Neptūno orbita ir sukimasis. Planeta Neptūnas: įdomūs faktai apie „jūros“ kosmoso milžiną

Nors, žinoma, žodis „milžinas“ bus šiek tiek stipresnis Neptūno atžvilgiu, planetos, nors ir labai didelės pagal kosminius standartus, vis dėlto savo dydžiu yra daug prastesnės už kitas milžiniškas mūsų planetas: Saturną ir. Kalbant apie Uraną, ši planeta yra didesnė už Neptūną, tačiau Neptūnas yra 18% didesnės už Uraną. Apskritai ši planeta, pavadinta dėl mėlynos spalvos senovės jūrų dievo garbei, Neptūnas gali būti laikomas mažiausia iš milžiniškų planetų ir tuo pačiu masyviausia – Neptūno tankis daug kartų stipresnis nei kad kitų planetų. Bet palyginus su tuo Neptūnu, ta mūsų Žemė, yra mažytė, jei įsivaizduojame, kad mūsų Saulė yra durų dydžio, tai Žemė yra monetos dydžio, o Neptūnas yra tokio pat dydžio kaip didelis beisbolas.

Neptūno planetos atradimo istorija

Neptūno atradimo istorija yra unikali, nes tai pirmoji mūsų Saulės sistemos planeta, kuri buvo atrasta grynai teoriškai, matematinių skaičiavimų dėka ir tik tada buvo pamatyta per teleskopą. Buvo taip: dar 1846 metais prancūzų astronomas Alexis Bouvardas per teleskopą stebėjo Urano planetos judėjimą ir pastebėjo keistus jos orbitos nuokrypius. Anomaliją planetos judėjimo metu, jo nuomone, gali lemti stipri kito didelio dangaus kūno gravitacinė įtaka. Aleksio kolega vokietis astronomas Johannas Halle atliko reikiamus matematinius skaičiavimus, kad nustatytų šios anksčiau nežinomos planetos vietą, ir jie pasirodė teisingi – netrukus mūsų Neptūnas buvo aptiktas tariamos nežinomos „planetos X“ buvimo vietoje. .

Nors dar gerokai prieš tai Neptūno planetą teleskopu stebėjo didieji. Tiesa, savo astronominiuose užrašuose jis pažymėjo ją kaip žvaigždę, o ne planetą, todėl atradimas nebuvo jam įskaitytas.

Neptūnas yra labiausiai nutolusi Saulės sistemos planeta

„Bet kaip?“ – galite paklausti. Tiesą sakant, viskas nėra taip paprasta, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Nuo pat atradimo 1846 m. ​​Neptūnas teisėtai buvo laikomas toliausiai nuo Saulės esančia planeta. Tačiau 1930 metais buvo aptiktas mažasis Plutonas, kuris yra dar toliau. Tik čia yra vienas niuansas, Plutono orbita yra stipriai pailginta išilgai elipsės taip, kad tam tikrais savo judėjimo momentais Plutonas yra arčiau Saulės nei Neptūnas. Paskutinį kartą toks astronominis reiškinys įvyko 1978–1999 metais – 20 metų Neptūnas vėl turėjo visavertės „tolimiausios nuo Saulės planetos“ titulą.

Kai kurie astronomai, norėdami atsikratyti šios painiavos, net pasiūlė Plutoną „pažeminti“ iš planetos pavadinimo, anot jų, tai tik mažas dangaus kūnas, skriejantis orbitoje, arba priskirti „nykštukinės planetos“ statusą. “, tačiau ginčai dėl šio balo vis dar vyksta.

Neptūno planetos ypatybės

Neptūnas turi ryškiai mėlyną išvaizdą dėl didelio debesų tankio planetos atmosferoje, šie debesys slepia mūsų mokslui dar visiškai nežinomus cheminius junginius, kurie, sugerti saulės spindulių, pamėlynuoja. Vieni metai Neptūne prilygsta mūsų 165 metams, būtent per tą laiką Neptūnas per visą savo ciklą skrieja aplink Saulę. Tačiau diena Neptūne nėra tokia ilga kaip metai, jos net trumpesnės nei mūsų žemiškosios, nes trunka tik 16 valandų.

Neptūno temperatūra

Kadangi saulės spinduliai tolimą „mėlynąjį milžiną“ pasiekia labai mažais kiekiais, natūralu, kad jo paviršiuje labai labai šalta – ten vidutinė paviršiaus temperatūra –221 laipsnis Celsijaus, o tai du kartus žemesnė už užšalimo tašką. vandens. Žodžiu, jei būtum ant Neptūno, tai akies mirksniu pavirstum į ledo gabalą.

Neptūno paviršius

Neptūno paviršius sudarytas iš amoniako ir metano ledo, tačiau planetos šerdis gali pasirodyti esąs akmuo, tačiau tai vis dar tik hipotezė. Įdomu tai, kad Neptūno gravitacijos jėga yra labai panaši į Žemėje, ji yra tik 17% didesnė nei mūsų, ir nepaisant to, kad Neptūnas yra 17 kartų didesnis už Žemę. Nepaisant to, vargu ar artimiausiu metu galėsime vaikščioti Neptūnu, žr. ankstesnę pastraipą apie ledą. O be to, Neptūno paviršiuje pučia stipriausi vėjai, kurių greitis gali siekti iki 2400 kilometrų per valandą (!), Turbūt nė vienoje mūsų Saulės sistemos planetoje nepučia tokie stiprūs vėjai kaip čia.

Neptūno dydžio

Kaip minėta aukščiau, ji yra 17 kartų didesnė už mūsų Žemę. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas mūsų planetų dydžių palyginimas.

Neptūno atmosfera

Neptūno atmosferos sudėtis panaši į daugumos panašių milžiniškų planetų atmosferas: joje vyrauja atomai ir helis, taip pat yra nedideli kiekiai amoniako, užšalusio vandens, metano ir kitų cheminių elementų. Tačiau skirtingai nuo kitų didelių planetų, Neptūno atmosferoje yra daug ledo, o tai yra dėl tolimos jo padėties.

Neptūno planetos žiedai

Žinoma, išgirdus apie planetų žiedus, į galvą iškart ateina Saturnas, bet iš tikrųjų jis toli gražu nėra vienintelis žiedų savininkas. Mūsų Neptūnas taip pat turi žiedus, nors ir ne tokius didelius ir gražius kaip mūsų. Iš viso Neptūnas turi penkis žiedus, pavadintus juos atradusių astronomų vardu: Halle, Le Verrier, Lassell, Arago ir Adams.

Neptūno žiedai sudaryti iš smulkių akmenukų ir kosminių dulkių (daug mikronų dydžio dalelių), savo struktūra šiek tiek panašūs į Jupiterio žiedus ir sunku juos pakankamai pastebėti, nes jie yra juodi. Mokslininkai mano, kad Neptūno žiedai yra palyginti jauni, bent jau daug jaunesni už kaimyninio Urano žiedus.

Neptūno mėnuliai

Neptūnas, kaip ir bet kuri padori planeta milžiniška, turi savo palydovus ir ne vieną, o net trylika, pavadintų mažesniųjų senovės panteono jūrų dievų vardais.

Ypač įdomus palydovas Tritonas, atrastas taip pat... alaus dėka. Faktas yra tas, kad anglų astronomas Williamas Lasingas, iš tikrųjų atradęs Tritoną, užsidirbo didelį turtą virdamas ir prekiaujant alumi, o tai vėliau leido investuoti daug pinigų ir laiko į mėgstamą pomėgį – astronomiją (juo labiau, nėra pigu įrengti kokybišką observatoriją).

Tačiau kuo įdomaus ir išskirtinio Triton? Faktas yra tas, kad tai yra vienintelis žinomas palydovas mūsų saulės sistemoje, kuris sukasi aplink planetą priešinga kryptimi, palyginti su pačios planetos sukimu. Mokslinėje terminologijoje tai vadinama „retrogradine rotacija“. Mokslininkai teigia, kad Tritonas buvo visai ne palydovas, o nepriklausoma nykštukinė planeta (kaip Plutonas), kuri likimo valia pateko į Neptūno gravitacijos įtakos sferą, kurią iš tikrųjų užėmė „mėlynasis milžinas“. Tačiau reikalai tuo nesibaigė: Neptūno gravitacija traukia Tritoną vis arčiau ir arčiau, o po kelių milijonų šviesmečių gravitacinės jėgos gali suplėšyti palydovą.

Kiek laiko skristi į Neptūną

Ilgam laikui. Trumpai tariant, tai, žinoma, naudojant šiuolaikines technologijas. Juk atstumas nuo Neptūno iki Saulės yra 4,5 milijardo kilometrų, o nuo Žemės iki Neptūno – atitinkamai 4,3 milijardo kilometrų. 1977 metais paleistas vienintelis iš Žemės į Neptūną nusiųstas palydovas „Voyager 2“ savo tikslą pasiekė tik 1989 metais, kur nufotografavo „didelę tamsią dėmę“ Neptūno paviršiuje ir stebėjo daugybę galingų audrų planetos atmosferoje.

Neptūno planetos vaizdo įrašai

O mūsų straipsnio pabaigoje siūlome įdomų vaizdo įrašą apie Neptūno planetą.

