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What is the nebular theory of solar system formation?

What is the nebular theory of solar system formation?

Description

School: University of Alabama - Tuscaloosa
Department: MUTH
Course: Intro To Astronomy
Professor: Ronald buta
Term: Spring 2017
Tags: solar system, comets, asteroids, terrestrial, jovian, and Exoplanets
Cost: 50
Name: AY 101- Test Two Study Guide
Description: This is the study guide for the test on chapters 6-10
Uploaded: 02/28/2017
5 Pages 58 Views 3 Unlocks
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AY 101: Test Two Study Guide


What is the nebular theory of solar system formation?



Answering questions from the handouts, with a few bonuses

Chapter Six: Solar System Formation

1. The Nebular Hypothesis states that our solar system formed from a solar nebula with an  initial rotation by the process of gravitational collapse.

a. Nebula: a large, often irregular looking type of astronomical object whose  material lies between the stars; found in what astronomers call the interstellar  medium.

b. Gravitational Collapse: occurs when part of an interstellar cloud is cold enough  for gravity to overcome the cloud’s random thermal motions.

2. Planetesimals small objects that started out as tiny particles that grew over time through  condensation. These can collide together and form larger bodies through the process of  accretion. 


What is the process in which planetesimals gain materials to form larger objects called?



a. Accretion: when planetesimals have a high enough velocity to collide and merge  with others to the point where it gathers a significant gravitational pull to draw in  all the other planetesimals in its orbit, thus clearing its orbital path.

3. Terrestrial planets are mostly made of rock and metal, and are located closer to the sun  where they were able to form more solid outer layers.

a. Jovian planets are located outside the frost line in the outer solar system, much  farther away from the sun. There, they developed thick atmospheres due to their  massive sizes, but were not close enough to the Sun for their surfaces to condense  into solids, so they are essentially liquid planets. We also discuss several other topics like How do you rearrange an equation?

i. Frost line: the largest distance from the Sun that will allow terrestrial 


Which of the terrestrial planets is closest to the sun?



planets to form. Due to the fact that gases farther away from the sun will  condense into ices, and these ices get pulled in by the gravity of the 

massive planets to form liquid surfaces.

4. Radiometric dating means using the number of radioactive particles to determine the age  of very old materials. It works by measuring the number radioactive isotopes in a sample, then working backwards by how many half­lives are presumed to have passed since the  material was formed. We also discuss several other topics like What is sensory adaptation and how does it occur?

a. Isotopes: atoms that have more neutrons than protons, and become very unstable  and often radioactive.

b. Half­life: the amount of time it takes for one half the amount of radioactive  isotopes to decay into other, more stable elements (known constants).

5. We have determined that the solar system is about billion years old by using radiometric  dating on unaltered meteorites.

a. Meteorite: a meteor (very small planetesimals) that crashed to the surface of the  earth without burning up in the atmosphere.

Chapter Seven: Terrestrial Planets

6. Mercury, being a planet inside the frost line, is a terrestrial planet. However, it is more  like the moon than the earth because it has no atmosphere.

7. Venus has a very thick atmosphere made up mostly of CO2 gas that have caused a  runaway greenhouse effect. Besides that, its sulfuric acid clouds make it a wholly  uninhabitable planet.

a. Greenhouse effect: when certain gasses with more reflective properties act as a  sort of filter in the atmosphere of a planet that traps incoming heat from nearby  stars to hear up the exterior of the planet. 

b. The effect becomes runaway when there are too many gasses in the atmosphere  and so much heat is built up that more gases are produced to make the effect even  worse, which eventually superheats the atmosphere of the planet. We also discuss several other topics like How can one decide on policies?

8. The Earth’s atmosphere is mostly made up of nitrogen and oxygen, which is odd because  they are some of the rarer elements in the universe, and for them so show up in such a  concentrated sample is miraculous.

a. The earth appears blue because the elements in its atmosphere (nitrogen and  oxygen) tend to reflect blue light from the sun in the day time. This is also what  the oceans reflect, adding to the blue color.

