У метушні днів світ для звичайної людиничасом зменшується до розмірів роботи та будинку. Тим часом, якщо поглянути на небо, можна переконатися, наскільки мізерно це може бути, тому молоді романтики мріють присвятити себе підкоренню космосу і вивченню зірок. Вчені-астрономи ні на секунду не забувають, що, крім Землі з її проблемами та радощами, є безліч інших далеких та загадкових об'єктів. Один із них — планета Нептун, восьма за рівнем віддаленості від Сонця, недоступна для безпосереднього спостереження і тому подвійно приваблива для дослідників.
Як все починалося
Ще в середині XIXстоліття Сонячна система, на думку вчених, містила всього сім планет. Сусіди Землі, найближчі та віддалені, вивчалися з використанням усіх доступних досягнень у галузі техніки та обчислень. Багато показників спочатку описувалися теоретично, а потім знаходили практичні докази. З розрахунком орбіти Урана було дещо інакше. Томас Джон Хассі, астроном і священик, виявив невідповідність реальної траєкторії руху планети передбачуваної. Висновок міг бути лише один: існує об'єкт, що впливає на орбіту Урану. По суті це було перше повідомлення про планету Нептун.
Через майже десять років (1843 р.) одночасно двоє дослідників розрахували, якою орбітою може рухатися планета, що змушує газового гіганта потіснитися. Це були англієць Джон Адамс та француз Урбен Жан Жозеф Левер'є. Незалежно одна від одної, але з різною точністю вони визначили шлях руху тіла.
Виявлення та позначення
Нептуна знайшли на нічному небі астрономом Йоганном Готфрідом Галле, до якого прийшов Левер'є зі своїми розрахунками. Французький учений, який згодом розділив з Галле та Адамсом славу першовідкривача, помилився у обчисленнях лише на градус. Офіційно Нептун з'явився в наукових працях 23 вересня 1846 року.
Спочатку планету пропонувалося назвати ім'ям, але таке позначення не прижилося. Астрономи більше надихнулися порівнянням нового об'єкта з царем морів і океанів, так само чужого земної тверді, як, зважаючи на все, і відкрита планета. Ім'я Нептуна запропонував Левер'є і підтримав В. Я. Струве, який очолював Назва було дано, залишалося тільки зрозуміти, який склад атмосфери Нептуна, чи вона взагалі, що ховається в його надрах і так далі.
У порівнянні із Землею
З моменту відкриття минуло багато часу. Сьогодні про восьму планету Сонячна системами знаємо набагато більше. Нептун значно перевищує Землю за розмірами: його діаметр більше майже 4 рази, а маса — 17 раз. Значна віддаленість від Сонця не залишає сумніву, що погода на планеті Нептун також відчутно відрізняється від земної. Тут немає і не може бути життя. Справа навіть не у вітрі чи якихось незвичайних явищах. Атмосфера і поверхня Нептуна є практично однією структурою. Це характерна особливістьвсіх газових гігантів, до яких належить і дана планета.
Уявна поверхня
Планета за густиною значно поступається Землі (1,64 г/см³), завдяки чому ступити на її поверхню непросто. Та й як такої її немає. Рівень поверхні домовилися впізнавати за величиною тиску: податлива і швидше схожа на рідину «твердь» знаходиться в нижчих, де тиск дорівнює одному бару, і, по суті, є її частиною. Будь-яке повідомлення про планету Нептун як про космічний об'єкт конкретного розміру ґрунтується на такому визначенні уявної поверхні гіганта.
Отримані з урахуванням цієї особливості параметри виглядають так:
діаметр у районі екватора становить 49,5 тис. км;
розмір його у площині полюсів – майже 48,7 тис. км.
Співвідношення цих показників робить Нептун формою далеким від кола. Він, подібно до Блакитної планети, дещо сплощений з полюсів.
Склад атмосфери Нептуна
Суміш газів, що огортає планету, за змістом дуже відмінна від земної. Переважну частину становить водень (80%), друга позиція займає гелій. Цей інертний газ робить значний внесок до складу атмосфери Нептуна — 19%. Метан становить менше відсотка, також тут зустрічається аміак, але у незначній кількості.
Як не дивно, один відсоток метану у складі сильно позначається на тому, яка атмосфера у Нептуна і який весь газовий гігант із погляду зовнішнього спостерігача. Це хімічне з'єднанняскладає хмари планети і не відбиває світлові хвилі, що відповідають червоному кольору. У результаті для пролітаючих повз Нептун виявляється пофарбованим у насичений блакитний. Цей колір - одна із загадок планети. Вченим поки що до кінця не відомо, що точно призводить до поглинання червоної частини спектру.
Всім газовим гігантам властива наявність атмосфери. Нептуна у тому числі виділяє саме колір. Завдяки подібним характеристикам його називають крижаною планетою. Завмерлий метан, що своїм існуванням додає вагу порівнянню Нептуна з айсбергом, входить і до складу мантії, що оточує ядро планети.
