Кольца нептуна фото


«Земля и Вселенная» 1991 г №2 (март — апрель)

Зарубежная
космонавтика

Нептун, его кольца и спутники

Л. В. КСАНФОМАЛИТИ,
доктор физико-математических наук
Институт космических исследований АН СССР

В № 3, 1990 г. нашего журнала известный советский исследователь планет Леонид Васильевич Ксанфомалити опубликовал статью «Дальше — только звезды», посвященную истории проекта Вояджер, самим аппаратам и их полету. Автор статьи обещал читателям «Земли и Вселенной» познакомить и с научными результатами исследований Нептуна, сближением с которым завершилась планетная часть миссии Вояджер, и, как видим, выполнил свое обещание. Предлагаемая статья — это сокращенный вариант одной из глав книги «Парад планет», выходящей в издательстве «Наука» в этом году.

В августе 1989 г. принимавшиеся с Вояджера-2 изображения Нептуна на телевизионных экранах стали
быстро увеличиваться — до цели оставались последние десятки миллионов километров. Каждую секунду аппарат приближался к планете на 19 км. Все его системы работали хорошо, и среди ученых-планетчиков царило приподнятое ожидание. Сильнее всего оно ощущалось в расположенном в пригороде Лос-Анджелеса огромном космическом исследовательском центре США, известном под названием JPL (Лаборатория реактивного движения). Сюда собрались многочисленные гости из разных стран, журналисты, работники телевидения со своими ярко раскрашенными фургонами, параболическими антеннами и разбросанными под ногами толстыми кабелями. Все места на окрестных автостоянках были заняты. А неподалеку, в Пасадене, собралось Американское Планетное Общество, которое через внутренние телевизионные линии получало все новые и новые изображения Нептуна и его спутников. Ученые Калифорнийского технологического института, Лос-Анджелесского и других университетов, казалось, одновременно присутствовали всюду: на пресс-конференциях, выступлениях, научных собраниях.

С Вояджера-2 поступали все новые данные. Его сближение с Нептуном отмечалось как национальное торжество, которое, надо сказать, Вояджер-2 заслужил. По существу, полное обновление сведений обо всем семействе планет-гигантов — результат всего одной планетной миссии. За время полета аппарат передал 115 тыс. телевизионных изображений, в том числе 9 тыс.— при сближении с Нептуном. Среди них есть снимки буквально «захватывающие дух».


Задолго до сближения журналисты стали требовать от ученых исчерпывающие предсказания — что ждет Вояджер-2 у Нептуна. Но ученые предпочитали заниматься проверкой и уточнением программ намеченных экспериментов. Ошибиться в них сейчас было бы особенно досадно — следующая возможность задать вопрос природе появится нескоро. Как показало сближение, некоторые из небогатых сведений о физике Нептуна, добытые в трудных наземных исследованиях, оказались довольно близкими к истине. Пожалуй, это не удивительно — все они были получены с помощью самых новых технических средств. Впрочем, и у нас теперь есть возможность сопоставить новые данные с прежними представлениями о Нептуне.

Кольца нептуна фото


ВОДА ВМЕСТО АЛМАЗОВ

Увидеть облака на Нептуне обычными телескопическими методами практически невозможно. Поэтому еще совсем недавно определить период вращения далеких гигантов (Урана и Нептуна) можно было только по доплеровскому смещению полос. И хотя их в спектрах планет-гигантов сколько угодно, найти период вращения трудно. Последние довояджеровские оценки продолжительности суток Нептуна составляли от 15 до 19,5 ч. Вояджер-2 позволил из наблюдений радиовсплесков найти более точный период вращения глубоких слоев планеты — 16,11 ч.


Масса Нептуна в 17 раз больше земной (1,0243·1029 г). Велик и диаметр планеты: 49 528 км экваториальный и 48 680 км полярный — в 3,9 раз больше диаметра земного шара, но немного меньше Урана. Средняя плотность Нептуна 1,64 г/см3. Сравнительно высокая средняя плотность указывает на большую долю тяжелых соединений и элементов в глубоких слоях планеты. Ускорение свободного падения на уровне видимой поверхности облаков на Нептуне на 16 % больше земного (но в 2,3 раза меньше, чем на Юпитере). Особенность орбиты Нептуна — очень малый эксцентриситет, 0,009,— почти такой же, как у Венеры. Угол наклона экватора к плоскости орбиты составляет 29°,— в точности, как у Сатурна. Орбита наклонена к эклиптике на 1,8°. Год Нептуна длится 164,8 лет.

Характерная аквамариновая окраска Нептуна, еще более глубокого тона, чем у Урана, объясняется присутствием сильных метановых полос поглощения в красной части спектра. Метан в атмосфере Нептуна (как и у других планет-гигантов) составляет лишь небольшую примесь, около 1 %. Атмосфера состоит, главным образом, из водорода и гелия, причем доля гелия, согласно предварительным данным, 15 % или чуть больше (но заведомо меньше 25 %). Почти все остальное — водород. Гелия больше, чем в атмосфере Урана. Высота атмосферы может достигать 3—5 тыс. км, а давление на ее дне 200 кбар. Для перехода водорода в жидко-молекулярное состояние (как у Юпитера) этого недостаточно.


По-видимому, на дне нептунианской атмосферы находится океан из воды, насыщенной различными ионами. Интересно, что предложенная для Урана и, похоже, не подтвердившаяся для него гипотеза «о горячем перемешивающемся водяном океане» оказывается справедливой для Нептуна! Если предварительные выводы правильны, Нептун окажется планетой с самым большим океаном в Солнечной системе. Один из сильных аргументов в пользу океана — это поразительное магнитное поле Нептуна, о котором речь будет ниже.

Кольца нептуна фото Кольца нептуна фото
Вид Нептуна за два дня до сближения Вояджера-2. Основная деталь — Большое Темное Пятно (левее центра); период его обращения 18,3 ч. На правой части снимка видны также Темное Пятно-2 (внизу) и «скуттер» между ними


 

Метан в атмосфере — это, конечно, далеко не весь метан. Предполагается, что значительное его количество входит в ледяную мантию планеты. При давлении около1 Мбар смесь воды, метана и аммиака может образовать твердые или газожидкие льды даже при очень высоких температурах — от 2000 до 5000 К. На долю ледяной мантии приходится до 70 % всей массы планеты, причем основная ее часть — вода! В качестве курьеза стоит упомянуть недавнюю работу, авторы которой указывали, что в недрах планеты может существовать слой алмазов.
спериментальное воздействие ударных волн на метан, находящийся под давлением 1 Мбар при температуре 2000—4000 К, вызывало диссоциацию метана с последующей кристаллизацией углерода в алмазы. Толщина слоя алмазов, по оценке авторов гипотезы, может достигать тысячи километров. Гипотеза, естественно, привлекла внимание людей, весьма от астрономии далеких. Но даже если это предположение окажется в чем-то справедливым, разработка недр планеты вряд ли станет когда-нибудь возможной…

Около 25 % массы Нептуна приходится на расположенное внутри мантии ядро. Оно состоит из окислов кремния, магния, железа и его сульфидов. Сейчас специалисты считают, что ядро должно включать также много хондритных материалов, которые в обилии присутствовали в протопланетном облаке на стадии формирования планет.

