Neptuns kredsløb og rotation. Planet Neptun: interessante fakta om "havet" rumgiganten

Selvom ordet "kæmpe" selvfølgelig vil være en lille smule stærkt i forhold til Neptun, er planeterne, selvom de er meget store i kosmiske standarder, ikke desto mindre meget ringere i størrelse end vores andre kæmpeplaneter: Saturn og. Når vi taler om Uranus, er denne planet større i størrelse end Neptun, men Neptun er 18% større i masse end Uranus. Generelt kan denne planet, opkaldt på grund af sin blå farve til ære for den gamle havgud, Neptun betragtes som den mindste af de gigantiske planeter og samtidig den mest massive - tætheden af ​​Neptun er mange gange stærkere end andre planeters. Men i sammenligning med den Neptun, at vores Jord, er lille, hvis vi forestiller os, at vores Sol er på størrelse med en dør, så er Jorden på størrelse med en mønt, og Neptun har samme størrelse som en stor baseball.

Historien om opdagelsen af ​​planeten Neptun

Historien om opdagelsen af ​​Neptun er unik i sin art, da det er den første planet i vores solsystem, som blev opdaget rent teoretisk, takket være matematiske beregninger, og først da blev den set gennem et teleskop. Det var sådan her: tilbage i 1846 observerede den franske astronom Alexis Bouvard bevægelsen af ​​planeten Uranus gennem et teleskop og bemærkede mærkelige afvigelser i dens kredsløb. Uregelmæssigheden under planetens bevægelse kunne efter hans mening være forårsaget af den stærke gravitationspåvirkning fra et andet stort himmellegeme. Alexis' tyske kollega, astronom Johann Halle, lavede de nødvendige matematiske beregninger for at bestemme placeringen af ​​denne hidtil ukendte planet, og de viste sig at være korrekte - snart blev vores Neptun opdaget på stedet for den påståede placering af den ukendte "planet X" .

Selvom længe før dette, blev planeten Neptun observeret i et teleskop af de store. Sandt nok markerede han den i sine astronomiske noter som en stjerne, ikke en planet, så opdagelsen blev ikke krediteret ham.

Neptun er den fjerneste planet i solsystemet

"Men hvad med?" - spørger du måske. Faktisk er alt ikke så simpelt, som det ser ud ved første øjekast. Siden dens opdagelse i 1846 er Neptun med rette blevet betragtet som den fjerneste planet fra Solen. Men i 1930 blev lille Pluto opdaget, som er endnu længere væk. Kun der er én nuance her, Plutos bane er stærkt forlænget langs en ellipse på en sådan måde, at Pluto i visse øjeblikke af sin bevægelse er tættere på Solen end Neptun. Sidste gang et sådant astronomisk fænomen fandt sted, var fra 1978 til 1999 – i 20 år havde Neptun igen titlen som en fuldgyldig "den fjerneste planet fra Solen".

Nogle astronomer, for at slippe af med denne forvirring, foreslog endda at "degradere" Pluto fra titlen på en planet, siger de, det er bare et lille himmellegeme, der flyver i kredsløb, eller at tildele status som en "dværgplanet Men uenigheder på dette område er stadig i gang.

Funktioner af planeten Neptun

Neptun har sit klare blå udseende på grund af den stærke tæthed af skyer i planetens atmosfære, disse skyer skjuler kemiske forbindelser, som stadig er fuldstændig ukendte for vores videnskab, som, når de absorberes af sollys, bliver blå. Et år på Neptun er lig med vores 165 år, det er i denne tid, at Neptun gennemgår sin fulde cyklus i kredsløb om Solen. Men en dag på Neptun er ikke så lang som et år, de er endda kortere end vores jordiske, da de kun varer 16 timer.

Neptun temperatur

Da solens stråler når den fjerne "blå kæmpe" i meget små mængder, er det naturligt, at det er meget, meget koldt på dens overflade - den gennemsnitlige overfladetemperatur der er -221 grader celsius, hvilket er to gange lavere end frysepunktet af vand. Kort sagt, hvis du var på Neptun, ville du på et øjeblik blive til et stykke is.

Neptuns overflade

Neptuns overflade er sammensat af ammoniak og metan-is, men planetens kerne kan godt vise sig at være sten, men dette er stadig kun en hypotese. Det er mærkeligt, at tyngdekraften på Neptun er meget lig den på Jorden, den er kun 17% større end vores, og på trods af at Neptun er 17 gange større end Jorden. På trods af dette er det usandsynligt, at vi kan gå på Neptun i den nærmeste fremtid, se forrige afsnit om isen. Og desuden blæser de stærkeste vinde på overfladen af ​​Neptun, hvis hastighed kan nå op til 2400 kilometer i timen (!), Måske har ingen anden planet i vores solsystem så stærke vinde som her.

Neptuns størrelse

Som nævnt ovenfor er den 17 gange større end vores Jord. Billedet nedenfor viser en sammenligning af størrelserne på vores planeter.

Neptuns atmosfære

Sammensætningen af ​​Neptuns atmosfære ligner atmosfæren på de fleste lignende gigantiske planeter: atomer og helium dominerer der, der er også små mængder ammoniak, frosset vand, metan og andre kemiske elementer. Men i modsætning til andre store planeter indeholder Neptuns atmosfære meget is, hvilket skyldes dens fjerne position.

Ringene på planeten Neptun

Sikkert når du hører om planeternes ringe, kommer Saturn straks til at tænke på, men faktisk er han langt fra den eneste ejer af ringe. Vores Neptun har også ringe, omend ikke så store og smukke som vores. I alt har Neptun fem ringe opkaldt efter de astronomer, der opdagede dem: Halle, Le Verrier, Lassell, Arago og Adams.

Neptuns ringe er sammensat af små småsten og kosmisk støv (mange mikronstore partikler), i struktur minder de lidt om Jupiters ringe, og det er svært at bemærke dem helt nok, da de er sorte. Forskere mener, at Neptuns ringe er relativt unge, i det mindste er de meget yngre end ringene på nabolandet Uranus.

Neptuns måner

Neptun har, som enhver anstændig kæmpeplanet, sine egne satellitter, og ikke én, men så mange som tretten, opkaldt efter de mindre havguder i det gamle pantheon.

Særligt interessant er satellitten Triton, opdaget, også takket være ... øl. Faktum er, at den engelske astronom William Lasing, der faktisk opdagede Triton, tjente en stor formue ved at brygge og handle med øl, hvilket senere gjorde det muligt for ham at investere mange penge og tid i sin yndlingshobby - astronomi (så meget desto mere er det ikke billigt at udstyre et observatorium af høj kvalitet).

Men hvad er interessant og unikt ved Triton? Faktum er, at det er den eneste kendte satellit i vores solsystem, der roterer rundt om planeten i den modsatte retning i forhold til planetens rotation. I videnskabelig terminologi kaldes dette "retrograd rotation." Forskere antyder, at Triton overhovedet ikke var en satellit, men en uafhængig dværgplanet (som Pluto), efter skæbnens vilje faldt ind i indflydelsessfæren fra Neptuns tyngdekraft, faktisk fanget af den "blå kæmpe". Men dette sluttede ikke der: Neptuns tyngdekraft trækker Triton tættere og tættere på, og efter flere millioner lysår kan gravitationskræfter rive satellitten fra hinanden.

Hvor lang tid skal man flyve til Neptun

I lang tid. Dette er kort sagt med moderne teknologier, selvfølgelig. Afstanden fra Neptun til Solen er trods alt 4,5 milliarder kilometer, og afstanden fra Jorden til Neptun er henholdsvis 4,3 milliarder kilometer. Voyager 2, den eneste satellit sendt fra Jorden til Neptun, opsendt i 1977, nåede først sin destination i 1989, hvor den fotograferede en "stor mørk plet" på overfladen af ​​Neptun og observerede en række kraftige storme i planetens atmosfære.

Planet Neptun videoer

Og i slutningen af ​​vores artikel tilbyder vi dig en interessant video om planeten Neptun.

