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
Планета Нептун
Планета Нептун – восьмая планета от Солнца и последняя из известных планет. Хотя это третья по величине планета по массе, она лишь четвертая по диаметру. Из-за своей синей окраски Нептун был назван в честь римского бога моря.
Нептун является единственной планетой в нашей Солнечной системе, не видимой невооруженным глазом. В 2011 году Нептун завершил свою полную 165-летнюю орбиту с момента открытия в 1846 году.
Ледяной гигант Нептун был первой планетой, обнаруженной с помощью математических расчетов. Используя предсказания Урбена Ле Верье, Иоганн Галле открыл планету в 1846 году.
Размер и расстояние планеты Нептун
Планета Нептун так далека от Солнца, что полдень на голубой планете покажется нам тусклыми сумерками. Свет, который мы видим здесь, на нашей планете, примерно в 900 раз ярче солнечного света на Нептуне.
Нептун имеет радиус 24 622 км и примерно в четыре раза больше Земли. Газовый гигант находится не расстоянии 4,5 млрд км или в 30 а.е. от Солнца. Одна астрономическая единица (сокращенно а.е.) – это расстояние от Солнца до Земли. С этого расстояния солнечному свету требуется 4 часа, чтобы добраться от Солнца до Нептуна.
Состав и поверхность планеты Нептун
Планета Нептун – одина из двух ледяных гигантов во внешней Солнечной системе (другая планета – Уран). Большая часть (80% или более) массы планеты состоит из горячей плотной жидкости (вода, метан и аммиак) и небольшим скалистым ядром. Из планет-гигантов Нептун самый плотный.
Ученые думают, что под холодными облаками Нептуна может быть океан супер горячей воды. Он не выкипает, потому что невероятно высокое давление держит его запертым внутри.
Планета Нептун не имеет твердой поверхности. Её атмосфера, состоящая в основном из водорода, гелия и метана, простирается на большие глубины. Она постепенно сливаясь с водой и другими расплавленными льдами над более тяжелым, твердым ядром. Ядро имеет примерно ту же массу, что и Земля.
Атмосфера и температура планеты Нептун
Атмосфера Нептуна состоит в основном из водорода и гелия с небольшим количеством метана. Соседний с Нептуном Уран имеет сине-зеленый цвет из-за атмосферного метана. Нептун более яркий, поэтому должен быть неизвестный компонент, который вызывает более интенсивный цвет.
Планета Нептун – самый ветреный мир нашей Солнечной системы. Несмотря на большое расстояние и низкое энергопотребление от Солнца, ветры Нептуна могут быть в 3 раза сильнее ветров Юпитера и в 9 раз сильнее ветров на Земле. Эти потоки разносят облака замороженного метана по всей планете со скоростью более 2 000 км/ч. Даже самые мощные ураганы на нашей планете достигают скорости около 400 км/ч.
В 1989 году большой овальный шторм в южном полушарии Нептуна, названный “большим темным пятном”, был достаточно большим, чтобы вместить всю Землю. Этот шторм с тех пор исчез, но новые появились в разных частях планеты.
Астрономы пока не могут объяснить, почему термосфера раскалена до 476° C. Планета Нептун крайне далеко расположена от звезды, поэтому ей требуется другой механизм нагрева. Это может быть контакт атмосферы с ионами в магнитном поле или же гравитационные волны самой планеты.
Орбита и вращение планеты Нептун
Один день на Нептуне занимает около 16 часов. Планета совершает полную орбиту вокруг Солнца примерно за 165 земных лет (60 190 земных дней).
Иногда Нептун находится еще дальше от Солнца, чем карликовая планета Плутон. Очень эксцентричная, овальной формы орбита Плутона приносит его внутри орбиты Нептуна в течение 20-летнего периода каждые 248 земных лет. Этот момент, в котором Плутон ближе к Солнцу, чем Нептун, произошел совсем недавно с 1979 по 1999 год.
Ось вращения Нептуна наклонена на 28º относительно плоскости его орбиты вокруг Солнца, что аналогично осевым наклонам Марса и Земли. Это означает, что Нептун переживает времена года так же, как и мы на Земле. Однако, его год настолько длинный, что каждый из четырех сезонов длится более 40 лет.
Источник
Нептун – описание, строение, характеристики планеты, интересные факты, фото и видео
Нептун – самая далекая планета от Солнца, которая является одним из представителей газовых гигантов. Благодаря синей поверхности ее назвали в честь римского бога морей, и с тех пор она получает много внимания со стороны ученых. К Нептуну регулярно отправляются зонды, собирающие данные и позволяющие составить полную картину об особенностях этого небесного тела. Если столетие назад люди могли лишь догадываться о характеристиках планеты, то сейчас она довольно хорошо изучена.
