home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ ftp.pasteur.org/FAQ/ / ftp-pasteur-org-FAQ.zip / FAQ / astronomy / faq / part5 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  2003-05-08  |  73.7 KB

  1. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!newsfeed.stanford.edu!headwall.stanford.edu!newshub.sdsu.edu!news-xfer.cox.net!cox.net!border3.nntp.aus1.giganews.com!border1.nntp.aus1.giganews.com!nntp.giganews.com!news.airnews.net!cabal12.airnews.net!cabal11.airnews.net!sn-xit-03!sn-xit-06!sn-post-01!supernews.com!corp.supernews.com!not-for-mail
  2. From: jlazio@patriot.net
  3. Newsgroups: sci.astro,sci.answers,news.answers
  4. Subject: [sci.astro] Solar System (Astronomy Frequently Asked Questions) (5/9)
  5. Approved: news-answers-request@MIT.EDU
  6. Followup-To: poster
  7. Date: 07 May 2003 19:37:20 -0400
  8. Organization: Posted via Supernews, http://www.supernews.com
  9. Message-ID: <llfznquy4v.fsf@adams.patriot.net>
  10. Sender: jlazio@adams.patriot.net
  11. Summary: This posting addresses frequently asked questions about the
  12.     solar system.
  13. User-Agent: Gnus/5.0808 (Gnus v5.8.8) Emacs/20.7
  14. MIME-Version: 1.0
  15. Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
  16. X-Complaints-To: abuse@supernews.com
  17. Lines: 1466
  18. Xref: senator-bedfellow.mit.edu sci.astro:414142 sci.answers:15217 news.answers:251070
  19.  
  20. Last-modified: $Date: 2002/05/04 00:00:01 $
  21. Version: $Revision: 3.13 $
  22. URL: http://sciastro.astronomy.net/
  23. Posting-frequency: semi-monthly (Wednesday)
  24. Archive-name: astronomy/faq/part5
  25.  
  26. ------------------------------
  27.  
  28. Subject: Introduction
  29.  
  30.  sci.astro is a newsgroup devoted to the discussion of the science of
  31. astronomy.  As such its content ranges from the Earth to the farthest
  32. reaches of the Universe.
  33.  
  34.  However, certain questions tend to appear fairly regularly.  This
  35. document attempts to summarize answers to these questions.
  36.  
  37.  This document is posted on the first and third Wednesdays of each
  38. month to the newsgroup sci.astro.  It is available via anonymous ftp
  39. from <URL:ftp://rtfm.mit.edu/pub/usenet/news.answers/astronomy/faq/>,
  40. and it is on the World Wide Web at
  41. <URL:http://sciastro.astronomy.net/sci.astro.html> and
  42. <URL:http://www.faqs.org/faqs/astronomy/faq/>.  A partial list of
  43. worldwide mirrors (both ftp and Web) is maintained at
  44. <URL:http://sciastro.astronomy.net/mirrors.html>.  (As a general note,
  45. many other FAQs are also available from
  46. <URL:ftp://rtfm.mit.edu/pub/usenet/news.answers/>.)
  47.  
  48. Questions/comments/flames should be directed to the FAQ maintainer,
  49. Joseph Lazio (jlazio@patriot.net).
  50.  
  51. ------------------------------
  52.  
  53. Subject: E.00 Sun, Moon, and Planets
  54.  
  55. [Dates in brackets are last edit.]
  56.  
  57.     E.01 How did the solar system form? [2000-07-15]
  58.     E.02 Has anyone attempted to discern details of the star that went
  59.          supernova and formed our local group of stars? [2002-05-04]
  60.     E.03 What is the "Solar Neutrino Problem"? [1997-07-01]
  61.     E.04 Could the Sun be part of a binary (multiple) star system?
  62.          [1995-08-27]
  63.     E.05 When will the Sun die?  How? [1995-08-23]
  64.     E.06 What happens to the planets when the Sun dies? [2000-03-17]
  65.     E.07 Could the Sun explode? [1995-07-07]
  66.     E.08 How are solar system objects and features named? [1995-11-29]
  67.     E.09 Where can I find pictures and planetary data? (ref)
  68.     E.10 Could Jupiter become a star? [1995-07-07]
  69.     E.11 Is Pluto a planet?  Is Ceres?  Is Titan? [1995-08-18]
  70.     E.12 Additional planets:
  71.       12.1 What about a planet (Planet X) outside Pluto's orbit?
  72.            [2000-05-21]
  73.       12.2 What about a planet inside Mercury's orbit? [1996-11-20]
  74.     E.13 Won't there be catastrophes when the planets align in the
  75.          year 2000? [2000-07-15]
  76.     E.14 Earth-Moon system:
  77.       14.1 Why doesn't the Moon rotate? [1997-10-01]
  78.       14.2 Why does the Moon always show the same face to the 
  79.            Earth? [1997-10-01]
  80.       14.3 Is the Moon moving away from the Earth? (and why is Phobos
  81.            moving closer to Mars?) [1997-06-04]
  82.       14.4 What was the origin of the Moon? [1998-11-04]
  83.     E.15 What's the difference between a solar and lunar eclipse?
  84.          Where can I find more information about eclipses?
  85.          [2001-01-17] 
  86.     E.16 What's the Oort Cloud and Kuiper Belt? [1998-02-28]
  87.     E.17 Asteroid Impacts
  88.       17.1 What would be the effects of an asteroid impact on the
  89.          Earth? [1998-04-14]
  90.       17.2 What can we do about avoiding impacts? [2000-01-26]
  91.       17.3 I heard that an asteroid was going to hit the Earth?!
  92.          [2000-01-26]
  93.     E.18 What's the difference between meteoroids, meteors, and
  94.          meteorites? [1998-04-14]
  95.     E.19 How do we know that meteorites are from the Mars? (or the
  96.          Moon?) [2002-05-04]
  97.  
  98. ------------------------------
  99.  
  100. Subject: E.01 How did the solar system form?
  101. Author:  Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>
  102.  
  103. Any theory of the formation of the solar system must explain at least
  104. the following two observations: First, the planets, with the exception
  105. of Pluto, orbit in almost the same plane (the "ecliptic").  Second,
  106. the inner four planets are small and rocky, while the outer four
  107. planets are large and gaseous.  One theory that does a reasonably good
  108. job of explaining these observations is the disk model.
  109.  
  110. The Sun is thought to have formed by the collapse of a large
  111. interstellar gas cloud.  The original cloud was probably thousands of
  112. times larger than the present solar system.  Initially the cloud had a
  113. very slow rotation rate (it's essentially impossible for one of these
  114. clouds to have a rotation rate of exactly zero).  As it collapsed, it
  115. began rotating faster (much like a skater will spin faster if she
  116. pulls her arms to her sides---this principle is known as the
  117. "conservation of angular momentum").  The collapse process is not 100%
  118. efficient, though, so some of the material did not fall into the
  119. proto-Sun.  This rotating gas that was left behind settled into a
  120. disk.
  121.  
  122. In addition to gas, interstellar clouds can also contain dust.
  123. Therefore, the rotating disk consisted of dust grains and gas.  In the
  124. process of settling into a disk---and even after the disk had
  125. formed---the dust grains began to collide and stick together.
  126. Initially quite small, this process of colliding dust grains sticking
  127. together (known as "accretion") began to build up larger dust grains.
  128. The accretion process continued with large dust grains accreting to
  129. form small pebbles, small pebbles accreting to form large pebbles,
  130. pebbles forming rocks, rocks forming boulders, etc.  Initially this
  131. process is quite random: Two dust grains collide only if their paths
  132. happen to cross.  However, as particles became larger, they exert a
  133. larger gravitational force and attract smaller particles to them.
  134. Hence, once started, the accretion process can actually speed up.
  135.  
  136. The collapse process itself can generate considerable heat.
  137. Furthermore, as the Sun's mass grew, it eventually reached the point
  138. at which fusion reactions in its core could be sustained.  The result
  139. was that there was a heat source in the middle of the disk: the inner
  140. parts of the disk were warmer than the outer parts.
  141.  
  142. In the inner part of the disk, only those materials which can remain
  143. solid at high temperatures could form the planets.  That is, the dust
  144. grains were composed of materials such as silicon, iron, nickel, and
  145. the like; as these materials accrete they form rocks.  Farther from
  146. the early Sun, where the disk was cooler, there were not only dust
  147. grains but also snowflakes---primarily ice flakes of water, methane,
  148. and ammonia.  In the outer parts of the disk, not only could dust
  149. grains accrete to form rocks, but these snowflakes could accrete to
  150. form snowballs.
  151.  
  152. Water, methane, and ammonia are relatively abundant substances,
  153. particularly compared to substances formed from silicon, iron, etc.
  154. In the inner part of the solar system, where only rocks could remain
  155. solid, we therefore expect small planets, whereas in the outer solar
  156. system, where both rocks and ices could remain solid, we therefore
  157. expect large planets.  (Not only did the gaseous planets form from
  158. more abundant substances, they also had more raw material from which
  159. to form.  Just compare the size of Earth's orbit to that of Jupiter's
  160. orbit.)
  161.  
  162. The formation of the giant planets, particularly Jupiter and Saturn,
  163. deserves an additional comment.  It is currently thought that they
  164. formed from a run-away accretion process.  They started accreting
  165. slowly and probably initially were quite rocky.  However, once their
  166. mass reached about 10--15 times that of Earth, their gravitational
  167. force was so strong that they could attract not only other rocks and
  168. snowballs around them, but also some of the gas in the disk that had
  169. not frozen into an ice.  As they attracted more material, their
  170. gravitational force increased, thereby attracting even more material
  171. and increasing their gravitational force even more.  The result was
  172. run-away accretion and large planets.
  173.  
  174. One of the problems with this scenario for the formation of Jupiter,
  175. though, is that it seems to take longer than the disk may have
  176. existed.  The conventional scenario predicts that Jupiter might have
  177. taken several million years to form.  Alan Boss (2000, Astrophysical
  178. Journal, vol. 536, p. L101) has suggested that the conventional model
  179. for the formation of Jupiter is wrong.  His work indicates that a
  180. giant planet might also form from small, unstable clumps in the disk.
