Нептун – восьмая планета, входящая в нашу солнечную систему. Ученые обнаружили ее самой первой на основе постоянных наблюдений за небом и глубоких математических исследований. Урбен Джозеф Ле Веррье после длительных обсуждений поделился своими наблюдениями с Берлинской обсерваторией, где их изучал Иоганн Готтфрид Галле. Именно там 23 сентября 1846 г. и был обнаружен Нептун. Спустя семнадцать дней был найден и его спутник – Тритон.
Планета Нептун находится на расстоянии 4,5 млрд км от Солнца. За 165 лет она проходит свою орбиту. Ее нельзя увидеть невооруженным глазом, так как она находится на существенном расстоянии от Земли.
В атмосфере Нептуна царят самые сильные ветры, по некоторым оценкам ученых, они могут развивать скорость в 2100 км/ч. В 1989 году во время пролета аппарата «Вояджер-2» в южном полушарии планеты было выявлено Большое темное пятно, точно такое же, как Большое красное пятно на планете Юпитер. В верхних слоях атмосферы температура Нептуна близка к 220 градусов Цельсия. Температура в центре Нептуна варьируется от 5400°K до 7000-7100 °C, что отвечает температуре на поверхности Солнца и внутренней температуре большинства планет. У Нептуна есть фрагментированная и слабая кольцевая система, которую обнаружили еще в 1960-е годы, но официально подтвердили в 1989 году «Вояджером-2».
История открытия планеты Нептун
28 декабря 1612 года Галилео Галилей исследовал Нептун, а затем 29 января 1613 г. Но в обоих случаях он принял Нептун за неподвижную звезду, которая соединялась с Юпитером на небе. Именно поэтому открытие Нептуна Галилею не присвоили.
В декабре 1612 г. во время первого наблюдения Нептун находится в точке стояния, а в день наблюдения он перешел к попятному движению. Попятное движение прослеживается, когда наша планета обгоняет внешнюю планету по своей оси. Поскольку Нептун находился вблизи точки стояния, его движение было слишком слабым, и Галилей не смог его увидеть с помощью своего маленького телескопа.
Алексис Бувард в 1821 году продемонстрировал астрономические таблицы орбиты планеты Уран. Позже наблюдения показали сильные отклонения от созданных им таблиц. С учетом этого обстоятельства, ученый предположил, что неизвестное тело своей гравитацией возмущает орбиту Урана. Свои вычисления он отправил королевскому астроному сэру Джорджу Эйри, а тот попросил у Куха разъяснения. Он уже начал набрасывать ответ, но по каким-то причинам не отправил его и не стал настаивать над работой по этому вопросу.
В 1845-1846 годы Урбен Леверье независимо от Адамса быстро провел свои расчеты, но соотечественники его энтузиазма не разделяли. Ознакомившись с первой оценкой Леверье долготы Нептуна и ее схожести с оценкой Адамс, Эйри удалось убедить Джеймса Чайлза, директора Кембриджской обсерватории, начать поиски, которые продолжались с августа по сентябрь. Дважды Чайлз на деле наблюдал Нептун, но в результате того, что он отложил обработку результатов на более поздний срок, у него не вышло своевременно идентифицировать планету.
В это время Леверье убедил астронома Иоганна Готтфрида Галле, работающего в Берлинской обсерватории, заняться поисками. Студент обсерватории Гейнрих д’Арре предложил Галле сравнить нарисованную карту неба в районе предсказанного Леверье местоположения с видом неба на данный момент, чтобы наблюдать передвижение планеты относительно неподвижных звезд. В первую же ночь планета была обнаружена приблизительно после 1 часа поиска. Иоганном Энке, совместно с директором обсерватории, в течение 2 ночей продолжали наблюдение того участка неба, где располагалась планета, в результате чего они обнаружили ее передвижение относительно звезд и смогли удостовериться, что это на самом деле новая планета. 23 сентября 1846 года Нептун был обнаружен. Он находится в пределах 1° от координат Леверье и приблизительно в 12° от координат, которые были предсказаны Адамсом.
Сразу после открытия последовал спор между французами и англичанами за право считать открытие планеты своим. В результате они пришли к консенсусу и приняли решение считать Леверье и Адамса сооткрывателями. В 1998 году в очередной раз найдены «бумаги Нептуна», которые были присвоены астроному Олину Дж. Эггену незаконно и хранились у него на протяжении тридцати лет. После его смерти они были найдены в его владении. Некоторые историки после пересмотра документов полагают, что Адамс не заслуживает равных с Леверье прав на открытие планеты. В принципе это подвергалось сомнению и раньше, например, еще с 1966 года Деннисом Роулинсом. В журнале «Dio» он опубликовал статью с требованием признать равноправие Адамса на открытие воровством. «Да, Адамс сделал определенные вычисления, но он был несколько не уверен в том, где располагается Нептун», – заявил Николас Коллеструм в 2003 году.
Происхождение названия Нептун
Определенное время после открытия планета Нептун обозначалось как «планета Леверье» или как «внешняя от Урана планета». Первым идею об официальном наименовании выдвинул Галле, предложивший название «Янус». Чайлз в Англии предложил название «Океан».
Леверье, утверждая, что имеет право дать наименование, предложил назвать ее Нептуном, ошибочно полагая, что это название признано французским бюро долгот. Ученый попытался назвать планету в октябре по своему имени «Леверье» и был поддержан директором обсерватории, но эта инициатива натолкнулась на сопротивления за пределами Франции. Альманахи быстро вернули название Гершель (в честь Уильяма Гершеля, первооткрывателя) для Урана и Леверье для новой планеты.
Но, несмотря на это, Василий Струве, директор Пулковской обсерватории, остановится на названии «Нептун». О своем решении он заявил на съезде Императорской Академии наук 29 декабря 1846 года, который состоялся в Петербурге. Это название получило поддержку за границами России и очень скоро стало принятым международным наименованием планеты.