Общие сведения о планете
После того, как Плутон вновь перешел в состав карликовых, Нептун вернул себе звание самой далекой планеты от Солнца. Он вращается по орбите, на которой среднее состояние от звезды составляет 4,5 млрд км.
Расстояние от Земли до самой далекой планеты меняется в диапазоне от 4,3 до 4,553 млрд. км. Таким образом, с течением времени Нептун приближается и отдаляется на 253 млн км. Из-за такой большой дистанции люди не могут наблюдать планету без специального оборудования. Чтобы увидеть ее, требуется телескоп с радиусом минимум в 12,5 см и двухсоткратным приближением. Но даже в нем планета заметна лишь в виде небольшого пятна.
Нептун имеет синий окрас. Это из-за большого количества метана, содержащегося в атмосфере. Вещество поглощает красные цвета, имеющиеся на поверхности, из-за чего они становятся невидимыми для глаза. Также планета может похвастаться самыми быстрыми ветрами в Солнечной системе. По ней гуляют ураганы, скорость которых достигает 2400 км/ч.
Орбита и радиус
Орбита Нептуна представляет собой практически идеальный круг, а ее эксцентриситет равен лишь 0,011. Из-за этого по мере вращения вокруг Солнца расстояние до него слабо изменяется относительно общей дистанции. Полный оборот вокруг звезды планета совершает за 164,8 земных года, скорость движения в пространстве равна примерно 5,45 км/с.
Как и другие планеты, Нептун вращается вокруг своей оси, которая наклонена на 28,3 градуса. Из-за этого на поверхности имеются сезоны с характерными изменениями погодных условий. Но здесь они длятся на протяжении 40 лет.
Сутки на Нептуне идут 16 часов, именно за столько магнитное поле поворачивается на 360 градусов. Полярные оси делают полный оборот за 12 часов, а газовая оболочка за 18. Такая разность во вращении способствует появлению сильных ураганов.
Физические характеристики планеты
Атмосфера планеты составляет примерно 20% от общей массы. Под ней скрывается ледяная поверхность, схожая по составу с урановой. Основными ее компонентами являются метан и аммиак, находящиеся в жидком состоянии. Что интересно, льдом данная смесь названа лишь условно, из-за высокой плотности, ведь ее температура варьируется в диапазоне 1700-4700 градусов Цельсия. Поверхность представляет собой большой кипящий океан.
В недрах Нептуна, на глубине 7 тысяч км, находится ядро. Оно имеет температуру в 5500 градусов Цельсия, состоит из солей кремния и железа. На него действует давление в 7 мегабар.
Ученые хорошо изучили характеристики планеты, получив точные значения:
- масса – 1,0234*10’26 кг;
- диаметр экватора – 48682 км;
- площадь – 7,6408 млрд. кв. км;
- объем – 62,54 трлн. куб. км;
- средняя плотность 1,638 г/см3;
- ускорение свободного падения – 11,2 м/с2.
Поскольку Нептун является газовым гигантом, многие характеристики зависят от природы его атмосферы и плотности поверхности.
Атмосфера
Как и у большинства планет Солнечной системы, атмосфера Нептуна имеет разделение на слои. Ближе всего к поверхности находится тропосфера, затем идут стратосфера, термосфера и экзосфера.
Несмотря на то, что поверхность небесного тела сильно раскалена, на уровне тропосферы температура падает до -220 градусов Цельсия. Затем, по мере подъема вверх, она постепенно возрастает, и в термосфере составляет уже 470 градусов.
Верхние слои атмосферы на 80% состоят из водорода и на 20% из гелия. Ближе к поверхности появляются метан, придающий планете синеватый оттенок, аммиак и сероводород.
Погода и климат
Ученым довольно трудно определить среднюю температуру планеты, поскольку в конкретной области она может сильно меняться с течением времени. Ядро Нептуна разогрето до 5500 градусов Цельсия, а поверхность накаляется от 1700 до 4700 градусов. Из-за асинхронного вращения планеты и атмосферы возникают сильные ураганы. Например, с 1989 года, на протяжении пяти лет, ученые наблюдали Большое темное пятно – сильнейший ураган, скорость которого составляла 600 м/с, а размер – 85,8 тыс. км. Торнадо на поверхности не являются редкостью. Люди видят их раз в несколько лет. Последний крупный вихрь протяженностью в 9 тыс. км был зафиксирован в 2017 году.
Поскольку ось вращения планеты находится под наклоном, на ней регулярно сменяются сезоны, которые длятся по 40 лет. Только на Нептуне конкретное время года наступает не на всей поверхности, а в определенной ее области. Например, в 2020 году на северной части началось лето, а на южной – зима.
