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Clemson - ASTR 1010 - Astronomy 1010 (Amber Porter) Study Guide for

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Clemson - ASTR 1010 - Astronomy 1010 (Amber Porter) Study Guide for

School: Clemson University
Department: Astronomy
Course: Solar System Astronomy
Professor: Brittan
Term: Winter 2016
Tags: astronomy
Name: Astronomy 1010 (Amber Porter) Study Guide for Test 3 ~ In progress!
Description: This study guide covers the materials for test 3
Uploaded: 11/12/2017
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background image Astronomy 1010 (Amber Porter) Study Guide for Test 3 ~ In progress! Magnetic Sun and its impact on Earth Magnetic fields are created by moving charges (electrons)
Solar dynamo: converting kinetic energy into electricity  Sun is a plasma  → that means it is an ionized has (an electron is removed), so the
sun being made of plasma is why those moving charges form a magnetic field 
The sun’s magnetic field is very complex  The magnetic field lines of the sun wind up and form loops 
This is due to the sun’s differential rotation (rotation rate of plasma varies w/ 
solar latitude) 
We know the sun has a magnetic field…
Spectral lines are created by electrons absorbing or emitting photons or light  These spectral lines can be split by the presences of a magnetic field – 
Zeeman Effect 
Heliosphere: the area that our sun’s magnetic field reaches – encompassing the 
solar system – so this is the sun’s sphere of influence 
Active regions studied at different heights in solar system 
Magnetogram 
Magnetic polarity of sunspot Black  = magnetism pointing in toward sun’s core White = magnetism pointing out towards us Solar scientists want to understand the relationship between active regions, 
changes in the magnetic field, and the large­scale eruptions (CMEs and flares) 
so they can better predict “storms” and their consequence on Earth.
Solar Cycle 
The Sun’s magnetic field changes every 11 years → which affects the number of 
active regions.  Most easily tracked through how many sunspots appear on the 
Sun’s surface
Sunspots often occur in pairs linked by magnetic field line
Gas of chromosphere becomes trapped along the field lines à  Solar prominence + filaments Solar cycle  
The solar cycles affects the number of active regions.  Most easily tracked 
through how many sunspots appear on the Sun’s surface
Sunspots often occur in pairs linked by magnetic field line
Gas of chromosphere becomes trapped along the field lines
background image à  Solar prominence + filaments Coronal holes and the solar wind
Particles from the Sun can escape the star where magnetic field lines are open (do
not connect)
Coronal holes are therefore where the solar wind escapes Seen as dark spots on the chromosphere Effects on Earth: Pretty and Powerful
Most solar wind particles are deflected around planets with strong magnetic 
fields 
Some solar wind particles infiltrate the magnetosphere near the poles  Typical solar wind speeds = 400 km/s (1 million mph) With CME, particles can travel closer to 750 km/s and carry with them strong 
magnetic fields
Pretty version of these storms is enhanced auroral activity at lower latitudes 
than usual on Earth
Aurora borealis (Northern lights) and Aurora Australis (Southern lights) Molecules in Earth’s atmosphere are excited by solar wind particles causing 
them to emit light
Solar flare effects can reach Earth in tens of minutes, but the effects of CMEs 
can take several days to reach the planet.  
Both of these solar storms bring X­rays, energetic particles, and intense 
ultraviolet radiation to Earth’s atmosphere
X­rays and UV photons can ionize atoms in Earth’s atmosphere thus freeing 
electrons which can build up on spacecraft.  When charge dissipates, the 
spacecraft electronics can be damaged
Earth’s ionosphere (part of atmosphere) can also be heated and become 
inflated à extra drag on satellites pulling them into lower orbits and distorts 
radio signals sent by spacecraft 
Earth’s magnetic field become distorted and induces electrical currents that 
can create surges in power lines causing severe power outages 
Also, astronauts are exposed to higher levels of radiation during solar storms Future of the Sun
5 billion years in the future… 
sun’s increasing radius will vaporize Earth or will potentially lose its 
gravitational pill on Earth and will send us out into the unknown 
Planetary Geology Terrestrial worlds have layered interiors
The Core 
Core of Earth is larger than planet Mercury
background image Metallic layer made of nickel and iron The Mantle
Rocky layer beneath crust and surrounding core Solid, but can flow Composed of minerals made from Silicon, Oxygen, etc. The Crust 
Outer skin of a world Composed of rock such as granite and basalt Layers are created by differentiation
Gravity pulled higher density material to centers of planets causing lower density 
material to rise to the top
Hence, metals sank to the deep interior while less dense rock was driven towards 
the surface
Size of each terrestrial’s layers influence our theories about how the solar system 
bodies formed
ex: the moon is thought to be formed from rocky debris blasted off Earth à it 
has a small core b/c there would have been very few high­density materials to 
sink to center
How do we know what the inside of planets are like?
Seismic waves Comparing a planet’s overall average density to the density of its surface rock Micro changes in the gravitational field expected by a spacecraft can help us map 
how mass is distributed within a planet
Presence of a magnetic field Composition of volcanic rocks Creation of a magnetic field
High heat and pressure: convection currents in soft mantle and liquid outer core Movement of liquid nickel iron outer core creates Earth's magnetic field 1. Interior region of electrically conducting fluid
2. Convection in that layer of fluid
3. Moderately rapid rotation a. Earth meets all 3 requirements à strong magnetic field
b. Moon is not convecting à No magnetic field
c. Mars is not convecting à No magnetic field
d. Venus likely has molten core, but it’s rotation period is 243 days à 
No magnetic field e. Mercury à Surprising magnetic field because it has a 59 day rotation and is small Geological activity shapes the surface of planets
Impact cratering

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