Физические характеристики
Нептун имеет массу в 1,0243×1026 кг и выступает промежуточным звеном между большими газовыми гигантами и Землей. Его вес в семнадцать раз больше Земли и 1/19 от массы Юпитера. Что касается экваториального радиуса Нептуна, то он отвечает 24 764 км, что практически в четыре раза больше земного. Уран и Нептун часто относят к подклассу газовых гигантов («ледяные гиганты») из-за их большой концентрации летучих веществ и меньшего размера.
Внутреннее строение
Сразу стоит отметить то, что внутреннее строение планеты Нептун схоже со строением Урана. Атмосфера приблизительно составляет 10-20% от всей массы планеты, расстояние от поверхности до атмосферы – 10-20% расстояния от поверхности планеты до ядра. Давление вблизи ядра может составлять 10 Гпа. Концентрации аммиака, метана и воды обнаружены в нижних слоях атмосферы.
Эта более горячая и темная область постепенно уплотняется в перегретую жидкую мантию, температура которой достигает 2000 – 5000 К. Вес мантии планеты превышает Земную в десять - пятнадцать раз по различным оценкам, она богата аммиаком, водой, метаном и другими соединениями. Эту материю, по общепринятой терминологии, называют ледяной, даже несмотря на то, что это плотная и очень горячая жидкость. Эту жидкость, имеющую высокую электропроводность, нередко называют океаном водного аммиака. Метан на глубине 7 тыс. км разлагается на алмазные кристаллы, «падающие» на ядро. Ученые выдвинули гипотезу, что есть целый океан «алмазной жидкости». Ядро планеты состоит из никеля, железа и силикатов и весит в 1,2 раза больше нашей планеты. В центре давление достигает 7 мегабар, что по сравнению с Землей в миллионы раз больше. В центре температура достигает 5400 К.
Атмосфера Нептуна
Учеными были обнаружены гелий и водопад в верхних слоях атмосферы. На этой высоте они составляют 19% и 80%. Помимо этого, прослеживаются следы метана. Полосы поглощения метана прослеживаются на длинах волн, превышающих 600 нм в инфракрасной и красной части спектра. Как и в ситуации с Ураном, поглощение метаном красного света является ключевым фактором, придающим синий оттенок Нептуну, хотя яркая лазурь отличается от умеренного аквамаринового цвета Урана. Поскольку процент метана в атмосфере не сильно различается от такового в атмосфере Урана, ученые предполагают, что присутствует какой-то неизвестный компонент атмосферы, который способствует формированию синего цвета. Атмосфера делится на две основные области, а именно – более низкая тропосфера, в которой наблюдается снижение температуры с высотой, и стратосфера, где прослеживается другая закономерность – температура увеличивается с высотой. Граница тропопаузы (находится между ними) располагается на уровне давления в 0,1 баров. На уровне давления ниже 10-4 – 10-5 микробаров стратосфера сменяется термосферой. Постепенно термосфера переходит в экзосферу. Модели тропосферы позволяют полагать, что с учетом высоты она состоит из облаков приблизительных составов. В зоне давления ниже 1 бара находятся облака верхнего уровня, где температура располагает к конденсации метана.
Облака сероводорода и аммиака формируются при давлении между 1 и 5 барами. При большем давлении облака могут состоять из сульфида аммония, аммиака, воды и сероводорода. Глубже, при давлении примерно в 50 бар, могут формироваться облака из водяного льда, в случае температуры в 0 °C. Ученые предполагают, что в этой зоне могут находиться облака из сероводорода и аммиака. Помимо этого, не исключено, что в этой зоне могут быть найдены облака из сероводорода и аммиака.
Для такой невысокой температуры Нептун находится слишком далеко от Солнца, чтобы оно разогрело термосферу УФ-радиацией. Не исключено, что это явление – следствие атмосферного взаимодействия с ионами, находящимися в магнитном поле планеты. Другая теория говорит, что основным механизмом разогревания выступают волны гравитации из внутренних областей Нептуна, которые впоследствии рассеиваются в атмосфере. Термосфера включает следы угарного газа и воды, попавшей туда из внешних источников (пыль и метеориты).
Климат Нептуна
Оно из различий между Ураном и Нептуном – уровень метеорологической активности. Пролетевший вблизи урана «Вояджер-2» в 1986 году зафиксировал слабую активность атмосферы. Нептун, в противоположность Урану, демонстрировал явные погодные перемены при выполнении съемки в 1989 году.
Погода на планете отличается серьезной динамической системой штормов. Причем скорость ветра порой может достигать около 600 м/с (сверхзвуковая скорость). В ходе отслеживания движения облаков было замечено изменение скорости ветра. В восточном направлении от 20 м/с; на западном – к 325 м/с. Что касается верхнего облачного слоя, то здесь скорость ветров также варьируется: вдоль экватора от 400 м/с; на полюсах – до 250 м/с. При этом большинство ветров дают направление, которое обратно вращению Нептуна вокруг оси. Схема ветров показывает, что их направление на высоких широтах совпадает с направлением вращения планеты, а на низких широтах полностью противоположно ему. Разница в направлении ветров, как полагают ученые, следствие «скрин-эффекта» и не связана с глубинными атмосферными процессами. Содержание в атмосфере этана, метана и ацетилена в области экватора в десятки, а то и сотни раз превышает содержание данных веществ в области полюсов. Такое наблюдение дает повод полагать, что на экваторе Нептуна и ближе к полюсам существует апвеллинг. В 2007 году учеными было замечено, что верхний шар тропосферы южного полюса планеты был на 10 °C теплее по сравнению с другой частью Нептуна, где в среднем температура составляет −200 °C. Причем такой разницы вполне достаточно, чтобы метан в остальных областях верхней части атмосферы находился в замороженном виде, постепенно просачивался в космос на южном полюсе.
