Характеристика планеты нептун 5 класс


История открытия и название

Увидеть Нептун без мощных астрономических приборов нельзя, потому до 1846 г. об этой планете человечество не знало. Вблизи это небесное тело наблюдали только единожды. Это осуществил в 1989 г. космический аппарат «Вояджер-2».

Из-за наличия в нептунианской атмосфере большого количества метана, поглощающего красные световые лучи, планета выглядит синей. Это определило ее название — в честь древнеримского бога морей.

Физические характеристики планеты

Основные параметры Нептуна:

  • радиус — 24,6 тыс. км (в 4 раза крупнее Земли);
  • масса — 100 скстлн. т (число с 21 нулями, в 17 раз тяжелее нашей планеты);
  • средняя плотность тверди — 1,638 г/см³.

Орбита и вращение Нептуна

Наклон оси, вокруг которой Нептун совершает собственное вращение, составляет 28,32°. Это объясняет смену времен года на планете, но из-за большой протяженности орбиты сезоны тут имеют продолжительность более 40 лет каждое.


Орбита планеты эллиптическая, но не отличается большой вытянутостью. Нептун может отдаляться от Солнца на 4,554 млн км и приближаться к нему на 4,453 млн км. По своей орбите планета летит со скоростью 5,43 км/с в том же направлении, что и остальные планетарные объекты нашей системы — против часовой стрелки, если смотреть сверху, со стороны условного северного полюса мира.

Орбитальные резонансы

Гравитационные силы Нептуна влияют на тела в Поясе Койпера. Он создает разрывы в этом образовании, проходя по некоторым из пустых участков. Часть астероидов в Поясе находится в резонансе 2:3 с планетой, совершая 2 полных орбитальных витка на каждые 3 аналогичных прохода у Нептуна.

Строение планеты

Нептун относится к планетам-ледяным гигантам, хотя его твердь — это скорее не лед, а плотная раскаленная жидкость.

У планеты имеются:

  • ядро — твердое образование из металлов (никель, железо) и силикатных горных пород, больше земного в 1,2 раза;
  • мантия, состоящая из метанового льда, воды и аммиака, в 10-15 раз более толстая, чем аналогичное земное образование.

Литосферы Нептун не имеет. Выше мантии располагается атмосфера, которая состоит преимущественно из водорода, гелия и метана.

Внутреннее тепло

Температура внутри планеты достигает +7000℃, но таяния мантии это не вызывает. Виной тому — слишком высокое давление последней.

Магнитосфера Нептуна

Планета обладает мощным магнитным полем, источником которого является нептунианская мантия.

Оно является надежным экраном, защищающим Нептун от губительного воздействия солнечного ветра и других излучений, поступающих из космоса.


Магнитные полюса не совпадают с географическими, наклон оси магнитосферы — 47° против 28,32° у планетарной оси. Магнитное поле вращается вместе с планетой, совершая 1 полный виток примерно за 16 часов.

Атмосфера и климат

Планета Нептун
Снимок планеты, сделанный Вояджером-2.
Credit: Spacegid.com.

Состав нептунианского воздуха — 80% водорода, 19% гелия, 1% метана и других примесей. В атмосфере выделяются 2 основных слоя — прилегающая к тверди стратосфера и тропосфера, постепенно переходящая в космическое пространство. Между ними расположена тропопауза с высоким разрешением.

На верхней границе тропосферы зафиксирована температура почти +477°C. Природа этого явления пока неизвестна. Понятно только, что нагрев не мог быть вызван солнечным излучением из-за большого расстояния между Нептуном и центральной звездой системы.

Возможно, повышение температуры вызвано контактом атмосферы с ионами, либо его вызывает гравитация планеты.

Температура около поверхности составляет в среднем -200°C.

Штормы на планете Нептун

Планета не имеет твердой поверхности, и ее атмосфера движется вокруг своей оси вместе с Нептуном с разной скоростью, совершая 1 полный оборот:


  • за 18 часов в экваториальной части;
  • примерно за 16 часов в средних широтах;
  • за 12 часов около полюсов.

Это стало причиной появления сильных штормов. 3 наиболее масштабных из них были зафиксированы аппаратом Voyager-2 в 1989 г. Одно из этих образований напоминало юпитерианское Большое Красное Пятно и имело размеры 13 х 6,6 тыс. км. В 1994 г. этот ураган (он получил имя Большое Темное Пятно) пытался отыскать орбитальный телескоп «Хаббл», но шторм исчез без следа.