Внутрішня будова
Серцевина космічного об'єкта містить залізо, нікель, сполуки магнію та кремнію. За своєю масою ядро приблизно дорівнює всій Землі. При цьому, на відміну від інших елементів внутрішньої структури, воно має щільність, що перевищує аналогічний параметр Блакитної планети вдвічі.
Ядро вкрите, як говорилося, мантією. Її склад багато в чому схожий на атмосферний: тут присутні аміак, метан, вода. Маса шару дорівнює п'ятнадцяти земним, при цьому він сильно нагрітий (до 5000 К). Мантія не має чіткої межі, і атмосфера планети Нептун плавно перетікає до неї. Суміш гелію та водню складає верхню частину в структурі. Плавне перетворення одного елемента на інший розмиті кордониз-поміж них — властивості, характерні всім газових гігантів.
Проблеми дослідження
Висновки про те, яка атмосфера у Нептуна, що характерно для його структури, робляться багато в чому на основі вже отриманих даних про Уран, Юпітер і Сатурн. Відстань планети від Землі значно ускладнює її вивчення.
1989 року поблизу Нептуна пролітав космічний апарат "Вояджер-2". Це була єдина зустріч із земним посланцем. Плідність її, втім, очевидна: більшу частинувідомостей про Нептуну науці надав саме цей корабель. Зокрема, "Вояджер-2" виявив Велику та Малу темні плями. Обидва зачорнені ділянки добре видно на тлі блакитної атмосфери. На сьогоднішній день незрозуміло, якою є природа цих утворень, але передбачається, що це вихрові потоки або циклони. Вони з'являються у верхніх шарах атмосфери і величезної швидкості проносяться навколо планети.
Вічний рух
Багато параметрів спричиняє наявність атмосфери. Нептуна характеризує як незвичайний колір, а й постійне рух, створюване вітром. Швидкість, з якою хмари облітають планету в районі екватора, перевищує тисячу кілометрів на годину. Рухаються вони у протилежному щодо обертання самого Нептуна навколо осі напрямі. При цьому обертається планета ще швидше: повний поворот займає лише 16 годин та 7 хвилин. Для порівняння: один оберт навколо Сонця займає майже 165 років.
Чергова загадка: швидкість вітру в атмосфері у газових гігантів збільшується при віддаленні від Сонця і досягає піку на Нептуні. Це явище поки не отримало обґрунтування, як і деякі температурні особливості планети.
Розподіл тепла
Погода планети Нептун характеризується поступовим зміною температури залежно від висоти. Той шар атмосфери, де розташовується умовна поверхня, повністю відповідає другій назві (крижана планета). Температура тут знижується майже до -200 ºC. Якщо переміщатися від поверхні вище, то буде відчутно збільшення тепла до 475º. Вчені досі не знайшли гідного пояснення таких перепадів. Як передбачається, Нептун має внутрішні джерело тепла. Такий обігрівач повинен виробляти вдвічі більше енергії, ніж приходить на планету від Сонця. Тепло від цього джерела в поєднанні з енергією, що долітає сюди від нашої зірки, ймовірно, і є причиною сильних вітрів.
Однак ні сонячне світло, ні внутрішній обігрівач не можуть підвищити температуру на поверхні так, щоб тут була відчутна зміна пір року. І хоча інших умов для цього дотримуються, відрізнити зиму від літа на Нептуні неможливо.
Магнітосфера
Дослідження "Вояджера-2" допомогли вченим дізнатися багато про магнітне поле Нептуна. Воно дуже відмінне від земного: джерело розташовується над ядрі, а мантії, завдяки чому магнітна вісь планети сильно зміщена щодо її центру.
Одна з функцій поля - захист від сонячного вітру. Форма магнітосфери Нептуна сильно витягнута: захисні лінії у тій частині планети, яка освітлена, розташовуються на відстані 600 тис. км від поверхні, а з протилежного боку — більш ніж 2 млн км.
Вояджер зафіксував непостійність напруги поля та розташування магнітних ліній. Такі властивості планети також ще не пояснені до кінця наукою.
Кільця
У наприкінці XIXстоліття, коли вчені вже не шукали відповіді на питання про те, чи є атмосфера на Нептуні, перед ними постало інше завдання. Потрібно було пояснити, чому шляхом восьмої планети зірки починали гаснути для спостерігача дещо раніше, ніж до них наближався Нептун.
Вирішити проблему вдалося лише майже через століття. У 1984 році за допомогою потужного телескопа вдалося розглянути найяскравішу обручку планети, згодом названу ім'ям одного з першовідкривачів Нептуна - Джона Адамса.