Neptūnas- aštuntoji Saulės sistemos planeta: atradimas, aprašymas, orbita, sudėtis, atmosfera, temperatūra, palydovai, žiedai, tyrinėjimas, paviršiaus žemėlapis.

Neptūnas yra aštuntoji planeta nuo Saulės ir labiausiai nutolusi Saulės sistemos planeta. Tai dujų milžinas ir išorinės saulės sistemos kategorijos atstovas. Plutonas išskrido iš planetų sąrašo, todėl Neptūnas uždaro grandinę.

Jo negalima rasti be instrumentų, todėl buvo rasta palyginti neseniai. Iš arti buvo pastebėtas tik vieną kartą per „Voyager 2“ skrydį 1989 m. Išsiaiškinkime, kuri Neptūno planeta yra įdomiuose faktuose.

Įdomūs faktai apie Neptūno planetą

Senoliai apie jį nežinojo

• Neptūno negalima rasti be įrankių. Pirmą kartą tai pastebėta tik 1846 m. Pozicija buvo apskaičiuota matematiškai. Vardas buvo suteiktas romėnų jūros dievybės garbei.

Greitai sukasi apie ašį

• Pusiaujo debesys užbaigia revoliuciją per 18 valandų.

Mažiausias tarp ledo milžinų

• Jis yra mažesnis už Uraną, bet yra pranašesnis už masę. Sunki atmosfera slepia vandenilio, helio ir metano dujų sluoksnius. Yra vandens, amoniako ir metano ledo. Vidinę šerdį vaizduoja uola.

Atmosfera pripildyta vandenilio, helio ir metano

• Neptūno metanas sugeria raudoną spalvą, todėl planeta atrodo mėlyna. Aukšti debesys nuolat slenka.

Aktyvus klimatas

• Verta atkreipti dėmesį į dideles audras ir galingus vėjus. Viena iš didelio masto audrų buvo užfiksuota 1989 m. – Didžioji tamsi dėmė, kuri truko 5 metus.

Yra ploni žiedai

• Juos vaizduoja ledo dalelės, sumaišytos su dulkių grūdeliais ir anglies junginiais.

Yra 14 palydovų

• Įdomiausias Neptūno palydovas yra Tritonas – šerkšnas pasaulis, kuris iš po paviršiaus išskiria azoto ir dulkių daleles. Gali pritraukti planetinės gravitacijos.

Išsiuntė vieną misiją

• 1989 metais „Voyager 2“ praskriejo pro Neptūną ir išsiuntė pirmuosius didelio masto sistemos vaizdus. Hablo teleskopas taip pat stebėjo planetą.

Neptūno planetos dydis, masė ir orbita

24 622 km spinduliu tai ketvirta pagal dydį planeta, keturis kartus didesnė už mūsiškę. Kai masė yra 1,0243 x 10, 26 kg mus aplenkia 17 kartų. Ekscentricitetas yra tik 0,0086, o atstumas nuo Saulės iki Neptūno yra 29,81 AU. apytikslės būklės ir 30.33 val. a.u. maksimaliai.

Siderinis apsisukimas trunka 16 valandų, 6 minutes ir 36 sekundes, o orbitinis praėjimas – 164,8 metų. Neptūno ašies posvyris yra 28,32° ir panašus į Žemės, todėl planeta išgyvena panašius sezoninius pokyčius. Tačiau verta pridėti ilgos orbitos koeficientą ir gausime sezoną, kurio trukmė yra 40 metų.

Neptūno planetos orbita veikia Kuiperio juostą. Dėl planetos gravitacijos kai kurie objektai praranda stabilumą ir sukuria juostos pertraukas. Kai kuriose tuščiose vietose yra orbitinis kelias. Rezonansas su kūnais – 2:3. Tai reiškia, kad kūnai užbaigia 2 orbitinius praėjimus kas 3 Neptūne.

Ledo milžinas išmeta Trojos arklys, esančius L4 ir L5 Lagranžo taškuose. Kai kurie netgi stebina savo stabilumu. Greičiausiai jie tiesiog kūrė vienas šalia kito, o vėliau negravitavo.

Neptūno planetos sudėtis ir paviršius

Šio tipo objektai vadinami ledo milžinais. Yra uolų šerdis (metalai ir silikatai), mantija, sukurta iš vandens, metano ledo, amoniako ir vandenilio, helio ir metano atmosferos. Išsamią Neptūno struktūrą galima pamatyti paveikslėlyje.

Šerdyje yra nikelio, geležies ir silikatų, ji aplenkia mūsų masę 1,2 karto. Centrinis slėgis pakyla iki 7 Mbar, o tai yra dvigubai didesnis nei pas mus. Situacija įkaista iki 5400 K. 7000 km gylyje metanas virsta deimantų kristalais, kurie nusileidžia krušos pavidalu.

Mantija siekia 10-15 kartų didesnę už žemės masę ir yra užpildyta amoniako, metano ir vandens mišiniais. Medžiaga vadinama ledine, nors iš tikrųjų tai yra tankus kaitinantis skystis. Atmosferos sluoksnis nuo centro tęsiasi 10-20%.

Apatiniuose atmosferos sluoksniuose matosi, kaip didėja metano, vandens ir amoniako koncentracijos.

Neptūno planetos palydovai

Mėnulio Neptūno šeimą atstovauja 14 mėnulių, kur visi, išskyrus vieną, turi vardus graikų ir romėnų mitologijos garbei. Jie skirstomi į 2 klases: įprastus ir netaisyklingus. Pirmieji yra Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1 ir Proteus. Jie yra arčiausiai planetos ir žygiuoja žiedinėmis orbitomis.

Palydovai yra nutolę nuo 48227 km iki 117646 km nuo planetos, o visi, išskyrus S / 2004 N 1 ir Proteus, skrieja aplink planetą mažiau nei jos orbitos periodas (0,6713 dienos). Pagal parametrus: 96 x 60 x 52 km ir 1,9 × 10 17 kg (Naiad) iki 436 x 416 x 402 km ir 5,035 × 10 17 kg (Proteus).

Visi palydovai, išskyrus Proteusą ir Larissą, yra pailgos formos. Spektrinė analizė rodo, kad jie susidarė iš vandens ledo su tamsios medžiagos priemaiša.

Netaisyklingos skrieja pasvirusiomis ekscentrinėmis arba retrogradinėmis orbitomis ir gyvena dideliu atstumu. Išimtis yra Tritonas, kuris sukasi aplink Neptūną žiediniu orbitos keliu.

Netaisyklingųjų sąraše yra Triton, Nereid, Galimeda, Sao, Laomedea, Neso ir Psamaph. Pagal dydį ir masę jie yra praktiškai stabilūs: nuo 40 km skersmens ir 1,5 × 10 16 kg masės (Psamaph) iki 62 km ir 9 x 10 16 kg (Galimeda).

Tritonas ir Nereidas laikomi atskirai, nes jie yra didžiausi netaisyklingi palydovai sistemoje. Tritone yra 99,5% Neptūno orbitos masės.

Jie sukasi arti planetos ir turi neįprastų ekscentriškumų: Tritono apskritimas yra beveik tobulas, o Nereidas - labiausiai ekscentriškas.

Didžiausias Neptūno mėnulis yra Tritonas. Jo skersmuo siekia 2700 km, o masė – 2,1 x 10 22 kg. Jis yra pakankamai didelis, kad būtų pasiektas hidrostatinis balansas. Tritonas juda retrogradiniu ir beveik apskritu keliu. Jis pripildytas azoto, anglies dioksido, metano ir vandens ledo. Albedas yra daugiau nei 70%, todėl jis laikomas vienu ryškiausių objektų. Paviršius atrodo rausvas. Tai stebina ir tuo, kad turi savo atmosferinį sluoksnį.

Palydovo tankis yra 2 g / cm 3, o tai reiškia, kad 2/3 masės tenka uolienoms. Taip pat gali būti skysto vandens ir požeminio vandenyno. Pietuose yra didelė poliarinė kepurė, senoviniai kraterio randai, kanjonai ir atbrailos.

Manoma, kad Tritonas buvo traukiamas gravitacijos ir anksčiau buvo laikomas Kuiperio juostos dalimi. Potvynių trauka veda į konvergenciją. Planetos ir palydovo susidūrimas gali įvykti po 3,6 milijardo metų.

Nereidas yra trečias pagal dydį mėnulio šeimoje. Sukasi progresine, bet itin ekscentriška orbita. Spektroskopas aptiko ledo paviršiuje. Galbūt tai yra chaotiškas sukimasis ir pailgos formos, dėl kurių atsiranda netaisyklingų matomo dydžio pokyčių.

Neptūno planetos atmosfera ir temperatūra

Aukštesnėje Neptūno atmosferoje yra vandenilio (80 %) ir helio (19 %) su nedidelėmis metano priemaišomis. Mėlynas atspalvis atsiranda, nes metanas sugeria raudoną šviesą. Atmosfera yra padalinta į du pagrindinius rutulius: troposferą ir stratosferą. Tarp jų yra tropopauzė, kurios slėgis yra 0,1 baro.

Spektrinė analizė rodo, kad stratosfera miglota dėl susikaupusių mišinių, susidarančių kontaktuojant UV spinduliams ir metanui. Jame yra anglies monoksido ir vandenilio cianido.