9. The moon is too small to hold an atmosphere because of its location relevant to the Sun.  Other planets that are the same size or smaller can be found with an atmosphere, but only  because they are located far away enough from the Sun’s solar winds.

a. Surface gravity depends on the size of a world, and indicates its ability to draw in  gases from space.

b. Lunar maria are the smooth, dark lowlands that can be seen on the moon. c. Lunar highlands are the rougher surfaces that show up as the lighter areas seen on  the moon. 

i. These are considered to be the older areas that are visible on the moon. 10. Mars is red for the same reason that the earth is blue: the elements that are found on its  surface and in its atmosphere reflect red waves of light the most, likely because of the  abundance of iron oxide that found on the surface of Mars. Don't forget about the age old question of What is the meaning of sexual contact?

a. Lightening­shaped streaks on the surface of Mars coming down from its  mountains are evidence that water once flowed on the planet, but it likely froze or  evaporated long ago. If you want to learn more check out What is pattern recognition?
Don't forget about the age old question of What is the concept of social construction of reality?

11. Location relevant to the sun primarily determines the amount of heat a planet receives. 12. The bigger the planet it, the more geologically active it will be, and the warmer it will be  on the interior of the planet. Mass also determines the surface gravity a planet will have. 13. Surface gravity is the main force responsible for keeping an atmosphere over a planet.

Chapter Eight: Jovian Planets

1. A “dipole magnetic field” refers to an electromagnetic field that develops out of a planet  with magnetic lines that are able to divert away certain electromagnetic wavelengths, and 

these line converge at the magnetic poles of that planet. This location is determined by  the interior shape of the planet.

a. The earth has a magnetic field because the conductive metals in its inner layers  get heated and charged under the earth’s surface, creating a net charge at the top  and bottom of the planet that attracts other elements of similar magnetic  affiliation.

2. Without a magnetic field, or magnetosphere, the earth would be bombarded by harmful  electromagnetic rays that would kill most if not all life on Earth. These waves get sent to  Earth when the force of the Sun’s emission (solar wind) shoots the waves at us, but they  do not cross the magnetic field lines. Instead they travel along the lines and are dissipated before entering the atmosphere.

a. There are some places on Earth where the harmful waves do make it to the  atmosphere, but only as charged photons that emit light when they interact with  the earth’s atmosphere. These locations are the Arctic and Antarctic circles, where this interaction between the atmosphere and the charged particles create the  aurora borealis.

3. Jovial planets are mostly made of gas and ice, so they have a very thick atmosphere, but  not solid surfaces.

a. Jupiter spins so fast that its thick atmosphere streaks in large bands across its  visible atmosphere.

b. The “Great Red Spot” is a giant anti­hurricane about the size of the earth that has  been raging for hundreds of years,

4. Jupiter’s clouds are made of hydrogen compounds, and its overall atmosphere is mostly  hydrogen and helium. The surface below, however, is completely liquefied. a. Jupiter is unique in that it is the only place in the solar system that has liquid  hydrogen.

5. Saturn is a bit smaller than Jupiter, but is still considered a massive gas giant. It has  generally the same composition, but due its distance from the Sun, a cold haze surrounds  the planet and masks its bands of atmosphere, like those seen on Jupiter.

6. The rings of Saturn are made millions of incredible small planetesimals that are mostly  ice and rock. These circle the planet in a disk shape that is extremely thin, only about 1.5  miles.

7. The Cassini Division in Saturn’s rings is the result of orbital resonance with Saturn’s  moon, Mimas, which has an orbital period that is exactly twice the orbital period of the  fragments in the division.

a. The orbital resonance means that the moon pulls as the fragments in the exact  same spot, causing them to be pulled slightly out of their normal orbit and to  bump into surrounding fragments, thus clearing that orbital path.

b. The shepherd satellites Pandora and Prometheus reign over the F­ring of Saturn  and hold a number of fragments in a very thin line with their equal but opposite  gravities.

