วงโคจรและการหมุนของดาวเนปจูน Planet Neptune: ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับยักษ์อวกาศ "ทะเล"

แม้ว่าคำว่า "ยักษ์" จะค่อนข้างแข็งแกร่งเมื่อเทียบกับดาวเนปจูน แต่ดาวเคราะห์ถึงแม้ว่าจะมีขนาดใหญ่มากในมาตรฐานจักรวาล แต่กระนั้นก็มีขนาดที่เล็กกว่าดาวเคราะห์ยักษ์อื่น ๆ ของเรา: ดาวเสาร์และ เมื่อพูดถึงดาวยูเรนัส ดาวเคราะห์ดวงนี้มีขนาดใหญ่กว่าดาวเนปจูน แต่ดาวเนปจูนมีมวลมากกว่าดาวยูเรนัส 18% โดยทั่วไปแล้ว ดาวเคราะห์ดวงนี้ที่ตั้งชื่อเพราะสีฟ้าของมันเพื่อเป็นเกียรติแก่เทพเจ้าแห่งท้องทะเลโบราณ ดาวเนปจูนถือได้ว่าเป็นดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดของดาวเคราะห์ยักษ์และในขณะเดียวกันก็มีมวลมากที่สุด - ความหนาแน่นของดาวเนปจูนนั้นแรงกว่าหลายเท่า ของดาวเคราะห์ดวงอื่น แต่เมื่อเทียบกับดาวเนปจูน ที่โลกของเรา มีขนาดเล็ก ถ้าเราจินตนาการว่าดวงอาทิตย์ของเรามีขนาดเท่ากับประตู โลกก็จะมีขนาดเท่ากับเหรียญ และดาวเนปจูนจะมีขนาดเท่ากับลูกเบสบอลขนาดใหญ่

ประวัติการค้นพบดาวเนปจูน

ประวัติการค้นพบดาวเนปจูนนั้นมีความพิเศษเฉพาะในประเภทเดียวกัน เนื่องจากมันเป็นดาวเคราะห์ดวงแรกในระบบสุริยะของเรา ซึ่งถูกค้นพบในทางทฤษฎีอย่างหมดจด ด้วยการคำนวณทางคณิตศาสตร์ และเมื่อมองผ่านกล้องโทรทรรศน์เท่านั้น ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2389 นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชื่อ Alexis Bouvard ได้สังเกตการเคลื่อนที่ของดาวยูเรนัสผ่านกล้องโทรทรรศน์และสังเกตเห็นการเบี่ยงเบนที่แปลกประหลาดในวงโคจรของมัน ในความเห็นของเขา ความผิดปกติระหว่างการเคลื่อนที่ของโลกอาจเกิดจากอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงอย่างแรงของวัตถุท้องฟ้าขนาดใหญ่อื่นๆ Johann Halle เพื่อนร่วมงานชาวเยอรมันของ Alexis ได้ทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่จำเป็นเพื่อระบุตำแหน่งของดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ และปรากฏว่าถูกต้อง - ในไม่ช้าดาวเนปจูนของเราก็ถูกค้นพบที่ตำแหน่งที่ถูกกล่าวหาของ "ดาวเคราะห์ X" ที่ไม่รู้จัก .

แม้ว่าจะนานมาแล้ว ดาวเคราะห์เนปจูนก็ถูกพบในกล้องโทรทรรศน์โดยผู้ยิ่งใหญ่ จริงอยู่ ในบันทึกทางดาราศาสตร์ของเขา เขาระบุว่ามันเป็นดาว ไม่ใช่ดาวเคราะห์ ดังนั้นการค้นพบนี้จึงไม่ได้ให้เครดิตกับเขา

ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะ

“แต่แล้วไง” - คุณอาจถาม อันที่จริงทุกอย่างไม่ง่ายอย่างที่คิดในแวบแรก นับตั้งแต่การค้นพบในปี พ.ศ. 2389 ดาวเนปจูนได้รับการพิจารณาอย่างถูกต้องว่าเป็นดาวเคราะห์ที่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุด แต่ในปี พ.ศ. 2473 มีการค้นพบดาวพลูโตดวงน้อยซึ่งอยู่ไกลออกไป มีเพียงความแตกต่างเล็กน้อยที่นี่ วงโคจรของดาวพลูโตถูกยืดออกอย่างมากตามวงรีในลักษณะที่ในบางช่วงเวลาของการเคลื่อนที่ ดาวพลูโตจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเนปจูน ครั้งสุดท้ายที่ปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ดังกล่าวเกิดขึ้นคือระหว่างปี 1978 ถึง 1999 - เป็นเวลา 20 ปีที่ดาวเนปจูนได้รับฉายาว่าเป็น "ดาวเคราะห์ที่ห่างไกลที่สุดจากดวงอาทิตย์" อีกครั้ง

นักดาราศาสตร์บางคนถึงกับเสนอให้ "ลดตำแหน่ง" ดาวพลูโตจากชื่อดาวเคราะห์เพื่อขจัดความสับสนนี้ มันเป็นเพียงวัตถุท้องฟ้าขนาดเล็กที่บินอยู่ในวงโคจรหรือกำหนดสถานะของ "ดาวเคราะห์แคระ" " อย่างไรก็ตาม ข้อพิพาทเกี่ยวกับคะแนนนี้ยังคงดำเนินต่อไป

คุณสมบัติของดาวเนปจูน

ดาวเนปจูนมีลักษณะเป็นสีฟ้าสดใสเนื่องจากมีความหนาแน่นสูงของเมฆในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ เมฆเหล่านี้ปิดบังสารประกอบทางเคมีที่วิทยาศาสตร์ของเรายังไม่ทราบโดยสมบูรณ์ ซึ่งเมื่อถูกแสงแดดดูดกลืนจะกลายเป็นสีน้ำเงิน หนึ่งปีบนดาวเนปจูนเท่ากับ 165 ปีของเรา ในช่วงเวลานี้ดาวเนปจูนจะโคจรรอบดวงอาทิตย์จนเต็ม แต่หนึ่งวันบนดาวเนปจูนไม่นานเท่ากับหนึ่งปี มันสั้นกว่าวันบนโลกของเราด้วยซ้ำ เพราะมันใช้เวลาเพียง 16 ชั่วโมงเท่านั้น

อุณหภูมิดาวเนปจูน

เนื่องจากรังสีของดวงอาทิตย์ไปถึง "ยักษ์สีน้ำเงิน" อันห่างไกลในปริมาณที่น้อยมาก จึงเป็นเรื่องธรรมดาที่พื้นผิวของมันจะเย็นมาก - อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยอยู่ที่ -221 องศาเซลเซียส ซึ่งต่ำกว่าจุดเยือกแข็งสองเท่า ของน้ำ. พูดง่ายๆ ก็คือ ถ้าคุณอยู่บนดาวเนปจูน คุณจะกลายเป็นน้ำแข็งในพริบตา

พื้นผิวของดาวเนปจูน

พื้นผิวของดาวเนปจูนประกอบด้วยแอมโมเนียและน้ำแข็งมีเทน แต่แกนกลางของดาวเคราะห์อาจกลายเป็นหิน แต่ก็ยังเป็นเพียงสมมติฐานเท่านั้น เป็นเรื่องน่าแปลกที่แรงโน้มถ่วงบนดาวเนปจูนนั้นคล้ายคลึงกับแรงดึงดูดบนโลกมาก แต่ก็มากกว่าแรงโน้มถ่วงของเราเพียง 17% และแม้ว่าดาวเนปจูนจะมีขนาดใหญ่กว่าโลกถึง 17 เท่าก็ตาม อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ ไม่น่าจะเป็นไปได้ที่จะเดินบนดาวเนปจูนในอนาคตอันใกล้ ดูย่อหน้าก่อนหน้าเกี่ยวกับน้ำแข็ง นอกจากนี้ ลมที่พัดแรงที่สุดบนพื้นผิวของดาวเนปจูนซึ่งมีความเร็วถึง 2400 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (!) อาจไม่มีดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะของเราที่มีลมแรงเช่นนี้

ขนาดของดาวเนปจูน

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น โลกของเรามีขนาดใหญ่กว่าโลกถึง 17 เท่า ภาพด้านล่างแสดงการเปรียบเทียบขนาดของดาวเคราะห์ของเรา

