A Neptunusz pályája és forgása. A Neptunusz bolygó: érdekes tények a "tengeri" űróriásról

Bár természetesen az "óriás" szó egy kicsit erős lesz a Neptunusszal kapcsolatban, a bolygók, bár kozmikus mércével mérve igen nagyok, méretükben mégis jóval kisebbek, mint a többi óriásbolygónk: a Szaturnusz és. Ha már az Uránuszról beszélünk, ez a bolygó mérete nagyobb, mint a Neptunusz, de a Neptunusz tömege 18%-kal nagyobb, mint az Uránusz. Általánosságban elmondható, hogy ez a bolygó, amelyet kék színe miatt neveztek el a tengerek ősi istenének tiszteletére, a Neptunusz a legkisebb óriásbolygónak és egyben a legmasszívabbnak tekinthető - a Neptunusz sűrűsége sokszor erősebb, mint hogy a többi bolygóé. De ahhoz a Neptunuszhoz képest, hogy a Földünk kicsi, ha azt képzeljük, hogy a Napunk akkora, mint egy ajtó, akkor a Föld akkora, mint egy érme, a Neptunusz pedig akkora, mint egy nagy baseball.

A Neptunusz bolygó felfedezésének története

A Neptunusz felfedezésének története egyedülálló a maga nemében, hiszen ez az első bolygó Naprendszerünkben, amelyet pusztán elméletileg, matematikai számításoknak köszönhetően fedeztek fel, és csak ezután látták távcsővel. Így volt ez: Alexis Bouvard francia csillagász még 1846-ban egy távcsövön keresztül figyelte az Uránusz bolygó mozgását, és furcsa eltéréseket vett észre pályáján. A bolygó mozgása során fellépő anomáliát véleménye szerint más nagy égitest erős gravitációs hatása okozhatja. Alexis német kollégája, Johann Halle csillagász elvégezte a szükséges matematikai számításokat ennek az eddig ismeretlen bolygónak a helyének meghatározásához, és ezek helyesnek bizonyultak – hamarosan a Neptunuszunkat fedezték fel az ismeretlen „X bolygó” állítólagos helyén. .

Bár jóval ez előtt a Neptunusz bolygót egy távcsőben figyelték meg a nagyok. Igaz, csillagászati ​​feljegyzéseiben csillagként jelölte meg, nem bolygóként, így a felfedezést nem tulajdonították neki.

A Neptunusz a Naprendszer legtávolabbi bolygója

„De mi van?” – kérdezheti. Valójában minden nem olyan egyszerű, mint amilyennek első pillantásra tűnik. 1846-os felfedezése óta a Neptunusz joggal tekinthető a Naptól legtávolabbi bolygónak. De 1930-ban felfedezték a kis Plútót, amely még távolabb van. Csak egy árnyalat van itt, a Plútó pályája erősen megnyúlik egy ellipszis mentén, oly módon, hogy mozgásának bizonyos pillanataiban a Plútó közelebb van a Naphoz, mint a Neptunusz. Utoljára 1978 és 1999 között fordult elő ilyen csillagászati ​​jelenség - 20 éven keresztül a Neptunusz ismét teljes értékű "a Naptól legtávolabbi bolygó" címet viselte.

Egyes csillagászok, hogy megszabaduljanak ettől a zűrzavartól, még azt is javasolták, hogy "lefokozzák" a Plútót a bolygó címéből, azt mondják, ez csak egy kis égitest, amely pályán repül, vagy a "törpebolygó" státusz hozzárendelését. ", a viták azonban még folynak ezzel kapcsolatban.

A Neptunusz bolygó jellemzői

A Neptunusz élénkkék megjelenését a bolygó légkörében található erős felhősűrűségnek köszönheti, ezek a felhők tudományunk számára még teljesen ismeretlen kémiai vegyületeket rejtenek, amelyek a napfény által elnyelve kék színűvé válnak. Egy év a Neptunuszon a mi 165 évünknek felel meg, ez idő alatt teszi meg a Neptunusz teljes ciklusát a Nap körüli pályán. De egy nap a Neptunuszon nem olyan hosszú, mint egy év, ezek még a mi földieinknél is rövidebbek, hiszen mindössze 16 órát tartanak.

Neptunusz hőmérséklete

Mivel a napsugarak nagyon kis mennyiségben érik el a távoli „kék óriást”, természetes, hogy nagyon-nagyon hideg van a felszínén – ott a felszíni átlaghőmérséklet -221 Celsius fok, ami kétszer alacsonyabb a fagypontnál. vízből. Egyszóval, ha a Neptunuszon lennél, akkor egy szempillantás alatt jégdarabká változnál.

A neptunusz felszíne

A Neptunusz felszíne ammóniából és metánjégből áll, de a bolygó magja könnyen kiderülhet, hogy kő, de ez még mindig csak egy hipotézis. Érdekes, hogy a Neptunusz gravitációs ereje nagyon hasonló a Földéhez, mindössze 17%-kal nagyobb, mint a miénk, és annak ellenére, hogy a Neptunusz 17-szer nagyobb, mint a Föld. Ennek ellenére nem valószínű, hogy a közeljövőben sétálhatunk a Neptunuszon, lásd az előző bekezdést a jégről. És emellett a Neptunusz felszínén fújnak a legerősebb szelek, amelyek sebessége elérheti a 2400 kilométer per órás sebességet is (!), Naprendszerünkben talán egyetlen más bolygón sem fúj olyan erős szél, mint nálunk.

A Neptun mérete

Mint fentebb említettük, 17-szer nagyobb, mint a Földünk. Az alábbi képen bolygóink méretének összehasonlítása látható.

A neptunusz légköre

A Neptunusz légkörének összetétele hasonló a legtöbb hasonló óriásbolygó légköréhez: az atomok és a hélium vannak túlsúlyban, kis mennyiségben ammónia, fagyott víz, metán és egyéb kémiai elemek is találhatók benne. Más nagy bolygókkal ellentétben azonban a Neptunusz légköre sok jeget tartalmaz, ami a távoli helyzetének köszönhető.

A Neptunusz bolygó gyűrűi

Bizonyára a bolygók gyűrűiről hallva azonnal a Szaturnusz jut eszébe, de valójában nem ő az egyetlen gyűrűtulajdonos. A Neptununknak is vannak gyűrűi, bár nem olyan nagyok és szépek, mint a miénk. A Neptunusznak összesen öt gyűrűje van, amelyeket a felfedező csillagászokról neveztek el: Halle, Le Verrier, Lassell, Arago és Adams.

A Neptunusz gyűrűi apró kavicsokból és kozmikus porból (sok mikron méretű részecske) állnak, szerkezetükben némileg hasonlítanak a Jupiter gyűrűire, és nehéz őket eléggé észrevenni, mivel feketék. A tudósok úgy vélik, hogy a Neptunusz gyűrűi viszonylag fiatalok, legalábbis sokkal fiatalabbak, mint a szomszédos Uránusz gyűrűi.

A Neptunusz holdjai

A Neptunusznak, mint minden tisztességes óriásbolygónak, megvan a maga műholdja, és nem egy, hanem akár tizenhárom is, amelyeket az ősi panteon kisebb tengeri isteneiről neveztek el.

Különösen érdekes a Triton műhold, amelyet szintén a ... sörnek köszönhetően fedeztek fel. A helyzet az, hogy William Lasing angol csillagász, aki valójában felfedezte a Tritont, nagy vagyonra tett szert sörfőzéssel és kereskedéssel, ami később lehetővé tette számára, hogy rengeteg pénzt és időt fektessen kedvenc hobbijába - a csillagászatba (annál is inkább. nem olcsó egy jó minőségű obszervatórium felszerelése).

De mi az érdekes és egyedi a Tritonban? A tény az, hogy ez az egyetlen ismert műhold Naprendszerünkben, amely a bolygó forgásával ellentétes irányban forog a bolygó körül. A tudományos terminológiában ezt "retrográd forgásnak" nevezik. A tudósok szerint a Triton egyáltalán nem műhold volt, hanem független törpebolygó (mint a Plútó), a sors akaratából a Neptunusz gravitációjának befolyási övezetébe került, valójában a „kék óriás” fogságába esett. De a dolog ezzel még nem ért véget: a Neptunusz gravitációja egyre közelebb húzza a Tritont, és több millió fényév után a gravitációs erők széttéphetik a műholdat.

Mennyi ideig kell repülni a Neptunuszba

Hosszú ideje. Ez röviden, természetesen a modern technológiákkal. Hiszen a Neptunusz és a Nap távolsága 4,5 milliárd kilométer, a Földtől a Neptunuszig pedig 4,3 milliárd kilométer. A Voyager 2, az egyetlen, a Földről a Neptunuszba küldött, 1977-ben felbocsátott műhold csak 1989-ben ért célba, ahol egy "nagy sötét foltot" fényképezett a Neptunusz felszínén, és egy sor erőteljes vihar sorozatát figyelte meg a bolygó légkörében.