Вояджер-2 также обнаружил ураган Маленькое Темное Пятно с ярким ядром в центре и шторм Скутер, состоящий преимущественно из светлых облаков.

Скорость ветров на Нептуне может достигать 600 м/с. Это делает их быстрейшими в Солнечной системе.

Спутники и кольца Нептуна

Нептунианская система содержит 14 естественных лун, названных в честь греческих и римских мифологических героев, связанных с водоемами — морями, реками.

Все спутники делятся на 2 категории:

  • регулярные, расположенные в непосредственной близости к планете и обращающиеся по круговым орбитам;
  • нерегулярные, или неправильные, двигающиеся по вытянутым траекториям и находящиеся дальше от Нептуна.

К последним причисляют и самый большой нептунианский сателлит Тритон, хотя он вращается по круговой орбите.

Планета имеет кольцевую систему, но она выглядит не так ярко, как сатурнианская.

Тритон

Это самая крупная местная луна, ее масса (21 квинтлн. т, число с 18 нулями) составляет 99,5% от веса всех остальных спутников. Диаметр тела — 2,7 тыс. км. Тритон движется по квазикруговой ретроградной орбите и состоит из азота, метана, двуокиси углерода и водяного льда.

Плотность его 2 г/см³, это подтверждает преимущественно скальное строение спутника. Не исключено наличие на нем жидкой воды и подземного океана.

Отражающая способность Тритона — выше 0,7, это самый яркий объект на нептунианском небе. Цвет спутника красноватый, у него имеется собственная атмосфера. Поверхность луны покрыта древними кратерами, каньонами и уступообразными скалами. На южном полюсе расположена крупная ледяная шапка.

Происхождение спутника не выяснено. В прошлом он мог быть астероидом или карликовой планетой из Пояса Койпера, притянутой силами гравитации Нептуна. Приливные силы продолжают притягивать спутник к планете, и через 3,5 млрд лет они могут столкнуться.

Протей

Это вторая по габаритам и крупнейшая внутренняя луна Нептуна. Кроме того, Протей — самый большой несферический естественный сателлит в Солнечной системе. Его размеры 440×416×404 км, поверхность тела сильно кратерирована, но только 1 местный кратер имеет собственное имя — Фарос. Он был принят за точку отсчета координат на Протее.


Никаких признаков тектонической активности это небесное тело не проявляет.

Нереида

Это второй открытый спутник Нептуна, обнаруженный более, чем через 100 лет после самой планеты. С диаметром 340 км Нереида является третьей по величине нептунианской луной. Она движется по вытянутой орбите, то приближаясь к центральной точке местной планетарной системы на 1,4 млн км, то отдаляясь от нее на 9,6 млн км. Настолько высокий орбитальный эксцентриситет говорит о том, что сателлит может быть астероидом или бывшей карликовой планетой из Пояса Койпера, притянутыми к Нептуну его гравитацией.

Ларисса

Эта нептунианская луна была открыта дважды: в 1981 г. группой астрономов с Земли и в 1989 г. аппаратом «Вояджер-2». Спутник имеет несферическую форму, его поверхность сильно кратерирована. Следов геологической активности у Лариссы не обнаружено.

Предположительно, объект сформировался из обломков бывших спутников Нептуна, успевших разрушиться до появления в его системе Тритона.

Сегодня сателлит вращается на расстоянии 73,5 тыс. км от планеты, но это расстояние под действием центральных приливных сил постепенно уменьшается. Со временем Ларисса будет разрушена в результате столкновения с Нептуном.

Наблюдения за планетой Нептун


До XIX в. планета не была видна человечеству, хотя ее наличие предполагал еще Галилео Галилей в 1612 г. Он даже оставил описание этого объекта, посчитав его невидимой в слабый телескоп звездой. В 1821 г. французский астроном А. Бувар при наблюдениях за соседним Ураном предположил, что рядом находится некое крупное тело, влияющее на уранианскую орбиту.

Детально изучать этот вопрос начали независимо друг от друга англичанин Дж. Адамс и француз У. Леверье.

Первооткрывателями долгое время считались одновременно Дж. Адамс и француз У. Леверье. Только в 1998 г. научный спор разрешился в пользу последнего.

Исследования планеты Нептун

Космическая станция Voyager-2 собрала достаточно сведений о восьмой планете Солнечной системы, выполнила ее фотосъемку, измерила основные параметры, получила данные о нептунианских кольцах, открыла 6 новых спутников. Кроме того, был детально исследован Тритон — крупнейшая местная луна.