บรรยากาศของดาวเนปจูน

องค์ประกอบของบรรยากาศของดาวเนปจูนคล้ายกับชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ยักษ์ที่คล้ายคลึงกันส่วนใหญ่: อะตอมและฮีเลียมมีอิทธิพลเหนือที่นั่น นอกจากนี้ยังมีแอมโมเนีย น้ำแช่แข็ง มีเทน และองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ จำนวนเล็กน้อย แต่ต่างจากดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อื่น ๆ บรรยากาศของดาวเนปจูนประกอบด้วยน้ำแข็งจำนวนมาก ซึ่งเกิดจากตำแหน่งที่อยู่ห่างไกล

วงแหวนของดาวเนปจูน

แน่นอน เมื่อคุณได้ยินเกี่ยวกับวงแหวนของดาวเคราะห์ ดาวเสาร์เข้ามาในความคิดทันที แต่ในความเป็นจริง เขาอยู่ไกลจากเจ้าของวงแหวนเพียงคนเดียว ดาวเนปจูนของเราก็มีวงแหวนด้วย แม้ว่าจะไม่ใหญ่และสวยงามเท่าวงแหวนของเราก็ตาม โดยรวมแล้วดาวเนปจูนมีวงแหวน 5 วงที่ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ที่ค้นพบ: Halle, Le Verrier, Lassell, Arago และ Adams

วงแหวนของดาวเนปจูนประกอบด้วยก้อนกรวดขนาดเล็กและฝุ่นจักรวาล (อนุภาคขนาดไมครอนจำนวนมาก) โครงสร้างค่อนข้างคล้ายกับวงแหวนของดาวพฤหัสบดี และสังเกตได้ยากพอสมควร เนื่องจากเป็นสีดำ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าวงแหวนของดาวเนปจูนยังค่อนข้างเล็ก อย่างน้อยก็อายุน้อยกว่าวงแหวนของดาวยูเรนัสที่อยู่ใกล้เคียงมาก

ดวงจันทร์ของดาวเนปจูน

ดาวเนปจูนก็เหมือนกับดาวเคราะห์ขนาดยักษ์อื่นๆ ที่มีดาวบริวารเป็นของตัวเอง ไม่ใช่หนึ่งดวง แต่มีมากถึงสิบสามดวง ซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามเทพเจ้าแห่งท้องทะเลที่มีขนาดเล็กกว่าในวิหารแพนธีออนโบราณ

ที่น่าสนใจอย่างยิ่งคือดาวเทียมไทรทันที่ค้นพบด้วย ... เบียร์ ความจริงก็คือนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ William Lasing ซึ่งค้นพบ Triton จริงๆ สร้างรายได้มหาศาลจากการกลั่นเบียร์และการค้าเบียร์ ซึ่งต่อมาทำให้เขาสามารถลงทุนเงินและเวลาเป็นจำนวนมากในงานอดิเรกที่เขาโปรดปราน - ดาราศาสตร์ (ยิ่งไปกว่านั้นคือ ไม่ถูกเพื่อติดตั้งหอดูดาวคุณภาพสูง)

แต่สิ่งที่น่าสนใจและไม่เหมือนใครเกี่ยวกับไทรทันคืออะไร? ความจริงก็คือมันเป็นดาวเทียมดวงเดียวที่รู้จักในระบบสุริยะของเราที่หมุนรอบโลกไปในทิศทางตรงกันข้ามเมื่อเทียบกับการหมุนของดาวเคราะห์เอง ในศัพท์วิทยาศาสตร์เรียกว่า "การหมุนถอยหลังเข้าคลอง" นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าไทรทันไม่ใช่ดาวเทียมเลย แต่เป็นดาวเคราะห์แคระอิสระ (เช่นดาวพลูโต) โดยเจตจำนงแห่งโชคชะตาตกลงไปในขอบเขตอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของเนปจูน อันที่จริง "ยักษ์สีน้ำเงิน" จับได้ แต่เรื่องไม่ได้จบเพียงแค่นั้น: แรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูนกำลังดึงไทรทันเข้ามาใกล้มากขึ้นเรื่อยๆ และหลังจากผ่านไปหลายล้านปีแสง แรงโน้มถ่วงสามารถฉีกดาวเทียมออกจากกัน

นานแค่ไหนที่จะบินไปยังดาวเนปจูน

เป็นเวลานาน. ในระยะสั้นด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัยแน่นอน ท้ายที่สุดแล้ว ระยะทางจากดาวเนปจูนถึงดวงอาทิตย์อยู่ที่ 4.5 พันล้านกิโลเมตร และระยะทางจากโลกไปยังดาวเนปจูนคือ 4.3 พันล้านกิโลเมตรตามลำดับ ยานโวเอเจอร์ 2 ซึ่งเป็นดาวเทียมดวงเดียวที่ส่งจากโลกไปยังดาวเนปจูน ซึ่งเปิดตัวในปี 2520 ไปถึงจุดหมายปลายทางในปี 2532 เท่านั้น โดยได้ถ่ายภาพ "จุดมืดขนาดใหญ่" บนพื้นผิวของดาวเนปจูนและสังเกตพายุกำลังแรงจำนวนมากในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์

วิดีโอดาวเคราะห์เนปจูน

และในตอนท้ายของบทความ เรามีวิดีโอที่น่าสนใจเกี่ยวกับดาวเนปจูน

ดาวเนปจูน- ดาวเคราะห์ดวงที่แปดของระบบสุริยะ: การค้นพบ คำอธิบาย วงโคจร องค์ประกอบ บรรยากาศ อุณหภูมิ ดาวเทียม วงแหวน การสำรวจ แผนที่พื้นผิว

ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ดวงที่แปดจากดวงอาทิตย์และเป็นดาวเคราะห์ที่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะ เป็นก๊าซยักษ์และเป็นตัวแทนของประเภทระบบสุริยะชั้นนอก ดาวพลูโตบินออกจากรายชื่อดาวเคราะห์ดังนั้นดาวเนปจูนจึงปิดห่วงโซ่

ไม่สามารถพบได้หากไม่มีเครื่องมือ ดังนั้นจึงพบได้ค่อนข้างเร็ว มีการสังเกตระยะใกล้เพียงครั้งเดียวระหว่างที่ยานโวเอเจอร์ 2 บินผ่านในปี 1989 มาดูกันว่าดาวเนปจูนดวงใดอยู่ในข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ

เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับดาวเนปจูน

คนโบราณไม่รู้จักเขา

• ไม่พบดาวเนปจูนโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือ สังเกตพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2389 เท่านั้น ตำแหน่งถูกคำนวณทางคณิตศาสตร์ ชื่อนี้ตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่เทพเจ้าแห่งท้องทะเลในหมู่ชาวโรมัน

หมุนอย่างรวดเร็วบนแกน

• เมฆเส้นศูนย์สูตรเสร็จสิ้นการปฏิวัติใน 18 ชั่วโมง

เล็กที่สุดในบรรดายักษ์น้ำแข็ง

• มีขนาดเล็กกว่าดาวยูเรนัส แต่มีมวลมากกว่า บรรยากาศที่หนักหน่วงจะซ่อนชั้นของก๊าซไฮโดรเจน ฮีเลียม และมีเทน มีน้ำ แอมโมเนีย และน้ำแข็งมีเทน แกนด้านในแสดงด้วยหิน

บรรยากาศเต็มไปด้วยไฮโดรเจน ฮีเลียม และมีเทน

• มีเทนของดาวเนปจูนดูดซับสีแดง โลกจึงดูเป็นสีน้ำเงิน เมฆสูงลอยอยู่เรื่อย ๆ

สภาพภูมิอากาศที่ใช้งาน

• เป็นที่น่าสังเกตว่าพายุลูกใหญ่และลมแรง หนึ่งในพายุขนาดใหญ่ถูกบันทึกไว้ในปี 1989 - Great Dark Spot ซึ่งกินเวลา 5 ปี

มีแหวนบาง

• พวกมันถูกแสดงด้วยอนุภาคน้ำแข็งผสมกับเม็ดฝุ่นและสสารคาร์บอน

มีดาวเทียม 14 ดวง

• ดาวเทียมที่น่าสนใจที่สุดของดาวเนปจูนคือไทรทัน - โลกที่หนาวจัดที่ปล่อยอนุภาคไนโตรเจนและฝุ่นออกจากใต้พื้นผิว อาจถูกดึงดูดด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์