Kol kas niekas negali paaiškinti, kodėl termosfera įkaista iki 476,85 °C. Neptūnas yra labai toli nuo žvaigždės, todėl reikia kitokio šildymo mechanizmo. Tai gali būti atmosferos kontaktas su jonais magnetiniame lauke arba pačios planetos gravitacinės bangos.

Neptūnas neturi kieto paviršiaus, todėl atmosfera sukasi skirtingai. Pusiaujo dalis sukasi 18 valandų, magnetinis laukas - 16,1 valandos, o poliarinė zona - 12 valandų. Dėl to pučia stiprūs vėjai. „Voyager 2“ užfiksavo tris didelio masto 1989 m.

Pirmoji audra nusidriekė 13 000 x 6 600 km ir atrodė kaip Jupiterio Didžioji Raudonoji dėmė. 1994 m. Hablo teleskopas bandė nustatyti Didžiosios tamsiosios dėmės vietą, bet to nepavyko. Tačiau šiaurinio pusrutulio teritorijoje susiformavo naujas.

Motoroleris yra dar viena audra, kurią vaizduoja lengvas debesų sluoksnis. Jie yra į pietus nuo Didžiosios tamsiosios dėmės. 1989 metais buvo pastebėta ir Mažoji tamsi dėmė. Iš pradžių atrodė visiškai tamsu, bet priartėjus aparatui pavyko sutvarkyti šviesią šerdį.

Neptūno planetos žiedai

Neptūno planeta turi 5 žiedus, pavadintus mokslininkų vardu: Halle, Le Verrier, Lassell, Arago ir Adams. Jas sudaro dulkės (20%) ir smulkios uolienų nuolaužos. Juos sunku rasti, nes jie neturi ryškumo ir skiriasi dydžiu bei tankiu.

Johanas Halle'as pirmasis planetą apžiūrėjo didinamuoju prietaisu. Žiedas eina pirmas ir yra 41000–43000 km atstumu nuo Neptūno. Le Verrier yra tik 113 km pločio.

53200–57200 km atstumu, o 4000 km pločio, yra Lassell žiedas. Tai plačiausias žiedas. Mokslininkas rado Tritoną praėjus 17 dienų po planetos atradimo.

Arago žiedas driekiasi 100 km, esantis už 57 200 km. François Arago instruktavo Le Verrier ir aktyviai dalyvavo diskusijose apie planetą.

Adamsas yra tik 35 km pločio. Tačiau šis žiedas yra ryškiausias Neptūne ir jį lengva rasti. Jis turi penkis lankus, iš kurių trys vadinami Laisve, Lygybe, Brolija. Manoma, kad lankus gravitaciniu būdu sulaikė Galatėja, esanti žiedo viduje. Pažiūrėkite į Neptūno žiedų nuotrauką.

Žiedai tamsūs ir pagaminti iš organinių junginių. Sulaiko daug dulkių. Manoma, kad tai jauni dariniai.

Neptūno planetos tyrimo istorija

Neptūnas buvo užfiksuotas tik XIX a. Nors atidžiai panagrinėję 1612 m. Galilėjaus eskizus pastebėsite, kad taškai rodo ledo milžino vietą. Taigi praeityje planeta buvo tiesiog klaidinga kaip žvaigždė.

1821 m. Alexis Bouvard parengė diagramas, rodančias Urano orbitinį kelią. Tačiau tolesnė peržiūra parodė nukrypimus nuo brėžinio, todėl mokslininkas manė, kad netoliese yra didelis kūnas, turintis įtakos takui.

Johnas Adamsas 1843 m. pradėjo išsamų Urano perėjimo orbitinį tyrimą. Nepriklausomai nuo jo 1845-1846 m. dirbo Urbe Le Verrier. Savo žiniomis jis dalijosi su Johannu Halle Berlyno observatorijoje. Pastarasis patvirtino, kad šalia yra kažkas didelio.

Neptūno planetos atradimas sukėlė daug ginčų dėl atradėjo. Tačiau mokslo pasaulis pripažino Le Verrier ir Adamso nuopelnus. Tačiau 1998 metais buvo manoma, kad pirmasis padarė daugiau.

Iš pradžių Le Verrier pasiūlė objektą pavadinti jo garbei, kas sukėlė daug pasipiktinimo. Tačiau antrasis jo sakinys (Neptūnas) tapo šiuolaikiniu pavadinimu. Faktas yra tas, kad tai atitiko įvardijimo tradiciją. Žemiau yra Neptūno žemėlapis.

Neptūno planetos paviršiaus žemėlapis

Spustelėkite paveikslėlį, kad jį padidintumėte

„Voyager 2“ užfiksavo šį Neptūno vaizdą likus penkioms dienoms iki jo istorinio skrydžio pro planetą 1989 m. rugpjūčio 25 d.

Planeta Neptūnas – Saulės sistemos pakraščiuose esantis paslaptingas mėlynas milžinas, apie kurio egzistavimą nebuvo įtarta iki pat XIX amžiaus pirmosios pusės pabaigos.

Tolima planeta, nematoma be optinių prietaisų, buvo atrasta 1846 m. ​​rudenį. JK Adamsas pirmasis pagalvojo apie dangaus kūno, kuris neįprastai veikia judėjimą, egzistavimą. Savo skaičiavimus ir prielaidas jis pateikė karališkajam astronomui Erie, kuris į juos nepaisė. Tuo pat metu prancūzas Le Verrier užsiėmė nuokrypių Urano orbitoje tyrimu, jo išvados apie nežinomos planetos egzistavimą buvo pateiktos 1845 m. Buvo aišku, kad dviejų nepriklausomų tyrimų rezultatai buvo labai artimi.

1846 m. ​​rugsėjį per Berlyno observatorijos teleskopą buvo pastebėta nežinoma planeta, esanti vietoje, nurodytoje Le Verrier skaičiavimuose. Matematinių skaičiavimų pagalba atliktas atradimas sukrėtė mokslo pasaulį ir tapo Anglijos ir Prancūzijos ginčo dėl nacionalinio prioriteto objektu. Kad būtų išvengta ginčų, ją galima laikyti vokiečių astronomo Halle atradėju, kuris naująją planetą ištyrė per teleskopą. Pagal tradiciją vardui buvo pasirinktas vieno iš romėnų dievų, jūrų globėjo Neptūno vardas.

Neptūno orbita

Po Plutono iš planetų sąrašo Neptūnas buvo paskutinis – aštuntas – Saulės sistemos atstovas. Jo atstumas nuo centro yra 4,5 milijardo km; šviesos bangai nukeliauti šį atstumą reikia 4 valandų. Planeta kartu su Saturnu, Uranu ir Jupiteriu pateko į keturių dujų milžinų grupę. Dėl didžiulio orbitos skersmens metai čia prilygsta 164,8 Žemės, o para prabėga greičiau nei per 16 valandų. Praėjimo aplink Saulę trajektorija artima apskritimui, jos ekscentriškumas lygus 0,0112.

Planetos sandara

Matematiniai skaičiavimai leido sukurti teorinį Neptūno sandaros modelį. Jo centre yra kieta šerdis, masė panaši į Žemę, kompozicijoje randama geležies, silikatų, nikelio. Paviršius atrodo kaip klampi ledo amoniako, vandens ir metano modifikacijos masė, kuri be aiškios ribos teka į atmosferą. Vidinė šerdies temperatūra gana aukšta – siekia 7000 laipsnių – tačiau dėl didelio slėgio sukietėjęs paviršius netirpsta. Neptūnas yra 17 kartų didesnis už Žemės ir yra 1,0243x10 26 kg.

Atmosfera ir siaučiantys vėjai

Pagrindas yra vandenilis - 82%, helis - 15% ir metanas - 1%. Tai tradicinė dujų milžinų kompozicija. Sąlyginiame Neptūno paviršiuje temperatūra rodo -220 laipsnių Celsijaus. Žemutinėje atmosferoje debesys susidaro iš metano, vandenilio sulfido, amoniako ar amonio sulfido kristalų. Būtent šie ledo gabalai sukuria mėlyną švytėjimą aplink planetą, tačiau tai tik dalis paaiškinimo. Yra hipotezė apie nežinomą medžiagą, kuri suteikia ryškiai mėlyną spalvą.

Neptūną pučiantys vėjai pasižymi unikaliu greičiu, jų vidutinis greitis yra 1000 km/h, o uragano gūsiai siekia 2400 km/h. Oro masės juda prieš planetos sukimosi ašį. Nepaaiškinamas faktas yra audrų ir vėjų stiprėjimas, kuris stebimas didėjant atstumui tarp planetos ir Saulės.

Erdvėlaivis „“ ir Hablo teleskopas pastebėjo nuostabų reiškinį – Didžiąją tamsiąją dėmę – didžiulį uraganą, prasiskverbiantį per Neptūną 1000 km/h greičiu. Tokie sūkuriai atsiranda ir išnyksta įvairiose planetos vietose.

Magnetosfera

Milžino magnetinis laukas gavo didelę galią, jo pagrindu laikoma laidžioji skysčio mantija. Magnetinės ašies poslinkis geografinės ašies atžvilgiu 47 laipsniais priverčia magnetosferą keisti savo formą po planetos sukimosi. Šis galingas skydas atspindi saulės vėjo energiją.