Позже за планетой наблюдала орбитальная обсерватория «Хаббл». В 2002 г. изучение Нептуна продолжилось с Земли с помощью мощного телескопа имени В. Бланко, расположенного в Чили. В этот период были открыты еще 4 спутника. Годом позже учеными из Гавайского университета была обнаружена тринадцатая луна. Последний, четырнадцатый, сателлит официально открыт американцем М. Шоуолтером в 2013 г., однако позже выяснилось, что это небесное тело уже было неоднократно запечатлено «Хабблом».

В июле 2014 г. с расстояния почти 4 млрд. км планету сфотографировала космическая станция «Новые горизонты», пролетавшая мимо Нептуна по направлению к Плутону.


В ближайшем будущем никаких программ по исследованию этой планеты не планируется.

Эволюция представления о планете Нептун

С момента своего обнаружения до 1930 г. эта планета считалась наиболее отдаленной от Солнца в нашей системе. Открытие Плутона сделало Нептун предпоследним планетарным объектом, кроме периода с 1979 до 1999 г., когда особенности траектории движения этих тел привели к тому, что девятая планета находилась внутри нептунианской орбиты. С 2006 г. Нептун снова считается самым дальним из-за перевода Плутона в другой статус.

Представления землян об этой планете сразу после ее открытия отличались от теперешних. Некоторые астрономические параметры объекта были измерены более точно, другие были найдены с ошибкой. Так, массу и радиус сначала оценивали выше, чем сейчас, а звездный период, наоборот, считался меньшим.

В понимании природы нептунианской магнитосферы тоже были разночтения — не было выяснено, что магнитное поле наклонено настолько сильно. Считалось, что магнитные и географические полюса планеты примерно совпадают.

Образование и миграция планеты Нептун

Приблизительный возраст планеты — 4,6 млрд лет.

В пользу этой теории говорит малая вероятность рождения планеты в теперешнем месте из-за пониженной плотности вещества туманности в этой области.

Изображения Нептуна

Самые качественные снимки Нептуна и его спутников на сегодня сделаны кораблем «Вояджер-2».

Кольца Нептуна

Планета имеет 5 колец, получивших названия в честь ученых, внесших большой вклад в ее изучение:


  • Галле, расположенное на расстоянии 41-43 тыс. км от центрального тела системы;
  • Леверье, имеющее ширину 113 км;
  • Ласселла, самое широкое, раскинувшееся в 53,2-57,0 тыс. км от Нептуна;
  • Араго шириной 100 км;
  • Адамса, самое узкое (всего 35 км), но при этом самое яркое, состоящее из 5 незамкнутых дуг.

Эти образования преимущественно пыльные, в их составе имеется некоторое количество небольших осколков каменных пород. Кольца сложно увидеть из-за их тусклости, малого размера и плотности.

Облака Нептуна

В нептунианской атмосфере образование облаков из сероводорода, сульфида аммония, аммиака и воды — нередкое явление. Существуют целые облачные полосы шириной 50-150 км, охватывающие всю планету.

Самая полная карта Тритона на сегодняшний день

Детальная карта крупнейшей нептунианской луны была составлена по архивным фотоснимкам Вояджера-2. На ней отсутствует часть северного полушария спутника — в момент съемки она находилась в глубокой тени.

Гейзеры Тритона

Они были обнаружены в рамках миссии Voyager-2. Извержения газов из-под поверхности Тритона, скорее всего, вызваны солнечным нагревом тела. Под действием тепла газ испаряется и превращается в мелкодисперсные облака большой площади, растворяющиеся впоследствии в тонкой местной атмосфере.

Источник: o-kosmose.ru


История открытия и исследования

Нептун – единственная из планет Солнечной системы, которая не была обнаружена путем непосредственных наблюдений. История открытия планеты очень интересна.

Галилео Галилей в начале 17 века дважды наблюдал небесное тело в телескоп, но принимал его за звезду, расположенную по близости с Юпитером. Астрономы 19 века, наблюдавшие за движением Урана, обратили внимание на аномальное перемещение его по орбите, не соответствующее их расчетам. Англичанин Томас Джон Хасси в 1834 предположил, что такое поведение Урана может быть связано с наличием внешнего объекта. Одиннадцатью годами позднее британский математик Джон Кауч Адамс вычислил орбитальный путь еще не открытой восьмой планеты. Большинство членов астрономического сообщества не разделяло энтузиазма ученых по поводу нахождения нового планетарного тела в Солнечной системе.