Теоретические модели далеких гигантов позволяют предложить несколько различающихся моделей внутреннего строения, выбирать между которыми можно только на основе экспериментальных данных. Теоретики обычно исходят из того, что состав планеты должен быть близким к составу протопланетного облака (в его периферийной части, где образовался Нептун). На этой основе и строится та или иная модель. Но особенности состава протопланетного облака тоже известны плохо. Типичная модель строения Нептуна сегодня имеет давление в центре планеты 6—8 Мбар и постоянную температуру в ядре около 7 тыс. К. Критический для моделей параметр — безразмерный момент инерции планеты — до Вояджера-2 принимался равным 0,29. Теперь его удалось уточнить в эксперименте, поэтому набор возможных моделей значительно сократился.


С особенностями строения недр Нептуна связана загадка его теплового излучения. Поток солнечной радиации на его орбите в 2,46 раза меньше, чем на Уране, а отражательные свойства обеих планет близки. В видимой части спектра они отражают около 85% падающего солнечного света. Так что энергетический «бюджет» Нептуна очень невелик (0,5 % земного). Уран, как показал Вояджер-2, имеет весьма «спокойную» метеорологию. Можно было ожидать, что на Нептуне атмосферные течения будут еще слабее. На самом деле, как это ни странно, нет. Уже наземные измерения показали, что Нептун выделяет и излучает значительный поток энергии. Вояджер-2 показал, что этот поток в 2,7 раза больше того, что планета получает от Солнца. Температура теплового излучения Нептуна составляет 59,3 К, т. е. выше, чем у Урана (56 К). Гипотезы, которые успешно объясняют большое тепловыделение у Юпитера и Сатурна, здесь не годятся.

На фотографиях, переданных с Вояджера-2, планета выглядит не слишком богатой деталями,— их мало, ровный голубой фон с довольно слабо выраженными поясами, несколько темных пятен и несколько групп очень светлых облаков. Похоже, что Вояджер-2 застал не самый эффектный наряд Нептуна.


анета бывает и покрасивее. Лучшие наземные снимки, полученные ПЗС-камерой в начале 80-х годов и сделанные в спектральной полосе поглощения метана 890 нм, позволили различить большие, в четверть диска, светлые пятна. Это были расположенные высоко в атмосфере облака из твердых аэрозольных частиц неизвестного состава. Сделать такие снимки стоило большого труда, применялись новейшие приборы и сложная обработка изображений на компьютере. 2,5″ — это наибольший угол, под которым с Земли бывает виден диск Нептуна. А в хороших астрономических условиях, с телескопом средних размеров астроном может получить изображение с разрешением около 1,5— 1″‘. Иными словами, Нептун останется точкой. Но с использованием упоминавшихся новых методов в одной из работ удалось получить разрешение раз в десять лучше (0,2″). На снимках был отчетливо виден темный экваториальный пояс планеты и две широких полосы облаков в интервалах широт 30—70° в северном и южном полушариях. Удалось даже проследить, как на последовательных снимках смещались крупные массивы облаков и найти по ним период вращения облачной атмосферы на этих широтах, в среднем 17 ч 50 мин. Это почти на 2 ч больше периода вращения глубоких слоев планеты.

Снимки Нептуна указывают на значительную метеорологическую активность планеты (в отличие от Урана!), причем характер атмосферной циркуляции несомненно доказывает, что энергия приходит «снизу», из недр планеты, как на Юпитере и Сатурне. Сколь ни мал приток солнечной радиации, для Урана это практически единственный источник энергии (напомним, что его собственное тепло в суммарном тепловом потоке— не более 13%), Согласно расчетам, этой энергии слишком мало, чтобы возникли такие мощные явления, как циклоны.
действительно, скорости ветра на Уране невелики. На Нептуне ветры несравнимо сильнее. Одно из возможных объяснений: Уран уже отдал все запасенное тепло, а Нептун — еще нет. Словом, эти «близнецы» не слишком похожи. Давно известно, что Нептун обнаруживает какую-то активность (например, быстрые изменения яркости в узких полосах инфракрасного диапазона на целых 3 звездных величины).

ДО НЕПТУНА 4900 КМ

В задачи сближения входило изучение Нептуна и окружающего его пространства (кольца, спутники, пылевые частицы, магнитосфера, электромагнитные излучения). Сближение произошло в 3 ч 56 мин 25 августа 1989 г., когда Вояджер-2 отделяло от центра планеты 29 240 км, а до поверхности облачного слоя оставалось лишь 4900 км. Аппарат приближался к Нептуну со стороны освещенного Солнцем южного полушария планеты. После отклонения его полем тяготения планеты,— это был последний гравитационный маневр Вояджера-2,— аппарат был направлен к Тритону. Сближение с Тритоном произошло в 9 ч 10 мин в тот же день, с минимальным расстоянием 39 800 км. Разумеется, большой объем исследований выполнен также до и после непосредственного сближения с планетой.

Кольца нептуна фото

Одно из первых открытий Вояджера-2 — странное образование на диске Нептуна, которое по аналогии с Большим Красным Пятном (БКП) на Юпитере получило название «Большое Темное Пятно» (БТП). Несмотря на небольшие внешние отличия, сходство БТП и БКП несомненно. Пятно на Нептуне меньше юпитерианского, оно близко к размерам земного шара. Его форма и размеры не вполне постоянны. Угловая протяженность БТП практически та же, что и пятна на Юпитере — по долготе 38°, а по широте 15° (для сравнения: у БКП соответственно 30° и 20°). Более того, БТП и находится на том же месте: 20° южной широты, на широкой светлой полосе, охватывающей широты от 5°N до 40°S, несимметрично относительно экватора.

По своей природе БТП — это гигантский антициклон, вытянутый в долготном направлении. Расположенный в южном полушарии, он вращается против часовой стрелки и завершает один оборот за 16 земных суток (значительно дольше, чем на Юпитере). БТП — зона повышенных давлений и температур. Интересно, что при наблюдении поля теплового излучения планеты БТП ничем не выделяется, в то время, как Красное Пятно Юпитера хорошо видно на тепловых картах.

Над центром Большого Темного Пятна порой появляются яркие белые облака, которые висят высоко в прозрачной надоблачной атмосфере. По положению теней аналогичных объектов на основном облачном слое удалось найти высоту белых облаков — от 50 до 100 км.

В отличие от Красного Пятна Юпитера, сопровождающегося как бы бурлящими потоками, пятно на Нептуне имеет спокойные, однородные очертания.
д южным краем БТП постоянно наблюдался массив белых облаков, подобный облакам над горными вершинами Земли. Плотность облаков меняется изо дня в день. По аналогии с горными облаками можно утверждать, что здесь должны быть мощные восходящие потоки газа. 21 августа 1989 г. над БТП появилась широкая облачная полоса. Она как бы разрезала Пятно пополам и кажется даже немного сместила нижнюю его половину относительно верхней. Почему? Во всем этом пока очень много непонятного. Физика планет-гигантов, по существу, подвергается ревизии.

Изучение метеорологических явлений на Нептуне оказалось непростым делом. И не только из-за того, что там в 900 раз более низкая освещенность, чем на Земле. Тяжело пришлось ученым, которые разрабатывали подробную программу наблюдений с поворотами телевизионной камеры. Эта программа предусматривала повторные наблюдения некоторых метеорологических объектов на следующий нептунианский день и через несколько оборотов планеты. Программу разворотов надо было послать на борт Вояджера-2 заблаговременно. Но предсказанные положения изучаемых объектов сплошь и рядом не оправдывались. Зачастую через сутки Нептуна они оказывались на другой широте, а то и вовсе исчезали с голубого диска.

