Планета Нептун
Общие сведения о Нептуне
Нептун – это восьмая и последняя по удаленности от Солнца планета (восьмая планета Солнечной системы).
Нептун относится к ледяным гигантам и назван в честь римского бога морей Нептуна.
У Нептуна на данный моменты обнаружены 14 естественных спутников.
Соседом Нептуна является Уран.
За Нептуном начинается область транснептуновых объектов (ТНО) – Пояс Койпера.
Так же, как у газовых гигантов Солнечной системы, у Нептуна имеется магнитосфера.
Стандартная модель Нептуна предполагает, что его строение включает верхнюю атмосферу; атмосферу состоящую из водорода, гелия и метана; мантию из водяного, аммиачного и метанового льдов; каменно-ледяное ядро.
У Нептуна есть система колец красноватого оттенка, состоящая из 5 компонентов.
Орбита Нептуна
Среднее расстояние от Нептуна до Солнца 4,55 миллиарда километров (30,1 астрономической единицы).
Перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты): 4,452 миллиарда километров (29,766 астрономической единицы).
Афелий (самая далекая от Солнца точка орбиты): 4,554 миллиарда километров (30,441 астрономической единицы).
Средняя скорость движения Нептуна по орбите составляет около 5,4349 километра в секунду.
Один оборот вокруг Солнца планета совершает приблизительно за 165 земных лет.
Год на планете составляет 367,49 нептунианских суток.
Расстояние от Нептуна до Земли варьируется в пределах от 4,3 до 4,6 миллиарда километров.
Направление вращения Нептуна соответствует направлению вращения всех (кроме Венеры и Урана) планет Солнечной системы.
3D-модель Нептуна
Физические характеристики Нептуна
Нептун – четвертая по размеру планета в Солнечной системе и третья по массе.
Температура Нептуна в верхних слоях атмосферы близка к −220°C, а в центре может достигать 7000°C, что сопоставимо с поверхностью Солнца.
Средний радиус Нептуна составляет 24 622 ± 19 километров, то есть чуть меньше 4 радиусов Земли.
Площадь поверхности Нептуна составляет 7,6408 миллиарда квадратных километров.
Средняя плотность Нептуна составляет 1,638 грамм на кубический сантиметр.
Ускорение свободного падения на Нептуне равно 11,15 метра на секунду в квадрате (1,14 g).
Масса Нептуна равна 1,0243 х 10 26 килограмм, что составляет 17,147 масс Земли.
Магнитное поле Нептуна наклонено на 47˚ относительно оси вращения планеты.
Сравнительные размеры Нептуна и Земли
Атмосфера Нептуна
Атмосфера Нептуна условно делится на 2 основные области: тропосфера, где температура снижается вместе с высотой, и стратосфера, где температура с высотой, наоборот, увеличивается.
Основными компонентами атмосферы Нептуна являются водород (около 80 ± 3,2%), гелий (19 ± 3,2%) и метан (1,5 ± 0,5%).
В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 километров в час.
Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими почти сверхзвуковых скоростей.
Исследование Нептуна
Обнаруженный 23 сентября 1846 года Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчетам, а не путем регулярных наблюдений.
Единственное в истории космонавтики посещение окрестностей Нептуна 25 августа 1989 года совершил американский космический аппарат «Voyager 2».
Наблюдения за Нептуном в диапазоне радиоволн показывают, что планета является источником непрерывного излучения и нерегулярных вспышек.
Интересные факты о Нептуне
Нептун – наименьший по размеру среди всех планет-гигантов Солнечной системы.
Поглощение красного света метаном является важнейшим фактором, придающим атмосфере Нептуна синий оттенок.
Во время пролета «Voyager 2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое Темное Пятно, аналогичное Большому Красному Пятну на Юпитере, однако 2 ноября 1994 года космический телескоп «Hubble» не обнаружил его на прежнем месте.
Разнообразная погода на Нептуне, по сравнению с Ураном, как полагают, является следствием более высокой внутренней температуры. При этом Нептун в полтора раза дальше от Солнца, чем Уран, и получает лишь 40% от того количества солнечного света, которое получает другой ледяной гигант.
Масса крупнейшего спутника Тритона составляет более чем 99,5% от суммарной массы всех спутников Нептуна.
Нептун не виден невооруженным глазом.
Ученые экспериментально подтвердили, что на Нептуне и Уране небо в алмазах.
Источник
Нептун
Планета Нептун – восьмая и самая далекая в Солнечной системе. За свой необыкновенный синий цвет ее назвали в честь древнеримского бога морей и океанов.
Нептун входит в группу ледяных гигантов наряду с Ураном. От газовых гигантов Юпитера и Сатурна их отличает мантия, представляющая собой океан жидких аммиака и метана. Тот же метан в виде газа в атмосфере планеты придает ей узнаваемый синий оттенок.
