Строение и состав планеты Нептун

Строение Нептуна можно разделить по слоям, как и все остальные газовые планеты в нашей Солнечной системе. Каждая из них отличается по составу и плотности, поэтому давайте поговорим об этом подробнее.

Структура и состав

Нептун – это ледяной гигант нашей Солнечной системы. Мы можем увидеть только небольшую часть атмосферы – 10-15% от общей массы планеты и простирающейся на 20% к собственному ядру. На рисунке показано строение Нептуна.

Строение и состав планеты Нептун

На рисунке мы видим, что в центре планеты находится скалистое ядро небольших размеров, которое покрывает мантия. Она нагрета до температуры, приближающейся к отметке в 4727°С. Общая масса планеты превышает нашу в более, чем 10 раз. Внутри содержится множество метановых, аммиачных и водных запасов. Вместе эти составляющие называются ледяными, но на самом деле это вещество достаточно плотное и нагревается до высоких температур. Нельзя точно сказать какую структуру имеет ядро, поскольку учёные не добрались до него. В данном случае можно опираться только на приблизительные данные, исходя из созданных человеком моделей.

Центр планеты, состав Нептуна, найдено большое количество:

  • никеля;
  • железа;
  • силикатов.

Давление в центральной части может составлять 7 мегабар, которое в два раза превышает давление нашей планеты и может нагреться до 5400 К. Давайте заглянем вглубь планеты и там, на расстоянии приблизительно в 7 000 км метан начинает превращаться в алмазные кристаллы и опускаться медленно вниз в виде больших гранул, похожих на те, что падают у нас во время града.

Атмосферный слой

Атмосферный слой составляет около 10% от общей массы всей планеты. В верхних слоях состав Нептуна выглядит следующим образом:

  • 80% от общей массы – водород;
  • 19% от общей массы – гелий;
  • 1% от общей массы – это небольшие метановые примеси.

Метановые примеси активно поглощают красное излучение и создаётся ощущение присутствия другого цвета. В данном случае мы можем увидеть планету голубого с отливом в синий цвет.

У Нептуна тропосфера разогрета практически до 500 градусов Цельсия. Но появление таких температур никто не может объяснить. Ведь она должна быть холодной, поскольку находится очень далеко от звезды. По всей видимости она имеет какие-то сторонние источниками для нагревания. Ими могут служить ионы, находящиеся в магнитном поле или гравитационные волны, которые излучает сама планета.

Планета до сих пор не изучена до конца. Современное оборудование не может приблизиться к планете на достаточно близкое расстояние для более подробного исследования. Вблизи неё был только один корабль, собравший наиболее большое количество данных, на которые полагаются учёные и по сей день. Им был Вояджер-2, пролетавший на расстоянии около 4 800 км. Именно он и открыл 6 известных нам в настоящее время спутников Нептуна.

Если говорить об исследованиях, то на данный момент не планируется запуск других экспедиций, но к 2030 году обещают запустить Флагманский проект.

Похожие новости:

Не забывайте делиться. Спасибо.

cosmosplanet.ru

интересные факты о "морском" космическом гиганте

  • Подписаться
  • Лента публикаций
  • Последние публикации
  • Лучшие публикации
    • за все время
    • за полгода
    • за месяц
  • Категории
    • Города и страны
    • Здоровье
    • Изобретения
    • Интересные факты
    • История
    • Космос
    • Наука
    • Природа
    • Рекорды
    • Технологии
    • Человек

vseonauke.com

Нептун — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Нептун

Нептун с «Вояджера-2».
Открытие
Первооткрыватель

Урбен Леверье
Иоганн Галле

Генрих д’Арре

Место открытия

Берлин

Дата открытия

23 сентября 1846[1]

Способ обнаружения

расчёт

Орбитальные характеристики[2][комм. 1]
Перигелий

4 452 940 833 км
29,76607095 а. е.

Афелий

4 553 946 490 км
30,44125206 а. е.

Большая полуось (a)

4 503 443 661 км
30,10366151 а. е.