Скорости движения метеорологических объектов в атмосфере Нептуна огромны. По отношению к самой вращающейся планете некоторые из них смещаются на 2200 км за 1 ч. По скорости ветров Нептун обогнал даже Сатурн. Уникальная особенность Нептуна — движение атмосферы направлено к западу, разумеется, относительно вращающейся к востоку планеты. Но экваториальная скорость, вызванная вращением, настолько высока (2,7 км/с), что как быстро ни мчались бы облака, результирующая скорость всегда остается направленной к востоку. Иными словами, поскольку сверхураганные ветры дуют в сторону, обратную направлению вращения планеты, период вращения, найденный по движению облаков, получается длительнее истинного периода планеты. Все наоборот по сравнению с суперротацией Венеры!

БТП движется к западу со скоростью 325 м/с, причем уже за одну неделю уплывает относительно предсказанных долгот и широт. По сравнению с ним Красное Пятно Юпитера может считаться эталоном стабильности: его дрейф составляет всего 3 м/с. Антициклоническое движение БТП примерно соответствует разности скоростей зональных течений с его северной и южной сторон, которые обтекая, вращают его.

Пятно находится на самой яркой полосе («зоне», по аналогии с Юпитером). Темные пояса, тоже расположенные несимметрично относительно экватора, выражены нечетко и охватывают широты от 6° до 25° и от 45°S до 70°S. Вокруг южного полюса Нептуна расположена облачная «полярная шапка», по яркости соответствующая полосе на широте 40°S. Структура вблизи северного полюса неизвестна — там сейчас полярная ночь.

ПРИЗРАКИ МЕТЕОРОЛОГИИ

Структура полос, концентричных относительно полярной оси планеты (а не подсолнечной точки), показывает, что динамика атмосферы в значительной мере определяется притоком тепла из недр. В самом деле, представим себе невращающуюся планету без внутренних источников тепла. «Особой точкой» в динамике ее атмосферы будет, конечно, пятно, обращенное к Солнцу. Сложнее выглядит вращающаяся планета. В игру вступают могучие силы Кориолиса, которые знакомы нам по погодным явлениям на Земле, где внутреннее тепло несопоставимо с притоком солнечной радиации. По существу, динамика атмосферы отражает баланс между двумя источниками энергии.

Самыми низкими температурами на диске Нептуна, всего 52 К, отличаются именно подсолнечные широты, а самыми «теплыми», до 61 К, оказались районы полюсов и экватор. Простейшее объяснение заключается в том, что слегка нагретый газ поднимается, охлаждаясь, в подсолнечных широтах и растекается к экватору и к полюсу. Там он снова опускается и нагревается, сжимаясь. Положение осложняется тем, что приборы аппарата измеряют не температуру газа, а, главным образом, температуру аэрозольной среды, положение которой в этих районах не одинаково.

Роль солнечной радиации сказывается и в несимметричной относительно экватора диаграмме распределения скоростей зональных ветров. Диаграмму было нелегко построить — многие из деталей, по движению которых она строилась, оказались «метеорологическими миражами» — через несколько часов они бесследно исчезали. Но трудности возникали и в предсказании положения сравнительно крупных деталей, которые наблюдались постоянно. Второе по размерам пятно «ТП2» (широта 55°S) всего за одну неделю сместилось на 4° (2 тыс. км) к северу. При этом его период возрос на 30 мин. Светлое образование «скуттер» (по середине между БТП и ТП2 на том же рисунке) на широте 42°S отличалось особенно быстрым движением и за короткое время несколько раз изменяло свою форму. Один из специалистов по динамике атмосферы возмущенно заметил, что детали на диске Нептуна меняют полосы, нарушая все правила дорожного движения…

В некоторых районах скорость ветра достигала скорости звука. Распределение ветров по широтам в среднем такое: на 60°S и 30°N скорости минимальные (±100 м/с) и возрастают до 400—700 м/с в полосе широт от 0—20°S.

О природе «метеорологических миражей» пока еще нет единого мнения. Многие считают, что они связаны с локальными восходящими потоками (аналогично явлению апвеллинга в океанах) (Земля и Вселенная, 1971, №1, с. 30). Малые составляющие подоблачной атмосферы выносятся вверх и быстро кристаллизуются в холодном газе, образуя яркие белые облака. Кристаллы затем постепенно оседают и попадают снова в область высоких температур. Кругооборот вещества замыкается. Некоторые специалисты полагают, что природа миражей связана с волнами в атмосфере, на гребнях которых температура падает до температуры замерзания метана, образующего яркие облака.

Видимый облачный слой соответствует давлению 1,2—1,3 бар и среднему диаметру 49 100 км. Заметим, что вывод о конденсированном метане больше опирается на теоретические, чем на экспериментальные данные. На 50—100 км выше видимого облачного слоя иногда наблюдались группы вытянутых облачных полос шириной по 50—200 км с четкими тенями от них на основном облачном слое. На снимках можно увидеть уходящую в ночь облачную гряду (типа земных циррусов) вблизи терминатора, расположенную на широте 27° N примерно на широте БТП, но в северном полушарии. Такие облака появлялись ближе к заходу Солнца.

Кольца нептуна фото

Облака, похожие на земные циррусы, на высоте около 100 км над плотным слоем облаков Нептуна. 29°N, вблизи терминатора


Природа надоблачной дымки другая. Расположенная выше основного облачного слоя, она наблюдалась над лимбом Нептуна в виде дуг над краем планеты. Согласно расчетам, дымка состоит из углеводородов, возникающих при фотолизе метана: этана С2Н6 и ацетилена С2Н2, образующих слои на высоте 45—60 км, а также этилена С2H4 на высоте около 120 км.

Во время длившегося 49 минут радиозахода аппарата за Нептун было проведено радиозондирование подоблачной атмосферы. Для этого ориентация аппарата изменялась так, чтобы радиолуч Вояджера-2 попал на Землю после преломления в атмосфере Нептуна. Луч неожиданно исчез, когда пересек уровень 3 бар. Это на 25 км ниже верхней границы облаков. По расчетам, здесь должен находиться слой облаков из льда сероводорода H2S. Но сероводород не мог вызвать такое поглощение. Более вероятно, что радио-непрозрачный слой состоит из аммиака (для этого достаточно небольшого его количества).

В общем, чтобы любоваться игрой облаков, лучше всего оставаться на Земле или отправиться на Юпитер!

Кольца нептуна фото

Кольца нептуна фото

Кольца нептуна фото

НАКЛОННЫЙ РОТАТОР

Работы о магнитном поле Нептуна публиковались и до 1989 г. Удобно сравнить, например, работу 1988 г. с теми сведениями, которые ровно через год собрал Вояджер-2. Читатель, вероятно, помнит как искали синхротронное излучение радиационных поясов Юпитера. За прошедшее с тех пор время радиофизики и в прямом, и в переносном смысле шагнули настолько далеко, что была сделана попытка принять на Земле радиошумы из магнитосферы Нептуна, вызываемые движением быстрых электронов в магнитном поле планеты. Авторы сочли попытку успешной и сделали вывод о том, что магнитное поле Нептуна в 2—3 раза сильнее, чем у Земли и Урана. Еще задолго до 1988 г. был предсказан необычный механизм возбуждения магнитного поля Нептуна — вне ядра (что отчасти справедливо и для других гигантов). Большая масса Нептуна и возможное выделение из его недр мощных тепловых потоков стали основой для предположения об интенсивной конвекции в водяной мантии планеты. Напряженность магнитного поля в разных работах оценивалась в пределах от 30 тыс. нТ до 1,7 млн нТ.

