4.7 – Planeternes temperaturer

I de foregående kapitler, har vi set på, hvordan en planets aksehældning og kredsløb, generelt kan påvirke temperaturen, og dermed muligheden for at liv vil kunne opstå. Lad os nu blive mere konkrete omkring planeters temperatur, ved at bruge hvad du har lært om varmestråling, i dette kapitel. For en planet i ligevægt, er T den temperatur, hvor den mængde energi en planet udstråler, er i ligevægt med den energi planeten absorberer. Hvis en planet er varmere end denne ligevægt, vil den udstråle mere energi end den absorberer i form af sollys, og derved vil dens temperatur falde. Hvis en planet er køligere end denne ligevægt, vil den udstråle mindre energi end den absorberer i form af sollys, og dens temperatur vil stige. Mængden af absorberet og udstrålet energi, er kun i balance ved ligevægtstemperaturen.

Som afstanden til Solen øges, falder planeternes temperaturer, og temperaturen skal være omvendt proportional med kvadratet på afstanden (se Matematiske værktøjer 4.4). Figur 4.22 afbilleder planeternes (og dværgplaneten Plutos) faktiske og de forudsagte temperaturer. Hvor lodret orange bjælke, viser det temperaturområde, som findes på overfladen af planeterne (eller i gasgiganternes tilfælde, ved toppen af planetens skyer). De sorte prikker, viser forudsigelserne af temperaturen, beregnet ved hjælp af ligningen i Matematiske værktøjer 4.4. Samlet set, er forudsigelserne ikke alt for langt væk fra de faktiske temperaturer, hvilket indikerer, at vores grundlæggende forståelse af, hvorfor planeterne har de temperaturer de har, sandsynligvis er ret tæt på sandheden. Data fra Merkur, Mars og Pluto, passer særligt godt.

Figur 4.22 – Forudsagte temperaturer for planeterne og dværgplaneten Pluto, baseret på ligevægten mellem absorberet sollys og udstrålet varmestråling, er her sammenlignet med intervallerne af de observerede overfladetemperaturer. Nogle forudsigelser er korrekte, andre er ikke.

I nogle tilfælde, er disse forudsigelser dog forkerte. For Jorden og kæmpeplaneterne, er de faktisk målte temperaturer, en smule højere end de forudsagte temperaturer, og for Venus er den faktiske overfladetemperatur meget højere end den forudsagte. Bemærk dog, at værdien på de forudsagte temperaturer er baseret på, at temperaturen på planeten er den samme over alt. Dette er tydeligvis ikke sandt, da planeter sandsynligvis vil være varmere på dagssiden end på nattesiden. Forudsigelserne antager også, at en planets eneste energikilde, er sollyset der falder på planeten, og det albedo (mængden af sollys der reflekteres), er konstant for hver planet. Der er også den antagelse, at planeter absorberer og udstråler energi ud i rummet, på samme måde som sortlegemer, og som vi tidligere har nævnt, er virkelige objekter ikke perfekte sortlegemer i forhold til udstråling/absorption af stråling.

De uoverensstemmelser der er, mellem den beregnede og den faktiske temperatur for nogle af planeterne, viser, at for disse planeter, må nogle af eller alle disse forudsætninger og antagelser være forkerte. Spørgsmålet om, hvorfor disse planeter er varmere end forudsigelsen, vil føre til en række nye og spændende indblik i, hvordan disse planeter fungerer. For eksempel, vil astronomerne være nødt til at overveje, om planeten har sin egen energikilde ud over sollys, og om planeten har en atmosfære. Forståelse af planeternes temperaturer, gør det muligt for os, at tænke over, hvorfor livet kan have udviklet sig her på Jorden, i stedet for på en anden planet i Solsystemet.

I det næste kapitel, skal vi se på de mange og varierende værktøjer, som astronomerne bruger til at registrere de lyssignaler, som kommer fra Solsystemet og andre objekter, og lære at dechifrere betydningen af disse signaler.

Næste afsnit →