Что такое троянцы нептуна


Планета Нептун относится к газовым гигантам, как и Юпитер, Сатурн и Уран, но у него немало особенностей. Как и прочие планеты, это особый мир, непохожий на другие. Он был открыт в 1846 году благодаря математическим вычислениям и с тех пор совершил только один оборот вокруг Солнца – на Нептуне прошёл всего 1 год и только начался второй.

Нептун нельзя увидеть на небе невооружённым глазом, так как его блеск составляет всего около 8m. Но он доступен для поиска даже в небольшой телескоп или в хороший бинокль. Ночью его можно найти в созвездии Водолея.

История открытия планеты Нептун

История открытия этой планеты довольно любопытна и необычна. Это открытие было триумфом ньютоновской физики, так как стало доказательством, что движение планет полностью подчиняется законам тяготения.

Всё началось с того, что в 1821 году французский астроном Алексис Бувар опубликовал вычисленные таблицы орбиты Урана, который был открыт 40 лет назад. Но при дальнейших наблюдениях этой планеты стали заметны отклонения данных в таблицах и полученных на практике.


Английский астроном Томас Хасси предположил, что отклонения в движении Урана можно объяснить воздействием на него еще одной планеты, которая находится еще дальше. Он встретился с Буваром и они обсудили эту возможность, после чего Бувар решил провести расчёты еще раз, с учётом наличия неизвестной планеты. Но он этого так и не сделал.

Затем этой проблемой занялся Джон Куч Адамс, английский астроном, который в 1843 году вычислил орбиту предполагаемой планеты, которая могла бы оказать наблюдаемое возмущение на планету Урана. Но и он это дело забросил, хотя и отправил результаты королевскому астроному.

Довёл дело до конца Урбен Леверье, французский математик, работавший в Парижской обсерватории. Он самостоятельно провёл все расчеты, однако астрономы Парижской обсерватории не захотели поискать гипотетическую планету. Тогда Леверье убедил в своей правоте астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готтфрида Галле и тот согласился помочь. А студент той же обсерватории Генрих д’Арре предложил сравнить вид неба в нужном месте на текущий момент с недавней картой звёздного неба. Это позволило бы заметить смещение некоторых объектов.

Метод дал замечательный результат. Потребовался всего час поисков и новая планета была найдена. Отклонение от вычисленного Леверье положения составило всего 1 градус. Затем директор Берлинской обсерватории Иоганн Энке тоже две ночи принимал участие в наблюдениях открытого небесного тела и его передвижение было зафиксировано. Так было доказано, что это именно планета, а не звезда.


Нептун был открыт 23 сентября 1846 года, а вся троица, сделавшая это, считается его первооткрывателями. Урбен Леверье сделал вычисления и открыл Нептун «на кончике пера», Иоганн Галле сделал это непосредственно с помощью телескопа, а студент Генрих д’Арри предложил способ, как сделать поиски успешными и тоже принимал в этом непосредственное участие.

Конечно, англичане на этом не успокоились, возник спор, кого считать первооткрывателем – Адамса, который провёл расчеты раньше, или Леверье, который довёл дело до конца. Их даже считали равноправными первооткрывателями. Но в итоге справедливость восторжествовала – Леверье победил. Его расчёты оказались точнее, и он доказал их практически, открыв планету Нептун не только на бумаге.

Кстати, эту планету еще некоторое время называли «планетой Леверье». Потом сам Леверье дал ей название Нептун, а Василий Струве, директор Пулковской обсерватории, его утвердил.

Интересные факты о планете Нептун

Планета Нептун довольно интересна, хотя и слабо изучена, из-за большого удаления от нас. Но есть некоторые интересные факты о ней:

  • О планете Нептун не знали в древности. Её нельзя увидеть невооруженным глазом и впервые открыта она была в 1846 году.
  • Нептун меньше всех среди других планет — гигантов. Он меньше Урана, хотя и тяжелее.
  • В атмосфере Нептуна много метана, который поглощает красный свет, поэтому планета выглядит синей.