Neptun- den ottende planet i solsystemet: opdagelse, beskrivelse, kredsløb, sammensætning, atmosfære, temperatur, satellitter, ringe, udforskning, overfladekort.

Neptun er den ottende planet fra Solen og den fjerneste planet i solsystemet. Det er en gasgigant og repræsentant for kategorien af ​​det ydre solsystem. Pluto fløj væk fra planetlisten, så Neptun lukker kæden.

Den kan ikke findes uden instrumenter, derfor blev den fundet relativt nylig. Nærbillede blev kun observeret én gang under Voyager 2 forbiflyvningen i 1989. Lad os finde ud af, hvilken planet Neptun er i interessante fakta.

Interessante fakta om planeten Neptun

De gamle kendte ikke til ham

• Neptun kan ikke findes uden brug af værktøj. Det blev først bemærket i 1846. Stillingen blev beregnet matematisk. Navnet blev givet til ære for havguden blandt romerne.

Roterer hurtigt på en akse

• Ækvatorskyer fuldfører en revolution på 18 timer.

Mindst blandt isgiganterne

• Den er mindre end Uranus, men overlegen i masse. Den tunge atmosfære skjuler lag af brint, helium og metangasser. Der er vand, ammoniak og metanis. Den indre kerne er repræsenteret af en sten.

Atmosfæren er fyldt med brint, helium og metan

• Neptuns metan absorberer rødt, så planeten ser blå ud. Høje skyer driver konstant.

Aktivt klima

• Det er værd at bemærke store storme og kraftige vinde. En af de storstilede storme blev registreret i 1989 - den store mørke plet, som varede i 5 år.

Der er tynde ringe

• De er repræsenteret af ispartikler blandet med støvkorn og kulstofholdigt stof.

Der er 14 satellitter

• Neptuns mest interessante satellit er Triton - en frostklar verden, der frigiver partikler af nitrogen og støv fra under overfladen. Kan tiltrækkes af planetarisk tyngdekraft.

Sendt en mission

• I 1989 fløj Voyager 2 forbi Neptun og sendte de første store billeder af systemet. Hubble-teleskopet observerede også planeten.

Størrelsen, massen og kredsløbet af planeten Neptun

Med en radius på 24.622 km er det den fjerdestørste planet, som er fire gange større end vores. Med en masse på 1,0243 x 10 går 26 kg uden om os 17 gange. Excentriciteten er kun 0,0086, og afstanden fra Solen til Neptun er 29,81 AU. i en omtrentlig tilstand og 30.33. a.u. maksimalt.

Den sideriske omdrejning tager 16 timer, 6 minutter og 36 sekunder, og den orbitale passage tager 164,8 år. Hældningen af ​​Neptuns akse er 28,32° og ligner Jordens, så planeten gennemgår lignende sæsonmæssige ændringer. Men det er værd at tilføje faktoren for en lang bane, og vi får en sæson med en varighed på 40 år.

Neptuns planetbane påvirker Kuiperbæltet. På grund af planetens tyngdekraft mister nogle genstande stabilitet og skaber brud i bæltet. I nogle tomme områder er der en bane. Resonans med kroppe - 2:3. Det vil sige, at kroppe fuldfører 2 orbitale passager for hver 3 ved Neptun.

Isgiganten råder over trojanske kroppe, der ligger på L4 og L5 Lagrange-punkterne. Nogle er endda slående i deres stabilitet. Mest sandsynligt skabte de bare side om side, og graviterede ikke gravitationsmæssigt senere.

Sammensætning og overflade af planeten Neptun

Denne type objekter kaldes isgiganter. Der er en stenet kerne (metaller og silikater), en kappe skabt af vand, metan-is, ammoniak og en brint-, helium- og methanatmosfære. Den detaljerede struktur af Neptun kan ses på figuren.

Kernen indeholder nikkel, jern og silikater, og omgår vores 1,2 gange i masse. Centraltrykket stiger til 7 Mbar, hvilket er dobbelt så højt som vores. Situationen varmes op til 5400 K. I en dybde på 7000 km omdannes metan til diamantkrystaller, som falder ned i form af hagl.

Kappen når 10-15 gange jordens masse og er fyldt med ammoniak, metan og vandblandinger. Stoffet kaldes iskoldt, selvom det i virkeligheden er en tæt glødende væske. Det atmosfæriske lag strækker sig 10-20% fra midten.

I de nedre atmosfæriske lag kan man se, hvordan metan-, vand- og ammoniakkoncentrationerne stiger.

Satellitter af planeten Neptun

Neptuns månefamilie er repræsenteret af 14 måner, hvor alle undtagen én har navne til ære for græsk og romersk mytologi. De er opdelt i 2 klasser: regelmæssig og uregelmæssig. De første er Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1 og Proteus. De er placeret tættest på planeten og marcherer i cirkulære baner.

Satellitterne er i en afstand på 48227 km til 117646 km fra planeten, og alle, bortset fra S/2004 N 1 og Proteus, går rundt om planeten mindre end dens omløbsperiode (0,6713 dage). Med hensyn til parametre: 96 x 60 x 52 km og 1,9 × 10 17 kg (Naiad) til 436 x 416 x 402 km og 5,035 × 10 17 kg (Proteus).

Alle satellitter, bortset fra Proteus og Larissa, er aflange i deres form. Spektralanalyse viser, at de er dannet af vandis med en blanding af mørkt materiale.

De uregelmæssige følger skrå excentriske eller retrograde baner og lever på stor afstand. En undtagelse er Triton, som kredser om Neptun i en cirkulær bane.

Listen over irregulære inkluderer Triton, Nereid, Galimeda, Sao, Laomedea, Neso og Psamaph. I størrelse og masse er de praktisk talt stabile: fra 40 km i diameter og 1,5 × 10 16 kg i masse (Psamaph) til 62 km og 9 x 10 16 kg (Galimeda).

Triton og Nereid betragtes separat, fordi de er de største uregelmæssige måner i systemet. Triton indeholder 99,5% af Neptuns orbitale masse.

De roterer tæt på planeten og har usædvanlige excentriciteter: Triton har en næsten perfekt cirkel, og Nereid har den mest excentriske.

Neptuns største måne er Triton. Dens diameter dækker 2.700 km, og dens masse er 2,1 x 10 22 kg. Den er stor nok til at opnå hydrostatisk balance. Salamanderen bevæger sig langs en retrograd og kvasi-cirkulær bane. Den er fyldt med nitrogen, kuldioxid, metan og vandis. Albedo er mere end 70%, derfor betragtes det som et af de lyseste objekter. Overfladen ser rødlig ud. Det overrasker også med, at det har sit eget atmosfæriske lag.

Satellittens tæthed er 2 g / cm 3, hvilket betyder, at 2/3 af massen er givet til klipper. Flydende vand og et underjordisk hav kan også være til stede. I syd er der en stor polarhætte, gamle kraterar, kløfter og afsatser.

Det menes, at Triton blev trukket af tyngdekraften og tidligere blev betragtet som en del af Kuiperbæltet. Tidevandsattraktion fører til konvergens. En kollision kan forekomme mellem planeten og satellitten om 3,6 milliarder år.

Nereid er den tredjestørste i månefamilien. Roterer i en prograd, men ekstremt excentrisk bane. Spektroskopet fandt is på overfladen. Måske er det den kaotiske rotation og aflange form, der fører til uregelmæssige ændringer i den tilsyneladende størrelse.

Atmosfæren og temperaturen på planeten Neptun

I højere højder er Neptuns atmosfære sammensat af brint (80%) og helium (19%) med mindre metanurenheder. Den blå nuance vises, fordi metan absorberer rødt lys. Atmosfæren er opdelt i to hovedbolde: troposfæren og stratosfæren. Der er en tropopause mellem dem med et tryk på 0,1 bar.

Spektralanalyse viser, at stratosfæren er diset på grund af ophobning af blandinger skabt ved kontakt med UV-stråler og metan. Den indeholder kulilte og hydrogencyanid.

