Погода на планете нептун


Внимание! Текст или его части скопированы из Википедии! Ссылка на источник.

Нептун — восьмая и самая дальняя от Земли планета Солнечной системы. Нептун также является четвёртой по диаметру и третьей по массе планетой. Масса Нептуна в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше земных. Планета была названа в честь римского бога морей. 


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

Орбита и вращение Погода на планете нептун


Земли он был виден иначе, чем в день открытия, в результате того, что период обращения Земли вокруг Солнца (365,25 дня) не является кратным периоду обращения Нептуна. Эллиптическая орбита планеты наклонена на 1,77° относительно орбиты Земли. Вследствие наличия эксцентриситета 0,011, расстояние между Нептуном и Солнцем изменяется на 101 млн км — разница между перигелием и афелием, то есть ближайшей и самой отдалённой точками положения планеты вдоль орбитального пути[2]. Осевой наклон Нептуна — 28,32°[53], что похоже на наклон оси Земли и Марса. В результате этого планета испытывает схожие сезонные изменения. Однако из-за длинного орбитального периода Нептуна сезоны длятся около сорока лет каждый[54].

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


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


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[70]. 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[56]. Изучение спектра Нептуна позволяет предполагать, что его более низкая стратосфера затуманена из-за конденсации продуктов ультрафиолетового фотолиза метана, таких как этан и ацетилен[16][75]. В стратосфере также обнаружены следы циановодорода и угарного газа[75][76]. Стратосфера Нептуна более тёплая, чем стратосфера Урана из-за более высокой концентрации углеводородов[75]. По невыясненным причинам, термосфера планеты имеет аномально высокую температуру около 750 К[77][78]. 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[70][76].

Климат

Погода на планете нептун


зличия в направлении воздушных потоков, как полагают, следствие «скин-эффекта», а не каких-либо глубинных атмосферных процессов[75]. 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[75]. В 2007 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[84]. 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[85]. 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[54].

Штормы

Погода на планете нептун


скольку эти штормы носят устойчивый характер и могут существовать в течение нескольких месяцев, они, как считается, имеют вихревую структуру[56]. Часто связываются с тёмными пятнами более яркие, постоянные облака метана, которые формируются в тропопаузе[89]. 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[90]. В 2017 году астрономы с помощью телескопа Обсерватории Кека (Гавайские острова) сфотографировали ураган вблизи экватора Нептуна размером ~ 9 000 км в поперечнике или около 3/4 от диаметра Земли[91].

Внутреннее тепло Погода на планете нептун


к и с Ураном, механизм нагрева неизвестен, но несоответствие большое: Уран излучает в 1,1 раза больше энергии, чем получает от Солнца[94]. Нептун же излучает в 2,61 раза больше, чем получает, его внутренний источник тепла добавляет 161 % к энергии, получаемой от Солнца[95]. Хотя Нептун — самая далёкая от Солнца планета, его внутренней энергии оказывается достаточно, чтобы породить самые быстрые ветры в Солнечной системе. Предлагается несколько возможных объяснений, включая радиогенный нагрев ядром планеты (подобно разогреву Земли радиоактивным калием-40)[96], диссоциация метана в другие цепные углеводороды в условиях атмосферы Нептуна[96][97], а также конвекция в нижней части атмосферы, которая приводит к торможению гравитационных волн над тропопаузой[98][99].

Источник: weather.fandom.com

Стеклянные штормы

Расположенная в 63 световых годах от Земли, планета HD 189733b — обычный «горячий юпитер». Она на 13% массивнее Юпитера, но в 30 раз ближе к своей звезде, нежели Земля — к Солнцу. Это ближайшая к нашей Солнечной системе планета подобного типа, поэтому ученым удалось выяснить довольно много информации о ней.

Температура поверхности планеты — 980 градусов по Цельсию, ветры мчатся со скоростью 6400 км/ч. Экстремальная температура означает то, что атмосфера планеты испаряется, в результате чего планета теряет до 600 миллионов килограмм веса каждую секунду.


Хотя планета находится относительно близко к нам по галактическим меркам, понадобился хитрый трюк. Ученые использовали телескоп Хаббл, чтобы поймать свет, когда планета была рядом со звездой, а потом снова, когда она проходила за ней. Разница позволила им выяснить цвет планеты, который оказался «лазурным».

Как и синий цвет нашего неба, HD 189733b получает свой оттенок от рассеяния света в атмосфере. Тем не менее именно этот оттенок не вызывается воздухом. Свет рассеивается частицами силиката. Поверхность полностью покрыта ливнями, но вместо воды по небу движутся кусочки стекла на скорости в пять раз превышающей скорость звука.

