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.
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.
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.
Ученые экспериментально подтвердили, что на Нептуне и Уране небо в алмазах.
Источник
Планета Нептун
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.