  • На Нептуне есть мощные ветра и ураганы. Самая большая буря под названием Большое Темное пятно, похожая на юпитерианское Большое Красное пятно, была открыта «Вояджером — 2». В 1994 году телескоп Хаббл его уже не обнаружил.
  • У Нептуна, как и у других планет-гигантов, есть кольца из ледяных частиц и пыли.
  • Нептун выделяет тепла в 2.61 раз больше, чем получает от Солнца. Причина этого неизвестна.
  • У Нептуна есть 14 спутников, самый большой из которых – Тритон. Он имеет массу в 99.5% от массы всех спутников Нептуна, вместе взятых.
  • 25 августа 1989 года мимо Нептуна, в 3000 километрах, пролетел «Вояджер-2». Других земных аппаратов там больше не было.

Размер, масса и орбита планеты Нептун

Диаметр Нептуна по экватору равен 24 764 километра, он в 4 раза больше Земли. При этом он в 17 раз тяжелее Земли, но в 19 раз легче Юпитера. Поэтому Нептун считается чем-то средним между настоящими планетами – гигантами, такими, как Юпитер и Сатурн, и планетами земной группы.

Ближайшие планеты к Нептуну – Уран, расположенный ближе к Солнцу, и Плутон, который относится теперь к карликовым планетам.

Орбита Нептуна немного эллиптическая, а не строго круговая, с эксцентриситетом 0.011, и расположена она под углом в 1.770 по отношению к земной. То есть лежат они немного не в одной плоскости. Из-за эллиптичности орбиты расстояние от Нептуна до Солнца немного меняется, на 101 миллион километров, а в среднем составляет примерно 4.55 миллиардов километров, или 30.1 а.е.


Полный оборот по орбите Нептун делает за 164.79 земных года, и в 2011 году он завершил только первый оборот с даты открытия.

По орбите Нептун движется с осевым наклоном в 28.320. Примерно такой же наклон оси имеют Земля и Марс, поэтому и на Нептуне также происходит смена времён года, только происходит это гораздо медленнее. Один сезон там длится около 40 земных лет.

Вокруг оси Нептун вращается за 16 часов – это время вращения магнитного поля. Но так как это газовая планета, то на разных широтах реальная скорость вращения отличается. Так, самый широкий экваториальный пояс делает оборот за 18 часов, а более узкие средние и полярные пояса вращаются быстрее. Приполярные области делают оборот за 12 часов. Такая большая разница выражена у Нептуна больше, чем у других планет.

Состав и поверхность Нептуна

Планеты Уран и Нептун относят к отдельному классу ледяных гигантов, и неспроста. В центре Нептун имеет скалистое ядро, состоящее из силикатов и металлов, затем идёт ледяная мантия из метанового льда, воды и аммиака. Затем располагается атмосфера из гелия, водорода и метана.

Однако не надо думать, что в мантии Нептуна находится привычный нам лёд – замёрзшая жидкость. На самом деле мантия очень горячая, так как давление там достигает огромных цифр. Температура достигает 2000 — 5000 К, практически как на поверхности Солнца. Но при этом вещество, образованное при таких экстремальных давлениях, всё равно называют льдом, хотя оно представляет собой очень плотную и очень горячую жидкость, преимущественно из аммиака. Это особое состояние, которое называется «горячий лёд».


Есть гипотеза, что на глубине 7000 км под действием огромного давления и температуры из метана образуются алмазные кристаллы, оседающие затем ближе к ядру. Возможно, там есть даже огромный алмазоносный слой.

Атмосфера и температура на Нептуне

Верхние слои атмосферы состоят в основном из водорода (80%) и гелия (19%), и небольшой примеси метана. Метан поглощает красный свет, придавая планете голубоватый цвет. Однако подобный эффект у Урана выражен гораздо слабее, и он выглядит голубым, в то время как цвет Нептуна – глубокий синий. Почему это так, точно неизвестно. Предполагается, что в атмосфере этой планеты, кроме метана, есть еще некий компонент, сильно поглощающий красную часть спектра.