Indtil videre kan ingen forklare, hvorfor termosfæren opvarmes til 476,85 ° C. Neptun er meget langt fra stjernen, så en anden opvarmningsmekanisme er nødvendig. Dette kan være atmosfærens kontakt med ioner i et magnetfelt eller selve planetens gravitationsbølger.

Neptun har ingen fast overflade, så atmosfæren roterer forskelligt. Ækvatordelen roterer med en periode på 18 timer, magnetfeltet - 16,1 timer, og polarzonen - 12 timer. Derfor opstår der kraftig vind. Voyager 2 indspillede tre store i 1989.

Den første storm strakte sig 13.000 x 6.600 km og lignede Jupiters store røde plet. I 1994 forsøgte Hubble-teleskopet at lokalisere den store mørke plet, men det var det ikke. Men på den nordlige halvkugles territorium blev der dannet en ny.

Scooteren er en anden storm, repræsenteret ved let skydække. De er placeret syd for den store mørke plet. I 1989 blev den lille mørke plet også bemærket. Først virkede det helt mørkt, men da apparatet nærmede sig, var det muligt at fikse en lys kerne.

Ringene på planeten Neptun

Planeten Neptun har 5 ringe opkaldt efter videnskabsmænd: Halle, Le Verrier, Lassell, Arago og Adams. De er repræsenteret af støv (20%) og små stenaffald. De er svære at finde, fordi de er blottet for lysstyrke og adskiller sig i størrelse og tæthed.

Johann Halle var den første til at se planeten med en forstørrelsesanordning. Ringen går først og er 41000-43000 km væk fra Neptun. Le Verrier er kun 113 km bred.

I en afstand på 53200-57200 km med en bredde på 4000 km er Lassell-ringen. Dette er den bredeste ring. Forskeren fandt Triton 17 dage efter opdagelsen af ​​planeten.

Ringen af ​​Arago strækker sig over 100 km, beliggende 57.200 km væk. François Arago instruerede Le Verrier og deltog aktivt i debatten om planeten.

Adams er kun 35 km bred. Men denne ring er den lyseste i Neptun og er nem at finde. Den har fem buer, hvoraf tre kaldes Frihed, Ligestilling, Broderskab. Buerne menes at være blevet fanget af tyngdekraften af ​​Galatea, der ligger inde i ringen. Tag et kig på billedet af Neptuns ringe.

Ringene er mørke og lavet af organiske forbindelser. Holder meget støv. Det menes, at disse er unge formationer.

Historien om studiet af planeten Neptun

Neptun blev først registreret i det 19. århundrede. Selvom du nøje overvejer skitserne af Galileo fra 1612, vil du bemærke, at punkterne antyder isgigantens placering. Så tidligere blev planeten simpelthen forvekslet med en stjerne.

I 1821 producerede Alexis Bouvard diagrammer, der viser Uranus' kredsløb. Men en yderligere gennemgang viste afvigelser fra tegningen, så videnskabsmanden troede, at der var et stort legeme i nærheden, der påvirkede stien.

John Adams begyndte en detaljeret undersøgelse af Uranus' kredsløb i 1843. Uafhængigt af ham i 1845-1846'erne. arbejdet af Urbe Le Verrier. Han delte sin viden med Johann Halle ved Berlin Observatory. Sidstnævnte bekræftede, at der er noget stort i nærheden.

Opdagelsen af ​​planeten Neptun forårsagede en masse kontroverser om opdageren. Men den videnskabelige verden anerkendte fordelene ved Le Verrier og Adams. Men i 1998 mente man, at førstnævnte gjorde mere.

I første omgang foreslog Le Verrier at navngive objektet til hans ære, hvilket vakte stor forargelse. Men hans anden sætning (Neptun) er blevet det moderne navn. Faktum er, at det passede ind i navnetraditionen. Nedenfor er et kort over Neptun.

Kort over overfladen af ​​planeten Neptun

Klik på billedet for at forstørre det

Voyager 2 tog dette billede af Neptun fem dage før dens historiske forbiflyvning af planeten den 25. august 1989.

Planeten Neptun er en mystisk blå kæmpe i udkanten af ​​solsystemet, hvis eksistens først blev mistænkt i slutningen af ​​første halvdel af det 19. århundrede.

En fjern planet usynlig uden optiske instrumenter blev opdaget i efteråret 1846. JK Adams var den første til at tænke på eksistensen af ​​et himmellegeme, der unormalt påvirker bevægelse. Han præsenterede sine beregninger og antagelser for Royal Astronomer Erie, som ignorerede dem. Samtidig var franskmanden Le Verrier engageret i undersøgelsen af ​​afvigelser i Uranus kredsløb, hans konklusioner om eksistensen af ​​en ukendt planet blev præsenteret i 1845. Det var tydeligt, at resultaterne af de to uafhængige undersøgelser var meget tætte.

I september 1846 blev en ukendt planet set gennem teleskopet på Berlin-observatoriet, der ligger på det sted, der er angivet i Le Verriers beregninger. Opdagelsen, gjort ved hjælp af matematiske beregninger, chokerede den videnskabelige verden og blev genstand for en strid mellem England og Frankrig om national prioritet. For at undgå kontroverser kan den betragtes som opdageren af ​​den tyske astronom Halle, som undersøgte den nye planet gennem et teleskop. Ifølge traditionen blev navnet på en af ​​de romerske guder, havenes skytshelgen, Neptun, valgt til navnet.

Neptuns bane

Efter Pluto fra listen over planeter var Neptun den sidste - den ottende - repræsentant for solsystemet. Dens afstand fra centrum er 4,5 milliarder km; det tager 4 timer for en bølge af lys at rejse denne afstand. Planeten kom sammen med Saturn, Uranus og Jupiter ind i gruppen af ​​fire gasgiganter. På grund af banens enorme diameter er et år her lig med 164,8 Jorden, og et døgn går forbi på mindre end 16 timer. Banen for passage omkring Solen er tæt på cirkulær, dens excentricitet er 0,0112.

Planetens struktur

Matematiske beregninger gjorde det muligt at skabe en teoretisk model af Neptuns struktur. I dens centrum er der en fast kerne, der ligner jordens masse, jern, silikater, nikkel findes i sammensætningen. Overfladen ligner en tyktflydende masse af ammoniak, vand og metan modifikation af is, som strømmer ud i atmosfæren uden en klar grænse. Den indre temperatur i kernen er ret høj - den når 7000 grader - men på grund af det høje tryk smelter den størknede overflade ikke. Neptun er 17 gange større end Jordens og er 1,0243x10 i 26 kg.

Atmosfære og rasende vinde

Grundlaget er brint - 82%, helium - 15% og metan - 1%. Dette er den traditionelle sammensætning for gasgiganterne. Temperaturen på den betingede overflade af Neptun viser -220 grader Celsius. I den lavere atmosfære ses skyer dannet af krystaller af metan, hydrogensulfid, ammoniak eller ammoniumsulfid. Det er disse isstykker, der skaber det blå skær omkring planeten, men dette er kun en del af forklaringen. Der er en hypotese om et ukendt stof, der giver en klar blå farve.

Vinde, der blæser på Neptun, har en unik hastighed, deres gennemsnitlige antal er 1000 km/t, og orkanvindstød når 2400 km/t. Luftmasser bevæger sig mod planetens rotationsakse. En uforklarlig kendsgerning er intensiveringen af ​​storme og vinde, som observeres med en stigning i afstanden mellem planeten og Solen.

Rumfartøjet "" og Hubble-teleskopet observerede et fantastisk fænomen - den store mørke plet - en enorm orkan, der fejede hen over Neptun med en hastighed på 1000 km/t. Sådanne hvirvler dukker op og forsvinder forskellige steder på planeten.

Magnetosfære

Kæmpens magnetfelt har modtaget betydelig effekt, dets grundlag anses for at være en ledende flydende kappe. Forskydningen af ​​den magnetiske akse i forhold til den geografiske akse med 47 grader får magnetosfæren til at ændre sin form efter planetens rotation. Dette mægtige skjold afspejler solvindens energi.