Дипольная схема магнитного по-
ля Нептуна (а) и конфигурация
магнитосферы в момент входа в
нее аппарата (в) и его выхода (с).
Точки указывают положение
аппарата, соответствующее ука-
занной конфигурации


«Магнитный штопор» Урана, который так поразил ученых в 1986 г., привлекает именно своей экстравагантностью. Нептун с его «нормальным» положением полярной оси, казалось бы, должен и магнитное поле иметь «нормальное» (по образцу Земли или Сатурна). Но поле оказалось очень похожим на то, что мы уже видели у Урана, только примерно вдвое слабее. И не менее экстравагантным. Для такого поля предложено название «наклонный ротатор». Если представить его, как обычно, дипольным эквивалентом, то угол между осью магнитного диполя и осью вращения Нептуна составит 46,8° (для Урана 59°). В свою очередь, ось вращения на 29° отклонена от нормали к плоскости орбиты. В результате ось диполя описывает в пространстве конус. В настоящее время минимальный угол между образующей конуса и направлением на Солнце близок к 20°, причем к нему обращен южный магнитный полюс. Заметим, что «дипольное» приближение оказывается более или менее удовлетворительным на расстояниях более четырех радиусов планеты. Ближе — сильно сказываются недипольные составляющие.

Ось диполя сдвинута на 14 тыс. км в сторону от центра планеты, а центр диполя смещен на 6 тыс. км в южное полушарие. Поэтому напряженность магнитного поля у южного магнитного полюса в 10 раз выше, чем у северного, и близка к 10 тыс. нТ (в 3 раза меньше земной).

Вояджер-2 провел внутри магнитосферы Нептуна 38 часов. Как и при наблюдении Урана, во время сближения радиовсплески от заряженных частиц долго неудавалось обнаружить. Их нашли за 8 дней до сближения, на расстоянии 864 тыс. км, в тот же день, когда аппарат достиг ударной волны (у границы магнитосферы и невозмущенного сверхзвукового солнечного ветра). Прохождение ударной волны было настолько растянутым, что заняло больше часа (на Земле на это ушло бы 2 с). Причина — наклонный ротатор: в этот момент южный полюс диполя был обращен к Солнцу. Поэтому аппарат двигался практически вдоль линий поля со стороны южного каспа (воронки у магнитного полюса). Такое везение впервые позволило получить сведения о структуре полярных каспов. За время пересечения магнитосферы магнитное поле пять раз изменяло свое направление.

Из периодичности радиовсплесков удалось, наконец, найти период вращения Нептуна (16,11 ч). Радиовсплески принимались еще за месяц до сближения (но их вначале не удавалось выделить из шума) и в течение 22 дней после него. Дюжину раз удалось принять какие-то другие сигналы («спокойного» характера), которые приходили от самой планеты, а не из магнитосферы. Эти сигналы имели направленный характер. Они напоминают известный радиолуч с Сатурна.

Особенности поля Нептуна привели ученых к следующим выводам. Поле возбуждается в жидкой проводящей среде, в слое, который находится на расстоянии 0,55 радиуса планеты от центра, т. е. почти в том слое, что и на Уране. Авторы эксперимента считают, что внутри жидкого слоя находится заведомо твердое ядро, в котором магнитное поле возбуждаться не может. Этим и объясняется своеобразный «флюс» поля Нептуна. Радиальная протяженность проводящего слоя неизвестна, но все экспериментаторы сходятся в одном: над твердым ядром Нептуна расположен глобальный океан, токи в котором возбуждают сложное по структуре магнитное поле с множеством полюсов. Каждый из компонентов высших порядков дает все меньшую напряженность, что и позволяет представить поле издали дипольным приближением.

Представления об океане, надо заметить, противоречат выводам об устройстве Урана, потому что найденные для Нептуна коэффициенты J2=0,003411 и α=0,0174 еще ближе к двуслойной модели. Возможно, выводы, касающиеся Урана, требуют пересмотра.

«Наклонный ротатор» Урана был в свое время воспринят учеными как причуда природы. Но Нептун представил практически такой же самый наклонный ротатор! Что же касается старой идеи о возбуждении магнитного поля вне ядра, с которой мы начали этот раздел, то она подтвердилась!

Магнитосфера Нептуна с ее вытянутым хвостом обладает наименьшей плотностью заряженных частиц,— всего 1,4 протона или тяжелых иона в 1 см3. Это в 3 раза меньше, чем у Урана и в 3 тыс. раз меньше по сравнению с Юпитером. Все тела системы — кольца и спутники Нептуна — находятся внутри его знако-переменной магнитосферы. Исключение — Нереида; она посещает магнитосферу один раз в год.

Кольца нептуна фото
Призрачные кольца Нептуна с
тремя арками. Изображение
Нептуна было сильно «передер-
жано» и заменено взятым с дру-
гого снимка


КОЛЬЦА БЫВАЮТ И НЕЗАМКНУТЫМИ

В до-вояджеровские годы появлялись сообщения, что кроме Тритона и Нереиды вблизи Нептуна есть еще какие-то тела. Поиски их с Земли трудны, так как свет от небесного тела на орбите Нептуна почти в миллион раз слабее, чем от такого же тела на расстоянии в 1 а. е. (Кстати, свет и радиоволны проходят среднее расстояние от Нептуна до Земли за 4 ч 10 мин 10 с). Более удобно искать с Земли неизвестные объекты, когда Нептун покрывает звезды. В 1968, 1981, 1983 и 1985 гг. при покрытиях отмечались подозрительные явления. Так, 22 июля 1985 г. Нептун прошел близко от звезды SAO 186001. На расстоянии примерно двух радиусов планеты свет от звезды в течение двух секунд был ослаблен на 30 %. Что это, неизвестный спутник или кольца планеты?

Похожие явления наблюдались и раньше, например, в мае 1981 г., когда на протяжении 8 с отмечалось уменьшение блеска звезды. Его зарегистрировали только с одной стороны от планеты, из чего сделали вывод, что это спутник размерами около 180 км, а радиус его орбиты примерно 50 тыс. км. Для такого открытия нужно необычайное везение. Вероятность его была меньше 1 %. Но сближение Вояджера-2 подтвердило существование этого спутника. Им оказалась Ларисса — небесное тело с диаметром около 190 км.

В других случаях дело оказалось сложнее. Покрытие в 1985 г. наблюдалось из двух точек в Южной Америке, разнесенных на 100 км. Покрытие видели обе группы ученых, из чего следует, что небесное тело должно было обладать большими размерами. Но это противоречит кратковременности явления (2 с). Было высказано смелое предположение: звезду покрыло особое, незамкнутое кольцо. Таких колец тогда еще никто не видел. На эту мысль ученых навело кольцо е Урана, тоже имеющее значительный эксцентриситет, но замкнутое. Впрочем, многие оппоненты к этой идее отнеслись скептически. И совершенно напрасно, как показало сближение.

Чрезвычайно слабые кольца Нептуна человек не смог бы увидеть даже с Вояджера-2. Телевизионной камере аппарата понадобилась 10-минутная экспозиция, чтобы накопить достаточно света. Кольца наблюдались в прямом рассеянии света, когда аппарат находился за Нептуном. На некоторых снимках видно, что между кольцами и внутриних есть еще два очень слабых, едва различимых кольца. Незамкнутые образования назвали арками, но ими обладает только самое внешнее кольцо 1989 N1R, причем на снимке хорошо видно, что арки расположены на сплошном кольце малой плотности. Его диаметр 69,2 тыс. км, а ширина арок всего 50 км. Другие арки найдены не были. По основным признакам кольцо F 1989 N1R похоже на кольцо Сатурна или на кольца σ и η Урана. Наиболее крупные глыбы сосредоточены как раз в том кольце, которое едва заметно (1989 N4R).