Эксцентриситет орбиты (e)

0,011214269

Сидерический период обращения

60 190,03[3] дня
164,79 года

Синодический период обращения

367,49 дня[4]

Орбитальная скорость (v)

5,4349 км/с[4]

Средняя аномалия (Mo)

267,767281°

Наклонение (i)

1,767975°
6,43° относительно солнечного экватора

Долгота восходящего узла (Ω)

131,794310°

Аргумент перицентра (ω)

265,646853°

Чей спутник

Солнца

Спутники

14

Физические характеристики
Полярное сжатие

0,0171 ± 0,0013

Экваториальный радиус

24 764 ± 15 км[5][6]

Полярный радиус

24 341 ± 30 км[5][6]

Средний радиус

24 622 ± 19 км [7]

Площадь поверхности (S)

7,6408·109 км²[3][6]

Объём (V)

6,254·1013 км³[4][6]

Масса (m)

1,0243·1026 кг[4]
17,147 земных

Средняя плотность (ρ)

1,638 г/см³[4][6]

Ускорение свободного падения на экваторе (g)

11,15 м/с²[4][6] (1,14 g)

Вторая космическая скорость (
v
2)

23,5 км/c[4][6]

Экваториальная скорость вращения

2,68 км/с
9648 км/ч

Период вращения (T)

0,6653 дня[8]
15 ч 57 мин 59 с

Наклон оси

28,32°[4]

Прямое восхождение северного полюса (α)

19ч 57м 20с[5]

Склонение северного полюса (δ)

42,950°[5]

Альбедо

0,29 (Бонд)
0,41 (геом.)[4]

Видимая звёздная величина

8,0—7,78m[4][9]

Угловой диаметр

2,2"—2,4"[4][9]

Температура
 
мин. сред. макс.
уровень 1 бара
72 К[4] (около −200 °С)
0,1 бара (тропопауза)
Атмосфера
[4]
Состав:
Информация в Викиданных

Непту́н — восьмая и самая дальняя планета Солнечной системы. Нептун также является четвёртой по диаметру и третьей по массе планетой. Масса Нептуна в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше земных[10]. Планета была названа в честь римского бога морей. Её астрономический символ  — стилизованная версия трезубца Нептуна.

Обнаруженный 23 сентября 1846 года[1], Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений. Обнаружение непредвиденных изменений в орбите Урана породило гипотезу о неизвестной планете, гравитационным возмущающим влиянием которой они и обусловлены. Нептун был найден в пределах предсказанного положения. Вскоре был открыт и его спутник Тритон, однако остальные 13 спутников, известные ныне, были неизвестны до XX века. Нептун был посещён лишь одним космическим аппаратом, «Вояджером-2», который пролетел вблизи от планеты 25 августа 1989 года.

Нептун по составу близок к Урану, и обе планеты отличаются по составу от более крупных планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Иногда Уран и Нептун помещают в отдельную категорию «ледяных гигантов»

[11]. Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия[12], наряду со следами углеводородов и, возможно, азота, однако содержит более высокую долю льдов: водного, аммиачного, метанового. Ядро Нептуна, как и Урана, состоит главным образом из льдов и горных пород[13]. Следы метана во внешних слоях атмосферы, в частности, являются причиной синего цвета планеты[14].

В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч[15]. Во время пролёта «Вояджера-2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое тёмное пятно, аналогичное Большому красному пятну на Юпитере. Температура Нептуна в верхних слоях атмосферы близка к −220 °C[10][12]. В центре Нептуна температура составляет по различным оценкам от 5400 K[16] до 7000—7100 °C[17][18], что сопоставимо с температурой на поверхности Солнца и сравнимо с внутренней температурой большинства известных планет. У Нептуна есть слабая и фрагментированная кольцевая система, возможно, обнаруженная ещё в 1960-е годы, но достоверно подтверждённая «Вояджером-2» лишь в 1989 году

[19].

В 1948 году в честь открытия планеты Нептун было предложено назвать новый химический элемент под номером 93 нептунием[20].

12 июля 2011 года исполнился ровно один Нептунианский год — или 164,79 земного года — с момента открытия Нептуна 23 сентября 1846 года[21][22].

История открытия

Согласно зарисовкам, Галилео Галилей наблюдал Нептун 28 декабря 1612 года, а затем 29 января 1613 года. Однако в обоих случаях Галилей принял планету за неподвижную звезду в соединении с Юпитером на ночном небе.[23] Поэтому Галилей не считается первооткрывателем Нептуна.