8. The moons of Jupiter (Io, Europa, Ganymede and Callisto) are all either the same size as,  or larger than, Earth’s moon. The first three, are also in orbital resonance with each other, and thus have some interesting characteristics.

a. Io is volcanically active due to the tidal heating that is caused by the orbital  resonance of the moons. A significant tidal bulge causes it to warp, creating  friction and therefore geologic activity within the moon.

9. A subsurface ocean is a body of liquid substance (usually water) that forms underneath a  layer of ice that coats the entire world. A subsurface ocean can be found on Europa, a  moon of Jupiter.

Chapter Nine: Asteroids and Comets

1. Asteroids are large planetesimals that are generally made of metal and rock. 2. Asteroids are mostly found in the Asteroid Belt located in between Jupiter and Mars. 3. Typical asteroids are about 1,000 km wide, but are oblong in shape which results in a  boomerang­like rotation.

4. A comet nucleus is a condensed mass made up of rock and ice that forms in the Kuiper  Belt. A typical comet is only a few miles wide.

5. Although a comet is very similar to an asteroid in that it is a colorless rock, but only  when it is in the far reaches of the system. When the comet’s orbital period takes it close  enough to the Sun, the ices that have formed evaporate straight to a gas, skipping a liquid  phase—a process called sublimation.

6. The coma of a comet is the temporary atmosphere that forms around the comet’s nucleus  as it passes the sun. This atmosphere will soon be blown away by the Sun’s solar winds. 7. Comets develop tails because, as the ices that make up the nucleus sublimate, the solar  wind from the Sun blows the coma outwards and away from it, creating two tails. a. The dust tail, made up of rock particles that become dislodged as the ices  sublimate. 

b. The gas tail is made up of the sublimated ices.

8. The dust tail curves around towards the orbital path of the comet because it is the heavier  of the two tails. The gas tail is much lighter than the gas tail, and so points directly away  from the Sun as it is blown away by the solar winds.

9. The tails will always point away from the Sun, so their direction will rotate to  accommodate the position of the Sun as the comet passes through its orbit. a.

b. http://www.universetoday.com/wp

content/uploads/2013/02/comet_orbit_diagram.jpg 

10. The orbital of a comet is always very elliptical, with very long orbital periods.  Chapter Ten: Exoplanets

1. An exoplanet is a planetary object that orbits an alien star.

2. We cannot see exoplanets with telescopes, like we can planets in our own system,  because of their immense distance from us, but we can use other methods to detect them. 3. A center of mass is the point at which two object of varying sizes are balanced at, like the point on a pencil where it will balance the heavy eraser and lighter tip. Pluto and Ceres  orbit around a center of mass, and so do not have a perfectly straight orbit, but a slight  wobble.

4. The radial velocity method is a method of detecting exoplanets by observing stars that  have a slight wobble in their orbit, which is measurable through the Doppler effect. The  wobble means that the star shares a center of mass with another object, most likely a  planet.

a. Since the force of gravity between two objects is determined by their relative  masses and the distance between them, we can also determine the mass and orbit  size of the planet orbiting the alien star, because the bigger the wobble is, the  larger the planet is and the larger the orbit is.

5. The other method for detecting exoplanets is by measuring their transit, or the amount  that their star dims when the planet passes in front of it. This only works if the planet’s  orbit is edge­on to us observing from Earth.

a. A light curve is a graphical representation of the dip in the brightness of the star  caused by the transit. This tells us the size of the planet because larger planets will block more light from reaching us, resulting in a larger dip in brightness.

6. If both of the detection methods are used on the same exoplanet, we can determine the  density of that planet because we will have gathered information on the size and mass of  that planet.

TO BE CONTINUNED. . .

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