В верхнем слое атмосферы, где давление очень низкое, метан конденсируется и образует облака. Ниже, с ростом давления, облака состоят уже из сероводорода и аммиака. Еще ниже идут аммиачные, сероводородные, водяные и состоящие из сульфида аммония облака. Там, где давление достигает 50 бар, а температура около 0 градусов, облака состоят из водяного льда.

Таким образом, на разной высоте в верхних слоях атмосферы Нептуна ступеньками существуют облака разного типа. Ниже атмосфера затуманивается из-за продуктов распада метана под действием ультрафиолета.


В атмосфере Нептуна есть слой, который называется термосферой, и там температура аномально высокая – 750 К. Почему это так, неизвестно, так как Нептун гораздо дальше от Солнца, чем Уран, где такого эффекта нет. Он получает очень мало солнечного тепла и не может так нагреваться. Возможно, этот нагрев вызван гравитацией или взаимодействием заряженных ионов из магнитосферы с атмосферным газом.

В атмосфере Нептуна, в отличие от Урана, зафиксированы очень сильные ветры – до 600 м/с. Дуют они с разной скоростью, притом на высоких широтах по направлению вращения планеты, а в низких – против.

Сейчас верхняя часть атмосферы Нептуна на южным полюсе на 10 градусов теплее, чем в остальных частях планеты. Поэтому здесь происходит утечка метана в космос, а в других местах он чуть холоднее и заморожен. Причина в том, что последние 40 лет Нептун был повёрнут к Солнцу именно южным полюсом, из-за наклона оси. Когда лето придёт в северное полушарие, теплее всего станет на северном полюсе, и метан станет уходить там.

Из-за смены сезонов изменяются и облачные полосы в полушариях. Так, сейчас в южном полушарии теплее, и там облаков больше. После 2020 года начнётся новый сезон и всё будет меняться.

В 1989 году «Вояджер-2», пролетая мимо, сфотографировал на Нептуне огромный штормовой вихрь, размером 13000 х 6600 км. Его назвали Большим Тёмным пятном, так как он выделялся более тёмным цветом. В 1994 году телескоп Хаббл его уже не обнаружил.

Такие штормы образуются ниже облачного слоя, поэтому выглядят темнее. Они могут существовать несколько месяцев, а потом исчезать. Они также могут постепенно терять свой цвет, но продолжать существовать как циклон.

Температура Нептуна


Одна из загадок Нептуна – его тепло. Эта планета расположена гораздо дальше от Солнца, чем Уран, и получает на 60% меньше солнечного света. Однако Уран выделяет энергии в 1.1 раз больше, чем получает, а Нептун – в 2.61 раз больше!

Откуда Нептун берёт такой излишек энергии, пока неизвестно. Есть разные гипотезы, от радиоактивного нагрева ядра до химических процессов в нижних слоях атмосферы, например, распада метана на другие углеводороды.

Кольца Нептуна

У Нептуна, как и у других планет-гигантов, есть система колец. Они очень слабые и состоят, предположительно, из ледяных и пылевых частиц. Впервые эти кольца были обнаружены «Вояджером-2». С Земли их, конечно, не видно.

Всего у Нептуна 5 колец, которые названы именами учёных, приложивших усилия к открытию планеты – Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс. Самое широкое кольцо Ласселла, шириной 4000 км. Этот учёный всего через 17 дней после открытия планеты обнаружил её спутник Тритон.

А вот кольцо Леверье, первооткрывателя, шириной всего 113 км. Другие кольца еще уже, самое узкое – кольцо Адамса, шириной в 35 км, но оно и самое яркое.