  181. Rather than being "bottom-up," like the conventional model, his
  182. "top-down" idea is that an entire region of the disk might become
  183. unstable and collapse quite quickly, perhaps in only a few hundred
  184. years.
  185.  
  186. One of the results of finding planets around other stars is the
  187. realization that this model does not require the planets to always
  188. have been in the same orbits as they have today.  Interactions between
  189. the planets, particularly the giant planets, and the disk of material
  190. could have resulted *migration*.  The giant planets may moved inward
  191. or outward from their current locations during their formation.  If
  192. planets can migrate during or shortly after their formation, it makes
  193. it easier to explain the presence of Uranus and Neptune.  A
  194. straightforward application of the above model encounters a slightly
  195. embarrassing problem:  The time to form Uranus and Neptune is longer
  196. than the age of the solar system.  If, however, these planets formed
  197. at a closer distance, then migrated outward, it may be easier to
  198. understand why Uranus and Neptune are at their current distances from
  199. the Sun.  (See Science magazine, vol. 286, 1999 December 10 for more
  200. details.)
  201.  
  202. ------------------------------
  203.  
  204. Subject: E.02 Has anyone attempted to discern details of the star that went
  205.    supernova and formed our local group of stars?
  206. Author: Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>
  207.  
  208. There's one reason, and possibly two, why this cannot be done.
  209.  
  210. First, our local group of stars is not the group of stars near the Sun
  211. when it formed.  All stars have some small random motion, in addition
  212. to their general revolution about the center of the Milky Way Galaxy.
  213. This random motion is typically 10 km/s.  Moreover, in the solar
  214. neighborhood, stars tend to have roughly the same velocity (~ 200
  215. km/s), but stars slightly closer to the Galactic center have a smaller
  216. orbit than stars slightly farther away from the Galactic center.  The
  217. combination of these factors means that, over the roughly 20 Galactic
  218. orbits that the Sun has completed since it first began fusing hydrogen
  219. in some molecular cloud, its sister stars have dispersed all over the
  220. Galaxy.  They are all probably at roughly the same distance from the
  221. Galactic center as the Sun, but some might be on the other side of the
  222. Galaxy by now.
  223.  
  224. Second, when referring to a supernova and the formation of the Sun,
  225. most people have in mind the hypothesis that the solar system's
  226. formation began as the result of a supernova shock wave impinging on a
  227. molecular cloud.  This hypothesis was proposed to account for the
  228. presence of very short-lived isotopes in meteorites.  For instance,
  229. the decay products of Aluminum-26 have been found in meteorites.  The
  230. half-life of Al-26 is less than 1 million years.  Thus, the hypothesis
  231. asserts that, in order for any substantial amount of Al-26 to have
  232. been incorporated into solar system meteorites, there must have been a
  233. supernova (within which Al-26 can be made) quite close to the nascent
  234. solar system.
  235.  
  236. This hypothesis is being challenged.  Recent Chandra X-ray Observatory
  237. observations have shown that young stars may be much more energetic
  238. than the Sun is currently,
  239. <URL:http://chandra.harvard.edu/press/01_releases/press_090601solar.html>.
  240. If so, then it is possible that some of the X-ray flares produced by
  241. the young Sun might have been enough to explain some or all of the
  242. unusual isotopes found in meteorites.  Thus, no supernova might be
  243. required to explain the presence of the solar system.
  244.  
  245.  
  246. ------------------------------
  247.  
  248. Subject: E.03 What is the "Solar Neutrino Problem?"
  249. Author: Bruce Scott TOK <bds@ipp-garching.mpg.de>, 
  250.     Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>
  251.  
  252. A middle-aged main-sequence star like the Sun is in a slowly-evolving
  253. equilibrium, in which pressure exerted by the hot gas balances the
  254. self-gravity of the gas mass. Slow evolution results from the star
  255. radiating energy away in the form of light, fusion reactions occurring
  256. in the core heating the gas and replacing the energy lost by
  257. radiation, and slow structural adjustment to compensate the changes in
  258. entropy and composition.
  259.  
  260. We cannot directly observe the center, because the mean-free path of a
  261. photon against absorption or scattering is very short, so short that
  262. the radiation-diffusion time scale is of order 10 million years.  In
  263. other words, the energy produced in the Sun's center and carried by
  264. photons takes about 10 million years to make its way to the Sun's
  265. surface.  But the main proton-proton reaction (PP1) in the Sun
  266. involves emission of a neutrino:
  267.  
  268.         p + p --> D + positron + neutrino(0.26 MeV),
  269.  
  270. which is directly observable since the cross-section for interaction
  271. with ordinary matter is so small (0.26 MeV is the average energy
  272. carried away by the neutrino).  Essentially all the neutrinos escape
  273. the Sun. Of course, this property also makes it difficult to detect
  274. the neutrinos. The first experiments by Davis and collaborators,
  275. involving large tanks of chloride fluid placed underground, could only
  276. detect higher-energy neutrinos from small side-chains in the solar
  277. fusion:
  278.  
  279.         PP2:    Be(7) + electron --> Li(7) + neutrino(0.80 MeV),
  280.         PP3:    B(8) --> Be(8) + positron + neutrino(7.2 MeV).
  281.  
  282. Recently, however, the GALLEX experiment, using a gallium-solution
  283. detector system, has observed the PP1 neutrinos to provide the first
  284. unambiguous confirmation of proton-proton fusion in the Sun.
  285.  
  286. There are some discrepancies, however.  
  287.  
  288. 1. The first, and most well-known, "solar neutrino problem" is that
  289. every experiment has measured a shortfall of neutrinos. About one- to
  290. two-thirds of the neutrinos expected are observed, depending on
  291. experimental error. In the case of GALLEX, the data read 80 units
  292. where 120 are expected, and the discrepancy is about two standard
  293. deviations.
  294.  
  295. 2. The second solar neutrino problem arises when one compares the
  296. number of neutrinos detected at various detectors.  The Kamiokande
  297. experiment detects neutrinos by their interaction with water while the
  298. experiment by Davis uses chlorine.  One can use the Kamiokande
  299. experiment to predict how many neutrinos can be detected in Davis'
  300. experiment.  The observed number is only 80% that of the predicted
  301. number.
  302.  
  303. 3. The third problem arises when one compares how many neutrinos are
  304. expected from the various processes shown above.  The observed number
  305. of neutrinos in the gallium experiments can be compared with the
  306. number expected from the PP1 process and from the PP3 process, after
  307. accounting for the fact that the gallium experiments only see a
  308. fraction of the PP3 process neutrinos.  The observed number agrees
  309. with the expected number.  But that means that the PP2 process cannot
  310. contribute any neutrinos.
  311.  
  312. To explain these various shortfall, one of two things must be the
  313. case: (1) the temperature in the Sun's core is slightly less than we
  314. think it is, or (2) something happens to the neutrinos during their
  315. flight over the 150-million-km journey to Earth. A third possibility
  316. is that the Sun undergoes relaxation oscillations in central
  317. temperature on a time scale shorter than 10 Myr, but since no one has
  318. a credible mechanism this alternative is not seriously entertained.
  319.  
  320. (1) The fusion reaction rate is a very strong function of the
  321. temperature, because particles much faster than the thermal average
  322. account for most of it. Reducing the temperature of the standard solar
  323. model by 6 per cent would entirely explain GALLEX; indeed, Bahcall has
  324. ublished an article arguing that there may be no solar
  325. neutrino problem at all. However, the community of solar
  326. seismologists, who observe small oscillations in spectral line
  327. strengths due to pressure waves traversing through the Sun, argue that
  328. such a change is not permitted by their results.
  329.  
  330. (2) A mechanism (called MSW, after its authors) has been proposed, by
  331. which the neutrinos self-interact to periodically change flavor
  332. between electron, muon, and tau neutrino types. Here, we would only
  333. expect to observe a fraction of the total, since only electron
  334. neutrinos are detected in the experiments. (The fraction is not
  335. exactly 1/3 due to the details of the theory.) Efforts continue to
  336. verify this theory in the laboratory. The MSW phenomenon, also called
  337. "neutrino oscillation", requires that the three neutrinos have finite
  338. and differing mass, which is also still unverified.
  339.  
  340. To use explanation (1) with the Sun in thermal equilibrium generally
  341. requires stretching several independent observations to the limits of
  342. their errors, and in particular the earlier chloride results must be
  343. explained away as unreliable (there was significant scatter in the
  344. earliest ones, casting doubt in some minds on the reliability of the
  345. others).  Further data over longer times will yield better statistics
  346. so that we will better know to what extent there is a
  347. problem. Explanation (2) depends of course on a proposal whose
  348. veracity has not been determined. Until the MSW phenomenon is observed
  349. or ruled out in the laboratory, the matter will remain open.
  350.  
  351. In summary, fusion reactions in the Sun can only be observed through
  352. their neutrino emission. Fewer neutrinos are observed than expected,
  353. by two standard deviations in the best result to date. This can be
  354. explained either by a slightly cooler center than expected or by a
  355. particle-physics mechanism by which neutrinos oscillate between
  356. flavors. The problem is not as severe as the earliest experiments
  357. indicated, and further data with better statistics are needed to
  358. settle the matter.
  359.  
  360. References:
  361.  
  362. [0] The main-sequence Sun: D. D. Clayton, Principles of Stellar Evolution
  363.     and Nucleosynthesis, McGraw-Hill, 1968. Still the best text.
  364. [0] Solar neutrino reviews: J. N. Bahcall and M. Pinsonneault, Reviews of
  365.     Modern Physics, vol 64, p 885, 1992; S. Turck-Chieze and I. Lopes,
  366.     Astrophysical Journal, vol 408, p 347, 1993. See also J. N. Bahcall,
  367.     Neutrino Astrophysics (Cambridge, 1989); J. N. Bahcall, "Solar
  368.     Neutrinos: Where We Are, Where We Are Going," 1996, Astrophysical
  369.     Journal, vol. 467, p. 475.
  370. [1] Experiments by R. Davis et al: See October 1990 Physics Today, p 17.