A Neptunusz bolygó videói

Cikkünk végén pedig egy érdekes videót ajánlunk a Neptunusz bolygóról.

Neptun- a Naprendszer nyolcadik bolygója: felfedezés, leírás, pálya, összetétel, légkör, hőmérséklet, műholdak, gyűrűk, feltárás, felszíni térkép.

A Neptunusz a Naptól számított nyolcadik bolygó és a Naprendszer legtávolabbi bolygója. Ez egy gázóriás, és a külső naprendszer kategóriájának képviselője. A Plútó kirepült a bolygólistáról, így a Neptunusz lezárja a láncot.

Műszerek nélkül nem található meg, ezért viszonylag nemrég került elő. Közeli felvételt csak egyszer figyeltek meg a Voyager 2 elrepülése során, 1989-ben. Nézzük meg, melyik bolygó a Neptunusz érdekes tények között.

Érdekes tények a Neptunusz bolygóról

A régiek nem tudtak róla

• A Neptunusz nem található meg eszközök használata nélkül. Először csak 1846-ban vették észre. A pozíciót matematikailag számítottuk ki. A nevet a rómaiaknál a tengeri istenség tiszteletére adták.

Gyorsan forog egy tengelyen

• Az egyenlítői felhők 18 óra alatt hajtanak végre egy forradalmat.

A jégóriások között a legkisebb

• Kisebb, mint az Uránusz, de nagyobb tömegű. A nehéz légkör hidrogén-, hélium- és metángázrétegeket rejt. Van víz, ammónia és metánjég. A belső magot egy szikla képviseli.

A légkör tele van hidrogénnel, héliummal és metánnal

• A Neptunusz metánja elnyeli a vöröset, így a bolygó kéknek tűnik. Folyamatosan sodródnak a magas felhők.

Aktív klíma

• Érdemes megjegyezni a nagy viharokat és az erős szeleket. Az egyik nagyszabású vihart 1989-ben rögzítették - a Nagy Sötét Foltot, amely 5 évig tartott.

Vékony gyűrűk vannak

• Porszemcsékkel és széntartalmú anyagokkal kevert jégszemcsék képviselik őket.

14 műhold van

• A Neptunusz legérdekesebb műholdja a Triton - egy fagyos világ, amely nitrogén- és porrészecskéket bocsát ki a felszín alól. Vonzhatja a bolygó gravitációja.

Egy küldetést küldött

• 1989-ben a Voyager 2 elrepült a Neptunusz mellett, és elküldte az első nagyméretű képeket a rendszerről. A Hubble-teleszkóp is megfigyelte a bolygót.

A Neptunusz bolygó mérete, tömege és pályája

24 622 km-es sugarával a negyedik legnagyobb bolygó, amely négyszer nagyobb, mint a miénk. 1,0243 x 10 tömeggel 26 kg 17-szer kerül meg minket. Az excentricitás mindössze 0,0086, a Nap és a Neptunusz távolsága pedig 29,81 AU. hozzávetőleges állapotban és 30.33. a.u. maximumon.

A sziderális forradalom 16 óra, 6 perc és 36 másodperc, a keringési áthaladás 164,8 évig tart. A Neptunusz tengelyének dőlése 28,32°, és a Földére hasonlít, tehát a bolygó hasonló évszakos változásokon megy keresztül. De érdemes hozzátenni a hosszú pálya faktorát, és 40 éves szezont kapunk.

A Neptunusz bolygópályája hatással van a Kuiper-övre. A bolygó gravitációja miatt egyes tárgyak elveszítik a stabilitásukat, és megszakadnak az övben. Néhány üres területen van egy keringési út. Rezonancia a testekkel - 2:3. Ez azt jelenti, hogy a testek minden 3-ra 2 keringési járatot teljesítenek a Neptunusznál.

A jégóriás trójai testeket dob ​​el az L4 és L5 Lagrange pontokon. Néhányan még a stabilitásukban is feltűnőek. Valószínűleg csak egymás mellett alkottak, és később nem gravitációs gravitáció.

A Neptunusz bolygó összetétele és felszíne

Az ilyen típusú tárgyakat jégóriásoknak nevezik. Van egy sziklás mag (fémek és szilikátok), egy köpeny, amelyet vízből, metánjégből, ammóniából és hidrogén-, hélium- és metánatmoszférából hoztak létre. A Neptunusz részletes felépítése az ábrán látható.

A mag nikkelt, vasat és szilikátokat tartalmaz, és tömege 1,2-szeresével kerüli meg a miénket. A központi nyomás 7 Mbar-ra emelkedik, ami a miénk kétszerese. A helyzet 5400 K-re melegszik. 7000 km mélységben a metán gyémántkristályokká alakul, amelyek jégeső formájában ereszkednek le.

A köpeny eléri a föld tömegének 10-15-szörösét, és tele van ammónia, metán és víz keverékével. Az anyagot jegesnek nevezik, bár valójában ez egy sűrű, izzó folyadék. A légköri réteg a középponttól 10-20%-kal nyúlik ki.

Az alsó légköri rétegekben látható, hogyan növekszik a metán, a víz és az ammónia koncentrációja.

A Neptunusz műholdjai

A Neptunusz holdcsaládját 14 hold képviseli, ahol egy kivételével mindegyiknek van neve a görög és római mitológia tiszteletére. 2 osztályra oszthatók: normál és szabálytalan. Az elsők a Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1 és Proteus. A bolygóhoz legközelebb helyezkednek el, és körpályán haladnak.

A műholdak 48227 km-117646 km távolságra vannak a bolygótól, és az S / 2004 N 1 és a Proteus kivételével mindegyik kevesebb, mint keringési ideje (0,6713 nap) kerüli meg a bolygót. A paramétereket tekintve: 96 x 60 x 52 km és 1,9 × 10 17 kg (Naiad) 436 x 416 x 402 km-ig és 5,035 × 10 17 kg (Proteus).

A Proteus és a Larissa kivételével minden műhold hosszúkás alakú. A spektrumelemzés azt mutatja, hogy vízjégből, sötét anyag keverékével keletkeztek.

A szabálytalanok ferde excentrikus vagy retrográd pályákat követnek, és nagy távolságra élnek. Kivételt képez a Triton, amely körkörös pályán kering a Neptunusz körül.

A szabálytalanok listáján szerepel Triton, Nereid, Galimeda, Sao, Laomedea, Neso és Psamaph. Méretben és tömegben gyakorlatilag stabilak: 40 km átmérőtől és 1,5 × 10 16 kg tömegtől (Psamaph) 62 km-ig és 9 x 10 16 kg-ig (Galimeda).

A Tritont és a Nereidet külön kell figyelembe venni, mivel ők a rendszer legnagyobb szabálytalan holdjai. A Triton a Neptunusz orbitális tömegének 99,5%-át tartalmazza.

Közel forognak a bolygóhoz, és szokatlan excentricitásaik vannak: Tritonnak szinte tökéletes köre van, Nereidé pedig a legexcentrikusabb.

A Neptunusz legnagyobb holdja a Triton. Átmérője 2700 km, tömege 2,1 x 10 22 kg. Elég nagy a hidrosztatikai egyensúly eléréséhez. A gőte retrográd és kvázi körkörös pályán mozog. Tele van nitrogénnel, szén-dioxiddal, metánnal és vízjéggel. Az Albedo több mint 70%-a, ezért az egyik legfényesebb objektumnak tartják. A felület vörösesnek tűnik. Meglep azzal is, hogy saját légköri réteggel rendelkezik.

A műhold sűrűsége 2 g / cm 3, ami azt jelenti, hogy a tömeg 2/3-át a kőzetek kapják. Folyékony víz és földalatti óceán is jelen lehet. Délen egy nagy sarki sapka, ősi krátersebek, kanyonok és párkányok találhatók.

Úgy tartják, hogy a Tritont a gravitáció húzta, és korábban a Kuiper-öv részének tekintették. Az árapály vonzása konvergenciához vezet. 3,6 milliárd év múlva ütközhet a bolygó és a műhold.

A Nereid a harmadik legnagyobb a holdcsaládban. Előrehaladott, de rendkívül excentrikus pályán forog. A spektroszkóp jeget talált a felszínen. Talán a kaotikus forgás és a megnyúlt forma az, ami a látszólagos nagyság szabálytalan változásához vezet.

A Neptunusz bolygó légköre és hőmérséklete

Magasabb magasságban a Neptunusz légköre hidrogénből (80%) és héliumból (19%) áll, kisebb metánszennyeződésekkel. A kék árnyalat azért jelenik meg, mert a metán elnyeli a vörös fényt. A légkör két fő gömbre oszlik: a troposzférára és a sztratoszférára. 0,1 bar nyomású tropopauza van köztük.

A spektrális elemzés azt mutatja, hogy a sztratoszféra homályos az UV-sugarak és a metán érintkezése során keletkező keverékek felhalmozódása miatt. Szén-monoxidot és hidrogén-cianidot tartalmaz.