Зеленый кристаллический дождь

Дождь идет не только на планетах. Претендентом на самый красивый дождь в галактике является протозвезда под названием HOPS-68, юная солнцеподобная звезда в 1350 световых годах от Земли. Вокруг нее все еще вращается облако пыли, но вместе с ней вращаются и крошечные осколки оливина, зеленого кристалла, используемого для изготовления ювелирных изделий, который обрушивается дождем на эту звезду.

Как и многие драгоценные камни, оливин образуется при очень высоких температурах. Облако вокруг HOPS-68 довольно холодное, примерно -170 градусов по Цельсию. Астрономы полагают, что оливин образовался возле звезды, а после был выброшен джетами газа. Теперь он бомбардирует дождем юную звезду, падая, «словно блестки», по словам ученых.

Открытие, сделанное космическим телескопом Спитцер, помогает решить загадку и в нашей собственной Солнечной системе. Подобные кристаллы были недавно обнаружены на одной из периферических комет. Полученные данные говорят о том, что драгоценные камни могли быть сформированы на ранних этапах жизни нашей Солнечной системы и замерзли в кометах после того, как были выброшены из центра.

Облака ртути

Альфа Андромеды, также известная как Альферац или Сирра, — самая яркая звезда в созвездии Андромеды. Также она обладает другим рекордом — это первая в истории звезда, у которой обнаружили погодную систему.

Открытие началось с загадки. Альфа Андромеды была одной из первых звезд, поверхность которой можно было изучить детально, и было установлено, что на ней имеются участки ртути, состав которых меняется со временем. По сути, и концентрация ртути на разных участках составляла разницу в десять тысяч раз.

На нашем солнце пятна и изменения в составе являются результатом магнетизма. Альфа Андромеды не имеет магнитного поля, поэтому необходимо другое объяснение. Астрономы наблюдали за звездой в течение семи лет и обнаружили, что картина концентрации смещается с течением времени. Динамика соответствует погодным паттернам на Земле и на планетах вроде Юпитера.

Смещение означает, что облака ртути движутся по поверхности звезды. Однако разрешение этой загадки породило другую. Похоже на то, что ртуть — это единственный элемент звезды, способный формировать облака. Почему так — никто не знает.

Волны экстремального тепла

HD 80606b — еще один «горячий юпитер», хоть и в четыре раза больше Юпитера по массе. Планета особенно интересна тем, что у нее наблюдается особенно эксцентричная орбита. Ее оборот вокруг звезды за 111,4 земных дня пролегает по 0,88 дистанции от Солнца до Земли. Ближайшее положение относительно звезды в 30 раз ближе и продолжается всего несколько часов. Команда из Женевской обсерватории исследовала HD 80606b и определила, что по мере приближения к ближайшей точке сторонний наблюдатель мог бы увидеть, как яркость планеты вырастает в 825 раз.

Результатом дополнительной радиации стало то, что температура планеты удваивается всего за шесть часов, с 527 до 1227 градусов по Цельсию. Это самые большие «качели» температур, которые когда-либо наблюдали на планете. Тем не менее почти тысячекратное увеличение объемов солнечного света не объясняет полностью этого процесса — на Земле, чтобы удвоить температуру, потребовалось бы больше шести часов.

Ученые выяснили, что внезапную вспышку радиации вызывает нечто вроде взрыва в части атмосферы, которая обращена к звезде. Она вызывает ветер со скоростью 17 700 км/ч, несущийся над поверхностью планеты. Затем вращение планеты вызывают гигантские закрученные бури, разносящие тепло во все стороны.

Коричневые карлики

Коричневые карлики образуются так же, как и другие звезды, однако им не хватает массы, чтобы загореться. Поэтому они относительно холодные — некоторые даже прохладнее, чем человеческое тело. Низкая температура коричневых карликов означает то, что они не особо ярко светятся, поэтому зачастую их трудно обнаружить. Люди построили невероятные телескопы и с их помощью создали карту погоды коричневого карлика.

Телескопы Хаббл и Спитцер наблюдали за коричневым карликом 2MASSJ22282889-431026, или 2M2228, если короче, который находится в 39,1 световых годах от нас. Ученые обнаружили изменения в яркости каждые 90 минут вращения карлика. Телескопы позволили наблюдать различные длины волн, которые показали, что сроки этих изменений варьируются в зависимости от того, какой частоте инфракрасного спектра они отвечают.

Эти различия стали результатом движения облаков по поверхности карлика в направлении штормов размером с Землю. Температура поверхности карлика — 600-700 градусов по Цельсию, а облака состоят из весьма экзотических материалов, включая песок и капли расплавленного железа.

