Какое расстояние от Солнца до планеты Нептун — минимальное, максимальное и среднее
Нептун – наиболее удаленная от Солнца планета. Сколько же километров или астрономических единиц отделяют ее от звезды?
Прежде, чем ответить на этот вопрос, нужно уточнить, что орбита Нептуна является эллипсом, а не окружностью. Поэтому расстояние от планеты до светила непостоянно. Его минимальное значение составляет 4,453 млрд км (29,8 а. е.), а максимум равен 4,554 млрд км (30,4 а. е.). В качестве среднего значения часто принимают длину большой полуоси эллипса, равную 4,503 млрд км, или 30,1 а. е.
Нептун расположен так далеко от Земли, что, в отличие от всех остальных планет Солнечной системы, его невозможно увидеть невооруженным взглядом. Даже после изобретения телескопа больше двух веков никто не догадывался о восьмой планете в нашей системе. Однако наблюдения за Ураном показывали, что его орбита не совпадает с расчетной, поэтому появилось предположение о существовании ещё одной планеты. Многомесячные расчеты, выполненные У. Леверье, позволили определить район, в котором должна находиться неоткрытая планета. Лишь после этого И. Галле в 1846 г. смог ее обнаружить.
Интересно, что Нептун не всегда был самой отдаленной планетой. При формировании Солнечной системы его орбита лежала между орбитами Сатурна и Урана. Однако в течение сотен миллионов лет Юпитер и Сатурн выталкивали Нептун дальше от Солнца, в результате чего он поменялся местами с Ураном. Процесс «убегания» Нептуна от Солнца завершился только тогда, когда он врезался в скопление астероидов – пояс Койпера.
Хотя Нептун и дальше от звезды, чем Уран, его температура всё же несколько выше. Он прогревается до –200°С, тогда как на Уране температура может достигать и –224°С. Дело в том, что Нептун получает много тепла из своих недр. Пока не совсем понятно, вследствие каких физических процессов это тепло выделяется.
Единственным аппаратом, пролетавшим вблизи Нептуна, стал «Вояджер-2». Он стартовал в 1977 г., а вблизи Нептуна оказался только в 1989 г. Таким образом, он преодолел расстояние в 4,5 млрд км за 12 лет.
Список использованных источников
Источник
Какое расстояние от Солнца до Нептуна
Современная астрономия позволяет при помощи наблюдений и вычислений разной сложности узнать дальность любого космического объекта от наблюдателя или любой другой точки в пространстве. Особенный интерес всегда представляет, разумеется, наша собственная Солнечная система. Поэтому и расстояние от Солнца до Нептуна давно известно людям. Впрочем, и здесь есть факты, представляющие некоторый интерес.
Среднее расстояние от Солнца до Нептуна равно 4,55 миллиардов километров. Также его можно представить, как 4,22 световых часа, примерно 30 астрономических единиц (это значит, что он находится в 30 раз дальше, чем Земля) или 0,00015 парсека. Однако, эти числа являются усредненными.
Орбита Нептуна, как и у большинства планет, является не идеальной окружностью, а вытянутым эллипсом, внутри которого звезда находится неровно посередине, а со смещением в одну из сторон. Из-за этого явления в разных точках орбиты расстояние от Солнца до Нептуна может заметно изменяться.
Какое расстояние от Солнца до Нептуна
Наибольшая дистанция достигается во время афелия, когда планета удаляется от Солнца на 4,554 миллиарда километров или 30,44 астрономические единицы. При достижении газовым гигантом противоположной точки на орбите, перигелия, расстояние сокращается до 4,452 миллионов километров или 29,77 астрономических единиц. В сумме такое колебание дальности достигает 101 миллиона километров или примерно 0,67 астрономических единиц.
Нептун достигает самого удаленного или самого приближенного к Солнцу положения примерно раз в 82 с половиной года. Путь его обращения пересекается с орбитой Плутона.
В отличие от света, которые преодолевает расстояние от Солнца до Нептуна за несколько часов, космический корабль, развивший вторую космическую скорость (которая необходима для того, чтобы выйти за пределы земной орбиты и иметь возможность свободно перемещаться внутри Солнечной системы) в теории преодолеет такое расстояние только за 12 лет и 10 месяцев, не учитывая смещения планеты-цели, корректировки курса и гравитации остальных планет Солнечной системы, которые могут дополнительно повлиять на длину пути и длительность полета корабля. Впрочем, на данный момент космические аппараты развивают такую и даже более высокие скорости только для того, чтобы избавиться от притяжения планеты или звезды – дальнейший полет в целях экономии происходит куда более медленно.