Подальші дослідження виявили ще кілька подібних утворень. Саме вони закривали зірки на шляху прямування планети. Сьогодні астрономи вважають Нептуна володарем шести кілець. У них ще одна загадка. Кільце Адамса складається з декількох дужок, що розташовуються на певній відстані один від одного. Причина такого розміщення незрозуміла. Частина дослідників схиляються до думки, що утримує їх у такому становищі сила гравітаційного поля одного із супутників Нептуна – Галатії. Інші наводять вагомий контраргумент: розміри її настільки малі, що навряд чи вона впоралася б із завданням. Можливо, поруч є ще кілька невідомих супутників, які допомагають Галатеї.
Загалом кільця планети — видовище, яке поступається за значним і красою подібним формуванням Сатурна. Не останню роль у дещо тьмяному зовнішньому виглядіграє склад. Кільця в основному містять брили метанового льоду, покритого сполуками кремнію, які добре поглинають світло.
Супутники
Нептун - володар (за останніми даними) 13 супутників. Більшість із них мають невеликі розміри. Визначні параметри тільки у Тритона, який лише трохи поступається в діаметрі Місяцю. Склад атмосфери Нептуна та Тритона різний: супутник має газову оболонку із суміші азоту та метану. Ці речовини надають дуже цікавий виглядпланеті: замерзлий азот із включеннями з метанового льоду створює на поверхні в районі Південного полюса справжнє буйство фарб: переливи жовтого поєднуються з білим та рожевим.
Доля красеня Тритона, тим часом, не така райдужна. Вчені пророкують йому зіткнення з Нептуном та поглинання ним. В результаті восьма планета стане володаркою нового кільця, за яскравістю порівнянного з утвореннями Сатурна і навіть випереджає їх. Інші супутники Нептуна значно поступаються Тритону, частина з них навіть не має назви.
Восьма планета Сонячної системи багато в чому відповідає своїй назві, на виборі якої далася взнаки і наявність атмосфери, - Нептун. Її склад сприяє появі характерного блакитного кольору. Нептун мчить крізь незрозумілий нам простір, подібний до бога морів. І аналогічно океанським глибинам та частина космосу, яка починається за Нептуном, зберігає масу таємниць від людини. Вченим майбутнього лише їх відкрити.
| Нептун - виявлений за допомогою телескопа Йоганном Галле в 1846 році в точці, розрахованій Урбаном Жаном Жозефом Левер'є Нептун має 13 супутників та 5 кілець. |
|
| Середня відстань від Сонця | 4498 млн км. |
| Маса | 1,02·10 26 кг |
| густина | 1,76 г/см 3 |
| Екваторіальний діаметр | 49528 км |
| Ефективна температура | 59 К |
| Період обертання навколо осі | 0,67 земної доби |
| Період обертання навколо Сонця | 164,8 земних років |
| Найбільші супутники | Тритон |
| Тритон - відкритий Вільямом Ласселом у 1846 році | |
| Середня відстань до планети | 354760 км |
| Екваторіальний діаметр | 2707 км |
| Період обігу навколо планети | 5,88 земної доби |
Планета, відкрита Гершелем, завдала вченим чимало клопоту. Вона завжди відхилялася від розрахункової орбіти.
Чому Уран збивається зі свого шляху і не там, де йому належало бути? Це питання дуже зацікавило 22-річного студента Кембриджського коледжу Джона Адамса (1819-1892). І він припустив, що в цьому винна якась невидима і ще не відома планета, що знаходиться за Ураном. Те, що вона могла впливати на рух Урану, випливало з ньютоновського закону всесвітнього тяжіння.
Захоплений цією проблемою, Адамс вирішив за відхиленнями Урана обчислити орбіту невідомої планети, визначити її масу та вказати місце на небі. Так уперше в історії астрономії людина поставила перед собою найважче завдання: за допомогою закону Ньютона та методів вищої математики відкрити в Сонячній системі нову планету
Завдання було набагато складніше, ніж здавалося на перший погляд. Труднощі посилювалися ще й тим, що в ті часи не тільки не було обчислювальних машин, а й бракувало допоміжних математичних таблиць. І все ж таки Адамс був впевнений в успіху. Протягом 16 місяців Адамс займався обчисленнями орбіти невідомої планети. Зрештою, завершивши свій копітка праця, він вказав місце у сузір'ї Водолія, де планета мала перебувати 1 жовтня 1845 року.
Про результати своїх обчислень Адамс хотів доповісти королівському астроному Джорджеві Ері (1801-1892). Але, на його жаль, зустріч з Ері, яку він покладав так багато надій, не відбулася. Замість докладної доповіді довелося обмежитися коротенькою запискою. Коли Ері прочитав її, у нього виникли сумніви. Тим часом результати обчислень були напрочуд точними: невідома планета знаходилася лише в 2 градусах від місця, вказаного Адамсом. І якби астрономи побажали тоді зайнятися її пошуками, планета не залишилася б непоміченою. Але робота Адамса лежала у столі королівського астронома, і про неї ніхто не знав.