Точнее Адамса в своих математических расчетах оказался французский математик Урбен Леверье. Опираясь на его расчеты, первую попытку найти «восьмерку» предприняли астрономы Кембриджской обсерватории. Но она была неуспешной. Объект был обнаружен лишь со второй попытки студентом Генрихом Д’Арре и директором Берлинской обсерватории Иоганном Энке. Официально Нептун был открыт 23 сентября 1846 года.


После обнаружения небесного тела разгорелись нешуточные споры, кто же на самом деле ее открыл – Леверье или Адамс. Только в 1998 году были найдены ценные бумаги из Гринвичской обсерватории, касающиеся истории этого события. После их детального изучения было установлено, что настоящим первооткрывателем восьмой планеты является все-таки Леверье, т.к. расчеты Адамса имели большую погрешность.

Долгое время после открытия небесное тело имело название «планета Леверье». Также были предложены такие варианты, как Янус и Океан. Современное название она получила от своего первооткрывателя. Леверье переименовал ее за синий цвет поверхности, ассоциировавшийся с древнеримским богом морей. Французского математика поддержал директор Пулковской обсерватории Василий Струве, и вскоре название прижилось за пределами Франции и Российской Империи.

Первым и пока единственным космическим аппаратом, сблизившимся с далеким гигантом, стал межпланетный зонд Вояджер-2. В 1989 году зонд пролетел всего в 4400 км от верхних слоев атмосферы ледяного гиганта, собрав сведения о его магнитосфере и погодных явлениях. Также Вояджер-2 открыл 6 нептуновых спутников и систему колец.

Общие сведения о планете

Нептун после разжалования Плутона является самой дальней из планет в Солнечной системе. Средняя удаленность его от центральной звезды составляет 4,5 млрд. км. Солнечный свет проходит расстояние до Нептуна за 253 минуты.

От Земли до Нептуна расстояние колеблется от минимального 4,3 млрд. км до максимального 4,553 млрд. км. Такая удаленность тел друг от друга не позволяет наблюдать нам планету на небосводе невооруженным глазом. Увидеть ее поможет телескоп с двухсоткратным увеличением и диаметром не менее 250 мм. Выглядит Нептун как шарообразное тело синего цвета. Такую окраску он получил благодаря своей газовой оболочке с большим содержанием метана, поглощающего красную часть спектра.

Особенностью Нептуна является невероятная скорость перемещения атмосферных масс. Вихри в его атмосфере могут достигать 600м/с, что делает их самыми быстрыми среди планетарных ураганов Солнечной системы.

Орбита и радиус

Орбита Нептуна обладает низким эксцентриситетом, по величине превосходя лишь венерианскую (0.011 и 0.007 соответственно). Полный оборот вокруг Солнца он проходит за 164,8 года, двигаясь  по орбите со средней скоростью 5,44 км/с. Новый год со времен открытия небесного тела начался 12 июля 2011 года.

Наклон оси вращения к плоскости орбиты Нептуна составляет 28,3°. Это схоже с земным и марсианским значениями, что свидетельствует о сезонности климата. Однако из-за удаленности от Солнца сезоны здесь длятся по 40 лет.

Вокруг своей оси гигант оборачивается за 16 часов. Это касается его магнитного поля. С атмосферой дела обстоят иначе. Экваториальный пояс газовой оболочки совершает полный оборот вокруг оси за 18 часов, а полярные области – за 12. Такая разница в скорости обусловила возникновение самых сильных ураганов в Солнечной системе.

Физические характеристики

  • Размер Нептуна: средний радиус – 24, 62 тыс. км, площадь поверхности – 7,65*109 кв. км.
  • Масса Нептуна – 1,024*1026 кг.
  • Среднее значение плотности – 1,64 г/ куб. см.
  • Ускорение свободного падения в экваториальной части планеты – 11,2 м/с2.

По строению Нептун напоминает своего соседа по Солнечной системе, ледяного гиганта Урана. Под газовой оболочкой, занимающей до 20% массы планеты, расположена ледяная мантия. Она представляет собой смесь жидких аммиака и метана. На самом деле, ледяной эту оболочку назвать трудно. Ее температура колеблется от 1700°С до 4700°С и она представляет собой огромный кипящий океан. Льдом эту жидкость прозвали за ее необычайную плотность.