Eddig senki sem tudja megmagyarázni, miért melegszik fel a termoszféra 476,85 ° C-ra. A Neptunusz nagyon messze van a csillagtól, ezért más fűtési mechanizmusra van szükség. Ez lehet a légkör érintkezése ionokkal mágneses térben, vagy magának a bolygónak a gravitációs hullámai.

A Neptunusznak nincs szilárd felülete, ezért a légkör eltérően forog. Az egyenlítői rész 18 órán át forog, a mágneses mező - 16,1 óra, és a poláris zóna - 12 óra. Ezért erős szél fúj. A Voyager 2 három nagyméretű felvételt rögzített 1989-ben.

Az első vihar 13 000 x 6 600 km méretű volt, és úgy nézett ki, mint a Jupiter Nagy Vörös Foltja. 1994-ben a Hubble Teleszkóp megpróbálta megtalálni a Nagy Sötét Foltot, de nem sikerült. De az északi félteke területén egy új alakult ki.

A robogó egy másik vihar, amelyet könnyű felhőtakaró képvisel. A Nagy Sötét Folttól délre találhatók. 1989-ben a Small Dark Spot-ra is felfigyeltek. Először teljesen sötétnek tűnt, de amikor a készülék közeledett, sikerült rögzíteni egy fényes magot.

A Neptunusz bolygó gyűrűi

A Neptunusz bolygónak 5 gyűrűje van, amelyeket tudósokról neveztek el: Halle, Le Verrier, Lassell, Arago és Adams. Por (20%) és apró sziklatörmelék képviseli őket. Nehéz megtalálni őket, mert nem rendelkeznek fényerővel, és méretük és sűrűségük különbözik.

Johann Halle volt az első, aki nagyítóval szemlélte a bolygót. A gyűrű megy először, és 41000-43000 km távolságra van a Neptunusztól. Le Verrier mindössze 113 km széles.

53200-57200 km távolságban 4000 km szélességben található a Lassell gyűrű. Ez a legszélesebb gyűrű. A tudós Tritont 17 nappal a bolygó felfedezése után találta meg.

Arago gyűrűje 100 km hosszan húzódik, 57 200 km-re található. François Arago utasította Le Verrier-t, és aktívan részt vett a bolygóról szóló vitában.

Adams mindössze 35 km széles. De ez a gyűrű a legfényesebb a Neptunuszban, és könnyen megtalálható. Öt íve van, amelyek közül három a Szabadság, Egyenlőség, Testvériség. Az íveket a feltételezések szerint a gyűrű belsejében található Galatea gravitációs csapdába ejtette. Nézze meg a Neptunusz gyűrűiről készült fotót.

A gyűrűk sötétek és szerves vegyületekből készülnek. Sok port tart. Úgy gondolják, hogy ezek fiatal formációk.

A Neptunusz bolygó tanulmányozásának története

A Neptunust csak a 19. században jegyezték fel. Bár, ha alaposan átgondolja Galilei 1612-ből készült vázlatait, észre fogja venni, hogy a pontok a jégóriás helyére utalnak. Tehát a múltban a bolygót egyszerűen összetévesztették egy csillaggal.

1821-ben Alexis Bouvard diagramokat készített az Uránusz keringési útvonaláról. De egy további vizsgálat eltéréseket mutatott ki a rajztól, így a tudós úgy gondolta, hogy a közelben egy nagy test található, amely befolyásolja az utat.

John Adams 1843-ban kezdte el részletesen tanulmányozni az Uránusz keringési áthaladását. Tőle függetlenül az 1845-1846-os években. dolgozott Urbe Le Verrier. Tudását Johann Halléval osztotta meg a Berlini Csillagvizsgálóban. Utóbbi megerősítette, hogy van valami nagy a közelben.

A Neptunusz bolygó felfedezése sok vitát váltott ki a felfedezőt illetően. De a tudományos világ elismerte Le Verrier és Adams érdemeit. De 1998-ban úgy ítélték meg, hogy az előbbi többet tett.

Le Verrier először azt javasolta, hogy az ő tiszteletére nevezzék el az objektumot, ami nagy felháborodást váltott ki. De a második mondata (Neptunusz) a mai névvé vált. Az tény, hogy belefért a névadási hagyományba. Az alábbiakban a Neptunusz térképe látható.

A Neptunusz bolygó felszínének térképe

Kattintson a képre a nagyításhoz

A Voyager 2 ezt a képet készítette a Neptunuszról öt nappal a bolygó feletti történelmi elrepülése előtt, 1989. augusztus 25-én.

A Neptunusz bolygó egy titokzatos kék óriás a Naprendszer peremén, amelynek létezését csak a 19. század első felének végén gyanították.

Egy távoli, optikai műszerek nélkül láthatatlan bolygót fedeztek fel 1846 őszén. JK Adams gondolt először egy olyan égitest létezésére, amely abnormálisan befolyásolja a mozgást. Számításait és feltevéseit bemutatta Erie királyi csillagásznak, aki figyelmen kívül hagyta azokat. Ugyanakkor a francia Le Verrier az Uránusz pályájának eltéréseinek tanulmányozásával foglalkozott, következtetéseit egy ismeretlen bolygó létezésére vonatkozóan 1845-ben mutatták be. Nyilvánvaló volt, hogy a két független vizsgálat eredményei nagyon közel állnak egymáshoz.

1846 szeptemberében a Berlini Obszervatórium távcsövén keresztül egy ismeretlen bolygót láttak a Le Verrier számításaiban jelzett helyen. A matematikai számítások segítségével létrejött felfedezés sokkolta a tudományos világot, és Anglia és Franciaország közötti vita tárgyává vált a nemzeti prioritásról. A viták elkerülése végett Halle német csillagász felfedezettjének tekinthető, aki teleszkópon keresztül vizsgálta az új bolygót. A hagyomány szerint az egyik római isten, a tengerek védőszentjének, Neptunusznak a nevét választották a névnek.

A Neptunusz pályája

A bolygók listáján szereplő Plútó után a Neptunusz volt a Naprendszer utolsó - nyolcadik - képviselője. Távolsága a központtól 4,5 milliárd km, a fényhullámnak 4 óra alatt megtenni ezt a távolságot. A bolygó a Szaturnusszal, az Uránusszal és a Jupiterrel együtt belépett a négy gázóriás csoportjába. A pálya hatalmas átmérője miatt itt egy év 164,8 Földnek felel meg, és egy nap kevesebb, mint 16 óra alatt telik el. A Nap körüli áthaladási pályája közel a kör alakú, excentricitása 0,0112.

A bolygó szerkezete

A matematikai számítások lehetővé tették a Neptunusz szerkezetének elméleti modelljének megalkotását. Középpontjában a Földhöz hasonló tömegű szilárd mag található, a készítményben vas, szilikátok, nikkel található. A felszín úgy néz ki, mint a jég ammónia, víz és metán módosulatának viszkózus tömege, amely egyértelmű határ nélkül áramlik a légkörbe. A mag belső hőmérséklete meglehetősen magas - eléri a 7000 fokot -, de a nagy nyomás miatt a megszilárdult felület nem olvad meg. A Neptunusz 17-szer nagyobb, mint a Földé, mérete pedig 1,0243x10 26 kg-ban.

Hangulat és tomboló szél

Az alap hidrogén - 82%, hélium - 15% és metán - 1%. Ez a gázóriások hagyományos összetétele. A hőmérséklet a Neptunusz feltételes felszínén -220 Celsius fokot mutat. Az alsó légkörben a felhők metán-, hidrogén-szulfid-, ammónia- vagy ammónium-szulfid-kristályokból képződnek. Ezek a jégdarabok hozzák létre a kék izzást a bolygó körül, de ez csak egy része a magyarázatnak. Van egy hipotézis egy ismeretlen anyagról, amely élénk kék színt ad.

A Neptunuszon fújó szelek egyedi sebességgel rendelkeznek, átlagos számuk 1000 km/h, a hurrikán széllökések pedig elérik a 2400 km/h-t. A légtömegek a bolygó forgástengelyével szemben mozognak. Megmagyarázhatatlan tény a viharok és szelek felerősödése, amely a bolygó és a Nap közötti távolság növekedésével figyelhető meg.

A "" űrszonda és a Hubble teleszkóp egy csodálatos jelenséget figyelt meg - a Nagy Sötét Foltot - egy hatalmas hurrikánt, amely 1000 km / h sebességgel söpört végig a Neptunuszon. Az ilyen örvények a bolygó különböző helyein jelennek meg és tűnnek el.

Magnetoszféra

Az óriás mágneses tere jelentős erőt kapott, alapját egy vezető folyadékköpenynek tekintik. A mágneses tengelynek a földrajzi tengelyhez viszonyított 47 fokos elmozdulása miatt a magnetoszféra alakja megváltozik a bolygó forgását követően. Ez a hatalmas pajzs a napszél energiáját tükrözi.