Во время первого периода наблюдений в декабре 1612 года Нептун был в точке стояния, как раз в день наблюдений он перешёл к попятному движению. Видимое попятное движение наблюдается, когда Земля обгоняет по своей орбите внешнюю планету. Поскольку Нептун был вблизи точки стояния, движение планеты было слишком слабым, чтобы быть замеченным с помощью маленького телескопа Галилея[24].

В 1821 году Алексис Бувар опубликовал астрономические таблицы орбиты Урана[25]. Более поздние наблюдения показали существенные отклонения реального движения Урана от таблиц. В частности, английский астроном Т.Хасси на основе собственных наблюдений обнаружил аномалии в орбите Урана и предположил, что они могут быть вызваны наличием внешней планеты. В 1834 Хасси посетил Бувара в Париже и обсудил с ним вопрос об этих аномалиях. Бувар согласился с гипотезой Хасси и обещал провести расчёты, необходимые для поиска гипотетической планеты, если найдёт время для этого, но в дальнейшем не занимался этой проблемой. В 1843 Джон Куч Адамс вычислил орбиту гипотетической восьмой планеты для объяснения изменения в орбите Урана. Он послал свои вычисления сэру Джорджу Эйри, королевскому астроному, а тот в ответном письме попросил разъяснений. Адамс начал набрасывать ответ, но почему-то так и не отправил его и в дальнейшем не настаивал на серьёзной работе по данному вопросу[26][27]. Урбен Леверье независимо от Адамса в 1845—1846 годы провёл свои собственные расчёты, но астрономы Парижской обсерватории не разделяли его энтузиазма и проводить поиски предполагаемой планеты не стали. В июне, ознакомившись с первой опубликованной Леверье оценкой долготы планеты и убедившись в её схожести с оценкой Адамса, Эйри убедил директора Кембриджской обсерватории Д. Чэллиса начать поиски планеты, которые безуспешно продолжались в течение августа и сентября[28][29]. Чэллис дважды наблюдал Нептун, но, вследствие того, что он отложил обработку результатов наблюдений на более поздний срок, ему не удалось своевременно идентифицировать искомую планету[28][30].

Тем временем Леверье удалось убедить астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готтфрида Галле заняться поисками планеты. Генрих д’Арре, студент обсерватории, предложил Галле сравнить недавно нарисованную карту неба в районе предсказанного Леверье местоположения с видом неба на текущий момент, чтобы заметить передвижение планеты относительно неподвижных звёзд. Планета была обнаружена в первую же ночь примерно после одного часа поисков. Вместе с директором обсерватории Иоганном Энке в течение двух ночей они продолжили наблюдение участка неба, где находилась планета, в результате чего им удалось обнаружить её передвижение относительно звёзд и убедиться, что это действительно новая планета[31]. Нептун был обнаружен 23 сентября 1846 года, в пределах 1° от координат, предсказанных Леверье, и примерно в 12° от координат, предсказанных Адамсом.

Вслед за открытием последовал спор между англичанами и французами за право считать открытие Нептуна своим. В конечном счёте, консенсус был найден и было принято решение считать Адамса и Леверье сооткрывателями. В 1998 году были вновь найдены так называемые «бумаги Нептуна» (имеющие историческое значение бумаги из Гринвичской обсерватории), которые были незаконно присвоены астрономом Олином Дж. Эггеном, хранились у него в течение почти трёх десятилетий и были найдены в его владении только после его смерти[32]. После пересмотра документов некоторые историки теперь полагают, что Адамс не заслуживает равных с Леверье прав на открытие Нептуна (что, впрочем, подвергалось сомнениям и ранее: например Деннисом Роулинсом ещё с 1966 года). В 1992 году в статье в журнале «Dio»[33] он назвал требования британцев признать равноправие Адамса на открытие воровством[34]. «Адамс проделал некоторые вычисления, но он был немного не уверен в том, где находится Нептун» — сказал Николас Коллеструм из Университетского колледжа Лондона в 2003 году[35][36].