ส่งหนึ่งภารกิจ

• ในปี 1989 ยานโวเอเจอร์ 2 บินผ่านดาวเนปจูน โดยส่งภาพขนาดใหญ่ภาพแรกของระบบ กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลยังสังเกตดาวเคราะห์อีกด้วย

ขนาด มวล และวงโคจรของดาวเนปจูน

ด้วยรัศมี 24,622 กม. มันเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่เป็นอันดับสี่ซึ่งใหญ่กว่าของเราสี่เท่า ด้วยมวล 1.0243 x 10 26 กก. ข้ามเราไป 17 ครั้ง ความเยื้องศูนย์กลางอยู่ที่ 0.0086 และระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงดาวเนปจูนคือ 29.81 AU ในสถานะโดยประมาณและ 30.33 au ที่สูงสุด

การหมุนรอบดาวฤกษ์ใช้เวลา 16 ชั่วโมง 6 นาที 36 วินาที และวงโคจรใช้เวลา 164.8 ปี ความเอียงของแกนของดาวเนปจูนอยู่ที่ 28.32 ° และคล้ายกับแกนของโลก ดังนั้น ดาวเคราะห์จึงต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลที่คล้ายคลึงกัน แต่มันก็คุ้มค่าที่จะเพิ่มปัจจัยของการโคจรยาวและเราได้ฤดูกาลที่มีระยะเวลา 40 ปี

วงโคจรของดาวเนปจูนกระทบแถบไคเปอร์ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ วัตถุบางอย่างจึงสูญเสียความเสถียรและทำให้เกิดการแตกหักในสายพาน ในพื้นที่ว่างบางแห่งมีเส้นทางโคจร เสียงสะท้อนกับร่างกาย - 2: 3 นั่นคือ ร่างกายสมบูรณ์ 2 วงโคจรสำหรับทุกๆ 3 ที่ดาวเนปจูน

ยักษ์น้ำแข็งกำจัดร่างโทรจันที่เกาะอยู่บนจุดลากรองจ์ L4 และ L5 บางคนถึงกับโดดเด่นในเรื่องความมั่นคง เป็นไปได้มากว่าพวกเขาเพิ่งสร้างขึ้นเคียงข้างกันและไม่ได้แรงโน้มถ่วงในภายหลัง

องค์ประกอบและพื้นผิวของดาวเคราะห์เนปจูน

วัตถุประเภทนี้เรียกว่ายักษ์น้ำแข็ง มีแกนหิน (โลหะและซิลิเกต) เสื้อคลุมที่สร้างขึ้นจากน้ำ น้ำแข็งมีเทน แอมโมเนียและบรรยากาศไฮโดรเจน ฮีเลียม และมีเทน โครงสร้างโดยละเอียดของดาวเนปจูนสามารถดูได้ในรูป

แกนกลางประกอบด้วยนิกเกิล เหล็ก และซิลิเกต และทะลุผ่านมวลของเรา 1.2 เท่า แรงกดดันจากส่วนกลางเพิ่มขึ้นเป็น 7 Mbar ซึ่งสูงเป็นสองเท่าของเรา สถานการณ์กำลังร้อนขึ้นถึง 5400 K ที่ความลึก 7000 กม. มีเทนจะเปลี่ยนเป็นผลึกเพชรซึ่งลงมาในรูปของลูกเห็บ

เสื้อคลุมมีมวลถึง 10-15 เท่าของโลกและเต็มไปด้วยแอมโมเนียมีเทนและน้ำผสม สารนี้เรียกว่าน้ำแข็งแม้ว่าในความเป็นจริงจะเป็นของเหลวที่มีความหนาแน่นสูง ชั้นบรรยากาศขยาย 10-20% จากจุดศูนย์กลาง

ในชั้นบรรยากาศด้านล่าง คุณจะเห็นว่าความเข้มข้นของก๊าซมีเทน น้ำ และแอมโมเนียเพิ่มขึ้นอย่างไร

ดาวเทียมของดาวเคราะห์เนปจูน

ตระกูลดวงจันทร์ของดาวเนปจูนเป็นตัวแทนของดวงจันทร์ 14 ดวง ซึ่งทุกดวงล้วนแต่มีชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ตำนานเทพเจ้ากรีกและโรมัน พวกเขาแบ่งออกเป็น 2 ชั้น: ปกติและผิดปกติ อย่างแรกคือ Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1 และ Proteus พวกมันอยู่ใกล้โลกที่สุดและเดินขบวนเป็นวงกลม

ดาวเทียมอยู่ห่างจากโลก 48227 กม. ถึง 117646 กม. และทั้งหมดยกเว้น S / 2004 N 1 และ Proteus ที่โคจรรอบโลกน้อยกว่าช่วงโคจร (0.6713 วัน) ในแง่ของพารามิเตอร์: 96 x 60 x 52 กม. และ 1.9 × 10 17 กก. (Naiad) ถึง 436 x 416 x 402 กม. และ 5.035 × 10 17 กก. (โพรทูส)

ดาวเทียมทุกดวง ยกเว้น Proteus และ Larissa มีรูปร่างยาว การวิเคราะห์สเปกตรัมแสดงให้เห็นว่าพวกมันก่อตัวขึ้นจากน้ำแข็งในน้ำที่มีส่วนผสมของวัสดุสีเข้ม

วงรีที่ไม่ปกติจะติดตามวงโคจรพิสดารหรือถอยหลังเข้าคลองแบบเอียงและอาศัยอยู่ได้ไกลมาก ข้อยกเว้นคือไทรทันซึ่งโคจรรอบดาวเนปจูนในเส้นทางการโคจรเป็นวงกลม

รายการผิดปกติ ได้แก่ ไทรทัน เนเรด กาลิเมดา เซา เลามีเดีย เนโซ และปัสมาฟ ในขนาดและมวล พวกมันมีความเสถียรจริง: จากเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 กม. และมวล 1.5 × 10 16 กก. (ปัสมาฟ) ถึง 62 กม. และ 9 x 10 16 กก. (กาลิเมดา)

Triton และ Nereid ถูกพิจารณาแยกกันเพราะเป็นดวงจันทร์ที่ผิดปกติมากที่สุดในระบบ ไทรทันประกอบด้วยมวลการโคจรของดาวเนปจูน 99.5%

พวกมันหมุนไปใกล้โลกและมีความเยื้องศูนย์ที่ผิดปกติ: ไทรทันมีวงกลมที่เกือบจะสมบูรณ์แบบ และ Nereid มีจุดศูนย์กลางที่ประหลาดที่สุด

ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเนปจูนคือไทรทัน เส้นผ่านศูนย์กลางครอบคลุม 2,700 กม. และมีมวล 2.1 x 10 22 กก. มีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้เกิดสมดุลอุทกสถิต นิวท์เคลื่อนที่ไปตามเส้นทางถอยหลังเข้าคลองและกึ่งวงกลม เต็มไปด้วยไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และน้ำแข็ง Albedo มากกว่า 70% ดังนั้นจึงถือว่าเป็นหนึ่งในวัตถุที่สว่างที่สุด พื้นผิวมีลักษณะเป็นสีแดง นอกจากนี้ยังแปลกใจที่มีชั้นบรรยากาศของตัวเอง

ความหนาแน่นของดาวเทียมคือ 2 g / cm 3 ซึ่งหมายความว่า 2/3 ของมวลมอบให้กับหิน อาจมีน้ำของเหลวและมหาสมุทรใต้ดิน ทางใต้มีหมวกขั้วโลกขนาดใหญ่ หลุมอุกกาบาตโบราณ หุบเขาและหิ้ง

เชื่อกันว่าไทรทันถูกแรงโน้มถ่วงดึงและก่อนหน้านี้ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของแถบไคเปอร์ แรงดึงดูดของกระแสน้ำนำไปสู่การบรรจบกัน การชนกันอาจเกิดขึ้นระหว่างดาวเคราะห์กับดาวเทียมใน 3.6 พันล้านปี

Nereid ใหญ่เป็นอันดับสามในตระกูลจันทรคติ หมุนในวงโคจรที่เลื่อนลอยแต่พิสดารอย่างยิ่ง สเปกโตรสโคปพบน้ำแข็งบนพื้นผิว บางทีอาจเป็นการหมุนที่โกลาหลและรูปร่างที่ยืดยาวซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่ไม่ปกติในขนาดที่ปรากฏ