Арки — это новый вызов небесной механике. Как они возникают и почему они не распадаются? Теория пока не может дать ответа на эти вопросы. Вот если бы в кольцо были «вмонтированы» небольшие спутники, по паре на каждую арку (если бы в непосредственной близости от кольца находились шесть «сторожевых собак»), то теория легко объяснила бы устойчивость системы. Но все поиски никаких результатов не дали. Вероятно лишь, что крупного глыбового материала в одной из арок больше, чем в других. Интересно, что из шести вновь открытых спутников два расположены внутри колец. Но и они не решают задачу. Зато два новых спутника, Деспина и Галатея могут определять резкие границы близкого к ним кольца, хотя, как тела внешние по отношению к кольцам, они скорее способны расталкивать кольца и спутники и удалять их друг от друга.
КОЛЬЦА НЕПТУНА

Кольцо Расстояние от планеты, км Ширина кольца, км Содержание пыли, % Оптическая толщина
1989 N3R
1989 N2R
1989 N4R
1989 N1R
41 900
53 200
53 200—59 000
62900
(1700)
15
5800
50
40—70%
40—70%
небольшое
Три пылевых арки
0,0001
0,01
0,0001
0,01—0,1

Что же касается разорванных плотных частей кольца, то предложена еще одна идея: арки могут стабилизироваться гравитационным воздействием неизвестного сравнительно большого спутника на сильно наклоненной к экватору орбите. Орбита Тритона наклонена на 157°, Нереиды на 29°. Поэтому ничего невероятного в таком спутнике нет. Но несмотря на все усилия, его не обнаружили. Проблема арок пока остается открытой.

Все другие кольца замкнутые. Они находятся на расстоянии 41,9—62,9 тыс. км от планеты. В целом система колец Нептуна чрезвычайно похожа на систему Урана. Вместе с тем, специалисты обращают внимание на то, что суммарная площадь всего материала в кольцах и вновь открытых спутниках Нептуна составляет 1015 см2, или всего 1 % от колец Урана. Возможно, что кольца Нептуна гораздо старше. На это же указывают их очень низкие отражательные свойства (сферическое альбедо около 6 %). Вероятно, здесь также действует механизм потемнения поверхности за счет освобождения углерода под действием бомбардировки заряженными частицами.

Продолжение следует

Источник: TestPilot.ru

Расположение

В порядке увеличения расстояния от планеты, они получили названия: Галле, Леверье, Лассел, Араго и Адамс. Они Нептуна узкие, шириной около 100 км или менее. Кольцо Адамса состоит из пяти ярких дуг. Четыре маленьких луны Нептуна имеют орбиты внутри кольцевой системы: Наяда и Таласса в промежутке между  Галле и Леверье. Деспина вращается внутри Леверье, а Галатея лежит немного ниже  Адамса, в безымянном слабом, узком колечке.

Кольца Нептуна, снятые Вояджером-2

Они  состоят из темного материала, вероятно, смеси льда с обработанным космическим излучением органическим материалом. Их красноватый цвет, и альбедо похожи на кольца Урана. Как правило, они оптически тонкие.

Кольца Нептуна, как и Урана, считаются относительно молодыми, их возраст значительно меньше возраста образования Солнечной системы.

Они образовались в результате столкновения и последующей фрагментации бывших внутренних спутников.

Общие характеристики

Внутреннее кольцо называют Галле, оно около 2000 км в ширину и вращается на расстоянии 41,000-43,000 км от планеты. Галле — очень слабое, со средней оптической глубиной около 10 в -4 степени, что эквивалентно глубине 0,15 км. Доля пыли в нем приблизительно составляет от 40% до 70% .

Следующее, называется Леверье, его орбитальный радиус около 53200 км, оно узкое, шириной около 113 км. Его нормальная оптическая глубина составляет 0,0062 ± 0,0015, что соответствует глубине 0,7 ± 0,2 км. Количество пыли в нем колеблется от 40% до 70%. Небольшая луна Деспина, которая вращается внутри него на расстоянии 52 526 км от Нептуна, может играть определенную роль в его формировании, выступая в качестве его «пастуха».

Кольцо Лассел, является слабым, его материал занимает пространство между Леверье (около 53200 км от Нептуна) и Араго (расстояние 57200 км от планеты). Его средняя оптическая глубина составляет около 10 в -4 степени, что соответствует эквивалентной глубине 0,4 км. Пылевые фракции находятся в диапазоне от 20% до 40%.

Существует небольшой пик яркости у внешнего края, расположенном в 57200 км от Нептуна и имеющем размер 100 км в ширину. Некоторые ученые называют этот пик планетарным кольцом Араго, но тем не менее, многие издания не упоминают о нем.

Кольцо Адамс является наиболее изученным. Оно узкое, слегка эксцентричное, шириной около 35 км. Его оптическая глубина около 0,011 ± 0,003, что соответствует глубине около 0,4 км.

Доля пыли составляет от 20% до 40%, ниже, чем у других. Небольшая луна Галатея, вращается внутри Адамса на расстоянии 61953 км от планеты, она держит частицы внутри узкого диапазона орбит, находясь в резонансе 42:43 с ним. Гравитационное влияние Галатеи создает 42 радиальных изгиба, с интервалом около 30 км.

Дуги в кольце Нептуна Адамс

Дуги в кольце Адамса

Самая яркая часть, состоит из дуг, в которых частицы, таинственным образом сгруппированы вместе. Оно, как известно, состоит из пяти коротких дуг, которые находятся в относительно узком диапазоне долгот от 247° до 294°.

Самая яркая и самая длинная была названа «Братство», его оптическая глубина оценивается в диапазоне 0,03-0,09, эквивалентная глубина соответственно находится в диапазоне 1.25-2.15 км, доля пыли в нем от 40% до 70%. Они чем-то напоминают дуги в кольце G Сатурна, хотя достаточно стабильны. Они были обнаружены наземными звездными покрытиями в 1980-х годах, космическим аппаратом Вояджер-2 в 1989 году, космическим телескопом Хаббла и наземными телескопами в 1997-2005 годах и они остаются примерно на той же орбитальной долготе.

Однако, некоторые изменения все же были замечены. Общая яркость дуг уменьшилась с 1986 года, а «Свобода» почти исчезла к 2003 году. «Братство» и «Равенство» 1 и 2 показали нерегулярные изменения их относительной яркости. Вероятно эти изменения связаны с обменом пылью между ними.

Источник: SpaceGid.com

Представленная ниже фотография колец Нептуна была сделана космическим аппаратом Вояджер 2. Стоит отметить, что наличие колец у Нептуна была подтверждено лишь в 1989 году, когда американский зонд Вояджер 2 выполнил пролёт мимо этой голубой планеты. В общей сложности у Нептуна 5 колец, каждое из которых имеет собственное название Галле, Леверье, Лассела, Араго и Адамс).

Учёные предполагают, что кольца Нептуна состоят из ледяных частиц, покрытых силикатами или же каким-то истым материалом. Скорее всего, химические элементы, находящиеся в составе колец, придают им красноватый оттенок.

Источник: helionews.ru

Кольца нептуна фото

Совсем недавно обсуждали с вами очень похожую и далекую планету: Уран. Алмазные айсберги по алмазным морям … Давайте продолжим прогулку по космосу по далеком планетам.

Обнаруженный 23 сентября 1846 года, 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 12 спутников, известные ныне, были неизвестны до XX века. Эта картинка была получена космическим аппаратом Вояджер 2 в 1989 году.

Нептун был самой удаленной от Солнца планетой до 1999 года, когда движущийся по эллипсу Плутон получил обратно этот статус. Нептун , подобно Урану , состоит преимущественно из воды, метана и аммиака, окружен толстой газовой атмосферой, состоящей в основном из водорода и гелия, и имеет множество спутников и колец. Спутник Нептуна Тритон не похож на другие и имеет на своей поверхности активные вулканы. Загадка необычной орбиты Тритона вокруг Нептуна остается предметом дискуссий и догадок.

