Большое темное пятно на нептуне


Большое красное пятно Юпитера — крупнейший и, возможно, самый знаменитый ураган в Солнечной системе. Однако колоссальные бури сотрясают и другие планеты, в том числе газовые ледяные гиганты Уран и Нептун. Еще в 1989 году космический зонд Voyager 2 наблюдал на Нептуне Большое темное пятно — ураган, двигавшийся со сверхзвуковой скоростью (2400 км/ч) и размерами сравнимый со всей Землей (13 тысяч километров в длину). Этот атмосферный объект просуществовал как минимум пять лет и в 1994 году рассеялся.

 

Однако с тех пор астрономы то и дело замечают на Нептуне новые ураганы. В сентябре 2018-го в северном полушарии орбитальный телескоп Hubble нашел новое — шестое (начиная с 1989 года) — темное пятно антициклона. В ноябре 2018-го удалось провести уже более продолжительные наблюдения и выяснить, что ураган набирает скорость почти 1000 км/ч. Но главное: на этом примере удалось впервые проследить зарождение бури в холодной и плотной атмосфере Нептуна.

 

Астрофизик из Калифорнийского университета в Беркли Майкл Вонг (Michael Wong) и его коллеги реализуют программу OPAL. В рамках этого проекта начиная с 2015 года и вплоть до конца своего существования телескоп Hubble проводит ежегодные наблюдения за атмосферами внешних планет Солнечной системы, начиная от Юпитера. В статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, ученые рассматривают несколько таких снимков Нептуна, сделанных между 2015 и 2017 годом.


 

Большое темное пятно на нептуне

 

На этих фотографиях крупного темного пятна, как в 2018 году, еще нет. Зато на его месте можно видеть несколько сравнительно небольших, сверкающих белым облаков. Авторы предполагают, что так проявляют себя кристаллы замерзшего метана, поднятого антициклоном из более низких слоев атмосферы. Похоже, этот процесс предваряет появление полноценного урагана. По подсчетам ученых, они развиваются на Нептуне примерно каждые четыре-шесть наших лет и продолжают существовать в среднем около двух лет.

Источник: naked-science.ru

Атмосфера Нептуна

Атмосфера Нептуна условно делится на 2 основные области: тропосфера, где температура снижается вместе с высотой, и стратосфера, где температура с высотой, наоборот, увеличивается.


Основными компонентами атмосферы Нептуна являются водород (около 80 &plusmn 3,2%), гелий (19 &plusmn 3,2%) и метан (1,5 &plusmn 0,5%).

В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 километров в час.

Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими почти сверхзвуковых скоростей.

Исследование Нептуна

Обнаруженный 23 сентября 1846 года Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчетам, а не путем регулярных наблюдений.

Единственное в истории космонавтики посещение окрестностей Нептуна 25 августа 1989 года совершил американский космический аппарат «Voyager 2».

Наблюдения за Нептуном в диапазоне радиоволн показывают, что планета является источником непрерывного излучения и нерегулярных вспышек.

Интересные факты о Нептуне

Нептун – наименьший по размеру среди всех планет-гигантов Солнечной системы.

Поглощение красного света метаном является важнейшим фактором, придающим атмосфере Нептуна синий оттенок.

Во время пролета «Voyager 2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое Темное Пятно, аналогичное Большому Красному Пятну на Юпитере, однако 2 ноября 1994 года космический телескоп «Hubble» не обнаружил его на прежнем месте.


Разнообразная погода на Нептуне, по сравнению с Ураном, как полагают, является следствием более высокой внутренней температуры. При этом Нептун в полтора раза дальше от Солнца, чем Уран, и получает лишь 40% от того количества солнечного света, которое получает другой ледяной гигант.

Масса крупнейшего спутника Тритона составляет более чем 99,5% от суммарной массы всех спутников Нептуна.

Нептун не виден невооруженным глазом.

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

Источник: in-space.ru

    Нептун — 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 таковых у Земли. Планета была названа в честь римского бога морей.
    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 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.