บรรยากาศและอุณหภูมิของดาวเนปจูน

ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น บรรยากาศของดาวเนปจูนประกอบด้วยไฮโดรเจน (80%) และฮีเลียม (19%) ที่มีก๊าซมีเทนเจือปนเล็กน้อย โทนสีน้ำเงินปรากฏขึ้นเนื่องจากมีเธนดูดซับแสงสีแดง บรรยากาศแบ่งออกเป็นสองลูกหลัก: โทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์ มี tropopause ระหว่างพวกเขาด้วยแรงดัน 0.1 บาร์

การวิเคราะห์สเปกตรัมแสดงให้เห็นว่าสตราโตสเฟียร์มีหมอกเนื่องจากการสะสมของสารผสมที่เกิดจากการสัมผัสรังสียูวีและมีเทน ประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจนไซยาไนด์

จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครสามารถอธิบายได้ว่าทำไมเทอร์โมสเฟียร์ถึงได้รับความร้อนสูงถึง 476.85 องศาเซลเซียส ดาวเนปจูนอยู่ห่างจากดาวฤกษ์มาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีกลไกการให้ความร้อนที่แตกต่างกัน นี่อาจเป็นการสัมผัสของชั้นบรรยากาศกับไอออนในสนามแม่เหล็กหรือคลื่นความโน้มถ่วงของดาวเคราะห์เอง

ดาวเนปจูนไม่มีพื้นผิวที่เป็นของแข็ง ดังนั้นชั้นบรรยากาศจึงหมุนต่างกัน ส่วนเส้นศูนย์สูตรหมุนด้วยระยะเวลา 18 ชั่วโมง สนามแม่เหล็ก - 16.1 ชั่วโมง และเขตขั้วโลก - 12 ชั่วโมง นั่นคือสาเหตุที่ลมแรงพัดมา ยานโวเอเจอร์ 2 บันทึกยานขนาดใหญ่ 3 ลำในปี 1989

พายุลูกแรกกินพื้นที่ 13,000 x 6,600 กม. และดูเหมือนจุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดี ในปี 1994 กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลพยายามค้นหาจุดมืดที่ยิ่งใหญ่ แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น แต่ในอาณาเขตของซีกโลกเหนือก็ก่อตัวขึ้นใหม่

สกู๊ตเตอร์เป็นพายุอีกลูกหนึ่งซึ่งมีเมฆปกคลุม พวกมันตั้งอยู่ทางใต้ของ Great Dark Spot ในปี 1989 จุดมืดขนาดเล็กก็สังเกตเห็นเช่นกัน ตอนแรกดูเหมือนมืดสนิท แต่เมื่ออุปกรณ์เข้าใกล้ ก็เป็นไปได้ที่จะแก้ไขแกนสว่าง

วงแหวนของดาวเนปจูน

ดาวเนปจูนมีวงแหวน 5 วงที่ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ ได้แก่ Halle, Le Verrier, Lassell, Arago และ Adams พวกมันถูกแสดงด้วยฝุ่น (20%) และเศษหินขนาดเล็ก หายากเพราะไม่มีความสว่างและมีขนาดและความหนาแน่นต่างกัน

Johann Halle เป็นคนแรกที่ดูดาวเคราะห์ด้วยแว่นขยาย วงแหวนจะเคลื่อนไปก่อนและอยู่ห่างจากดาวเนปจูน 41000-43000 กม. Le Verrier กว้างเพียง 113 กม.

ที่ระยะทาง 53200-57200 กม. มีความกว้าง 4000 กม. คือวงแหวน Lassell นี่คือวงแหวนที่กว้างที่สุด นักวิทยาศาสตร์พบไทรทัน 17 วันหลังจากการค้นพบดาวเคราะห์

วงแหวนแห่งอาราโกทอดยาว 100 กม. ซึ่งอยู่ห่างออกไป 57,200 กม. François Arago ได้สั่งสอน Le Verrier และมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการอภิปรายเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงนี้

อดัมส์กว้างเพียง 35 กม. แต่วงแหวนนี้สว่างที่สุดในดาวเนปจูนและหาได้ง่าย มันมีห้าโค้ง สามส่วนที่เรียกว่าเสรีภาพ ความเสมอภาค ภราดรภาพ เชื่อว่าส่วนโค้งดังกล่าวถูกกาลาเทียดักจับโดยแรงโน้มถ่วงซึ่งอยู่ภายในวงแหวน ดูภาพวงแหวนของดาวเนปจูน

วงแหวนมีสีเข้มและทำจากสารประกอบอินทรีย์ เก็บฝุ่นได้มาก เชื่อกันว่าสิ่งเหล่านี้เป็นรูปร่างเล็ก

ประวัติการศึกษาดาวเคราะห์เนปจูน

ดาวเนปจูนไม่ได้ถูกบันทึกจนกระทั่งศตวรรษที่ 19 แม้ว่าหากคุณพิจารณาภาพสเก็ตช์ของกาลิเลโอจากปี 1612 อย่างรอบคอบแล้ว คุณจะสังเกตเห็นว่าจุดต่างๆ บ่งบอกถึงตำแหน่งของยักษ์น้ำแข็ง ในอดีต ดาวเคราะห์ดวงนี้จึงถูกเข้าใจผิดว่าเป็นดาวฤกษ์

ในปี ค.ศ. 1821 อเล็กซิส บูวาร์ดได้สร้างไดอะแกรมที่แสดงเส้นทางการโคจรของดาวยูเรนัส แต่การตรวจสอบเพิ่มเติมพบว่ามีการเบี่ยงเบนจากภาพวาด ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงคิดว่ามีวัตถุขนาดใหญ่อยู่ใกล้ ๆ ซึ่งมีอิทธิพลต่อเส้นทาง

จอห์น อดัมส์เริ่มศึกษารายละเอียดการโคจรของดาวยูเรนัสในปี พ.ศ. 2386 เป็นอิสระจากเขาในยุค 1845-1846 ทำงานโดย Urbe Le Verrier เขาแบ่งปันความรู้กับ Johann Halle ที่หอดูดาวเบอร์ลิน ฝ่ายหลังยืนยันว่ามีสิ่งที่ยิ่งใหญ่อยู่ใกล้ ๆ

การค้นพบดาวเนปจูนทำให้เกิดความขัดแย้งมากมายเกี่ยวกับผู้ค้นพบ แต่โลกวิทยาศาสตร์ยอมรับข้อดีของ Le Verrier และ Adams แต่ในปี พ.ศ. 2541 ถือว่าอดีตทำได้มากกว่า

ในตอนแรก Le Verrier เสนอให้ตั้งชื่อวัตถุเพื่อเป็นเกียรติแก่เขา ซึ่งทำให้เกิดความโกรธเคืองอย่างมาก แต่ประโยคที่สองของเขา (ดาวเนปจูน) ได้กลายเป็นชื่อที่ทันสมัย ความจริงก็คือมันเข้ากับประเพณีการตั้งชื่อ ด้านล่างเป็นแผนที่ของดาวเนปจูน

แผนที่พื้นผิวดาวเคราะห์เนปจูน

คลิกที่ภาพเพื่อขยาย

ยานโวเอเจอร์ 2 จับภาพดาวเนปจูนนี้เมื่อ 5 วันก่อนการโคจรผ่านดาวเคราะห์ครั้งประวัติศาสตร์เมื่อวันที่ 25 สิงหาคม 1989

ดาวเคราะห์เนปจูนเป็นดาวยักษ์สีน้ำเงินลึกลับที่อยู่บริเวณรอบนอกของระบบสุริยะ ซึ่งไม่มีใครสงสัยว่ามีอยู่จนกระทั่งสิ้นสุดครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19

ดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลที่มองไม่เห็นโดยไม่มีเครื่องมือเกี่ยวกับการมองเห็นถูกค้นพบในฤดูใบไม้ร่วงปี พ.ศ. 2389 เจเค อดัมส์เป็นคนแรกที่นึกถึงการมีอยู่ของเทห์ฟากฟ้าที่ส่งผลต่อการเคลื่อนไหวอย่างผิดปกติ เขานำเสนอการคำนวณและข้อสันนิษฐานของเขาแก่ Royal Astronomer Erie ซึ่งเพิกเฉยต่อพวกเขา ในเวลาเดียวกันชาวฝรั่งเศส Le Verrier มีส่วนร่วมในการศึกษาการเบี่ยงเบนในวงโคจรของดาวยูเรนัส ข้อสรุปของเขาเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จักถูกนำเสนอในปี พ.ศ. 2388 เป็นที่ชัดเจนว่าผลของการศึกษาอิสระทั้งสองนั้นใกล้เคียงกันมาก