Но давайте вернемся к истории открытия этой планеты:

Кольца нептуна фото

Объекты размером с планету и их сравнение: Верхний ряд: Уран и Нептун; нижний ряд: Земля,белый карлик Сириус B, Венера.

 

Теоретически-рассчитанную окружность сравнил с действительной английский священник и астроном-любитель Томас Джон Хасси (1792-1854) в 1834 году. Святой отец обратил внимание на то, что теория не совпала с практикой. Уран отклонился от намеченной траектории. Это было не бог весть какое расстояние, но факт указывал на то, что возле газового гиганта существует какое-то иное большое космическое тело. Именно оно и влияет на голубовато-зеленоватого красавца и уводит его в сторону.

Астроном-любитель поделился своими наблюдениями с коллегами. В 1843 году британский математик и астроном Джон Кауч Адамс (1819-1892) рассчитал орбиту предполагаемой планеты. Независимо от него, специалист по небесной механике французский математик Урбен Жан Жозеф Леверье (1811-1877) также произвёл соответствующие вычисления. Рассчитанная им орбита отличалась от орбиты Адамса на 11°.

Леверье обратился к немецкому астроному Иоганну Готтфриду Галле (1812-1910), чтобы последний проверил его математические выкладки на практике. Тот любовался ночным небом из Берлинской обсерватории и имел все технические возможности для установления истины.

Иоганн Галле подключил к этому вопросу увлечённого астрономией студентаГенриха Луи д’Арре (1822-1875). Вместе они изучили положение звёзд в той области, где должна была бы находиться предполагаемая планета. Затем свои наблюдения сравнили с картой звёздного неба. Одна из далёких блеклых звёзд поменяла своё местоположение. Она сдвинулась относительно других неподвижных светил.

Не было сомнения – это вовсе не звезда, а далёкая планета, отражающая солнечный свет. Ещё три ночи тщательных наблюдений окончательно убедили астрономов, что Леверье не ошибся в своих расчётах. В бездонной космической бездне по своей орбите двигалась планета. Она находилась дальше Урана и, по сути, вполне могла влиять на его траекторию движения.

Так была обнаружена восьмая планета Солнечной системы. Официальной датой её открытия считается – 23 сентября 1846 года. А вот кто конкретно из людей являлся первооткрывателем? На основании вышесказанного видно, что к данному знаменательному историческому событию приложило руку несколько человек. Кстати, Леверье в своих расчётах ошибся всего на 1°, в то время как Адамс на целых 12°. К тому же французский математик проявил настойчивость и довёл дело до логического конца. Напрашивается вывод: все козыри на руках у Леверье.

 

Кольца нептуна фото

 

Но здесь есть маленький нюанс. Урбен Леверье француз, а Джон Кауч Адамс – британец. Так что признание первооткрывателя представляло из себя отнюдь не борьбу самолюбий отдельных людей – в данном случае была затронута честь страны. Гордые британцы никак не могли уступить пальму первенства каким-то французам, которых они за глаза называли «лягушатниками».

Естественно разгорелись жаркие споры. И хотя по всем показателям Леверье был впереди, политические соображения оказались выше здравого смысла. Франция в конце концов уступила, но не полностью сдала свои позиции, а пошла на компромисс. Джона Кауча Адамса и Урбена Леверье признали сооткрывателями новой планеты.

В наши дни воз и ныне там. Этот щепетильный вопрос так и висит в воздухе. Так что наверное разумнее считать первооткрывателем Нептуна уважаемого немецкого астронома Иоганна Галле. Именно он первым увидел эту планету в телескоп, хоть и с подачи француза Леверье.

Планету открыли, нужно было подумать о названии. Самое первое предложил Иоганн Галле. Он окрестил далёкое космическое тело Янусом – богом входа и выхода, начала и конца в древнеримской мифологии. В данном случае планета являлась концом Солнечной системы и началом безбрежного далёкого пространства, неподвластного силам жёлтой звезды.

Нептун – бог морей в древнеримской мифологии. Это божество безраздельно властвовало над подводным миром. А так как водная гладь во много раз превосходит сушу, то и власти у Нептуна было гораздо больше нежели у других богов. Океан, в понимании людей, также велик и загадочен как бескрайний Космос. Ассоциация напрашивалась сама собой. Далёкой таинственной планете, вращающейся в тёмной бездне, как раз и подходило имя могучего подводного божества.

Так что новый 1847 год восьмая планета Солнечной системы встретила уже не безымянной. Ей присвоили официальное название Нептун, положив конец спорам и разногласиям в этом важном вопросе.

 

Кольца нептуна фото

 

О внутренней структуре Нептуна известно не так уж много, ведь судить о ней можно только на основе косвенных данных, поскольку сейсмического зондирования этой планеты не проводилось. Диаметр Нептуна — 49 600 км — почти в 4 раза больше, чем у 3емли, а его объем превышает земной в 58 раз. Но вот по массе Нептун лишь в 17 раз больше земмли. Из этих данных определено, что средняя плотность Нептyна составляет около трети земной, то есть примерно в полтора раза больше, чем у воды. Низкие плотности характерны для всех четырех планет-гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Причем первые два — наименее плотные, они состоят преимущественно из газов, а более плотные «близнецы» Уран и Нептун — в основном изо льдов. По расчетам, в центре Нептуна должно находиться каменное или железокаменное ядро диаметром в 1,5-2 раза больше нашей 3емли. Основную часть Нептуна составляет расположенный вокруг этого плотного ядра слой толщиной около 8 000 км, состоящий главным образом из водных, аммиачных и метановых льдов, к которым, возможно, примешан и каменный материал. По расчетам, температура в этом слое должна с глубиной увеличиваться от +2 500 до +5 500°С. Однако лед при этом не испаряется, поскольку он находится в недрах Нептуна, где давление в несколько миллионов раз выше, чем атмосферное давление на Земле. Такие чудовищные «объятия» прижимают молекулы друг к другy, удерживая их от разлетания в стороны и испарения.

Вероятно, вещество там находится в ионном состоянии, когда атомы и молекулы «раздавлены» на отдельные заряженные частицы — ионы и электроны. Конечно, трудно вообразить себе подобный «лед», поэтому иногда этот слой Нептуна называют «ионным океаном», хотя представить его в виде обычной жидкости также весьма затруднительно. Затем следует третий слой — внешняя газовая оболочка толщиной около 5 000 км. Эта атмосфера, состоящая из водорода и гелия, переходит в ледяной слой постепенно, без резко выраженной границы, по мере того, как плотность вещества увеличивается под давлением вышележащих слоев. В глубоких частях атмосферы газы преобразуются в кристаллы, своего рода иней. Этих кристаллов в более глубоких слоях становится все больше, и они начинают напоминать пропитанную водой снеговую кашу, а еще глубже — полностью преобразуются в лед, находящийся под действием огромного давления. Переходный слой от газовой до ледяной оболочки довольно широкий — около 3 000 км. В общей массе Нептуна на газы приходится 5%, на льды 75%, а на каменный материал 20%.

 

Кольца нептуна фото

 

За два часа до ближайшего сближения с Нептуном в 1989 году автоматический космический аппарат Вояджер 2 получил это изображение. На нем были впервые обнаружены длинные светлые облака, похожие на перистые, плавающие высоко в атмосфере Нептуна. Можно даже увидеть тени от этих облаков на более низких облачных слоях. Атмосфера Нептуна в основном состоит из невидимых водорода и гелия. Своим синим цветом Нептун обязан небольшому количеству метана в атмосфере, который поглощает в основном красный свет. На Нептуне дуют самые быстрые ветры в солнечной системе, их порывы достигают скорости 2000 километров в час. Существуют предположения, что в плотной, горячей среде под облаками Урана и Нептуна могут образовываться алмазы.