Neptuns måner

Satellitten, Triton, blev observeret en måned efter den store opdagelse af Neptun. Dens masse er lig med 99% af hele satellitsystemet. Udseendet af Triton er forbundet med en mulig fangst fra.
Kuiperbæltet er et stort område fyldt med objekter på størrelse med en lille satellit, men der er få så store som Pluto og nogle, måske endda større. Bag Kuiperbæltet er stedet, hvor kometer kommer til os. Oort-skyen strækker sig næsten halvvejs til den nærmeste stjerne.

Triton er en af ​​de tre måner i vores system, der har en atmosfære. Triton er den eneste, der har en sfærisk form. I alt har Neptun 14 himmellegemer opkaldt efter dybhavets mindre guder.

Siden opdagelsen af ​​planeten er dens tilstedeværelse blevet diskuteret, men der er ikke fundet nogen bekræftelse af teorien. Det var først i 1984, at en lys bue blev bemærket ved det chilenske observatorium. De resterende fem ringe blev fundet takket være forskningen i Voyager 2-apparatet. Formationerne er mørke i farven og reflekterer ikke sollys. De skylder deres navne til de mennesker, der opdagede Neptun: Galle, Le Verrier, Argo, Lassel, og den fjerneste og mest usædvanlige er opkaldt efter Adams. Denne ring består af individuelle brillestænger, der burde have smeltet sammen til en enkelt struktur, men gør det ikke. En mulig årsag er virkningen af ​​tyngdekraften af ​​satellitter, der endnu ikke er opdaget. En enhed forblev unavngiven.

Forskning

Neptuns enorme afstand fra Jorden og dens særlige placering i rummet gør det svært at observere planeten. Fremkomsten af ​​store teleskoper med kraftig optik har udvidet videnskabsmænds muligheder. Al forskning om Neptun er baseret på data fra Voyager 2-missionen. Den fjerne blå planet, der flyver nær grænsen til den verden, vi kender, er fuld af, som vi praktisk talt intet ved endnu.

New Horizons fangede Neptun og dens satellit Triton. Billedet er taget den 10. juli 2014 fra en afstand af 3,96 milliarder kilometer.

Billeder af Neptun

Voyager 2s billeder af Neptun og dens måner er stort set undervurderet. Mere fascinerende end selv Neptun er dens kæmpemåne Triton, som i størrelse og tæthed ligner Pluto. Triton kan være blevet fanget af Neptun, hvilket fremgår af dens retrograde bevægelse (med uret) i dens kredsløb omkring Neptun. Gravitationsinteraktionen mellem satellitten og planeten genererer varme og holder Triton aktiv. Dens overflade har flere kratere og er geologisk aktiv.

Dens ringe er tynde og svage og næsten usynlige fra Jorden. Voyager 2 tog et billede, da de blev oplyst af solen. Billedet er alvorligt overeksponeret (10 minutter).

Neptun skyer

På trods af sin store afstand fra Solen har Neptun et meget dynamisk vejr, inklusive de kraftigste vinde i solsystemet. Den "Great Dark Spot", der ses på billedet, er allerede forsvundet og viser os, hvor hurtigt ændringer finder sted på den fjerneste planet.

Det mest komplette kort over Triton til dato

Paul Schenck fra Moon and Planets Institute (Houston, USA) omarbejdede gamle Voyager-data for at afsløre flere detaljer. Resultatet er et kort over begge halvkugler, selvom det meste af den nordlige halvkugle mangler, fordi det på tidspunktet for sondens passage var i skyggen.

Animation af rumfartøjet Voyager 2, der passerer Triton a, begået i 1989. Under forbiflyvning, det meste af den nordlige halvkugle Triton men var i skyggen. På grund af Voyagers høje hastighed og langsomme rotation Triton ah, vi var kun i stand til at se én halvkugle.

Gejsere af Triton

Neptun er den ottende og fjerneste planet i solsystemet. Neptun er også den fjerdestørste planet i diameter og den tredjestørste planet. Neptuns masse er 17,2 gange, og ækvatorens diameter er 3,9 gange Jordens. Planeten blev opkaldt efter den romerske gud for havet. Dets astronomiske symbol, Neptun symbol.svg, er en stiliseret version af Neptuns trefork.

Neptun blev opdaget den 23. september 1846 og blev den første planet opdaget gennem matematiske beregninger i stedet for regelmæssig observation. Opdagelsen af ​​uforudsete ændringer i Uranus kredsløb gav anledning til hypotesen om en ukendt planet, den gravitationsforstyrrende indflydelse, som de skyldes. Neptun blev fundet inden for den forudsagte position. Snart blev dens satellit Triton også opdaget, men de resterende 12 satellitter, som nu er kendt, var ukendte indtil det 20. århundrede. Neptun fik kun besøg af ét rumfartøj, Voyager 2, som fløj tæt på planeten den 25. august 1989.

Neptun ligner i sammensætning Uranus, og begge planeter adskiller sig i sammensætning fra de større kæmpeplaneter - Jupiter og Saturn. Nogle gange er Uranus og Neptun placeret i en separat kategori af "isgiganter". Neptuns atmosfære består ligesom Jupiters og Saturns atmosfære hovedsageligt af brint og helium sammen med spor af kulbrinter og muligvis nitrogen, men indeholder en højere andel is: vand, ammoniak, metan. Neptuns kerne består ligesom Uranus hovedsageligt af is og sten. Især spor af metan i atmosfærens ydre lag er ansvarlige for planetens blå farve.

De stærkeste vinde blandt solsystemets planeter raser i Neptuns atmosfære, ifølge nogle skøn kan deres hastigheder nå 2100 km / t. Under forbiflyvningen af ​​Voyager 2 i 1989 blev den såkaldte store mørke plet opdaget på den sydlige halvkugle af Neptun, svarende til den store røde plet på Jupiter. Temperaturen af ​​Neptun i den øvre atmosfære er tæt på -220 ° C. I centrum af Neptun er temperaturen ifølge forskellige skøn fra 5400 K til 7000-7100 ° C, hvilket er sammenligneligt med temperaturen på Solens overflade og kan sammenlignes med den indre temperatur på de fleste af de kendte planeter. . Neptun har et svagt og fragmenteret ringsystem, muligvis opdaget tilbage i 1960'erne, men først pålideligt bekræftet af Voyager 2 i 1989.

I 1948, til ære for opdagelsen af ​​planeten Neptun, blev det foreslået at navngive det nye kemiske grundstof 93 neptunium.

Den 12. juli 2011 markerer præcis et neptunsk år eller 164,79 jordår – siden opdagelsen af ​​Neptun den 23. september 1846.

Navn

I nogen tid efter opdagelsen blev Neptun blot betegnet som "planeten eksternt fra Uranus" eller som "planeten Le Verrier". Den første, der kom med ideen om et officielt navn, var Halle, som foreslog navnet "Janus". I England foreslog Chiles et andet navn: "Ocean".

Le Verrier hævdede, at han havde ret til at navngive planeten opdaget af ham, og foreslog at kalde den Neptun, idet han fejlagtigt hævdede, at et sådant navn var godkendt af det franske bureau for længdegrader. I oktober forsøgte han at navngive planeten ved sit navn, Le Verrier, og blev støttet af direktøren for observatoriet, François Arago, men dette initiativ mødte betydelig modstand uden for Frankrig. De franske almanakker bragte meget hurtigt navnet Herschel tilbage for Uranus, efter dets opdager William Herschel, og Le Verrier for den nye planet.

Direktør for Pulkovo-observatoriet Vasily Struve gav fortrinsret til navnet "Neptun". Han meddelte grundene til sit valg på det kejserlige videnskabsakademis kongres i St. Petersborg den 29. december 1846. Dette navn modtog støtte uden for Rusland og blev snart det almindeligt anerkendte internationale navn for planeten.

I romersk mytologi er Neptun havets gud og svarer til den græske Poseidon.