|
Нептун рухається навколо Сонця еліптичною, близькою до кругової (ексцентриситет - 0,009), орбітою; його середня відстань від Сонця в 30,058 разів більша, ніж у Землі, що становить приблизно 4500 млн. км. Це означає, що світло від Сонця доходить до Нептуна трохи більше ніж за 4 години. Тривалість року, тобто час одного повного обороту довкола Сонця 164,8 земних років. Екваторіальний радіус планети 24750 км, що майже вчетверо перевищує радіус Землі, притому власне обертання настільки швидке, що доба на Нептуні триває лише 17,8 годин. Хоча середня щільністьНептуна, рівна 1,67 г/см 3 майже втричі менше земної, його маса через великих розмірівпланети у 17,2 рази більше, ніж у Землі. Нептун виглядає на небі як зірка 7,8 зіркової величини (недоступна неозброєному оку); при сильному збільшенні має вигляд зеленого диска, позбавленого будь-яких деталей. Нептун має магнітне поле, напруженість якого на полюсах приблизно вдвічі більше, ніж Землі. |
Настав листопад 1845 року. Астрономам світу він приніс важливу новину: вперше офіційно повідомлялося про те, що розпочато пошуки нової планети. Але, як не дивно, у цій наукової інформаціїне згадувалося ім'я Адамса і виходила вона з Англії. У повідомленні йшлося про математику Паризької обсерваторії Урбен Левер'є (1811 - 1877). Виявилося, що Адамс і Левер'є, нічого не знаючи один про одного, розпочали математичні пошуки невідомої планети майже одночасно. Влітку 1846 року Левер'є зробив доповідь в Академії наук Франції про результати вивчення відхилень Урану. Він довів, що причиною цих відхилень є не Юпітер і Сатурн, а невідома планета, що за Ураном. Але найцікавіше полягало в тому, що щодо положення нової планети на небі обчислення Левер'є практично повністю збігалися з обчисленнями Адамса.
Тільки тепер Джордж Ері зрозумів, що даремно поставився з недовірою до роботи Адамса. І він попросив обсерваторію Кембриджського університету обстежити ділянку зоряного неба у сузір'ї Водолія, де, за даними математичних розрахунків, мала "ховатися" невідома планета.
На жаль, ні в Англії, ні у Франції ще не було докладної зіркової карти досліджуваної області неба, і це ускладнювало пошуки далекої планети.
Тоді Левер'є написав листа до Берлінської обсерваторії Йоганну Галле (1812-1910) з проханням негайно розпочати пошуки трансуранової планети.
Галле, у якого була потрібна зіркова карта, вирішив не гаяти часу. Тієї ж ночі - 23 вересня 1846 року - він приступив до спостережень. Пошуки тривали близько півгодини. Нарешті Галле побачив слабку зірку, якої на карті не було. При великому збільшенні вона представлялася як маленького диска. Наступної ночі Галле продовжив свої спостереження. За добу таємничий об'єкт помітно перемістився серед зірок. Тепер можна було не сумніватися: так, це була вона – нова планета!
Щасливий астроном поспішив повідомити Левер'є: "Планета, становище якої було вказано, реально існує". Вона була виявлена лише в 1 градусі від місця, визначеного обчисленнями. Левер'є був справжнім героєм дня. Як сказав про нього директор Паризької обсерваторії Домінік Франсуа Араго, він відкрив планету на кінчику пера.
Нова планета, що спостерігається в телескоп, мала зеленувато-блакитне забарвлення, що нагадує колір морської води, і її вирішили назвати Нептуном, на ім'я давньоримського бога морів.
Відкриття Нептуна мало виключно важливе значенняБо воно остаточно підтвердило справедливість геліоцентричної системи світу Миколи Коперника. Одночасно було доведено справедливість та універсальність закону всесвітнього тяжіння. Точна наука тріумфувала! Перед усім світом вона продемонструвала свою могутність.
Згодом після відкриття Нептуна вчені встановили, що Уран знову відхилився від розрахункової орбіти. Це означало, що якась інша невідома планета також впливає на Уран. Вона мала бути ще далі від Сонця, ніж Нептун, і побачити її було не так просто навіть у найпотужніші телескопи.
Нептун - восьма планета Сонячної системи, робить її найвіддаленішою від Сонця. Можливо, ця газова, гігантська планета сформувалася набагато ближче до Сонця в історії Сонячної системи, перш ніж віддалилася до її нинішнього становища. Як і Сатурн, ця планета має кільця, але вони дуже слабкі і не виглядають так само вражаюче.