Neptūno mėnuliai

Palydovas Tritonas buvo pastebėtas praėjus mėnesiui po didžiojo Neptūno atradimo. Jo masė yra lygi 99% visos palydovinės sistemos. Tritono atsiradimas siejamas su galimu gaudymu iš.
Kuiperio juosta yra didžiulė teritorija, pripildyta mažo palydovo dydžio objektų, tačiau tokių didelių kaip Plutonas ir kai kurie, galbūt net didesni, yra nedaug. Už Kuiperio juostos yra vieta, kur pas mus ateina kometos. Oorto debesis tęsiasi beveik pusiaukelėje iki artimiausios žvaigždės.

Tritonas yra vienas iš trijų mūsų sistemos palydovų, turinčių atmosferą. Tritonas yra vienintelis, turintis sferinę formą. Iš viso Neptūnas turi 14 dangaus kūnų, pavadintų mažesnių giliavandenių dievų vardais.

Nuo pat planetos atradimo apie jos buvimą buvo kalbama, tačiau teorijos patvirtinimo nerasta. Ryškus lankas Čilės observatorijoje buvo pastebėtas tik 1984 m. Likę penki žiedai buvo rasti Voyager 2 aparato tyrimų dėka. Dariniai yra tamsios spalvos ir neatspindi saulės spindulių. Savo vardus jie skolingi žmonėms, atradusiems Neptūną: Galle, Le Verrier, Argo, Lassel, o labiausiai nutolęs ir neįprastas yra pavadintas Adamso vardu. Šis žiedas sudarytas iš atskirų šventyklų, kurios turėjo susijungti į vieną struktūrą, bet taip nėra. Galima priežastis – dar neatrastų palydovų gravitacijos poveikis. Vienas subjektas liko neįvardytas.

Tyrimas

Didelis Neptūno nutolimas nuo Žemės ir ypatinga jo vieta erdvėje apsunkina planetos stebėjimą. Didelių teleskopų su galinga optika atsiradimas išplėtė mokslininkų galimybes. Visi Neptūno tyrimai yra pagrįsti „Voyager 2“ misijos duomenimis. Tolima mėlyna planeta, skraidanti netoli mums žinomo pasaulio ribos, pilna, kurios dar praktiškai nieko nežinome.

„New Horizons“ užfiksavo Neptūną ir jo palydovą Tritoną. Nuotrauka daryta 2014 metų liepos 10 dieną iš 3,96 milijardo kilometrų atstumo.

Neptūno vaizdai

„Voyager 2“ Neptūno ir jo palydovų vaizdai iš esmės neįvertinti. Žavesnis už patį Neptūną yra jo milžiniškas palydovas Tritonas, kuris savo dydžiu ir tankiu panašus į Plutoną. Tritoną galėjo užfiksuoti Neptūnas, kaip rodo jo judėjimas atgal (pagal laikrodžio rodyklę) orbitoje aplink Neptūną. Gravitacinė palydovo ir planetos sąveika generuoja šilumą ir palaiko Tritoną aktyvų. Jo paviršius turi keletą kraterių ir yra geologiškai aktyvus.

Jo žiedai yra ploni, silpni ir beveik nematomi iš Žemės. „Voyager 2“ nufotografavo, kai juos apšvietė saulė. Vaizdas stipriai pereksponuotas (10 minučių).

Neptūno debesys

Nepaisant didelio atstumo nuo Saulės, Neptūnas turi labai dinamišką orą, įskaitant stipriausius vėjus Saulės sistemoje. Nuotraukoje matoma „Didžioji tamsi dėmė“ jau išnyko ir parodo, kaip greitai pokyčiai vyksta tolimiausioje planetoje.

Iki šiol išsamiausias Tritono žemėlapis

Paulas Schenckas iš Mėnulio ir planetų instituto (Hjustonas, JAV) perdarė senus „Voyager“ duomenis, kad atskleistų daugiau detalių. Rezultatas yra abiejų pusrutulių žemėlapis, nors didžioji dalis Šiaurės pusrutulio trūksta dėl to, kad zondo praėjimo metu jis buvo šešėlyje.

Pro šalį skriejančio erdvėlaivio „Voyager 2“ animacija Tritonas a, padaryta 1989 m. Skrydžio metu didžioji dalis Šiaurės pusrutulio Tritonas bet buvo šešėlyje. Dėl didelio „Voyager“ greičio ir lėto sukimosi Tritonas ai, mes galėjome pamatyti tik vieną pusrutulį.

Tritono geizeriai

Neptūnas yra aštunta ir tolimiausia Saulės sistemos planeta. Neptūnas taip pat yra ketvirta pagal dydį planeta pagal skersmenį ir trečia pagal dydį planeta. Neptūno masė yra 17,2 karto, o pusiaujo skersmuo 3,9 karto didesnis už Žemės. Planeta buvo pavadinta romėnų jūrų dievo vardu. Jo astronominis simbolis Neptūno simbolis.svg yra stilizuota Neptūno trišakio versija.

1846 m. ​​rugsėjo 23 d. atrastas Neptūnas tapo pirmąja planeta, atrasta matematiniais skaičiavimais, o ne reguliariai stebint. Aptikus nenumatytų Urano orbitos pokyčių, kilo hipotezė apie nežinomą planetą, kurios gravitacinį trikdantį poveikį jie sukelia. Neptūnas buvo rastas numatytoje padėtyje. Netrukus buvo aptiktas ir jo palydovas Tritonas, tačiau likę 12 palydovų, dabar žinomų, nebuvo žinomi iki XX a. Neptūną aplankė tik vienas erdvėlaivis „Voyager 2“, netoli planetos atskridęs 1989 metų rugpjūčio 25 dieną.

Neptūnas savo sudėtimi yra panašus į Uraną, o abiejų planetų sudėtis skiriasi nuo didesnių milžiniškų planetų – Jupiterio ir Saturno. Kartais Uranas ir Neptūnas yra įtraukiami į atskirą „ledo milžinų“ kategoriją. Neptūno atmosfera, kaip ir Jupiterio ir Saturno atmosfera, daugiausia susideda iš vandenilio ir helio, taip pat angliavandenilių ir galbūt azoto pėdsakų, tačiau joje yra didesnė ledo dalis: vanduo, amoniakas, metanas. Neptūno, kaip ir Urano, šerdį daugiausia sudaro ledas ir uolienos. Metano pėdsakai išoriniuose atmosferos sluoksniuose yra ypač atsakingi už mėlyną planetos spalvą.

Stipriausi vėjai tarp Saulės sistemos planetų siautėja Neptūno atmosferoje, kai kuriais skaičiavimais, jų greitis gali siekti 2100 km/val. 1989 m., praskriejant „Keliautojas 2“, pietiniame Neptūno pusrutulyje buvo aptikta vadinamoji Didžioji tamsi dėmė, panaši į Didžiąją raudonąją dėmę ant Jupiterio. Neptūno temperatūra viršutiniuose atmosferos sluoksniuose yra artima -220 ° C. Neptūno centre temperatūra, įvairiais vertinimais, yra nuo 5400 K iki 7000-7100 ° C, kuri yra panaši į temperatūrą Saulės paviršiuje ir panaši į daugelio žinomų planetų vidinę temperatūrą. . Neptūnas turi silpną ir suskaidytą žiedų sistemą, galbūt atrastą septintajame dešimtmetyje, bet patikimai patvirtino tik 1989 m. „Voyager 2“.

1948 m., Neptūno planetos atradimo garbei, naują cheminį elementą 93 buvo pasiūlyta pavadinti neptūnu.

2011 m. liepos 12 d. sukanka lygiai vieneri Neptūno metai arba 164,79 Žemės metų – nuo ​​Neptūno atradimo 1846 m. ​​rugsėjo 23 d.

vardas

Kurį laiką po atradimo Neptūnas buvo vadinamas tiesiog „planeta, esančia iš Urano“ arba kaip „planeta Le Verrier“. Pirmoji oficialaus pavadinimo idėją sugalvojo Halle, kuri pasiūlė pavadinimą „Janus“. Anglijoje Čilė pasiūlė kitą pavadinimą: „Vandenynas“.

Teigdamas, kad turi teisę pavadinti jo atrastą planetą, Le Verrier pasiūlė ją pavadinti Neptūnu, melagingai teigdamas, kad tokį pavadinimą patvirtino Prancūzijos ilgumų biuras. Spalį jis bandė pavadinti planetą savo vardu Le Verrier, jam pritarė observatorijos direktorius François Arago, tačiau ši iniciatyva sulaukė didelio pasipriešinimo už Prancūzijos ribų. Prancūzų almanachai labai greitai sugrąžino Uranui pavadinimą Herschel, jo atradėjo Williamo Herschel vardu, ir Le Verrier naujajai planetai.

Pulkovo observatorijos direktorius Vasilijus Struvė pirmenybę teikė „Neptūno“ pavadinimui. Savo pasirinkimo priežastis jis paskelbė Imperatoriškosios mokslų akademijos suvažiavime Sankt Peterburge 1846 m. ​​gruodžio 29 d. Šis vardas sulaukė palaikymo už Rusijos ribų ir netrukus tapo visuotinai priimtu tarptautiniu planetos pavadinimu.

Romėnų mitologijoje Neptūnas yra jūros dievas ir atitinka graikų Poseidoną.