История открытия и исследования
Нептун – единственная из планет Солнечной системы, которая не была обнаружена путем непосредственных наблюдений. История открытия планеты очень интересна.
Галилео Галилей в начале 17 века дважды наблюдал небесное тело в телескоп, но принимал его за звезду, расположенную по близости с Юпитером. Астрономы 19 века, наблюдавшие за движением Урана, обратили внимание на аномальное перемещение его по орбите, не соответствующее их расчетам. Англичанин Томас Джон Хасси в 1834 предположил, что такое поведение Урана может быть связано с наличием внешнего объекта. Одиннадцатью годами позднее британский математик Джон Кауч Адамс вычислил орбитальный путь еще не открытой восьмой планеты. Большинство членов астрономического сообщества не разделяло энтузиазма ученых по поводу нахождения нового планетарного тела в Солнечной системе.
Точнее Адамса в своих математических расчетах оказался французский математик Урбен Леверье. Опираясь на его расчеты, первую попытку найти «восьмерку» предприняли астрономы Кембриджской обсерватории. Но она была неуспешной. Объект был обнаружен лишь со второй попытки студентом Генрихом Д’Арре и директором Берлинской обсерватории Иоганном Энке. Официально Нептун был открыт 23 сентября 1846 года.
После обнаружения небесного тела разгорелись нешуточные споры, кто же на самом деле ее открыл – Леверье или Адамс. Только в 1998 году были найдены ценные бумаги из Гринвичской обсерватории, касающиеся истории этого события. После их детального изучения было установлено, что настоящим первооткрывателем восьмой планеты является все-таки Леверье, т.к. расчеты Адамса имели большую погрешность.
Долгое время после открытия небесное тело имело название «планета Леверье». Также были предложены такие варианты, как Янус и Океан. Современное название она получила от своего первооткрывателя. Леверье переименовал ее за синий цвет поверхности, ассоциировавшийся с древнеримским богом морей. Французского математика поддержал директор Пулковской обсерватории Василий Струве, и вскоре название прижилось за пределами Франции и Российской Империи.
Первым и пока единственным космическим аппаратом, сблизившимся с далеким гигантом, стал межпланетный зонд Вояджер-2. В 1989 году зонд пролетел всего в 4400 км от верхних слоев атмосферы ледяного гиганта, собрав сведения о его магнитосфере и погодных явлениях. Также Вояджер-2 открыл 6 нептуновых спутников и систему колец.
Общие сведения о планете
Нептун после разжалования Плутона является самой дальней из планет в Солнечной системе. Средняя удаленность его от центральной звезды составляет 4,5 млрд. км. Солнечный свет проходит расстояние до Нептуна за 253 минуты.
От Земли до Нептуна расстояние колеблется от минимального 4,3 млрд. км до максимального 4,553 млрд. км. Такая удаленность тел друг от друга не позволяет наблюдать нам планету на небосводе невооруженным глазом. Увидеть ее поможет телескоп с двухсоткратным увеличением и диаметром не менее 250 мм. Выглядит Нептун как шарообразное тело синего цвета. Такую окраску он получил благодаря своей газовой оболочке с большим содержанием метана, поглощающего красную часть спектра.
Особенностью Нептуна является невероятная скорость перемещения атмосферных масс. Вихри в его атмосфере могут достигать 600м/с, что делает их самыми быстрыми среди планетарных ураганов Солнечной системы.
Орбита и радиус
Орбита Нептуна обладает низким эксцентриситетом, по величине превосходя лишь венерианскую (0.011 и 0.007 соответственно). Полный оборот вокруг Солнца он проходит за 164,8 года, двигаясь по орбите со средней скоростью 5,44 км/с. Новый год со времен открытия небесного тела начался 12 июля 2011 года.
Наклон оси вращения к плоскости орбиты Нептуна составляет 28,3°. Это схоже с земным и марсианским значениями, что свидетельствует о сезонности климата. Однако из-за удаленности от Солнца сезоны здесь длятся по 40 лет.
Вокруг своей оси гигант оборачивается за 16 часов. Это касается его магнитного поля. С атмосферой дела обстоят иначе. Экваториальный пояс газовой оболочки совершает полный оборот вокруг оси за 18 часов, а полярные области – за 12. Такая разница в скорости обусловила возникновение самых сильных ураганов в Солнечной системе.
Физические характеристики
- Размер Нептуна: средний радиус – 24, 62 тыс. км, площадь поверхности – 7,65*10 9 кв. км.
- Масса Нептуна – 1,024*10 26 кг.
- Среднее значение плотности – 1,64 г/ куб. см.
- Ускорение свободного падения в экваториальной части планеты – 11,2 м/с 2 .