A Neptunusz holdjai

A Triton műholdat egy hónappal a Neptunusz felfedezése után észlelték. Tömege megegyezik a teljes műholdrendszer 99%-ával. A Triton megjelenése egy esetleges elfogáshoz kapcsolódik.
A Kuiper-öv egy hatalmas terület, amely tele van egy kis műhold méretű objektumokkal, de kevés olyan nagy, mint a Plútó, és néhány, talán még nagyobb is. A Kuiper-öv mögött van az a hely, ahol az üstökösök érkeznek hozzánk. Az Oort-felhő majdnem félúton a legközelebbi csillagig terjed.

A Triton egyike azon három holdnak a rendszerünkben, amelynek légköre van. A Triton az egyetlen, amely gömb alakú. A Neptunusznak összesen 14 égitestje van, amelyeket a mélytengeri kisebb istenekről neveztek el.

A bolygó felfedezése óta szóba került a jelenléte, de az elmélet megerősítését nem találták. Csak 1984-ben vettek észre egy fényes ívet a chilei obszervatóriumban. A fennmaradó öt gyűrűt a Voyager 2 készülék kutatásának köszönhetően találták meg. A képződmények sötét színűek és nem verik vissza a napfényt. Nevüket azoknak köszönhetik, akik felfedezték a Neptunust: Galle, Le Verrier, Argo, Lassel, a legtávolabbi és legszokatlanabb pedig Adams nevéhez fűződik. Ez a gyűrű különálló templomokból áll, amelyeknek egyetlen szerkezetté kellett volna egyesülniük, de nem. Ennek lehetséges oka a még fel nem fedezett műholdak gravitációjának hatása. Egy entitás név nélkül maradt.

Kutatás

A Neptunusznak a Földtől való hatalmas távolsága és különleges elhelyezkedése az űrben megnehezíti a bolygó megfigyelését. A nagy teljesítményű optikával rendelkező nagy teleszkópok megjelenése kibővítette a tudósok képességeit. A Neptunusszal kapcsolatos összes kutatás a Voyager 2 küldetés adatain alapul. A távoli kék bolygó, amely az általunk ismert világ határa közelében repül, tele van, amiről még gyakorlatilag semmit sem tudunk.

A New Horizons elfogta a Neptunust és a Triton műholdját. A kép 2014. július 10-én készült 3,96 milliárd kilométeres távolságból.

Neptun képei

A Voyager 2 Neptunuszról és holdjairól készült képeit nagyrészt alábecsülik. Magánál a Neptunnál is lenyűgözőbb a Triton óriás holdja, amely méretében és sűrűségében hasonló a Plútóhoz. A Tritont a Neptunusz foghatta be, amint azt a Neptunusz körüli pályáján (óramutató járásával megegyezően) való retrográd mozgása bizonyítja. A műhold és a bolygó közötti gravitációs kölcsönhatás hőt termel, és aktívan tartja a Tritont. Felszínén több kráter található, geológiailag aktív.

Gyűrűi vékonyak és gyengék, és szinte láthatatlanok a Földről. A Voyager 2 akkor készített képet, amikor megvilágította őket a nap. A kép erősen túlexponált (10 perc).

Neptun felhők

Annak ellenére, hogy nagy távolságra van a Naptól, a Neptunusz időjárása nagyon dinamikus, beleértve a Naprendszer legerősebb szeleit. A képen látható "Nagy Sötét Folt" már eltűnt, és megmutatja, milyen gyorsan mennek végbe a változások a legtávolabbi bolygón.

A Triton eddigi legteljesebb térképe

Paul Schenck, a Moon and Planets Institute (Houston, USA) munkatársa átdolgozta a régi Voyager-adatokat, hogy további részleteket tárjon fel. Az eredmény mindkét félteke térképe, bár az északi félteke nagy része hiányzik, mivel a szonda áthaladásakor az árnyékban volt.

Animáció az elhaladó Voyager 2 űrhajóról Triton a, 1989-ben követték el. Az elrepülés során az északi félteke nagy része Triton de az árnyékban volt. A Voyager nagy sebessége és lassú forgása miatt Triton ah, csak egy féltekét láttunk.

Triton gejzírei

A Neptunusz a nyolcadik és legtávolabbi bolygó a Naprendszerben. A Neptunusz egyben a negyedik legnagyobb bolygó átmérője és a harmadik legnagyobb bolygó. A Neptunusz tömege 17,2-szerese, az Egyenlítő átmérője pedig 3,9-szerese a Földének. A bolygót a tengerek római istenéről nevezték el. Csillagászati ​​szimbóluma, a Neptunus symbol.svg a Neptunusz háromágának stilizált változata.

Az 1846. szeptember 23-án felfedezett Neptunusz lett az első bolygó, amelyet rendszeres megfigyelés helyett matematikai számításokkal fedeztek fel. Az Uránusz pályáján bekövetkezett előre nem látható változások felfedezése egy ismeretlen bolygó hipotézisét eredményezte, amelynek a gravitációs zavaró hatása ennek köszönhető. A Neptunusz az előre jelzett pozíción belül található. Hamarosan a műholdját, a Tritont is felfedezték, de a fennmaradó 12 műhold, amely ma ismert, egészen a 20. századig ismeretlen volt. A Neptunust egyetlen űrszonda, a Voyager 2 látogatta meg, amely 1989. augusztus 25-én repült a bolygó közelében.

A Neptunusz összetételében hasonló az Uránuszhoz, és mindkét bolygó összetételében különbözik a nagyobb óriásbolygóktól - a Jupitertől és a Szaturnusztól. Néha az Uránusz és a Neptunusz a „jégóriások” külön kategóriájába kerül. A Neptunusz légköre a Jupiter és a Szaturnusz légköréhez hasonlóan főként hidrogénből és héliumból áll, nyomokban szénhidrogénekből és esetleg nitrogénből is, de nagyobb arányban tartalmaz jeget: vizet, ammóniát, metánt. A Neptunusz magja az Uránuszhoz hasonlóan főként jégből és sziklákból áll. Különösen a légkör külső rétegeiben található metánnyomok felelősek a bolygó kék színéért.

A Naprendszer bolygói közül a legerősebb szelek a Neptunusz légkörében tombolnak, egyes becslések szerint sebességük elérheti a 2100 km/órát. A Voyager 2 1989-es elrepülése során a Neptunusz déli féltekén fedezték fel az úgynevezett Nagy Sötét Foltot, hasonlóan a Jupiter Nagy Vörös Foltjához. A Neptunusz hőmérséklete a felső légkörben közel -220 ° C. A Neptunusz középpontjában a hőmérséklet különböző becslések szerint 5400 K és 7000-7100 ° C között van, ami a Nap felszínének hőmérsékletéhez hasonlítható, és összemérhető a legtöbb ismert bolygó belső hőmérsékletével. . A Neptunusznak gyenge és töredezett gyűrűrendszere van, valószínűleg az 1960-as években fedezték fel, de ezt a Voyager 2 csak 1989-ben erősítette meg megbízhatóan.

1948-ban a Neptunusz bolygó felfedezésének tiszteletére javasolták az új kémiai elem 93 neptunium elnevezését.

2011. július 12-én pontosan egy neptunusi év, vagyis 164,79 földi év telik el – a Neptunusz 1846. szeptember 23-i felfedezése óta.

Név

A felfedezés után egy ideig a Neptunust egyszerűen „az Uránusztól külső bolygónak” vagy „Le Verrier bolygónak” nevezték. A hivatalos név ötlete először Halle volt, aki a „Janus” nevet javasolta. Angliában Chiles egy másik nevet javasolt: "Óceán".

Le Verrier azt állította, hogy jogában áll elnevezni az általa felfedezett bolygót, és azt javasolta, hogy nevezzék el Neptunusznak, hamisan azt állítva, hogy ezt a nevet a francia hosszúsági hivatal jóváhagyta. Októberben megpróbálta az ő nevén, Le Verrier-vel elnevezni a bolygót, és az obszervatórium igazgatója, François Arago is támogatta, de ez a kezdeményezés Franciaországon kívül jelentős ellenállásba ütközött. A francia almanachok nagyon gyorsan visszahozták a Herschel nevet az Uránuszra, felfedezője William Herschel után, és a Le Verrier nevet az új bolygóra.

Vaszilij Struve, a Pulkovo Obszervatórium igazgatója a „Neptunusz” nevet részesítette előnyben. Választásának okait a Császári Tudományos Akadémia szentpétervári kongresszusán jelentette be, 1846. december 29-én. Ez a név Oroszországon kívül is támogatást kapott, és hamarosan a bolygó általánosan elfogadott nemzetközi elnevezése lett.

A római mitológiában Neptunusz a tenger istene, és a görög Poszeidónnak felel meg.