Būsena

Nuo atradimo iki 1930 m. Neptūnas išliko toliausiai žinoma planeta nuo Saulės. Po Plutono atradimo Neptūnas tapo priešpaskutine planeta, išskyrus 1979–1999 m., kai Plutonas buvo Neptūno orbitoje. Tačiau 1992 m. atliktas Kuiperio juostos tyrimas paskatino daugelį astronomų diskutuoti, ar Plutonas yra planeta, ar Koiperio juostos dalis. 2006 m. Tarptautinė astronomų sąjunga priėmė naują termino „planeta“ apibrėžimą ir priskyrė Plutoną nykštukinei planetai, todėl Neptūnas vėl tapo paskutine Saulės sistemos planeta.

Idėjų apie Neptūną raida

Dar septintojo dešimtmečio pabaigoje idėjos apie Neptūną šiek tiek skyrėsi nuo šiandieninių. Nors siderinis ir sinodinis apsisukimo aplink Saulę periodai buvo gana tiksliai žinomi, vidutinis atstumas nuo Saulės, pusiaujo polinkis į orbitos plokštumą taip pat buvo ne taip tiksliai matuojami parametrai. Visų pirma, masė buvo įvertinta 17,26 Žemės, o ne 17,15; pusiaujo spindulys yra 3,89, o ne 3,88 nuo žemės. Žvaigždžių apsisukimo aplink ašį laikotarpis buvo įvertintas 15 valandų 8 minučių vietoj 15 valandų ir 58 minučių, o tai yra didžiausias neatitikimas tarp dabartinių žinių apie planetą ir to meto žinių.

Kai kuriais momentais vėliau atsirado neatitikimų. Iš pradžių, prieš „Voyager 2“ skrydį, buvo manoma, kad Neptūno magnetinio lauko konfigūracija yra tokia pati kaip Žemės ar Saturno lauko. Pagal naujausias idėjas Neptūno laukas turi vadinamojo formą. „Palenktas rotatorius“. Geografiniai ir magnetiniai Neptūno „poliai“ (jei įsivaizduosime jo lauką kaip dipolio ekvivalentą) pasirodė esantys vienas kito kampu daugiau nei 45 °. Taigi, kai planeta sukasi, jos magnetinis laukas apibūdina kūgį.

fizinės savybės

Žemės ir Neptūno dydžių palyginimas

Neptūnas, sveriantis 1,0243 · 1026 kg, yra tarpinė grandis tarp Žemės ir didžiųjų dujų milžinų. Jo masė yra 17 kartų didesnė už Žemės, bet tik 1/19 Jupiterio masės. Neptūno pusiaujo spindulys yra 24 764 km, tai yra beveik 4 kartus didesnis nei Žemės. Neptūnas ir Uranas dėl mažesnio dydžio ir didesnės lakiųjų medžiagų koncentracijos dažnai laikomi dujų milžinų poklasiu, vadinamu „ledo milžinais“. Ieškant egzoplanetų Neptūnas naudojamas kaip metonimas: atrastos panašios masės egzoplanetos dažnai vadinamos „Neptūnais“, astronomai taip pat dažnai naudoja Jupiterį („Jupiters“) kaip metonimą.

Orbita ir sukimasis

Per vieną pilną Neptūno apsisukimą aplink Saulę mūsų planeta atlieka 164,79 apsisukimų.

Vidutinis atstumas tarp Neptūno ir Saulės yra 4,55 milijardo km (apie 30,1 karto didesnis už vidutinį atstumą tarp Saulės ir Žemės, arba 30,1 AU), o apsisukti aplink Saulę reikia 164,79 metų. Atstumas tarp Neptūno ir Žemės yra nuo 4,3 iki 4,6 milijardo km. 2011 m. liepos 12 d. Neptūnas baigė savo pirmąją pilną revoliuciją nuo planetos atradimo 1846 m. Iš Žemės jis bus matomas kitaip nei atradimo dieną dėl to, kad Žemės apsisukimo aplink Saulę laikotarpis (365,25 dienos) nėra Neptūno apsisukimo laikotarpio kartotinis. Planetos elipsinė orbita Žemės orbitos atžvilgiu pasvirusi 1,77°. Dėl 0,011 ekscentriciteto atstumas tarp Neptūno ir Saulės pasikeičia 101 milijonu km - skirtumas tarp perihelio ir afelio, tai yra, artimiausi ir tolimiausi planetos padėties taškai išilgai orbitos kelio. Neptūno ašinis pasvirimas yra 28,32 °, o tai panašu į Žemės ir Marso ašies pasvirimą. Dėl to planeta patiria panašius sezoninius pokyčius. Tačiau dėl ilgo Neptūno orbitos periodo sezonai trunka keturiasdešimt metų.

Neptūno šoninio sukimosi laikotarpis yra 16,11 valandos. Dėl ašinio posvyrio, panašaus į Žemės (23°), siderinio sukimosi periodo pokyčiai per ilgus jos metus nėra reikšmingi. Kadangi Neptūnas neturi kieto paviršiaus, jo atmosfera veikia skirtingai. Plati pusiaujo zona sukasi maždaug 18 valandų, tai yra lėčiau nei 16,1 valandos planetos magnetinio lauko sukimasis. Priešingai nei pusiaujuje, poliarinės sritys apsisuka per 12 valandų. Iš visų Saulės sistemos planetų šis sukimosi tipas ryškiausias būtent Neptūne. Dėl to susidaro stiprus platumos vėjo šlytis.

Orbitos rezonansai

Diagramoje pavaizduoti orbitiniai rezonansai, kuriuos sukelia Neptūnas Kuiperio juostoje: 2:3 rezonansas (Plutino), „klasikinis diržas“, kurio orbitos nėra reikšmingos Neptūno įtakos, ir 1:2 rezonansas (Tutino).

Neptūnas turi didelę įtaką Kuiperio juostai, kuri yra labai toli nuo jos. Kuiperio juosta yra ledinių mažųjų planetų žiedas, panašus į asteroidų juostą tarp Marso ir Jupiterio, bet daug ilgesnis. Jis svyruoja nuo Neptūno orbitos (30 AU) iki 55 astronominių vienetų nuo Saulės. Neptūno gravitacinė jėga turi didžiausią poveikį Kuiperio debesiui (įskaitant jo struktūros formavimąsi), palyginti su Jupiterio gravitacijos jėgos įtaka asteroidų juostai. Saulės sistemos egzistavimo metu kai kuriuos Kuiperio juostos regionus destabilizavo Neptūno gravitacija, juostos struktūroje susidarė tarpai. Pavyzdžiui, regionas nuo 40 iki 42 AU. e.

Objektų, kuriuos galima išlaikyti šioje juostoje pakankamai ilgai, orbitos nustatomos vadinamuoju. pasaulietiniai rezonansai su Neptūnu. Kai kurioms orbitoms šis laikas yra panašus į visą Saulės sistemos gyvavimo laiką. Šie rezonansai atsiranda, kai objekto orbitos periodas aplink Saulę yra susietas su Neptūno orbitos periodu kaip maži natūralieji skaičiai, pavyzdžiui, 1:2 arba 3:4. Taigi objektai tarpusavyje stabilizuoja savo orbitas. Jei, pavyzdžiui, objektas sukasi aplink Saulę du kartus lėčiau nei Neptūnas, tada jis nueis lygiai pusę kelio, o Neptūnas grįš į pradinę padėtį.

Tankiausiai apgyvendinta Kuiperio juostos dalis, kurią sudaro daugiau nei 200 žinomų objektų, yra 2:3 rezonanso su Neptūnu]. Šie objektai padaro vieną apsisukimą kas 1? Neptūno revoliucija ir yra žinomi kaip „plutinas“, nes tarp jų yra vienas didžiausių Kuiperio juostos objektų – Plutonas. Nors Neptūno ir Plutono orbitos susikerta, 2:3 rezonansas neleis jiems susidurti. Kitose, mažiau „apgyvendintose“ srityse yra rezonansai 3: 4, 3: 5, 4: 7 ir 2: 5. Savo Lagranžo taškuose (L4 ir L5), gravitacinio stabilumo zonose, Neptūnas laiko daug Trojos asteroidų, tarsi vilkdamas juos savo orbita. Neptūno Trojos arklys yra su juo 1:1 rezonansu. Trojos arklys yra labai stabilus savo orbitoje, todėl hipotezė, kad juos gaudys Neptūno gravitacinis laukas, mažai tikėtina. Greičiausiai jie susikūrė su juo.

Vidinė struktūra

Vidinė Neptūno struktūra primena Urano vidinę struktūrą. Atmosfera sudaro apie 10-20% visos planetos masės, o atstumas nuo paviršiaus iki atmosferos galo yra 10-20% atstumo nuo paviršiaus iki šerdies. Slėgis šalia šerdies gali siekti 10 GPa. Tūrinės metano, amoniako ir vandens koncentracijos randamos žemesniuose atmosferos sluoksniuose.