Большое темное пятно на нептуне
    Полумесяцы Нептуна и Тритона.
    Этот драматический вид был получен космическим аппаратом Войджер-2 через 3 дня и 6 с половиной часов после близкого пролета около Нептуна. Вояджер-2 во время съемки был на расстоянии в 4,86 миллиона километров от Нептуна, разрешение снимка 90 км на пиксель.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    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». Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия, 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. Следы метана во внешних слоях атмосферы, в частности, являются причиной синего цвета планеты.





Большое темное пятно на нептуне
Открытие планеты:
Первооткрыватель Урбен Леверье, Иоганн Галле, Генрих д’Арре
Место открытия Берлин
Дата открытия 23 сентября 1846
Способ обнаружения расчёт
Орбитальные характеристики:
Перигелий 4 452 940 833 км (29,76607095 а. е.)
Афелий 4 553 946 490 км (30,44125206 а. е.)
Большая полуось 4 503 443 661 км (30,10366151 а. е.)
Эксцентриситет орбиты 0,011214269
Сидерический период обращения 60 190,03 дня (164,79 года)
Синодический период обращения 367,49 дня
Орбитальная скорость 5,4349 км/с
Средняя аномалия 267,767281°
Наклонение 1,767975° (6,43° относительно солнечного экватора)
Долгота восходящего узла 131,794310°
Аргумент перицентра 265,646853°
Спутники 14
Физические характеристики:
Полярное сжатие 0,0171 ± 0,0013
Экваториальный радиус 24 764 ± 15 км
Полярный радиус 24 341 ± 30 км
Площадь поверхности 7,6408·109 км2
Объём 6,254·1013 км3
Масса 1,0243·1026 кг
Средняя плотность 1,638 г/см3
Ускорение свободного падения на экваторе 11,15 м/с2 (1,14 g)
Вторая космическая скорость 23,5 км/c
Экваториальная скорость вращения 2,68 км/с (9648 км/ч)
Период вращения 0,6653 дня (15 ч 57 мин 59 с)
Наклон оси 28,32°
Прямое восхождение северного полюса 19ч 57м 20с
Склонение северного полюса 42,950°
Альбедо 0,29 (Бонд), 0,41 (геом.)
Видимая звёздная величина 8,0-7,78m
Угловой диаметр 2,2″-2,4″
Температура:
уровень 1 бара 72 К (около -200 °С)
0,1 бара (тропопауза) 55 К
Атмосфера:
Состав: 80±3,2% водород (H2)
19±3,2% гелий
1,5±0,5% метан
примерно 0,019% дейтерид водорода (HD)
примерно 0,00015% этан
Льды: аммиачные, водные, гидросульфидно-аммониевые (NH4SH), метановые
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч. 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.


мпература Нептуна в верхних слоях атмосферы близка к -220 °C. В центре Нептуна температура составляет по различным оценкам от 5400 K до 7000-7100 °C, 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.
    12 июля 2011 года исполнился ровно один Нептунианский год — или 164,79 земного года — с момента открытия Нептуна 23 сентября 1846 года.

    Обладая массой в 1,0243·1026 кг Нептун является промежуточным звеном между Землёй и большими газовыми гигантами. Его масса в 17 раз превосходит земную, но составляет лишь 1/19 от массы Юпитера. Экваториальный радиус Нептуна равен 24 764 км, 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 меньшей концентрации летучих веществ.
    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. 12 июля 2011 года Нептун завершил свой первый с момента открытия планеты в 1846 году полный оборот.


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. Осевой наклон Нептуна — 28,32°, 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.
    Сидерический период вращения для Нептуна равен 16,11 часа. 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. Это приводит к сильному широтному сдвигу ветров.