Под мантией, уходящей вглубь на 7000 км, расположено ядро Нептуна. Оно состоит из железа и солей кремния, подвергнутый давлению в 7 мегабар и температуре в 5500°С.

Атмосфера

Верхние слои атмосферы Нептуна представляют собой водородно-гелиевую смесь с соотношением компонентов 4:1.Чем ближе к ледяной оболочке, тем больше в атмосфере метановых примесей. Это простейшее углеводородное соединение придает объекту синий цвет. Также в нижних слоях газовой оболочки формируются аммиачные и сероводородные облака.

Атмосфера Нептуна, как и большинства крупных тел Солнечной системы, имеет четыре основные области: тропосфера, стратосфера, термосфера и экзосфера. В тропосфере по мере удаления от поверхности ледяного гиганта температура опускается до минимума в — 213°С, а затем в верхних слоях атмосферы поднимается до -103°С. Термосфера прогревается до аномальных 470°.

Погода и климат

Вычислить среднюю температуру Нептуна невозможно, т.к. он не имеет твердой поверхности. Ядро планеты разогрето до 5500°С, в мантии температура колеблется от 4700°С до 1700°С, а самое холодное место – верхняя часть тропосферы – охлаждается до -213°.

За счет схожего с Землей наклона оси вращения восьмая планета подвержена смене сезонов. Правда, длятся они очень долго – чуть более 40 лет. С 1980 года лето продолжается на южной стороне, а в 2020 оно придет в северную ее часть.

Верхние слои атмосферы в области экватора вращаются медленней, чем в области полюсов. За счет этого возникают гигантские ураганы, достигающие невероятных 600 м/с. Самым крупным вихрем считается Большое темное пятно, которое наблюдалось в период с 1989 по 1994 год. Его размеры достигали 13*6,6 тыс. км. В это же время здесь бушевали еще два крупных урагана, расположенные южнее предыдущего. В 2017 году в области экватора был зафиксирован вихрь диаметром 9 тыс. км.

Кольца Нептуна

Кольцевая система планеты оставалась не обнаруженной более 120 лет с момента ее открытия. В 1968 году было выдвинуто предположение о наличии у колец Нептуна, что сумел подтвердить межпланетный зонд Вояджер-2 в 1989 году.

Всего восьмая планета имеет 5 колец. Самым близким к ее поверхности является кольцо Галле, расположенное на расстоянии 42 тыс. км. Далее последовательно идут кольца Леверье, Ласселла и Араго. Последнее кольцо Нептуна, названное в честь британского математика Адамса, удалено от планеты на 63 тыс. км. Оно имеет пять дуг, называющихся Храбрость, Свобода, Равенство 1, Равенство 2 и Братство.

Состоят кольца Нептуна из водяного льда и кремниевых солей. Предположительно, в их состав также входят органические вещества, предающие кольцевой системе красный оттенок.

Спутники

Всего у самой дальней планеты в нашей системе имеется 14 естественных спутников, открытых на данный момент. Крупнейшей нептуновой луной является Тритон, открытый всего через 17 дней после обнаружения самой планеты. Его поверхность представляет собой ледяную оболочку со множеством активных криовулканов.

Тритон — крупнейший планетарный спутник, движущийся в обратном направлении по отношению к своей планете. Именно благодаря этому спутнику Нептун не стал самой холодной планетой в нашей звездной системе.  Их приливное взаимодействие увеличивает температуру планеты, заставляя ее излучать больше тепловой энергии, чем Уран. По мнению ученых, Тритон постепенно сближается с «хозяином» и в итоге войдет в его орбиту, распавшись на части. Тогда Нептун станет объектом с самой мощной кольцевой системой.

Нереида – вторая открытая нептунова луна. Свое название она получила в честь морских нимф, героинь мифов Древней Греции. По размерам Нереида занимает третье место среди спутников ледяного гиганта.

Еще 6 спутников в 1989 году обнаружил Вояджер-2. Свои названия они получили в честь морских нимф и божеств древнегреческой мифологии. Все они покрыты льдом и имеют каменное ядро.

С 2012 по 2013 год было еще открыто шесть мелких спутников диаметром до 60 км.