  371. [2] The GALLEX team: two articles in Physics Letters B, vol 285, p 376
  372.     and p 390. See August 1992 Physics Today, p 17. Note that 80 "units" 
  373.     correspond to the production of 9 atoms of Ge(71) in a solution 
  374.     containing 12 tons Ga(71), after three weeks of run time!
  375. [3] Bahcall arguing for new physics: J. N. Bahcall and H. A. Bethe,
  376.     Physical Review D, vol 47, p 1298, 1993; against new physics: J. N. 
  377.     Bahcall et al, "Has a Standard Model Solution to the Solar Neutrino 
  378.     Problem Been Found?", preprint IASSNS-94/13 received at the National
  379.     Radio Astronomy Observatory, 1994.    
  380. [4] The MSW mechanism, after Mikheyev, Smirnov, and Wolfenstein: See the
  381.     second GALLEX paper.
  382. [5] Solar seismology and standard solar models: J. Christensen-Dalsgaard 
  383.     and W. Dappen, Astronomy and Astrophysics Reviews, vol 4, p 267, 1992;
  384.     K. G. Librecht and M. F. Woodard, Science, vol 253, p 152, 1992. See
  385.     also the second GALLEX paper. 
  386.  
  387. ------------------------------
  388.  
  389. Subject: E.04 Could the Sun be part of a binary (multiple) star system?
  390. Author: Bill Owen <wmo@wansor.jpl.nasa.gov>, 
  391.     Steve Willner <swillner@cfa.harvard.edu>
  392.  
  393. Very unlikely.  In the 1980's there was proposed a small companion, nicknamed
  394. Nemesis, in a 26-million-year highly eccentric orbit, to explain apparent
  395. periodicities in the fossil extinction record.  However, these periodicities
  396. have turned out to be more imagined than real, so the driver for the existence
  397. of Nemesis is gone.
  398.  
  399. Furthermore, such an object would be relatively close by, bright enough in the
  400. infrared to have been detected easily by IRAS, and its high proper motion
  401. should have been detected by astrometrists long ago.
  402.  
  403. One very slim possibility is that a very faint companion now located
  404. near the aphelion of an eccentric orbit is not ruled out.  Such an
  405. object would be hard to detect because its proper motion would be
  406. small.  It's not clear, however, that an orbit consistent with the
  407. lack of detection would be stable for the Sun's lifetime.
  408.  
  409. So the chances are that there exist no stellar companions to our Sun.
  410.  
  411. ------------------------------
  412.  
  413. Subject: E.05 When will the Sun die?  How?
  414. Author: Erik Max Francis <max@alcyone.com>
  415.  
  416. The Sun is a yellow, G2 V main sequence dwarf.  Yellow dwarfs live 
  417. about 10 billion years (from zero-age main sequence to white dwarf 
  418. formation), and our Sun is already about 5 billion years old.
  419.  
  420. Main sequence stars (like our Sun) are those that fuse hydrogen into
  421. helium, though the exact reactions vary depending on the mass of the
  422. star.  The main sequence phase is by far the most stable and
  423. long-lived portion of a star's lifetime; the remainder of a star's
  424. evolution is almost an afterthought, even though the results of that
  425. evolution are what are most visible in the night sky.  As the Sun
  426. ages, it will increase steadily in luminosity.  In approximately 5
  427. billion years, when the hydrogen in the Sun's core is mostly
  428. exhausted, the core will collapse---and, consequently, its temperature
  429. will rise---until the Sun begins fusion helium into carbon.  Because
  430. the helium fuel source will release more energy than hydrogen, the
  431. Sun's outer layers will swell, as well as leaking away some of its
  432. outer atmosphere to space.  When the conversion to the new fuel source
  433. is complete, the Sun will be slightly decreased in mass, as well as
  434. extending out to the current orbit of Earth or Mars (both of which
  435. will then be somewhat further out due to the Sun's slightly decreased
  436. mass).  Since the Sun's fuel source will not have increased in
  437. proportion to its size, the blackbody power law indicates that the
  438. surface of the Sun will be cooler than it is now, and will become a
  439. cool, deep red.  The Sun will have become a red giant.
  440.  
  441. A few tens or hundreds of millions of years after the Sun enters its 
  442. red giant phase (or "helium main sequence"; the traditional main 
  443. sequence is occasionally referred to as the hydrogen main sequence to 
  444. contrast the other main sequences that a massive star enters), the Sun 
  445. will begin to exhaust its fuel supply of helium.  As before, when the 
  446. Sun left the (hydrogen) main sequence, the core will contract, which 
  447. will correspondingly lead to an increase in temperature in the core.
  448.  
  449. For very massive stars, this second core collapse would lead to a 
  450. carbon main sequence, where carbon would fuse into even heavier 
  451. elements, such as oxygen and nitrogen.  However, the Sun is not 
  452. massive enough to support the fusion of carbon; instead of finding 
  453. newer fuel sources, the Sun's core will collapse until degenerate 
  454. electrons---electrons which are in such a compressed state that their 
  455. freedom of movement is quantum mechanically restricted---smashed 
  456. together in the incredible pressures of the gravitational collapse, 
  457. will halt the core's collapse.  Due to the energy radiated away during 
  458. the process process of the formation of this electron-degenerate core, 
  459. the atmosphere of the Sun will be blown away into space, forming what 
  460. astronomers call a planetary nebula (named such because it resembles a 
  461. planetary disk in the telescope, not because it necessarily has 
  462. anything to do with planets).  The resulting dense, degenerate core is 
  463. called a white dwarf, with a mass of something like the Sun compressed 
  464. into a volume about that of the Earth's.
  465.  
  466. White dwarfs are initially extremely hot.  But since the white dwarf
  467. is supported by degenerate electrons, and has no nuclear fuel to speak
  468. of to create more heat, they have no alternative but to cool.  Once
  469. the white dwarf has cooled sufficiently---a process which will take
  470. many billions of years---it is called an exhausted white dwarf, or a
  471. black dwarf.
  472.  
  473. ------------------------------
  474.  
  475. Subject: E.06 What happens to the planets when the Sun dies?
  476. Author: Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>
  477.  
  478. A couple of possibilities exist.  Prior to forming a planetary nebula,
  479. a low-mass star (i.e., one with a mass similar to that of the Sun)
  480. forms a red giant.  Planets close to the star are engulfed in the
  481. expanding star, spiral inside it, and are destroyed.  In our own solar
  482. system, Mercury and Venus are doomed.
  483.  
  484. As the star expands to form a red giant, it also starts losing mass.
  485. All stars lose mass.  For instance, the Sun is losing mass.  However,
  486. at the rate at which the Sun is currently losing mass, it would take
  487. over 1 trillion years (i.e., 100 times longer than the age of the
  488. Universe) for the Sun to disappear.
  489.  
  490. When a star enters the red giant phase, the rate at which it loses
  491. mass can accelerate.  The mass of a star determines how far a planet
  492. orbits from it.  Thus, as the Sun loses mass, the orbits of the other
  493. planets will expand.  The orbit of Mars will almost certainly expand
  494. faster than the Sun does, thus Mars will probably not suffer the same
  495. fate as Mercury and Venus.  It is currently an open question as to
  496. whether the Earth will survive or be engulfed.
  497.  
  498. The orbits of planets farther out (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune,
  499. and Pluto) will also expand.  However, they will not expand by much
  500. (less than double in size), so they will remain in orbit about the Sun
  501. forever, even after it has collapsed to form a white dwarf.
  502.  
  503. (Any planets around a high-mass star would be less lucky.  A high-mass
  504. star loses a large fraction of its mass quickly in a massive explosion
  505. known as a supernova.  So much mass is lost that the planets are no
  506. longer bound to the star, and they go flying off into space.)
  507.  
  508. As for the material in the planetary nebula, it will have little
  509. impact on the planets themselves.  The outer layers of a red giant are
  510. extremely tenuous; by terrestrial standards they are a fairly decent
  511. vacuum!
  512.  
  513. ------------------------------
  514.  
  515. Subject: E.07 Could the Sun explode?
  516. Author: Erik Max Francis <max@alcyone.com>
  517.  
  518. The short answer is no; the detailed answer depends entirely on what is
  519. meant by "explode."  The Sun doesn't have anything like enough mass to
  520. form a Type 2 supernova (whose progenitors are supergiants), which
  521. require more than about 8 solar masses; thus the Sun will not become a
  522. supernova on its own.
  523.  
  524. "Novae" arise from an accumulation of gases on a collapsed object,
  525. such as a white dwarf or a neutron star.  The gas comes from a nearby
  526. companion (usually a distended giant).  Although nova explosions are
  527. large by human standards, they are not nearly powerful enough to
  528. destroy the star involved; indeed, most novae are thought to explode
  529. repeatedly on time scales of years to millenia.  Since the Sun is not
  530. a collapsed object, nor does it have a companion---let alone a
  531. collapsed one---the Sun cannot go (or even be involved in) a nova.
  532.  
  533. Under conditions not well understood, the accumulation of gases on a
  534. collapsed object may produce a Type 1 supernova instead of an ordinary
  535. nova.  This is similar in principle to a nova explosion but much larger;
  536. the star involved is thought to be completely destroyed.  The Sun will
  537. not be involved in this type of explosion for the same reasons it will
  538. not become a nova.
  539.  
  540. When the Sun evolves from a red giant to a white dwarf, it will shed its
  541. atmosphere and form a planetary nebula; but this emission could not
  542. really be considered an explosion.
  543.  
  544. ------------------------------
  545.  
  546. Subject: E.08 How are solar system objects and features named?
  547. Author: Bill Owen <wmo@wansor.jpl.nasa.gov>,
  548.      Gareth Williams <gwilliams@cfa.harvard.edu>
  549.  