По причине сезонных изменений облачные полосы в южном полушарии планеты увеличивались в альбедо и размере. Такая тенденция прослеживалась еще в 1980 году, по мнению специалистов, она продлится до 2020 года с наступлением на планете нового сезона, которые меняются каждые сорок лет.
Спутники Нептуна
На текущий момент у Нептуна известно тринадцать спутников. Самый крупный из них весит больше 99,5% от общей массы всех спутников планеты. Это Тритон, который был открыт Уильямом Ласселом через семнадцать дней после открытия самой планеты. Тритон, в отличие от других крупных спутников в нашей Солнечной системе, обладает ретроградной орбитой. Не исключено, что его захватила гравитация Нептуна, и, возможно, в прошлом он был карликовой планетой. Он находится на небольшом расстоянии от Нептуна, чтобы являться зафиксированным в синхронном вращении. Тритон из-за приливного ускорения медленно двигается по спирали к планете и в результате при достижении предела Роша будет разрушен. Как следствие, образуется кольцо, которое будет более мощным, чем кольца Сатурна. Предполагается, что это произойдет через промежуток от 10 до 100 миллионов лет.
Тритон – один из 3 спутников, имеющих атмосферу (наряду с Титаном и Ио). Указывается на возможность существования жидкого океана под ледяной корой Тритона, подобного океану Европы.
Следующим по открытию спутником Нептуна была Нереида. Она отличается неправильной формой и входит в число самых высоких эксцентриситетов орбиты.
В период с июля по сентябрь 1989 года удалось обнаружить еще шесть новых спутников. Среди них стоит отметить Протей, имеющий неправильную форму и высокую плотность.
Четыре внутренних спутника – Таласса, Наяда, Галатея и Деспина. Их орбиты настолько близки к планете, что находятся в пределах ее колец. Ларисса, следующая за ними, была впервые открыта в 1981 году.
В период между 2002 и 2003 годом удалось открыть еще пять спутников Нептуна, имеющих неправильную форму. Так как Нептун считался римским богом морей, его спутники были названы в честь других морских существ.
Наблюдение за Нептуном
Ни для кого не секрет, что Нептун не виден с Земли невооруженным глазом. Карликовая планета Церера, Галилеевы спутники Юпитера и астероиды 2 Паллада, 4 Веста, 3 Юнона, 7 Ирида и 6 Геба видны ярче на небе. Чтобы наблюдать за планетой, нужен телескоп, имеющий увеличение от 200х и диаметром не меньше 200-250 мм. В таком случае можно увидеть планету как небольшой голубоватый диск, напоминающий Уран.
Каждые 367 дней для земного наблюдателя планета Нептун вступает в кажущееся ретроградное движение, образует определенные воображаемые петли на фоне остальных звезд в период каждого противостояния.
Наблюдение за планетой в диапазоне радиоволн показывает, что Нептун является источником нерегулярных вспышек и непрерывного излучения. Оба явления объясняют вращающимся магнитным полем. В инфракрасной части спектра хорошо прослеживаются штормы Нептуна. Можно установить их размер и форму, а также точно отследить их передвижение.
В 2016 году НАСА собирается запустить к Нептуну КА «Нептун Орбитер». На сегодняшний день никаких точных дат старта официально не называют, в план исследования Солнечной системы не входит этот аппарат.
Нептун - планета, восьмая по счету от Солнца. В некоторых местах его орбита пересекается с орбитой Плутона. Какая планета Нептун? Ее относят к разряду гигантов. Астрологический знак - J.
Параметры
Планета-гигант Нептун производит движение вокруг Солнца по эллиптической орбите, близкой к круговой. Длина радиуса составляет 24 750 километров. Этот показатель в четыре раза больше, чем у Земли. Собственная скорость вращения планеты настолько быстрая, что продолжительность суток здесь составляет 17.8 часа.
Планета Нептун от Солнца удалена примерно на 4500 миллионов километров, следовательно, свет доходит до рассматриваемого объекта чуть более чем за четыре часа.
Хотя средняя плотность Нептуна почти втрое меньше, чем у Земли (она составляет 1.67 г/см³), его масса в 17.2 раза выше. Это объясняется большими
Особенности состава, физических условий и строения
Нептун и Уран - планеты, основу которых составляют отвердевшие газы с пятнадцатипроцентным содержанием водорода и небольшим количеством гелия. Как предполагают ученые, у синего гиганта не имеется четкой внутренней структуры. Наиболее вероятным представляется тот факт, что внутри Нептуна находится плотное ядро небольших размеров.
Атмосферу планеты составляют гелий и водород с незначительными примесями метана. На Нептуне нередко случаются большие бури, кроме того, для него характерны вихри и сильные ветры. Последние дуют в западном направлении, их скорость может доходить до 2200 км/ч.
Было замечено, что скорость течений и потоков у планет-гигантов увеличивается по мере отдаленности от Солнца. Объяснения этой закономерности пока не найдено. Благодаря снимкам, сделанным специальной аппаратурой в атмосфере Нептуна, появилась возможность подробно рассмотреть облака. Так же, как у Сатурна или Юпитера, у этой планеты имеется внутренний источник тепла. Он способен излучать до трех раз больше энергии, чем сам получает от Солнца.
Гигантский шаг вперед
Согласно историческим документам, Галилей увидел Нептун 28.12.1612 года. Во второй раз ему удалось наблюдать неизвестное 29.01.1613 г. В обоих случаях ученый принимал планету за неподвижную звезду, находящуюся в соединении с Юпитером. По этой причине открытие Нептуна Галилею не приписывают.
Установлено, что в период наблюдений 1612 года планета находилась в точке стояния, и как раз в тот день, когда Галилей впервые ее увидел, она перешла к попятному движению. Этот процесс наблюдается в том случае, когда Земля по своей орбите обгоняет внешнюю планету. Так как Нептун находился недалеко от точки стояния, его движение было слишком слабым, чтобы его смог заметить недостаточно сильный телескоп Галилея.