Земля и Нептун

Попробуем сравнить третью и восьмую планеты Солнечной системы:

  • По массе ледяной гигант в 17 раз превышает Землю, а по размерам всего в 4.
  • Угол оси наклона к плоскости орбиты у обоих тел имеет приблизительно одинаковое значение, что обуславливают смену пор года.
  • Максимальное расстояние между ними составляет 4,6 млрд. км.
  • Гравитация здесь в 1,13 раз больше земной.

Интересные факты про Нептун

  • Его орбита одна из наименее эксцентричных среди планет, уступая только орбитальному пути Венеры.
  • Тритон – эквивалент древнеримского бога Нептуна в греческой мифологии.
  • По одной из гипотез, ранее ледяные гиганты были ближе к Солнцу. На более дальние орбиты планеты вытолкнуло огромной гравитационной силой, возникшей при  резонансе орбит Юпитера и Сатурна.
  • Ретроградное вращение Тритона доказывает то, что когда-то он был астероидом. При этом спутник продолжает медленно сближаться с хозяином.
  • В ближайшее время ни одно космическое агентство не планирует запуск зондов для изучения «восьмерки».
  • Плутон обладает более эксцентричной орбитой, поэтому иногда оказывается ближе к Солнцу, чем его сосед.
  • В недрах ледяного гиганта могут быть залежи алмазов. В мантийном слое планеты на глубине около десятка тысяч километров условия таковы, что метан распадается на простейшие составляющие. Углерод под действием крайне высоких давления и температуры кристаллизуется, выпадая в виде алмазного града.
  • Это самый маленький газовый гигант. При этом во всей Солнечной системе он занимает третье место по массе и четвертое по диаметру.
  • Через сто лет после обнаружения «восьмерки» в честь ее был назван нептунием новый 93 элемент периодической таблицы Менделеева.
  • При описании планет вне Солнечной системы Нептун и Юпитер используются как метонимы. Так называют экзопланеты со схожими размерами и массой.

Источник: spaceworlds.ru

История открытия

Некоторые считают, что Нептун был открыт Галилеем. Итальянский физик наблюдал неизвестный объект в декабре 1612 года и в январе 1613. Однако астроном принял его за звезду, поскольку в момент наблюдений передвижение было слабым. Поскольку Галилей не понял, что это планета, его не считают первооткрывателем.

В 1821 году по результатам астрономических наблюдений были обнаружены отклонения в движении Урана, которые могли быть вызваны под влиянием крупного небесного тела. Никто не стал проводить исследования аномалии. В 1843 году Д. К. Адамс вычислил орбиту предполагаемой планеты, но не стал разбираться в этом вопросе. Через 2 года француз Урбен Леверье провёл свои расчёты, поскольку верил в наличие восьмой планеты. Когда Джордж Эйри сравнил оценки французского математика и Адамса и убедился в их схожести, он направил результаты в Кембриджскую обсерваторию, однако обработку наблюдений отложили.

Затем Леверье и И. Г. Галле занялись самостоятельными поисками и смогли обнаружить среди неподвижных звёзд неизвестный объект с помощью нарисованной карты неба. Его признали планетой 23 сентября 1846 года в районе 1 градуса от подсчётов Леверье и в 12 градусах от вычислений Адамса.

После этого англичане и французы долго не могли решить, кого из них следует считать первооткрывателем Нептуна. Через какое-то время общество признало, что планету открыли Адамс и Леверье. В 1998 году были найдены документы с подсчётами о расположении Нептуна из Гринвичской обсерватории. Эти находки заставили специалистов считать, что Адамс не имеет тех же прав, на открытие небесного объекта, что и Леверье.

Сначала Нептун называли «внешней от Урана планетой» или «планетой Леверье». Затем Галле предложил наименование «Янус», а англичанин Чайлз — «Океан». Леверье хотел, чтобы планета называлась его именем, но за пределами Франции многие были против. Поскольку в римской мифологии Нептун был богом моря, директор Пулковской обсерватории В. Я. Струве предложил такое название. Наименование стало международным с 29 декабря 1846 года.

До 1930 года Нептун считался самой далёкой планетой, но с открытием Плутона он стал предпоследней. В конце XX века в поясе Койпера обнаружили новые транснептуновые объекты. Астрономы начали думать над тем, стоит ли включать Плутон в эту область. В 2006 году его признали карликовой планетой, а Нептун — снова самой дальней.

Описание и физические особенности

Нептун относится к ледяным гигантам. Это четвёртая по размеру и третья по массе планета в Солнечной системе.