Állapot

Felfedezésétől 1930-ig a Neptunusz a Naptól legtávolabbi ismert bolygó maradt. A Plútó felfedezése után a Neptunusz az utolsó előtti bolygó lett, kivéve 1979-1999-et, amikor a Plútó a Neptunusz pályáján belül tartózkodott. A Kuiper-öv 1992-es tanulmányozása azonban sok csillagászt arra késztetett, hogy vitát folytasson arról, hogy a Plútó bolygó-e vagy a Kuiper-öv része. 2006-ban a Nemzetközi Csillagászati ​​Unió új definíciót fogadott el a "bolygó" kifejezésre, és a Plútót a törpebolygók közé sorolta, így a Neptunusz ismét a Naprendszer utolsó bolygója lett.

A Neptunusszal kapcsolatos ötletek fejlődése

Az 1960-as évek végén a Neptunuszról alkotott elképzelések némileg eltértek a maiaktól. Bár viszonylag pontosan ismerték a Nap körüli forradalom sziderikus és szinódikus periódusait, a Naptól való átlagos távolság, az Egyenlítő dőlése a pálya síkjához képest szintén kevésbé pontosan mért paraméterek voltak. A tömeget 17,15 helyett 17,26 Földre becsülték; az egyenlítői sugár a Földé 3,88 helyett 3,89. A csillagok tengely körüli forgási periódusát 15 óra 58 perc helyett 15 óra 8 percre becsülték, ami a legjelentősebb eltérés a bolygó jelenlegi ismeretei és az akkori ismeretek között.

Néhány pillanatban később eltérések voltak. Kezdetben, a Voyager 2 repülése előtt azt feltételezték, hogy a Neptunusz mágneses tere ugyanolyan konfigurációjú, mint a Föld vagy a Szaturnusz mezője. A legújabb elképzelések szerint a Neptunusz mezője az ún. "Döntött rotátor". A Neptunusz földrajzi és mágneses "pólusai" (ha a mezőjét dipól-ekvivalensnek képzeljük) kiderült, hogy 45 ° -nál nagyobb szöget zárnak be egymással. Így amikor a bolygó forog, mágneses tere egy kúpot ír le.

fizikai jellemzők

A Föld és a Neptunusz méretének összehasonlítása

1,0243 · 1026 kg tömegével a Neptunusz köztes láncszem a Föld és a nagy gázóriások között. Tömege 17-szerese a Földének, de csak 1/19-e a Jupiter tömegének. A Neptunusz egyenlítői sugara 24 764 km, ami majdnem 4-szer nagyobb, mint a Földé. A Neptunust és az Uránuszt gyakran a gázóriások alosztályának tekintik, amelyeket "jégóriásoknak" neveznek kisebb méretük és magasabb illékonyanyag-koncentrációjuk miatt. Az exobolygók keresésekor a Neptunust metonimként használják: a felfedezett, hasonló tömegű exobolygókat gyakran "Neptunusznak" nevezik, a csillagászok szintén gyakran használják metonimként a Jupitert ("Jupiterek").

Keringés és forgás

A Neptunusz egy teljes Nap körüli fordulatával bolygónk 164,79 fordulatot tesz meg.

A Neptunusz és a Nap közötti átlagos távolság 4,55 milliárd km (körülbelül a Nap és a Föld átlagos távolságának 30,1-szerese, vagyis 30,1 AU), és 164,79 év szükséges a Nap körüli forradalom befejezéséhez. A Neptunusz és a Föld távolsága 4,3-4,6 milliárd km. A Neptunusz 2011. július 12-én fejezte be első teljes forradalmát a bolygó 1846-os felfedezése óta. A Földről másként fog látni, mint a felfedezés napján, ami abból adódik, hogy a Föld Nap körüli keringésének periódusa (365,25 nap) nem többszöröse a Neptunusz keringési periódusának. A bolygó elliptikus pályája 1,77°-kal dől el a Föld pályájához képest. A 0,011-es excentricitás jelenléte miatt a Neptunusz és a Nap közötti távolság 101 millió km-rel változik - a perihélium és az aphelion közötti különbség, vagyis a bolygó helyzetének legközelebbi és legtávolabbi pontja a pálya mentén. A Neptunusz tengelyirányú dőlése 28,32°, ami hasonló a Föld és a Mars tengelyének dőlésszögéhez. Ennek eredményeként a bolygó hasonló évszakos változásokat tapasztal. A Neptunusz hosszú keringési periódusa miatt azonban az évszakok egyenként negyven évig tartanak.

A Neptunusz sziderikus forgási ideje 16,11 óra. A Földhöz hasonló (23°-os) tengelydőlés miatt a sziderális forgási periódus változása a hosszú év során nem jelentős. Mivel a Neptunusznak nincs szilárd felülete, légköre eltérő forgásnak van kitéve. A széles egyenlítői zóna körülbelül 18 órás periódussal forog, ami lassabb, mint a bolygó mágneses mezejének 16,1 órás forgása. Az Egyenlítővel ellentétben a sarki régiók 12 óra alatt forognak. A Naprendszer összes bolygója közül ez a forgástípus a legkifejezettebb a Neptunuszban. Ez erős szélességi szélnyírást eredményez.

Orbitális rezonanciák

A diagram a Neptunusz által okozott pályarezonanciákat mutatja a Kuiper-övben: 2:3 rezonancia (Plutino), a „klasszikus öv”, olyan pályákkal, amelyeket a Neptunusz nem befolyásol jelentősen, és 1:2 rezonancia (Tutino).

A Neptunusz nagy hatással van a Kuiper-övre, amely nagyon távol van tőle. A Kuiper-öv jeges kisbolygók gyűrűje, hasonló a Mars és a Jupiter közötti aszteroidaövhöz, de sokkal hosszabb. A Neptunusz pályájától (30 AU) a Naptól számított 55 csillagászati ​​egységig terjed. A Neptunusz gravitációs gravitációs ereje a legjelentősebb hatást gyakorolja a Kuiper-felhőre (beleértve annak szerkezetének kialakulását is), összehasonlítható a Jupiter gravitációs erejének az aszteroidaövre gyakorolt ​​​​hatásával. A Naprendszer fennállása során a Kuiper-öv egyes régióit a Neptunusz gravitációja destabilizálta, és rések alakultak ki az öv szerkezetében. Példa erre a 40 és 42 AU közötti régió. e.

Az ebben az övben kellően hosszú ideig tartható objektumok pályáit az ún. világi rezonanciák a Neptunusszal. Egyes pályákon ez az idő a Naprendszer teljes élettartamához hasonlítható. Ezek a rezonanciák akkor jelennek meg, ha egy objektum Nap körüli keringési periódusa kis természetes számokként viszonyul a Neptunusz keringési periódusához, például 1:2 vagy 3:4. Így az objektumok kölcsönösen stabilizálják pályájukat. Ha például egy objektum kétszer olyan lassan kering a Nap körül, mint a Neptunusz, akkor pontosan az út felét fogja megtenni, miközben a Neptunusz visszatér eredeti helyzetébe.

A Kuiper-öv legsűrűbben lakott része, amely több mint 200 ismert objektumot foglal magában, 2:3 rezonanciában van a Neptunusszal]. Ezek a tárgyak minden 1-es fordulatot tesznek? A Neptunusz forradalma és "plutino" néven ismertek, mert köztük van a Kuiper-öv egyik legnagyobb objektuma - a Plútó. Bár a Neptunusz és a Plútó pályája metszi egymást, a 2:3 rezonancia megakadályozza az ütközést. Más, kevésbé „lakott” területeken 3:4, 3:5, 4:7 és 2:5 rezonanciák vannak. Lagrange pontjain (L4 és L5), a gravitációs stabilitás zónáiban a Neptunusz sok trójai aszteroidát tart, mintha pályája mentén vonszolná őket. A Neptunusz trójai 1:1 arányú rezonanciában vannak vele. A trójaiak nagyon stabilak a pályájukon, ezért valószínűtlen az a hipotézis, hogy a Neptunusz gravitációs mezeje befogja őket. Valószínűleg vele alkottak.

Belső szerkezet

A Neptunusz belső szerkezete az Uránusz belső szerkezetére hasonlít. A légkör a bolygó össztömegének körülbelül 10-20%-át teszi ki, a felszíntől a légkör végéig mért távolság pedig a felszín és a mag közötti távolság 10-20%-a. A mag közelében a nyomás elérheti a 10 GPa-t. A metán, az ammónia és a víz térfogati koncentrációja az alsó légkörben található.