Бушующие ветра
Как уже говорилось выше, ураганы на Нептуне – довольно частое явление. Ветра летают над поверхностью с огромной скоростью, которая в среднем равна 1000 км/ч. Что интересно, движутся они часто против оси вращения планеты. Также благодаря непрерывным наблюдениям ученым удалось установить, что масштаб и скорость ветров увеличиваются по мере отдаления Нептуна от Солнца. Однако пока они не могут объяснить, с чем это связано.
С Земли разглядеть наличие бурь практически невозможно, на это способен разве что телескоп Хаббл, да и то при подходящих условиях. Поэтому, для наблюдения используются космические аппараты. Наиболее известным является “Вояджер-2”. Его запустили в 1977 году, отправив в сторону от Солнца. Основной его задачей является исследование дальних планет системы и попытка забраться как можно дальше в глубины космоса. В 1989 году “Вояджер-2” достиг Нептуна и сделал фотографии. Снимки помогли лучше изучить планету.
Магнитосфера
Магнитное поле Нептуна состоит из плотной оболочки, проводящей ток. Ученые установили, что она обладает большой мощностью. Магнитная ось смещена относительно планетарного вращения на 47 градусов, из-за чего на поверхности нередко появляются ураганы. Также магнитосфера Нептуна отражает солнечные ветра, не позволяя разъедать атмосферу. Возможно, именно благодаря ней планета сохраняет свои характеристики неизменными.
Температура на Нептуне
Несмотря на то, что Нептун находится далеко от Солнца, планета является очень горячей. Ее поверхность раскаляется до нескольких тысяч градусов Цельсия, и ученые до сих пор не могут объяснить, откуда берется такое количество тепла. От звезды планета получает на 60% меньше энергии, чем Уран, поэтому высокие температуры присутствуют явно не из-за Солнца.
Наиболее вероятной гипотезой о высоких температурах на планете является наличие химических реакций, протекающих в нижних слоях атмосферы. Например, при распаде на простые углероды метан может выделять тепло. Также есть мнение, что источником энергии является радиоактивное ядро, в котором происходят разные процессы, способствующие тепловыделению.
Состав и поверхность Нептуна
Несмотря на то, что Нептун находится в миллиардах километров от Земли, люди сумели довольно детально изучить его структуру.
В центре находится плотное ядро, предположительно состоящее из камня, металла и льда. Оно раскалено до 5500 градусов. Ядро не имеет идеальной круглой формы. По всей поверхности расположены впадины и торчащие скалы.
Следующий слой – это ледяная мантия. Она состоит из аммиака, метана, воды и представляет собой вязкую, вечно кипящую массу. Ученые ее называют “горячим льдом”. У нее мало общего с твердым состоянием воды, но из-за высокой плотности ее окрестили именно так.
Над ледяной мантией возвышается атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана. Именно последний придает планете голубоватый оттенок. В ней часто возникают сильные порывы ветра.
Верхняя атмосфера, окутывающая Нептун, состоит из тонкого слоя облаков. Нередко они образуются вокруг урагана, который движется по поверхности с большой силой и поднимает вверх все, что встречает на своем пути.
Кольца Нептуна
Установить наличие колец у Нептуна удалось с помощью космического аппарата Вояджер-2, который подобрался к планете в 1989 году. Он сделал снимки, на которых можно было разглядеть красные дуги, проходящие вокруг гиганта.
Нептун имеет пять колец, имеющих определенные названия: Галле, Леверье, Лассуэлла, Арго и Адамс. Кольцо Галле находится на расстоянии 42 тыс. км от поверхности, а Адамс, как самое дальнее, располагается в 63 тыс. км. Все они имеют дуговую форму и состоят из солей кремния, льда и других веществ. Причем ученые до сих пор пытаются установить точный состав химических соединений, которые придают кольцам красноватое сияние.
Спутники
На данный момент известно 14 спутников Нептуна. Возможно, в будущем их количество возрастет за счет новых открытий. Самым большим телом, находящимся под влиянием планеты, является луна Тритон, которую люди обнаружили спустя всего 17 дней с момента открытия гиганта.
Тритон представляет собой округлое тело, покрытое льдом. На поверхности размещены криовулканы, регулярно выбрасывающие в пространство различные вещества. Сейчас спутник расположен на расстоянии примерно в 354 760 км от гиганта и оказывает на него сильное воздействие. Есть теория, что именно благодаря Тритону планета имеет на поверхности высокие температуры. Более того, спутник постепенно притягивается Нептуном и когда-нибудь войдет в его атмосферу. Тогда луна рассыпется и войдет в состав колец.