Характеристики планети
- Екваторіальний діаметр: 49 528 км
- Полярний діаметр: 48682 км
- Маса: 1,02 × 10 26 кг (17 земних елементів)
- Місяця: 14 (Тритон)
- Кільця: 5
- Відстань до орбіти: 4498396441 км (30.10 AU)
- Період звернення: 60190 днів (164,8 року)
- Ефективна температура: -214°C
- Дата відкриття: 23 вересня 1846
- Виявлено: Урбен Лестер'єр та Йоганн Галле
Фізичні характеристики |
| Полярний стиск | 0,0171±0,0013 |
|---|---|
| Екваторіальний радіус | 24 764± 15 км |
| Полярний радіус | 24341 ± 30 км |
| Площа поверхні | 7,6408·10 9 км² |
| Об `єм | 6,254·10 13 км³ |
| Маса | 1,0243·10 26 кг |
| Середня щільність | 1,638 г/см³ |
| Прискорення вільного падіння на екваторі | 11,15 м/с² |
| Друга космічна швидкість | 23,5 км/с |
| Екваторіальна швидкість обертання | 2,68 км/с 9648 км/год |
| Період обертання | 0,6653 дня 15 год 57 хв 59 с |
| Нахил осі | 28,32° |
| Пряме сходження північного полюса | 19 год 57 м 20 |
| Відмінювання північного полюса | 42,950° |
| Альбедо | 0,29 (Бонд) 0,41 (геом.) |
| Видима зоряна величина | 8,0-7,78 m |
| Кутовий діаметр | 2,2 "-2,4" |
Орбіта та обертання |
| Перигелій | 4 452 940 833 км 29,76607 а. е. |
|---|---|
| Афелій | 4 553 946 490 км 30,44125 а. е. |
| Велика піввісь | 4 503 443 661 км 30,10366 а. е. |
| Ексцентриситеторбіти | 0,011214 |
| Сидеричний періодобігу | 60 190,03 дні 164,79 роки |
| Синодичний періодообігу | 367,49 дня |
| Орбітальна швидкість | 5,4349 км/с |
| Середня аномалія | 267,7672° |
| Нахил | 1,767975 ° |
| Довгота висхідного вузла | 131,7943 ° |
| Аргумент перицентру | 265,6468° |
| Чий супутник | Сонця |
| Супутники | 14 |
Факти про планету Нептун
- Нептун ні ким був відомий до 1846 року.
- Планета не видно неозброєним оком і вперше виявлено в 1846 за допомогою математичних обчислень. Названо на честь римського бога моря.
- Планета швидко обертається довкола своєї осі.
- Нептун - найменший із крижаних гігантів.
- Незважаючи на те, що за розмірами планета менша за газовий гігант Урана, він має велику масу. Атмосфера Нептуна складається в основному з водню, гелію та метану. Внутрішнє ядро планети імовірно тверде.
- Метан поглинає червоне світло, що забарвлює планету в блакитний колір. На знімках космічних обсерваторій видно хмари в атмосфері.
- У Нептуна дуже ураганний клімат.
- Великі бурі кружляють зі швидкістю 600 метрів за секунду у верхніх шарах атмосфери. Один із найбільших спостережуваних штормів був зафіксований у 1989 році. Він називався Великою Темною Плямою. Це явище тривало близько п'яти років.
- У Нептуна дуже тонкі кільця, які, ймовірно, складаються з льоду і дрібного пилу і, можливо, вуглецю.
- У нього є 14 місяців.
- Найцікавіший місяць - це Тритон, крижаний світ, що вивергає гейзери льоду з азоту. Найімовірніше, Тритон був захоплений гравітаційним тяжінням Нептуна дуже давно. Це, мабуть, самий холодний світу Сонячній системі.
- До планети відправляли лише одну космічну обсерваторію «Вояджер-2» у 1989 році. Він надіслав перші знімки планети зблизька. Пізніше Yubble також вивчав планету.
Загадкова Велика Темна пляма Нептуна
Велика Темна пляма знаходиться в південній частині планети і була виявлена в 1989 році. Це був неймовірно великий шторм, що обертається, зі швидкістю до 1500 миль на годину, найсильнішими вітрами, зареєстрованими в Сонячній системі. Як такі потужні вітри були виявлені на планеті, такій далекій від сонця, і досі вважають загадкою.
Дані з космічного корабля «Вояджер-2» також показали, що Велика Темна Пляма змінюється у розмірах. Коли Нептун був оглянутий Космічним телескопом Хаббл в 1994 році, Велика Темна пляма зникла, хоча в північній півкулі з'явилася менша темна пляма.
Відомі супутники Нептуна
Нептун має 13 відомих супутників,які були названі на честь істот із давнини грецької міфології. .