Большое темное пятно на нептуне
Диаграмма показывает орбитальные резонансы, вызванные Нептуном в поясе Койпера: 2:3 резонанс (Плутино), «классический пояс», с орбитами, на которые Нептун существенного влияния не оказывает, и 1:2 резонанс (Тутино).
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    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. 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.
    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. 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. Эти объекты совершают один оборот каждые 1 1/2 оборота Нептуна и известны как «плутино», потому что среди них находится один из крупнейших объектов пояса Койпера — Плутон. Хотя орбиты Нептуна и Плутона подходят очень близко друг к другу, резонанс 2:3 не позволит им столкнуться. В других, менее «населённых», областях существуют резонансы 3:4, 3:5, 4:7 и 2:5.
    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.

    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
    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. 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. На глубине 7000 км условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро. Согласно одной из гипотез, имеется целый океан «алмазной жидкости». Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов и, как полагают, имеет массу в 1,2 раза больше, чем у Земли. 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.

Большое темное пятно на нептуне
    Внутреннее строение Нептуна:
    1. Верхняя атмосфера, верхние облака
    2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана
    3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда
    4. Каменно-ледяное ядро
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    В верхних слоях атмосферы обнаружен водород и гелий, которые составляют соответственно 80 и 19% на данной высоте. 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. 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. 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. 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. Облака верхнего уровня находятся в зоне давления ниже одного бара, где температура способствует конденсации метана.

Большое темное пятно на нептуне
    Метан на Нептуне
    Изображение в ложных цветах было сделано космическим аппаратом Вояджер-2 с помощью трех фильтров: синий, зеленый и фильтр, который показывает поглощение света метаном. Таким образом, регионы на изображении, которые имеют ярко белый цвет или красный оттенок содержат большую концентрацию метана. Весь Нептун покрывает вездесущий метановый туман в полупрозрачном слое атмосферы планеты. В центре диска планеты свет проходит сквозь дымку и уходит глубже в атмосферу планеты, в результате чего центр кажется менее красным, а по краям метановый туман рассеивает солнечный свет на большой высоте, в результате формируется ярко красный ореол.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    При давлении между одним и пятью барами, формируются облака аммиака и сероводорода. При давлении более 5 бар облака могут состоять из аммиака, сульфида аммония, сероводорода и воды. Глубже, при давлении в приблизительно 50 бар, могут существовать облака из водяного льда, при температуре, равной 0 °C. Также, не исключено, что в данной зоне могут быть найдены облака из аммиака и сероводорода. Высотные облака Нептуна наблюдались по отбрасываемым ими теням на непрозрачный облачный слой ниже уровнем. Среди них выделяются облачные полосы, которые «обёртываются» вокруг планеты на постоянной широте. У данных периферических групп ширина достигает 50-150 км, а сами они находятся на 50-110 км выше основного облачного слоя. Изучение спектра Нептуна позволяет предполагать, что его более низкая стратосфера затуманена из-за конденсации продуктов ультрафиолетового фотолиза метана, таких как этан и ацетилен. В стратосфере также обнаружены следы циановодорода и угарного газа.

Большое темное пятно на нептуне
    Высотные облачные полосы на Нептуне
    Изображение получено космическим аппаратом Вояджер-2 за два часа до максимального сближения с Нептуном. Отчетливо видны вертикальные яркие полосы облаков Нептуна. Эти облака наблюдались на широте в 29 градусов к северу вблизи восточного терминатора Нептуна. Облака отбрасывают тени, это означает, что они располагаются выше, чем основной непрозрачный облачный слой. Разрешение изображения 11 км на пиксель. Ширина полос облаков от 50 до 200 км, а отбрасываемые ими тени простираются на 30-50 км. Высота облаков примерно 50 км.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Стратосфера Нептуна более тёплая, чем стратосфера Урана из-за более высокой концентрации углеводородов. По невыясненным причинам, термосфера планеты имеет аномально высокую температуру около 750 К. Для столь высокой температуры планета слишком далека от Солнца, чтобы оно могло так разогреть термосферу ультрафиолетовой радиацией. Возможно, данное явление является следствием атмосферного взаимодействия с ионами в магнитном поле планеты. Согласно другой теории, основой механизма разогревания являются волны гравитации из внутренних областей планеты, которые рассеиваются в атмосфере. Термосфера содержит следы угарного газа и воды, которая попала туда, возможно, из внешних источников, таких как метеориты и пыль.