  550. Comets are named for their discoverers, up to three names per comet.
  551.  
  552. Minor planets are named by the Small Bodies Names Committee of the
  553. International Astronomical Union Commission 20.  Discoverers of minor
  554. planets may propose names to the SBNC and minor planets have been
  555. named to honor all sorts of famous (and some not so famous) people and
  556. animals in all walks of life.
  557.  
  558. Planetary satellites are named by the Working Group for Planetary
  559. System Nomenclature of the IAU, in consultation with the SBNC (mainly
  560. to avoid conflicts of names), and they *usually* defer to the
  561. discoverer's wishes.  Names of satellites are usually taken from Greek
  562. mythology or classical literature.
  563.  
  564. Features on Solar System bodies are named by the same commission, generally
  565. following a specific theme for each body.  For instance, most features on Venus
  566. are named in honor of famous women, and volcanos on Io are named for gods and
  567. goddesses of fire.
  568.  
  569. For additional discussion, see
  570. <URL:http://seds.lpl.arizona.edu/billa/tnp/names.html>.
  571.  
  572. The IAU Planetary System Nomenclature Working Group's Web site,
  573. <URL:http://wwwflag.wr.usgs.gov/nomen/nomen.html>, has an extensive
  574. discussion, as well as lists of names.
  575.  
  576. ------------------------------
  577.  
  578. Subject: E.09 Where can I find pictures and planetary data?
  579.  
  580. See Part 1 of this FAQ, and
  581. <URL:http://seds.lpl.arizona.edu/billa/tnp/>,
  582. <URL:ftp://phobos.sscl.uwo.ca/pub/Space>,
  583. <URL:http://bang.lanl.gov/solarsys/>,
  584. <URL:http://www-pdsimage.wr.usgs.gov/PDS/public/mapmaker/mapmkr.htm>,
  585. and <URL:http://wwwflag.wr.usgs.gov/USGSFlag/Space/>.
  586.  
  587. ------------------------------
  588.  
  589. Subject: E.10 Could Jupiter become a star?
  590. Author: Erik Max Francis <max@alcyone.com>
  591.  
  592. A star is usually defined as a body whose core is hot enough and under
  593. enough pressure to fuse light elements into heavier ones with a
  594. significant release of energy.  The most basic (and easiest, in terms of
  595. the temperatures and pressures required) type of fusion involve the
  596. fusion of four hydrogen nuclei into one helium-4 nucleus, with a
  597. corresponding release of energy (in the form of high-frequency photons).
  598. This reaction powers the most stable and long-lived class of stars, the
  599. main sequence stars (like our Sun and nearly all of the stars in the
  600. Sun's immediate vicinity).
  601.  
  602. Below certain threshold temperatures and pressures, the fusion reaction
  603. is not self-sustaining and no longer provides a sufficient release of
  604. energy to call said object a star.  Theoretical calculations indicate
  605. (and direct observations corroborate) that this limit lies somewhere
  606. around 0.08 solar masses; a near-star below this limit is called a brown
  607. dwarf.
  608.  
  609. By contrast, Jupiter, the largest planet in our solar system, is only
  610. 0.001 masses solar.  This makes the smallest possible stars roughly 80
  611. times more massive than Jupiter; that is, Jupiter would need something
  612. like 80 times more mass to become even one of the smallest and feeblest
  613. red dwarfs.  Since there is nothing approaching 79 Jupiter masses of
  614. hydrogen floating around anywhere in the solar system where it could be
  615. added to Jupiter, there is no feasible way that Jupiter could become a
  616. star.
  617.  
  618. ------------------------------
  619.  
  620. Subject: E.11 Is Pluto a planet?  Is Ceres?  Is Titan?
  621. Author: Andy Rivkin <asrivkin@lowell.edu>
  622.  
  623. While on the face of it, this seems a reasonably easy question with a
  624. simple answer, like the "When does the 21st Century begin?" question
  625. there is no hard and fast rule, no committee of astronomers who decide
  626. these things.  The best rule of thumb is that if people think
  627. something's a planet, it is.  Common criteria include orbiting the Sun
  628. rather than another body (although sticklers find this troublesome)
  629. and being "large".  Some have suggested using "world" as a neutral
  630. term for an interesting solar system body.  The word "planet"
  631. originally meant "wanderer", so using a strict definition, everything
  632. in the solar system is a planet!
  633.  
  634. When Pluto was discovered in 1930, there was no question as to whether
  635. it was a planet.  The predictions made at the time imagined it to be
  636. at least the size of the Earth.  As better data became available with
  637. the discovery of Pluto's moon Charon allowing the determination of a
  638. mass for Pluto, and with Pluto and Charon eclipsing each other in the
  639. late 1980's--early 1990's, it was found that Pluto is much smaller
  640. than the Earth, with a diameter of roughly 2300 km (or about 1400
  641. mi.).  In the last several years, a number of small bodies at about
  642. the same distance from the Sun as Pluto have been discovered,
  643. prompting some to call Pluto the "King of the Kuiper Belt" (the Kuiper
  644. Belt is a postulated population of comets beyond Neptune's orbit) and
  645. rally for its demotion from bona-fide planet to overgrown comet.
  646.  
  647. Is Pluto a planet?  It depends on what one thinks is necessary to
  648. bestow planetary status.  Pluto has an atmosphere and a satellite.  Of
  649. course, Titan has a much larger atmosphere, and the tiny asteroid Ida
  650. has a satellite.  Most astronomers would probably consider stripping
  651. Pluto of its status akin to stripping [the U.S. states of] Connecticut
  652. or Vermont of statehood because Texas and Alaska later joined.
  653.  
  654. Is Ceres a planet?  Like Pluto, when it was first discovered there was
  655. no doubt that it was.  Within a few years, however, Pallas, Vesta and
  656. Juno were discovered.  While Ceres is the largest asteroid, the
  657. second, third and fourth largest asteroids are roughly half its size,
  658. compared to Pluto, which is about ten times larger than the Kuiper
  659. Belt objects found so far.  Ceres is also not thought to have
  660. undergone large-scale geological processes such as vulcanism, although
  661. Vesta has.  The consensus is probably that neither Ceres nor any other
  662. asteroid is a "planet", though they are interesting bodies in their
  663. own right.
  664.  
  665. Is Titan a planet?  In the 1940's a methane atmosphere was discovered
  666. around Titan, making it the only satellite with a substantial
  667. atmosphere.  This atmosphere has long prevented observations of the
  668. surface, frustrating the attempts of Voyager 1 and 2 and leading
  669. theorists to suggest a Titan-wide global ocean of carbon compounds.
  670. Recent observations have been able to penetrate to the surface of
  671. Titan, showing tantalizing glimpses of what may be continents on the
  672. surface.  The atmosphere combined with Titan's large size have led
  673. some to consider Titan a "planet", but what about Ganymede, which is
  674. larger, or Mercury which is smaller and has no atmosphere?  Again, the
  675. general consensus is that satellites are not planets.
  676.  
  677. ------------------------------
  678.  
  679. Subject: E.12 Additional planets:
  680.  
  681. In addition to the questions answered here, addition info is at
  682. <URL:http://seds.lpl.arizona.edu/billa/tnp/hypo.html>
  683.  
  684. ------------------------------
  685.  
  686. Subject: E.12.1 What about a planet (Planet X) outside Pluto's orbit?
  687. Author: Ron Baalke <baalke@kelvin.jpl.nasa.gov>, 
  688.      contributions by Bill Owen <wmo@wansor.jpl.nasa.gov>,
  689.      edited by Steve Willner <swillner@cfa.harvard.edu>
  690.  
  691. Pluto was discovered from discrepancies in the orbits of Uranus and
  692. Neptune.  The search was for a large body to explain the
  693. discrepancies, but Pluto was discovered instead (by accident, if you
  694. will, though Clyde Tombaugh's search was systematic and thorough).
  695. Pluto's mass is too small to cause the apparent discrepancies, so the
  696. obvious hypothesis was that there is another planet waiting to be
  697. discovered.
  698.  
  699. The orbit discrepancies go away when you use the extremely accurate
  700. measurements of the masses of Uranus and Neptune made by Voyager 2
  701. when it flew by those planets in 1986 and 1989.  Uranus is now known
  702. to be 0.15% less massive and Neptune 0.51% less massive, than was
  703. previously believed.
  704.  
  705. [N.B.  These numbers come from comparing the post-Voyager masses to those in
  706. the 1976 IAU standard.]
  707.  
  708. When the new values for these masses is factored into the equations,
  709. the outer planets are shown to be moving as expected, going all the
  710. way back to the early 1800's.
  711.  
  712. The positional measurements do not bode too well for the existence of
  713. Planet X.  They do not entirely rule out the existence of a Planet X,
  714. but they do indicate that it will not be a large body.
  715.  
  716. Reference:
  717. Standish, E. M., Jr.  1993, "Planet X: No Dynamical Evidence in the
  718. Optical Observations," Astronomical Journal, vol. 105, p. 2000--2006
  719.  
  720. ------------------------------
  721.  
  722. Subject: E.12.2 What about a planet inside Mercury's orbit?
  723. Author: Paul Schlyter <pausch@saaf.se>
  724.  
  725. The French mathematician Urbain Le Verrier, co-predictor with
  726. J.C. Adams of the position of Neptune before it was seen, in an 1860
  727. lecture announced that the problem of observed deviations of the
  728. motion of Mercury could be solved by assuming a planet or a second
  729. asteroid belt inside Mercury's orbit. The only ways to observe this
  730. planet (or asteroids) was if/when it transited the Sun or during total
  731. solar eclipses.
  732.  