Шторм из града

NGC 1333-IRAS 48 — это «дитя» солнечной системы. Ее центральная звезда все еще представляет собой кокон из газа и пыли. В центре этого кокона, вращающегося вокруг звезды, находится более плотный диск из материалов, которые, вероятнее всего, впоследствии образуют планеты. Этот центральный диск переживает то, что можно описать как шторм из града. Вода, которая пять раз могла бы наполнить земные океаны, дождем проливается на центральный диск.

Он теплее, чем окружающее его облако материала, и когда куски льда достигают облака, они испаряются. Это заставляет воду светиться инфракрасным светом, что помогло телескопу Спитцер поймать ее в фокус.

Мы получили еще немного знаний о том, как формируются планетарные системы. Эта «паровая» фаза не продлится долго, но присутствие воды позволяет ученым вычислить размер диска, его плотность и температуру. Сам пар в конечном итоге замерзнет и, возможно, станет кометой.

Магнитные торнадо

Вам не нужно искать слишком далеко, чтобы найти необычную погоду на звезде. На самом деле, наше Солнце — дом для магнитных торнадо. Один из них был в пять раз больше Земли — и если бы он появился на поверхности Земли, он прошел бы полпути до Луны. Эти смерчи состоят из перегретого газа и плазмы в 2 миллиона градусов по Цельсию. Ветры в торнадо снуют со скоростью 300 000 километров в час.

Первый торнадо был снят на пленку в 2011 году Обсерваторией солнечной динамики при NASA. Другие тоже попали в кадр — и они появляются перед корональными выбросами массы. КВМ — это взрывы плазмы и излучения, которыми стреляет Солнце, и которые, в свою очередь, связаны с солнечными пятнами. Выяснение того, как все эти магнитные явления сочетаются друг с другом — настоящая головоломка, которую пытаются решить суперкомпьютеры NASA.

Хотя не все магнитные торнадо достигают серьезной высоты, около 11 000 таких постоянно блуждает на поверхности Солнца. Эти небольшие и густонаселяющие Солнце торнадо были обнаружены только в 2012 году. Они могут быть частью причины того, что корона Солнца гораздо горячее, чем его фотосфера, несмотря на то, что находится дальше от центра. Это старая загадка.

Сатурн и Юпитер

Самый известный погодный феномен в нашей Солнечной системе — это Большое Красное Пятно Юпитера, гигантский шторм, замеченный в первой половине 17 века. Измерения в конце 19 века показали, что его ширина — около 40 000 километров. К тому моменту, когда зонд «Вояджер» пролетел мимо пятна (в конце 70-х), шторм уменьшился наполовину. В 2014 году телескоп Хаббла измерил шторм и показал, что тот порядка 16 500 километров в поперечнике. В 1995 году Хаббл показывал 20 950 километров.

Все эти цифры говорят о том, что пятно не только сокращается — это сокращение идет все более быстрыми темпами. Мы пока не можем объяснить ускоренное сокращение, но ученые считают, что причиной могут быть небольшие вихри, препятствующие внутренней динамике шторма. Зонд «Юнона» (Juno) должен достичь Юпитера в июле 2016 года, возможно, он даст некоторые ответы.

Юпитер — не единственный газовый гигант с массивными бурями. В декабре 2010 года зонд «Кассини» начал наблюдение новосформированных грозовых бурь на Сатурне. Шторм путешествовал на запад, оставляя вихри на своем пути. За 201 день он объехал всю планету и догнал сам себя. И когда волны соприкоснулись, шторм исчез.

Венера

Обычная погода на Венере просто ужасна. Толстая атмосфера планеты делает ее самой жаркой планетой в нашей Солнечной системе. Слой облаков в 20 километров толщиной поливает землю дождем из чистой серной кислоты. Капли дождя испаряются, прежде чем попадут на землю.

В довершение того там есть гигантские космические взрывы. На самом деле, гигантские космические взрывы. Они известны как «аномалии горячего потока» и вызваны солнечным ветром, который обтекает Венеру. Однако солнечный ветер не всегда дует в одном направлении. Карманы с плазмой могут накапливаться там, где ветер встречается с границей атмосферы Венеры, и они могут достигать размеров самой планеты.

Погода в космосе

Плохая погода бывает не только у звезд и планет — у самого космоса тоже может быть. Выбросы корональной массы и вспышки на солнце производят ветер заряженных частиц. Когда они попадают в Землю, они вызывают знаменитое северное сияние. Они также могут вызывать проблемы с электроникой, особенно у спутников. С 2014 года Британское метеорологическое бюро транслирует 24-часовой прогноз космической погоды.

В то время как Солнце бросает потенциально разрушительные ветры в нашу сторону, оно также защищает нас и от гораздо большего шторма. Последние 45 000 лет Солнечная система путешествует сквозь облако межзвездного газа около 30 световых лет в поперечнике. Магнитное поле Солнца, или гелиосфера, образует пузырь, такой же, как магнитосфера Земли, защищающая нас от солнечного ветра. Последние наблюдения показывают, что эта буря куда более турбулентна, чем мы ожидали. Возможная причина этому то, что мы можем находиться близко к границе этого облака — даже в пределах тысяч лет движения сквозь него.