Большое темное пятно на нептуне
    Тени на Нептуне
    Вояджер-2 обнаружил тени на Нептуне. Во время близкого пролета аппарат зарегистрировал высотные облака, которые отбрасывали тень на более глубокий облачный покров. Это первые тени обнаруженные Вояджерами на других планетах.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Одно из различий между Нептуном и Ураном — уровень метеорологической активности. «Вояджер-2», пролетавший вблизи Урана в 1986 году, зафиксировал крайне слабую активность атмосферы. В противоположность Урану, на Нептуне были отмечены заметные перемены погоды во время съёмки с «Вояджера-2» в 1989 году.

Большое темное пятно на нептуне
    Облака на Нептуне
    Снимок получен широкоугольной камерой Вояджер-2 с расстояния в 590 000 км от планеты. Он был обработан, с целью подавления яркости белых облаков. Обработка позволила выявить структуру облаков в темных областях вблизи полюса, а так же увидеть множество небольших облаков на Нептуне. По-видимому, волны в атмосфере Нептуна играют большую роль в формировании разных типов облаков.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими почти сверхзвуковых скоростей (около 600 м/с). В ходе отслеживания движения постоянных облаков было зафиксировано изменение скорости ветра от 20 м/с в восточном направлении к 325 м/с на западном. В верхнем облачном слое скорости ветров разнятся от 400 м/с вдоль экватора до 250 м/с на полюсах. Большинство ветров на Нептуне дуют в направлении, обратном вращению планеты вокруг своей оси. Общая схема ветров показывает, что на высоких широтах направление ветров совпадает с направлением вращения планеты, а на низких широтах противоположно ему. Различия в направлении воздушных потоков, как полагают, следствие «скин-эффекта», а не каких-либо глубинных атмосферных процессов. Содержание в атмосфере метана, этана и ацетилена в области экватора превышает в десятки и сотни раз содержание этих веществ в области полюсов. Это наблюдение может считаться свидетельством в пользу существования апвеллинга на экваторе Нептуна и его понижения ближе к полюсам.

Большое темное пятно на нептуне
    Ветра на Нептуне
    Два нижних изображения (телескоп им. Хаббла, 13 августа 1996 г.) показывают погоду на противоположных полушариях Нептуна. Синий цвет обусловлен поглощением света метаном в атмосфере Нептуна, облака белого цвета, высотные облака желто-красные. На темно-синем поясе экватора Нептуна дует реактивный поток ветра со скоростью почти 900 км в час. На верхней паре изображений показан Нептун через два года после первой съемки.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    В 2006 году было замечено, что верхняя тропосфера южного полюса Нептуна была на 10 °C теплее, чем остальная часть Нептуна, где температура в среднем составляет -200 °C. Такая разница в температуре достаточна, чтобы метан, который в других областях верхней части атмосферы Нептуна находится в замороженном виде, просачивался в космос на южном полюсе. Эта «горячая точка» — следствие осевого наклона Нептуна, южный полюс которого уже четверть нептунианского года, то есть примерно 40 земных лет, обращён к Солнцу. По мере того, как Нептун будет медленно продвигаться по орбите к противоположной стороне Солнца, южный полюс постепенно уйдёт в тень, и Нептун подставит Солнцу северный полюс. Таким образом, высвобождение метана в космос переместится с южного полюса на северный. Из-за сезонных изменений облачные полосы в южном полушарии Нептуна, как наблюдалось, увеличились в размере и альбедо. Эта тенденция была замечена ещё в 1980 году, и, как ожидается, продлится до 2020 года с наступлением на Нептуне нового сезона. Сезоны меняются каждые 40 лет.