  733. In 1859, Le Verrier had received a letter from the amateur astronomer
  734. Lescarbault, who reported having seen a round black spot on the Sun on
  735. 1859 March 26, looking like a planet transiting the Sun.  From
  736. Lescarbault's observations, Le Verrier estimated a mean distance from
  737. the Sun of 0.1427 AU (period of 19.3 days).  The diameter was
  738. considerably smaller than Mercury's and its mass was estimated at 1/17
  739. of Mercury. This was too small to account for the deviations of
  740. Mercury's orbit, but perhaps this was the largest member of an
  741. asteroid belt?  Additional support for such objects was provided by
  742. Prof. Wolf and others at the Zurich sunspot data center, who
  743. identified a total of two dozen spots on the Sun which fit the pattern
  744. of two intra-Mercurial orbits, one with a period of 26 days and the
  745. other of 38 days.
  746.  
  747. Le Verrier fell in love with the planet and named it Vulcan.  In 1860
  748. Le Verrier mobilized all French and some other astronomers to find
  749. Vulcan during a total solar eclipses---nobody did. Wolf's suspicious
  750. "spots" revived Le Verrier's interest, and just before Le Verrier's
  751. death in 1877, there were more "detections."  On 1875 April 4, a
  752. German astronomer, H. Weber, saw a round spot on the Sun. Le Verrier's
  753. orbit indicated a possible transit on April 3 that year, and Wolf
  754. noticed that his 38-day orbit also could have performed a transit at
  755. about that time. That "round dot" was also photographed at Greenwich
  756. and Madrid.
  757.  
  758. There was one more flurry of "detections" after the total solar
  759. eclipse at 1878 July 29: Small illuminated disks which could only be
  760. small planets inside Mercury's orbit.  J.C. Watson (professor of
  761. astronomy at the Univ. of Michigan) believed he'd found *two*
  762. intra-Mercurial planets! Lewis Swift (co-discoverer of Comet
  763. Swift-Tuttle, which returned 1992) also saw "Vulcan"---but at a
  764. different position than either of Watson's two "intra-Mercurials." In
  765. addition, neither Watson's nor Swift's Vulcans could be reconciled
  766. with Le Verrier's or Lescarbault's Vulcan.
  767.  
  768. After this, nobody ever saw Vulcan again, in spite of several searches
  769. at different total solar eclipses.  In 1916, Albert Einstein published
  770. his General Theory of Relativity, which explained the deviations in
  771. the motions of Mercury without invoking an additional planet. In 1929
  772. Erwin Freundlich photographed the total solar eclipse in Sumatra.  A
  773. comparison with plates taken six months later showed no unknown object
  774. brighter than 9th magnitude near the Sun.
  775.  
  776. What did these people really see? Lescarbault had no reason to tell a
  777. fairy tale, and even Le Verrier believed him. It is possible that
  778. Lescarbault happened to see a small asteroid passing just inside
  779. Earth's orbit. Such asteroids were unknown at that time.  Swift and
  780. Watson could, during the hurry to obtain observations during totality,
  781. have misidentified some stars, believing they had seen Vulcan.
  782.  
  783. "Vulcan" was briefly revived around 1970-1971, when a few researchers
  784. thought they had detected several faint objects close to the Sun
  785. during a total solar eclipse. These objects might have been faint
  786. comets, and comets have been observed to collide with the Sun.
  787.  
  788. ------------------------------
  789.  
  790. Subject: E.13 Won't there be catastrophes when the planets align in
  791.     the year 2000?
  792. Author: Laz Marhenke <laz@leland.Stanford.EDU>, 
  793.     Chris Marriott <chris@chrism.demon.co.uk>
  794.  
  795. Obviously there were no catastrophes in May (05-05-2000), nor were
  796. there any in the year 1982.
  797.  
  798. For starters, the planets only "align" in a very rough fashion.  They
  799. don't orbit the Sun in the same plane, so it's impossible to get very
  800. many of the planets in a straight line.  Nevertheless, any time they
  801. all get within about 90 degrees of each other, someone will claim
  802. they're "aligned."  The last time this happened was 1982 when dire
  803. predictions were heard about how the "Jupiter effect" would lead to
  804. world-wide disaster.
  805.  
  806. Second, even if they *were* all aligned, the effect on the Earth would
  807. be miniscule.  It's true that the other planets' gravity does affect
  808. the orbit of the Earth, but the effect is small, and lining up all the
  809. planets doesn't even come close to making it big enough for anyone to
  810. notice.  The effect on the Earth is dominated by Jupiter and Venus
  811. anyway (Jupiter because it's massive, Venus because it's occasionally
  812. very close to us).  All the other planets put together only affect us
  813. about 10% as much as those two, so the fact that they're all in the
  814. same general direction as Jupiter and Venus doesn't make much
  815. difference.
  816.  
  817. Third, even if all the planets could produce a strong gravitational
  818. effect on the Earth (which they can't, unless they find a way to
  819. increase their mass by a factor of 10--100), it wouldn't result in the
  820. "crust spinning over the magma" or some other dire effect, since their
  821. gravity would be pulling on every part of the Earth (almost) equally.
  822.  
  823. The "(almost)" is because the other planets do exert tidal forces on
  824. the Earth, which means they pull on different parts of the Earth very
  825. slightly differently.  However, tidal forces decrease *rapidly* with
  826. distance (as the third power), so these forces are very small: The
  827. tidal force from Venus at its closest approach to Earth is only
  828. 1/17,000th as large as the Moon's, and we seem to survive the Moon's
  829. tides well enough twice a day.  If the Moon raises tides of 1 meter
  830. (three feet) where you live, Venus at its closest will raise tides of
  831. 1/20th of a millimeter, or about the thickness of a hair.  The other
  832. planets have even smaller tidal effects on the Earth than Venus does.
  833.  
  834. Finally, it's worth remembering that the Earth is about 4.5 billion
  835. years old.  Whilst these "alignments" may be rare in terms of a human
  836. lifetime (occurring once every few decades), they've occurred numerous
  837. times during the time that life has existed on this planet, and many,
  838. many times in the comparatively brief time that humans have been
  839. around.  Brian Monson found ten such "alignments" between AD 1000 and
  840. AD 2000, <URL:http://drumright.ossm.edu/astronomy/conjunctions.html>.
  841. Thus, over the history of this planet there have been about 45 million
  842. such "alignments."  The fact that we're still here to talk about it is
  843. proof enough that nothing *too* terrible happens!
  844.  
  845. ------------------------------
  846.  
  847. Subject: E.14 Earth-Moon system
  848.  
  849. Related questions include 
  850.  B.11 Why does the Moon look so big when it's near the horizon?
  851.  B.12 Is it O.K. to look at the Sun or solar eclipses using exposed
  852.        film? CDs?
  853.  C.07 Easter
  854.  C.08 What is a "blue moon?"
  855.  C.11 How do I calculate the phase of the moon? and
  856.  C.13 Why are there two tides a day and not just one?
  857.  
  858. ------------------------------
  859.  
  860. Subject: E.14.1 Why doesn't the Moon rotate?
  861. Author: Laz Marhenke <laz@leland.Stanford.EDU>
  862.  
  863. In fact the Moon *does* rotate: It rotates exactly once for every
  864. orbit it makes about the Earth.  The fact that the Moon is rotating
  865. may seem counterintuitive: If it's always facing towards us, how can
  866. it be rotating at all?  To see how this works, put two coins on a
  867. table, a large one to represent the Earth, and a small one to
  868. represent the Moon.  Choose a particular place on the edge of the
  869. "Moon" as a reference point.  Now, move the Moon around the Earth in a
  870. circle, but be careful to always keep the spot you picked pointed at
  871. the Earth (this is analogous to the Moon always keeping the same face
  872. pointed at the Earth).  You should notice that as you do this, you
  873. have to slowly rotate the Moon as it circles the Earth.  By the time
  874. the Moon coin goes once around the Earth coin, you should have had to
  875. rotate the Moon exactly once.
  876.  
  877. This exact equality between the Moon's rotation period and orbital
  878. period is sometimes seen as a fantastic coincidence, but, in fact,
  879. there is a physical process which slowly changes the rotation period
  880. until it matches the orbital period.  See the next entry.
  881.  
  882. ------------------------------
  883.  
  884. Subject: E.14.2 Why does the Moon always show the same face to the
  885.     Earth?
  886. Author: Laz Marhenke <laz@leland.Stanford.EDU>
  887.  
  888. When it first formed, the Moon probably did not always show the same
  889. face to the Earth.  However, the Earth's gravity distorts the Moon,
  890. producing tides in it just as the Moon produces tides in the Earth.
  891. As the Moon rotated, the slight elongation of its tidal bulge was
  892. dragged a bit in the direction of its rotation, providing the Earth
  893. with a "handle" to slow down the Moon's rotation.  More specifically,
  894. the tidal bulge near the Earth is attracted to the Earth more strongly
  895. than the bulge away from the Earth.  Unless the bulge points toward
  896. the Earth, a torque is produced on the Moon.
  897.  
  898. If we imagine looking down on the Earth-Moon system from the north
  899. pole, here's what we'd see with the Moon rotating at the same rate as
  900. it goes around the Earth:
  901.  
  902.   Earth                     Moon
  903.     __        
  904.    /  \                        ____          ^
  905.   |    |                      /    \          |
  906.    \__/                       \____/       Orbiting
  907.                                this way
  908.                      Tidal bulge *greatly*
  909.                         exaggerated.
  910.  
  911.  
  912. What if the Moon were rotating faster?  Then the picture would look like:
  913.  
  914.   Earth                     Moon
  915.     __        
  916.    /  \                     ___          ^
  917.   |    |                       /   )          |
  918.    \__/                       (___/        Orbiting
  919.                                this way
  920.                           Rotating
  921.                       counterclockwise;
  922.                      Tidal bulge *greatly*
  923.                         exaggerated.
  924.  
  925. If it isn't clear why the tidal bulge should move the way the picture
  926. shows, think about it this way: Take the Moon in the top picture, with
  927. its tidal bulges lined up with the Earth.  Now, grab it and rotate it
  928. counterclockwise 90 degrees.  Its tidal bulge is now lined up the
  929. "wrong" way.  The Moon will eventually return to a shape with tidal
  930. bulges lined up with the Earth, but it won't happen instantly; it will
  931. take some time.  If, instead of rotating the Moon 90 degrees, you did
  932. something less drastic, like rotating it one degree, the tidal bulge
  933. would still be slightly misaligned, and it would still take some time
  934. to return to its proper place.  If the Moon is rotating faster than
  935. once per orbit, it's like a constant series of such little
  936. adjustments.  The tidal bulge is perpetually trying to regain its
  937. correct position, but the Moon keeps rotating and pushing it a bit out
  938. of the way.