Основные физические характеристики Нептуна:

  • экваториальный радиус — 24622±19 км;
  • площадь поверхности Нептуна — 7,6408 млрд км2;
  • плотность — 1,638 г/см3;
  • масса планеты — 1,0243х1026кг;
  • ускорение свободного падения — 11,15 м/с2;
  • температура в верхних слоях составляет -220°C, а в центральных доходит до 7000 °C.

Магнитное поле небесного тела наклонено на 47 градусов относительно его оси вращения. Объект считается промежуточным звеном между Землёй и крупными планетами. По массе он в 19 раз меньше Юпитера. Нептун, как и Уран, относится к подклассу газовых гигантов, поскольку имеет другой состав и меньший размер, чем 2 самые большие планеты.

Пока на объект не прибыл «Вояджер-2», учёные считали, что его магнитосфера оказалась наклонённой из-за бокового вращения. Но при сравнении магнитных полей Нептуна и Урана специалисты поняли, что причина кроется в перемещении электропроводных жидкостей во внутренних зонах, которое приводит в действие динамо-эффект.

Нептун располагается на расстоянии 4,55 млрд км от Солнца и совершает полное обращение вокруг него за 164,79 года. Протяжённость между планетой и Землёй — 4,5 млрд км. 12 июля 2011 года Нептун завершил первый полный оборот с того времени, когда он был открыт. Поскольку его осевые наклоны планеты с Землёй и Марсом похожи, на нём происходят похожие сезонные изменения, но из-за продолжительного орбитального периода каждый из них продолжается почти 40 лет.

Планета поворачивается вокруг оси за 16 часов. Так как у синего гиганта нет твёрдой поверхности, его разные области вращаются с разным периодом: экваториальная — 18 ч, полярные — 12 ч. Среди всех планет такая особенность ярко выражена именно у Нептуна. Дифференцированное вращение усиливает широтный сдвиг ветров.

Состав атмосферы

Атмосфера планеты составляет 10−20% от всей её массы. Ядро составляют железо, никель и силикаты. Около него давление достигает 10 ГПа. В нижних зонах газовой оболочки имеются большие объёмы метана, аммиака и воды. Эта тёмная и горячая зона постепенно преобразуется в перегретую жидкую мантию с температурой до 2000−5000 К. Эта плотная жидкость характеризуется высокой электропроводимостью. Есть теория, что на глубине 7000 км метан разлагается на множество алмазов, оседающих на ядро.

В верхних областях атмосферы находится 80% водорода и 19% гелия. Синий цвет планеты обусловлен поглощением красного света метаном, который также содержится в небольшом количестве в воздушной оболочке. Поскольку объём углеводорода практически не отличается от количества вещества в атмосфере Урана, специалисты думают, что на Нептуне есть неизвестный компонент, который придаёт ему яркий лазурный оттенок.

Атмосфера газового гиганта делится на 2 главные зоны:

  • тропосфера (температура уменьшается с высотой);
  • стратосфера (показатель увеличивается с высотой).

Между этими областями находится тропопауза. Стратосфера переходит в термосферу, которая постепенно сменяется экзосферой. Тропосфера состоит из облаков с переменными составляющими. При давлении в пределах 1−5 баров образуются скопления аммиака с сероводородом. При больших показателях в облаках дополнительно присутствуют сульфид аммония и вода. Ближе к ядру формируется водяной пар. Среди высотных образований есть облачные полосы, «обёртывающие» планету на ширине 50−150 км.

Стратосфера Нептуна теплее, чем у Урана. Это объясняется содержанием большего объёма углеводородов. Термосфера отличается слишком высокой температурой. В ней встречаются в небольшом объёме углекислый газ и вода, которые могли попасть из внешних источников. Некоторые учёные считают, что причиной разогревания выступает атмосферное взаимодействие с ионами в магнитосфере небесного тела. Есть версия, что на температуру влияют гравитационные волны, которые формируются внутри планеты и потом распространяются по атмосфере.

Нептуну характерна динамическая система штормов и ветров, характеризующихся сверхзвуковыми скоростями. Потоки воздуха направлены противоположно вращению планеты вокруг своей оси, что свойственно для низких широт. Сезоны меняются через каждые 40 лет.

Кольца и спутники

Планета имеет кольцевую систему, которая значительно меньше, чем у Сатурна. Каждое из них названо в честь их открывателей. Некоторые кольца включают ледяные частицы, покрытые силикатами. Другие состоят из материала, основанного на углероде. Всего в систему тёмных и слабых колец голубого гиганта входят 5 компонентов.