Название

Некоторое время после открытия Нептун обозначался просто как «внешняя от Урана планета» или как «планета Леверье». Первым, кто выдвинул идею об официальном наименовании, был Галле, предложивший название «Янус». В Англии Чайлз предложил другое название: «Океан»[37].

Утверждая, что имеет право дать наименование открытой им планете, Леверье предложил назвать её Нептуном, ложно утверждая, что такое название одобрено французским бюро долгот[38]. В октябре он пытался назвать планету по своему имени — «Леверье» — и был поддержан директором обсерватории Франсуа Араго, однако эта инициатива натолкнулась на существенное сопротивление за пределами Франции[39]. Французские альманахи очень быстро вернули название Гершель для Урана, в честь её первооткрывателя Уильяма Гершеля, и Леверье для новой планеты[40].

Директор Пулковской обсерватории Василий Струве отдал предпочтение названию «Нептун». В римской мифологии Нептун — бог моря и соответствует греческому Посейдону[41]. О причинах своего выбора он сообщил на съезде Императорской Академии наук в Петербурге 29 декабря 1846 года[42]. Это название получило поддержку за пределами России и вскоре стало общепринятым международным наименованием планеты.

Статус

С момента открытия и до 1930 года Нептун оставался самой далёкой от Солнца известной планетой. После открытия Плутона Нептун стал предпоследней планетой, за исключением 1979—1999 годов, когда Плутон находился внутри орбиты Нептуна[43]. Однако исследование пояса Койпера в 1992 году привело к обсуждению вопроса о том, считать ли Плутон планетой или частью пояса Койпера[44][45]. В 2006 году Международный астрономический союз принял новое определение термина «планета» и классифицировал Плутон как карликовую планету, и, таким образом, вновь сделал Нептун последней планетой Солнечной системы[46].

Эволюция представлений о Нептуне

Ещё в конце 1960-х годов представления о Нептуне несколько отличались от сегодняшних. Хотя были относительно точно известны сидерический и синодический периоды обращения вокруг Солнца, среднее расстояние от Солнца, наклон экватора к плоскости орбиты, существовали и параметры, измеренные менее точно. В частности, масса оценивалась в 17,26 земных вместо 17,15; экваториальный радиус в 3,89 вместо 3,88 от земных. Звёздный период обращения вокруг оси оценивался в 15 часов 8 минут вместо 15 часов и 58 минут, что является наиболее существенным расхождением текущих знаний о планете со знаниями того времени[47].

В некоторых моментах разночтения были и позже. Первоначально, до полёта Вояджера-2, предполагалось, что магнитное поле Нептуна имеет такую же конфигурацию, как поля Земли и Сатурна. По последним представлениям, поле Нептуна имеет вид т. н. «наклонного ротатора». Географические и магнитные «полюса» Нептуна (если представить его поле дипольным эквивалентом) оказались под углом друг к другу более 45°. Таким образом, при вращении планеты её магнитное поле описывает конус[48].

Физические характеристики

Обладая массой в 1,0243·1026 кг[4], Нептун является промежуточным звеном между Землёй и большими газовыми гигантами. Его масса в 17 раз превосходит земную, но составляет лишь 119 от массы Юпитера[комм. 2]. Экваториальный радиус Нептуна равен 24 764 км[5], что почти в 4 раза больше земного. Нептун и Уран часто считаются подклассом газовых гигантов, который называют «ледяными гигантами» из-за их меньшего размера и иного состава (меньшей концентрации летучих веществ[49]). При поиске экзопланет Нептун используется как метоним: обнаруженные экзопланеты со схожей массой часто называют «Нептунами»[50], также часто астрономы используют как метоним Юпитер («Юпитеры»).

Орбита и вращение

Среднее расстояние между Нептуном и Солнцем — 4,55 млрд км (около 30,1 средних расстояний между Солнцем и Землёй, или 30,1 а. е.), и полный оборот вокруг Солнца у него занимает 164,79 года. Расстояние между Нептуном и Землёй составляет от 4,3 до 4,6 млрд км[51]. 12 июля 2011 года Нептун завершил свой первый с момента открытия планеты в 1846 году полный оборот[3][52]. С Земли он был виден иначе, чем в день открытия, в результате того, что период обращения Земли вокруг Солнца (365,25 дня) не является кратным периоду обращения Нептуна. Эллиптическая орбита планеты наклонена на 1,77° относительно орбиты Земли. Вследствие наличия эксцентриситета 0,011, расстояние между Нептуном и Солнцем изменяется на 101 млн км — разница между перигелием и афелием, то есть ближайшей и самой отдалённой точками положения планеты вдоль орбитального пути[2]. Осевой наклон Нептуна — 28,32°[53], что похоже на наклон оси Земли и Марса. В результате этого планета испытывает схожие сезонные изменения. Однако из-за длинного орбитального периода Нептуна сезоны длятся около сорока лет каждый[54].