Большое темное пятно на нептуне
    Южный полюс теплее
    Тепловые изображения южного полюса Нептуна. Более высокие температуры на полюсе объясняются поднятием метана из глубоких слоев атмосферы Нептуна. Изображения получены с телескопа VLT Чили 1-2 сентября 2006 г.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    В 1989 году аппаратом НАСА «Вояджер-2» было открыто Большое тёмное пятно, устойчивый шторм-антициклон размерами 13 000 x 6600 км. Этот атмосферный шторм напоминал Большое красное пятно Юпитера, однако 2 ноября 1994 года космический телескоп «Хаббл» не обнаружил его на прежнем месте. Вместо него новое похожее образование было обнаружено в северном полушарии планеты. Скутер — это другой шторм, обнаруженный южнее Большого тёмного пятна. Его название — следствие того, что ещё за несколько месяцев до сближения «Вояджера-2» с Нептуном было ясно, что эта группка облаков перемещалась гораздо быстрее Большого тёмного пятна. Последующие изображения позволили обнаружить ещё более быстрые, чем «скутер», группы облаков.

Большое темное пятно на нептуне
    Большое темное пятно
    Изображение получено за 45 часов до максимального сближения космического аппарата Вояджер-2 с Нептуном, на расстоянии 2,8 млн. км (разрешением 50 км на пиксель). Были замечены перистые белые облака, которые перекрывали границы Большого темного пятна. Расположение перистых облаков позволило определить, что шторм вращается против часовой стрелки.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

Большое темное пятно на нептуне
Большое темное пятно на нептуне
    Большое темное пятно
    Фотография слева сделана узко угольной камерой Вояджера-2 с помощью зеленого и оранжевого фильтра, с расстояния в 4,4 млн. миль от Нептуна за 4 дня и 20 часов до максимального сближения с планетой. Хорошо видны Большое темное пятно и его меньший компаньон на западе Малое темное пятно.
    Серия снимков справа показывает изменения Большого темного пятна в течение 4,5 суток во время подлета космического аппарата Вояджер-2, интервал съемки 18 часов. Большое темное пятно находится на широте в 20 градусов к югу и охватывает до 30 градусов по долготе. Верхнее изображении в серии получено на расстоянии в 17 млн. км от планеты, нижнее — 10 млн. км. Серия снимков показала, что шторм изменяется со временем. В частности на западе сначала съемки за БТП тянулся темный шлейф, который затем втянулся в основную область шторма, оставив после себя серию из небольших темных пятен-«бусинок». Большое яркое облако на южной границе БТП является более или менее постоянным спутником образования. Видимое движение небольших облаков на периферии предполагает вращение БТП против часовой стрелки.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Малое тёмное пятно, второй по интенсивности шторм, наблюдавшийся во время сближения «Вояджера-2» с планетой в 1989 году, расположено ещё южнее. Первоначально оно казалось полностью тёмным, но при сближении яркий центр Малого тёмного пятна стал виднее, что можно заметить на большинстве чётких фотографий с высоким разрешением. «Тёмные пятна» Нептуна, как полагают, рождаются в тропосфере на более низких высотах, чем более яркие и заметные облака. Таким образом, они кажутся своеобразными дырами в верхнем облачном слое, так как они открывают просветы, позволяющие видеть сквозь более темные и глубокие слои облаков.

Большое темное пятно на нептуне
    Малое темное пятно
    Изображение составлено из двух снимков узкоугольной камеры Вояджер-2. На обзоре в кадр попали сразу три достопримечательности Нептуна. На севере сверху расположилось Большое темное пятно в сопровождении ярких белых облаков. К югу от БТП — яркая особенность, названная «Scooter». Еще дальше на юг просматривается Малое темное пятно с ярким ядром. Каждое из образований перемещается на восток со своей скоростью, встретить их в одно время и в одном месте это большая удача.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Поскольку эти штормы носят устойчивый характер и могут существовать в течение нескольких месяцев, они, как считается, имеют вихревую структуру. Часто связываются с тёмными пятнами более яркие, постоянные облака метана, которые формируются в тропопаузе. Постоянство сопутствующих облаков показывает, что некоторые прежние «тёмные пятна» могут продолжить своё существование как циклон, даже при том что они теряют тёмный окрас. Тёмные пятна могут рассеяться, если они движутся слишком близко к экватору или через некий иной неизвестный пока механизм