По строению Нептун напоминает своего соседа по Солнечной системе, ледяного гиганта Урана. Под газовой оболочкой, занимающей до 20% массы планеты, расположена ледяная мантия. Она представляет собой смесь жидких аммиака и метана. На самом деле, ледяной эту оболочку назвать трудно. Ее температура колеблется от 1700°С до 4700°С и она представляет собой огромный кипящий океан. Льдом эту жидкость прозвали за ее необычайную плотность.
Под мантией, уходящей вглубь на 7000 км, расположено ядро Нептуна. Оно состоит из железа и солей кремния, подвергнутый давлению в 7 мегабар и температуре в 5500°С.
Атмосфера
Верхние слои атмосферы Нептуна представляют собой водородно-гелиевую смесь с соотношением компонентов 4:1.Чем ближе к ледяной оболочке, тем больше в атмосфере метановых примесей. Это простейшее углеводородное соединение придает объекту синий цвет. Также в нижних слоях газовой оболочки формируются аммиачные и сероводородные облака.
Атмосфера Нептуна, как и большинства крупных тел Солнечной системы, имеет четыре основные области: тропосфера, стратосфера, термосфера и экзосфера. В тропосфере по мере удаления от поверхности ледяного гиганта температура опускается до минимума в — 213°С, а затем в верхних слоях атмосферы поднимается до -103°С. Термосфера прогревается до аномальных 470°.
Погода и климат
Вычислить среднюю температуру Нептуна невозможно, т.к. он не имеет твердой поверхности. Ядро планеты разогрето до 5500°С, в мантии температура колеблется от 4700°С до 1700°С, а самое холодное место – верхняя часть тропосферы – охлаждается до -213°.
За счет схожего с Землей наклона оси вращения восьмая планета подвержена смене сезонов. Правда, длятся они очень долго – чуть более 40 лет. С 1980 года лето продолжается на южной стороне, а в 2020 оно придет в северную ее часть.
Верхние слои атмосферы в области экватора вращаются медленней, чем в области полюсов. За счет этого возникают гигантские ураганы, достигающие невероятных 600 м/с. Самым крупным вихрем считается Большое темное пятно, которое наблюдалось в период с 1989 по 1994 год. Его размеры достигали 13*6,6 тыс. км. В это же время здесь бушевали еще два крупных урагана, расположенные южнее предыдущего. В 2017 году в области экватора был зафиксирован вихрь диаметром 9 тыс. км.
Кольца Нептуна
Кольцевая система планеты оставалась не обнаруженной более 120 лет с момента ее открытия. В 1968 году было выдвинуто предположение о наличии у колец Нептуна, что сумел подтвердить межпланетный зонд Вояджер-2 в 1989 году.
Всего восьмая планета имеет 5 колец. Самым близким к ее поверхности является кольцо Галле, расположенное на расстоянии 42 тыс. км. Далее последовательно идут кольца Леверье, Ласселла и Араго. Последнее кольцо Нептуна, названное в честь британского математика Адамса, удалено от планеты на 63 тыс. км. Оно имеет пять дуг, называющихся Храбрость, Свобода, Равенство 1, Равенство 2 и Братство.
Состоят кольца Нептуна из водяного льда и кремниевых солей. Предположительно, в их состав также входят органические вещества, предающие кольцевой системе красный оттенок.
Спутники
Всего у самой дальней планеты в нашей системе имеется 14 естественных спутников, открытых на данный момент. Крупнейшей нептуновой луной является Тритон, открытый всего через 17 дней после обнаружения самой планеты. Его поверхность представляет собой ледяную оболочку со множеством активных криовулканов.
Тритон — крупнейший планетарный спутник, движущийся в обратном направлении по отношению к своей планете. Именно благодаря этому спутнику Нептун не стал самой холодной планетой в нашей звездной системе. Их приливное взаимодействие увеличивает температуру планеты, заставляя ее излучать больше тепловой энергии, чем Уран. По мнению ученых, Тритон постепенно сближается с «хозяином» и в итоге войдет в его орбиту, распавшись на части. Тогда Нептун станет объектом с самой мощной кольцевой системой.
Нереида – вторая открытая нептунова луна. Свое название она получила в честь морских нимф, героинь мифов Древней Греции. По размерам Нереида занимает третье место среди спутников ледяного гиганта.
Еще 6 спутников в 1989 году обнаружил Вояджер-2. Свои названия они получили в честь морских нимф и божеств древнегреческой мифологии. Все они покрыты льдом и имеют каменное ядро.
С 2012 по 2013 год было еще открыто шесть мелких спутников диаметром до 60 км.
Земля и Нептун
Попробуем сравнить третью и восьмую планеты Солнечной системы:
- По массе ледяной гигант в 17 раз превышает Землю, а по размерам всего в 4.
- Угол оси наклона к плоскости орбиты у обоих тел имеет приблизительно одинаковое значение, что обуславливают смену пор года.
- Максимальное расстояние между ними составляет 4,6 млрд. км.
- Гравитация здесь в 1,13 раз больше земной.
Источник