Сидерический период вращения для Нептуна равен 16,11 часа[3]. Вследствие осевого наклона, сходного с Земным (23°), изменения в сидерическом периоде вращения в течение его длинного года не являются значимыми. Поскольку Нептун не имеет твёрдой поверхности, его атмосфера подвержена дифференциальному вращению. Широкая экваториальная зона вращается с периодом приблизительно 18 часов, что медленнее, чем 16,1-часовое вращение магнитного поля планеты. В противоположность экватору, полярные области вращаются за 12 часов. Среди всех планет Солнечной системы такой вид вращения наиболее ярко выражен именно у Нептуна[55]. Это приводит к сильному широтному сдвигу ветров[56].

Орбитальные резонансы

Нептун оказывает большое влияние на весьма отдалённый от него пояс Койпера. Пояс Койпера — кольцо из ледяных малых планет, подобное поясу астероидов между Марсом и Юпитером, но намного протяжённее. Он располагается в пределах от орбиты Нептуна (30 а. е.) до 55 астрономических единиц от Солнца[57]. Гравитационная сила притяжения Нептуна оказывает наиболее существенное влияние на пояс Койпера (в том числе в плане формирования его структуры), сравнимое по доле с влиянием силы притяжения Юпитера на пояс астероидов. За время существования Солнечной системы некоторые области пояса Койпера были дестабилизированы гравитацией Нептуна, и в структуре пояса образовались промежутки. В качестве примера можно привести область между 40 и 42 а. е.[58].

Орбиты объектов, которые могут удерживаться в этом поясе в течение достаточно долгого времени, определяются т. н. вековыми резонансами с Нептуном. Для некоторых орбит это время сравнимо с временем всего существования Солнечной системы[59]. Эти резонансы появляются, когда период обращения объекта вокруг Солнца соотносится с периодом обращения Нептуна как небольшие натуральные числа, например, 1:2 или 3:4. Таким образом объекты взаимостабилизируют свои орбиты. Если, к примеру, объект будет совершать оборот вокруг Солнца в два раза медленнее Нептуна, то он пройдёт ровно половину пути, тогда как Нептун вернётся в своё начальное положение.

Наиболее плотно населённая часть пояса Койпера, включающая в себя более 200 известных объектов, находится в резонансе 2:3 с Нептуном[60]. Эти объекты совершают один оборот каждые 1½ оборота Нептуна и известны как «плутино», потому что среди них находится один из крупнейших объектов пояса Койпера — Плутон[61]. Хотя орбиты Нептуна и Плутона подходят очень близко друг к другу, резонанс 2:3 не позволит им столкнуться[62]. В других, менее «населённых», областях существуют резонансы 3:4, 3:5, 4:7 и 2:5[63].

В своих точках Лагранжа (L4 и L5) — зонах гравитационной стабильности — Нептун удерживает множество астероидов-троянцев, как бы таща их за собой по орбите. Троянцы Нептуна находятся с ним в резонансе 1:1. Троянцы очень устойчивы на своих орбитах, и поэтому гипотеза их захвата гравитационным полем Нептуна сомнительна. Скорее всего, они сформировались вместе с ним[64].