ในเดือนกันยายน ค.ศ. 1846 ดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จักถูกมองเห็นผ่านกล้องโทรทรรศน์ของหอดูดาวเบอร์ลิน ซึ่งตั้งอยู่ในสถานที่ที่ระบุไว้ในการคำนวณของเลอ แวร์ริเอ การค้นพบนี้สร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของการคำนวณทางคณิตศาสตร์ ทำให้โลกวิทยาศาสตร์ตกใจ และกลายเป็นประเด็นโต้แย้งระหว่างอังกฤษและฝรั่งเศสเกี่ยวกับลำดับความสำคัญของชาติ เพื่อหลีกเลี่ยงความขัดแย้ง จึงถือได้ว่าเป็นผู้ค้นพบนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ Halle ซึ่งตรวจสอบดาวเคราะห์ดวงใหม่ผ่านกล้องโทรทรรศน์ ตามประเพณีชื่อหนึ่งในเทพเจ้าโรมันซึ่งเป็นนักบุญอุปถัมภ์ของท้องทะเลคือเนปจูนได้รับเลือกให้เป็นชื่อ

วงโคจรของดาวเนปจูน

หลังจากดาวพลูโตจากรายชื่อดาวเคราะห์ ดาวเนปจูนเป็นตัวแทนของระบบสุริยะกลุ่มสุดท้าย - ลำดับที่แปด ระยะห่างจากศูนย์กลางคือ 4.5 พันล้านกม. ใช้เวลา 4 ชั่วโมงสำหรับคลื่นแสงในการเดินทางระยะทางนี้ ดาวเคราะห์พร้อมกับดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวพฤหัสบดี เข้าสู่กลุ่มก๊าซยักษ์สี่ตัว ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ของวงโคจร หนึ่งปีที่นี่จึงเท่ากับ 164.8 โลก และหนึ่งวันผ่านไปภายในเวลาไม่ถึง 16 ชั่วโมง เส้นทางโคจรรอบดวงอาทิตย์ใกล้เคียงกับวงกลม ความเยื้องศูนย์คือ 0.0112

โครงสร้างของดาวเคราะห์

การคำนวณทางคณิตศาสตร์ทำให้สามารถสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีของโครงสร้างของดาวเนปจูนได้ ตรงกลางมีแกนที่เป็นของแข็งซึ่งมีมวลใกล้เคียงกับโลกมีธาตุเหล็กซิลิเกตและนิกเกิลอยู่ในองค์ประกอบ พื้นผิวดูเหมือนมวลหนืดของแอมโมเนีย น้ำ และการดัดแปลงของก๊าซมีเทนของน้ำแข็ง ซึ่งไหลสู่ชั้นบรรยากาศโดยไม่มีขอบเขตที่ชัดเจน อุณหภูมิภายในของแกนกลางค่อนข้างสูง - ถึง 7000 องศา - แต่เนื่องจากแรงดันสูง พื้นผิวที่แข็งตัวจึงไม่ละลาย ดาวเนปจูนมีขนาดใหญ่กว่าโลก 17 เท่า และมีขนาด 1.0243x10 ใน 26 กก.

บรรยากาศและลมกระโชกแรง

พื้นฐานคือไฮโดรเจน - 82% ฮีเลียม - 15% และมีเทน - 1% นี่คือองค์ประกอบดั้งเดิมของก๊าซยักษ์ อุณหภูมิบนพื้นผิวที่มีเงื่อนไขของดาวเนปจูนคือ -220 องศาเซลเซียส ในชั้นบรรยากาศด้านล่าง เห็นเมฆก่อตัวขึ้นจากผลึกมีเทน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนีย หรือแอมโมเนียมซัลไฟด์ ก้อนน้ำแข็งเหล่านี้สร้างแสงสีน้ำเงินรอบโลก แต่นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของคำอธิบายเท่านั้น มีสมมติฐานเกี่ยวกับสารที่ไม่รู้จักที่ให้สีฟ้าสดใส

ลมที่พัดบนดาวเนปจูนมีความเร็วเฉพาะ ค่าเฉลี่ย 1,000 กม. / ชม. และพายุเฮอริเคนลมกระโชกแรงถึง 2400 กม. / ชม. มวลอากาศเคลื่อนที่สวนทางกับแกนหมุนของดาวเคราะห์ ข้อเท็จจริงที่อธิบายไม่ได้คือความรุนแรงของพายุและลม ซึ่งสังเกตได้จากระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์กับดวงอาทิตย์ที่เพิ่มขึ้น

ยานอวกาศ "" และกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลได้สังเกตเห็นปรากฏการณ์มหัศจรรย์ - จุดมืดที่ยิ่งใหญ่ - พายุเฮอริเคนขนาดใหญ่ที่กวาดผ่านดาวเนปจูนด้วยความเร็ว 1,000 กม. / ชม. กระแสน้ำวนดังกล่าวปรากฏขึ้นและหายไปในที่ต่างๆ ของโลก

แมกนีโตสเฟียร์

สนามแม่เหล็กของยักษ์ได้รับพลังงานจำนวนมาก พื้นฐานของมันถูกพิจารณาว่าเป็นเสื้อคลุมของเหลวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า การกระจัดของแกนแม่เหล็กที่สัมพันธ์กับแกนทางภูมิศาสตร์ 47 องศาทำให้สนามแม่เหล็กเปลี่ยนรูปร่างตามการหมุนของดาวเคราะห์ โล่อันทรงพลังนี้สะท้อนพลังงานของลมสุริยะ

ดวงจันทร์ของดาวเนปจูน

ดาวเทียมไทรทันถูกมองเห็นได้หนึ่งเดือนหลังจากการค้นพบดาวเนปจูนครั้งยิ่งใหญ่ มวลของมันมีค่าเท่ากับ 99% ของระบบดาวเทียมทั้งหมด การปรากฏตัวของไทรทันเกี่ยวข้องกับการจับกุมที่เป็นไปได้
แถบไคเปอร์เป็นพื้นที่กว้างใหญ่ซึ่งเต็มไปด้วยวัตถุขนาดเท่าดาวเทียมขนาดเล็ก แต่มีเพียงไม่กี่ชิ้นที่ใหญ่เท่ากับดาวพลูโตและบางส่วนอาจใหญ่กว่านั้นด้วยซ้ำ ด้านหลังแถบไคเปอร์เป็นที่ที่ดาวหางเข้ามาหาเรา เมฆออร์ตขยายเกือบครึ่งทางไปยังดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด

ไทรทันเป็นหนึ่งในสามดวงจันทร์ในระบบของเราที่มีชั้นบรรยากาศ ไทรทันเป็นหนึ่งเดียวที่มีรูปทรงกลม โดยรวมแล้วดาวเนปจูนมีวัตถุท้องฟ้า 14 ดวงที่ตั้งชื่อตามเทพเจ้าที่เล็กกว่าแห่งท้องทะเลลึก

นับตั้งแต่มีการค้นพบดาวเคราะห์ ได้มีการพูดคุยถึงการมีอยู่ของมัน แต่ไม่พบการยืนยันของทฤษฎีนี้ จนกระทั่งปี 1984 มีการสังเกตเห็นส่วนโค้งสว่างที่หอดูดาวชิลี อีกห้าวงที่เหลือถูกค้นพบโดยการวิจัยของอุปกรณ์ยานโวเอเจอร์ 2 การก่อตัวมีสีเข้มและไม่สะท้อนแสงอาทิตย์ พวกเขาเป็นหนี้ชื่อของผู้ค้นพบดาวเนปจูน: Galle, Le Verrier, Argo, Lassel และชื่อที่ห่างไกลและผิดปกติที่สุดได้รับการตั้งชื่อตาม Adams แหวนนี้ประกอบด้วยวัดแต่ละส่วนที่ควรรวมเป็นโครงสร้างเดียว แต่ไม่ควรรวมเข้าด้วยกัน สาเหตุที่เป็นไปได้คือผลกระทบของแรงโน้มถ่วงของดาวเทียมที่ยังไม่ได้ค้นพบ เอนทิตีหนึ่งยังไม่มีชื่อ