Большое темное пятно на нептуне
    Малое темное пятно
    На подлете к Нептуну Вояджер-2 сфотографировал Глаз Малого темного пятна. Кольца, окружающие образование, указывают на сильные ветра вокруг центра. В центре пятна происходит апвелинг (поднятие из глубин) облаков. V-образная структура вблизи правого края помогла определить направление вращения шторма. Малое темное пятно вращается по часовой стрелке.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Более разнообразная погода на Нептуне, по сравнению с Ураном, как полагают, — следствие более высокой внутренней температуры. При этом Нептун в полтора раза удалённее от Солнца, чем Уран, и получает лишь 40% от того количества солнечного света, которое получает Уран. Поверхностные же температуры этих двух планет примерно равны. Верхние области тропосферы Нептуна достигают весьма низкой температуры в -221,4 °C. На глубине, где давление равняется 1 бару, температура достигает -201,15 °C. Глубже идут газы, однако температура устойчиво повышается. Как и с Ураном, механизм нагрева неизвестен, но несоответствие большое: Уран излучает в 1,1 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Нептун же излучает в 2,61 раза больше, чем получает, его внутренний источник тепла добавляет 161% к энергии, получаемой от Солнца. Хотя Нептун — самая далёкая от Солнца планета, его внутренней энергии оказывается достаточно, чтобы породить самые быстрые ветры в Солнечной системе.

Большое темное пятно на нептуне
    Новое темное пятно
    Космический телескоп Хаббл обнаружил новое большое темное пятно, расположенное в северном полушарии Нептуна. Наклон Нептуна и его нынешнее положение почти не позволяют сейчас рассмотреть больше подробностей, в итоге пятно на снимке располагается вблизи лимба планеты. Новое пятно копирует подобный шторм на южном полушарии, который был обнаружен Вояджером-2 в 1989 году. В 1994 году снимки с телескопа Хаббл показали, что пятно в южном полушарии исчезло. Как и его предшественник, новый шторм окружен облаками на границе. Эти облака возникают, когда газ из нижних областей поднимается вверх, а затем охлаждается с образованием кристаллов метанового льда.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Предлагается несколько возможных объяснений, включая радиогенный нагрев ядром планеты (подобно разогреву Земли радиоактивным калием-40), диссоциация метана в другие цепные углеводороды в условиях атмосферы Нептуна, а также конвекция в нижней части атмосферы, которая приводит к торможению гравитационных волн над тропопаузой.

Источник: galspace.spb.ru

Анализ исследования

В первую очередь специалисты внимательно исследовали снимки первых БТП, обнаруженных в 2015. На этих кадрах малого образования они заметили 2 ярких пятна. Интересно то, что на их месте, где через 2 г, образовалось новое БТП.

Команда построила модели белых облаков. Они состоят из кристаллов льда из метана. Яркость характеризуется глубиной вихря, который сопровождается кристаллами. В связи с тем, что облака появились за 2 года до того, как образовался вихрь, но на данный момент яркость начала несколько снижаться. Соответственно, получается, что вихрь начал зарождаться глубоко в атмосфере планеты. Исследователи пришли к выводу, что облака начали перемещаться в более высокие слои атмосферы.

Для того, чтобы выяснить средний возраст указанных огней, были использованы данные, полученные с первого и второго телескопов. Было определено, что вихри появляются с определенной временной частотой. В частности, раз в 4 – 6 лет. При этом, срок существования не превышает 6 лет. В то же время, Саймон с командой считают, что они живут примерно 2 года.

Таким образом, благодаря регулярным исследованиям и применению современных технологий, ученые могут раскрыть тайны всех планет нашей системы. В частности, при помощи «Хаббла» и «Вояджера 2» сделаны интересные открытия из жизни Нептуна.