A Neptunusz belső szerkezete:
1. Felső légkör, felső felhők
2. Hidrogénből, héliumból és metánból álló atmoszféra
3. Vízből, ammóniából és metánjégből álló köpeny
4. Kő-jég mag

Ez a sötétebb és melegebb terület fokozatosan túlhevült folyadékköpennyé tömörül, ahol a hőmérséklet eléri a 2000-5000 K-t. A Neptunusz köpenyének tömege különböző becslések szerint 10-15-ször nagyobb, mint a Földé, és vízben gazdag, ammónia, metán és egyéb vegyületek. A bolygótudományban általánosan elfogadott terminológia szerint ezt az anyagot jegesnek nevezik, pedig forró, nagyon sűrű folyadék. Ezt a nagy vezetőképességű folyadékot néha a vizes ammónia óceánjának is nevezik. 7000 km-es mélységben olyanok a körülmények, hogy a metán gyémántkristályokká bomlik, amelyek "esnek" a magra. Az egyik hipotézis szerint a „gyémánt folyadékból” egy egész óceán van. A Neptunusz magja vasból, nikkelből és szilikátokból áll, és a feltételezések szerint tömege 1,2-szerese a Földének. A középpontban a nyomás eléri a 7 megabart, vagyis körülbelül 7 milliószor nagyobb, mint a Föld felszínén. A középső hőmérséklet akár 5400 K is lehet.

Magnetoszféra

A Neptunusz magnetoszférájával és mágneses mezejével egyaránt az Uránuszra hasonlít, a bolygó forgástengelyéhez képest 47°-kal erősen megdöntve, és sugarának 0,55-ére terjed ki (körülbelül 13 500 km). A Voyager 2 Neptunuszra érkezése előtt a tudósok úgy vélték, hogy az Uránusz megdöntött magnetoszférája az „oldalirányú forgása” eredménye. Most azonban, miután összehasonlították a két bolygó mágneses mezőjét, a tudósok úgy vélik, hogy a magnetoszféra ilyen furcsa tájolását az űrben a belső térben tapasztalható apályok okozhatják. Egy ilyen mező a folyadék konvektív mozgása miatt jelenhet meg e két bolygó elektromosan vezető folyadékainak vékony gömbrétegében (az ammónia, metán és víz feltételezett kombinációja), amely egy hidromágneses dinamót hajt meg. A Neptunusz egyenlítői felszínén a mágneses mezőt 1,42 T-ra becsülik 2,16 1017 Tm mágneses momentum mellett. A Neptunusz mágneses tere összetett geometriájú, amely viszonylag nagy, nem bipoláris komponensekből származó zárványokat tartalmaz, beleértve az erős kvadrupólmomentumot, amely erősebb lehet, mint a dipólusmomentum. Ezzel szemben a Földnek, a Jupiternek és a Szaturnusznak viszonylag kicsi kvadrupólmomentumai vannak, és mezőik kevésbé térnek el a sarki tengelytől. A Neptunusz lökéshulláma, ahol a magnetoszféra elkezdi lassítani a napszelet, 34,9 bolygósugarú távolságban halad. A magnetopauza, ahol a magnetoszféra nyomása egyensúlyba hozza a napszelet, a Neptunusz sugarának 23-26,5-szerese. A magnetoszféra farka a Neptunusz sugarának körülbelül 72-szeresére terjed ki, és nagyon valószínű, hogy sokkal távolabb van.

Légkör

A légkör felső rétegeiben hidrogént és héliumot találtak, amelyek egy adott magasságon 80, illetve 19%-át teszik ki. Metán nyomai is megfigyelhetők. A metán észrevehető abszorpciós sávjai 600 nm feletti hullámhosszon találhatók a spektrum vörös és infravörös tartományában. Az Uránuszhoz hasonlóan a vörös fény metán általi elnyelése a legfontosabb tényező a Neptunusz légkörének kék árnyalatában, bár a Neptunusz élénk azúrkék színe eltér az Uránusz mérsékeltebb akvamarin színétől. Mivel a Neptunusz légkörének metántartalma nem sokban különbözik az Uránusz légkörének metántartalmától, feltételezhető, hogy van egy bizonyos, egyelőre ismeretlen légköri komponens is, amely hozzájárul a kék szín kialakulásához. A Neptunusz légköre 2 fő régióra oszlik: az alsó troposzférára, ahol a hőmérséklet a magassággal csökken, és a sztratoszférára, ahol a hőmérséklet a magassággal nő. A köztük lévő határ, a tropopauza 0,1 bar nyomásszinten van. A sztratoszférát a termoszféra váltja fel 10-4 - 10-5 mikrobarnál alacsonyabb nyomáson. A termoszféra fokozatosan átmegy az exoszférába. A Neptunusz troposzférájának modelljei szerint a magasságtól függően változó összetételű felhőkből áll. A magas szintű felhők egy bar alatti nyomászónában vannak, ahol a hőmérséklet kedvez a metán lecsapódásának.

A Voyager 2 által készített fotó a felhők függőleges domborzatát mutatja.

Egy és öt bar közötti nyomáson ammónia és hidrogén-szulfid felhők képződnek. 5 bar feletti nyomáson a felhők ammóniából, ammónium-szulfidból, hidrogén-szulfidból és vízből állhatnak. Mélyebben, körülbelül 50 bar nyomáson vízjégfelhők képződhetnek akár 0 °C hőmérsékleten is. Az is lehetséges, hogy ezen a területen ammónia és hidrogén-szulfid felhők találhatók. A Neptunusz magaslati felhőit úgy figyelték meg, hogy árnyékot vetettek az alatta lévő átlátszatlan felhőrétegre. Közülük kiemelkednek a felhőcsíkok, amelyek állandó szélességi fokon "körbetekerik" a bolygót. Ezeknél a perifériás csoportoknál a szélesség eléri az 50-150 km-t, maguk pedig 50-110 km-rel a fő felhőréteg felett vannak. A Neptunusz spektrumának vizsgálata azt sugallja, hogy alsó sztratoszféráját elhomályosítja az ultraibolya sugárzású metán fotolízis termékeinek, például az etánnak és az acetilénnek a kondenzációja. A sztratoszférában hidrogén-cianid és szén-monoxid nyomait is találták. A Neptunusz sztratoszférája a magasabb szénhidrogénkoncentráció miatt melegebb, mint az Uránusz sztratoszférája. Tisztázatlan okok miatt a bolygó termoszférájának hőmérséklete abnormálisan magas, körülbelül 750 K. Ilyen magas hőmérséklethez a bolygó túl messze van a Naptól ahhoz, hogy ultraibolya sugárzással felmelegítse a termoszférát. Talán ez a jelenség a bolygó mágneses mezejében lévő ionokkal való légköri kölcsönhatás következménye. Egy másik elmélet szerint a fűtési mechanizmus alapja a bolygó belső területeiről érkező gravitációs hullámok, amelyek szétszóródnak a légkörben. A termoszféra nyomokban szén-monoxidot és vizet tartalmazhat, amely külső forrásokból, például meteoritokból és porból kerülhetett bele.

Éghajlat

Az egyik különbség a Neptunusz és az Uránusz között a meteorológiai aktivitás szintje. Az 1986-ban az Uránusz közelében repült Voyager 2 rendkívül gyenge légköri aktivitást regisztrált. Az Uránusszal ellentétben a Neptunusz észrevehető időjárási változásokat mutatott, amikor 1989-ben a Voyager 2-vel forgatták.

Nagy sötét folt (felül), Scooter (fehér felhő a közepén) és Small Dark Spot (alul)

A Neptunusz időjárását rendkívül dinamikus viharrendszer jellemzi, ahol a szél időnként akár szuperszonikus sebességet is elér (kb. 600 m/s). Az állandó felhők mozgásának nyomon követése során a szélsebesség változása a keleti irányú 20 m/s-ról a nyugati 325 m/s-ra változott. A felső felhőrétegben a szél sebessége az egyenlítő mentén 400 m/s-tól a sarkokon 250 m/s-ig terjed. A Neptunusz legtöbb széle a bolygó tengelye körüli forgásával ellentétes irányba fúj. Az általános széldiagram azt mutatja, hogy a nagy szélességeken a szelek iránya egybeesik a bolygó forgási irányával, alacsony szélességeken pedig ellentétes vele. A légáramlatok irányában mutatkozó eltérések a vélekedések szerint inkább a "bőrhatásnak" tudhatók be, semmint a mély légköri folyamatoknak. A légkör metán-, etán- és acetiléntartalma az egyenlítői régióban több tíz- és százszorosa ezeknek az anyagoknak a pólusok vidékén. Ez a megfigyelés bizonyítéknak tekinthető a Neptunusz Egyenlítőjénél folyó feláramlás létezése és a sarkokhoz közelebb eső csökkenése mellett. 2007-ben a Neptunusz déli pólusának felső troposzférája 10 °C-kal melegebb volt, mint a Neptunusz többi részén, ahol az átlagos hőmérséklet -200 °C. Ez a hőmérséklet-különbség elegendő ahhoz, hogy a Neptunusz felső légkörének más részein megfagyott metán a Déli-sarkon az űrbe szivárogjon. Ez a "forró pont" a Neptunusz tengelyirányú dőlésének a következménye, amelynek déli pólusa már a neptuni év negyede, azaz körülbelül 40 földi év a Nap felé néz. Ahogy a Neptunusz lassan a Nap ellentétes oldala felé kering, a Déli-sark fokozatosan az árnyékba húzódik, és a Neptunusz az Északi-sarkot fogja felváltani a Nap helyett. Így a metán kibocsátása az űrbe a Déli-sarkról az Északi-sarkra költözik. Az évszakos változások miatt a Neptunusz déli féltekén a felhősávok méretének és albedójának növekedését figyelték meg. Ezt a tendenciát már 1980-ban észlelték, és várhatóan 2020-ig folytatódik, a Neptunusz új szezonjának kezdetével. Az évszakok 40 évente változnak.