  939.  
  940. Returning to the second picture above, the Earth's gravitational
  941. forces on the Moon look like this:
  942.                  ___
  943.             F1      <-----/   )
  944.             F2 <-------(___/
  945.  
  946. F2 is larger than F1, because that part of the Moon (the "bottom" half
  947. in the drawing, or the half that's "rearward" in the orbit) is a bit
  948. closer to the Earth.  As a result, the two forces together tend to
  949. twist the Moon clockwise, slowing its spin.  Over time, the result is
  950. that the Moon ends up with one face always facing, or "locked," to the
  951. Earth.  If you drew this picture for the first case, (where the Moon
  952. rotates at the same rate that it orbits, and the tidal bulges are in
  953. line with the Earth), the forces would be acting along the same line,
  954. and wouldn't produce any twist.
  955.  
  956. Another way to explain this is to say that the Moon's energy of
  957. rotation is dissipated by internal friction as the Moon spins and its
  958. tidal bulge doesn't, but I think the detailed force analysis above
  959. makes things a little clearer.
  960.  
  961. This same effect occurs elsewhere in the solar system as well.  The
  962. vast majority of satellites whose rotation rates have been measured
  963. are tidally locked (the jargon for having the same rotation and
  964. orbital periods).  The few exceptions are satellites whose orbits are
  965. very distant from their primaries, so that the tidal forces on them
  966. are very small. (There could be, in principle, other exceptions among
  967. some of the close-in satellites whose rotation rates haven't been
  968. measured, but this is unlikely as tidal forces grow stronger the
  969. closer to the planet the satellite is.)
  970.  
  971. Pluto's satellite Charon is so massive (compared to Pluto) that it has
  972. locked Pluto, as well as Pluto locking Charon.  This will happen to
  973. the Earth eventually too, assuming we survive the late stages of the
  974. Sun's evolution intact.  :')
  975.  
  976. ------------------------------
  977.  
  978. Subject: E.14.3 Is the Moon moving away from the Earth? (and why is
  979.     Phobos moving closer to Mars?)
  980. Author: Richard A. Schumacher <schumach@convex.com>,
  981.     Michael Dworetsky <mmd@zuaxp0.star.ucl.ac.uk>,
  982.     Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>
  983.  
  984. Yes, at a rate of about 3--4 cm/yr.
  985.  
  986. The tidal bulges on the Earth (largely in the oceans), raised by the
  987. Moon, are rotated forward (ahead of) the Earth-Moon line by the
  988. Earth's rotation since it is faster than the Moon's orbital motion.
  989.  
  990. Using a similar picture as from the previous question, we'd see
  991. (looking down from the north pole):
  992.  
  993.   Earth                     Moon
  994.     ____    
  995.    /    )                     ___        ^
  996.   /    /                       /   \        |
  997.  (____/                        \___/     Moon's orbit &
  998.                                                          Earth's rotation
  999.  (Ocean) Tidal bulge                         this way
  1000. *greatly* exaggerated.
  1001.  
  1002. The gravity from these leading and trailing bulges impels the Moon
  1003. mostly forward along the direction of its motion in orbit (the Moon's
  1004. orbit is not exactly in the plane of the Earth's equator).  This force
  1005. transfers momentum from the rotating Earth to the revolving Moon,
  1006. simultaneously dragging the Earth and accelerating the Moon.
  1007.  
  1008. In addition to causing the Moon to recede from the Earth, this process
  1009. also causes the Earth's rotation to slow and days to become longer (at
  1010. a rate of about 0.002 seconds every century).  Eventually the result
  1011. will be that the Earth will show only one face to the Moon (much like
  1012. the Moon only shows one face to the Earth).  A lower limit to how long
  1013. it will take for the Earth and Moon to become tidally locked is 50
  1014. billion years, at which point the month and the Earth's "day" will
  1015. both be approximately 50 (of our current) days long.  However, this
  1016. estimate is based on the assumption that liquid water seas would be
  1017. present on Earth's surface to provide the tidal interactions
  1018. necessary.  But as the Sun evolves, the seas will evaporate and tidal
  1019. interactions will be much slower (solid planet distortions only).  The
  1020. oceans will evaporate about 1--2 billion years from now, so the actual
  1021. time will probably be much longer.
  1022.  
  1023. Considerably more detail on the evolution of the Earth-Moon system can
  1024. be found in an article by J. Burns in the book _Planetary Satellites_
  1025. (ed. J. Burns [Tucson: University of Arizona]) and in Sir Harold
  1026. Jeffries' _The Earth_, 3rd ed (Cambridge Univ Press, 1952).
  1027.  
  1028. It is also interesting to consider what would happen if a satellite
  1029. orbits its planet *faster* than the planet rotates.  This is not the
  1030. case for the Earth and Moon, but it is true for Mars and Phobos.  In
  1031. this case, Phobos also raises (crustal) tides on Mars.  But now,
  1032. Phobos is in front of the tidal bulge, so the gravitational action of
  1033. the tidal bulge slows Phobos and Phobos moves *inward*.  Thus, at some
  1034. point in the future, Phobos will hit Mars.  The most recent estimate
  1035. is that the impact will occur in 40 million years, by A. T. Sinclair
  1036. (1989, Astronomy & Astrophysics, vol. 220, p. 321).
  1037.  
  1038. ------------------------------
  1039.  
  1040. Subject: E.14.4 What was the origin of the Moon?
  1041. Author:  George Cummings <George_Cummings-P22314@email.mot.com>
  1042.      Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>,
  1043.  
  1044. The Moon presents a curious problem.  Of the terrestrial planets
  1045. (Mercury, Venus, Earth, and Mars) only Earth and Mars have satellites.
  1046. Mars' satellites are much smaller than the Moon, both in absolute size
  1047. and in comparison to their primary.  (The Moon is 3476 km in diameter
  1048. while Phobos is 23 km in diameter; the Moon's diameter is 27% that of
  1049. the Earth while Phobos' diameter is 0.34% that of Mars.)
  1050.  
  1051. Furthermore, the Moon's chemical composition is peculiar.  In many
  1052. respects it is quite similar to the Earth's, except that the Moon
  1053. seems to have less iron (and similar elements like nickel) and
  1054. considerably less water (it's quite dry!).
  1055.  
  1056. Until recently there were three competing theories to explain the
  1057. Moon's origin.  (1) The Moon formed elsewhere in the solar system and
  1058. was captured eventually by the Earth.  (2) The Moon and Earth formed
  1059. together at the same time in essentially the same place.  (3) The
  1060. early Earth was spinning so fast that a portion of it broke off and
  1061. formed the Moon (possibly leaving the Pacific Ocean basin as a
  1062. result).  All theories had their difficulties, though.
  1063.  
  1064. If the Moon formed elsewhere in the solar system (like between the
  1065. orbits of Venus and Earth or between the orbits of Earth and Mars),
  1066. how did it get disturbed into the orbit that took it near the Earth?
  1067. Furthermore, it is actually quite difficult for an object that is not
  1068. initially orbiting the Earth to begin doing so.  The incoming object
  1069. must lose energy.  In the case of Mars, its small satellites could
  1070. have gotten close enough to skim the upper part of its atmosphere,
  1071. which would cause them to lose energy from air resistance.  Because
  1072. the Moon is so big, it probably would have hit the Earth rather than
  1073. passing just close enough to lose just enough energy to be captured
  1074. into orbit.
  1075.  
  1076. If the Earth and Moon formed simultaneously at nearly the same
  1077. location in the solar system, then the differing chemical compositions
  1078. of the two are quite difficult to understand.  Why are they similar
  1079. yet so different?
  1080.  
  1081. Finally, there isn't much evidence to suggest that the early Earth was
  1082. spinning anywhere near fast enough for it to break apart.
  1083.  
  1084. With the realization in the 1980s that impacts (of comets, asteroids,
  1085. etc.) have played a major role in the history of the solar system, a
  1086. new theory emerged:
  1087.  
  1088. The Moon was formed when a Mars-sized object collided with the Earth
  1089. when the Earth was very young, about 4.5 billion years ago.  Much of
  1090. the Earth's crust and mantle, along with most of the colliding object,
  1091. disintegrated and was blown into orbit thousands of kilometers high.
  1092. About half of this debris fell back to Earth.  The rest coalesced into
  1093. the Moon.  (Loose material in orbit can coalesce if it is outside the
  1094. "Roche limit," otherwise it will be pulled apart by tidal forces.  The
  1095. Roche limit for the Earth is approximately 3 Earth radii.  The
  1096. material outside this limit formed the Moon, the material inside the
  1097. limit fell back to Earth.)  Since the time of its original formation,
  1098. the Moon has slowly moved farther from the Earth to its present
  1099. position.
  1100.  
  1101. This theory does a good job of explaining why only the Earth has a
  1102. large moon and why the Moon's chemical composition is similar yet
  1103. different.  Impacts are random events, and there almost certainly were
  1104. not a lot of large objects left in the solar system as the planets
  1105. were nearly the end of their formation.  The Earth just happened to be
  1106. the planet struck by this large, rogue planetoid.  If we could start
  1107. over the formation of the solar system, it might be Venus or Mars that
  1108. would end up with a large moon.  The chemical composition of the Earth
  1109. and Moon are clearly predicted to be similar in this model, since a
  1110. portion of the Earth went into forming the Moon and a portion of the
  1111. impactor remained in the Earth.  The Moon would be deficient in iron
  1112. and similar metals if the impact occurred after those elements had
  1113. largely sunk to the center of the Earth (i.e., after the Earth
  1114. differentiated).  The Moon should also be quite dry because the
  1115. material from which the Moon formed was heated to a high temperature
  1116. in the impact, thereby evaporating all of the water.