Градація супутників Нептуна за розміром |
| < 10 км | 10-30 км | 30-100 км | 101-300 км | 301-1000 км | >1000 км |
Супутники Нептуна таблиця
| № | Назва | Велика піввісь у км | Нахил у градусах | Період звернення днями | Діаметр у км | Маса в 10 19 кг | дата відкриття |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I | Тритон | 354 800 | 156,834 | 5,877 | 2707 | 21000 | 1846 |
| II | Нереїда | 5 513 400 | 7,232 | 360,14 | 340 | 3,1 | 1949 |
| III | Наяда | 48 227 | 4,746 | 0,294 | 67 | 0,019 | 1989 |
| IV | Таласса | 50 075 | 0,209 | 0,311 | 81 | 0,035 · 10 | 1989 |
| V | Деспіна | 52 526 | 0,064 | 0,335 | 150 | 0,21 | 1989 |
| VI | Галатея | 61 953 | 0,062 | 0,429 | 175 | 0,21 | 1989 |
| VII | Ларісса | 73 548 | 0,205 | 0,555 | 195 | 0,049 | 1981/ 1989 |
| XIV | Поліфем | 105 300 | 0 | 0,96 | 18 | ? | 2013 |
| VIII | Протей | 117 647 | 0,026 | 1,122 | 420 | 5,0 | 1989 |
| IX | Галімеда | 15 728 000 | 134,101 | 1879,71 | 48 | 0,009 | 2002 |
| X | Псамафа | 46 695 000 | 137,39 | 9115,9 | 28 | 0,0015 | 2003 |
| XI | Сао | 22 422 000 | 48,511 | 2914,0 | 44 | 0,0067 | 2002 |
| XII | Лаомедея | 23 571 000 | 34,741 | 3167,85 | 42 | 0,0008 | 2002 |
| XIII | Не со | 48 387 000 | 132,585 | 9374 | 60 | 0,017 | 2002 |
Синя атмосфера планети Нептун
Восьма планета Сонячної системи має неймовірно щільну атмосферу, що складається на 74% водню, 25% гелію і приблизно 1% метану. Частинки крижаного метану та інші гази у верхніх шарах атмосфери, надають йому темно-синього кольору. Яскраві синьо-білі риси Нептуна допомагають відрізнити його від Урана.
Атмосфера поділяється на нижню тропосферу і стратосферу з тропопаузою, що є межею між ними. У нижній тропосфері температура зменшується з висотою, але з висотою вони зростають у стратосфері. Вуглеводні утворюють серпанки смогу, які з'являються у всій верхній атмосфері планети, і вуглеводневі сніжинки, що формуються в атмосфері Нептуна, розплавляються перш, ніж вони досягнуть своєї поверхні через високий тиск.
Відео присвячені Нептуну
Довгий час Нептун перебував у тіні інших планет Сонячної системи, посідаючи скромне восьме місце. Астрономи та дослідники воліли займатися вивченням великих небесних тіл, спрямовуючи свої телескопи на газові планети-гіганти Юпітер та Сатурн. Навіть більшої уваги з боку наукової спільноти удостоївся скромний Плутон, який вважався останньої дев'ятоїпланети Сонячної системи. З моменту свого відкриття, планета Нептун і цікаві фактипро неї мало цікавили науковий світ, всі відомості про неї мали випадковий характер.
Здавалося, що після рішення Празької XXVI Генеральної асамблеї Міжнародного астрономічного союзу про визнання Плутона карликовою планетою доля Нептуна кардинально зміниться. Однак, незважаючи на істотні зміниСклад Сонячної системи, Нептун тепер по-справжньому опинився на задвірках ближнього космосу. З того моменту, як тріумфально відбулося відкриття планети Нептун, дослідження газового гіганта мали обмежений характер. Подібна картина спостерігається і сьогодні, коли жодна космічна агенція не вважає пріоритетним дослідження восьмої планети Сонячної системи.
Історія відкриття Нептуна
Переходячи до восьмої планети Сонячної системи, слід визнати, що Нептун далеко не такий величезний, як його побратими Юпітер, Сатурн і Уран. Планета є четвертим за рахунком газовим гігантом, оскільки своїми розмірами поступається всім трьом. Діаметр планети становить лише 49,24 тис. км, тоді як Юпітер та Сатурн мають діаметри 142,9 тис. км та 120,5 тис. км відповідно. Уран, хоч і програє першим двом, має розмір планетарного диска 50 тис. км. і перевершує четверту газову планету. Натомість за своєю вагою ця планета, безумовно, входить до трійки лідерів. Маса Нептуна становить 102 на 1024 кг, і виглядає він досить переконливо. На додаток до всього, це найпотужніший об'єкт серед інших газових гігантів. Його щільність складає 1,638 к/м3 і вище, ніж у величезного Юпітера, у Сатурна та Урана.
Маючи такі вражаючі астрофізичні параметри, восьма планета удостоїлася і почесної назви. Зважаючи на блакитний колір її поверхні, планеті дали назву на честь античного бога морів Нептуна. Однак цьому передувала цікава історіявідкриття планети. Вперше в історії астрономії планету було виявлено шляхом математичних обчислень та розрахунків, перш ніж її побачили в телескоп. Незважаючи на те, що перші відомості про блакитну планету отримав Галілей, офіційне її відкриття відбулося майже через 200 років. Без точних астрономічних даних своїх спостережень Галілей вважав нову планету далекою зіркою.