В 1781 году Гершелю удалось открыть Уран. Затем ученый вычислил параметры его орбиты. Опираясь на полученные данные, Гершель сделал вывод о наличии загадочных аномалий в процессе движения этого космического объекта: оно то опережало расчетное, то отставало от него. Данный факт позволил предположить, что за Ураном находится еще одна планета, гравитационным притяжением искажающая траекторию его движения.
В 1843 году Адамсу удалось вычислить орбиту загадочной восьмой планеты с целью объяснения изменений в орбите Урана. Данные о своей работе ученый выслал астроному короля - Дж. Эйри. Вскоре ему пришло ответное письмо с просьбой привести разъяснения по некоторым вопросам. Адамс начал делать требуемые наброски, однако по какой-то причине так и не отправил послание и в дальнейшем не инициировал серьезную работу по данному вопросу.
Непосредственное открытие планеты Нептун произошло благодаря стараниям Леверье, Галле и д’Аре. 23.09.1846 года, имея в распоряжении данные о системе элементов орбиты искомого объекта, они приступили к работе по определению точного местонахождения загадочного объекта. В первый же вечер их старания увенчались успехом. Открытие планеты Нептун в то время называли триумфом небесной механики.
Выбор названия
После обнаружения гиганта стали думать о том, какое же название ему дать. Самый первый вариант был предложен Иоганном Галле. Он захотел окрестить далекий Янусом в честь бога, символизирующего начало и конец в древнеримской мифологии, однако это название пришлось не по душе многим. Намного теплее было встречено предложение Струве - директора Его вариант - Нептун - и стал окончательным. Присвоение официального названия планете-гиганту положило конец многочисленным спорам и разногласиям.
Как менялись представления о Нептуне
Еще шестьдесят лет назад сведения о синем гиганте отличались от сегодняшних. Несмотря на то что было относительно точно известно о сидерическом и синодическом периодах вращения вокруг Солнца, о наклоне экватора к плоскости орбиты, имелись данные, установленные менее точно. Так, масса оценивалась в 17.26 земных вместо реальных 17.15, а экваториальный радиус - в 3.89, а не 3.88 от нашей планеты. Что касается звездного периода обращения вокруг оси, считалось, что он составляет 15 ч. 8 мин., что на пятьдесят минут меньше реального.
В некоторых других параметрах тоже были неточности. К примеру, до того как «Вояджер-2» приблизился к Нептуну, насколько это возможно, предполагалось, что магнитное поле планеты схоже по своей конфигурации с земным. На самом же деле оно напоминает по виду так называемый наклонный ротатор.
Немного об орбитальных резонансах
Нептун способен воздействовать на находящийся на большом от него расстоянии пояс Койпера. Последний представлен кольцом из малых ледяных планет, подобным между Юпитером и Марсом, но с намного большей протяженностью. Пояс Койпера находится под существенным влиянием притяжения Нептуна, в результате чего в его структуре даже образовались промежутки.
Орбиты тех объектов, которые удерживаются в указанном поясе в течение долгого периода, устанавливаются так называемыми вековыми резонансами с Нептуном. В определенных случаях это время сопоставимо с периодом существования Солнечной системы.
Зоны гравитационной стабильности Нептуна называются В них планета удерживает большое количество астероидов-троянцев, словно таща их за собой по всей орбите.
Особенности внутреннего строения
В этом плане Нептун схож с Ураном. На атмосферу приходится порядка двадцати процентов от общей массы рассматриваемой планеты. Чем ближе к ядру, тем выше давление. Максимальный показатель - примерно 10 ГПа. В нижних слоях атмосферы имеются концентрации воды, аммиака и метана.
Элементы внутреннего строения Нептуна:
- Верхние облака и атмосфера.
- Атмосфера, формируемая водородом, гелием и метаном.
- Мантия (метановый лед, аммиак, вода).
- Каменно-ледяное ядро.
Климатическая характеристика
Одним из отличий Нептуна от Урана является степень метеорологической активности. Согласно данным, полученным с аппарата «Вояджер-2», погода на синем гиганте меняется часто и существенно.
Удалось выявить чрезвычайно динамическую систему штормов с ветрами, которые достигают скорости даже в 600 м/с - практически сверхзвуковой (большинство из них дуют в направлении, обратном вращению Нептуна вокруг собственной оси).
В 2007 году было выявлено, что в верхней тропосфере южного полюса планеты на десять градусов по Цельсию теплее, чем в остальных частях, где температура равна примерно -200 ºС. Такой разницы вполне достаточно для того, чтобы метан из других зон верхней части атмосферы просачивался в космос в области южного полюса. Образовавшаяся «горячая точка» является следствием осевого наклона синего гиганта, южный полюс которого вот уже сорок земных лет обращен к Солнцу. По мере медленного продвижения Нептуна по орбите к противоположной стороне указанного небесного светила южный полюс постепенно полностью уйдет в тень. Таким образом, Нептун подставит Солнцу свой северный полюс. Следовательно, и зона высвобождения метана в космос переместится в эту часть планеты.
«Сопровождающие» гиганта
Нептун - планета, имеющая, по сегодняшним данным, восемь спутников. Среди них один большой, три средних и четыре маленьких. Рассмотрим подробнее три самых больших.
Тритон
Это крупнейший спутник, который имеет планета-гигант Нептун. Его открыл У. Лассел в 1846 году. Тритон удален от Нептуна на 394 700 км, его радиус составляет 1600 км. Как предполагается, у него есть атмосфера. По размерам объект близок к Луне. По мнению ученых, до захвата Нептуном Тритон был самостоятельной планетой.
Нереида
Это второй по размерам спутник рассматриваемой планеты. В среднем он удален от Нептуна на 6.2 миллиона километров. Радиус Нереиды - 100 километров, а диаметр - в два раза больше. Для того чтобы сделать один виток вокруг Нептуна, этому спутнику требуется 360 дней, то есть практически целый земной год. Открытие Нереиды произошло в 1949 году.