Спутники планеты Нептун

Нептун, как и прочие крупные планеты, имеет много спутников. Сейчас известно 14 из них. Самый крупный спутник Нептуна – Тритон. Его диаметр – около 2700 км, а состоит он преимущественно из льда, хотя в центре имеется металлическое ядро. Если сложить массу всех спутников, то Тритону будет принадлежать 95.5% от всей массы. Лишь он такой крупный, что имеет сферическую форму.


Крупнейший спутник Нептуна - Тритон.

Тритон – самый холодный спутник в Солнечной системе, температура на его поверхности – всего 38 К, или – 2350C, то есть близка к абсолютному нулю. Этот спутник движется по спиральной орбите, постепенно приближаясь к планете, и через несколько десятков миллионов лет будет разрушен. Тогда у Нептуна появятся кольца, больше, чем у Сатурна.

Тритон – интересный спутник. Он один из немногих, на которых есть тектоническая активность. Там есть криовулканы, а под ледяной поверхностью возможно существование подлёдного океана.

Другие спутники Нептуна больше похожи на крупные астероиды. Самый крупный из них – Протей, имеющий неправильную форму и поперечник в 420 км. Третий по размеру спутник – Нереида, 340 км в поперечнике. Остальные спутники Нептуна гораздо меньше. Самый маленький спутник планеты Нептун – Гиппокамп, размером в 18 км, был открыт в 2013 году.

Нептун и пояс Койпера


От орбиты Нептуна, на расстоянии примерно в 30 а.е. от Солнца и до 55 а.е, расположен пояс Койпера, в котором сконцентрировано большое количество малых планет. Он подобен астероидному поясу между Юпитером и Марсом.

Планета Нептун оказывает большое гравитационное воздействие на весь пояс Койпера, так как находится практически на его границе. Именно Нептун сформировал его в том виде, в котором он существует сейчас. Многие объекты пояса Койпера находятся в орбитальном резонансе с Нептуном и поэтому их орбиты стабильны. То есть за время существования Солнечной системы Нептун выстроил там всех «по струнке».

Так, один из объектов пояса Койпера – Плутон, тоже находится в орбитальном резонансе 2:3 с Нептуном. Хотя их орбиты иногда проходят очень близко, но они никогда не столкнутся, так как всегда находятся в это время в одних и тех же местах, далеко друг от друга. Плутон совершает один оборот вокруг Солнца, а Нептун – полтора, и таких же объектов очень много. Все они получили название «плутино», но есть и другие, с другим резонансом – «тутино» и т.п.

История изучения Нептуна

Нептун – самая далёкая планета Солнечной системы, и расстояние до него огромно. Его сложно изучать с Земли, поэтому используется преимущественно космический телескоп «Хаббл».

Из космических аппаратов лишь один приближался к Нептуну – «Вояджер-2», и было это 25 августа 1989 года. Тогда это было важной задачей, и учёные изменили его траекторию, чтобы аппарат пролетел рядом с Тритоном, даже с риском для него. В итоге он пролетел близко от Нереиды, затем в 4400 км от атмосферы Нептуна, а далее сблизился с Тритоном. Всё это произошло в один день.


Расстояние до «Вояджера-2» было таким большим, что переданный сигнал в одну сторону шел 246 минут, поэтому зонд работал практически автономно, под управлением предварительно загруженных программ. Он успешно справился со своей миссией и передал множество снимков и научных данных. По сути, большинство знаний о Нептуне получено благодаря «Вояджеру-2».

В день сближения «Вояджера-2» 25 августа 1989 года с Нептуном даже шла ночная передача «Нептун всю ночь» с репортажами об этом событии.

Затем в 2014 орбиту Нептуна пересекал аппарат «Новые Горизонты», но он находился в режиме гибернации, и его целью был Плутон.

Сейчас никаких аппаратов к Нептуну запускать не планируют. НАСА собиралась запустить миссию «Нептун Орбитер» в 2016 году, но до сих пор неизвестно, будет ли она запущена вообще когда-нибудь. В приоритете на исследования сейчас стоит Уран, а не Нептун.