Vidinė Neptūno struktūra:
1. Viršutinė atmosfera, viršutiniai debesys
2. Atmosfera, sudaryta iš vandenilio, helio ir metano
3. Mantija, sudaryta iš vandens, amoniako ir metano ledo
4. Akmens-ledo šerdis

Palaipsniui šis tamsesnis ir karštesnis plotas sutankinamas į perkaitintą skysčio mantiją, kurioje temperatūra siekia 2000-5000 K. Neptūno mantijos masė, įvairiais vertinimais, yra 10-15 kartų didesnė nei Žemės, joje gausu vandens, t. amoniakas, metanas ir kiti junginiai. Pagal planetų moksle visuotinai priimtą terminologiją ši medžiaga vadinama ledine, nors tai karštas, labai tankus skystis. Šis labai laidus skystis kartais vadinamas vandeninio amoniako vandenynu. 7000 km gylyje sąlygos tokios, kad metanas skyla į deimantų kristalus, kurie „krenta“ ant šerdies. Remiantis viena hipoteze, yra visas „deimantinio skysčio“ vandenynas. Neptūno šerdį sudaro geležis, nikelis ir silikatai, o jos masė yra 1,2 karto didesnė už Žemės masę. Slėgis centre siekia 7 megabarus, tai yra apie 7 milijonus kartų daugiau nei Žemės paviršiuje. Temperatūra centre gali siekti 5400 K.

Magnetosfera

Neptūnas panašus į Uraną tiek savo magnetosfera, tiek magnetiniu lauku, planetos sukimosi ašies atžvilgiu stipriai pasviręs 47° ir išplitęs iki 0,55 spindulio (maždaug 13 500 km). Prieš atvykstant „Voyager 2“ į Neptūną, mokslininkai manė, kad pasvirusi Urano magnetosfera atsirado dėl jo „šoninio sukimosi“. Tačiau dabar, palyginę dviejų planetų magnetinius laukus, mokslininkai mano, kad tokią keistą magnetosferos orientaciją erdvėje gali lemti potvyniai ir potvyniai viduje. Toks laukas gali atsirasti dėl konvekcinių skysčio judėjimų ploname sferiniame šių dviejų planetų elektrai laidžių skysčių sluoksnyje (tariamas amoniako, metano ir vandens derinys), kuris varo hidromagnetinį dinamą. Apskaičiuota, kad Neptūno pusiaujo paviršiaus magnetinis laukas yra 1,42 T, esant 2,16 1017 Tm magnetiniam momentui. Neptūno magnetinis laukas turi sudėtingą geometriją, apimančią gana didelius nebipolinių komponentų intarpus, įskaitant stiprų kvadrupolio momentą, kuris gali būti galingesnis už dipolio momentą. Priešingai, Žemė, Jupiteris ir Saturnas turi palyginti mažus kvadrupolio momentus, o jų laukai yra mažiau nukrypę nuo poliarinės ašies. Neptūno lanko smūgio banga, kurioje magnetosfera pradeda sulėtinti saulės vėją, sklinda 34,9 planetos spindulio atstumu. Magnetopauzė, kai magnetosferos slėgis subalansuoja saulės vėją, yra 23-26,5 karto didesnis už Neptūno spindulį. Magnetosferos uodega tęsiasi maždaug 72 kartus už Neptūno spindulį ir, greičiausiai, yra daug toliau.

Atmosfera

Vandenilis ir helis buvo aptikti viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, kurie tam tikrame aukštyje sudaro atitinkamai 80 ir 19%. Taip pat pastebimi metano pėdsakai. Pastebimos metano sugerties juostos randamos esant bangos ilgiams, viršijantiems 600 nm, spektro raudonojoje ir infraraudonojoje srityse. Kaip ir Urano atveju, metano sugertis raudona šviesa yra svarbiausias veiksnys, suteikiantis Neptūno atmosferai mėlyną atspalvį, nors ryškiai žydra Neptūno spalva skiriasi nuo nuosaikesnės Urano akvamarino spalvos. Kadangi metano kiekis Neptūno atmosferoje labai nesiskiria nuo esančio Urano atmosferoje, daroma prielaida, kad yra ir tam tikras, kol kas nežinomas, atmosferos komponentas, kuris prisideda prie mėlynos spalvos susidarymo. Neptūno atmosfera yra suskirstyta į 2 pagrindinius regionus: apatinę troposferą, kur temperatūra mažėja didėjant aukščiui, ir stratosferą, kurioje temperatūra didėja didėjant aukščiui. Riba tarp jų, tropopauzė, yra esant 0,1 baro slėgio lygiui. Stratosfera pakeičiama termosfera, kai slėgio lygis yra mažesnis nei 10-4 - 10-5 mikrobarai. Termosfera palaipsniui pereina į egzosferą. Neptūno troposferos modeliai rodo, kad priklausomai nuo aukščio, ją sudaro įvairios sudėties debesys. Aukšto lygio debesys yra žemiau vieno baro slėgio zonoje, kur temperatūra skatina metano kondensaciją.

„Voyager 2“ darytoje nuotraukoje matyti vertikalus debesų reljefas.

Esant slėgiui nuo vieno iki penkių barų, susidaro amoniako ir vandenilio sulfido debesys. Esant slėgiui virš 5 bar, debesys gali būti sudaryti iš amoniako, amonio sulfido, vandenilio sulfido ir vandens. Giliau, esant maždaug 50 barų slėgiui, vandens ledo debesys gali egzistuoti net 0 °C temperatūroje. Taip pat gali būti, kad šioje srityje galima rasti amoniako ir vandenilio sulfido debesų. Neptūno didelio aukščio debesys buvo stebimi metant šešėlius ant žemiau esančio nepermatomo debesų sluoksnio. Tarp jų išsiskiria debesų juostelės, kurios „apvynioja“ aplink planetą pastovioje platumoje. Šioms periferinėms grupėms plotis siekia 50-150 km, o jos pačios yra 50-110 km virš pagrindinio debesų sluoksnio. Neptūno spektro tyrimas rodo, kad jo apatinė stratosfera yra drumsta dėl ultravioletinių metano fotolizės produktų, tokių kaip etanas ir acetilenas, kondensacijos. Stratosferoje taip pat rasta vandenilio cianido ir anglies monoksido pėdsakų. Dėl didesnės angliavandenilių koncentracijos Neptūno stratosfera yra šiltesnė nei Urano stratosfera. Dėl neaiškių priežasčių planetos termosferos temperatūra yra neįprastai aukšta – apie 750 K. Esant tokiai aukštai temperatūrai, planeta yra per toli nuo Saulės, kad sušildytų termosferą ultravioletiniais spinduliais. Galbūt šis reiškinys yra atmosferos sąveikos su jonais planetos magnetiniame lauke pasekmė. Remiantis kita teorija, šildymo mechanizmo pagrindas yra gravitacijos bangos iš vidinių planetos sričių, kurios yra išsklaidytos atmosferoje. Termosferoje yra anglies monoksido pėdsakų ir vandens, kurie galėjo patekti į ją iš išorinių šaltinių, tokių kaip meteoritai ir dulkės.

Klimatas

Vienas iš Neptūno ir Urano skirtumų yra meteorologinio aktyvumo lygis. 1986 metais netoli Urano skridęs „Voyager 2“ užfiksavo itin silpną atmosferos aktyvumą. Priešingai nei Uranas, 1989 m. Neptūnas rodė pastebimus oro pokyčius, kai buvo filmuojamas su „Voyager 2“.

Didelė tamsi dėmė (viršuje), paspirtukas (baltas debesis viduryje) ir maža tamsi dėmė (apačioje)

Neptūno orams būdinga itin dinamiška audrų sistema, kai vėjai kartais pasiekia viršgarsinį greitį (apie 600 m/s). Stebint nuolatinių debesų judėjimą, užfiksuotas vėjo greičio pokytis nuo 20 m/s rytų kryptimi iki 325 m/s vakaruose. Viršutiniame debesų sluoksnyje vėjo greitis svyruoja nuo 400 m/s palei pusiaują iki 250 m/s ašigalyje. Dauguma Neptūno vėjų pučia priešinga planetos sukimosi aplink savo ašį kryptimi. Bendroji vėjo diagrama rodo, kad didelėse platumose vėjų kryptis sutampa su planetos sukimosi kryptimi, o žemose platumose – priešinga jai. Manoma, kad oro srovių krypties skirtumus lemia „odos efektas“, o ne kokie nors giluminiai atmosferos procesai. Metano, etano ir acetileno kiekis atmosferoje pusiaujo regione dešimtis ir šimtus kartų viršija šių medžiagų kiekį ašigalių srityje. Šis stebėjimas gali būti laikomas įrodymu, kad Neptūno pusiaujuje egzistuoja pakilimas ir jo sumažėjimas arčiau ašigalių. 2007 m. buvo pastebėta, kad viršutinė Neptūno pietų ašigalio troposfera buvo 10 ° C šiltesnė nei likusioje Neptūno dalyje, kur vidutinė temperatūra yra -200 ° C. Šio temperatūrų skirtumo pakanka, kad metanas, kuris yra užšalęs kituose Neptūno viršutinių atmosferos sluoksnių regionuose, prasiskverbtų į kosmosą Pietų ašigalyje. Šis „karštas taškas“ yra Neptūno, kurio pietinis ašigalis jau yra ketvirtadalis Neptūno metų, tai yra apie 40 Žemės metų, pasvirimo į Saulę, ašies pasvirimo pasekmė. Neptūnui lėtai skriejant link priešingos Saulės pusės, Pietų ašigalis pamažu pasitrauks į šešėlius, o Neptūnas Saulę pakeis Šiaurės ašigaliu. Taigi metano išmetimas į kosmosą iš Pietų ašigalio persikels į Šiaurės ašigalį. Pastebėta, kad dėl sezoninių pokyčių debesų juostos pietiniame Neptūno pusrutulyje didėja ir didėja albedas. Ši tendencija buvo pastebėta dar 1980 m. ir tikimasi, kad ji tęsis iki 2020 m., prasidėjus naujam Neptūno sezonui. Metų laikai keičiasi kas 40 metų.