Протеус
Эта планета занимает третье место не только по размерам, но и по удаленности от Нептуна. Нельзя сказать, что Протеус имеет какие-то особенные характеристики, однако именно его ученые выбрали для создания трехмерной интерактивной модели, базирующейся на снимках аппарата «Вояджер-2».
Остальные спутники представляют собой небольшие планетки, коих в Солнечной системе великое множество.
Особенности изучения
Нептун - планета какая по счету от Солнца? Восьмая. Если вы знаете точно, где находится этот гигант, то сможете его увидеть даже в мощный бинокль. Нептун является довольно сложным для изучения космическим телом. Это объясняется отчасти тем, что его блеск немногим превышает восьмую звездную величину. К примеру, один из вышеупомянутых спутников - Тритон - имеет блеск, равный четырнадцати звездным величинам. Для того чтобы обнаружить диск Нептуна, требуется применять большие увеличения.
Космический аппарат «Вояджер-2» сумел достичь такого объекта, как Нептун. Планета (фото смотрите в статье) приняла гостя с Земли в августе 1989-го. Благодаря данным, собранным этим кораблем, ученые располагают хотя бы какими-то сведениями об этом загадочном объекте.
Данные с «Вояджера»
Нептун - планета, имевшая Большое Темное Пятно на территории южного полушария. Это наиболее известная деталь об объекте, полученная в результате работы космического аппарата. По диаметру это Пятно практически равнялось Земле. Ветры Нептуна относили его с огромной скоростью в 300 м/с в западном направлении.
По наблюдениям HST (Hubble Space Telescope) за 1994 год, Большое Темное Пятно исчезло. Предполагается, что оно или рассеялось, или оказалось закрытым другими частями атмосферы. Через несколько месяцев, благодаря телескопу «Хаббл», удалось обнаружить новое Пятно, находящееся уже в северном полушарии планеты. На основании этого можно сделать вывод, что Нептун - планета, атмосфера которой быстро меняется - предположительно по причине легких колебаний температур нижних и верхних облаков.
Благодаря «Вояджеру-2» установлено, что у описываемого объекта имеются кольца. Их наличие было выявлено в 1981 году, когда одна из звезд затмила Нептун. Наблюдения с Земли не приносили особого результата: вместо полных колец виднелись лишь слабые дуги. На помощь опять пришел «Вояджер-2». В 1989 году аппаратом были сделаны подробные снимки колец. Одно из них имеет интересную искривленную структуру.
Что известно о магнитосфере
Нептун - это планета, магнитное поле которой ориентировано довольно странно. Магнитная ось на 47 градусов наклонена к оси вращения. На Земле это нашло бы отражение в необычном поведении стрелки компаса. Так, Северный полюс стал бы находиться южнее Москвы. Еще один необычный факт заключается в том, что у Нептуна ось симметрии магнитного поля проходит не через его центр.
Вопросы без ответов
Почему на Нептуне такие сильные ветры, в то время как он очень удален от Солнца? Для осуществления таких процессов внутренний источник тепла, находящийся в глубине планеты, недостаточно силен.
Почему на объекте имеется недостаток водорода и гелия?
Каким образом произвести разработку сравнительно недорогого проекта, чтобы максимально полно изучить Уран и Нептун с помощью космических аппаратов?
По причине каких процессов формируется необычное магнитное поле планеты?
Современные исследования
Создание точных моделей Нептуна и Урана с целью наглядного описания процесса формирования ледяных гигантов оказалось непростой задачей. Для объяснения эволюции этих двух планет выдвинули немалое количество гипотез. Согласно одной из них, оба гиганта появились по причине нестабильности внутри базового протопланетарного диска, а позже их атмосферы были буквально сдуты излучением большой звезды класса В или О.
Согласно другой концепции, Нептун и Уран сформировались сравнительно недалеко от Солнца, где плотность материи выше, а после переместились на текущие орбиты. Эта гипотеза стала наиболее распространенной, поскольку благодаря ей можно объяснить имеющиеся резонансы в поясе Койпера.
Наблюдения
Нептун - какая планета от Солнца? Восьмая. И его не представляется возможным увидеть невооруженным глазом. Показатель звездной величины гиганта - между +7.7 и +8.0. Таким образом, он тусклее многих небесных объектов, включая карликовую планету Церера, и некоторые астероиды. Для организации качественных наблюдений за планетой требуется телескоп с не менее чем двухсоткратным увеличением и диаметром в 200-250 миллиметров. При наличии бинокля 7х50 синий гигант будет заметен как слабая звезда.
Изменение углового диаметра рассматриваемого космического объекта находится в пределах 2.2-2.4 угловых секунд. Это объясняется тем, что на очень большом расстоянии от Земли находится планета Нептун. Факты о состоянии поверхности голубого гиганта добывать было крайне сложно. Многое изменилось с появлением космического телескопа «Хаббл» и мощнейших наземных приборов, оснащенных адаптивной оптикой.
Наблюдения за планетой в радиоволновом диапазоне позволили установить, что Нептун представляет собой источник вспышек нерегулярного характера, а также непрерывного излучения. Оба явления объясняются вращающимся магнитным полем синего гиганта. На более холодном фоне в инфракрасной зоне спектра четко просматриваются волнения в глубинах атмосферы планеты - так называемые штормы. Они порождаются теплом, исходящим от сжимающегося ядра. Благодаря наблюдениям можно максимально точно определить их размеры и форму, а также отслеживать перемещения.
Загадочная планета Нептун. Интересные факты
На протяжении практически целого века этот синий гигант считался самым дальним во всей Солнечной системе. И даже открытие Плутона не изменило данного убеждения. Нептун - планета какая по счету? Восьмая, а не последняя, девятая. Тем не менее, он иногда оказывается дальше всех от нашего светила. Дело в том, что Плутон имеет вытянутую орбиту, которая порой находится ближе к Солнцу, чем орбита Нептуна. Синему гиганту удалось вернуть себе статус самой дальней планеты. И все благодаря тому, что Плутон перевели в разряд карликовых объектов.