การวิจัย

ความห่างไกลอันกว้างใหญ่ของดาวเนปจูนจากโลกและตำแหน่งพิเศษในอวกาศทำให้ยากต่อการสังเกตดาวเคราะห์ การถือกำเนิดของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่มีเลนส์อันทรงพลังได้ขยายขีดความสามารถของนักวิทยาศาสตร์ การวิจัยทั้งหมดเกี่ยวกับดาวเนปจูนมาจากข้อมูลจากภารกิจยานโวเอเจอร์ 2 ดาวเคราะห์สีน้ำเงินอันไกลโพ้น ที่บินอยู่ใกล้พรมแดนของโลกที่เรารู้จัก เต็มไปด้วยสิ่งที่เรายังไม่รู้

New Horizons จับดาวเนปจูนและไทรทันดาวเทียมของมันได้ ภาพนี้ถ่ายเมื่อวันที่ 10 กรกฎาคม 2557 จากระยะทาง 3.96 พันล้านกิโลเมตร

ภาพของดาวเนปจูน

ภาพของดาวเนปจูนและดวงจันทร์ของยานโวเอเจอร์ 2 ถูกประเมินต่ำไปมาก สิ่งที่น่าสนใจยิ่งกว่าแม้แต่ดาวเนปจูนเองก็คือไทรทันยักษ์ซึ่งมีขนาดและความหนาแน่นใกล้เคียงกับดาวพลูโต ไทรทันอาจถูกจับโดยดาวเนปจูนตามหลักฐานจากการเคลื่อนที่ถอยหลังเข้าคลอง (ตามเข็มนาฬิกา) ในวงโคจรรอบดาวเนปจูน ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเทียมกับดาวเคราะห์ทำให้เกิดความร้อนและทำให้ไทรทันทำงานต่อไป พื้นผิวของมันมีหลุมอุกกาบาตหลายหลุมและมีสภาพทางธรณีวิทยา

วงแหวนของมันบางและอ่อนแอ และแทบจะมองไม่เห็นจากโลก ยานโวเอเจอร์ 2 ถ่ายภาพเมื่อได้รับแสงจากดวงอาทิตย์ ภาพเปิดรับแสงมากเกินไปอย่างรุนแรง (10 นาที)

เมฆเนปจูน

แม้จะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มาก แต่ดาวเนปจูนก็มีสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา รวมถึงลมที่แรงที่สุดในระบบสุริยะ "จุดมืดที่ยิ่งใหญ่" ที่เห็นในภาพได้หายไปแล้ว และแสดงให้เราเห็นว่าการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วบนโลกที่ห่างไกลที่สุด

แผนที่ไทรทันที่สมบูรณ์ที่สุดจนถึงปัจจุบัน

Paul Schenck แห่งสถาบัน Moon and Planets (ฮูสตัน สหรัฐอเมริกา) ปรับปรุงข้อมูลเก่าของยานโวเอเจอร์เพื่อเปิดเผยรายละเอียดเพิ่มเติม ผลที่ได้คือแผนที่ของซีกโลกทั้งสอง แม้ว่าซีกโลกเหนือส่วนใหญ่จะหายไป เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าในเวลาที่ยานสำรวจผ่านนั้นมันอยู่ในเงามืด

แอนิเมชั่นของยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 ที่แล่นผ่านไทรทัน ก. กระทำในปี 1989. ระหว่างที่บินผ่าน ซีกโลกเหนือส่วนใหญ่ไทรทัน แต่อยู่ในเงามืด เนื่องจากยานโวเอเจอร์เดินทางด้วยความเร็วสูงและหมุนช้าไทรทัน อ่า เรามองเห็นได้แค่ซีกเดียว

กีย์เซอร์แห่งไทรทัน

ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ดวงที่แปดและไกลที่สุดในระบบสุริยะ ดาวเนปจูนยังเป็นดาวเคราะห์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่เป็นอันดับสี่และเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่เป็นอันดับสามอีกด้วย มวลของดาวเนปจูนคือ 17.2 เท่า และเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นศูนย์สูตรคือ 3.9 เท่าของโลก ดาวเคราะห์ดวงนี้ตั้งชื่อตามเทพเจ้าแห่งท้องทะเลของโรมัน สัญลักษณ์ทางดาราศาสตร์ของมันคือ Neptune symbol.svg เป็นรุ่นเก๋ไก๋ของตรีศูลของเนปจูน

ค้นพบเมื่อวันที่ 23 กันยายน พ.ศ. 2389 ดาวเนปจูนกลายเป็นดาวเคราะห์ดวงแรกที่ค้นพบโดยการคำนวณทางคณิตศาสตร์มากกว่าการสังเกตปกติ การค้นพบการเปลี่ยนแปลงที่คาดไม่ถึงในวงโคจรของดาวยูเรนัสทำให้เกิดสมมติฐานของดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จักซึ่งเป็นผลมาจากอิทธิพลของแรงโน้มถ่วง พบดาวเนปจูนในตำแหน่งที่คาดการณ์ไว้ ในไม่ช้า ดาวเทียมไทรทันก็ถูกค้นพบเช่นกัน แต่ดาวเทียมอีก 12 ดวงที่เหลือซึ่งปัจจุบันรู้จักกันดีนั้นไม่เป็นที่รู้จักจนกระทั่งศตวรรษที่ 20 ดาวเนปจูนได้รับการเยี่ยมชมโดยยานอวกาศเพียงลำเดียวคือยานโวเอเจอร์ 2 ซึ่งบินเข้าใกล้โลกเมื่อวันที่ 25 สิงหาคม 1989

ดาวเนปจูนมีองค์ประกอบคล้ายกับดาวยูเรนัส และดาวเคราะห์ทั้งสองมีองค์ประกอบแตกต่างจากดาวเคราะห์ยักษ์ที่ใหญ่กว่า - ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ บางครั้งดาวยูเรนัสและเนปจูนก็ถูกจัดอยู่ในหมวดหมู่ที่แยกจากกันของ "ยักษ์น้ำแข็ง" บรรยากาศของดาวเนปจูน เช่นเดียวกับบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียม พร้อมด้วยร่องรอยของไฮโดรคาร์บอนและอาจเป็นไนโตรเจน แต่มีสัดส่วนน้ำแข็งที่สูงขึ้น ได้แก่ น้ำ แอมโมเนีย มีเทน แก่นของดาวเนปจูนเช่นเดียวกับดาวยูเรนัสประกอบด้วยน้ำแข็งและหินเป็นส่วนใหญ่ ร่องรอยของก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศชั้นนอกโดยเฉพาะ มีส่วนรับผิดชอบต่อสีฟ้าของดาวเคราะห์

ลมที่แรงที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ของระบบสุริยะโหมกระหน่ำในบรรยากาศของดาวเนปจูนตามการประมาณการบางอย่างความเร็วของพวกมันสามารถสูงถึง 2100 กม. / ชม. ในระหว่างการบินผ่านของยานโวเอเจอร์ 2 ในปี 1989 มีการค้นพบจุดมืดที่ยิ่งใหญ่ในซีกโลกใต้ของดาวเนปจูน คล้ายกับจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสบดี อุณหภูมิของดาวเนปจูนในชั้นบรรยากาศชั้นบนอยู่ที่ -220 องศาเซลเซียส ในใจกลางของดาวเนปจูน อุณหภูมิอยู่ที่ประมาณ 5400 K ถึง 7000-7100 ° C ซึ่งเทียบได้กับอุณหภูมิบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์และเทียบได้กับอุณหภูมิภายในของดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ที่รู้จัก . ดาวเนปจูนมีระบบวงแหวนที่อ่อนแอและกระจัดกระจาย ซึ่งอาจถูกค้นพบในปี 1960 แต่ยานโวเอเจอร์ 2 ได้รับการยืนยันอย่างน่าเชื่อถือในปี 1989

ในปีพ.ศ. 2491 เพื่อเป็นเกียรติแก่การค้นพบดาวเคราะห์เนปจูน ได้มีการเสนอให้ตั้งชื่อองค์ประกอบทางเคมีใหม่ว่า 93 เนปจูนเนียม

12 กรกฎาคม 2011 นับเป็นหนึ่งปีของดาวเนปจูนหรือ 164.79 ปีโลก นับตั้งแต่การค้นพบดาวเนปจูนเมื่อวันที่ 23 กันยายน ค.ศ. 1846