Источник: spacephotos.ru

Большое темное пятно на нептуне
Большое красное пятно Юпитера и Земля в масштабе

Ураганы происходят на Земле постоянно, но только на 4 планетах-гигантах из внешней области Солнечной системы они достигают поистине гигантским масштабов: их длительность измеряется годами (вместо пары недель на Земле), а скорость в них может почти на порядок превосходить скорость в земных ураганах.

Большое темное пятно на нептуне
Ход урагана «Мария» снятый со спутника GOES-13

Рекордная скорость ветра зафиксированного на Земле составляет 512 км/ч, но к счастью для нас, такие ветра происходят только в торнадо имеющих небольшие размеры и существующие всего несколько часов. Однако для нанесения непоправимого вреда достаточно и меньшего: ветра со скоростью в 200 км/ч оказывается достаточно чтобы переносить женщину вместе с ванной на дистанцию в 180 метров, а рекордной дистанцией которую человеку удавалось пролететь оставшись после этого в живых — составляет почти 400 метров. Но самым важным конечно же является то что в результате таких погодных явлений продолжают гибнуть люди и наноситься огромный материальный ущерб: так последствиями урагана Мария (скорость ветра в котором составляла 280 км/ч) стали почти 92 млрд $ ущерба и более 100 человеческих жертв.

Большое красное пятно (Юпитер)

Большое темное пятно на нептуне

Этот ураган является пожалуй самым известным атмосферным явлением среди всех планет Солнечной системы и «визитной карточкой» Юпитера — оно существует как минимум с 1664 года и хотя за последнее столетие его размеры уменьшились в два раза, он продолжает на треть превосходить по размерам Землю. А раньше его размеры и вовсе достигали 14000 км на 41000 км. Скорость ветра на границе этого пятна составляет 430 км/ч, но даже при этой скорости воздушным потокам требуется 6 дней только для того чтобы закончить 1 оборот.

Большое темное пятно на нептуне
Снимки сделаны Вояджером-1 в марте 1979 года при подлёте к Юпитеру с интервалом около 10 часов (длительность юпитерианских суток)

Характерный контрастный бело-оранжевый цвет поверхности Юпитера придают восходящие и нисходящие потоки соответственно, но в плане того какие именно вещества создают такую окраску атмосферным явлениям — консенсуса пока нет. Сколько ещё просуществует это пятно пока неизвестно. Рекордная скорость ветра зафиксированная на Юпитере составляет 680 км/ч.

Большое темное пятно на нептуне
Снимки зонда Кассини сделанные при пролёте него мимо Юпитера в направлении Сатурна

Большое белое пятно (Сатурн)

Большое темное пятно на нептуне
Большое белое пятно в 2011 году

Этот ураган не может похвастаться таким же постоянством как юпитерианский: с 1876 года он появлялся и исчезал уже 8 раз с интервалом чуть менее 30 лет, за то скорость ветра в этом урагане достигает невероятных 1800 км/ч! Его появление учёные связывают с сезонными изменениями в атмосфере Сатурна и водяным паром который препятствует конвективному переносу тепла.

Большое темное пятно на нептуне

Другой известный ураган этой планеты: Шестиугольник Сатурна — из-за того что он располагается на северном полюсе планеты, впервые его удалось обнаружить только в 1981 году Вояджерами. Данное сравнение основано на фото сделанных в июне 2013 (слева) и апреле 2017 года (справа) полученных зондом «Кассини».

Чёрное пятно (Уран)

Большое темное пятно на нептуне

Уран считается довольно «спокойной» планетой: Вояджеру-2 так и не удалось найти никаких пятен на его поверхности. Однако 24 августа 2006 года ураган на его поверхности таки удалось зарегистрировать с помощью телескопа «Хаббл» — его размеры составили 1300 км на 2700 км. 13 ноября 2011 года на Уран направил своё 10-метровое зеркало телескоп обсерватории Кека и обнаружил на нём это тёмное пятно… в довесок к нескольким светлым:

Большое темное пятно на нептуне

В среднем скорость ветров на 40 параллели Урана достигает скорости 540-720 км/ч. А в пике скорость ветра может достигать 900 км/ч.

Источник: habr.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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