  1117.  
  1118. Computer models of this event indicate that the Moon coalesced in only
  1119. about a year.  Also interesting is that a large percentage of
  1120. simulations result in the formation of two moons.  Some of the more
  1121. recent simulations suggest that the colliding object might have had to
  1122. have been much larger, about three times the size of Mars.
  1123.  
  1124. More information on this theory of Moon formation can be found at
  1125. <URL:http://www.earthsky.com/specials/moonformation.html>.
  1126.  
  1127. ------------------------------
  1128.  
  1129. Subject: E.15 What's the difference between a solar and lunar
  1130.         eclipse?  Where can I find more information about eclipses?
  1131. Author:  Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>
  1132.  
  1133. A solar eclipse occurs when the Moon passes between the Earth and Sun
  1134. and the Moon's shadow crosses the Earth, viz. (not to scale!)
  1135.  
  1136.        Sun                            Moon  Earth
  1137.  
  1138. Solar eclipses can be total, partial, or annular.  A total eclipse is
  1139. when the Moon obscures the Sun entirely.  A partial eclipse is when
  1140. the Moon only covers a portion of the Sun.  Because the Moon's orbit
  1141. about the Earth is not perfectly circular, sometimes it is slightly
  1142. farther away from the Earth.  If a solar eclipse occurs when the Moon
  1143. is at the far point in its orbit, the Moon will not cover the Sun
  1144. entirely.  A thin ring, or annulus, of sunlight will be visible around
  1145. the Moon.  This kind of eclipse is called an annular eclipse.
  1146.  
  1147. **Solar eclipses can be damaging to one's eyesight, unless proper
  1148. precautions are taken!** See FAQ Question B.11 and the Eclipse Home
  1149. Page, <URL:http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/>.
  1150.  
  1151. A lunar eclipse occurs when the Earth passes between the Moon and Sun,
  1152. viz. (again, not to scale)
  1153.  
  1154.        Sun                            Earth  Moon
  1155.  
  1156. Lunar eclipses are either total or partial, depending upon whether the
  1157. Moon moves completely into the Earth's shadow or not.  Lunar eclipses
  1158. are always safe to view.
  1159.  
  1160. Eclipses do not happen once a month because the Earth's orbit about
  1161. the Sun and the Moon's orbit about the Earth are not in the same
  1162. plane.  The above "pictures" are if one is looking "down" on the Earth
  1163. from the North Pole (or "up" on the South Pole).  If we look at the
  1164. system from the side (looking at the Earth's equator), the typical
  1165. situation is 
  1166.  
  1167.        Sun                            Earth  
  1168.                                              Moon
  1169.  
  1170. (with the angle shown exaggerated greatly, the actual angle is about 5
  1171. degrees).  Only when the three bodies are in the same plane can an
  1172. eclipse occur.  The total number of eclipses, both lunar and solar,
  1173. never exceeds seven in a year.  Because the Moon is so much smaller
  1174. than the Earth, and casts a smaller shadow, solar eclipses are more
  1175. infrequent than lunar eclipses; in a year, between 2 to 4 lunar
  1176. eclipses will occur and at least 2 solar eclipses will occur.  *Total*
  1177. solar eclipses happen only every 1.5 years or so.
  1178.  
  1179. For additional information see the Eclipse Home Page,
  1180. <URL:http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/>.
  1181.  
  1182. ------------------------------
  1183.  
  1184. Subject:  E.16 What's the Oort Cloud and Kuiper Belt?
  1185. Author: Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>
  1186.  
  1187. Comets have highly elliptical orbits.  When at perihelion or closest
  1188. approach to the Sun, they are typically about the same distance from
  1189. the Sun as the Earth is.  When at aphelion or farthest distance from
  1190. the Sun, they can be well outside the orbit of Pluto.  If a comet is
  1191. observed for a sufficient period of time, its motion on the sky allows
  1192. us to estimate when it is at perihelion and how far away aphelion is
  1193. (more precisely, we can estimate the major axis of its orbit).
  1194.  
  1195. In 1950 Jan Oort was analyzing the comets whose orbits had been
  1196. determined.  He discovered that many comets had their aphelia at
  1197. roughly the same distance from the Sun, about 50,000 AU.  (For
  1198. reference, the Earth is at a distance of 1 AU from the Sun, Neptune is
  1199. at a distance of 40 AU, and the nearest star is at a distance of
  1200. 270,000 AU.)  So Oort proposed that the Sun was surrounded by a vast
  1201. swarm of comets, stretching nearly 1/5 of the distance to the nearest
  1202. star.  
  1203.  
  1204. At these large distances from the Sun, these comets are only loosely
  1205. gravitationally bound to the Sun.  A slight gravitational nudge, from
  1206. a star passing within a couple of light years or so perhaps, is enough
  1207. to change their orbits dramatically.  The gravitational tug can result
  1208. in a comet either (1) becoming gravitationally unbound from the Sun
  1209. and drifting into interstellar space never to return or (2) falling
  1210. into the inner solar system.  This is the currently accepted
  1211. explanation for the origin of so-called "long-period" comets.  These
  1212. comets orbit the Sun at great distances, until a slight gravitational
  1213. nudge changes their orbit and causes them to fall into the inner solar
  1214. system, where we see them.  Because their aphelia remain at large
  1215. distances, it can take hundreds, thousands, or maybe even 1 million
  1216. years before they return to the inner solar system.  Comet Hale-Bopp
  1217. is an example of such a comet.
  1218.  
  1219. Theorizing that comets originate from the Oort cloud doesn't explain
  1220. the properties of all comets, however.  "Short-period" comets, those
  1221. with periods less than 200 years, have orbits in or near the
  1222. ecliptic---the plane in which the Earth and other planet orbit.
  1223. Long-period comets appear to come from all over the sky.  Short-period
  1224. comets can be explained if there is a disk of material, probably left
  1225. over from the formation of the solar system, extending from the orbit
  1226. of Neptune out to 50 AU or more.  Collisions between objects in such a
  1227. disk and gravitational tugs from the gas giants in our solar system
  1228. would be enough to cause some of the objects to fall into the inner
  1229. solar system occasionally where we would see them.  Comet Halley is
  1230. probably an example of such a comet.
  1231.  
  1232. Direct detection of Kuiper Belt objects occurred in the early 1990s
  1233. with the detection of 1992/QB1, see
  1234. <URL:http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/qb1.html>.  Additional
  1235. indirect evidence for a disk of material around the Sun comes from
  1236. images of nearby stars which have disks around them.  These disks
  1237. around other stars are several times larger than the Kuiper Belt has
  1238. thus far been observed to extend, but they might be qualitatively
  1239. similar to the Kuiper Belt.  See
  1240. <URL:http://galileo.ifa.hawaii.edu/users/jewitt/Origins-bpic.html>.
  1241.  
  1242. Interestingly, current theories for the origin of the Oort Cloud and
  1243. Kuiper Belt indicate that the Kuiper Belt probably formed first.  The
  1244. Kuiper Belt is the detritus from the formation of the solar system.
  1245. Objects from it that make it into the inner solar system can interact
  1246. gravitationally with the giant planets, particularly Jupiter.  Some
  1247. objects would have had their orbits changed so that they impacted with
  1248. one of the planets (like Comet Shoemaker-Levy 9 did in 1994); some
  1249. objects would be ejected from the solar system entirely; and some
  1250. objects would be kicked into very large orbits and into the Oort
  1251. cloud.
  1252.  
  1253. ------------------------------
  1254.  
  1255. Subject: E.17 Asteroid Impacts
  1256.  
  1257. Much of the material in this section is drawn from the SpaceGuard
  1258. Survey report, <URL:http://ccf.arc.nasa.gov/sst/spaceguard.html>.  
  1259.  
  1260. A crucial point about asteroid impacts is that they are random.  Below
  1261. are various estimates of the frequency with which the Earth is struck
  1262. by objects of various sizes.  These estimates are, roughly speaking,
  1263. averages over the Earth's history.  For instance, the average time
  1264. between the impact of a 100 m diameter object is roughly 100--200 yr.
  1265. The actual time between the impacts of such objects could be shorter
  1266. than 10 yr or longer than 1000 yr.
  1267.  
  1268. For more information about Near-Earth Objects, those asteroids (or
  1269. minor planets) that have orbits similar to Earth's, see the following.
  1270. A list of "Potentially Hazardous Asteroids" (PHAs) is at
  1271. <URL:http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/Dangerous.html>.  These have
  1272. a projected closest distance to Earth of less than 0.05 AU (7.5
  1273. million km, about 1000 Earth radii).  A list of closest approaches to
  1274. the Earth by PHAs between 1999 and 2099 is available at
  1275. <URL:http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/PHACloseApp.html>.  A list
  1276. of moderately close (to within 0.2 AU) approaches to the Earth by
  1277. asteroids and comets between 1999 and 2032 is available at
  1278. <URL:http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/CloseApp.html>.  It is worth
  1279. emphasizing that, at the moment, *none* of the known objects presents
  1280. a serious risk of collision.
  1281.  
  1282. ------------------------------
  1283.  
  1284. Subject:  E.17.1 What would be the effects of an asteroid impact on
  1285.     the Earth?
  1286. Author: Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>
  1287.  
  1288. The Earth is constantly pelted by bits of cosmic debris.  Most of this
  1289. simply burns up in the atmosphere (as one can attest by simply
  1290. watching meteors on a dark night).  However, if an object is big
  1291. enough it can survive passage through the atmosphere.  The damage done
  1292. by a meteorite (an object that strikes the Earth) depends upon its
  1293. initial size.
  1294.  
  1295. 10--100 m: Objects in this size range can produce devastation similar
  1296. to that of an atomic blast (leading to them occasionally being called
  1297. "city-busters").  Effects include severe damage to or collapse of
  1298. standing buildings and the ignition of flammable materials leading to
  1299. widespread fires.  The radius over which such effects occur would vary
  1300. depending upon the size and composition of the object, but could
  1301. easily exceed 10 km.  The Tunguska event, in Siberia, of 1908 is
  1302. thought to have been from an object about 60 m in size; it led to
  1303. trees being flattened out to 20 km and trees 40 km away being damaged.