Status

Fra det øjeblik den blev opdaget og frem til 1930, forblev Neptun den fjernest kendte planet fra Solen. Efter opdagelsen af ​​Pluto blev Neptun den næstsidste planet, med undtagelse af 1979-1999, hvor Pluto var inde i Neptuns bane. Studiet af Kuiperbæltet i 1992 fik imidlertid mange astronomer til at diskutere, om Pluto er en planet eller en del af Kuiperbæltet. I 2006 vedtog Den Internationale Astronomiske Union en ny definition af begrebet "planet" og klassificerede Pluto som en dværgplanet og gjorde dermed Neptun til den sidste planet i solsystemet igen.

Udvikling af ideer om Neptun

Tilbage i slutningen af ​​1960'erne var ideer om Neptun noget anderledes end i dag. Selvom de sideriske og synodiske omdrejningsperioder omkring Solen var relativt nøjagtigt kendte, var den gennemsnitlige afstand fra Solen, ækvatorens hældning til orbitalplanet, også parametre målt mindre nøjagtigt. Især blev massen anslået til 17,26 Jorder i stedet for 17,15; ækvatorradius er 3,89 i stedet for 3,88 fra jordens. Stjernernes omdrejningsperiode omkring aksen blev estimeret til 15 timer og 8 minutter i stedet for 15 timer og 58 minutter, hvilket er den væsentligste uoverensstemmelse mellem den nuværende viden om planeten og datidens viden.

I nogle øjeblikke var der uoverensstemmelser senere. Indledningsvis, før Voyager 2's flyvning, blev det antaget, at Neptuns magnetfelt har samme konfiguration som Jordens eller Saturns felt. Ifølge de seneste ideer har feltet af Neptun form af den såkaldte. "Tiltet rotator". Geografiske og magnetiske "poler" af Neptun (hvis vi forestiller os dets felt som en dipolækvivalent) viste sig at være i en vinkel i forhold til hinanden på mere end 45 °. Når planeten roterer, beskriver dens magnetfelt således en kegle.

fysiske egenskaber

Sammenligning af størrelserne på Jorden og Neptun

Med en masse på 1,0243 · 1026 kg er Neptun et mellemled mellem Jorden og de store gasgiganter. Dens masse er 17 gange Jordens, men er kun 1/19 af Jupiters masse. Neptuns ækvatorradius er 24.764 km, hvilket er næsten 4 gange større end Jordens. Neptun og Uranus betragtes ofte som en underklasse af gasgiganter kaldet "isgiganter" på grund af deres mindre størrelse og højere koncentration af flygtige stoffer. Når man søger efter exoplaneter, bruges Neptun som metonym: opdagede exoplaneter med en lignende masse kaldes ofte "Neptuner", astronomer bruger også ofte Jupiter ("Jupiters") som metonym.

Orbit og rotation

For en komplet omdrejning af Neptun omkring Solen laver vores planet 164,79 omdrejninger.

Den gennemsnitlige afstand mellem Neptun og Solen er 4,55 milliarder km (ca. 30,1 gange den gennemsnitlige afstand mellem Solen og Jorden, eller 30,1 AU), og det tager 164,79 år at gennemføre en omdrejning omkring Solen. Afstanden mellem Neptun og Jorden er 4,3 til 4,6 milliarder km. Den 12. juli 2011 gennemførte Neptun sin første fulde revolution siden opdagelsen af ​​planeten i 1846. Fra Jorden vil det blive set anderledes end på opdagelsesdagen, som et resultat af, at perioden med Jordens revolution omkring Solen (365,25 dage) ikke er et multiplum af perioden for Neptuns revolution. Planetens elliptiske bane hælder 1,77° i forhold til Jordens bane. På grund af tilstedeværelsen af ​​en excentricitet på 0,011 ændres afstanden mellem Neptun og Solen med 101 millioner km - forskellen mellem perihelion og aphelion, det vil sige de nærmeste og fjerneste punkter af planetens position langs kredsløbsbanen. Neptuns aksiale hældning er 28,32 °, hvilket svarer til hældningen af ​​Jordens og Mars akse. Som et resultat oplever planeten lignende sæsonmæssige ændringer. Men på grund af Neptuns lange omløbsperiode varer årstiderne i fyrre år hver.

Den sideriske rotationsperiode for Neptun er 16,11 timer. På grund af den aksiale hældning svarende til Jordens (23 °), er ændringer i den sideriske rotationsperiode i løbet af dets lange år ikke signifikante. Da Neptun ikke har nogen fast overflade, er dens atmosfære udsat for differentiel rotation. Den brede ækvatorialzone roterer med en periode på cirka 18 timer, hvilket er langsommere end 16,1 timers rotation af planetens magnetfelt. I modsætning til ækvator roterer polarområderne på 12 timer. Blandt alle solsystemets planeter er denne type rotation mest udtalt netop i Neptun. Dette resulterer i en kraftig vindforskydning i bredden.

Orbitale resonanser

Diagrammet viser de orbitale resonanser forårsaget af Neptun i Kuiperbæltet: 2: 3 resonans (Plutino), det "klassiske bælte", med baner, der ikke er væsentligt påvirket af Neptun, og 1: 2 resonans (Tutino)

Neptun har stor indflydelse på Kuiperbæltet, som ligger meget fjernt fra det. Kuiperbæltet er en ring af iskolde mindre planeter, der ligner asteroidebæltet mellem Mars og Jupiter, men meget længere. Det spænder fra Neptuns kredsløb (30 AU) til 55 astronomiske enheder fra Solen. Neptuns tyngdekraft har den mest signifikante effekt på Kuiper-skyen (inklusive med hensyn til dannelsen af ​​dens struktur), sammenlignelig i forhold til indflydelsen af ​​Jupiters tyngdekraft på asteroidebæltet. Under solsystemets eksistens blev nogle områder af Kuiperbæltet destabiliseret af Neptuns tyngdekraft, og der blev dannet huller i bæltets struktur. Et eksempel er regionen mellem 40 og 42 AU. e.

Banerne for objekter, der kan holdes i dette bælte i tilstrækkelig lang tid, bestemmes af den såkaldte. sekulære resonanser med Neptun. For nogle baner er denne tid sammenlignelig med hele solsystemets levetid. Disse resonanser opstår, når omløbsperioden for et objekt omkring Solen er relateret til Neptuns omløbsperiode som små naturlige tal, for eksempel 1: 2 eller 3: 4. Således stabiliserer objekter gensidigt deres kredsløb. Hvis et objekt for eksempel drejer rundt om Solen dobbelt så langsomt som Neptun, så vil det gå præcis halvvejs, mens Neptun vender tilbage til sin oprindelige position.

Den tættest befolkede del af Kuiperbæltet, som omfatter mere end 200 kendte objekter, er i en 2:3 resonans med Neptun]. Disse objekter laver en omdrejning hver 1? Neptuns revolution og er kendt som "plutino", fordi blandt dem er en af ​​de største objekter i Kuiper bæltet - Pluto. Selvom Neptuns og Plutos baner skærer hinanden, vil 2:3-resonansen forhindre dem i at kollidere. I andre mindre "befolkede" områder er der resonanser 3: 4, 3: 5, 4: 7 og 2: 5. Ved sine Lagrange-punkter (L4 og L5), zoner med gravitationsstabilitet, holder Neptun mange trojanske asteroider, som om han trækker dem langs sin bane. Trojanerne fra Neptun er med ham i en 1:1 resonans. Trojanske heste er meget stabile i deres kredsløb, og derfor er hypotesen om deres indfangning af Neptuns gravitationsfelt usandsynlig. Mest sandsynligt dannede de sig med ham.

Intern struktur

Neptuns indre struktur ligner Uranus' indre struktur. Atmosfæren udgør omkring 10-20% af planetens samlede masse, og afstanden fra overfladen til enden af ​​atmosfæren er 10-20% af afstanden fra overfladen til kernen. Trykket nær kernen kan nå 10 GPa. De volumetriske koncentrationer af metan, ammoniak og vand findes i den nedre atmosfære.

Neptuns indre struktur:
1. Øvre atmosfære, øvre skyer
2. En atmosfære sammensat af brint, helium og metan
3. Kappe sammensat af vand, ammoniak og metan-is
4. Sten-is kerne

Gradvist komprimeres dette mørkere og varmere område til en overophedet flydende kappe, hvor temperaturerne når 2000-5000 K. Massen af ​​Neptuns kappe er 10-15 gange større end Jordens, ifølge forskellige skøn, og er rig på vand, ammoniak, metan og andre forbindelser. Ifølge den terminologi, der er almindeligt accepteret i planetarisk videnskab, kaldes dette stof iskoldt, selvom det er en varm, meget tæt væske. Denne stærkt ledende væske omtales nogle gange som havet af vandig ammoniak. I en dybde på 7000 km er forholdene sådan, at metan nedbrydes til diamantkrystaller, der "falder" ned på kernen. Ifølge en hypotese er der et helt hav af "diamantvæske". Neptuns kerne er sammensat af jern, nikkel og silikater og menes at have en masse 1,2 gange Jordens masse. Trykket i midten når 7 megabar, det vil sige omkring 7 millioner gange mere end på Jordens overflade. Temperaturen i midten kan være så høj som 5400 K.

Magnetosfære

Neptun ligner Uranus med både sin magnetosfære og magnetfelt, kraftigt skråtstillet 47° i forhold til planetens rotationsakse og breder sig til 0,55 af dens radius (ca. 13.500 km). Forud for ankomsten af ​​Voyager 2 til Neptun, troede forskerne, at Uranus' skrå magnetosfære var resultatet af dens "laterale rotation". Men nu, efter at have sammenlignet magnetfelterne på de to planeter, mener forskere, at en sådan mærkelig orientering af magnetosfæren i rummet kan være forårsaget af tidevand i det indre. Et sådant felt kan opstå på grund af konvektive bevægelser af væske i et tyndt sfærisk lag af elektrisk ledende væsker fra disse to planeter (en formodet kombination af ammoniak, metan og vand), som driver en hydromagnetisk dynamo. Det magnetiske felt på Neptuns ækvatoriale overflade er estimeret til 1,42 T for et magnetisk moment på 2,16 1017 Tm. Neptuns magnetfelt har en kompleks geometri, der omfatter relativt store indeslutninger fra ikke-bipolære komponenter, herunder et stærkt kvadrupolmoment, som kan være kraftigere end dipolmomentet. I modsætning hertil har Jorden, Jupiter og Saturn relativt små quadrupol-momenter, og deres felter er mindre afbøjet fra polaraksen. Neptuns buechokbølge, hvor magnetosfæren begynder at bremse solvinden, rejser sig i en afstand af 34,9 planetariske radier. Magnetopausen, hvor magnetosfærens tryk afbalancerer solvinden, er 23-26,5 gange Neptuns radius. Magnetosfærens hale strækker sig til omkring 72 gange radius af Neptun og er meget sandsynligt meget længere væk.

Atmosfære

Brint og helium blev fundet i de øverste lag af atmosfæren, som udgør henholdsvis 80 og 19 % i en given højde. Spor af metan er også observeret. Mærkbare absorptionsbånd af metan findes ved bølgelængder over 600 nm i de røde og infrarøde områder af spektret. Som i tilfældet med Uranus, er absorptionen af ​​rødt lys af metan den vigtigste faktor for at give Neptuns atmosfære en blå nuance, selvom Neptuns lyse azurblå afviger fra den mere moderate akvamarinfarve på Uranus. Da metanindholdet i Neptuns atmosfære ikke er meget forskelligt fra det i Uranus atmosfære, antages det, at der også er en vis, endnu ukendt, atmosfærisk komponent, der bidrager til dannelsen af ​​blå. Neptuns atmosfære er opdelt i 2 hovedområder: den nedre troposfære, hvor temperaturen falder med højden, og stratosfæren, hvor temperaturen stiger med højden. Grænsen mellem dem, tropopausen, er på et trykniveau på 0,1 bar. Stratosfæren erstattes af termosfæren ved et trykniveau lavere end 10-4 - 10-5 mikrobar. Termosfæren går gradvist over i exosfæren. Modeller af Neptun-troposfæren antyder, at den afhængigt af højden består af skyer med varierende sammensætning. Skyer på højt niveau er i en trykzone under en bar, hvor temperaturer favoriserer kondenseringen af ​​metan.

Billedet taget af Voyager 2 viser det lodrette relief af skyerne.

Ved tryk mellem en og fem bar dannes skyer af ammoniak og svovlbrinte. Ved tryk over 5 bar kan skyer være sammensat af ammoniak, ammoniumsulfid, hydrogensulfid og vand. Dybere, ved et tryk på cirka 50 bar, kan skyer af vandis eksistere ved temperaturer så lave som 0 °C. Det er også muligt, at der kan findes skyer af ammoniak og svovlbrinte i dette område. Neptuns skyer i høj højde blev observeret ved at kaste skygger på det uigennemsigtige skylag nedenfor. Blandt dem skiller sig skystriber ud, som "slynger" rundt om planeten på en konstant breddegrad. For disse perifere grupper når bredden 50-150 km, og de er selv 50-110 km over hovedskylaget. En undersøgelse af Neptuns spektrum tyder på, at dens nedre stratosfære er sløret af kondensering af ultraviolet metanfotolyseprodukter såsom ethan og acetylen. Der er også fundet spor af hydrogencyanid og kulilte i stratosfæren. Neptuns stratosfære er varmere end Uranus stratosfære på grund af den højere koncentration af kulbrinter. Af uklare årsager har planetens termosfære en unormalt høj temperatur på omkring 750 K. For så høj en temperatur er planeten for langt fra Solen til, at den kan varme termosfæren op med ultraviolet stråling. Måske er dette fænomen en konsekvens af atmosfærisk interaktion med ioner i planetens magnetfelt. Ifølge en anden teori er grundlaget for opvarmningsmekanismen tyngdekraftsbølger fra planetens indre områder, som er spredt i atmosfæren. Termosfæren indeholder spor af kulilte og vand, der kan være kommet ind i den fra eksterne kilder såsom meteoritter og støv.

Klima

En af forskellene mellem Neptun og Uranus er niveauet af meteorologisk aktivitet. Voyager 2, der fløj nær Uranus i 1986, registrerede ekstremt svag atmosfærisk aktivitet. I modsætning til Uranus udviste Neptun mærkbare vejrændringer, da de blev filmet med Voyager 2 i 1989.

Stor mørk plet (øverst), Scooter (hvid sky i midten) og Lille mørk plet (nederst)

Vejret på Neptun er karakteriseret ved et ekstremt dynamisk system af storme, hvor vinde til tider når supersoniske hastigheder (ca. 600 m/s). I løbet af sporingen af ​​permanente skyers bevægelse blev der registreret en ændring i vindhastigheden fra 20 m/s i østlig retning til 325 m/s i vest. I det øverste skylag varierer vindhastighederne fra 400 m/s langs ækvator til 250 m/s ved polerne. De fleste vinde på Neptun blæser i den modsatte retning af planetens rotation om sin akse. Det generelle vinddiagram viser, at på høje breddegrader falder vindens retning sammen med planetens rotationsretning, og på lave breddegrader er den modsat. Forskelle i luftstrømmenes retning menes at skyldes "hudeffekten" snarere end nogen dybe atmosfæriske processer. Indholdet af metan, ethan og acetylen i atmosfæren i ækvatorialområdet er titusinder og hundredvis af gange indholdet af disse stoffer i polernes område. Denne observation kan betragtes som bevis til fordel for eksistensen af ​​en opstrømning ved Neptuns ækvator og dens fald tættere på polerne. I 2007 blev den øvre troposfære på Neptuns sydpol observeret til at være 10°C varmere end resten af ​​Neptun, hvor temperaturen i gennemsnit er -200°C. Denne temperaturforskel er nok til, at metan, som er frosset i andre områder af Neptuns øvre atmosfære, kan sive ud i rummet ved Sydpolen. Dette "hot spot" er en konsekvens af Neptuns aksiale hældning, hvis sydpol allerede er en fjerdedel af det neptunske år, det vil sige omkring 40 jordår, vendt mod Solen. Når Neptun langsomt kredser mod den modsatte side af Solen, vil Sydpolen gradvist trække sig ind i skyggerne, og Neptun vil erstatte Nordpolen med Solen. Dermed vil frigivelsen af ​​metan i rummet bevæge sig fra Sydpolen til Nordpolen. På grund af sæsonbestemte ændringer er skybånd på den sydlige halvkugle af Neptun blevet observeret at stige i størrelse og albedo. Denne tendens blev bemærket tilbage i 1980, og forventes at fortsætte indtil 2020 med begyndelsen af ​​en ny sæson på Neptune. Årstiderne skifter hvert 40. år.

Storme

Fantastisk mørk plet, foto fra Voyager 2

I 1989 blev Great Dark Spot, en stabil anticyklonstorm, der måler 13.000 - 6.600 km, opdaget af NASAs Voyager 2-rumfartøj. Denne atmosfæriske storm lignede Jupiters store røde plet, men den 2. november 1994 opdagede Hubble-rumteleskopet den ikke på sin oprindelige placering. I stedet blev en ny, lignende formation opdaget på planetens nordlige halvkugle. Scooteren er en anden storm fundet syd for den store mørke plet. Dens navn er en konsekvens af det faktum, at selv et par måneder før tilnærmelsen af ​​Voyager 2 til Neptun var det klart, at denne gruppe af skyer bevægede sig meget hurtigere end den store mørke plet. Efterfølgende billeder afslørede grupper af skyer endnu hurtigere end scooteren. The Lesser Dark Spot, den næstmest intense storm, der blev set under Voyager 2s tætte tilgang til planeten i 1989, ligger længere mod syd. I starten så det helt mørkt ud, men efterhånden som det kom tættere på, blev det lyse centrum af Small Dark Spot mere synligt, som det kan ses på de fleste klare højopløselige fotografier. Neptuns "mørke pletter" menes at stamme fra troposfæren i lavere højder end de lysere, mere synlige skyer. De ser således ud til at være en slags huller i det øverste skylag. Fordi disse storme er vedvarende og kan vare i flere måneder, menes de at have en hvirvelstruktur. Ofte forbundet med mørke pletter er de lysere, vedvarende skyer af metan, der dannes i tropopausen. Vedholdenheden af ​​ledsagende skyer indikerer, at nogle af de tidligere "mørke pletter" kan fortsætte med at eksistere som en cyklon, selvom de mister deres mørke farve. Mørke pletter kan forsvinde, hvis de bevæger sig for tæt på ækvator eller gennem en anden ukendt mekanisme.

Indre varme

Det mere varierede vejr på Neptun sammenlignet med Uranus menes at være en konsekvens af den højere indre temperatur. Samtidig er Neptun halvanden gang længere væk fra Solen end Uranus, og modtager kun 40 % af det sollys, som Uranus modtager. Overfladetemperaturerne på disse to planeter er omtrent lige store. Den øvre troposfære af Neptun når en meget lav temperatur på -221,4 ° C. I en dybde på 1 bar når temperaturen -201,15 ° C. Gasser går dybere, men temperaturen stiger støt. Som med Uranus er opvarmningsmekanismen ukendt, men uoverensstemmelsen er stor: Uranus udsender 1,1 gange mere energi, end den modtager fra Solen. Neptun udsender 2,61 gange mere, end den modtager, dens interne varmekilde producerer 161 % af, hvad den modtager fra Solen. På trods af at Neptun er den fjerneste planet fra Solen, er dens indre energi tilstrækkelig til at have de hurtigste vinde i solsystemet. Flere mulige forklaringer er blevet foreslået, herunder radiogen opvarmning af planetens kerne (da Jorden for eksempel opvarmes af kalium-40), dissocieringen af ​​metan til andre kædekulbrinter i Neptuns atmosfære og konvektion i den lavere atmosfære, hvilket fører til deceleration af gravitationsbølger over tropopausen.

Uddannelse og migration

Simulering af de ydre planeter og Kuiperbæltet: a) Før Jupiter og Saturn gik ind i en 2:1 resonans; b) Spredning af Kuiperbælteobjekter i solsystemet efter ændring af Neptuns bane; c) Efter udstødningen af ​​Kuiperbæltlegemerne af Jupiter.

For dannelsen af ​​isgiganterne - Neptun og Uranus - har det vist sig svært at skabe en nøjagtig model. Nuværende modeller mener, at tætheden af ​​stof i de ydre områder af solsystemet var for lav til dannelsen af ​​så store legemer ved den traditionelt accepterede metode til at samle stof på kernen. Mange hypoteser er blevet fremsat for at forklare udviklingen af ​​Uranus og Neptun.

En af dem mener, at begge isgiganter ikke blev dannet ved tilvækst, men opstod på grund af ustabilitet inde i den oprindelige protoplanetariske skive, og senere blev deres atmosfærer "blæst væk" af strålingen fra en massiv O- eller B-klassestjerne.

Et andet koncept er, at Uranus og Neptun dannede sig tæt på Solen, hvor stoffets tæthed var højere, og efterfølgende flyttede til deres nuværende baner. Neptun-forskydningshypotesen er populær, fordi den forklarer de nuværende resonanser i Kuiperbæltet, især 2:5-resonansen. Da Neptun bevægede sig udad, kolliderede den med objekter i proto-Kuiper-bæltet, hvilket skabte nye resonanser og tilfældigt ændrede eksisterende baner. Objekterne på den spredte skive menes at være i deres nuværende position på grund af interaktion med resonanser skabt af migrationen af ​​Neptun.

En computermodel foreslået i 2004 af Alessandro Morbidelli fra Côte d'Azur-observatoriet i Nice antydede, at Neptuns bevægelse mod Kuiperbæltet kunne være blevet initieret af dannelsen af ​​en 1:2-resonans i Jupiters og Saturns kredsløb, som fungerede som en slags tyngdekraft, der skubbede Uranus og Neptun ind i højere baner og fik dem til at ændre placering. Udslyngningen af ​​genstande fra Kuiperbæltet som følge af denne migration kan også forklare det "Sene Heavy Bombardement", som fandt sted 600 millioner år efter dannelsen af ​​solsystemet, og fremkomsten af ​​trojanske asteroider omkring Jupiter.

Satellitter og ringe

Neptun har i øjeblikket 13 kendte satellitter. Massen af ​​den største er mere end 99,5% af den samlede masse af alle Neptuns satellitter, og kun den er massiv nok til at blive kugleformet. Dette er Triton, opdaget af William Lassell kun 17 dage efter opdagelsen af ​​Neptun. I modsætning til alle andre store satellitter af planeter i solsystemet, har Triton en retrograd kredsløb. Den kan være blevet fanget af Neptuns tyngdekraft i stedet for at blive dannet in situ, og den kan engang have været en dværgplanet i Kuiperbæltet. Den er tæt nok på Neptun til konstant at være i synkroniseret rotation.

Neptun (ovenfor) og Triton (under)

På grund af tidevandsacceleration spiraler Triton langsomt mod Neptun og vil til sidst kollapse, når Roche-grænsen er nået, hvilket resulterer i en ring, der kan være kraftigere end Saturns ringe (dette vil ske gennem en relativt lille astronomisk skalaperiode: 10 til 100 millioner år). I 1989 anslog Triton temperaturen til -235 ° C (38 K). På det tidspunkt var dette den mindste målte værdi for objekter i solsystemet med geologisk aktivitet. Triton er en af ​​de tre måner af solsystemets planeter, der har en atmosfære (sammen med Io og Titan). Det er ikke udelukket, at der findes et flydende hav, der ligner Europas hav, under Tritons isskorpe.

Den anden (på opdagelsestidspunktet) kendte satellit af Neptun er Nereid, en uregelmæssigt formet satellit med en af ​​de højeste orbitale excentriciteter blandt andre satellitter i solsystemet. En excentricitet på 0,7512 giver hende en apoapsis 7 gange størrelsen af ​​hendes periapsis.

Neptuns ledsager Proteus

Fra juli til september 1989 opdagede Voyager 2 6 nye satellitter fra Neptun. Blandt dem er den uregelmæssigt formede satellit Proteus bemærkelsesværdig. Det er bemærkelsesværdigt for, hvor stort et legeme af dens tæthed kan være uden at blive trukket ind i en sfærisk form af sin egen tyngdekraft. Neptuns næstmest massive måne er kun en kvart procent af Tritons masse.

Neptuns fire inderste måner er Naiad, Thalassa, Despina og Galatea. Deres baner er så tæt på Neptun, at de er inden for dens ringe. Ved siden af ​​dem blev Larissa oprindeligt opdaget i 1981, mens hun dækkede en stjerne. Først blev dækningen tilskrevet ringenes buer, men da Voyager 2 besøgte Neptun i 1989, blev det afsløret, at belægningen var produceret af en satellit. Mellem 2002 og 2003 blev 5 mere uregelmæssige satellitter af Neptun opdaget, hvilket blev annonceret i 2004. Da Neptun var den romerske havegud, er hans måner opkaldt efter mindre havguder.

Ringe

Voyager 2's Neptun-ringe

Neptun har et ringsystem, dog meget mindre betydningsfuldt end for eksempel Saturn. Ringene kan være sammensat af ispartikler belagt med silikater eller et kulstofbaseret materiale, hvilket med stor sandsynlighed vil give dem en rødlig nuance. Der er 5 komponenter i Neptun-ringsystemet.
[rediger] Observationer

Neptun er usynlig for det blotte øje, da dens størrelse er mellem +7,7 og +8,0. Således er Jupiters galileiske måner, dværgplaneten Ceres og asteroiderne 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno og 6 Hebe lysere end den på himlen. For sikker observation af planeten har du brug for et teleskop med en forstørrelse på 200 og højere og en diameter på mindst 200-250 mm.I dette tilfælde kan du se Neptun som en lille blålig skive, der ligner Uranus. Gennem 7-50 kikkerter kan den ses som en svag stjerne.

På grund af betydningen af ​​afstanden mellem Neptun og Jorden ændres planetens vinkeldiameter kun inden for 2,2-2,4 buesekunder. Dette er den mindste værdi blandt resten af ​​planeterne i solsystemet, så visuel observation af overfladedetaljerne på denne planet er vanskelig. Derfor var nøjagtigheden af ​​de fleste teleskopiske data om Neptun lav før fremkomsten af ​​Hubble-rumteleskopet og store jordbaserede teleskoper med adaptiv optik. I 1977, for eksempel, var selv Neptuns rotationsperiode ikke pålideligt kendt.

For en jordisk observatør går Neptun hver 367. dag ind i en tilsyneladende retrograd bevægelse og danner således en slags imaginære sløjfer mod stjernernes baggrund under hver opposition. I april og juli 2010 og i oktober og november 2011 vil disse orbitale sløjfer bringe den tæt på, hvor den blev opdaget i 1846.

Observationer af Neptun i radiobølgeområdet viser, at planeten er en kilde til kontinuerlig stråling og uregelmæssige udbrud. Begge forklares af planetens roterende magnetfelt. I den infrarøde del af spektret, mod en koldere baggrund, er krusninger i dybden af ​​Neptuns atmosfære (de såkaldte "storme"), genereret af varme fra den kollapsende kerne, tydeligt synlige. Observationer gør det muligt med høj grad af sikkerhed at fastslå deres form og størrelse samt spore deres bevægelser.

Forskning

Billede af Triton fra Voyager 2

Voyager 2 kom tættest på Neptun den 25. august 1989. Da Neptun var den sidste store planet, som et rumfartøj kunne besøge, blev det besluttet at foretage en tæt forbiflyvning nær Triton, uanset konsekvenserne for flyvebanen. En lignende opgave stod over for Voyager 1 - en forbiflyvning nær Saturn og dens største satellit, Titan. Billeder af Neptun, transmitteret til Jorden af ​​Voyager 2, blev grundlaget for et helaftens program kaldet Neptune All Night på Public Broadcasting Service (PBS) i 1989.

Under mødet rejste signalerne fra rumfartøjet til Jorden i 246 minutter. Derfor var Voyager 2's mission for det meste afhængig af forudindlæste rendezvous-hold fra Neptune og Triton frem for hold fra Jorden. Voyager 2 lavede et ret tæt pas ved Nereid, inden han den 25. august passerede blot 4.400 km fra Neptuns atmosfære. Senere samme dag fløj Voyager nær Triton.

Voyager 2 bekræftede eksistensen af ​​planetens magnetfelt og fandt ud af, at det er skråtstillet, ligesom Uranus-feltet. Spørgsmålet om planetens rotationsperiode blev løst ved at måle radioemissionen. Voyager 2 indeholdt også Neptuns usædvanligt aktive vejrsystem. 6 nye satellitter af planeten og ringe blev opdaget, hvoraf der, som det viste sig, var flere.

Omkring 2016 planlagde NASA at sende Neptune Orbiter-rumfartøjet til Neptun. I øjeblikket er der ikke annonceret nogen estimerede lanceringsdatoer, og den strategiske plan for at udforske solsystemet inkluderer ikke længere denne enhed.

Neptun blev opdaget ved teoretiske beregninger. Faktum er, at Uranus afviger fra den beregnede bane, som om den var tiltrukket af en anden planet.

britiske matematikere og astronomer John Couch Adams(1819-1892) og James Challis i 1845 beregnede den omtrentlige placering af planeten. Samtidig den franske astronom Urban Le Verrier(1811 - 1877), efter at have lavet en beregning, overbeviste ham om at begynde at søge efter en ny planet. For første gang så astronomer Neptun den 23. september 1846, ikke langt fra de positioner, som englænderen Adams og franskmanden Le Verrier forudsagde uafhængigt af hinanden.

Neptun er langt fra Solen.

Generelle karakteristika for planeten Neptun

Planetens masse er 17 gange Jordens masse. Planetens radius er omkring fire jordradius. Tæthed - Knude af jordens tæthed.

Ringe er blevet opdaget omkring Neptun. De er åbne (revet), det vil sige, de består af separate buer, der ikke er forbundet med hinanden. I udseende ligner Uranus og Neptuns ringe sig.

Neptuns struktur er sandsynligvis næsten den samme som Uranus.

I modsætning til c, og Neptun har muligvis ikke tydelig intern lagdeling. Men højst sandsynligt har Neptun en lille fast kerne, der er lig med Jorden i masse. Atmosfæren i Neptun er for det meste brint og helium med en lille blanding af metan (1%). Neptuns blå farve er resultatet af absorptionen af ​​rødt lys i atmosfæren af ​​denne gas – ligesom på Uranus.

Planeten har en tordnende atmosfære, tynde porøse skyer sammensat af frossen metan. Temperaturen i Neptuns atmosfære er højere end Uranus, derfor er omkring 80 % H 2

Ris. 1. Sammensætning af Neptuns atmosfære

Neptun har sin egen interne varmekilde – den udsender 2,7 gange mere energi, end den modtager fra Solen. Den gennemsnitlige overfladetemperatur på planeten er 235 ° C. De kraftigste vinde parallelt med planetens ækvator, store storme og hvirvelstrømme observeres på Neptun. Planeten har de hurtigste vinde i solsystemet og når 700 km/t. Vinde blæser på Neptun i vestlig retning mod planetens rotation.

Der er bjergkæder og revner på overfladen. Om vinteren er der nitrogensne, og om sommeren baner springvand sig vej gennem sprækkerne.

Voyager 2-sonden opdagede kraftige cykloner på Neptun, hvor vindhastigheden når lydens hastighed.

Planetens satellitter hedder Triton, Nereid, Naiad, Thalassa, Proteus, Despina, Galatea, Larissa. I 2002-2005. fem flere satellitter af Neptun blev opdaget. Hver af de nyopdagede har en diameter på 30-60 km.

Neptuns største måne er Triton. Det blev åbnet i 1846 af William Lassll. Triton er større end Månen. Næsten al massen af ​​Neptun-satellitsystemet er koncentreret i Triton. Afviger i høj densitet: 2 g / cm 3.