Úvod do planetologie

Sylabus

1. Vznik sluneční soustavy. Základní fakta o tělesech sluneční soustavy. Exoplanety. Některé důležité otázky současného planetologického výzkumu. Informace, ze kterých při studiu vycházíme.

2. Povrch jako integrovaný záznam vývoje tělesa. Určování stáří povrchu. Statistiky kráterů. Topografické anomálie a jeho vztah k dějům v nitru tělesa. Dynamická topografie, elastická flexe, izostaze.

3. Gravitační pole. Rozvoj gravitačního pole do řady sférických funkcí. Gravitační momenty a složky tenzoru setrvačnosti. Odhad vnitřní struktury tělesa, Darwin-Radauova rovnice.

4. Deformace těles. Základní vztahy mechaniky kontinua, reologický popis materiálů. Vztah deformace, topografie a gravitačních anomálií, admitance.

5. Tepelná bilance planet a měsíců. Rovnice přenosu tepla, kondukce a konvekce. Boussinesquova a další aproximace. Radioaktivní teplo, despinning a teplo získané akrecí a diferenciací. Další zdroje tepla. Simulace termálního vývoje tělesa.

6. Rotace těles. Hydrostatický tvar. Pohyby rotační osy - Liouvillovy rovnice. Vázaná rotace. Slapy. Slapové brzdění a teplo uvolněné slapovou deformací. Aproximace anelastického chování - Maxwellův, Kelvinův, Bourgersův a Andradeův model. Q-faktor.

7. Terestrická tělesa ve sluneční soustavě - co o nich víme a jak je studujeme. Základní otázky. Scénáře tepelného vývoje. Možná existence vody na Marsu.

8. Planety vnější sluneční soustavy a jejich měsíce. Přehled posledních poznatků a základních otázek.

9. Otázka existence života ve sluneční soustavě a na exoplanetách. Možné formy života a jejich transfer ve vesmíru. Podmínky existence života. Mars, Europa, Enceladu a Titan a jejich astrobiologický potenciál.

10. Ledové měsíce a jejich podzemní oceány. Teplo potřebné k udržení kapalné vody - stabilita oceánů. Matematický popis systému voda-led. Kryovulkanismus na Evropě a Enceladu. Metanový cyklus na Titanu a další otázky spojené s jeho atmosférou.

11. Exoplanety.

Anotace

Studium měsíců a planet sluneční soustavy a v poslední době také exoplanet patří mezi významné úkoly současného fyzikálního výzkumu. Přednáška seznamuje se základními postupy planetologického výzkumu, a to zejména s důrazem na fyzikální studium vnitřní stavby a termálního vývoje planet a jejich měsíců (určování stáří povrchu, rotace a deformace těles, jejich vnitřní struktura a tepelná bilance, vlastnosti základních fyzikálních polí apod.).

Pozornost je věnována také možné existenci podpovrchových oceánů na ledových tělesech (např. Europa) a atmosférickým jevům (Venuše, Mars, Titan).