Viharok

Nagyszerű sötét folt, fotó a Voyager 2-ről

1989-ben a NASA Voyager 2 űrszondája fedezte fel a Nagy Sötét Foltot, egy 13 000-6 600 km hosszúságú stabil anticiklon vihart. Ez a légköri vihar a Jupiter Nagy Vörös Foltjához hasonlított, de 1994. november 2-án a Hubble Űrteleszkóp nem észlelte eredeti helyén. Ehelyett egy új, hasonló képződményt fedeztek fel a bolygó északi féltekén. A robogó egy másik vihar, amelyet a Nagy Sötét Folttól délre találtak. Elnevezése annak a következménye, hogy már néhány hónappal a Voyager 2 Neptunushoz való közeledése előtt is egyértelmű volt, hogy ez a felhőcsoport sokkal gyorsabban halad, mint a Nagy Sötét Folt. A későbbi képek a robogónál is gyorsabb felhőcsoportokat tártak fel. A Lesser Dark Spot, a második legintenzívebb vihar, amelyet a Voyager 2 közeledtével a bolygóhoz 1989-ben észleltek, délebbre fekszik. Kezdetben teljesen sötétnek tűnt, de ahogy közelebb ért, a Kis Sötét Folt fényes közepe egyre jobban láthatóvá vált, ahogy az a legtöbb tiszta, nagy felbontású fényképen is látható. A Neptunusz "sötét foltjai" a feltételezések szerint a troposzférából származnak alacsonyabb magasságban, mint a világosabb, jobban látható felhők. Így úgy tűnik, hogy egyfajta lyukak a felső felhőrétegben. Mivel ezek a viharok tartósak és hónapokig is eltarthatnak, úgy gondolják, hogy örvényszerkezetűek. A sötét foltokhoz gyakran társulnak a világosabb, tartós metánfelhők, amelyek a tropopauzában képződnek. A kísérő felhők fennmaradása azt jelzi, hogy a korábbi "sötét foltok" egy része ciklonként továbbra is fennmaradhat, bár elveszítik sötét színüket. A sötét foltok eloszlanak, ha túl közel kerülnek az egyenlítőhöz, vagy más ismeretlen mechanizmus révén.

Belső melegség

A Neptunuszon az Uránuszhoz képest változatosabb időjárásról azt tartják, hogy a magasabb belső hőmérséklet következménye. Ugyanakkor a Neptunusz másfélszer távolabb van a Naptól, mint az Uránusz, és az Uránusz által kapott napfénynek csak a 40%-át kapja. A két bolygó felszíni hőmérséklete megközelítőleg egyenlő. A Neptunusz felső troposzférája nagyon alacsony, -221,4 °C hőmérsékletet ér el. 1 bar mélységben a hőmérséklet eléri a -201,15 ° C-ot. A gázok mélyebbre jutnak, de a hőmérséklet folyamatosan emelkedik. Az Uránuszhoz hasonlóan a fűtési mechanizmus ismeretlen, de az eltérés nagy: az Urán 1,1-szer több energiát bocsát ki, mint amennyit a Naptól kap. A Neptunusz 2,61-szer többet bocsát ki, mint amennyit befogad, belső hőforrása 161%-át állítja elő annak, amit a Naptól kap. Annak ellenére, hogy a Neptunusz a legtávolabbi bolygó a Naptól, belső energiája elegendő ahhoz, hogy a Naprendszer leggyorsabb szelei legyenek. Számos lehetséges magyarázatot javasoltak, beleértve a bolygó magjának radiogén melegítését (a Földet például a kálium-40 melegíti), a metán disszociációját más szénhidrogénláncokká a Neptunusz légkörében, és a konvekciót az alsó légkörben. ami a gravitációs hullámok lelassulásához vezet a tropopauza felett.

Oktatás és migráció

A külső bolygók és a Kuiper-öv szimulációja: a) Mielőtt a Jupiter és a Szaturnusz 2:1 rezonanciába került volna; b) Kuiper-öv objektumainak szóródása a Naprendszerben a Neptunusz pályájának megváltoztatása után; c) A Kuiper-öv testeinek Jupiter általi kilökése után.

A jégóriások – a Neptunusz és az Uránusz – kialakulásához nehéznek bizonyult pontos modellt alkotni. A jelenlegi modellek úgy vélik, hogy a Naprendszer külső tartományaiban az anyag sűrűsége túl alacsony volt ahhoz, hogy a hagyományosan elfogadott módszerrel ilyen nagy testek képződjenek az anyag magra akkurakciójával. Számos hipotézist terjesztettek elő az Uránusz és a Neptunusz evolúciójának magyarázatára.

Egyikük úgy véli, hogy mindkét jégóriás nem akkréció útján alakult ki, hanem az eredeti protoplanetáris korong belsejében fellépő instabilitások miatt jelentek meg, majd később a légkörüket egy hatalmas O vagy B osztályú csillag sugárzása "fújta el".

Egy másik elképzelés az, hogy az Uránusz és a Neptunusz a Nap közelében alakult ki, ahol nagyobb volt az anyag sűrűsége, és ezt követően a jelenlegi pályájukra költöztek. A Neptunusz-elmozdulás hipotézise népszerű, mert megmagyarázza a Kuiper-öv jelenlegi rezonanciáit, különösen a 2:5 rezonanciát. Ahogy a Neptunusz kifelé mozdult, a proto-Kuiper-övben lévő objektumokkal ütközött, új rezonanciákat keltve és véletlenszerűen megváltoztatva a meglévő pályákat. A szétszórt korong objektumai a Neptunusz migrációja által létrehozott rezonanciákkal való kölcsönhatás miatt vélhetően jelenlegi helyzetükben vannak.

A 2004-ben Alessandro Morbidelli, a nizzai Côte d'Azur Obszervatórium munkatársa által javasolt számítógépes modell azt sugallta, hogy a Neptunusz Kuiper-öv felé irányuló mozgását a Jupiter és a Szaturnusz pályáján kialakuló 1:2 rezonancia indíthatta el. egyfajta gravitációs erő, amely magasabb pályára lökte az Uránuszt és a Neptunuszt, és megváltoztatta a helyét. A vándorlás következtében a Kuiper-övből származó tárgyak kilökődése magyarázatot adhat a Naprendszer kialakulása után 600 millió évvel történt „késői nehézbombázásra” és a trójai aszteroidák Jupiter körüli megjelenésére is.

Műholdak és gyűrűk

A Neptunusznak jelenleg 13 ismert műholdja van. A legnagyobb tömege a Neptunusz összes műholdjának össztömegének több mint 99,5%-a, és csak ez elég nagy ahhoz, hogy gömb alakúvá váljon. Ez a Triton, William Lassell fedezte fel mindössze 17 nappal a Neptunusz felfedezése után. A Naprendszer összes többi nagy bolygóműholdjával ellentétben a Triton retrográd pályával rendelkezik. Lehet, hogy a Neptunusz gravitációja ragadta meg, nem pedig in situ, és valaha egy törpebolygó lehetett a Kuiper-övben. Elég közel van a Neptunuszhoz ahhoz, hogy folyamatosan szinkronizált forgásban legyen.

Neptunusz (fent) és Triton (lent)

Az árapály-gyorsulás miatt a Triton lassan spirálisan halad a Neptunusz felé, és végül összeomlik, amikor eléri a Roche-határt, ami egy olyan gyűrűt eredményez, amely erősebb lehet, mint a Szaturnusz gyűrűi (ez egy viszonylag kis csillagászati ​​léptékű időszakon keresztül fog megtörténni: 10-től 100 millió év). 1989-ben a Triton -235 °C-ra (38 K) becsülte a hőmérsékletet. Akkoriban ez volt a legkisebb mért érték a Naprendszer geológiai aktivitású objektumainál. A Triton egyike a Naprendszer azon három holdjának, amelyeknek légköre van (az Io-val és a Titánnal együtt). Nem kizárt, hogy a Triton jégkérge alatt az Európa-óceánhoz hasonló folyékony óceán található.

A Neptunusz második (a felfedezés idejére) ismert műholdja a Nereid, egy szabálytalan alakú műhold, amely a Naprendszer többi műholdja közül az egyik legnagyobb keringési excentricitással rendelkezik. A 0,7512-es excentricitás hétszer akkora apoapsist ad, mint a periapszisa.

A Neptunusz társa Proteus

1989 júliusa és szeptembere között a Voyager 2 a Neptunusz hat új műholdját fedezte fel. Közülük figyelemre méltó a szabálytalan alakú Proteus műhold. Figyelemre méltó, hogy mekkora lehet egy test sűrűsége anélkül, hogy saját gravitációja gömb alakúra húzná. A Neptunusz második legnagyobb tömegű holdja a Triton tömegének mindössze negyed százaléka.