Наблюдение Нептуна

Лучшие условия для наблюдений Нептуна складываются в августе-сентябре. Тогда он проходит точку противостояния и оказывается на наименьшем удалении от Земли. Яркость его в это время составляет около 7.7m, то есть невооружённым глазом его всё равно не видно.

Обнаружить Нептун можно уже в бинокль 7х50, но выглядеть он будет как тусклая звездочка в созвездии Водолея.

Какой телескоп нужен, чтобы увидеть Нептун не как звезду, а в виде диска? Мнения расходятся. Есть любители, которые утверждают, что различали диск в 80-мм телескоп. Но есть и такие, которые не смогли его различить и в 150-мм рефлектор.

Угловой размер диска Нептуна на небе – от 2 до 2.3”, что очень немного, и гораздо меньше, чем у прочих планет Солнечной системы. Поэтому для уверенного наблюдения диска планеты рекомендуется вооружиться телескопом с апертурой минимум в 200-250 мм, а увеличение использовать от 200х.

Не стоит надеяться увидеть какие-то детали на этой планете, даже если вы сможете рассмотреть эту синюю горошину. Даже в телескопы с апертурой от 400 мм можно увидеть разве что некоторые колебания яркости по поверхности и потемнение диска к краям.

В телескоп от 200 мм можно попробовать отыскать Тритон – крупнейший спутник Нептуна. Он имеет яркость 13.5m и может отстоять от планеты до 17”. При спокойной атмосфере можно попытаться его найти.

Источник: astro-world.ru

Троянскими называют астероиды, находящиеся в окрестностях точек Лагранжа L4 и L5 той или иной планеты. С планетами, на орбитах которых они селятся, такие астероиды образуют равносторонний треугольник. Больше всего подобных тел у Юпитера, хотя есть они и у Нептуна, Марса и Земли. Загадка их происхождения давно волнует учёных.

НАСА предприняло попытку углубленного изучения таких астероидов при помощи инфракрасного космического телескопа Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), однако новые результаты наблюдений скорее прибавили вопросов.

«Получив точные значения диаметра и альбедо поверхности 1 750 «троянцев» Юпитера, мы увеличили на порядок наши знания об этих двух группах астероидов [«троянцах» и «греках»], — рассказывает Томас Грэв из Института планетологии (Аризона, США). — С этой информацией мы смогли более точно, чем когда-либо, подтвердить, что в главном облаке их на 40% больше, чем считалось».

С помощью WISE исследователи внимательно изучили цвета астероидов обеих групп. Удалось установить, что почти все троянские астероиды состоят из тёмных, красноватых пород, обладающих низкой отражательной способностью. Напомним, что ранее этот вопрос стал предметом большой дискуссии: от альбедо основной массы «троянцев» Юпитера зависит оценка их общего количества (называются цифры до миллиона) и массы (до 20% массы пояса астероидов). Если их альбедо мало, то верными следует считать самые верхние оценки (количества и массы). Именно к этим выводам, отмечают астрономы, и подталкивают нас новые данные по цвету и альбедо исследованных WISE «троянцев». Это резко отличает их как от астероидов пояса, расположенного между Марсом и Юпитером, так и от относящихся к поясу Койпера за Нептуном.

«Мы не увидели никаких ультракрасных астероидов, типичных для основного пояса и популяции пояса Койпера, — комментирует г-н Грэв. — Вместо этого мы обнаружили в основном однородную популяцию того, что мы называем астероидами D-типа, тёмно-бордовыми по цвету, и среди остальных — скорее серо-голубые С-и Р-типы».