Внутреннее строение

Внутреннее строение Нептуна напоминает внутреннее строение Урана. Атмосфера составляет примерно 10—20 % от общей массы планеты, и расстояние от поверхности до конца атмосферы составляет 10—20 % расстояния от поверхности до ядра. Вблизи ядра давление может достигать 10 ГПа. Объёмные концентрации метана, аммиака и воды найдены в нижних слоях атмосферы[16]. Постепенно эта более тёмная и более горячая область уплотняется в перегретую жидкую мантию, где температуры достигают 2000—5000 К. Масса мантии Нептуна превышает земную в 10—15 раз, по разным оценкам, и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями[1]. По общепринятой в планетологии терминологии эту материю называют ледяной, даже при том, что это горячая, очень плотная жидкость. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводимостью, иногда называют океаном водного аммиака[65]. На глубине 7000 км условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро[66]. Согласно одной из гипотез, имеется целый океан «алмазной жидкости»[67]. Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов и, как полагают, имеет массу в 1,2 раза больше, чем у Земли[68]. Давление в центре достигает 7 мегабар, то есть примерно в 7 млн раз больше, чем на поверхности Земли. Температура в центре, возможно, достигает 5400 К[16][69].

Магнитосфера

И своей магнитосферой, и магнитным полем, сильно наклонённым на 47° относительно оси вращения планеты и распространяющимся на 0,55 от её радиуса (приблизительно 13 500 км), Нептун напоминает Уран. До прибытия к Нептуну «Вояджера-2» учёные полагали, что наклонённая магнитосфера Урана была результатом его «бокового вращения». Однако теперь, после сравнения магнитных полей этих двух планет, учёные полагают, что такая странная ориентация магнитосферы в пространстве может быть вызвана приливами во внутренних областях. Такое поле может появиться благодаря конвективным перемещениям жидкости в тонкой сферической прослойке электропроводных жидкостей этих двух планет (предполагаемая комбинация из аммиака, метана и воды)[70], что приводит в действие гидромагнитное динамо[71]. Магнитное поле на экваториальной поверхности Нептуна оценивается в 1,42 μT в течение магнитного момента 2,16·1017 Tm³. Магнитное поле Нептуна имеет сложную геометрию с относительно большими небиполярными компонентами, включая сильный квадрупольный момент, который по мощности может превышать дипольный. В противоположность этому — у Земли, Юпитера и Сатурна относительно небольшой квадрупольный момент, и их поля менее отклонены от полярной оси[72][73]. Головная ударная волна Нептуна, где магнитосфера начинает замедлять солнечный ветер, проходит на расстоянии в 34,9 планетарных радиусов. Магнитопауза, где давление магнитосферы уравновешивает солнечный ветер, находится на расстоянии в 23—26,5 радиусов Нептуна. Хвост магнитосферы тянется до расстояния в 72 радиуса Нептуна, а возможно и гораздо дальше[72].

Атмосфера и климат

Атмосфера

В верхних слоях атмосферы обнаружен водород и гелий, которые составляют соответственно 80 и 19 % на данной высоте[16]. Также наблюдаются следы метана. Заметные полосы поглощения метана встречаются на длинах волн выше 600 нм в красной и инфракрасной части спектра. Как и в случае с Ураном, поглощение красного света метаном является важнейшим фактором, придающим атмосфере Нептуна синий оттенок, хотя яркая лазурь Нептуна отличается от более умеренного аквамаринового цвета Урана[74]. Так как содержание метана в атмосфере Нептуна не сильно отличается от такового в атмосфере Урана, предполагается, что существует также некий, пока неизвестный, компонент атмосферы, способствующий образованию синего цвета[14]. Атмосфера Нептуна подразделяется на 2 основные области: более низкая тропосфера, где температура снижается вместе с высотой, и стратосфера, где температура с высотой, наоборот, увеличивается. Граница между ними, тропопауза, находится на уровне давления в 0,1 бар[75]. Стратосфера сменяется термосферой на уровне давления ниже, чем 10−4 — 10−5 микробар. Термосфера постепенно переходит в экзосферу. Модели тропосферы Нептуна позволяют полагать, что в зависимости от высоты, она состоит из облаков переменных составов. Об

wiki-org.ru

Нептун

 

После открытия планеты Уран астрономы пытались объяснить необычное движение этой планеты по орбите. Они не исключали возможность влияния какой-то массивной неоткрытой дальней планеты. Первые исследования в этом плане провёл в 1821 г. Алекс Бувард. В этом же году и Фридрих Бессель в письме Генриху Альбесу высказал предположение о возможности существования планеты за пределами Урана.