Нептун имеет самые небольшие размеры среди четырех известных газовых гигантов. Его экваториальный радиус меньше, чем у Урана, Сатурна и Юпитера.
Как и на всех газовых планетах, на Нептуне нет твердой поверхности. Даже если бы космический корабль сумел до него добраться, он не смог бы приземлиться. Вместо этого стало бы происходить погружение вглубь планеты.
Гравитация Нептуна немногим больше земной (на 17 %). Значит, сила притяжения действует на обеих планетах практически одинаково.
Для того чтобы обернуться вокруг Солнца, Нептуну требуется 165 земных лет.
Синий насыщенный цвет планеты объясняется мощнейшими линиями такого газа, как метан, превалирующими в отраженном свете гиганта.
Заключение
В процессе освоения космоса огромную роль сыграло открытие планет. Нептун и Плутон, равно как и другие объекты, обнаружены в результате кропотливого труда многих астрономов. Скорее всего, то, что сейчас человечеству известно о Вселенной, - лишь малая часть реальной картины. Космос - это великая тайна, и разгадывать ее придется еще не одно столетие.
Нептун является восьмой планетой от Солнца и последней из известных планет. Не смотря на то, что это третья по массивности планета, она является всего лишь четвертой с точки зрения диаметра. Благодаря своей синей окраске Нептун получил имя римского бога моря.
По мере совершения тех или иных научных открытий у ученых часто возникают споры, какая именно из теорий заслуживает доверия. Открытие Нептуна является наглядным примером таких разногласий.
После того, как 1781 году была открыта планета , астрономы заметили, что его орбита подвержена значительным колебаниям, которых в принципе быть не должно. В качестве обоснования этого непонятного явления была предложена гипотеза о существовании планеты, гравитационное поле которой и вызывает орбитальные отклонения Урана.
Тем не менее, первые научные труды, связанные с существования Нептуна появились только в 1845-1846 году, когда английский астроном Джон Коуч Адамс опубликовал свои расчеты о положении этой тогда еще неизвестной планеты. Однако, несмотря на то, что он предоставил свою работу Королевскому научному сообществу (ведущей английской научно-исследовательской организации), его труд не вызвал ожидаемого интереса. И только год спустя французский астроном Жан Жозеф Леверье также представил расчеты, которые были поразительно похожи на расчеты Адамса. В результате независимых оценок научной работы двух ученых, научное сообщество наконец-то согласилось с их выводами и начало поиски планеты в области неба, на которую указывали исследования Адамс и Леверье. Планета как таковая была обнаружена 23 сентября 1846 года немецким астрономом Иоганном Галлом.
До облета космическим аппаратом Voyager 2 в 1989 году, о планете Нептун у человечества было очень мало информации. Миссия позволила получить данные о кольцах Нептуна, числе лун, атмосфере и вращении. Кроме того, Voyager 2 выявил существенные особенности спутника Нептуна под названием Тритон. На сегодняшний день мировые космические агентства не планируют каких-либо миссий к этой планете.
Верхние слои атмосферы Нептуна на 80% состоят из водорода (H2), 19% гелия и небольших примесей метана. Подобно Урану, синяя окраска Нептуна обусловлена его атмосферным метаном, который поглощает свет на длине волны, которая соответствует красному цвету. Однако, в отличие от Урана, у Нептуна более глубокий синий цвет, что говорит о присутствии в атмосфере Нептуна компонентов, которых нет в атмосфере Урана.
Погодные условия на Нептуне имеют две отличительные черты. Во-первых, как было замечено во время пролета миссии Voyager-2, это так называемые темные пятна. Эти бури сопоставимы по своим масштабам с Большим красным пятном на Юпитере, однако сильно отличаются по своей продолжительности. Шторм известный как Большое Красное Пятно длится уже в течение многих столетий, а темные пятна Нептуна способны существовать не более нескольких лет. Информацию об этом удалось подтвердить благодаря наблюдениям космического телескопа «Хаббл», который был направлен на планету всего через четыре года после того, как Voyager 2 совершил свой облет.
Вторым примечательным погодным явлением планеты является стремительно перемещающиеся шторма белого цвета, которые получили называние «Скутер». Как показали наблюдения, это своеобразный тип ливневой системы, размеры которой намного меньше, чем размеры темных пятен, а продолжительность жизни еще короче.
Подобно атмосферам других газовых гигантов, атмосфера Нептуна делится на широтные полосы. Скорость ветра в некоторых из этих полос достигает почти 600 м/с, то есть ветра планеты можно назвать самыми быстрыми в Солнечной системе.
Структура Нептуна
Наклон оси Нептуна составляет 28,3°, что относительно близко к 23.5° Земли. Учитывая значительную удаленность планеты от Солнца, наличие у Нептуна сравнимых с земными сезонов является достаточно удивительным и до конца неизученным для ученых явлением.
Спутники и кольца Нептуна
На сегодняшний день известно, что Нептун имеет тринадцать спутников. Из этих тринадцати только одна обладает большой и сферической формой. Существует научная теория, согласно которой Тритон - самый крупный из спутников Нептуна, представляет собой карликовую планету, которая была захвачена гравитационным полем и поэтому его естественное происхождение остается под вопросом. Доказательства этой теории исходит от ретроградной орбиты Тритона - спутник вращается в противоположном направлении по отношению к Нептуну. Кроме того, С зарегистрированной температурой поверхности -235 °C, Тритон является самым холодным известный объектом в Солнечной системе.
Считается, что Нептун имеет три основных кольца: Адамса, Леверье и Галле. Эта кольцевая система намного слабее, чем у других газовых гигантов. Кольцевая система планеты настолько тусклая, что некоторое время считалось кольца неполноценны. Однако изображения, которые передал Voyager 2 показали, что это на самом деле не так и кольца полностью опоясывают планету.