И это рождает проблему. С поясом астероидов всё понятно (ну, не совсем, конечно). Объекты пояса Койпера имеют другой состав, потому что слабое за орбитой Нептуна солнечное излучение не в состоянии убрать с их поверхности лёд. А вот откуда пришли не имеющие льда «троянцы» Юпитера? Ведь в районе Юпитера светило тоже почти никакое, а кроме того, они имеют цвет, выдающий отсутствие родства с поясом астероидов…

«Нужны дополнительные исследования, но, возможно, мы смотрим на один из древнейших материалов, известных в нашей Солнечной системе», — рассуждает учёный. Из чего это следует? Учёные НАСА предположили, что раз мы не видим таких объектов нигде более в Солнечной системе, то речь идёт об «автохтонах» — астероидах, родившихся одновременно с Юпитером на его орбите и сложенных из пород, имевшихся в этом районе примерно 4,5 млрд лет назад. Конечно, это не единственно возможное объяснение: в Солнечной системе много «утерянных» объектов вроде той же Тейи, и приписать юпитерианских «троянцев» можно не только к автохтонам. Но в случае, если эта теория верна, троянцы заслуживают отправки к ним зонда — ведь тогда их материал один из самых интересных для изучения в Солнечной системе.

Соответствующее исследование принято к публикации в Astrophysical Journal, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам НАСА.

Источник: earth-chronicles.ru

Как выяснили ученые, во вселенной существуют области, где гравитационная сила между планетой и Солнцем находится в такой степени равновесия, что позволяет другим меньшим телам оставаться устойчивыми и неподвижными. Эти места астрономы назвали «точками Лагранжа» (L).В некоторых таких точках около Юпитера и Нептуна были обнаружены астероиды, названные «троянскими».

Ученые надеются, что их изучение, анализ того, каким образом эти космические объекты расширяют планетарную орбиту, поможет астрономам понять, как сформировались планеты и развивалась Солнечная система.

Так, в 2008 году американским астрономам Скотту Шеппарду и Чедвику Трухильо из Вашингтонского института Карнеги посчастливилось обнаружить первый троянский астероид Нептуна, который получил название 2008 LC18.

Открытие позволило ученым предположить, что численность этих космических объектов велика.»По нашим оценкам, новый троянец Нептуна имеет диаметр около 100 километров. В этой же точке Лагранжа (L5) может быть еще около 150 троянцев меньшего размера. Такая же картина «населенности» предположительно и в точке L4. Выходит, троянцы Нептуна — более многочисленная группа, чем та, что обнаружена в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Пока, конечно, нам известно очень мало троянцев, но это не должно никого удивлять: они просто очень далеко от Солнца и Земли», — сказал Шеппард.

Шеппард также пояснил следующее: «L4 и L5 — устойчивые области Нептуна, расположенные под наклоном около 60 градусов впереди и за планетой, соответственно. В отличие от трех других точек Лагранжа эти две области особенно неподвижны, так что пыль и другие галактические объекты собираются именно там. В течение последних нескольких лет нам удалось обнаружить три из шести известных троянцев Нептуна в регионе L4, но за L5 наблюдать довольно сложно, поскольку линия зрения региона находится около яркого центра нашей галактики».Чтобы рассмотреть точку L5, ученым пришлось пойти на хитрость. На уже имеющихся снимках с цифрового обзора неба они нашли области, в которых межзвездная пыль ослабляет свет, идущий от центра нашей Галактики. Такие области были найдены и в районе точки L5. После этого астрономы рассчитали, куда именно нужно нацелить 8-метровый японский телескоп Subaru. В 2008 году надежды ученых оправдались, и в точке L5 был обнаружен первый троянский спутник — 2008 LC18.

Исследователи предполагают, что троянские астероиды были захвачены в эти устойчивые регионы в период существования самой ранней Солнечной системы, когда Нептун двигался по орбите, значительно отличающейся от той, по которой он вращается теперь.

Возможно, троянцы собирались путем медленного, плавного процесса планетной миграции или освоения гигантскими планетами своих орбит. Их гравитационное притяжение могло поймать и «пригвоздить» астероиды в этих точках. Солнечная система когда-то, вероятно, была более хаотичным местом, многие тела вращались на нестандартных (как сейчас) орбитах.

Источник: newsland.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.