 

Сложная задача

 

Для того чтобы рассчитать погрешности движения Урана по орбите – ибо теоретический эта планета должна была двигаться по другому, - учёным было необходимо учесть гравитацию Юпитера и Сатурна. С математической точки зрения сделать это было сложно, некоторые учёные сочли эту задачу не разрешимой.

 

К счастью, эту чрезвычайно трудную задачу независимо друг от друга успешно решили два математика – Джон Адамс и Урбен Леверьер. Адамс взял за исходный пункт версию о том, что гипотетическая планета находится от Солнца на расстоянии 38,4 астрономической единицы, дальше Урана. Эта цифра мало отличалась от полученной благодаря расчётам по правилу Тициуса-Боде (по этому эмпирическому правилу можно найти расстояние планет от Солнца).

 

Решение Адамса было представлено Эри из Гринвической обсерватории, но его проигнорировали.

 

Новый интерес к задаче

 

Урбен Леверьер приступил к проблеме возможного существования Нептуна в июне 1845г. Отсутствие интереса к это проблеме среди французских астрономов навело его на мысль отправить свои расчёты Эри, в Великобританию. На этот раз англичанин отдавал себе отчёт в значимости работы, начатой Адамсом. С 1846 г. развёртывается программа наблюдений в Кембриджской обсерватории, которые, впрочем, не принесли никаких результатов.

 

В августе этого же года Леверьер представил другой труд, более подробный, о возможном расположении планеты. Его работа получила высокую оценку, была отмечена присущая ей математическая точность, но не поступило никакого предложения воспользоваться телескопом для подтверждения полученных данных. Испытав глубокое разочарование, Леверьер обратился к Иоганну Галле, ассистенту Берлинской обсерватории. 23 сентября 1846г. Галле получил письмо. В эту же ночь он вместе с Генрихом д’Аррестом направил телескоп в соответствии с рекомендациями французского коллеги. Час спустя планета была обнаружена на близком расстоянии от рассчитанного Леверьером участка неба. Первооткрывателем Нептуна стали считать Леверьера. Но англичане предприняли попытку оспорить этот факт, что вызвало протест Парижской академии наук. Последовал обмен взаимными обвинениями. В конце концов был признан вклад Адамса, который сейчас вместе с Леверьером считается одним из двух открывателей Нептуна.

 

Строение Нептуна

 

Единственным космическим аппаратом, направленным к Нептуну, был “Вояджер-2”. В августе 1989г. аппарат прошёл в 4500км от Северного полюса и зафиксировал 6 новых спутников.

 

Нептун, подобно Урану, - особая газообразная планета, в отличие от Юпитера и Сатурна его твёрдое ядро имеет большой объём по сравнению с общей массой планеты.

 

Находящиеся под поверхностными слоями атмосферы её новые составляющие – вода, метан и аммиак – конденсируются и образуют кристаллы, в более глубоких слоях они замерзают. Точка замерзания метана низкая, поэтому самые высокие облака состоят преимущественно из метана. Слой метановых облаков закрывает расположенные под ним облака из аммиака и воды. Атмосфера Нептуна отличается повышенной активностью. Дуют очень сильные ветры (более 2000 км/час), на длительное время образуются большие пятна. Например, Большое Тёмное Пятно (Great Dark Spot), расположенное на южной широте 31°, по размеру оно такое же большое, как планета Земля. Это образование циклонного типа простирается почти на 10 000 км и совершает полный оборот (против часовой стрелки) приблизительно за 10 суток.

 

Согласно последним данным, полученным при помощи космического телескопа, Пятно исчезло – или рассосалось, или его накрыли какие-нибудь другие образования.

 

Голубая планета

 

Голубой цвет планеты зависит от того, что в атмосфере присутствует метан, он поглощает красный слой спектра, но пропускает синий. Кроме метана в состав атмосферы входят водород и гелий. На высоте примерно 50 км на тысячи километров простираются серебристые перистые облака.

 

Нептун имеет очень сильный внутренний источник тепла. “Вояджер-2” зафиксировал сильное излучение тепла, составляющие треть от Солнечной энергии. В этом кроется причина различной активности атмосферы Нептуна и Урана. Тепло, вырабатываемое в недрах планеты, вызывает конвективные движения, а они, в свою очередь, формируют сильные ветры в атмосфере. Уран – единственная из четырёх газообразных планет-гигантов- не имеет внутреннего источника тепла. Именно поэтому на этой планете почти полностью отсутствуют пертурбации. Это характерная особенность Урана.