Для полного оборота по орбите вокруг Солнца Нептуну требуется 164.8 земных лет. 11 июля 2011 года было обозначено завершение первого полного оборота планеты с момента ее открытия в 1846 году.
Нептун был обнаружен Жаном Жозефом Леверье. Планета оставалась неизвестной для древних цивилизаций в силу того, что не была видно с Земли невооруженным взглядом. Первоначально планета называлась Леверье, в честь ее первооткрывателя. Но научное сообщество быстро отказалось от этого названия и было выбрано название Нептун.
Планета была названа Нептун в честь древнеримского бога моря.
Нептун обладает второй по величине силой тяжести в Солнечной системе, уступая только Юпитеру.
Самый большой спутник Нептуна носит название Тритон, он был обнаружен спустя 17 дней после того, как был обнаружен сам Нептун.
В атмосфере Нептуна можно наблюдать шторм, похожий на Большое красное пятно Юпитера. Данный шторм имеет объем сопоставимый с объемом Земли и известен также как Великое Темное Пятно.
Характеристики планеты:
- Расстояние от Солнца: 4 496,6 млн км
- Диаметр планеты: 49 528 км *
- Сутки на планете: 16ч 06мин **
- Год на планете: 164,8 года ***
- t° на поверхности: °C
- Атмосфера: Состоит из водорода, гелия и метана
- Спутники: 14
* диаметр по экватору планеты
** период вращения вокруг собственной оси (в земных сутках)
*** период обращения по орбите вокруг Солнца (в земных сутках)
Нептун - это последний из четырех газовых гигантов, принадлежащих солнечной системе. Он находится на восьмом месте по удаленности от солнца. Из-за синего цвета планета получила свое название в честь древнеримского владыки океана - Нептуна. Планета имеет 14 спутников, известных на данный момент, и 6 колец.
Презентация: планета Нептун
Строение планеты
Огромное растояние до Нептуна не позволяет точно установить его внутреннюю структуру. Математическими расчетами было установлено что его диаметр равен 49600 км, он в 4 раза превышает диаметр Земли, по объему в 58 раз, но благодаря низкой плотности (1.6 г/см3) масса всего в 17 раз превышает земную.
Нептун состоит по большей части изо льдов, и относится к группе ледяных гигантов. Согласно проведенным расчетам, центр планеты представляет собой твердое ядро, которое по диаметру в 1.5-2 раза превышает земное. Основу планеты составляет слой метановых, водных и аммиачных льдов. Температура основы колеблется в диапазоне от 2500-5500 градусов Цельсия. Несмотря на столь высокую температуру, лед остается в твердом состоянии, это происходит из-за высокого давления в недрах планеты, оно в миллионы раз превышает земное. Молекулы настолько плотно прижаты друг к другу, что находятся в раздавленом состоянии и разбиты на ионы и электроны.
Атмосфера планеты
Атмосфера Нептуна - внешняя газовая оболочка планеты, толщина ее примерно равна 5000 километров, основной ее состав - водород и гелий. Четко выраженной границы между атмосферой и ледяным слоем нет, плотность постепенно повышается под массой верхних слоев. Ближе к поверхности газы под давлением превращаются в кристаллы, которых становится все больше, а после эти кристаллы полностью преобразуются в ледяную кору. Глубина переходного слоя примерно равна 3000 км
Спутники планеты Нептун
Первый спутник Нептуна был открыт в 1846 году Уильямом Ласселом практически одновременно с планетой и получил имя Тритон. В будущем космический аппарат "Вояджер-2" хорошо изучил этот спутник, получив интересные изображения на которых отчетливо прослеживаются каньоны и ркатеры, озера изо льда и аммиака, а также необычные вулканы-гейзеры. Спутник Тритон отличается от других тем, что еще и имеет обратное движение по направлению орбиты. Это наталкивает ученых на предположения, что Тритон раньше не относился к Нептуну и сформировался вне влияния планеты, возможно, в полосе Кейпера, а потом был "захвачен" гравитацией Нептуна. Другой спутник Нептуна Нереида был открыт гораздо позже в 1949 году, а во время космической миссии к аппарата "Вояджер-2" были обнаружены сразу несколько малых спутников планеты. Этот же аппарат открыл и целую систему слабо освещенных колец Нептуна На данный момент последний из открытых спутников это Псамафа в 2003 году, а всего у планеты 14 известных спутников.
Вояджер-2 сделал этот снимок Нептуна за пять дней до своего исторического пролета планеты 25 августа 1989 года.
Планета Нептун – таинственный голубой гигант на окраине Солнечной системы, о существовании которого не подозревали до конца первой половины XIX столетия.
Далекая, невидимая без оптических приборов планета, была открыта осенью 1846 года. Первым о существовании небесного тела, аномально влияющего на движение , задумался Дж. К. Адамс. Свои расчеты и предположения он представил королевскому астроному Эри, который оставил их без внимания. В это же время исследованием отклонений в орбите Урана занимался француз Леверье, его выводы о существовании неизвестной планеты были представлены в 1845 году. Было очевидным, что результаты двух независимых исследований очень близки.
В сентябре 1846 года через телескоп Берлинской обсерватории была замечена неизвестная планета, расположенная в месте, указанном в расчетах Леверье. Открытие, сделанное при помощи математических вычислений, потрясло научный мир и стало предметом спора Англии и Франции о национальном приоритете. Во избежание споров можно считать первооткрывателем немецкого астронома Галле, который рассмотрел новую планету в телескоп. По традиции для названия было выбрано имя одного из римских богов – покровителя морей Нептуна.