Audros

Puiki tamsi dėmė, nuotrauka iš „Voyager 2“.

1989 metais NASA erdvėlaivis „Voyager 2“ aptiko Didžiąją tamsiąją dėmę – stabilią anticikloninę audrą, kurios ilgis siekia 13 000–6 600 km. Ši atmosferos audra priminė Jupiterio Didžiąją Raudonąją dėmę, tačiau 1994 metų lapkričio 2 dieną Hablo kosminis teleskopas jos neaptiko pradinėje vietoje. Vietoj to, šiauriniame planetos pusrutulyje buvo aptiktas naujas panašus darinys. Motoroleris yra dar viena audra, rasta į pietus nuo Didžiosios tamsiosios dėmės. Jo pavadinimas yra pasekmė to, kad net likus keliems mėnesiams iki „Voyager 2“ suartėjimo su Neptūnu buvo aišku, kad ši debesų grupė juda daug greičiau nei Didžioji Tamsioji dėmė. Vėlesni vaizdai atskleidė debesų grupes dar greičiau nei motoroleris. Mažoji tamsi dėmė, antra pagal intensyvumą audra, pastebėta „Voyager 2“ artėjant prie planetos 1989 m., yra toliau į pietus. Iš pradžių jis atrodė visiškai tamsus, tačiau priartėjus šviesus Mažosios tamsiosios dėmės centras tapo labiau matomas, kaip matyti iš daugumos aiškių didelės raiškos nuotraukų. Manoma, kad Neptūno „tamsiosios dėmės“ atsiranda troposferoje mažesniame aukštyje nei ryškesni, labiau matomi debesys. Taigi atrodo, kad jos yra tam tikros skylės viršutiniame debesų sluoksnyje. Kadangi šios audros yra patvarios ir gali trukti mėnesius, manoma, kad jos turi sūkurinę struktūrą. Dažnai su tamsiomis dėmėmis siejami ryškesni, patvarūs metano debesys, susidarantys tropopauzėje. Lydinčių debesų išlikimas rodo, kad kai kurios buvusios „tamsiosios dėmės“ gali ir toliau egzistuoti kaip ciklonas, nors ir praranda savo tamsią spalvą. Tamsios dėmės gali išsisklaidyti, jei jos per arti priartėja prie pusiaujo arba per kokį nors kitą nežinomą mechanizmą.

Vidinė šiluma

Manoma, kad Neptūno orai įvairesni, palyginti su Urano, yra aukštesnės vidinės temperatūros pasekmė. Tuo pačiu metu Neptūnas yra pusantro karto toliau nuo Saulės nei Uranas ir gauna tik 40% saulės šviesos, kurią gauna Uranas. Šių dviejų planetų paviršiaus temperatūra yra maždaug vienoda. Viršutinė Neptūno troposfera pasiekia labai žemą –221,4 °C temperatūrą. 1 baro gylyje temperatūra siekia -201,15 °C. Dujos patenka gilyn, bet temperatūra nuolat kyla. Kaip ir Urano, šildymo mechanizmas nežinomas, tačiau neatitikimas didelis: Uranas išskiria 1,1 karto daugiau energijos nei gauna iš Saulės. Neptūnas išmeta 2,61 karto daugiau nei gauna, jo vidinis šilumos šaltinis pagamina 161% to, ką gauna iš Saulės. Nepaisant to, kad Neptūnas yra toliausiai nuo Saulės nutolusi planeta, jo vidinės energijos pakanka, kad Saulės sistemoje būtų greičiausi vėjai. Buvo pasiūlyta keletas galimų paaiškinimų, įskaitant radiogeninį planetos šerdies kaitinimą (kadangi Žemė šildoma, pavyzdžiui, kaliu-40), metano disociacija į kitus grandinės angliavandenilius Neptūno atmosferoje ir konvekciją žemesniuose atmosferos sluoksniuose. kuris veda prie gravitacinių bangų lėtėjimo per tropopauzę.

Švietimas ir migracija

Išorinių planetų ir Kuiperio juostos modeliavimas: a) Prieš Jupiterio ir Saturno rezonansą 2:1; b) Kuiperio juostos objektų išsibarstymas Saulės sistemoje pakeitus Neptūno orbitą; c) Jupiteriui išmetus Kuiperio juostos kūnus.

Ledo gigantų – Neptūno ir Urano – formavimuisi buvo sunku sukurti tikslų modelį. Dabartiniai modeliai mano, kad medžiagos tankis išoriniuose Saulės sistemos regionuose buvo per mažas, kad susidarytų tokie dideli kūnai, naudojant tradiciškai priimtą medžiagos kaupimosi į šerdį metodą. Buvo iškelta daug hipotezių, paaiškinančių Urano ir Neptūno evoliuciją.

Vienas jų mano, kad abu ledo milžinai susiformavo ne akrecijos būdu, o atsirado dėl nestabilumo pirminio protoplanetinio disko viduje, o vėliau jų atmosferas „nupūtė“ masyvios O ar B klasės žvaigždės spinduliuotė.

Kita koncepcija yra ta, kad Uranas ir Neptūnas susidarė arti Saulės, kur materijos tankis buvo didesnis, ir vėliau persikėlė į savo dabartines orbitas. Neptūno poslinkio hipotezė yra populiari, nes ji paaiškina srovės rezonansus Kuiperio juostoje, ypač 2:5 rezonansą. Kai Neptūnas judėjo į išorę, jis susidūrė su objektais proto-Kuiperio juostoje, sukurdamas naujus rezonansus ir atsitiktinai keisdamas esamas orbitas. Manoma, kad išsklaidyto disko objektai yra dabartinėje padėtyje dėl sąveikos su Neptūno migracijos sukurtais rezonansais.

Kompiuterinis modelis, kurį 2004 m. pasiūlė Alessandro Morbidelli iš Žydrojo kranto observatorijos Nicoje, parodė, kad Neptūno judėjimą Kuiperio juostos link galėjo inicijuoti 1:2 rezonansas Jupiterio ir Saturno orbitose. savotiška gravitacinė jėga, kuri pastūmėjo Uraną ir Neptūną į aukštesnes orbitas ir privertė juos pakeisti vietą. Objektų išmetimas iš Kuiperio juostos dėl šios migracijos taip pat gali paaiškinti „vėlyvąjį sunkųjį bombardavimą“, įvykusį praėjus 600 milijonų metų po Saulės sistemos susidarymo, ir Trojos asteroidų atsiradimą aplink Jupiterį.

Palydovai ir žiedai

Šiuo metu Neptūnas turi 13 žinomų palydovų. Didžiausio masė sudaro daugiau nei 99,5% visų Neptūno palydovų masės ir tik ji yra pakankamai masyvi, kad taptų sferoidinė. Tai Tritonas, kurį atrado Williamas Lassellas, praėjus vos 17 dienų po Neptūno atradimo. Skirtingai nuo visų kitų didelių Saulės sistemos planetų palydovų, Tritonas turi retrogradinę orbitą. Galbūt ją užfiksavo Neptūno gravitacija, o ne susiformavo vietoje, ir kadaise ji galėjo būti nykštukinė planeta Kuiperio juostoje. Jis yra pakankamai arti Neptūno, kad nuolat būtų sinchronizuotas sukimasis.

Neptūnas (viršuje) ir Tritonas (apačioje)

Dėl potvynių pagreičio Tritonas lėtai slenka link Neptūno ir galiausiai žlugs, kai pasieks Roche ribą, todėl žiedas gali būti galingesnis už Saturno žiedus (tai įvyks per santykinai mažą astronominio masto laikotarpį: nuo 10 iki 100 milijonų metų). 1989 m. Triton apskaičiavo, kad temperatūra buvo -235 °C (38 K). Tuo metu tai buvo mažiausia išmatuota geologinio aktyvumo Saulės sistemos objektų vertė. Tritonas yra vienas iš trijų Saulės sistemos planetų palydovų, turinčių atmosferą (kartu su Io ir Titanu). Neatmetama galimybė, kad po Tritono ledo pluta egzistuoja skystas vandenynas, panašus į Europos vandenyną.

Antrasis (iki atradimo) žinomas Neptūno palydovas yra Nereidas, netaisyklingos formos palydovas, turintis vieną didžiausių orbitos ekscentricijų tarp kitų Saulės sistemos palydovų. Ekscentriškumas 0,7512 suteikia jai apoapsį, 7 kartus didesnį už periapsį.

Neptūno palydovas Protėjas

1989 m. liepos–rugsėjo mėnesiais „Voyager 2“ atrado 6 naujus Neptūno palydovus. Tarp jų pastebimas netaisyklingos formos palydovas „Proteus“. Jis išsiskiria tuo, kokio tankio kūnas gali būti jo paties gravitacijos netraukiamas į sferinę formą. Antrasis pagal masyvumą Neptūno mėnulis sudaro tik ketvirtadalį procento Tritono masės.