 

У Нептуна, как и у Урана, ось магнитного поля имеет большой наклон (почти 47°) по отношению к оси вращения.

 

Смотрите также:

 

 
Юпитер

По своему составу самая крупная из планет Солнечной системы – Юпитер – скорее похожа на Солнце, чем на обычную планету. Юпитер почти полностью состоит из газов, в основном это - водород и гелий. Это одна из пяти планет, известных с незапамятных времён. По степени освещённости Юпитер стоит после Венеры. В религии и мифологии древних греков и римлян Юпитер у римлян и Зевс у греков...

 
 
Сатурн

По сравнению с другими планетами именно Сатурн является самым красивым и эффектным. Благодаря своему яркому жёлтому цвету и кольцам это космическое тело привлекает внимание и специалистов, и любителей. Его можно рассмотреть с помощью небольшого телескопа или бинокля, так как это вторая по величине планета в Солнечной системе...

 
 
Уран

Уран – седьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. Уран относится к число газообразных планет – гигантов типа Юпитера. Хотя теоретический эту планету можно видеть невооруженным глазом, она была открыта лишь в XVIII в. В ночь на 13 марта 1781г. Уильям Гершель вёл наблюдение при помощи специального оборудования за созвездием Близнецов...

 

space-my.ru

Нептун планета

На чтение 3 мин. Опубликовано

Нептун занимает последнее место в Солнечной системе, учитывая его расстояние к Солнцу. Нептун также принадлежит к группе планетов-гигантов.

Данную планету невозможно увидеть без специальных приборов. А в древние времена о ней даже никто не знал. Нептун был открыт только в конце XVIII столетия благодаря планете Уран. Ведь только после открытия Урана астрономы всего мира заметили, что орбита планеты Уран не отвечает закону Ньютона о всемирном тяготении, то есть она все время наклоняется. Ученые предположили, что это происходит из-за того, что за Ураном есть еще одна планета, и именно ее гравитация и вызывает такое отклонение. Затем математики сделали специальные расчеты для того, чтобы можно было обнаружить расположение новой планеты. Так и была найдена планета Нептун, названная в честь бога Древней Греции.

Вес планеты Нептун составляет 1.02 *10^26 килограммов, ее диаметр составляет 49 тысяч километров, а средний радиус орбиты – 4 миллиарда километров. Расстояние планеты Нептун к Солнцу очень большое, а радиус его орбиты является в 30 раз большим, чем радиус орбиты планеты Земля.

Соотношение размеров Земли и Нептуна

Период оборачивания планеты Нептун вокруг Солнца длится 164 года. А период оборачивания вокруг оси — 15 часов. Если говорить о размерах планеты, то Нептун приблизительно в 4 раза больший, чем Земля, и примерно в 17 раз больший по массе, чем Земля.

Атмосфера планеты Нептун состоит из тех же элементов, что и все другие планеты-гиганты, то есть гелия, водорода и немного метана, который придает планете синий оттенок. Все процессы, происходящие на планете Нептун, отличаются высокой интенсивностью, то есть те образования, которые образовываются в результате действия тех же процессов, являются совсем не устойчивыми и не могут быть сохранены на протяжении долгого времени.

Облака на планете Нептун

В атмосфере планеты Нептун наблюдаются также самые мощные ветры в Солнечной системе. Нептун имеет и магнитное поле.

К планете Нептун в 1989 году был послан космический аппарат «Вояджер-2», который подтвердил наличие у Сатурна колец, которые оказались такими же, как и у всех планетах гигантов.

Сегодня, как известно, планета имеет 13 спутников, самым большим из которых является спутник Тритон.

Нептун и его спутник Тритон

Тритон также считается одним из самых огромных спутников всей системы. В состав данного спутника входят твердые каменные породы и около 25% льда. Атмосфера планеты Нептун слабая и состоит из азота. Температура на спутнике является очень низкой – 35К. По этой причине азот вблизи полюсов мерзнет, образовывая полярную шапку.

spacereal.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *