Orbite et rotation de Neptune. Planète Neptune: faits intéressants sur le géant de l'espace "mer"

Bien que, bien sûr, le mot "géante" soit un peu fort par rapport à Neptune, les planètes, bien que très grandes selon les normes cosmiques, sont néanmoins de taille bien inférieure à nos autres planètes géantes : Saturne et. En parlant d'Uranus, cette planète est plus grande que Neptune, mais Neptune a une masse 18% plus grande qu'Uranus. En général, cette planète, nommée en raison de sa couleur bleue en l'honneur de l'ancien dieu des mers, Neptune peut être considérée comme la plus petite des planètes géantes et en même temps la plus massive - la densité de Neptune est plusieurs fois plus forte que celui des autres planètes. Mais en comparaison avec ce Neptune, que notre Terre, est minuscule, si nous imaginons que notre Soleil a la taille d'une porte, alors la Terre a la taille d'une pièce de monnaie, et Neptune a la même taille qu'une grosse balle de baseball.

L'histoire de la découverte de la planète Neptune

L'histoire de la découverte de Neptune est unique en son genre, puisqu'il s'agit de la première planète de notre système solaire, qui a été découverte purement théoriquement, grâce à des calculs mathématiques, et ce n'est qu'alors qu'elle a été vue à travers un télescope. C'était comme ça : en 1846, l'astronome français Alexis Bouvard a observé le mouvement de la planète Uranus à travers un télescope et a remarqué d'étranges déviations dans son orbite. L'anomalie lors du mouvement de la planète, à son avis, pourrait être causée par la forte influence gravitationnelle d'un autre grand corps céleste. Le collègue allemand d'Alexis, l'astronome Johann Halle, a effectué les calculs mathématiques nécessaires pour déterminer l'emplacement de cette planète auparavant inconnue, et ils se sont avérés corrects - bientôt notre Neptune a été découvert sur le site de l'emplacement présumé de la "planète X" inconnue. .

Bien que bien avant cela, la planète Neptune a été observée dans un télescope par les grands. Certes, dans ses notes astronomiques, il l'a marqué comme une étoile, pas une planète, donc la découverte ne lui a pas été créditée.

Neptune est la planète la plus éloignée du système solaire

« Mais qu'en est-il ? » - pourriez-vous demander. En fait, tout n'est pas aussi simple qu'il n'y paraît à première vue. Depuis sa découverte en 1846, Neptune est considérée à juste titre comme la planète la plus éloignée du Soleil. Mais en 1930, le petit Pluton a été découvert, ce qui est encore plus loin. Seulement il y a une nuance ici, l'orbite de Pluton est fortement allongée le long d'une ellipse de telle sorte qu'à certains moments de son mouvement Pluton est plus proche du Soleil que Neptune. La dernière fois qu'un tel phénomène astronomique a eu lieu, c'était de 1978 à 1999 - pendant 20 ans, Neptune a de nouveau eu le titre de "planète la plus éloignée du Soleil".

Certains astronomes, afin de se débarrasser de cette confusion, ont même proposé de « rétrograder » Pluton du titre de planète, disent-ils, c'est juste un petit corps céleste volant en orbite, ou d'attribuer le statut de « planète naine ", cependant, des différends à ce sujet sont toujours en cours.

Caractéristiques de la planète Neptune

Neptune a son aspect bleu vif dû à la forte densité de nuages ​​dans l'atmosphère de la planète, ces nuages ​​cachent des composés chimiques encore totalement inconnus de notre science, qui, une fois absorbés par la lumière du soleil, virent au bleu. Un an sur Neptune équivaut à nos 165 ans, c'est durant cette période que Neptune effectue son cycle complet en orbite autour du Soleil. Mais un jour sur Neptune n'est pas aussi long qu'une année, ils sont encore plus courts que nos jours terrestres, puisqu'ils ne durent que 16 heures.

Température de Neptune

Étant donné que les rayons du soleil atteignent la lointaine "géante bleue" en très petites quantités, il est naturel qu'il fasse très, très froid à sa surface - la température moyenne à la surface y est de -221 degrés Celsius, ce qui est deux fois inférieur au point de congélation de l'eau. En un mot, si vous étiez sur Neptune, alors en un clin d'œil vous vous transformeriez en un morceau de glace.

Surface de neptune

La surface de Neptune est composée d'ammoniac et de glace de méthane, mais le noyau de la planète pourrait bien s'avérer être de la pierre, mais ce n'est encore qu'une hypothèse. Il est curieux que la force de gravité sur Neptune soit très similaire à celle sur Terre, elle n'est que de 17% supérieure à la nôtre, et malgré le fait que Neptune soit 17 fois plus grande que la Terre. Malgré cela, il est peu probable que nous puissions marcher sur Neptune dans un avenir proche, voir le paragraphe précédent sur la glace. Et d'ailleurs, les vents les plus forts soufflent à la surface de Neptune, dont la vitesse peut atteindre 2400 kilomètres par heure (!), Peut-être qu'aucune autre planète de notre système solaire n'a des vents aussi forts qu'ici.

La taille de Neptune

Comme mentionné ci-dessus, elle est 17 fois plus grande que notre Terre. L'image ci-dessous montre une comparaison des tailles de nos planètes.

Atmosphère de neptune

La composition de l'atmosphère de Neptune est similaire à celle de la plupart des planètes géantes similaires : les atomes et l'hélium y prédominent, il y a aussi de petites quantités d'ammoniac, d'eau gelée, de méthane et d'autres éléments chimiques. Mais contrairement à d'autres grandes planètes, l'atmosphère de Neptune contient beaucoup de glace, ce qui est dû à sa position éloignée.

Les anneaux de la planète Neptune

Certes, lorsque vous entendez parler des anneaux des planètes, Saturne vient immédiatement à l'esprit, mais en fait, il est loin d'être le seul propriétaire d'anneaux. Notre Neptune a également des anneaux, mais pas aussi grands et beaux que les nôtres. Au total, Neptune possède cinq anneaux nommés d'après les astronomes qui les ont découverts : Halle, Le Verrier, Lassell, Arago et Adams.

Les anneaux de Neptune sont composés de petits cailloux et de poussière cosmique (de nombreuses particules de la taille d'un micron), leur structure est assez similaire aux anneaux de Jupiter et il est difficile de les remarquer suffisamment, car ils sont noirs. Les scientifiques pensent que les anneaux de Neptune sont relativement jeunes, du moins ils sont beaucoup plus jeunes que les anneaux d'Uranus voisin.

Lunes de Neptune

Neptune, comme toute planète géante décente, a ses propres satellites, et pas un, mais jusqu'à treize, nommés d'après les plus petits dieux marins de l'ancien panthéon.

Particulièrement intéressant est le satellite Triton, découvert, également grâce à ... de la bière. Le fait est que l'astronome anglais William Lasing, qui a effectivement découvert le Triton, a fait une grande fortune en brassant et en commercialisant de la bière, ce qui lui a permis plus tard d'investir beaucoup d'argent et de temps dans son passe-temps favori - l'astronomie (d'autant plus, c'est pas bon marché pour équiper un observatoire de qualité).

Mais qu'est-ce qui est intéressant et unique à propos de Triton ? Le fait est que c'est le seul satellite connu de notre système solaire qui tourne autour de la planète dans le sens opposé à la rotation de la planète elle-même. Dans la terminologie scientifique, cela s'appelle « rotation rétrograde ». Les scientifiques suggèrent que Triton n'était pas du tout un satellite, mais qu'une planète naine indépendante (comme Pluton), par la volonté du destin, est tombée dans la sphère d'influence de la gravité de Neptune, en fait capturée par la "géante bleue". Mais cela ne s'est pas arrêté là : la gravité de Neptune rapproche Triton de plus en plus, et après plusieurs millions d'années-lumière, les forces gravitationnelles peuvent déchirer le satellite.

Combien de temps pour voler jusqu'à Neptune

Pendant longtemps. C'est, en bref, avec les technologies modernes, bien sûr. Après tout, la distance de Neptune au Soleil est de 4,5 milliards de kilomètres et la distance de la Terre à Neptune est de 4,3 milliards de kilomètres, respectivement. Voyager 2, le seul satellite envoyé de la Terre à Neptune, lancé en 1977, n'a atteint sa destination qu'en 1989, où il a photographié une "grande tache sombre" à la surface de Neptune et observé une série de puissantes tempêtes dans l'atmosphère de la planète.

Vidéos de la planète Neptune

Et à la fin de notre article, nous vous proposons une vidéo intéressante sur la planète Neptune.

Neptune- la huitième planète du système solaire : découverte, description, orbite, composition, atmosphère, température, satellites, anneaux, exploration, carte de surface.

Neptune est la huitième planète du Soleil et la planète la plus éloignée du système solaire. C'est une géante gazeuse et représentative de la catégorie du système solaire externe. Pluton s'est envolé de la liste planétaire, alors Neptune ferme la chaîne.

Il ne peut pas être trouvé sans instruments, il a donc été trouvé relativement récemment. Un gros plan n'a été observé qu'une seule fois lors du survol de Voyager 2 en 1989. Découvrons quelle planète Neptune est dans des faits intéressants.

Faits intéressants sur la planète Neptune

Les anciens ne le connaissaient pas

• Neptune ne peut pas être trouvé sans l'utilisation d'outils. Il n'a été remarqué pour la première fois qu'en 1846. La position a été calculée mathématiquement. Le nom a été donné en l'honneur de la divinité de la mer chez les Romains.

Tourne rapidement sur un axe

• Les nuages ​​équatoriaux accomplissent une révolution en 18 heures.

Le plus petit des géants de glace

• Il est plus petit qu'Uranus, mais supérieur en masse. L'atmosphère lourde cache des couches de gaz d'hydrogène, d'hélium et de méthane. Il y a de l'eau, de l'ammoniaque et de la glace au méthane. Le noyau interne est représenté par une roche.

L'atmosphère est remplie d'hydrogène, d'hélium et de méthane

• Le méthane de Neptune absorbe le rouge, donc la planète semble bleue. De hauts nuages ​​dérivent constamment.

Climat actif

• Il convient de noter les grosses tempêtes et les vents puissants. L'une des tempêtes à grande échelle a été enregistrée en 1989 - la grande tache sombre, qui a duré 5 ans.

Il y a des anneaux minces

• Ils sont représentés par des particules de glace mélangées à des grains de poussière et à de la matière carbonée.

Il y a 14 satellites

• Le satellite le plus intéressant de Neptune est Triton - un monde givré qui libère des particules d'azote et de poussière sous la surface. Peut être attiré par la gravité planétaire.

Envoyé une mission

• En 1989, Voyager 2 a survolé Neptune, envoyant les premières images à grande échelle du système. Le télescope Hubble a également observé la planète.

La taille, la masse et l'orbite de la planète Neptune

Avec un rayon de 24 622 km, c'est la quatrième plus grande planète, qui est quatre fois plus grande que la nôtre. Avec une masse de 1,0243 x 10, 26 kg nous contourne 17 fois. L'excentricité n'est que de 0,0086 et la distance du Soleil à Neptune est de 29,81 UA. dans un état approximatif et 30.33. a.u. au maximum.

La révolution sidérale prend 16 heures, 6 minutes et 36 secondes, et le passage orbital prend 164,8 ans. L'inclinaison de l'axe de Neptune est de 28,32 ° et ressemble à celle de la Terre, de sorte que la planète subit des changements saisonniers similaires. Mais cela vaut la peine d'ajouter le facteur d'une orbite longue, et nous obtenons une saison d'une durée de 40 ans.

L'orbite planétaire de Neptune affecte la ceinture de Kuiper. En raison de la gravité de la planète, certains objets perdent leur stabilité et créent des ruptures dans la ceinture. Dans certaines zones vides, il existe une trajectoire orbitale. Résonance avec les corps - 2: 3. C'est-à-dire que les corps effectuent 2 passages orbitaux pour 3 à Neptune.

Le géant des glaces dispose de corps de Troie juchés sur les pointes L4 et L5 de Lagrange. Certains frappent même par leur stabilité. Très probablement, ils ont juste créé côte à côte et n'ont pas gravitationnellement plus tard.

Composition et surface de la planète Neptune

Ce type d'objet est appelé géant de glace. Il y a un noyau rocheux (métaux et silicates), un manteau créé à partir d'eau, de glace de méthane, d'ammoniac et d'une atmosphère d'hydrogène, d'hélium et de méthane. La structure détaillée de Neptune est visible sur la figure.

Le noyau contient du nickel, du fer et des silicates, et contourne le nôtre de 1,2 fois en masse. La pression centrale s'élève à 7 Mbar, soit deux fois plus que la nôtre. La situation se réchauffe jusqu'à 5 400 K. A une profondeur de 7 000 km, le méthane se transforme en cristaux de diamant, qui descendent sous forme de grêle.

Le manteau atteint 10 à 15 fois la masse de la terre et est rempli de mélanges d'ammoniac, de méthane et d'eau. La substance est appelée glaciale, bien qu'en réalité il s'agisse d'un liquide incandescent dense. La couche atmosphérique s'étend à 10-20% du centre.

Dans les couches inférieures de l'atmosphère, vous pouvez voir comment les concentrations de méthane, d'eau et d'ammoniac augmentent.

Satellites de la planète Neptune

La famille lunaire de Neptune est représentée par 14 lunes, où toutes sauf une portent des noms en l'honneur de la mythologie grecque et romaine. Ils sont divisés en 2 classes : régulières et irrégulières. Les premiers sont Naïade, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S/2004 N 1 et Proteus. Ils sont situés au plus près de la planète et marchent sur des orbites circulaires.

Les satellites sont à une distance de 48227 km à 117646 km de la planète, et tous, à l'exception de S/2004 N 1 et Proteus, font le tour de la planète moins que sa période orbitale (0,6713 jours). Au niveau des paramètres : 96 x 60 x 52 km et 1,9 × 10 17 kg (Naïade) à 436 x 416 x 402 km et 5,035 × 10 17 kg (Proteus).

Tous les satellites, à l'exception de Proteus et Larissa, sont de forme allongée. L'analyse spectrale montre qu'ils se sont formés à partir de glace d'eau avec un mélange de matière sombre.

Les irréguliers suivent des orbites inclinées excentriques ou rétrogrades et vivent à grande distance. Une exception est Triton, qui tourne autour de Neptune dans une trajectoire orbitale circulaire.

La liste des irréguliers comprend Triton, Nereid, Galimeda, Sao, Laomedea, Neso et Psamaph. En taille et en masse, ils sont pratiquement stables : de 40 km de diamètre et 1,5 × 10 16 kg de masse (Psamaph) à 62 km et 9 x 10 16 kg (Galimeda).

Triton et Néréide sont considérés séparément car ce sont les plus grandes lunes irrégulières du système. Triton contient 99,5 % de la masse orbitale de Neptune.

Ils tournent près de la planète et ont des excentricités inhabituelles : Triton a un cercle presque parfait et Néréide a le plus excentrique.

La plus grande lune de Neptune est Triton. Son diamètre couvre 2 700 km et sa masse est de 2,1 x 10 22 kg. Il est assez grand pour atteindre l'équilibre hydrostatique. Le triton se déplace le long d'un chemin rétrograde et quasi-circulaire. Il est rempli d'azote, de dioxyde de carbone, de méthane et de glace d'eau. L'albédo est supérieur à 70%, il est donc considéré comme l'un des objets les plus brillants. La surface semble rougeâtre. Il surprend également par le fait qu'il possède sa propre couche atmosphérique.

La densité du satellite est de 2 g/cm 3 , ce qui signifie que les 2/3 de la masse sont donnés aux roches. De l'eau liquide et un océan souterrain peuvent également être présents. Au sud, il y a une grande calotte polaire, d'anciennes cicatrices de cratères, des canyons et des corniches.

On pense que Triton a été tiré par gravité et était auparavant considéré comme faisant partie de la ceinture de Kuiper. L'attraction des marées conduit à la convergence. Une collision peut se produire entre la planète et le satellite dans 3,6 milliards d'années.

Néréide est la troisième plus grande de la famille lunaire. Tourne sur une orbite prograde mais extrêmement excentrique. Le spectroscope a trouvé de la glace à la surface. C'est peut-être la rotation chaotique et la forme allongée qui conduisent à des changements irréguliers de la magnitude apparente.

L'atmosphère et la température de la planète Neptune

À des altitudes plus élevées, l'atmosphère de Neptune est composée d'hydrogène (80 %) et d'hélium (19 %) avec des impuretés mineures de méthane. La teinte bleue apparaît car le méthane absorbe la lumière rouge. L'atmosphère est divisée en deux boules principales : la troposphère et la stratosphère. Il y a une tropopause entre eux avec une pression de 0,1 bar.

L'analyse spectrale montre que la stratosphère est brumeuse en raison de l'accumulation de mélanges créés par le contact des rayons UV et du méthane. Il contient du monoxyde de carbone et du cyanure d'hydrogène.

Jusqu'à présent, personne ne peut expliquer pourquoi la thermosphère est chauffée jusqu'à 476.85°C. Neptune est très loin de l'étoile, un mécanisme de chauffage différent est donc nécessaire. Cela peut être le contact de l'atmosphère avec des ions dans un champ magnétique, ou les ondes gravitationnelles de la planète elle-même.

Neptune n'a pas de surface solide, donc l'atmosphère tourne différemment. La partie équatoriale tourne avec une période de 18 heures, le champ magnétique - 16,1 heures et la zone polaire - 12 heures. C'est pourquoi des vents forts se produisent. Voyager 2 en a enregistré trois à grande échelle en 1989.

La première tempête s'étendait sur 13 000 x 6 600 km et ressemblait à la grande tache rouge de Jupiter. En 1994, le télescope Hubble a tenté de localiser la grande tache sombre, mais ce n'était pas le cas. Mais sur le territoire de l'hémisphère nord, un nouveau s'est formé.

Le scooter est une autre tempête, représentée par une légère couverture nuageuse. Ils sont situés au sud de la Grande Tache Noire. En 1989, le Small Dark Spot a également été remarqué. Au début, cela semblait complètement sombre, mais lorsque l'appareil s'est approché, il a été possible de fixer un noyau lumineux.

Les anneaux de la planète Neptune

La planète Neptune possède 5 anneaux nommés d'après des scientifiques : Halle, Le Verrier, Lassell, Arago et Adams. Ils sont représentés par de la poussière (20 %) et de petits débris rocheux. Ils sont difficiles à trouver, car ils sont dépourvus de luminosité et diffèrent par leur taille et leur densité.

Johann Halle a été le premier à observer la planète avec une loupe. L'anneau passe en premier et est distant de 41000-43000 km de Neptune. Le Verrier ne fait que 113 km de large.

A une distance de 53200-57200 km avec une largeur de 4000 km se trouve l'anneau de Lassell. C'est l'anneau le plus large. Le scientifique a trouvé Triton 17 jours après la découverte de la planète.

L'anneau d'Arago s'étend sur 100 km, situé à 57 200 km. François Arago a instruit Le Verrier et participé activement au débat sur la planète.

Adams ne mesure que 35 km de large. Mais cette bague est la plus brillante de Neptune et est facile à trouver. Il a cinq arcs, dont trois sont appelés Liberté, Égalité, Fraternité. On pense que les arcs ont été piégés gravitationnellement par Galatée, situé à l'intérieur de l'anneau. Regardez la photo des anneaux de Neptune.

Les anneaux sont sombres et fabriqués à partir de composés organiques. Retient beaucoup de poussière. On pense qu'il s'agit de jeunes formations.

L'histoire de l'étude de la planète Neptune

Neptune n'a été enregistré qu'au 19ème siècle. Cependant, si vous examinez attentivement les croquis de Galilée de 1612, vous remarquerez que les points suggèrent l'emplacement du géant de glace. Ainsi, dans le passé, la planète était simplement confondue avec une étoile.

En 1821, Alexis Bouvard réalise des schémas montrant la trajectoire orbitale d'Uranus. Mais un examen plus approfondi a montré des écarts par rapport au dessin, de sorte que le scientifique a pensé qu'il y avait un grand corps à proximité, influençant le chemin.

John Adams a commencé une étude détaillée du passage orbital d'Uranus en 1843. Indépendamment de lui dans les années 1845-1846. travaillé par Urbe Le Verrier. Il a partagé ses connaissances avec Johann Halle à l'Observatoire de Berlin. Ce dernier a confirmé qu'il y avait quelque chose de grand à proximité.

La découverte de la planète Neptune a suscité de nombreuses controverses concernant le découvreur. Mais le monde scientifique a reconnu les mérites de Le Verrier et d'Adams. Mais en 1998, on considérait que le premier faisait plus.

Dans un premier temps, Le Verrier a proposé de nommer l'objet en son honneur, ce qui a suscité beaucoup d'indignation. Mais sa deuxième phrase (Neptune) est devenue le nom moderne. Le fait est qu'il s'inscrit dans la tradition des noms. Ci-dessous, une carte de Neptune.

Carte de la surface de la planète Neptune

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Voyager 2 a capturé cette image de Neptune cinq jours avant son survol historique de la planète le 25 août 1989.

La planète Neptune est une mystérieuse géante bleue à la périphérie du système solaire, dont l'existence n'était suspectée qu'à la fin de la première moitié du 19e siècle.

Une planète lointaine invisible sans instruments optiques a été découverte à l'automne 1846. JK Adams a été le premier à penser à l'existence d'un corps céleste qui affecte anormalement le mouvement. Il a présenté ses calculs et hypothèses à l'astronome royal Erie, qui les a ignorés. Parallèlement, le Français Le Verrier s'est engagé dans l'étude des déviations de l'orbite d'Uranus, ses conclusions sur l'existence d'une planète inconnue ont été présentées en 1845. Il était clair que les résultats des deux études indépendantes étaient très proches.

En septembre 1846, une planète inconnue est aperçue à travers le télescope de l'observatoire de Berlin, situé à l'endroit indiqué dans les calculs de Le Verrier. La découverte, faite à l'aide de calculs mathématiques, a choqué le monde scientifique et est devenue l'objet d'un différend entre l'Angleterre et la France sur la priorité nationale. Pour éviter la controverse, il peut être considéré comme le découvreur de l'astronome allemand Halle, qui a examiné la nouvelle planète à travers un télescope. Selon la tradition, le nom de l'un des dieux romains, le saint patron des mers, Neptune, a été choisi pour le nom.

Orbite de Neptune

Après Pluton de la liste des planètes, Neptune était le dernier - le huitième - représentant du système solaire. Sa distance au centre est de 4,5 milliards de km ; il faut 4 heures à une onde lumineuse pour parcourir cette distance. La planète, avec Saturne, Uranus et Jupiter, est entrée dans le groupe des quatre géantes gazeuses. En raison de l'énorme diamètre de l'orbite, une année ici équivaut à 164,8 Terre, et un jour passe en moins de 16 heures. La trajectoire de passage autour du Soleil est proche de la circulaire, son excentricité est de 0,0112.

La structure de la planète

Des calculs mathématiques ont permis de créer un modèle théorique de la structure de Neptune. En son centre se trouve un noyau solide, de masse similaire à la Terre, du fer, des silicates, du nickel se trouvent dans la composition. La surface ressemble à une masse visqueuse d'ammoniac, d'eau et de modification du méthane de la glace, qui s'écoule dans l'atmosphère sans frontière claire. La température interne du noyau est assez élevée - elle atteint 7000 degrés - mais en raison de la haute pression, la surface solidifiée ne fond pas. Neptune est 17 fois plus grande que la Terre et mesure 1,0243x10 pour 26 kg.

Ambiance et vents déchaînés

La base est l'hydrogène - 82 %, l'hélium - 15 % et le méthane - 1 %. C'est la composition traditionnelle des géantes gazeuses. La température sur la surface conditionnelle de Neptune montre -220 degrés Celsius. Dans la basse atmosphère, on voit des nuages ​​formés de cristaux de méthane, de sulfure d'hydrogène, d'ammoniac ou de sulfure d'ammonium. Ce sont ces morceaux de glace qui créent la lueur bleue autour de la planète, mais ce n'est qu'une partie de l'explication. Il existe une hypothèse sur une substance inconnue qui donne une couleur bleu vif.

Les vents soufflant sur Neptune ont une vitesse unique, leur nombre moyen est de 1000 km/h, et les rafales d'ouragan atteignent 2400 km/h. Les masses d'air se déplacent contre l'axe de rotation de la planète. Un fait inexplicable est l'intensification des tempêtes et des vents, qui s'observe avec une augmentation de la distance entre la planète et le Soleil.

Le vaisseau spatial "" et le télescope Hubble ont observé un phénomène étonnant - la Grande Tache Noire - un énorme ouragan qui a balayé Neptune à une vitesse de 1000 km/h. De tels tourbillons apparaissent et disparaissent dans différentes parties de la planète.

Magnétosphère

Le champ magnétique du géant a reçu une puissance importante, sa base est considérée comme un manteau liquide conducteur. Le déplacement de l'axe magnétique par rapport à l'axe géographique de 47 degrés fait que la magnétosphère change de forme suite à la rotation de la planète. Ce puissant bouclier reflète l'énergie du vent solaire.

Lunes de Neptune

Le satellite Triton a été aperçu un mois après la grande découverte de Neptune. Sa masse est égale à 99% de l'ensemble du système satellitaire. L'apparition de Triton est associée à une possible capture de.
La ceinture de Kuiper est une vaste zone remplie d'objets de la taille d'un petit satellite, mais il y en a peu aussi gros que Pluton et certains, peut-être même plus gros. Derrière la ceinture de Kuiper se trouve l'endroit où les comètes viennent à nous. Le nuage d'Oort s'étend presque à mi-chemin de l'étoile la plus proche.

Triton est l'une des trois lunes de notre système qui possède une atmosphère. Triton est le seul à avoir une forme sphérique. Au total, Neptune a 14 corps célestes nommés d'après les plus petits dieux de la mer profonde.

Depuis la découverte de la planète, sa présence a été discutée, mais aucune confirmation de la théorie n'a été trouvée. Ce n'est qu'en 1984 qu'un arc lumineux a été remarqué à l'observatoire chilien. Les cinq anneaux restants ont été retrouvés grâce aux recherches de l'appareil Voyager 2. Les formations sont de couleur sombre et ne reflètent pas la lumière du soleil. Ils doivent leurs noms aux personnes qui ont découvert Neptune : Galle, Le Verrier, Argo, Lassel, et la plus lointaine et insolite porte le nom d'Adams. Cet anneau est composé de temples individuels qui auraient dû fusionner en une seule structure, mais ne le font pas. Une raison possible est l'effet de la gravité des satellites non encore découverts. Une entité est restée anonyme.

Recherche

Le vaste éloignement de Neptune de la Terre et sa situation particulière dans l'espace rendent difficile l'observation de la planète. L'avènement des grands télescopes dotés d'optiques puissantes a élargi les capacités des scientifiques. Toutes les recherches sur Neptune sont basées sur les données de la mission Voyager 2. La lointaine planète bleue, volant près de la frontière du monde que nous connaissons, est pleine dont nous ne savons pratiquement rien encore.

New Horizons a capturé Neptune et son satellite Triton. La photo a été prise le 10 juillet 2014 à une distance de 3,96 milliards de kilomètres.

Images de Neptune

Les images de Neptune et de ses lunes de Voyager 2 sont largement sous-estimées. Plus fascinante que Neptune elle-même est sa lune géante Triton, dont la taille et la densité sont similaires à celles de Pluton. Triton a peut-être été capturé par Neptune, comme en témoigne son mouvement rétrograde (dans le sens des aiguilles d'une montre) dans son orbite autour de Neptune. L'interaction gravitationnelle entre le satellite et la planète génère de la chaleur et maintient Triton actif. Sa surface a plusieurs cratères et est géologiquement active.

Ses anneaux sont minces et faibles et presque invisibles de la Terre. Voyager 2 a pris une photo alors qu'ils étaient illuminés par le soleil. L'image est fortement surexposée (10 minutes).

Nuages ​​de Neptune

Malgré sa grande distance du Soleil, Neptune a une météo très dynamique, y compris les vents les plus forts du système solaire. La "grande tache sombre" vue sur l'image a déjà disparu et nous montre à quelle vitesse les changements se produisent sur la planète la plus éloignée.

La carte la plus complète de Triton à ce jour

Paul Schenck du Moon and Planets Institute (Houston, États-Unis) a retravaillé les anciennes données de Voyager pour révéler plus de détails. Le résultat est une carte des deux hémisphères, bien que la majeure partie de l'hémisphère nord soit manquante, du fait qu'au moment du passage de la sonde, il était dans l'ombre.

Animation du passage du vaisseau spatial Voyager 2 Triton a, commis en 1989. Pendant le survol, la majeure partie de l'hémisphère nord Triton mais était dans l'ombre. En raison de la vitesse élevée et de la rotation lente de Voyager Triton ah, nous n'avons pu voir qu'un seul hémisphère.

Geysers du Triton

Neptune est la huitième et la plus éloignée des planètes du système solaire. Neptune est également la quatrième plus grande planète en diamètre et la troisième plus grande planète. La masse de Neptune est de 17,2 fois et le diamètre de l'équateur est de 3,9 fois celui de la Terre. La planète a été nommée d'après le dieu romain des mers. Son symbole astronomique, Neptune symbol.svg, est une version stylisée du trident de Neptune.

Découverte le 23 septembre 1846, Neptune est devenue la première planète découverte grâce à des calculs mathématiques plutôt qu'à une observation régulière. La découverte de changements imprévus dans l'orbite d'Uranus a fait naître l'hypothèse d'une planète inconnue, dont ils sont dus à l'influence gravitationnelle perturbatrice. Neptune a été trouvé dans la position prédite. Bientôt, son satellite Triton a également été découvert, mais les 12 satellites restants, maintenant connus, étaient inconnus jusqu'au 20ème siècle. Neptune a été visité par un seul vaisseau spatial, Voyager 2, qui a volé près de la planète le 25 août 1989.

Neptune est de composition similaire à Uranus, et les deux planètes diffèrent par leur composition des plus grandes planètes géantes - Jupiter et Saturne. Parfois, Uranus et Neptune sont placés dans une catégorie distincte de "géants de glace". L'atmosphère de Neptune, comme l'atmosphère de Jupiter et de Saturne, se compose principalement d'hydrogène et d'hélium, ainsi que de traces d'hydrocarbures et éventuellement d'azote, mais contient une proportion plus élevée de glace : eau, ammoniac, méthane. Le noyau de Neptune, comme Uranus, se compose principalement de glace et de roches. Des traces de méthane dans les couches externes de l'atmosphère, en particulier, sont responsables de la couleur bleue de la planète.

Les vents les plus forts parmi les planètes du système solaire font rage dans l'atmosphère de Neptune, selon certaines estimations, leurs vitesses peuvent atteindre 2100 km/h. Lors du survol de Voyager 2 en 1989, la soi-disant grande tache sombre a été découverte dans l'hémisphère sud de Neptune, semblable à la grande tache rouge sur Jupiter. La température de Neptune dans la haute atmosphère est proche de -220 °C. Au centre de Neptune, la température est, selon diverses estimations, de 5400 K à 7000-7100°C, ce qui est comparable à la température à la surface du Soleil et est comparable à la température interne de la plupart des planètes connues . Neptune a un système d'anneaux faible et fragmenté, peut-être découvert dans les années 1960, mais seulement confirmé de manière fiable par Voyager 2 en 1989.

En 1948, en l'honneur de la découverte de la planète Neptune, il a été proposé de nommer le nouvel élément chimique 93 neptunium.

Le 12 juillet 2011 marque exactement une année neptunienne ou 164,79 années terrestres - depuis la découverte de Neptune le 23 septembre 1846.

Nom

Pendant un certain temps après la découverte, Neptune a été désignée simplement comme la "planète extérieure à Uranus" ou comme la "planète Le Verrier". Le premier à avoir eu l'idée d'un nom officiel était Halle, qui a suggéré le nom "Janus". En Angleterre, Chiles a suggéré un autre nom : « Ocean ».

Affirmant qu'il avait le droit de nommer la planète qu'il avait découverte, Le Verrier proposa de l'appeler Neptune, prétendant faussement qu'un tel nom était approuvé par le Bureau français des longitudes. En octobre, il tente de nommer la planète par son nom, Le Verrier, et est soutenu par le directeur de l'observatoire, François Arago, mais cette initiative rencontre une forte opposition hors de France. Les almanachs français ont très vite ramené le nom Herschel pour Uranus, du nom de son découvreur William Herschel, et Le Verrier pour la nouvelle planète.

Le directeur de l'observatoire de Pulkovo, Vasily Struve, a donné la préférence au nom "Neptune". Il annonce les raisons de son choix lors du congrès de l'Académie impériale des sciences de Saint-Pétersbourg le 29 décembre 1846. Ce nom a reçu un soutien en dehors de la Russie et est rapidement devenu le nom international généralement accepté pour la planète.

Dans la mythologie romaine, Neptune est le dieu de la mer et correspond au grec Poséidon.

Statut

Depuis sa découverte jusqu'en 1930, Neptune est restée la planète connue la plus éloignée du Soleil. Après la découverte de Pluton, Neptune est devenue l'avant-dernière planète, à l'exception de 1979-1999, lorsque Pluton était à l'intérieur de l'orbite de Neptune. Cependant, l'étude de la ceinture de Kuiper en 1992 a conduit de nombreux astronomes à se demander si Pluton est une planète ou une partie de la ceinture de Kuiper. En 2006, l'Union astronomique internationale a adopté une nouvelle définition du terme « planète » et a classé Pluton comme une planète naine, faisant ainsi de Neptune la dernière planète du système solaire.

Évolution des idées sur Neptune

À la fin des années 1960, les idées sur Neptune étaient quelque peu différentes de celles d'aujourd'hui. Bien que les périodes de révolution sidérale et synodique autour du Soleil soient connues avec une relative précision, la distance moyenne du Soleil, l'inclinaison de l'équateur par rapport au plan orbital, étaient également des paramètres mesurés avec moins de précision. En particulier, la masse a été estimée à 17,26 Terres au lieu de 17,15 ; le rayon équatorial est de 3,89 au lieu de 3,88 de celui de la terre. La période de révolution stellaire autour de l'axe a été estimée à 15 heures 8 minutes au lieu de 15 heures et 58 minutes, ce qui est l'écart le plus important entre la connaissance actuelle de la planète et la connaissance de cette époque.

À certains moments, il y a eu des divergences plus tard. Initialement, avant le vol de Voyager 2, on supposait que le champ magnétique de Neptune avait la même configuration que le champ de la Terre ou de Saturne. Selon les dernières idées, le champ de Neptune a la forme du soi-disant. "Rotateur incliné". Les "pôles" géographiques et magnétiques de Neptune (si l'on imagine son champ comme l'équivalent d'un dipôle) se sont avérés être à un angle entre eux de plus de 45°. Ainsi, lorsque la planète tourne, son champ magnétique décrit un cône.

caractéristiques physiques

Comparaison des tailles de la Terre et de Neptune

Avec une masse de 1,0243 · 1026 kg, Neptune est un lien intermédiaire entre la Terre et les grandes géantes gazeuses. Sa masse est 17 fois celle de la Terre, mais n'est que 1/19 de la masse de Jupiter. Le rayon équatorial de Neptune est de 24 764 km, soit près de 4 fois plus grand que celui de la Terre. Neptune et Uranus sont souvent considérés comme une sous-classe de géantes gazeuses appelées "géantes de glace" en raison de leur plus petite taille et de leur concentration plus élevée de substances volatiles. Lors de la recherche d'exoplanètes, Neptune est utilisé comme métonymie : les exoplanètes découvertes avec une masse similaire sont souvent appelées « Neptunes », les astronomes utilisent également souvent Jupiter (« Jupiters ») comme métonymie.

Orbite et rotation

Pour un tour complet de Neptune autour du Soleil, notre planète fait 164,79 tours.

La distance moyenne entre Neptune et le Soleil est de 4,55 milliards de km (environ 30,1 fois la distance moyenne entre le Soleil et la Terre, soit 30,1 UA), et il faut 164,79 ans pour effectuer une révolution autour du Soleil. La distance entre Neptune et la Terre est de 4,3 à 4,6 milliards de km. Le 12 juillet 2011, Neptune a achevé sa première révolution complète depuis la découverte de la planète en 1846. Depuis la Terre, elle sera vue différemment que le jour de la découverte, du fait que la période de révolution de la Terre autour du Soleil (365,25 jours) n'est pas un multiple de la période de révolution de Neptune. L'orbite elliptique de la planète est inclinée de 1,77° par rapport à l'orbite terrestre. En raison de la présence d'une excentricité de 0,011, la distance entre Neptune et le Soleil change de 101 millions de km - la différence entre le périhélie et l'aphélie, c'est-à-dire les points les plus proches et les plus éloignés de la position de la planète le long de la trajectoire orbitale. L'inclinaison axiale de Neptune est de 28,32°, ce qui est similaire à l'inclinaison de l'axe de la Terre et de Mars. En conséquence, la planète connaît des changements saisonniers similaires. Cependant, en raison de la longue période orbitale de Neptune, les saisons durent chacune quarante ans.

La période de rotation sidérale de Neptune est de 16,11 heures. En raison de l'inclinaison axiale similaire à celle de la Terre (23°), les changements de la période de rotation sidérale au cours de sa longue année ne sont pas significatifs. Neptune n'ayant pas de surface solide, son atmosphère est sujette à une rotation différentielle. La large zone équatoriale tourne avec une période d'environ 18 heures, ce qui est plus lent que la rotation de 16,1 heures du champ magnétique de la planète. Contrairement à l'équateur, les régions polaires tournent en 12 heures. Parmi toutes les planètes du système solaire, ce type de rotation est le plus prononcé précisément à Neptune. Il en résulte un fort cisaillement du vent en latitude.

Résonances orbitales

Le diagramme montre les résonances orbitales causées par Neptune dans la ceinture de Kuiper : résonance 2: 3 (Plutino), la "ceinture classique", avec des orbites qui ne sont pas significativement affectées par Neptune, et résonance 1: 2 (Tutino)

Neptune a une grande influence sur la ceinture de Kuiper, qui en est très éloignée. La ceinture de Kuiper est un anneau de planètes mineures glacées, semblable à la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter, mais beaucoup plus longue. Elle va de l'orbite de Neptune (30 UA) à 55 unités astronomiques du Soleil. La force de gravité gravitationnelle de Neptune a l'effet le plus significatif sur le nuage de Kuiper (y compris en termes de formation de sa structure), comparable en proportion à l'influence de la force de gravité de Jupiter sur la ceinture d'astéroïdes. Au cours de l'existence du système solaire, certaines régions de la ceinture de Kuiper ont été déstabilisées par la gravité de Neptune, et des lacunes se sont formées dans la structure de la ceinture. Un exemple est la région entre 40 et 42 UA. e.

Les orbites des objets qui peuvent être maintenus dans cette ceinture pendant une période suffisamment longue sont déterminées par ce qu'on appelle. résonances séculaires avec Neptune. Pour certaines orbites, ce temps est comparable à toute la durée de vie du système solaire. Ces résonances apparaissent lorsque la période orbitale d'un objet autour du Soleil est liée à la période orbitale de Neptune sous forme de petits nombres naturels, par exemple 1: 2 ou 3: 4. Ainsi, les objets stabilisent mutuellement leurs orbites. Si, par exemple, un objet tourne autour du Soleil deux fois plus lentement que Neptune, alors il ira exactement à mi-chemin, tandis que Neptune reviendra à sa position d'origine.

La partie la plus densément peuplée de la ceinture de Kuiper, qui comprend plus de 200 objets connus, est en résonance 2: 3 avec Neptune]. Ces objets font un tour tous les 1 ? La révolution de Neptune et sont connus sous le nom de "plutino", car parmi eux se trouve l'un des plus grands objets de la ceinture de Kuiper - Pluton. Bien que les orbites de Neptune et de Pluton se croisent, la résonance 2: 3 les empêchera de se heurter. Dans d'autres zones moins "peuplées", il y a des résonances 3 : 4, 3 : 5, 4 : 7 et 2 : 5. À ses points de Lagrange (L4 et L5), zones de stabilité gravitationnelle, Neptune détient de nombreux astéroïdes troyens, comme s'il les traînait le long de son orbite. Les chevaux de Troie de Neptune sont avec lui dans une résonance 1: 1. Les chevaux de Troie sont très stables dans leurs orbites et donc l'hypothèse de leur capture par le champ gravitationnel de Neptune est peu probable. Très probablement, ils se sont formés avec lui.

Structure interne

La structure interne de Neptune ressemble à la structure interne d'Uranus. L'atmosphère représente environ 10 à 20 % de la masse totale de la planète et la distance entre la surface et la fin de l'atmosphère est de 10 à 20 % de la distance de la surface au noyau. La pression à proximité du noyau peut atteindre 10 GPa. Les concentrations volumétriques de méthane, d'ammoniac et d'eau se trouvent dans la basse atmosphère.

Structure interne de Neptune :
1. Haute atmosphère, nuages ​​supérieurs
2. Une atmosphère composée d'hydrogène, d'hélium et de méthane
3. Manteau composé d'eau, d'ammoniac et de glace méthane
4. Carotte de pierre-glace

Progressivement, cette zone plus sombre et plus chaude est compactée en un manteau liquide surchauffé, où les températures atteignent 2000-5000 K. La masse du manteau de Neptune est 10 à 15 fois supérieure à celle de la Terre, selon diverses estimations, et est riche en eau, ammoniac, méthane et autres composés. Selon la terminologie généralement admise en science planétaire, cette matière est dite glaciale, bien qu'il s'agisse d'un liquide chaud et très dense. Ce liquide hautement conducteur est parfois appelé l'océan d'ammoniac aqueux. À une profondeur de 7 000 km, les conditions sont telles que le méthane se décompose en cristaux de diamant qui « tombent » sur le noyau. Selon une hypothèse, il existe tout un océan de "diamant liquide". Le noyau de Neptune est composé de fer, de nickel et de silicates et aurait une masse 1,2 fois celle de la Terre. La pression au centre atteint 7 mégabars, soit environ 7 millions de fois plus qu'à la surface de la Terre. La température au centre peut atteindre 5 400 K.

Magnétosphère

Neptune ressemble à Uranus avec à la fois sa magnétosphère et son champ magnétique, fortement incliné de 47° par rapport à l'axe de rotation de la planète, et s'étendant sur 0,55 de son rayon (environ 13 500 km). Avant l'arrivée de Voyager 2 sur Neptune, les scientifiques pensaient que la magnétosphère inclinée d'Uranus était le résultat de sa "rotation latérale". Cependant, maintenant, après avoir comparé les champs magnétiques des deux planètes, les scientifiques pensent qu'une orientation aussi étrange de la magnétosphère dans l'espace peut être causée par des marées à l'intérieur. Un tel champ peut apparaître en raison de mouvements convectifs de fluide dans une fine couche sphérique de fluides électriquement conducteurs de ces deux planètes (une combinaison supposée d'ammoniac, de méthane et d'eau), qui entraîne une dynamo hydromagnétique. Le champ magnétique sur la surface équatoriale de Neptune est estimé à 1,42 T pour un moment magnétique de 2,16 1017 Tm. Le champ magnétique de Neptune a une géométrie complexe qui comprend des inclusions relativement importantes de composants non bipolaires, y compris un fort moment quadripolaire, qui peut être plus puissant que le moment dipolaire. En revanche, la Terre, Jupiter et Saturne ont des moments quadripolaires relativement faibles et leurs champs sont moins déviés par rapport à l'axe polaire. L'onde de choc d'étrave de Neptune, où la magnétosphère commence à ralentir le vent solaire, se déplace à une distance de 34,9 rayons planétaires. La magnétopause, où la pression de la magnétosphère équilibre le vent solaire, est de 23 à 26,5 fois le rayon de Neptune. La queue de la magnétosphère s'étend sur environ 72 fois le rayon de Neptune et est très probablement beaucoup plus éloignée.

Atmosphère

L'hydrogène et l'hélium ont été trouvés dans les couches supérieures de l'atmosphère, qui représentent respectivement 80 et 19 %, à une altitude donnée. Des traces de méthane sont également observées. Des bandes d'absorption notables du méthane se trouvent à des longueurs d'onde supérieures à 600 nm dans les régions rouge et infrarouge du spectre. Comme pour Uranus, l'absorption de la lumière rouge par le méthane est le facteur le plus important pour donner à l'atmosphère de Neptune une teinte bleue, bien que l'azur brillant de Neptune diffère de la couleur aigue-marine plus modérée d'Uranus. Étant donné que la teneur en méthane de l'atmosphère de Neptune n'est pas très différente de celle de l'atmosphère d'Uranus, on suppose qu'il existe également une certaine composante atmosphérique, encore inconnue, qui contribue à la formation du bleu. L'atmosphère de Neptune est subdivisée en 2 régions principales : la basse troposphère, où la température diminue avec l'altitude, et la stratosphère, où la température augmente avec l'altitude. La frontière entre eux, la tropopause, est à un niveau de pression de 0,1 bar. La stratosphère est remplacée par la thermosphère à un niveau de pression inférieur à 10-4 - 10-5 microbars. La thermosphère passe progressivement dans l'exosphère. Les modèles de la troposphère de Neptune suggèrent qu'en fonction de la hauteur, elle est constituée de nuages ​​de compositions variables. Les nuages ​​de haute altitude se trouvent dans une zone de pression inférieure à un bar, où les températures favorisent la condensation du méthane.

La photo prise par Voyager 2 montre le relief vertical des nuages.

A des pressions comprises entre un et cinq bars, des nuages ​​d'ammoniac et d'hydrogène sulfuré se forment. À des pressions supérieures à 5 bars, les nuages ​​peuvent être composés d'ammoniac, de sulfure d'ammonium, d'hydrogène sulfuré et d'eau. Plus profondément, à une pression d'environ 50 bars, des nuages ​​de glace d'eau peuvent exister à des températures aussi basses que 0°C. De plus, il est possible que des nuages ​​d'ammoniac et de sulfure d'hydrogène se trouvent dans cette zone. Les nuages ​​de haute altitude de Neptune ont été observés en projetant des ombres sur la couche nuageuse opaque en dessous. Parmi eux, des bandes nuageuses se détachent, qui "s'enroulent" autour de la planète à une latitude constante. Pour ces groupes périphériques, la largeur atteint 50-150 km, et ils sont eux-mêmes à 50-110 km au-dessus de la couche nuageuse principale. Une étude du spectre de Neptune suggère que sa stratosphère inférieure est obscurcie par la condensation des produits de photolyse du méthane ultraviolet tels que l'éthane et l'acétylène. Des traces de cyanure d'hydrogène et de monoxyde de carbone ont également été trouvées dans la stratosphère. La stratosphère de Neptune est plus chaude que la stratosphère d'Uranus en raison de la concentration plus élevée d'hydrocarbures. Pour des raisons obscures, la thermosphère de la planète a une température anormalement élevée d'environ 750 K. Pour une température aussi élevée, la planète est trop éloignée du Soleil pour qu'elle réchauffe la thermosphère avec un rayonnement ultraviolet. Ce phénomène est peut-être une conséquence de l'interaction atmosphérique avec les ions du champ magnétique de la planète. Selon une autre théorie, la base du mécanisme de chauffage serait les ondes de gravité provenant des régions intérieures de la planète, qui sont dispersées dans l'atmosphère. La thermosphère contient des traces de monoxyde de carbone et d'eau qui peuvent y avoir pénétré à partir de sources externes telles que des météorites et de la poussière.

Climat

L'une des différences entre Neptune et Uranus est le niveau d'activité météorologique. Voyager 2, volant près d'Uranus en 1986, a enregistré une activité atmosphérique extrêmement faible. Contrairement à Uranus, Neptune a présenté des changements météorologiques notables lorsqu'il a été filmé avec Voyager 2 en 1989.

Large Dark Spot (en haut), Scooter (nuage blanc au milieu) et Small Dark Spot (en bas)

La météo sur Neptune est caractérisée par un système de tempêtes extrêmement dynamique, avec des vents atteignant parfois des vitesses supersoniques (environ 600 m/s). Au cours du suivi du mouvement des nuages ​​permanents, un changement de vitesse du vent a été enregistré de 20 m/s dans la direction est à 325 m/s dans l'ouest. Dans la couche nuageuse supérieure, les vitesses du vent varient de 400 m/s le long de l'équateur à 250 m/s aux pôles. La plupart des vents sur Neptune soufflent dans le sens inverse de la rotation de la planète sur son axe. Le diagramme général des vents montre qu'aux hautes latitudes, la direction des vents coïncide avec le sens de rotation de la planète et qu'aux basses latitudes, elle lui est opposée. On pense que les différences dans la direction des courants d'air sont dues à "l'effet de peau" plutôt qu'à des processus atmosphériques profonds. La teneur en méthane, éthane et acétylène dans l'atmosphère dans la région équatoriale est des dizaines et des centaines de fois la teneur de ces substances dans la région des pôles. Cette observation peut être considérée comme une preuve en faveur de l'existence d'un upwelling à l'équateur de Neptune et de sa décroissance au plus près des pôles. En 2007, la haute troposphère du pôle sud de Neptune était de 10 °C plus chaude que le reste de Neptune, où les températures moyennes sont de -200 °C. Cette différence de température est suffisante pour que le méthane, qui est gelé dans d'autres régions de la haute atmosphère de Neptune, s'infiltre dans l'espace au pôle Sud. Ce "point chaud" est une conséquence de l'inclinaison axiale de Neptune, dont le pôle sud est déjà un quart de l'année neptunienne, soit environ 40 années terrestres, face au Soleil. Alors que Neptune orbite lentement vers le côté opposé du Soleil, le pôle Sud se retirera progressivement dans l'ombre et Neptune remplacera le pôle Nord par le Soleil. Ainsi, le rejet de méthane dans l'espace se déplacera du pôle Sud vers le pôle Nord. En raison des changements saisonniers, on a observé une augmentation de la taille et de l'albédo des bandes nuageuses dans l'hémisphère sud de Neptune. Cette tendance a été remarquée en 1980 et devrait se poursuivre jusqu'en 2020 avec le début d'une nouvelle saison sur Neptune. Les saisons changent tous les 40 ans.

Tempêtes

Grande tache sombre, photo de Voyager 2

En 1989, la Great Dark Spot, une tempête anticyclonique stable mesurant 13 000 à 6 600 km, a été découverte par la sonde spatiale Voyager 2 de la NASA. Cette tempête atmosphérique ressemblait à la grande tache rouge de Jupiter, mais le 2 novembre 1994, le télescope spatial Hubble ne l'a pas détectée à son emplacement d'origine. Au lieu de cela, une nouvelle formation similaire a été découverte dans l'hémisphère nord de la planète. Le scooter est une autre tempête trouvée au sud de la grande tache sombre. Son nom est une conséquence du fait que même quelques mois avant le rapprochement de Voyager 2 avec Neptune, il était clair que ce groupe de nuages ​​se déplaçait beaucoup plus vite que la Grande Tache Noire. Les images suivantes ont révélé des groupes de nuages ​​encore plus rapidement que le scooter. Le Lesser Dark Spot, la deuxième tempête la plus intense observée lors de l'approche rapprochée de Voyager 2 de la planète en 1989, se trouve plus au sud. Initialement, il semblait complètement sombre, mais à mesure qu'il se rapprochait, le centre lumineux de la petite tache sombre est devenu plus visible, comme on peut le voir sur la plupart des photographies haute résolution claires. On pense que les « points sombres » de Neptune proviennent de la troposphère à des altitudes plus basses que les nuages ​​​​plus brillants et plus visibles. Ainsi, ils semblent être une sorte de trous dans la couche nuageuse supérieure. Parce que ces tempêtes sont persistantes et peuvent durer des mois, on pense qu'elles ont une structure de vortex. Les nuages ​​de méthane plus brillants et persistants qui se forment pendant la tropopause sont souvent associés aux taches sombres. La persistance des nuages ​​d'accompagnement indique que certaines des anciennes « points sombres » peuvent continuer à exister sous forme de cyclone, même si elles perdent leur couleur sombre. Les taches sombres peuvent se dissiper si elles se déplacent trop près de l'équateur ou par un autre mécanisme inconnu.

Chaleur intérieure

On pense que le temps plus varié sur Neptune par rapport à Uranus est une conséquence de la température interne plus élevée. Dans le même temps, Neptune est une fois et demie plus éloignée du Soleil qu'Uranus et ne reçoit que 40 % de la lumière solaire qu'Uranus reçoit. Les températures de surface de ces deux planètes sont approximativement égales. La haute troposphère de Neptune atteint une température très basse de -221,4°C. A une profondeur de 1 bar, la température atteint -201.15°C. Les gaz vont plus loin, mais la température augmente régulièrement. Comme pour Uranus, le mécanisme de chauffage est inconnu, mais l'écart est grand : Uranus émet 1,1 fois plus d'énergie qu'il n'en reçoit du Soleil. Neptune émet 2,61 fois plus qu'elle n'en reçoit, sa source de chaleur interne produit 161% de ce qu'elle reçoit du Soleil. Malgré le fait que Neptune soit la planète la plus éloignée du Soleil, son énergie interne est suffisante pour avoir les vents les plus rapides du système solaire. Plusieurs explications possibles ont été proposées, dont le chauffage radiogénique par le noyau de la planète (comme la Terre est chauffée par le potassium-40, par exemple), la dissociation du méthane en d'autres chaînes d'hydrocarbures dans l'atmosphère de Neptune, et la convection dans la basse atmosphère, ce qui conduit à la décélération des ondes gravitationnelles au cours de la tropopause.

Éducation et migration

Simulation des planètes extérieures et de la ceinture de Kuiper : a) Avant que Jupiter et Saturne n'entrent en résonance 2 : 1 ; b) Diffusion des objets de la ceinture de Kuiper dans le système solaire après avoir modifié l'orbite de Neptune ; c) Après l'éjection des corps de la ceinture de Kuiper par Jupiter.

Pour la formation des géantes de glace - Neptune et Uranus - il s'est avéré difficile de créer un modèle précis. Les modèles actuels pensent que la densité de matière dans les régions externes du système solaire était trop faible pour la formation de corps aussi grands par la méthode traditionnellement acceptée d'accrétion de matière sur le noyau. De nombreuses hypothèses ont été avancées pour expliquer l'évolution d'Uranus et de Neptune.

L'un d'eux pense que les deux géantes de glace ne se sont pas formées par accrétion, mais sont apparues en raison d'instabilités au sein du disque protoplanétaire d'origine, et plus tard leurs atmosphères ont été « emportées » par le rayonnement d'une étoile massive de classe O ou B.

Un autre concept est qu'Uranus et Neptune se sont formés près du Soleil, où la densité de matière était plus élevée, et se sont ensuite déplacés vers leurs orbites actuelles. L'hypothèse du déplacement de Neptune est populaire car elle explique les résonances actuelles dans la ceinture de Kuiper, en particulier la résonance 2:5. Au fur et à mesure que Neptune se déplaçait vers l'extérieur, il est entré en collision avec des objets de la ceinture proto-Kuiper, créant de nouvelles résonances et modifiant de manière aléatoire les orbites existantes. On pense que les objets du disque dispersé sont dans leur position actuelle en raison de l'interaction avec les résonances créées par la migration de Neptune.

Un modèle informatique proposé en 2004 par Alessandro Morbidelli de l'Observatoire de la Côte d'Azur à Nice suggérait que le mouvement de Neptune vers la ceinture de Kuiper aurait pu être initié par la formation d'une résonance 1: 2 dans les orbites de Jupiter et de Saturne, qui a servi de une sorte de force gravitationnelle qui a poussé Uranus et Neptune sur des orbites plus élevées et les a fait changer d'emplacement. L'éjection d'objets de la ceinture de Kuiper à la suite de cette migration peut également expliquer le "Late Heavy Bombardment", qui s'est produit 600 millions d'années après la formation du système solaire, et l'apparition d'astéroïdes troyens autour de Jupiter.

Satellites et anneaux

Neptune possède actuellement 13 satellites connus. La masse du plus gros représente plus de 99,5% de la masse totale de tous les satellites de Neptune, et seul il est assez massif pour devenir sphéroïdal. Il s'agit de Triton, découvert par William Lassell 17 jours seulement après la découverte de Neptune. Contrairement à tous les autres grands satellites des planètes du système solaire, Triton a une orbite rétrograde. Il peut avoir été capturé par la gravité de Neptune plutôt que d'être formé in situ, et peut-être autrefois une planète naine dans la ceinture de Kuiper. Il est suffisamment proche de Neptune pour être constamment en rotation synchronisée.

Neptune (ci-dessus) et Triton (ci-dessous)

En raison de l'accélération des marées, Triton monte lentement en spirale vers Neptune et finira par s'effondrer lorsque la limite de Roche sera atteinte, créant un anneau qui peut être plus puissant que les anneaux de Saturne (cela se produira sur une période de temps à l'échelle astronomique relativement petite : 10 à 100 millions d'années). En 1989, Triton a estimé la température à -235 °C (38 K). À cette époque, il s'agissait de la plus petite valeur mesurée pour les objets du système solaire ayant une activité géologique. Triton est l'une des trois lunes des planètes du système solaire qui ont une atmosphère (avec Io et Titan). Il n'est pas exclu qu'un océan liquide semblable à l'océan d'Europe existe sous la croûte de glace de Triton.

Le deuxième satellite connu de Neptune (au moment de la découverte) est Néréide, un satellite de forme irrégulière avec l'une des excentricités orbitales les plus élevées parmi les autres satellites du système solaire. Une excentricité de 0,7512 lui donne une apoapsis 7 fois la taille de son périapsis.

Protée, compagnon de Neptune

De juillet à septembre 1989, Voyager 2 a découvert 6 nouveaux satellites de Neptune. Parmi eux, le satellite de forme irrégulière Proteus est remarquable. Il est remarquable par la taille d'un corps de sa densité, sans être entraîné dans une forme sphérique par sa propre gravité. La deuxième lune la plus massive de Neptune ne représente qu'un quart de pour cent de la masse de Triton.

Les quatre lunes les plus intimes de Neptune sont Naïade, Thalassa, Despina et Galatée. Leurs orbites sont si proches de Neptune qu'elles sont dans ses anneaux. À côté d'eux, Larissa a été découverte en 1981 alors qu'elle couvrait une étoile. Au début, la couverture était attribuée aux arcs des anneaux, mais lorsque Voyager 2 a visité Neptune en 1989, il a été révélé que le revêtement était produit par un satellite. Entre 2002 et 2003, 5 autres satellites irréguliers de Neptune ont été découverts, ce qui a été annoncé en 2004. Puisque Neptune était le dieu romain des mers, ses lunes portent le nom de divinités marines inférieures.

Anneaux

Anneaux de Neptune de Voyager 2

Neptune a un système d'anneaux, bien que beaucoup moins important que, par exemple, Saturne. Les anneaux peuvent être composés de particules de glace recouvertes de silicates ou d'un matériau à base de carbone, ce qui est le plus susceptible de leur donner une teinte rougeâtre. Il y a 5 composants dans le système d'anneaux Neptune.
[modifier] Observations

Neptune est invisible à l'œil nu, car sa magnitude est comprise entre +7,7 et +8,0. Ainsi, les lunes galiléennes de Jupiter, la planète naine Cérès et les astéroïdes 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno et 6 Hebe sont plus brillants qu'elle dans le ciel. Pour une observation sûre de la planète, vous avez besoin d'un télescope avec un grossissement de 200 et plus et un diamètre d'au moins 200-250 mm. Dans ce cas, vous pouvez voir Neptune comme un petit disque bleuté, semblable à Uranus. Grâce à des jumelles 7-50, il peut être vu comme une étoile faible.

En raison de l'importance de la distance entre Neptune et la Terre, le diamètre angulaire de la planète ne change que dans les 2,2 à 2,4 secondes d'arc. C'est la plus petite valeur parmi le reste des planètes du système solaire, donc l'observation visuelle des détails de la surface de cette planète est difficile. Par conséquent, la précision de la plupart des données télescopiques sur Neptune était faible avant l'avènement du télescope spatial Hubble et des grands télescopes au sol avec optique adaptative. En 1977, par exemple, même la période de rotation de Neptune n'était pas connue de manière fiable.

Pour un observateur terrestre, tous les 367 jours, Neptune entre dans un apparent mouvement rétrograde, formant ainsi une sorte de boucles imaginaires sur fond d'étoiles lors de chaque opposition. En avril et juillet 2010, et en octobre et novembre 2011, ces boucles orbitales le rapprocheront de l'endroit où il a été découvert en 1846.

Les observations de Neptune dans la gamme des ondes radio montrent que la planète est une source de rayonnement continu et d'éruptions irrégulières. Les deux s'expliquent par le champ magnétique tournant de la planète. Dans la partie infrarouge du spectre, sur un fond plus froid, des ondulations dans les profondeurs de l'atmosphère de Neptune (les "tempêtes"), générées par la chaleur du noyau qui s'effondre, sont clairement visibles. Les observations permettent avec un haut degré de certitude d'établir leur forme et leur taille, ainsi que de suivre leurs déplacements.

Recherche

Image de Triton de Voyager 2

Voyager 2 s'est rapproché le plus de Neptune le 25 août 1989. Neptune étant la dernière grande planète qu'un vaisseau spatial pouvait visiter, il a été décidé de faire un survol rapproché près de Triton, quelles que soient les conséquences sur la trajectoire de vol. Une tâche similaire a été rencontrée par Voyager 1 - un survol près de Saturne et de son plus gros satellite, Titan. Les images de Neptune, transmises sur Terre par Voyager 2, sont devenues la base d'un programme nocturne appelé Neptune All Night sur le service de radiodiffusion publique (PBS) en 1989.

Pendant le rendez-vous, les signaux du vaisseau spatial ont voyagé jusqu'à la Terre pendant 246 minutes. Par conséquent, pour la plupart, la mission de Voyager 2 reposait sur des équipes de rendez-vous préchargées de Neptune et Triton plutôt que sur des équipes de la Terre. Voyager 2 a effectué un passage assez proche près de Néréide avant de passer à seulement 4 400 km de l'atmosphère de Neptune le 25 août. Plus tard dans la journée, Voyager a volé près de Triton.

Voyager 2 a confirmé l'existence du champ magnétique de la planète et a découvert qu'il est incliné, comme le champ d'Uranus. La question de la période de rotation de la planète a été résolue en mesurant l'émission radio. Voyager 2 présentait également le système météorologique exceptionnellement actif de Neptune. 6 nouveaux satellites de la planète et des anneaux ont été découverts, dont il s'est avéré qu'il y en avait plusieurs.

Vers 2016, la NASA prévoyait d'envoyer le vaisseau spatial Neptune Orbiter à Neptune. Actuellement, aucune date de lancement estimée n'a été annoncée, et le plan stratégique d'exploration du système solaire n'inclut plus cet appareil.

Neptune a été découvert par des calculs théoriques. Le fait est qu'Uranus dévie de l'orbite calculée, comme s'il était attiré par une autre planète.

mathématiciens et astronomes britanniques John canapé Adams(1819-1892) et James Challis en 1845 ont calculé l'emplacement approximatif de la planète. Dans le même temps, l'astronome français Urbain Le Verrier(1811 - 1877), après avoir fait un calcul, le convainc de se lancer à la recherche d'une nouvelle planète. Pour la première fois, les astronomes virent Neptune le 23 septembre 1846, non loin des positions que l'Anglais Adam et le Français Le Verrier avaient prédites indépendamment l'un de l'autre.

Neptune est loin du Soleil.

Caractéristiques générales de la planète Neptune

La masse de la planète est 17 fois la masse de la Terre. Le rayon de la planète est d'environ quatre rayons terrestres. Densité - Nœud de la densité de la Terre.

Des anneaux ont été découverts autour de Neptune. Ils sont ouverts (déchirés), c'est-à-dire qu'ils sont constitués d'arcs séparés qui ne sont pas connectés les uns aux autres. En apparence, les anneaux d'Uranus et de Neptune sont similaires.

La structure de Neptune est probablement presque la même que celle d'Uranus.

Contrairement à c, et Neptune peut ne pas avoir de superposition interne claire. Mais, très probablement, Neptune a un petit noyau solide, de masse égale à celle de la Terre. L'atmosphère de Neptune est principalement constituée d'hydrogène et d'hélium avec un petit mélange de méthane (1 %). La couleur bleue de Neptune est le résultat de l'absorption de la lumière rouge dans l'atmosphère par ce gaz - tout comme sur Uranus.

La planète a une atmosphère orageuse, de minces nuages ​​poreux composés de méthane gelé. La température de l'atmosphère de Neptune est plus élevée que celle d'Uranus, donc environ 80% H 2

Riz. 1. Composition de l'atmosphère de Neptune

Neptune a sa propre source de chaleur interne - elle émet 2,7 fois plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil. La température moyenne à la surface de la planète est de 235 °C. Les vents les plus forts parallèles à l'équateur de la planète, de grosses tempêtes et des tourbillons sont observés sur Neptune. La planète a les vents les plus rapides du système solaire, atteignant 700 km/h. Les vents soufflent sur Neptune dans une direction ouest, contre la rotation de la planète.

Il y a des chaînes de montagnes et des fissures à la surface. En hiver, il y a de la neige azotée et en été des fontaines se frayent un chemin à travers les fissures.

La sonde Voyager 2 a découvert de puissants cyclones sur Neptune, dans lesquels la vitesse du vent atteint la vitesse du son.

Les satellites de la planète sont nommés Triton, Néréide, Naïade, Thalassa, Protée, Despina, Galatée, Larissa. En 2002-2005. cinq autres satellites de Neptune ont été découverts. Chacun de ceux récemment découverts a un diamètre de 30 à 60 km.

La plus grande lune de Neptune est Triton. Il a été ouvert en 1846 par William Lassll. Triton est plus gros que la Lune. Presque toute la masse du système satellitaire Neptune est concentrée dans Triton. Diffère en haute densité : 2 g/cm 3.