   1  in  800  

Firearms  Accident   1  in  2,500  

Electrocu7on   1  in  5,000  

Asteroid  impact   1  in  20,000  

Airplane  Crash   1  in  20,000  

Flood   1  in  30,000  

Tornado     1  in  60,000  

Venomous  Bite  or  S7ng   1  in  100,000  

Pluto  and  Charon  Kuiper  Belt  and  Comets  

Discovery  of  Pluto  

•  Pluto  was  discovered  in  1930  by  Clyde  Tombaugh  (1906  –  1997)  

•   Irregulari7es  in  the  orbit  of  Uranus  and  Neptune  lead  to  predic7ons  of  a  9th  planet    

•   The  calcula7ons  were  in  error,  but  Tombaugh  discovered  Pluto  anyway  

•  Discovery  was  at  Lowell  Observatory  in  Flagstaff,  AZ  

Tombaugh  built  his  own  telescope  in  1926,  at  age  20  Sent  his  drawings  to  the  professional  astronomers  at  Lowell  Observatory  They  hired  him  to  search  for  Pluto  

In  1932  he  went  to  college  at  the  University  of  Kansas,  received  his  B.S.  

During  WWII  he  served  in  the  Navy  and  Taught  naviga7on  

A2er  the  War,  Lowell  didn’t  have  enough  money  to  hire  Tombaugh  so  he  went  to  work  for  the  military  at  the  ballis7cs  research  labs    at  the  White  Sands  Missile  Range  in    Las  Cruces,  New  Mexico,  where  he  worked  Un7l  1973.  

Pluto’s  Moons:    Charon  and  others  •  In  1978,  it  was  discovered  that  Pluto  has  a  moon,  given  the  name  

Charon,  a2er  the  ferryman  who  ferries  dead  souls  to  the  underworld,  where  they  enter  the  realm  of  Pluto,  the  roman  god  of  the  underworld  

•   Pluto:    diameter  =  2300  km  •  Charon  diameter  =  1200  km  •  Pluto-­‐Charon  distance  =  20,000  km,  half  the  circumference  of  the  Earth  

What  is  Pluto  like?  

•  Its  moon  Charon  is  nearly  as  large  as  Pluto  itself  (probably  made  by  a  major  impact).  

•  Pluto  is  very  cold  (40  K).  •  Pluto  has  a  thin  nitrogen  atmosphere  that  will  refreeze  onto  the  surface  as  Pluto’s  orbit  takes  it  farther  from  the  Sun.  

Hubble’s  View  of  Pluto  and  Its  Moons  

Pluto’s  Orbit  –  248  Earth  years  

•  Pluto  will  never  hit  Neptune,  even  though  their  orbits  cross,  because  of  their  3:2  orbital  resonance.  

•  Neptune  orbits  three  7mes  during  the  7me  Pluto  orbits  twice.  

Is  Pluto  a  Planet?  

•  Much  smaller  than  the  terrestrial  or  jovian  planets    •  Not  a  gas  giant  like  other  outer  planets  •  Has  an  icy  composi7on  like  a  comet  •  Has  a  very  ellip7cal,  inclined  orbit  •  Has  more  in  common  with  comets  and  Kuiper  Belt  Objects  than  with  the  eight  major  planets  

•  But  it  is  spherical,  has  an  atmosphere,  and  has  moons.  

Other  Icy  Bodies  

•  There  are  many  icy  objects  like  Pluto  on  ellip7cal,  inclined  orbits  beyond  Neptune.  

•  The  largest  of  these,  Eris,  was  discovered  in  summer  2005,  and  is  even  larger  than  Pluto.  

Kuiper  Belt  Objects  

•  These  large,  icy  objects  have  orbits  similar  to  the  smaller  objects  in  the  Kuiper  belt  that  become  comets.  

•  So  are  they  very  large  comets  or  very  small  planets?  

Other  Kuiper  Belt  Objects  

•  Most  have  been  discovered  very  recently  so  liqle  is  known  about  them.  

•  NASA’s  New  Horizons  mission  will  study  Pluto  and  a  few  other  Kuiper  belt  object  in  a  planned  flyby.      

•  Launched  in  2006,  will  arrive  at  Pluto  in  2015  

Comets    

Comet  Facts  

•  Formed  beyond  the  frost  line,  comets  are  icy  counterparts  to  asteroids.  

•  Nucleus  of  comet  is  a  “dirty  snowball.”  •  Most  comets  do  not  have  tails.  •  Most  comets  remain  perpetually  frozen  in  the  outer  solar  system.    

•  Only  comets  that  enter  the  inner  solar  system  grow  tails.  

Sun-­‐Grazing  Comet  

Nucleus  of  Comet  

•  A  “dirty  snowball”  

•  Source  of  material  for  comet’s  tail  

Deep  Impact  

•  Mission  to  study  nucleus  of  Comet  Tempel  1  

•  Projec7le  hit  surface  on  July  4,  2005.  

•  Many  telescopes  studied  a2ermath  of  impact.  

Anatomy  of  a  Comet  

•  A  coma  is  the  atmosphere  that  comes  from  a  comet’s  heated  nucleus.  

•  A  plasma  tail  is  gas  escaping  from  coma,  pushed  by  the  solar  wind.  

•  A  dust  tail  is  pushed  by  photons.  

Growth  of  Tail  

Comets  eject  small  par7cles  that  follow  the  comet  around  in  its  orbit  and  cause  meteor  showers  when  Earth  crosses  the  comet’s  orbit.  

Where  do  comets  come  from?  

Kuiper  belt:  on  orderly  orbits  from  30–100  AU  in  disk  of  solar  system  

Oort  cloud:  on  random  orbits  extending  to  about  50,000  AU  

Only  a  7ny  number  of  comets  enter  the  inner  solar  system.  Most  stay  far  from  the  Sun.  

How  did  they  get  there?  

•  Kuiper  belt  comets  formed  in  the  Kuiper  belt:  flat  plane,  aligned  with  the  plane  of  planetary  orbits,  orbi7ng  in  the  same  direc7on  as  the  planets  

•  Oort  cloud  comets  were  once  closer  to  the  Sun,  but  they  were  kicked  out  there  by  gravita7onal  interac7ons  with  jovian  planets:  spherical  distribu7on,  orbits  in  any  direc7on  

Halley’s  Comet  

•  Most  comets  come  near  the  Sun  once  and  then  are  destroyed  

•   A  few  are  “periodic”  –  Halley’s  Comet  comes  by  once  every  75  years  

•   Last  7me:    1986  •   First  7me  recorded:  240  BC  •  Edmund  Halley  (pal  of  Isaac  Newton)  described  orbit  in  1705  

•   Appeared  in  1066  (omen  for  Baqle  of  the  Has7ngs)  

•  King  Harold  cowers  a2er  seeing  Halley’s  comet    •  Depic7on  in  the  Bayeux  Tapestries,  1070s  •  See  panorama  on  Wikipedia