Нептун — восьмая от Солнца и самая удаленная планета Солнечной системы. Это газовый гигант и представитель категории солнечных планет внешней системы. Плутон вылетел из планетарного списка, поэтому Нептун замыкает цепочку.
Ее нельзя отыскать без приборов, поэтому нашли относительно недавно. В близком подходе наблюдали всего раз при пролете аппарата Вояджер-2 в 1989 году. Давайте узнаем какая планета Нептун в интересных фактах.
Интересные факты
Нептун нельзя отыскать без использования инструментов. Впервые его заметили лишь в 1846 году. Позицию вычислили математически. Имя дано в честь морского божества у римлян.
Экваториальные облака выполняют оборот за 18 часов.
Он меньше Урана, но превосходит по массе. Под тяжелой атмосферой скрываются слои водорода, гелия и метановых газов. Есть вода, аммиак и метановый лед. Внутреннее ядро представлено скалой.
Метан Нептуна впитывает красный цвет, поэтому планета выглядит синей. Высокие облака постоянно дрейфуют.
Стоит отметить крупные штормы и мощные ветры. Одна из масштабных бурь зафиксирована в 1989 году – Большое темное пятно, длившееся 5 лет.
Представлены ледяными частичками, смешанными с пылевыми зернами и углеродосодержащим веществом.
Самым интересным спутником Нептуна выступает Тритон – морозный мир, выпускающий частички азота и пыли из-под поверхности. Может быть притянутым планетарной гравитацией.
В 1989 году мимо Нептуна пролетел Вояджер-2, приславший первые крупномасштабные снимки системы. Также за планетой наблюдал телескоп Хаббл.
Размер, масса и орбита
При радиусе в 24622 км это четвертая по крупности планета, которая вчетверо крупнее нашей. С массой 1.0243 х 10 26 кг обходит нас в 17 раз. Эксцентриситет составляет всего 0.0086, а расстояние от Солнца до Нептуна – 29.81 а.е. в приближенном состоянии и 30.33. а.е. на максимальном.
Физические характеристики планеты Нептун
± 0,0013
Экваториальный
радиус
24 764
± 15 км
Полярный радиус
24 341 ± 30 км
Площадь поверхности
7,6408·10 9 км²
Объём
6,254·10 13 км³
Масса
1,0243·10 26 кг
Средняя плотность
1,638 г/см³
Ускорение свободного
падения на экваторе
11,15 м/с²
Вторая космическая
скорость
23,5 км/c
Экваториальная скорость
вращения
2,68 км/с 9648 км/ч
Период вращения
0,6653 дня 15 ч 57 мин 59 с
Наклон оси
28,32°
Прямое восхождение
северного полюса
19 ч 57 м 20 с
Склонение северного полюса
42,950°
Альбедо
0,29 (Бонд) 0,41 (геом.)
Видимая звёздная величина
8,0—7,78 m
Угловой диаметр
2,2″—2,4″
На сидерический оборот уходит 16 часов, 6 минут и 36 секунд, а на орбитальный проход – 164.8 лет. Наклон оси Нептуна – 28.32° и напоминает земной, поэтому планета проходит сквозь похожие сезонные перемены. Но стоит прибавить фактор длительной орбиты, и получим сезон с продолжительностью в 40 лет.
Планетарная орбита Нептуна влияет на пояс Койпера. Из-за гравитации планеты некоторые объекты лишаются стабильности и создают разрывы в поясе. В некоторых пустых участках проходит орбитальный путь. Резонанс с телами – 2:3. То есть, тела завершают 2 орбитальных прохода на каждые 3 у Нептуна.
Орбита и вращение планеты Нептун
Перигелий
4 452 940 833 км 29,76607 а. е.
Афелий
4 553 946 490 км 30,44125 а. е.
Большая полуось
4 503 443 661 км 30,10366 а. е.
Эксцентриситет
орбиты
0,011214
Сидерический период
обращения
60 190,03 дня 164,79 года
Синодический
периодобращения
367,49 дня
Орбитальная скорость
5,4349 км/с
Средняя аномалия
267,7672°
Наклонение
1,767975°
Долгота восходящего узла
131,7943°
Аргумент перицентра
265,6468°
Чей спутник
Солнца
Спутники
Ледяной гигант располагает троянскими телами, устроившимися на точках Лагранжа L4 и L5. Некоторые даже поражают своей стабильностью. Скорее всего, они просто создались рядом, а не притянулись гравитационно позже.