ชื่อ

ระยะหนึ่งหลังการค้นพบ ดาวเนปจูนถูกกำหนดให้เป็น "ดาวเคราะห์ที่อยู่นอกดาวยูเรนัส" หรือเป็น "ดาวเคราะห์เลอ แวร์ริเอ" คนแรกที่คิดชื่ออย่างเป็นทางการคือ Halle ซึ่งเสนอชื่อ "Janus" ในอังกฤษ Chiles เสนอชื่ออื่น: "Ocean"

โดยอ้างว่าเขามีสิทธิ์ตั้งชื่อดาวเคราะห์ที่เขาค้นพบ เลอ แวร์ริเอร์เสนอให้เรียกมันว่าดาวเนปจูน โดยอ้างว่าชื่อดังกล่าวได้รับการอนุมัติจากสำนักลองจิจูดของฝรั่งเศสอย่างไม่ถูกต้อง ในเดือนตุลาคม เขาพยายามตั้งชื่อดาวเคราะห์ดวงนี้โดยใช้ชื่อของเขาคือ Le Verrier และได้รับการสนับสนุนจากผู้อำนวยการหอดูดาว François Arago แต่ความคิดริเริ่มนี้ได้พบกับการต่อต้านที่สำคัญนอกประเทศฝรั่งเศส ปฏิทินปูมของฝรั่งเศสนำชื่อ Herschel สำหรับดาวยูเรนัสกลับมาอย่างรวดเร็ว ตามชื่อผู้ค้นพบ William Herschel และ Le Verrier สำหรับดาวเคราะห์ดวงใหม่

Vasily Struve ผู้อำนวยการหอสังเกตการณ์ Pulkovo ให้ความสำคัญกับชื่อ "ดาวเนปจูน" เขาประกาศเหตุผลในการเลือกของเขาที่การประชุมของ Imperial Academy of Sciences ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กเมื่อวันที่ 29 ธันวาคม พ.ศ. 2389 ชื่อนี้ได้รับการสนับสนุนนอกรัสเซียและในไม่ช้าก็กลายเป็นชื่อสากลที่ยอมรับกันโดยทั่วไปสำหรับดาวเคราะห์ดวงนี้

ในตำนานเทพเจ้าโรมัน ดาวเนปจูนเป็นเทพเจ้าแห่งท้องทะเลและสอดคล้องกับกรีกโพไซดอน

สถานะ

จากช่วงเวลาที่ค้นพบจนถึงปี 1930 ดาวเนปจูนยังคงเป็นดาวเคราะห์ที่รู้จักอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุด หลังจากการค้นพบดาวพลูโต ดาวเนปจูนกลายเป็นดาวเคราะห์ดวงสุดท้าย ยกเว้นในปี 2522-2542 เมื่อดาวพลูโตอยู่ในวงโคจรของดาวเนปจูน อย่างไรก็ตาม การศึกษาแถบไคเปอร์ในปี 1992 ทำให้นักดาราศาสตร์หลายคนถกเถียงกันว่าดาวพลูโตเป็นดาวเคราะห์หรือเป็นส่วนหนึ่งของแถบไคเปอร์ ในปี 2549 สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลได้ใช้คำจำกัดความใหม่ของคำว่า "ดาวเคราะห์" และจำแนกดาวพลูโตเป็นดาวเคราะห์แคระ ซึ่งทำให้ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ดวงสุดท้ายในระบบสุริยะอีกครั้ง

วิวัฒนาการของความคิดเกี่ยวกับดาวเนปจูน

ย้อนกลับไปในช่วงปลายทศวรรษ 1960 แนวคิดเกี่ยวกับดาวเนปจูนค่อนข้างแตกต่างจากในปัจจุบัน แม้ว่าคาบดาราจักรและคาบสังฆะของโคจรรอบดวงอาทิตย์จะค่อนข้างแม่นยำ แต่ระยะทางเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์ ความเอียงของเส้นศูนย์สูตรถึงระนาบโคจร ก็วัดค่าได้แม่นยำน้อยกว่าเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งมวลประมาณ 17.26 Earths แทนที่จะเป็น 17.15; รัศมีเส้นศูนย์สูตรเท่ากับ 3.89 แทนที่จะเป็น 3.88 จากโลก ระยะเวลาที่ดาวฤกษ์โคจรรอบแกนอยู่ที่ประมาณ 15 ชั่วโมง 8 นาที แทนที่จะเป็น 15 ชั่วโมง 58 นาที ซึ่งเป็นความคลาดเคลื่อนที่สำคัญที่สุดระหว่างความรู้เกี่ยวกับโลกในปัจจุบันกับความรู้ในสมัยนั้น

ในบางช่วงเวลามีความคลาดเคลื่อนในภายหลัง ในขั้นต้น ก่อนการบินของยานโวเอเจอร์ 2 สันนิษฐานว่าสนามแม่เหล็กของดาวเนปจูนมีรูปแบบเดียวกับสนามโลกหรือดาวเสาร์ ตามแนวคิดล่าสุด พื้นที่ของดาวเนปจูนมีรูปแบบของสิ่งที่เรียกว่า "เครื่องหมุนเหวี่ยง". "ขั้ว" ทางภูมิศาสตร์และแม่เหล็กของดาวเนปจูน (ถ้าเราจินตนาการว่าสนามของมันเทียบเท่าไดโพล) กลับกลายเป็นว่าทำมุมกันมากกว่า 45 ° ดังนั้น เมื่อดาวเคราะห์โคจร สนามแม่เหล็กของมันอธิบายรูปกรวย

ลักษณะทางกายภาพ

เปรียบเทียบขนาดโลกและดาวเนปจูน

ด้วยมวล 1.0243 · 1026 กิโลกรัม ดาวเนปจูนเป็นจุดเชื่อมโยงระหว่างโลกกับก๊าซยักษ์ขนาดใหญ่ มวลของมันคือ 17 เท่าของโลก แต่มีมวลเพียง 1/19 ของมวลดาวพฤหัสบดี รัศมีเส้นศูนย์สูตรของดาวเนปจูนอยู่ที่ 24,764 กม. ซึ่งใหญ่กว่าโลกเกือบ 4 เท่า ดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสมักถูกมองว่าเป็นชั้นย่อยของก๊าซยักษ์ที่เรียกว่า "ยักษ์น้ำแข็ง" เนื่องจากมีขนาดที่เล็กกว่าและมีความเข้มข้นของสารระเหยสูงกว่า เมื่อค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ ดาวเนปจูนถูกใช้เป็นคำพ้องความหมาย: ดาวเคราะห์นอกระบบที่มีมวลใกล้เคียงกันที่ค้นพบมักเรียกว่า "ดาวเนปจูน" นักดาราศาสตร์มักใช้ดาวพฤหัสบดี ("ดาวพฤหัสบดี") เป็นคำพ้องความหมาย

วงโคจรและการหมุน

สำหรับดาวเนปจูนรอบดวงอาทิตย์ที่หมุนรอบดวงอาทิตย์ครบ 1 รอบ โลกของเราทำการปฏิวัติ 164.79 รอบ

ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างดาวเนปจูนกับดวงอาทิตย์อยู่ที่ 4.55 พันล้านกม. (ประมาณ 30.1 เท่าของระยะห่างเฉลี่ยระหว่างดวงอาทิตย์กับโลก หรือ 30.1 AU) และใช้เวลา 164.79 ปีในการปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์จนเสร็จสมบูรณ์ ระยะห่างระหว่างดาวเนปจูนกับโลกอยู่ที่ 4.3 ถึง 4.6 พันล้านกม. เมื่อวันที่ 12 กรกฎาคม 2011 ดาวเนปจูนเสร็จสิ้นการปฏิวัติเต็มรูปแบบครั้งแรกนับตั้งแต่มีการค้นพบดาวเคราะห์ในปี พ.ศ. 2389 จากโลกจะเห็นได้แตกต่างไปจากวันที่ค้นพบ อันเป็นผลมาจากการที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ (365.25 วัน) ไม่ใช่ช่วงเวลาหลายรอบของการปฏิวัติของดาวเนปจูน วงโคจรวงรีของดาวเคราะห์เอียง 1.77 ° เมื่อเทียบกับวงโคจรของโลก เนื่องจากการมีอยู่ของความเยื้องศูนย์ที่ 0.011 ระยะห่างระหว่างดาวเนปจูนกับดวงอาทิตย์จึงเปลี่ยนแปลงไป 101 ล้านกม. - ความแตกต่างระหว่างจุดศูนย์กลางและจุดสิ้นสุดของดวงอาทิตย์ นั่นคือจุดที่ใกล้ที่สุดและไกลที่สุดของตำแหน่งของดาวเคราะห์ตามเส้นทางการโคจร ความเอียงตามแนวแกนของดาวเนปจูนคือ 28.32 ° ซึ่งคล้ายกับความเอียงของแกนโลกและดาวอังคาร ส่งผลให้โลกประสบกับการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลที่คล้ายคลึงกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโคจรรอบดาวเนปจูนที่ยาวนาน แต่ละฤดูกาลจึงมีเวลาสี่สิบปี