  1304.  
  1305. At the small end of this size range, objects about 10 m strike the
  1306. Earth about once a decade.  Fortunately, only the densest objects,
  1307. those containing iron, survive to the surface; most of the objects of
  1308. this size explode sufficiently high in the atmosphere that there are
  1309. no effects (other than maybe a loud noise) on the ground.  At the
  1310. larger end of this size range, it is estimated that the Earth is
  1311. struck several times a millennium or about 1 impact every 100--200 yr.
  1312.  
  1313. 100 m--1 km: Objects in this size range are likely to cause severe
  1314. damage over a regional area, possibly as large as a continent (hence
  1315. the name "continent-busters").  If they strike land, they will almost
  1316. certainly produce a crater, while an ocean impact will generate large
  1317. tidal waves.  A 150 m object might produce a crater 3 km in diameter,
  1318. an ejecta blanket 10 km in diameter, and a zone of destruction
  1319. extending much farther out.  For a 1 km impactor the zone of
  1320. destruction might reasonably extend to cover countries.  The death
  1321. toll could be in the tens to hundreds of millions.  A 1 km impactor
  1322. could begin to have minor global consequences, including global
  1323. cooling caused by vast amounts of dust in the atmosphere.
  1324.  
  1325. Estimates from the geologic record suggest that craters are formed on
  1326. the Earth roughly once every 5000 yr.
  1327.  
  1328. 1--10 km: Objects in this size range are likely to cause severe global
  1329. effects ("species-busters").  An impact 65 million years ago by an
  1330. object of 5--10 km in diameter is thought to have been partially or
  1331. fully responsible for the extinction of half the living species of
  1332. animals and plants at the time, including the dinosaurs.  The crater
  1333. alone from such an impact will be 10--15 times larger than the object
  1334. itself.  World-wide crop failures from dust injected into the
  1335. atmosphere could imperil civilization, and the largest-sized objects
  1336. could make the human species extinct.
  1337.  
  1338. The frequency with which the Earth is struck by such objects has to be
  1339. estimated from the geological and paleontological record.  At the low
  1340. end of this size range, estimates are that such impacts occur roughly
  1341. every 300 000 yr; at the upper end of the size range, impacts occur
  1342. about every 10 million years.
  1343.  
  1344. ------------------------------
  1345.  
  1346. Subject: E.17.2 What can we do about avoiding impacts?
  1347. Author: Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>
  1348.  
  1349. A number of papers on the risks, potential damages from impacts, and
  1350. ways to mitigate the danger is at
  1351. <URL:http://www.llnl.gov/planetary/>.
  1352.  
  1353. Our ability to prevent impacts depends upon several things, the size
  1354. of the object, its orbit, and the amount of time until impact.
  1355. Generally speaking, the more time the better.  It is perhaps
  1356. counter-intuitive, but we could mount the best defense against objects
  1357. in orbits similar to that of Earth.  Such an object would pass close
  1358. to Earth several times, giving us many chances to discover it,
  1359. calculate an extremely accurate orbit, and launch one or more missions
  1360. to it.  We might have decades or even centuries to plan.  Conversely,
  1361. a comet on an impact course might be discovered only a month or so
  1362. away from impact, giving us little or no time to act.
  1363.  
  1364. The optimum approach to avoiding an impact is to discover an object
  1365. well before impact and gently nudge it.  If discovered long enough
  1366. before impact, only small nudges are sufficient to change the object's
  1367. orbit so that it will no longer strike Earth.  There are a number of
  1368. strategies to nudge an asteroid including landing a rocket engine on
  1369. the asteroid or vaporizing a small portion of it with a laser or
  1370. stand-off nuclear blast or reflected, concentrated sunlight.
  1371.  
  1372. Popular depictions of laser beams or nuclear weapons being used to
  1373. blast asteroids into pieces are usually unrealistic; moreover, if
  1374. actually used, such "solutions" would probably make the situation
  1375. worse.  First, it is unlikely that the firepower exists to blow apart,
  1376. say, a 5 km asteroid.  Second, even if we could blow apart an
  1377. asteroid, most of the pieces would stay on essentially the same orbit,
  1378. i.e., on target to hit the Earth.  A rain of 1000 100-m--sized objects
  1379. could still cause considerable damage.
  1380.  
  1381. ------------------------------
  1382.  
  1383. Subject: E.17.3 I heard that an asteroid was going to hit the Earth?!
  1384. Author:  Louis Strous <strous@my-dejanews.com>
  1385.  
  1386. These such questions typically occur after a news report of a future
  1387. close encounter between the Earth and an asteroid.  To date, all such
  1388. reports have resulted from (1) Astronomers did not yet know well
  1389. enough the orbit of a newly-discovered asteroid to say with any
  1390. certainty that it would not hit the Earth; (2) Reporters not checking
  1391. their stories or misunderstanding what they were told; or (3) both.
  1392.  
  1393. Objects that can potentially come close to the Earth are referred to
  1394. as Near-Earth Objects (NEOs).  The International Astronomical Union
  1395. maintains lists of such objects. About 100 asteroids are classified as
  1396. "Potentially Hazardous Asteroids" (PHAs), at
  1397. <URL:http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/Dangerous.html>; they all
  1398. have a projected closest distance to Earth of less than 0.05 AU (7.5
  1399. million km).  A list of closest approaches to the Earth by PHAs
  1400. between 1999 and 2099 is available at
  1401. <URL:http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/PHACloseApp.html>.  A list
  1402. of moderately close (to within 0.2 AU) approaches to the Earth by
  1403. asteroids and comets between 1999 and 2032 is available at
  1404. <URL:http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/CloseApp.html>.  At the
  1405. moment, NONE of these encounters is thought to pose a serious risk.
  1406.  
  1407. The "potential hazard" of PHAs lies in their orbits and the
  1408. perturbations on those orbits from the planets and the Moon currently
  1409. not being known with sufficient accuracy to completely exclude the
  1410. possibility of a collision, but, generally, labeling these asteroids
  1411. as PHAs is erring on the side of extreme caution.  It is not worth
  1412. losing any sleep over them.
  1413.  
  1414. ------------------------------
  1415.  
  1416. Subject: E.18 What's the difference between meteoroids, meteors, and
  1417.     meteorites?
  1418.  
  1419. Briefly, a meteoroid is piece of cosmic debris in the solar system.
  1420. It becomes a meteor when it enters Earth's atmosphere and begins to
  1421. glow brightly.  It becomes a meteorite if it survives and hits the
  1422. ground.
  1423.  
  1424. Three FAQs on different aspects of meteors and meteorites are
  1425. maintained by the American Meteor Society at
  1426. <URL:http://www.serve.com/meteors/>.
  1427.  
  1428. ------------------------------
  1429.  
  1430. Subject:  E.19 How do we know that meteorites are from the Mars? (or
  1431.       the Moon?)
  1432.  
  1433. [This question comes up most frequently with reference to ALH 84001,
  1434. the Martian meteorite that has been suggested as carrying evidence of
  1435. past Martian life.]
  1436.  
  1437. Most meteorites are thought to originate from collisions between
  1438. asteroids in the asteroid belt.  However, a small number have
  1439. characteristics suggestive of a Martian or lunar origin.  Why do we
  1440. think this?
  1441.  
  1442. The short explanation is that we can compare the composition of a
  1443. meteorite to what various space probes and missions have told us about
  1444. the composition of Mars (or the Moon).  Moreover, in the case of a
  1445. candidate Martian meteorite, it may have small pockets of gas trapped
  1446. within it, which can be compared to the Viking measurements of the
  1447. Martian atmosphere.  Finally, it is possible to simulate launching a
  1448. small piece of rock from Mars or the Moon (say, from an asteroid
  1449. impact) and determine its path through space.  Because of
  1450. gravitational perturbations from other planets (notably Jupiter and
  1451. the Earth), such a small rock could find its way to Earth, on fairly
  1452. short time scales even (a few million years or so).
  1453.  
  1454. For more details, see "On the Question of the Mars Meteorite,"
  1455. <URL:http://cass.jsc.nasa.gov/pub/lpi/meteorites/mars_meteorite.html>
  1456. and Michael Richmond's archive of postings by James Head (from the
  1457. Lunar and Planetary Institute) on this topic,
  1458. <URL:http://a188-l009.rit.edu/richmond/answers/martian.html>.
  1459.  
  1460. Finally, the meteorite Northwest Africa #11 (NWA011) has a composition
  1461. similar to that of many Martian and lunar meteorites, but some
  1462. important differences as well (notably in the amount of oxygen).  This
  1463. has led some to speculate that NWA011 might be from Mercury(!).
  1464.  
  1465. ------------------------------
  1466.  
  1467. Subject: Copyright
  1468.  
  1469.  This document, as a collection, is Copyright 1995--2000 by T. Joseph
  1470. W. Lazio (jlazio@patriot.net).  The individual articles are copyright
  1471. by the individual authors listed.  All rights are reserved.
  1472. Permission to use, copy and distribute this unmodified document by any
  1473. means and for any purpose EXCEPT PROFIT PURPOSES is hereby granted,
  1474. provided that both the above Copyright notice and this permission
  1475. notice appear in all copies of the FAQ itself.  Reproducing this FAQ
  1476. by any means, included, but not limited to, printing, copying existing
  1477. prints, publishing by electronic or other means, implies full
  1478. agreement to the above non-profit-use clause, unless upon prior
  1479. written permission of the authors.
  1480.  
  1481.  This FAQ is provided by the authors "as is," with all its faults.
  1482. Any express or implied warranties, including, but not limited to, any
  1483. implied warranties of merchantability, accuracy, or fitness for any
  1484. particular purpose, are disclaimed.  If you use the information in
  1485. this document, in any way, you do so at your own risk.
  1486.