10 октября 1846 года Уильям Лассел наблюдал свежеоткрытую планету Нептун. Он хотел подтвердить наблюдения, которые он проводил на предыдущей неделе, и догадки о том, что вокруг Нептуна возможно существует кольцо. Однако теперь он открыл спутник у этой планеты. Лассел вскоре показал, что кольцо, которое он увидел ранее, было ошибкой, связанной с дисторсией его телескопа. Спутник же Тритон остался. Вояджер 2 запечатлел удивительные рельефные особенности, засвидетельствовал наличие тонкой атмосферы, а также существование на Тритоне ледяных вулканов. Тритон движется вокруг Нептуна в обратном направлении по сравнению с остальными крупными телами Солнечной системы по сильно наклоненной к плоскости эклиптики орбите. Любопытно, что Вояджер 2 подтвердил существование замкнутых колец вокруг Нептуна. Однако Лассел все равно не смог бы их обнаружить, так как кольца очень-очень тонкие.

 

Кольца нептуна фото

 

Кольца Нептуна

На сегодняшний день известно шесть колец, окружающих далёкое, сияющее сочной синевой космическое тело. Эти образования назвали именами тех, кто в своё время был причастен к открытию восьмой планеты Солнечной системы и её самого большого спутника Тритона.

Самое далёкое и самое яркое кольцо носит названиекольцо Адамса. Находится оно на расстоянии в 63000 километров от центра планеты, а ширину имеет в 50 километров. Представляет оно из себя вовсе не цельную конструкцию, опоясывающую газового гиганта. Состоит данное образование из пяти узких колец, которые даже и кольцами-то назвать нельзя. Их именуют дужками, а названия они имеют: Храбрость, Свобода, Равенство 1, Равенство 2, Братство.

Такое оригинальное устройство кольца Адамса не поддаётся объяснению с точки зрения тех законов, по которым существует Космос. По логике вещей, дужки уже давным давно должны были слиться друг с другом и образовать единую цельную поверхность. Этого однако не происходит, что порождает различные предположения и гипотезы.

Превалирует же мнение, что виной всему является спутник Нептуна Галатея. Это небольшое тело (диаметр всего 180 километров), вращается на расстоянии в 61950 километров от газового гиганта. То есть отстоит от внутреннего края кольца Адамса всего на 1000 километров. Именно оно, своими гравитационными силами, и воздействует на данное образования, заставляя его принимать такую оригинальную конструкцию.

Однако многие исследователи склоняются к мысли, что у малыша маловато силёнок, чтобы влиять на кольцо Адамса подобным образом. Скорее всего, на этом участке космического пространства, существует ещё один или пара очень маленьких спутников. Они пока ещё не открыты в силу своих незначительных размеров и тёмных поверхностей, но заявляют о своём существовании именно через гравитационные силы.

Такому дуэту или трио, а может квартету, вполне по силам, сложив свои гравитационные усилия, удерживать дужки на приличном расстоянии друг от друга. Последние же, судя по наблюдениям, со временем меняют свою конфигурацию. Так дужка Свобода постепенно уменьшается в размерах. Не исключена возможность, что она вообще скоро исчезнет, не оставив о себе никаких воспоминаний.

Самое ближнее кольцо к газовому гиганту расположено на расстоянии в 42000 километров от его центра. Оно носит название кольцо Галле и является, пожалуй, одним из самых блеклых и неярких из всех колец. Ширина его довольно приличная: она составляет 2000 километров.

За внешним краем кольца Галле находятся орбиты трёх спутников планеты Нептун. Это маленькая Наяда. Она отстоит от газового гиганта на расстоянии в 48000 километров и имеет диаметр всего в 65 километров. Затем спутник Таласса. Это космическое тело побольше. Его диаметр равен 86 километрам, а расстояние до центра планеты составляет 50000 километров.

Самым же большим из этой троицы является спутник Деспина. Его расстояние до раскалённого центра планеты Нептун измеряется 52500 километрами, а диаметр равен 151 километру. Сразу же за ним, в каких-то 500 километрах, располагается очередное кольцо, носящее название кольцо Леверье.

Это образование имеет в ширину 100 километров и гораздо светлее нежели кольцо Галле. Аналогичное кольцо, также шириной в 100 километров и довольно светлое, находится на расстоянии в 57000 километров от цента планеты Нептун. Оно носит название кольцо Арго.

Между похожими кольцами Арго и Леверье нашло себе место очень прозрачное и широкое кольцо, которое получило название кольцо Лассел. Его ширина составляет 4000 километров. По сути, это образование претендует на самые внушительные габариты среди своих собратьев. Его величие затмить некому.

Последним в этой компании является самое тёмное безымянное кольцо. Оно располагается на расстоянии в 2000 км от внешнего края кольца Арго и имеет ширину в 500 километров. Из-за блеклости и невзрачности ему даже не дали название. Так оно и существует без имени среди более удачливых и ярких собратьев.

Никто не будет спорить: кольца планеты Нептун и близко не стоят с подобными образованиями планеты Сатурн. Они не сияют в космической дали, не притягивают к себе восхищённые взгляды исследователей. Их состав скорее всего представляет из себя многообразные по форме частицы метанового льда, покрытые сверху силикатами. Отсюда и слабое отражение солнечных лучей.

 

Кольца нептуна фото

 

Спутники Нептуна

На настоящий момент известно 13 спутников планеты Нептун. Все они носят названия морских божеств, верно служащих главному властелину подводного царства. Самый крупный из них Тритон. Он вобрал в себя практически всю массу космических тел, нарезающих бессчетные круги вокруг газового гиганта. Остальные 12 собратьев так малы, что составляют, все вместе, только, пол процента от веса его ледяных пород.

Наиболее примечательными в этой компании, кроме Тритона, являются НереидаПротей и Лариса. Ближайшие спутники планеты – это НаядаТаласса,Деспина и Галатея: небольшой дружный коллектив, вращающийся в окружении колец Нептуна. Размерами вся эта братия, скажем прямо, не вышла.

Больше всех Протей. Его диаметр составляет 420 километров. Другие даже такими габаритами не могут похвастаться: они совсем малыши. Но, не смотря на отсутствие величия, эти невзрачные творения Космоса добросовестно несут вахту возле своего старшего собрата, лишний раз подчёркивая схожесть четырёх газовых гигантов по всем признакам.

 

Кольца нептуна фото

 

Тритон является лидером по всем параметрам среди спутников Нептуна. Его диаметр достигает 2707 километров. Это немало. К примеру диаметр Луны 3474 километра. Так что данное космическое тело совсем ненамного меньше спутника Земли.

Открыт этот далёкий космический объект был в тот же год, что и сам Нептун, то есть в 1846 году. Совершил это знаменательно событие британский астрономУильям Лассел (1799-1880). Причём произошло оно ровно через 17 дней после открытия Нептуна.

Направление движения спутника по своей орбите направлено в обратную сторону по отношению к вращению газового гиганта вокруг собственной оси. Оборачивается он вокруг своего старшего собрата за 5 суток 21 час и 3 минуты. А вот вокруг собственной оси Тритон вращается синхронно с планетой, к тому же всё время повёрнут к ней одной и той же стороной.