Орбита Нептуна
После Плутона из списка планет, Нептун оказался последним – восьмым – представителем Солнечной системы. Его удаленность от центра составляет 4,5 млрд. км, на прохождение этого расстояния волне света необходимо 4 часа. Планета вместе с Сатурном, Ураном и Юпитером вошла в группу четырех газовых гигантов. Из-за огромного диаметра орбиты год здесь равен 164,8 земным, а сутки пролетают менее чем за 16 часов. Траектория прохождения вокруг Солнца близка к круговой, ее эксцентриситет равен 0,0112.
Строение планеты
Математические расчеты позволили создать теоретическую модель строения Нептуна. В его центре расположено твердое ядро, по массе аналогичное Земле, в составе замечено железо, силикаты, никель. Поверхность выглядит вязкой массой из аммиачной, водной и метановой модификации льда, которая без четкой границы перетекает в атмосферу. Внутренняя температура ядра довольно высока – достигает 7000 градусов, – но из-за высокого давления застывшая поверхность не тает. Нептуна превышает земную в 17 раз и составляет 1,0243х10 в 26 кг.
Атмосфера и бушующие ветра
Основу представляют: водород – 82%, гелий – 15% и метан – 1%. Это традиционный состав для газовых гигантов. Температура на условной поверхности Нептуна показывает -220 градусов по Цельсию. В нижних слоях атмосферы замечены облака, образованные кристаллами метана, сероводородом, аммиаком или сульфидом аммония. Именно эти кусочки льда создают голубое свечение вокруг планеты, но это лишь часть объяснения. Существует гипотеза о неизвестном веществе, которое дает яркий синий цвет.
Уникальной скоростью обладают ветра, дующие на Нептуне, ее среднее число равно 1000 км/ч, а порывы при урагане достигают 2400 км/ч. Воздушные массы движутся против оси вращения планеты. Необъяснимым фактом является усиление бурь и ветров, которое наблюдается с нарастанием расстояния между планетой и Солнцем.
Космический аппарат « » и телескоп Хаббл наблюдали удивительное явление – Большое Темное Пятно – ураган грандиозных размеров, который несся по Нептуну со скоростью 1000 км/ч. Подобные вихри появляются и пропадают в разных местах планеты.
Магнитосфера
Магнитное поле гиганта получило значительную мощность, его основой считается токопроводящая жидкая мантия. Смещение магнитной оси по отношению к географической на 47 градусов заставляет магнитосферу изменять свою форму вслед за вращением планеты. Этот могучий щит отражает энергию солнечного ветра.
Спутники Нептуна
Спутник – Тритон – был замечен спустя месяц после грандиозного открытия Нептуна. Его масса равняется 99% от всей системы спутников. Появление Тритона связывают с возможным захватом из .
Пояс Койпера — обширная область, заполненная объектами размером с небольшой спутник, но есть немногие из них размером с Плутон и некоторые, может даже и больше. За поясом Койпера располагается — место откуда к нам прилетают кометы. Облако Оорта простирается почти на полпути к ближайшей звезде.
Тритон — одна из трех лун в нашей системе, обладающая атмосферой. Тритон единственный имеет сферическую форму. Всего в компании Нептуна 14 небесных тел, названных именами более мелких богов морских глубин.
Со времени обнаружения планеты обсуждалось наличие у нее , но подтверждений теории не находили. Только в 1984 году в чилийской обсерватории заметили яркую дугу. Остальные пять колец были найдены благодаря исследованиям аппарата «Вояджер-2». Образования имеют темный цвет и не отражают солнечный свет. Своими именами они обязаны людям, открывшим Нептун: Галле, Леверье, Арго, Лассель, а самое далекое и необычное названо в честь Адамса. Это кольцо состоит из отдельных дужек, которые должны были слиться в единую конструкцию, но не делают этого. Возможной причиной считается воздействие гравитации не открытых еще спутников. Одно образование осталось безымянным.
Исследования
Огромная удаленность Нептуна от Земли и особенное расположение в космосе затрудняют наблюдения за планетой. Появление крупных телескопов с мощной оптикой расширило возможности ученых. Все исследования Нептуна основываются на данных, полученных миссией «Вояджер – 2». Далекая синяя планета, летящая у границы известного нам мира, полна , о которых мы практически ничего еще не знаем.
Новые Горизонты запечатлели Нептун и его спутник Тритон. Снимок сделан 10 июля 2014 года с расстояния 3,96 млрд. километров.
Изображения Нептуна
Изображения Нептуна и его спутников, сделанные Вояджером-2 в значительной степени недооценивают. Более увлекательным, чем даже сам Нептун, является его гигантский спутник Тритон, который похож по размеру и плотности на Плутон. Тритон, возможно, был захвачен Нептуном о чем свидетельствует его ретроградное движение (по часовой стрелке) по орбите вокруг Нептуна. Гравитационное взаимодействие между спутником и планетой генерирует тепло и поддерживает Тритон активным. Его поверхность имеет несколько кратеров и геологически активна.
Его кольца тонкие и слабые и почти невидимые с Земли. Вояджер-2 сделал снимок, когда они были подсвечены Солнцем. Изображение сильно переэкспонированно (10-минут).
Облака Нептуна
Несмотря на большое расстояние от Солнца, Нептун имеет весьма динамичную погоду, в том числе самые сильные ветра в Солнечной системе. «Большое Темное Пятно», которое видно на снимке, уже исчезло и показывает нам как быстро происходят изменения на самой далекой планете.
Самая полная карта Тритона на сегодняшний день
Пол Шенк из института Луны и планет (Хьюстон, США) переработал старые данные Вояджера, чтобы выявить больше деталей. В результате получилась карта обоих полушарий, хотя большая часть Северного полушария отсутствует, из-за того, что в момент пролета зонда была в тени.
Анимация пролета космического аппарата Вояджер-2 мимо Тритон а, совершенного в 1989 году. Во время пролета, большая часть Северного полушария Тритон а была в тени. Из-за большой скорости Вояджера и медленного вращения Тритон а, мы смогли увидеть только одно полушарие.
Гейзеры Тритона