A Neptunusz négy legbelső holdja a Naiad, a Thalassa, a Despina és a Galatea. A pályájuk olyan közel van a Neptunuszhoz, hogy a gyűrűin belül vannak. Mellettük Larissát eredetileg 1981-ben fedezték fel, miközben egy csillagot takartak. Eleinte a lefedettséget a gyűrűk íveinek tulajdonították, de amikor a Voyager 2 1989-ben meglátogatta a Neptunust, kiderült, hogy a bevonatot műhold készítette. 2002 és 2003 között a Neptunusz további 5 szabálytalan műholdját fedezték fel, amit 2004-ben jelentettek be. Mivel Neptunusz a tengerek római istene volt, holdjait kisebb tengeri istenségekről nevezték el.

Gyűrűk

A Voyager 2 Neptunusz gyűrűi

A Neptunusznak van gyűrűrendszere, bár sokkal kevésbé jelentős, mint például a Szaturnusz. A gyűrűk szilikátokkal vagy szénalapú anyaggal bevont jégszemcsékből állhatnak, ami nagy valószínűséggel vöröses árnyalatot ad nekik. A Neptunusz gyűrűrendszerben 5 komponens található.
[szerkesztés] Észrevételek

A Neptunusz szabad szemmel nem látható, mivel magnitúdója +7,7 és +8,0 között van. Így a Jupiter galileai holdjai, a Ceres törpebolygó és a 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno és 6 Hebe aszteroidák világosabbak nála az égen. A bolygó magabiztos megfigyeléséhez legalább 200-as vagy nagyobb nagyítású, legalább 200-250 mm átmérőjű távcsőre van szükség.Ebben az esetben a Neptunusz az Uránuszhoz hasonló kis kékes korongként látható. 7-50 távcsövön keresztül halvány csillagként látható.

A Neptunusz és a Föld távolságának jelentőségéből adódóan a bolygó szögátmérője csak 2,2-2,4 ívmásodperc alatt változik. Ez a legkisebb érték a Naprendszer többi bolygója között, ezért a bolygó felszíni részleteinek vizuális megfigyelése nehéz. Ezért a legtöbb Neptunusz teleszkópos adatának pontossága alacsony volt a Hubble Űrteleszkóp és az adaptív optikával rendelkező nagy földi teleszkópok megjelenése előtt. 1977-ben például még a Neptunusz forgási periódusa sem volt megbízhatóan ismert.

Egy földi megfigyelő számára 367 naponként a Neptunusz látszólagos retrográd mozgásba lép, így minden egyes oppozíció során egyfajta képzeletbeli hurkokat képez a csillagok hátterében. 2010 áprilisában és júliusában, valamint 2011 októberében és novemberében ezek az orbitális hurkok közel hozzák az 1846-os felfedezés helyéhez.

A Neptunusz megfigyelései a rádióhullám-tartományban azt mutatják, hogy a bolygó folyamatos sugárzás és szabálytalan kitörések forrása. Mindkettőt a bolygó forgó mágneses tere magyarázza. A spektrum infravörös részén, hidegebb háttér előtt jól láthatóak a Neptunusz légkörének mélyén lévő hullámok (az úgynevezett "viharok"), amelyeket az összeomló magból származó hő generál. A megfigyelések nagy biztonsággal lehetővé teszik alakjuk és méretük megállapítását, valamint mozgásuk nyomon követését.

Kutatás

Triton képe a Voyager 2-ből

A Voyager 2 1989. augusztus 25-én került a legközelebb a Neptunuszhoz. Mivel a Neptunusz volt az utolsó nagy bolygó, amelyet űrszonda meglátogathatott, úgy döntöttek, hogy egy közeli elrepülést hajtanak végre a Triton közelében, tekintet nélkül a repülési útvonalra gyakorolt ​​következményekre. Hasonló feladattal kellett szembenéznie a Voyager 1-nek is – elrepült a Szaturnusz és legnagyobb műholdja, a Titan közelében. A Neptunuszról készült képek, amelyeket a Voyager 2 juttatott el a Földre, 1989-ben a közszolgálati műsorszolgáltató (PBS) egész estés műsorának alapja lett, „Neptune All Night” néven.

A találkozás során az űrszonda jelei 246 percig jutottak a Földre. Ezért a Voyager 2 küldetése többnyire a Neptunuszból és a Tritonból származó, előre feltöltött találkozási csapatokra támaszkodott, nem pedig a Földről érkező csapatokra. A Voyager 2 meglehetősen közel haladt el Nereid közelében, majd augusztus 25-én mindössze 4400 km-re haladt el a Neptunusz légkörétől. Később aznap a Voyager Triton közelében repült.

A Voyager 2 megerősítette a bolygó mágneses tere létezését, és megállapította, hogy az ferde, mint az Uránusz mezője. A bolygó forgási periódusának kérdését a rádiósugárzás mérésével oldották meg. A Voyager 2-n a Neptunusz szokatlanul aktív időjárási rendszere is szerepelt. A bolygó 6 új műholdját és gyűrűit fedezték fel, amelyekből, mint kiderült, több is volt.

2016 körül a NASA azt tervezte, hogy a Neptune Orbiter űrszondát küldi a Neptunuszba. Jelenleg nem jelentettek be becsült indulási dátumokat, és a Naprendszer feltárására vonatkozó stratégiai tervben már nem szerepel ez az eszköz.

A Neptunust elméleti számításokkal fedezték fel. Az a tény, hogy az Uránusz eltér a számított pályától, mintha egy másik bolygó vonzza.

Brit matematikusok és csillagászok John Couch Adams(1819-1892) és James Challis 1845-ben kiszámította a bolygó hozzávetőleges helyét. Ugyanakkor a francia csillagász Urban Le Verrier(1811 - 1877), miután végzett egy számítást, meggyőzte őt, hogy kezdjen el új bolygó után kutatni. A csillagászok először 1846. szeptember 23-án látták a Neptunuszt, nem messze attól a pozíciótól, amelyet az angol Adams és a francia Le Verrier egymástól függetlenül jósolt.

A Neptunusz messze van a Naptól.

A Neptunusz bolygó általános jellemzői

A bolygó tömege a Föld tömegének 17-szerese. A bolygó sugara körülbelül négy Föld sugara. Sűrűség – a Föld sűrűségének csomója.

Gyűrűket fedeztek fel a Neptunusz körül. Nyitottak (szakadtak), azaz különálló ívekből állnak, amelyek nem kapcsolódnak egymáshoz. Megjelenésében az Uránusz és a Neptunusz gyűrűi hasonlóak.

A Neptunusz szerkezete valószínűleg majdnem megegyezik az Uránusz szerkezetével.

Ellentétben a c-vel, és a Neptune-nak nem lehet egyértelmű belső rétege. De a legvalószínűbb, hogy a Neptunusznak kicsi, szilárd magja van, tömege megegyezik a Földével. A Neptunusz légköre többnyire hidrogénből és héliumból áll, kis mennyiségű metán keverékkel (1%). A Neptunusz kék színe annak az eredménye, hogy ez a gáz a légkörben lévő vörös fényt elnyeli – akárcsak az Uránuszon.

A bolygó légköre mennydörgés, vékony porózus felhők fagyott metánból állnak. A Neptunusz légkörének hőmérséklete magasabb, mint az Uránuszé, ezért körülbelül 80% H 2

Rizs. 1. A Neptunusz légkörének összetétele

A Neptunusznak saját belső hőforrása van – 2,7-szer több energiát bocsát ki, mint amennyit a Naptól kap. A bolygó átlagos felszíni hőmérséklete 235 °C. A bolygó egyenlítőjével párhuzamosan a legerősebb szelek, nagy viharok és örvények a Neptunuszon figyelhetők meg. A bolygón fúj a leggyorsabb szél a Naprendszerben, eléri a 700 km/órát. A szelek a Neptunuszon nyugati irányban fújnak, a bolygó forgása ellenében.

A felszínen hegyvonulatok és repedések vannak. Télen nitrogén hó van, nyáron pedig szökőkutak törnek át a repedéseken.

A Voyager 2 szonda erőteljes ciklonokat fedezett fel a Neptunuszon, amelyekben a szél sebessége eléri a hangsebességet.

A bolygó műholdjai a Triton, Nereid, Naiad, Thalassa, Proteus, Despina, Galatea, Larissa neve. 2002-2005-ben. A Neptunusz öt további műholdját fedezték fel. Az újonnan felfedezettek mindegyike 30-60 km átmérőjű.

A Neptunusz legnagyobb holdja a Triton. 1846-ban nyitotta meg William Lassll. A Triton nagyobb, mint a Hold. A Neptun műholdrendszer szinte teljes tömege a Tritonban összpontosul. Nagy sűrűségben különbözik: 2 g / cm3.