Но самое мощное погодное явление в космосе — это, конечно, галактические ветры. Эти ветры питаются за счет образования и разрушения звезд и взрываются горячим газом и пылью в масштабах галактик. Они могут толкать материал на сотни тысяч световых лет и полностью избегать гравитационного притяжения галактик. Они меняют скорость формирования звезд и меняют дисковую структуру галактик.

Источник: Hi-News.ru

Погода на Меркурии

Меркурий — самая ближайшая к Солнцу планета — это покрытый кратерами безжизненный мир, на поверхности которого дневная температура достигает 430 градусов Цельсия. Атмосфера Меркурия настолько разрежена, что ее практически невозможно обнаружить. На Меркурии не бывает ни облаков, ни дождей.

Погода на Венере

А вот Венера, наша ближайшая соседка по космосу, имеет богатый и могучий облачный покров, который пронзают зигзаги молний. Пока ученые не увидели поверхность Венеры, они думали, что на ней очень много влажных и болотистых мест, сплошь покрытых растительностью. Это теперь мы знаем, что нет там никакой растительности, а есть скалы и жара до 480 градусов Цельсия в полдень.

 

На Венере бывают настоящие кислотные дожди, так как облака Венеры состоят из смертоносной серной кислоты, а не из живительной воды. Но при температуре 480 градусов Цельсия, видимо, невозможен даже такой дождь. Капли серной кислоты испаряются, прежде чем успевают достичь поверхности Венеры.

Погода на Марсе

Пылевые смерчи на Марсе
Пылевые смерчи на Марсе

Марс — четвертая планета Солнечной системы. Ученые считают, что в древние времена Марс, возможно, по природным условиям был похож на Землю. В настоящее время Марс имеет весьма разреженную атмосферу, а его поверхность, если судить по фотографиям, подобна пустыням юго – запада Соединенных Штатов Америки. Когда на Марсе наступает зима, над красными равнинами появляются тонкие облака из замерзшей двуокиси углерода и иней покрывает скалы. По утрам в долинах бывает туман, иногда такой густой, что кажется вот – вот пойдет дождь.

Однако речные русла, избороздившие поверхность Марса, ныне сухи. Ученые считают, что по этим руслам некогда действительно текла вода. Миллиарды лет назад, по их мнению, атмосфера на Марсе была плотнее, может быть выпадали обильные дожди. То, что сегодня осталось от этого водного изобилия, тонким слоем покрывает полярную область и скудно скапливается в расщелинах скал и в трещинах грунта.

Погода на Юпитере

Юпитер — пятая от Солнца планета — во всем отличается от Марса. Юпитер — это гигантский вращающийся газовый шар, состоящий в основном из водорода и гелия. Возможно, глубоко внутри имеется небольшое твердое ядро, покрытое океаном из жидкого водорода.

Юпитер окружен цветными полосами облаков. Есть и облака, состоящие из воды, но большинство облаков Юпитера из кристалликов застывшего аммиака. На Юпитере бывают бури, даже сильные ураганы, а также, по мнению ученых, дожди и снегопады из аммиака. Но эти «снежинки» плавятся и испаряются, прежде чем достигают поверхности водородного океана.

Погода на Сатурне

Сатурн — еще одна гигантская планета, весьма похожая на Юпитер и имеющая схожую с ним погоду. «Вояджер» зарегистрировал грозу на Сатурне. Она захватила территорию площадью около 100000 квадратных километров.

Погода на Уране

Уран также газовая планета, покрытая мощными облаками. Некоторые из этих облаков, состоящие из метана, напоминают гигантские копии земных грозовых туч. Похожие на огромные наковальни, они громоздятся в небе Урана. Возможно, из этих облаков падают капли жидкого метана, которые испаряются, не долетев до поверхности планеты.

Погода на Нептуне и Плутоне

Далекий газообразный Нептун — планета таинственная. Мы знаем, что его облака состоят из замерзшего метана, но какая на Нептуне погода нам неизвестно. Застывший Плутон, удаленный от Солнца на 5,8 миллиарда километров,— мир, нами совершенно не познанный.

Но девять планет нашей Солнечной системы — не единственные места в ней, где могут быть осадки. На Титане, большом спутнике Сатурна, из красноватых облаков выпадают метановые «снежинки», которые погружаются в океан метана или азота.  С неба Титана могут идти и бензиновые дожди. Может быть, наступит день, когда по морям Титана поплывут управляемые роботами корабли.

Источник: kipmu.ru


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.