Планета з'явилася на карті Сонячної системи в результаті вирішення численних суперечок і розбіжностей, які тривалий час панували серед астрономів. Ще 1781 року, коли науковий світ став свідком відкриття Урану, було відзначено незначні орбітальні коливання нової планети. Для масивного небесного тіла, що обертається еліптичною орбітою навколо Сонця, такі коливання були нехарактерними. Вже тоді висловили припущення, що за орбітою нової планети в космосі рухається ще один великий небесний об'єкт, який своїм гравітаційним полем впливає на положення Урану.
Загадка залишалася нерозгаданою протягом наступних 65 років, поки британський астроном Джон Куч Адамс не надав на публічний розгляд дані своїх розрахунків, у яких довів існування на навколосонячній орбіті ще однієї невідомої планети. Відповідно до розрахунків француза Лавер'є, планета великої маси знаходиться відразу за орбітою Урана. Після того, як одразу два джерела підтвердили наявність восьмої планети в Сонячній системі, астрономи всього світу почали шукати це небесне тілона нічному небосхилі. Результат пошуків не змусив на себе довго чекати. Вже у вересні 1846 року нову планету було виявлено німцем Йоганном Галлом. Якщо говорити про те, хто відкрив планету, то тут втрутилася у процес сама природа. Дані про нову планету людині надала наука.
З назвою новознайденої планети спочатку виникли деякі труднощі. Кожен із астрономів, які доклали руку до відкриття планети, намагався дати їй назву, співзвучну власного імені. Тільки завдяки старанням директора Пулківської імператорської обсерваторії Василя Струве, за блакитною планетою остаточно закріпилася назва Нептуна.
Що принесло науці відкриття восьмої планети
До 1989 року людство задовольнялося візуальним спостереженням блакитного гіганта, зумівши лише розрахувати його основні астрофізичні параметри та обчисливши справжні розміри. Як і виявилося, Нептун є найдальшою планетою Сонячної системи, відстань від нашої зірки становить 4,5 млрд км. Сонце світить у нептунівському небі маленькою зірочкою, світло якої досягає поверхні планети за 9 годин. Землю від Нептуна відокремлюють 4,4 млрд. кілометрів. Для того, щоб космічному апарату «Вояджер-2» долетіти до орбіти блакитного гіганта, знадобилося 12 років, і це стало можливим завдяки вдалому гравітаційному маневру, який здійснила станція на околицях Юпітера та Сатурна.
Нептун рухається досить правильною орбітою з малим ексцентриситетом. Відхилення між перигелієм та афелієм становить не більше 100 млн. км. Один оберт навколо нашої зірки планета здійснює майже за 165 земних років. Для довідки лише в 2011 році планета зробила повний оборот навколо Сонця з моменту свого відкриття.
Відкритий у 1930 році Плутон, який вважався до 2005 року найдальшою планетою Сонячної системи, у певний період знаходиться ближче до Сонця, ніж далекий Нептун. Це відбувається через те, що орбіта Плутона дуже витягнута.
Положення Нептуна на орбіті є досить стабільним. Кут нахилу його осі становить 28 ° і практично ідентичний куту нахилу нашої планети. У зв'язку з цим на блакитній планеті існує зміна сезонів, яка через тривалий орбітальний шлях триває довгих 40 років. Період обертання Нептуна навколо своєї осі становить 16 годин. Однак через те, що на Нептуні відсутня тверда поверхня, швидкість обертання його газоподібної оболонки на полюсах і на екваторі планети різна.
Тільки наприкінці 20 століття людина змогла отримати більш точні відомості про планету Нептун. Космічний зонд «Вояджер-2» у 1989 році здійснив обліт блакитного гіганта та надав землянам знімки Нептуна зблизька. Після цього найдальша планета Сонячної системи розкрилася у новому світлі. Стали відомі подробиці астрофізичних околиць Нептуна, а також з чого складається його атмосфера. Як і всі попередні газові планети, він має кілька супутників. Найбільша «місяць» Нептуна – Тритон – була відкрита за допомогою «Вояджера-2». Існує і своя система кілець планети, яка правда за масштабами поступається ореолу Сатурна. Отримана з борту автоматичного зонда інформація є на сьогодні найсвіжішою і єдиною у своєму роді, на основі якої ми отримали уявлення про склад атмосфери, про умови, які панують у цьому далекому та холодному світі.
Сьогодні вивчення восьмої планети нашої зіркової системи проводиться за допомогою космічного телескопа «Хаббл». На основі його знімків складено точний портрет Нептуна, визначено склад атмосфери, з чого вона складається, виявлено низку особливостей та характеристик блакитного гіганта.
Характеристика та короткий опис восьмої планети
Специфічний колір планети Нептун виник завдяки щільній атмосферіпланети. Визначити точний склад ковдри з хмар, що вкриває крижану планету, неможливо. Однак завдяки знімкам, отриманим за допомогою «Хаббла», вдалося провести спектральні дослідження атмосфери Нептуна:
- верхні шари атмосфери планети на 80% складаються із водню;
- решта 20% припадає на суміш гелію і метану, якого в газовій суміші присутній всього 1%.
Саме присутність в атмосфері планети метану і якогось іншого, поки що невідомого компонента, зумовлює їй колір яскравої блакитної блакиті. Як і інших газових гігантах, атмосфера Нептуна ділиться на дві області — тропосферу і стратосферу — кожна з яких характеризується своїм складом. У зоні переходу тропосфери в екзосферу відбувається формування хмарності, що складається з парів аміаку та сірководню. На всій довжині атмосфери Нептуна температурні параметри варіюються в межах 200-240 градусів за Цельсієм нижче нуля. Проте цьому тлі цікава одна особливість атмосфери Нептуна. Мова йдепро аномально високу температуру на одній із ділянок стратосфери, яка досягає значень у 750 К. Ймовірно це викликано взаємодією нижніх шарів атмосфери з гравітаційними силами планети та дією магнітного поляНептун.
Незважаючи на високу густину атмосфери восьмої планети, її кліматична активність вважається досить слабкою. Крім сильних ураганних вітрів, що дмуть зі швидкістю 400 м/с, на блакитному гіганті інших яскравих метеорологічних явищ не було помічено. Шторми на далекій планеті - звичайне явище, яке характерне для всіх планет цієї групи. Єдиний спірний аспект, який викликає у кліматологів та астрономів великі сумніви у пасивності клімату Нептуна, наявність у його атмосфері Великої та Малої темної плями, природа яких схожа на природу великої Червоної плями на Юпітері.
Нижні шари атмосфери плавно переходять у шар аміачного та метанового льоду. Однак присутність у Нептуна досить великої сили гравітації говорить на користь того, що ядро планети може виявитися твердим. На підтвердження цієї гіпотези високе значення прискорення вільного падіння – 11,75 м/с2. Для порівняння, Землі це значення становить 9,78 м/с2.
Теоретично внутрішня будоваНептуна виглядає так:
- залізно-кам'яне ядро, яке має масу в 1,2 рази більшу за масу нашої планети;
- мантія планети, що складається з аміачного, водяного та метанового гарячого льоду, температура якого становить 7000К;
- нижня та верхня атмосфера планети, наповнена парами водню, гелію та метану. Маса атмосфери Нептуна становить 20% маси всієї планети.
Які реальні розміри внутрішніх верств Нептуна, сказати важко. Ймовірно, це величезна спресована газова куля, зовні холодна, а всередині — розпечена до дуже високих температур.
Тритон – найбільший супутник Нептуна
Космічний зонд "Вояджер-2" виявив цілу систему супутників Нептуна, яких сьогодні виявлено 14 штук. Найбільшим об'єктом є супутник, названий Тритоном, маса якого становить 99,5% маси всіх інших супутників восьмої планети. Цікаво інше. Тритон є єдиним природним супутником Сонячної системи, який обертається у протилежний напрямок обертання материнської планети бік. Допускається думка, що раніше Тритон був подібний до Плутону і був об'єктом у поясі Койпера, але потім був захоплений блакитним гігантом. Після обстеження «Вояджером-2» з'ясувалося, що Тритон, як і на супутниках Юпітера і Сатурна — Іо і Титані — є своя атмосфера.
Наскільки ця інформація буде корисною для вчених, покаже час. Поки що вивчення Нептуна та його околиць йде вкрай повільно. За попередніми розрахунками вивчення прикордонних областей нашої Сонячної системи розпочнеться не раніше 2030 року, коли з'являться досконаліші космічні апарати.
Якщо у вас виникли питання – залишайте їх у коментарях під статтею. Ми чи наші відвідувачі з радістю відповімо на них
- Нептун - восьма і найдальша планета від Сонця.Крижаний гігант розташований на відстані 4,5 мільярда км, що становить 30,07 а.
- Доба на Нептуні (повний оберт навколо своєї осі) становить 15 годин 58 хвилин.
- Період обігу навколо Сонця (нептуніанський рік) триває близько 165 земних років.
- Поверхня Нептуна вкрита величезним. глибоким океаномводи та зріджених газів, у тому числі метану.Нептун блакитного кольору, як наша земля. Це колір метану, який поглинає червону частину спектра сонячного світла та відбиває блакитну.
- Атмосфера планети складається з водню з невеликою домішкою гелію та метану. Температура верхнього краю хмар -210 °С.
- Незважаючи на те, що Нептун - найдальша планета від Сонця, його внутрішньої енергіїдостатньо для наявності найшвидших вітрів у Сонячній системі. В атмосфері Нептуна вирують самісильні вітри
- серед планет Сонячної системи, за деякими оцінками, їх швидкості можуть досягати 2100 км/год.Навколо Нептуна обертаються 14 супутників,
- які отримали назви на честь різних богів та німф моря у грецькій міфології. Найбільший їх – Тритон має діаметр 2700 км і обертається у протилежному напрямі звернення інших супутників Нептуна.
- Нептун має 6 кілець.
- На Нептуні немає життя, яке ми його знаємо.