На сегодня известно 14 спутников Нептуна. Список небесных тел, вращающихся вокруг планеты:

  1. Тритон. Открыт британским астрономом У. Ласселом. Самый крупный спутник Нептуна. Тритон характеризуется ретроградной орбитой. Учёные считают, что он был захвачен из пояса Койпера. Находится достаточно близко к планете и отличается синхронным вращением. Это один из немногих спутников во всей Солнечной системе, который имеет атмосферу. Возможно, что под ледяной корой объекта находится водяной океан, как и у Европы (Юпитера II).
  2. Нереида. Спутник имеет неправильную форму и расположен от Нептуна дальше остальных его лун.
  3. Протей. Когда «Вояджер-2» летел около планеты в 1989 году, он обнаружил 6 спутников. Самым интересным оказался Протей, также имеющий необычную форму. Это второй по массе спутник ледяного гиганта.
  4. Наяда. Внутренний спутник планеты обладает несферической формой. Орбита объекта регулярно снижается из-за влияния приливных сил.
  5. Таласса. Форма небесного тела выглядит как диск. Была образована из обломков разрушенных спутников Нептуна.
  6. Галатея. Небольшой спутник не позволяет крайним частицам кольца Адамса уходить от него в стороны.
  7. Деспина. Орбита спутника находится ниже кольца Леверье.
  8. Ларисса. Была открыта случайно при наблюдениях звёзд с Земли. Объект имеет несферическую форму. На его поверхности имеется множество ударных кратеров.

Галатея, Деспина, Наяда и Таласса — внутренние спутники планеты. Их орбиты находятся в пределах кольцевой системы Нептуна.

Другие 5 спутников обнаружили в 2002—2003 годах. Последний — Гиппокамп — был открыт 16 июля 2013 года. Поскольку планету назвали в честь римского бога океана, его спутникам дали имена иных морских божеств античной мифологии.

Наблюдения и исследования

Нептун нельзя увидеть невооружённым глазом. Для наблюдений используют телескоп. Через бинокль 7х50 планета похожа на слабую звезду. Поскольку между гигантом и Землёй довольно значительное расстояние, угловой диаметр Нептуна меняется только в пределах 2,2−2,4 угловых секунд. С появлением космического телескопа «Хаббл» учёным удалось изучить детали поверхности голубого гиганта и узнать о его периоде вращения.

Наблюдения за планетой в диапазоне радиоволн позволяют убедиться, что Нептун выступает источником непрерывного излучения и периодических вспышек, которые обусловлены вращающимся магнитным полем планеты. С помощью наблюдений можно определить форму, размер, установить точное местоположение и передвижение волнений внутри атмосферы.

«Вояджер-2» максимально приблизился к Нептуну 25 августа 1989 года. Космический аппарат прошёл сначала мимо Нереиды, затем вблизи атмосферы планеты на расстоянии 4400 км и потом пролетел рядом с Тритоном. С помощью «Вояджера-2» удалось подтвердить существование и сильный наклон оси магнитного поля газового гиганта, обнаружить 6 спутников и кольца, а также открыть активную погодную систему Нептуна.

Занимательная информация

Нептун представляется людям чем-то загадочным и таинственным, поскольку он находится дальше всех планет от Солнца. Он поражает привлекательным синеватым оттенком, крупным размером и другими физическими особенностями.

Есть ещё несколько интересных фактов о планете:

  • Нептун превосходит Землю по массе в 17 раз.
  • Именно компоненты колец придают им красноватый оттенок.
  • Синеватое небесное тело является самым плотным газовым гигантом.
  • Нептун — самая холодная планета в Солнечной системе.
  • Он вырабатывает больше тепла, чем получает его от Солнца.
  • Тритон — 7-й по величине спутник в Солнечной системе. Астрономы подсчитали, что через 3,5 млрд лет Тритон будет разорван гравитацией, а его обломки сформируют очередной кольцо вокруг планеты.
  • Нептун — единственная планета, которую открыли с помощью математических расчётов, а не телескопа.
  • Сутки на планете длятся почти 16 земных часов, а год — почти 165 лет.

Планета фигурирует во многих литературных и художественных произведениях, кино и мультфильмах. В астрологии Нептун считается символом идеализма и духовности. Учёные полагают, что понадобится ещё много времени, чтобы раскрыть все загадки небесного тела.

Источник: nauka.club

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


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.