Земля и Нептун
Нередко ученые сравнивают Землю и Нептун, пытаясь провести некоторые аналогии. Из-за большого расстояния между планетами они слишком сильно отличаются друг от друга, и это порождает довольно интересные факты:
- на Нептуне сила притяжения на 13% сильнее земной;
- в процессе вращения вокруг Солнца они могут отдалиться друг от друга на 4,6 млрд. км;
- обе планеты имеют наклон оси вращения, что делает возможной смену времен года;
- Нептун превосходит Землю в 4 раза по размерам и в 17 раз по массе.
Также гигант обладает плотностью, примерно в три раза меньшей, чем у Земли.
История открытия и исследования
Первым Нептун заметил Галилей еще в 17 веке, но посчитал его звездой, находящейся недалеко от Юпитера. Спустя два века астрономы рассчитали траекторию орбиты Урана, но при наблюдении установили, что планета движется иначе, чем они предполагали. Наиболее логичным объяснением стало то, что на Уран влияет другое небесное тело – неизвестная планета.
Через 11 лет математик Джон Кауч Адамс рассчитал возможную орбиту восьмой планеты, а Урбен Леверье улучшил его данные. Работники обсерватории из Кембриджа попытались найти небесное тело на основе расчетов, но потерпели фиаско. Студент Генрих Д’Арре из обсерватории Берлина вместе с директором Иоганном Энке предприняли вторую попытку, которая оказалась успешной. Нептун был обнаружен 23 сентября 1846 года.
В 1998 году первооткрывателем планеты признали Леверье, т.к. его данные были точнее, чем у Адамса.
Нептун и пояс Койпера
За пределами орбиты Нептуна располагается пояс Койпера – большой круг, окутывающий Солнечную систему. Он состоит из планет и астероидов разного происхождения. Например, Плутон, который долгое время считался девятой планетой, находится в данной области.
Орбита Нептуна лежит практически на внутренней границе пояса Койпера. Более того, планета и сформировала его. Вращаясь вокруг Солнца, она оказывает гравитационное воздействие на ближайшие объекты, находящиеся за пределами системы. Те поддаются влиянию гиганта и также начинают двигаться по определенной траектории, образуя гигантский диск толщиной примерно в 15 а.е.
Наблюдение
Комфортнее всего наблюдать Нептун в период с августа по сентябрь. В это время он находится к Земле на наименьшем расстоянии, но из-за яркости всего в 7.8m невооруженным взглядом увидеть его нельзя. Зная, где точно находится планета, ее можно разглядеть в бинокль 7х50, но она будет похожа на блеклую звезду.
Чтобы гарантированно увидеть Нептун, нужно использовать телескоп не менее 200 мм, с увеличением от 200х. Тогда угловой размер диска планеты при наблюдении будет составлять 5 см. А при использовании оборудования в 400 мм получится рассмотреть на поверхности некоторые пятна.
Изображения Нептуна
Благодаря “Вояджеру-2” ученые смогли получить снимки Нептуна и Тритона на близком расстоянии. Это помогло лучше изучить небесные тела.
Кольца Нептуна
Кольца планеты практически незаметны и представляют собой тонкие нити. Космический аппарат сумел сделать снимок, когда на них падали солнечные лучи. После тщательной обработки кольца стали видимыми.
Облака Нептуна
На поверхности планеты встречаются облака. Чаще всего они появляются рядом с ураганами. “Вояджер-2” сфотографировал Большое темное пятно – самый масштабный ураган, когда-либо зафиксированный людьми.
Самая полная карта Тритона на сегодняшний день
Пролетая мимо самого большого спутника Нептуна, космический аппарат сделал и его снимки. Правда из-за медленного вращения Тритона большая часть северного полушария осталась в тени. Ученый Пол Шенк в свое время детально изучил фото и сделал подробную карту спутника.
Гейзеры Тритона
Снимок поверхности Тритона помог установить, что из-за малого количества кратеров его поверхности не более 10 млн лет. Также “Вояджер-2” запечатлел газовые испарения, вылетающие из кратеров местных вулканов.
Нептун с поверхности Тритона в представлении художника
На этом изображении объединены два снимка: Тритона и Нептуна. Композиция выстроена таким образом, словно фото сделали с поверхности спутника. Большие области с ровными поверхностями намекают, что на этом месте могли быть извержения ледяных вулканов.
Прощальный снимок
Аппарат летел мимо Нептуна на протяжении трех дней. На прощание он сделал фото, находясь уже позади объектов. Изображение показывает полумесяцы Тритона и планеты.
Интересное видео про Нептун
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник