TÄHTITIETEEN PERUSTEET Laskuharjoitukset 4 1. Vuonna 2002

TÄHTITIETEEN PERUSTEET
Laskuharjoitukset 4
1. Vuonna 2002 eräs tutkimusryhmä julkaisi tulokset Linnunradan keskustassa 8,3 kpc:n
etäisyydellä olevan supermassiivisen mustan aukon massalle. Massan arvio perustui mustaa
aukkoa kiertävän tähden paikkojen mittauksiin pitkällä aikavälillä 1992-2002. Arvioi
mahdollisimman tarkasti alla olevan kuvan perusteella keskustassa olevan mustan aukon
massa, jos tähden kiertorata oletetaan taivaan tasoon. Mitä oletuksia laskussa tarvitaan?
2. Pluto ja sen kumppani Charon muodostavat läheisen kaksoissysteemin. Charonin
kiertoajaksi on mitattu 6.39 vrk ja systeemin yhteiseksi massaksi on saatu 1.36x1022 kg.
Kuinka kaukana Charon kiertää Plutosta? Pluton halkaisija on 2390 km ja Charonin 1200
km. Pluton visuaalinen magnitudi oppositiossa on n. 14. Kuinka suuri on Pluton magnitudi,
kun Charon kulkee Pluton pinnan editse?
3. Newton pystyi laskemaan Auringon massan Ms ja planeetan massan Mp suhteen ilman
gravitaatiovakion G arvoa käyttäen planeettaa kiertävän kuun tietoja hyväkseen. Osoita että
2
𝑅𝑝 3 𝑇𝑚
𝑀𝑠
=( ) ( )
𝑀𝑝
𝑅𝑚
𝑇𝑝
missä Rp ja Rm ovat planeetan ja kuun etäisyydet keskuskappaleesta, sekä Tm ja Tp ovat
vastaavat kiertoajat (oleta ympyräradat). Arvioi Auringon massa Maan massoissa em.
kaavan avulla käyttäen taulukkokirjasta löytyviä arvoja.
4. Laske kuinka suuri on Auringon halkaisija asteina Merkuriuksessa, kun Merkuriuksen
kiertoaika Auringon ympäri on 88 vuorokautta ja Auringon läpimitta Maasta katsottuna on
0.5 astetta.
5. Marsin massa on 6.42×1023 kg ja säde 3397 km. Laske painovoiman kiihtyvyys Marsin
pinnalla ja pakonopeus pinnalta. Satelliitti kiertää Marsia ympyräradalla, jonka korkeus
pinnasta on 200 km. Mikä on satelliitin kiertoaika ja ratanopeus?
6. Halleyn komeetan kiertoaika Auringon ympäri on 76 vuotta ja radan eksentrisyys on
e=0.9673.
a. Mikä on Halleyn komeetan radan isoakselin puolikas?
b. Mikä on Auringon massa kilogrammoissa?
c. Kuinka kaukana Auringosta ja kuinka lähellä Aurinkoa komeetta käy?
d. Mitkä ovat komeetan ratanopeudet perihelissä ja aphelissä?