Примечательно то, что между орбитой спутника и плоскостью экватора Нептуна существует угол всего в 23°. Сама же орбита имеет форму практически идеальной окружности. Её эксцентриситет равен 0,000016.

Существует предположение, что могучий Нептун, взаимодействуя своим гравитационным полем с Тритоном, постепенно притягивает того к себе. Последний же всячески препятствует такому сближению. В результате выделяется большое количество энергии, что и является причиной высоких температурных режимов, наблюдаемых у газового гиганта.

В страшно далёком будущем Нептун в конце концов победит. Спутник пройдёт точку невозврата, и гравитационные силы огромной планеты разорвут беднягу на части. Результатом этого станет огромное кольцо, которое по своим размерам может затмить сияющие в космической бездне кольца красавца Сатурна.

Главным сюрпризом Тритона оказалась его современная геологическая активность, которую до полета «Вояджера» никто и не предполагал. На снимках обнаружены газовые гейзеры — темные столбы азота, идущие строго вертикально до высоты 8 км, где они начинают стелиться параллельно поверхности Тритона и вытягиваться в «хвосты» длиной до 150 км. Обнаружено десять действующих гейзеров. Все они «дымят» в южной полярной области, над которой Солнце в этот период находилось в зените. Причиной активности газовых гейзеров считают нагрев Солнцем, приводящий к плавлению азотного льда на некоторой глубине, где имеются также водный лед и метановые соединения темного цвета. Давление газовой смеси, возникающее в глубинном слое при его нагреве всего на 4°С, хотя и небольшое, но вполне достаточное, чтобы выбросить газовый фонтан высоко в разреженную атмосферу Тритона.

 

Кольца нептуна фото

 

Спутник Тритон обладает атмосферой. Она обволакивает его поверхность жиденькой газовой подушкой. Её толщина 10 километров, состав: азот с небольшой примесью метана. Атмосферное давление у поверхности совсем маленькое: оно достигает величины всего в 15 микробар.

Главные составляющие спутника – это 99,9% азота и 0,1% метана, плотность равна 2,061 г/см³. Есть твёрдое ядро. Состоит оно из горных пород и замёрзшей воды. Его гравитационное воздействие испытал на себе «Вояджер-2» в 1989 году. Размеры данного образования предположительно достигают двух километров в диаметре.

Всё, что выше – метан и азот. На глубине эти составляющие находятся в жидком состоянии под давлением, ближе к поверхности образуют ледяную корку. Этому способствует низкая температура: на поверхности она держится на отметке минус 235° по Цельсию.

Если посмотреть на спутник Тритон с высоты птичьего полёта, то его замёрзшая поверхность будет выглядеть довольно экзотично. Южное полушарие предстанет перед восхищёнными взорами наблюдателей в разноцветной гамме цветов. Здесь можно увидеть и жёлтые, и белые, и розовые оттенки. Такими спектрами играет азотный лёд с вкраплёнными в него ледышками метана.

У экватора преобладают гладкие участки поверхности. По своей форме они напоминают скованные морозом озёра. Вот только берега у них имеют довольно своеобразные очертания. Они представляют из себя ледяные террасы. Высота же каждой ступени огромна. Она достигает одного километра.

Подобные творения метан и азот создать не могут. Они не обладают достаточной стягивающей прочностью, чтобы удержать данные конструкции в соответствующем величественном состоянии, сродни могучим гранитным скалам. Зато такими возможностями обладает водяной лёд. Ему по силам слепить и более огромные сооружения. Отсюда напрашивается вывод: гладкие участки состоят из метанового и азотного льда, а террасы из водяного.

Спутник Нептуна Тритон не ограничивается только этими достопримечательностями. На его поверхности присутствуют целые области, напоминающие собой примерно одинаковые по размерам ячейки. Это ровные участки, шириной от 20 до 30 километров. Со всех сторон они ограждены своеобразными ледяными валами. Их высота доходит до 200-300 метров.

Образуются они по всей видимости в результате извержения жидкого метана и азота из глубинных недр спутника. Вырывающаяся под огромным давлением жидкость расползается по поверхности, застывает и создаёт такие неповторимые и удивительные шедевры.

Сильное впечатление производят также могучие гейзеры. Наблюдаются они в южном полушарии, а представляют из себя огромные столбы газа, вырывающиеся из недр Тритона на высоту до 8 километров. Достигнув этого уровня, плотная масса распыляется, замерзает и оседает на поверхность, охватывая расстояние в 150 километров.

Судя по малому количеству ударных кратеров, поверхность спутника совсем молодая. Она едва дотягивает до возраста в 100 миллионов лет.

Тритон, Ио и Венера — единственные тела в Солнечной системе помимо Земли, которые, как известно, проявляют вулканическую активность в настоящее время. Также интересно обратить внимание, что вулканические процессы, происходящие во внешней Солнечной системе, различны. Извержения на Земле и Венере (и на Марсе в прошлом) состоят из горного материала и управляются внутренней теплотой планет. Извержения на Ио состоят из серы или составов серы и управляются приливными взаимодействиями с Юпитером. Извержения Тритона состоят из летучих веществ, таких как азот или метан, и управляются сезонным нагревом от Солнца.

Мягко скользя по далеким просторам Солнечной системы, Вояджер 2 сфотографировал Нептун и Тритон, обоих в фазе полумесяца в 1989 году. Эта фотография газовой планеты-гиганта и его укрытого облаками спутника была сделана после того, как корабль прошел точку максимального сближения с Нептуном. Как вы понимаете, такое изображение невозможно получить наземному наблюдателю: на Нептун невозможно посмотреть «сбоку» с Земли, поскольку мы находимся намного ближе к Солнцу. Необычная точка зрения Вояджера лишила Нептун его привычного голубого оттенка, обусловленного прямым рассеянием солнечного света. Зато видно покраснение к краю, вызванное теми же причинами, что и красный цвет заходящего Солнца на Земле. Нептун чуть меньше и чуть массивнее Урана. Нептун обладает несколькими темными кольцами. Кроме того, известно, что эта планета излучает больше света, чем получает от Солнца.

 

Кольца нептуна фото

 

Протей — второй по величине спутник Нептуна, следующий за таинственным Тритоном. Протей был открыт только в 1982 году космическим аппаратом Вояджер-2. Это достаточно странно, т.к. Нептун имеет меньший спутник — Нереиду — который был открыт 33 годами раньше. Причина, почему Протей не был открыт ранее, заключается в том, что его поверхность очень темная, а его орбита расположена ближе к Нептуну. Второй по массе спутник Нептуна составляет лишь четверть процента от массы Тритона.По форме Протей похож на коробку с нечетным количеством сторон. Если бы он был немного массивнее, его собственная гравитация придала бы ему сферическую форму.

 

Кольца нептуна фото

 

Спутник Нептуна Деспина очень маленький — его диаметр равен только 148 км. Крошечная Деспина была открыта в 1989 году на снимках, которые сделали камеры корабля Вояджер-2 . Изучая снимки Вояджера-2 20 лет спустя, любитель обработки изображений (и профессор философии) Тед Стрик заметил то, на что ранее ученые не обратили внимание. На изображениях видна тень Деспины на верхних голубых облаках Нептуна, когда она проходила по диску планеты. На сегодняшней картинке Вы видите изображение, составленное из четырех архивных снимков, сделанных 24 августа 1989 года и разделенных промежутком в девять минут. Что разглядеть Деспину на изображении, ее поверхность сделали искусственно более яркой. Деспина в древнегреческой мифологии является дочерью бога морей Посейдона. Напомним, что Нептун — бог морей в древнеримской мифологии.

 

Кольца нептуна фото

 

Источник: masterok.livejournal.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.