Состав и поверхность
Эту разновидность объектов именуют ледяными гигантами. Присутствует скалистое ядро (металлы и силикаты), мантия, созданная из воды, метанового льда, аммиаков и водородной, гелиевой и метановой атмосферы. Детальное строение Нептуна просматривается на рисунке.
Внутреннее строение Нептуна
В ядре присутствует никель, железо и силикаты, а по массе в 1.2 раз обходит нашу. Центральное давление возрастает до 7Мбар, что вдвое выше нашего. Обстановка накаляется до 5400 К. На глубине в 7000 км метан трансформируется в алмазные кристаллы, которые опускаются вниз в виде града.
Мантия достигает в 10-15 раз превосходит земную массу и наполнена аммиачной, метановой и водной смесью. Вещество называют ледяным, хотя в реальности это плотная раскаленная жидкость. Атмосферный слой простирается на 10-20% от центра.
В нижних атмосферных слоях можно заметить, как возрастают метановые, водные и аммиачные концентрации.
Спутники
Лунная семья Нептуна представлена 14-ю спутниками, где все кроме одного обладают именами в честь греческой и римской мифологии. Они разделены на 2 класса: регулярные и нерегулярные. Первые – Наяда, Таласса, Деспина, Галатея, Ларисса, S/2004 N 1 и Протей. Расположены ближе всего к планете и маршируют по круговым орбитам.
Спутники отдалены от планеты на расстояние 48227 км до 117 646 км, и все, кроме S/2004 N 1 и Протея, обходят планету меньше, чем ее орбитальный период (0.6713 дня). По параметрам: 96 x 60 x 52 км и 1.9 × 10 17 кг (Наяда) до 436 x 416 x 402 км и 5.035 × 10 17 кг (Протей).
Хаббл зафиксировал позицию спутника S/2004 N 1, отдаленного на 4.8 млрд. км
Все спутники, кроме Протея и Лариссы, вытягиваются по своей форме. Спектральный анализ показывает, что они сформировались из водяного льда с примесью темного материала.
Неправильные следуют по наклонным эксцентричным или ретроградным орбитам и проживают на большой отдаленности. Исключение – Тритон, вращающийся вокруг Нептуна по круговому орбитальному пути.
В списке нерегулярных можно найти Тритон, Нереид, Галимеда, Сао, Лаомедеа, Несо и Псамафа. По размеру и массе они практически устойчивые: от 40 км в диаметре и 1.5 × 10 16 кг в массе (Псамафа) до 62 км и 9 х 10 16 кг (Галимеда).
Отдельно рассматриваются Тритон и Нереид, потому что это крупнейшие нерегулярные луны в системе. Тритон вмещает 99.5% орбитальной массы Нептуна.
Цветовая мозаика Тритона, запечатленная Вояджером-2 в 1989 году
Они близко вращаются к планете и обладают необычными эксцентриситетами: у Тритона – практически идеальный круг, а у Нереиды – наиболее эксцентричная.
Самый большой спутник Нептуна – Тритон. Его диаметр охватывает 2700 км, а масса – 2.1 х 10 22 кг. Его размера хватает, чтобы добиться гидростатического баланса. Тритон движется по ретроградному и квазикруговому пути. Его наполняет азот, двуокись углерода, метан и водяные льды. Альбедо – больше 70%, поэтому считается одним из наиболее ярких объектов. Поверхность выглядит красноватой. Удивляет и тем, что обладает своим атмосферным слоем.
Плотность спутника – 2 г/см 3 , а значит 2/3 массы отдано на скальные породы. Также может присутствовать вода в жидком состоянии и подземный океан. На юге расположена крупная полярная шапка, древние кратерные шрамы, каньоны и уступы.
Есть мнение, что Тритон был притянут гравитацией и ранее считался частью пояса Койпера. Приливное притяжение приводит к сближению. Между планетой и спутником может произойти столкновение через 3.6 млрд. лет.
Нереида стоит на третьем месте по величине в лунной семье. Вращается по проградной, но крайне эксцентрической орбите. Спектроскоп нашел льды на поверхности. Возможно, именно хаотическое вращение и вытянутая форма приводят к нерегулярным изменениям видимой величины.
Атмосфера и температура
На возвышении атмосфера Нептуна состоит из водорода (80%) и гелия (19%) с небольшими метановыми примесями. Синий оттенок появляется из-за того, что метан впитывает красный свет. Атмосфера делится на два главных шара: тропосфера и стратосфера. Между ними есть тропопауза с давлением в 0.1 бар.
Спектральный анализ показывает, что стратосфера туманная из-за скопления смесей, созданных контактом УФ-лучей и метана. В ней заметны монооксид углерода и цианистый водород.
Нептун в ложном цвете, отображающий атмосферные особенности вместе со скоростью ветра
Пока никто не может объяснить, почему термосфера раскалена до 476.85°C. Нептун крайне далеко расположен от звезды, поэтому нужен другой механизм нагрева. Это может быть контакт атмосферы с ионами в магнитном поле или же гравитационные волны самой планеты.
Нептун лишен твердой поверхности, поэтому атмосфера вращается дифференциально. Экваториальная часть совершает обороты с периодом в 18 часов, магнитное поле – 16.1 часов, а полярная зона – 12 часов. Именно поэтому возникают сильные ветры. Три масштабных зафиксировал Вояджер-2 в 1989 году.
Первый шторм простирался на 13000 х 6600 км и смахивал на Большое Красное Пятно Юпитера. В 1994 году телескоп Хаббл попытался отыскать Большое Темное Пятно, но его не было. Зато на территории северного полушария образовалось новое.
Большое Темное Пятно, запечатленное Вояджером-2 (вверху слева), Скутер (посередине) и Маленькое Темное Пятно (внизу справа)
Скутер – еще один шторм, представленный светлым облачным покровом. Они находятся южнее Большого Темного Пятна. В 1989 году также заметили и Маленькое Темное Пятно. Сначала оно казалось полностью темным, но когда аппарат приблизился, то удалось зафиксировать яркое ядро.
Кольца
Планета Нептун располагает 5-ю кольцами, наименованных в честь ученых: Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс. Представлены пылью (20%) и небольшими осколками породы. Их сложно отыскать, потому что лишены яркости и отличаются по величине и плотности.
Иоганн Галле был первым, кто рассмотрел планету в увеличительный прибор. Кольцо идет первым и отдалено на 41000-43000 км от Нептуна. Леверье занимает в ширину всего 113 км.
На отдаленности в 53200-57200 км с шириной в 4000 км находится кольцо Ласселла. Это наиболее широкое кольцо. Ученый нашел Тритон через 17 дней после обнаружения планеты.
На 100 км простирается кольцо Араго, расположенное в 57200 км. Франсуа Араго наставлял Леверье и активно выступал в споре о планете.
Адамс в ширину простирается всего на 35 км. Но это кольцо самое яркое у Нептуна и его легко найти. Обладает пятью дугами, три из которых именуют Свобода, Равенство, Братство. Полагают, что дуги были гравитационно пойманы Галатеей, расположенной внутри кольца. Взгляните на фото колец Нептуна.
Кольца Нептуна, наблюдаемые Вояджером-2 в 1989 году
Кольца темные и созданы из органических соединений. Вмещают много пыли. Полагают, что это молодые формирования.
История изучения
Нептун не фиксировали до 19-го века. Хотя, если внимательно рассмотреть зарисовки Галилея с 1612 года, то можно заметить, что точки наводят на расположение ледяного гиганта. Так что раньше планету просто принимали за звезду.
В 1821 году Алексис Бувар выпустил схемы, отображающие орбитальный путь Урана. Но дальнейший обзор показал отклонения от чертежа, поэтому ученый подумал, что рядом есть крупное тело, влияющее на путь.
Берлинская обсерватория, где нашли Нептун
За детальное изучение орбитального прохода Урана принялся Джон Адамс в 1843 году. Независимо от него в 1845-1846-х гг. трудился Урбе Леверье. Своими знаниями он поделился с Иоганном Галле в Берлинской обсерватории. Последний подтвердил, что рядом есть что-то большое.
Открытие планеты Нептун вызывало много споров относительно первооткрывателя. Но научный мир признал заслуги Леверье и Адамса. Но в 1998 году посчитали, что все же первый сделал больше.
Сначала Леверье предложил наименовать объект в свою честь, что вызвало массу возмущения. Зато второе его предложение (Нептун) стало современным названием. Дело в том, что оно вписывалось в традиции наименования. Ниже представлена карта Нептуна.
Какое расстояние от Солнца до Нептуна