Keturi vidiniai Neptūno palydovai yra Naiad, Thalassa, Despina ir Galatea. Jų orbitos yra taip arti Neptūno, kad yra jo žieduose. Šalia jų Larisa iš pradžių buvo atrasta 1981 m., dengiant žvaigždę. Iš pradžių aprėptis buvo priskirta žiedų lankams, tačiau kai 1989 metais „Voyager 2“ aplankė Neptūną, paaiškėjo, kad dangą pagamino palydovas. 2002–2003 m. buvo aptikti dar 5 netaisyklingi Neptūno palydovai, apie kuriuos buvo pranešta 2004 m. Kadangi Neptūnas buvo romėnų jūrų dievas, jo mėnuliai pavadinti mažesnių jūrų dievybių vardais.

Žiedai

Voyager 2 Neptūno žiedai

Neptūnas turi žiedų sistemą, nors ir daug mažiau reikšmingą nei, pavyzdžiui, Saturnas. Žiedai gali būti sudaryti iš ledo dalelių, padengtų silikatais arba anglies pagrindo medžiaga, kuri greičiausiai suteiks jiems rausvą atspalvį. Neptūno žiedo sistemoje yra 5 komponentai.
[taisyti] Pastebėjimai

Neptūnas plika akimi nematomas, nes jo dydis yra nuo +7,7 iki +8,0. Taigi Galilėjos Jupiterio palydovai, nykštukinė Cereros planeta ir asteroidai 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno ir 6 Hebe yra ryškesni už jį danguje. Norint užtikrintai stebėti planetą, reikalingas 200 ir didesnio padidinimo ir ne mažesnio kaip 200-250 mm skersmens teleskopas.Tokiu atveju Neptūną galite pamatyti kaip mažą melsvą diską, panašų į Uraną. Per 7-50 žiūronų jį galima pamatyti kaip silpną žvaigždę.

Dėl atstumo tarp Neptūno ir Žemės reikšmės planetos kampinis skersmuo pasikeičia tik per 2,2-2,4 lanko sekundės. Tai mažiausia vertė tarp likusių Saulės sistemos planetų, todėl vizualiai stebėti šios planetos paviršiaus detales yra sunku. Todėl daugumos Neptūno teleskopinių duomenų tikslumas buvo mažas prieš Hablo kosminio teleskopo ir didelių antžeminių teleskopų su prisitaikančia optika atsiradimą. Pavyzdžiui, 1977 metais net Neptūno sukimosi laikotarpis nebuvo patikimai žinomas.

Antžeminiam stebėtojui kas 367 dienas Neptūnas pradeda regimąjį retrogradinį judėjimą, taip formuodamas savotiškas įsivaizduojamas kilpas žvaigždžių fone kiekvienos opozicijos metu. 2010 m. balandį ir liepą bei 2011 m. spalį ir lapkritį šios orbitos kilpos priartins jį prie tos vietos, kur ji buvo atrasta 1846 m.

Neptūno stebėjimai radijo bangų diapazone rodo, kad planeta yra nuolatinės spinduliuotės ir netaisyklingų blyksnių šaltinis. Abu yra paaiškinami besisukančiu planetos magnetiniu lauku. Infraraudonojoje spektro dalyje šaltesniame fone aiškiai matomi bangavimas Neptūno atmosferos gelmėse (vadinamosios „audros“), kurias sukuria griūvančio branduolio šiluma. Stebėjimai leidžia labai tiksliai nustatyti jų formą ir dydį, taip pat sekti judesius.

Tyrimas

Tritono vaizdas iš „Voyager 2“.

„Voyager 2“ arčiausiai Neptūno priartėjo 1989 m. rugpjūčio 25 d. Kadangi Neptūnas buvo paskutinė didžioji planeta, kurią galėjo aplankyti erdvėlaivis, buvo nuspręsta netoli Tritono praskristi, neatsižvelgiant į pasekmes skrydžio trajektorijai. Su panašia užduotimi susidūrė ir „Voyager 1“ – praskrido šalia Saturno ir didžiausio jo palydovo Titano. Neptūno vaizdai, kuriuos į Žemę perdavė „Voyager 2“, 1989 m. tapo visos nakties programos „Neptūnas visą naktį“ pagrindu visuomeninėje transliuotojo tarnyboje (PBS).

Susitikimo metu erdvėlaivio signalai į Žemę keliavo 246 minutes. Todėl didžiąja dalimi „Voyager 2“ misija rėmėsi iš anksto įkeltomis susitikimų komandomis iš Neptūno ir Tritono, o ne komandomis iš Žemės. „Voyager 2“ gana arti pralėkė netoli Nereidos, o rugpjūčio 25 d. praskriejo vos 4400 km nuo Neptūno atmosferos. Vėliau tą dieną „Voyager“ skrido netoli Tritono.

„Voyager 2“ patvirtino planetos magnetinio lauko egzistavimą ir nustatė, kad ji pasvirusi, kaip ir Urano laukas. Planetos sukimosi periodo klausimas buvo išspręstas išmatavus radijo spinduliuotę. „Voyager 2“ taip pat turėjo neįprastai aktyvią Neptūno oro sistemą. Buvo atrasti 6 nauji planetos palydovai ir žiedai, kurių, kaip paaiškėjo, buvo keli.

Maždaug 2016 m. NASA planavo į Neptūną išsiųsti erdvėlaivį „Neptune Orbiter“. Šiuo metu numatomos paleidimo datos nėra paskelbtos, o strateginiame Saulės sistemos tyrinėjimo plane šio įrenginio nebėra.

Neptūnas buvo atrastas teoriniais skaičiavimais. Faktas yra tas, kad Uranas nukrypsta nuo apskaičiuotos orbitos, tarsi jį pritrauktų kita planeta.

Britų matematikai ir astronomai Johnas Couchas Adamsas(1819-1892) ir James Challis 1845 metais apskaičiavo apytikslę planetos vietą. Tuo pačiu metu prancūzų astronomas Urbanis Le Verrier(1811 - 1877), atlikęs skaičiavimą, įtikino jį pradėti naujos planetos paieškas. Pirmą kartą astronomai Neptūną pamatė 1846 m. ​​rugsėjo 23 d., netoli nuo pozicijų, kurias anglas Adamsas ir prancūzas Le Verrier numatė nepriklausomai vienas nuo kito.

Neptūnas yra toli nuo Saulės.

Bendrosios Neptūno planetos charakteristikos

Planetos masė yra 17 kartų didesnė už Žemės masę. Planetos spindulys yra maždaug keturi Žemės spinduliai. Tankis – Žemės tankio mazgas.

Aplink Neptūną buvo aptikti žiedai. Jie yra atviri (suplėšyti), tai yra, jie susideda iš atskirų arkų, kurios nėra sujungtos viena su kita. Išvaizda Urano ir Neptūno žiedai yra panašūs.

Neptūno sandara tikriausiai beveik tokia pati kaip Urano.

Skirtingai nei c, ir Neptūnas gali neturėti aiškaus vidinio sluoksnio. Tačiau greičiausiai Neptūnas turi mažą kietą šerdį, kurios masė lygi Žemei. Neptūno atmosferą daugiausia sudaro vandenilis ir helis su maža metano priemaiša (1%). Mėlyna Neptūno spalva yra šių dujų atmosferoje sugertos raudonos šviesos rezultatas – kaip ir Urane.

Planetoje vyrauja griausminga atmosfera, ploni porėti debesys, sudaryti iš sušalusio metano. Neptūno atmosferos temperatūra yra aukštesnė nei Urano, todėl apie 80% H 2

Ryžiai. 1. Neptūno atmosferos sudėtis

Neptūnas turi savo vidinį šilumos šaltinį – jis išskiria 2,7 karto daugiau energijos nei gauna iš Saulės. Vidutinė planetos paviršiaus temperatūra yra 235 ° C. Stipriausi vėjai lygiagrečiai planetos pusiaujui, didelės audros ir sūkuriai stebimi Neptūne. Planetoje pučia greičiausi vėjai Saulės sistemoje, pasiekiantys 700 km/val. Vėjai Neptūnu pučia vakarų kryptimi, prieš planetos sukimąsi.

Paviršiuje yra kalnų grandinės ir įtrūkimų. Žiemą būna azotinio sniego, o vasarą pro plyšius skinasi kelią fontanai.

Zondas „Voyager 2“ Neptūne aptiko galingus ciklonus, kuriuose vėjo greitis pasiekia garso greitį.

Planetos palydovai pavadinti Triton, Nereid, Naiad, Thalassa, Proteus, Despina, Galatea, Larissa. 2002-2005 metais. buvo atrasti dar penki Neptūno palydovai. Kiekvieno iš naujai atrastų skersmuo siekia 30–60 km.

Didžiausias Neptūno mėnulis yra Tritonas. Jį 1846 m. ​​atidarė Williamas Lassllas. Tritonas yra didesnis už Mėnulį. Beveik visa Neptūno palydovinės sistemos masė yra sutelkta Tritone. Skiriasi dideliu tankiu: 2 g / cm3.