ระยะเวลาการหมุนดาวเนปจูนคือ 16.11 ชั่วโมง เนื่องจากความลาดเอียงของแกนคล้ายกับโลก (23 °) การเปลี่ยนแปลงระยะเวลาการหมุนของดาวฤกษ์ในช่วงปีที่ยาวนานจึงไม่สำคัญ เนื่องจากดาวเนปจูนไม่มีพื้นผิวที่เป็นของแข็ง บรรยากาศของดาวเนปจูนจึงขึ้นอยู่กับการหมุนแบบดิฟเฟอเรนเชียล เขตเส้นศูนย์สูตรที่กว้างจะหมุนรอบระยะเวลาประมาณ 18 ชั่วโมง ซึ่งช้ากว่าการหมุนรอบ 16.1 ชั่วโมงของสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ ต่างจากเส้นศูนย์สูตร บริเวณขั้วโลกจะหมุนภายใน 12 ชั่วโมง ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะ การหมุนประเภทนี้มีความชัดเจนที่สุดในดาวเนปจูน ส่งผลให้มีแรงเฉือนตามเส้นรุ้งที่รุนแรง

เรโซแนนซ์ออร์บิทัล

แผนภาพแสดงการสั่นพ้องของวงโคจรที่เกิดจากดาวเนปจูนในแถบไคเปอร์: การสั่นพ้อง 2: 3 (พลูติโน) "แถบคลาสสิก" ที่มีวงโคจรที่ไม่ได้รับผลกระทบจากดาวเนปจูนอย่างมีนัยสำคัญ และเรโซแนนซ์ 1: 2 (ตูติโน)

ดาวเนปจูนมีอิทธิพลอย่างมากต่อแถบไคเปอร์ซึ่งอยู่ห่างไกลจากมันมาก แถบไคเปอร์เป็นวงแหวนของดาวเคราะห์น้อยที่มีน้ำแข็ง คล้ายกับแถบดาวเคราะห์น้อยระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี แต่ยาวกว่ามาก มีตั้งแต่วงโคจรของดาวเนปจูน (30 AU) ถึง 55 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์ แรงโน้มถ่วงของแรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูนมีผลกระทบที่สำคัญที่สุดต่อเมฆไคเปอร์ (รวมถึงในแง่ของการก่อตัวของโครงสร้างด้วย) ซึ่งเทียบได้กับสัดส่วนกับอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีบนแถบดาวเคราะห์น้อย ในระหว่างการดำรงอยู่ของระบบสุริยะ พื้นที่บางส่วนของแถบไคเปอร์ไม่เสถียรโดยแรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูน และเกิดช่องว่างในโครงสร้างของแถบคาด ตัวอย่างคือภูมิภาคระหว่าง 40 ถึง 42 AU อี

วงโคจรของวัตถุที่สามารถเก็บไว้ในเข็มขัดนี้เป็นเวลานานพอสมควรจะถูกกำหนดโดยสิ่งที่เรียกว่า เสียงสะท้อนทางโลกกับดาวเนปจูน สำหรับวงโคจรบางส่วน เวลานี้เทียบได้กับอายุขัยทั้งหมดของระบบสุริยะ เรโซแนนซ์เหล่านี้จะปรากฏขึ้นเมื่อคาบการโคจรของวัตถุรอบดวงอาทิตย์สัมพันธ์กับคาบการโคจรของดาวเนปจูนเป็นตัวเลขธรรมชาติขนาดเล็ก เช่น 1: 2 หรือ 3: 4 ดังนั้นวัตถุจึงทำให้วงโคจรของพวกมันเสถียรขึ้น ตัวอย่างเช่น หากวัตถุหมุนรอบดวงอาทิตย์ช้ากว่าดาวเนปจูนสองเท่า วัตถุนั้นก็จะเคลื่อนที่ไปครึ่งทางพอดี ในขณะที่ดาวเนปจูนจะกลับสู่ตำแหน่งเดิม

แถบไคเปอร์ที่มีประชากรหนาแน่นที่สุด ซึ่งรวมถึงวัตถุที่รู้จักมากกว่า 200 รายการ อยู่ในเรโซแนนซ์ 2: 3 กับดาวเนปจูน] วัตถุเหล่านี้ทำการปฏิวัติหนึ่งครั้งทุกๆ 1? การปฏิวัติของดาวเนปจูนและเป็นที่รู้จักในนาม "ดาวพลูติโน" เพราะหนึ่งในนั้นเป็นหนึ่งในวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในแถบไคเปอร์ - ดาวพลูโต แม้ว่าวงโคจรของดาวเนปจูนและดาวพลูโตจะตัดกัน แต่การสั่นพ้อง 2: 3 จะป้องกันไม่ให้เกิดการชนกัน ในพื้นที่อื่นๆ ที่มี "ประชากรน้อย" มีเสียงสะท้อน 3: 4, 3: 5, 4: 7 และ 2: 5 ที่จุดลากรองจ์ (L4 และ L5) ซึ่งเป็นโซนความเสถียรของแรงโน้มถ่วง ดาวเนปจูนถือดาวเคราะห์น้อยโทรจันจำนวนมาก ราวกับว่าลากพวกมันไปตามวงโคจรของมัน โทรจันของดาวเนปจูนอยู่กับเขาในจังหวะ 1: 1 โทรจันมีความเสถียรมากในวงโคจร ดังนั้นสมมติฐานของการดักจับโดยสนามโน้มถ่วงของดาวเนปจูนจึงไม่น่าเป็นไปได้ เป็นไปได้มากที่พวกเขาก่อตัวขึ้นพร้อมกับเขา

โครงสร้างภายใน

โครงสร้างภายในของดาวเนปจูนคล้ายกับโครงสร้างภายในของดาวยูเรนัส ชั้นบรรยากาศประกอบด้วยมวลประมาณ 10-20% ของมวลทั้งหมดของโลก และระยะห่างจากพื้นผิวถึงปลายชั้นบรรยากาศคือ 10-20% ของระยะห่างจากพื้นผิวถึงแกนกลาง ความดันใกล้แกนกลางสามารถเข้าถึง 10 GPa ความเข้มข้นเชิงปริมาตรของมีเทน แอมโมเนีย และน้ำพบได้ในบรรยากาศชั้นล่าง

โครงสร้างภายในของดาวเนปจูน:
1. บรรยากาศด้านบน เมฆด้านบน
2. บรรยากาศประกอบด้วยไฮโดรเจน ฮีเลียม และมีเทน
3. เสื้อคลุมประกอบด้วยน้ำ แอมโมเนีย และน้ำแข็งมีเทน
4. แกนหินน้ำแข็ง

บริเวณที่มืดและร้อนขึ้นนี้ค่อยๆ ถูกบีบอัดให้เป็นเสื้อคลุมของเหลวร้อนยวดยิ่ง ซึ่งอุณหภูมิจะสูงถึง 2,000-5,000 เค มวลของเสื้อคลุมของเนปจูนนั้นมากกว่าโลก 10-15 เท่า ตามการประมาณการต่างๆ และอุดมไปด้วยน้ำ แอมโมเนีย มีเทน และสารประกอบอื่นๆ ตามคำศัพท์ที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ เรื่องนี้เรียกว่าน้ำแข็ง แม้ว่าจะเป็นของเหลวที่ร้อนและมีความหนาแน่นสูง ของเหลวที่นำไฟฟ้าได้สูงนี้บางครั้งเรียกว่ามหาสมุทรของแอมโมเนียที่เป็นน้ำ ที่ความลึก 7000 กม. สภาวะดังกล่าวมีเทนสลายตัวเป็นผลึกเพชรที่ "ตกลง" ลงบนแกนกลาง ตามสมมติฐานหนึ่ง มี "ของเหลวเพชร" อยู่เต็มมหาสมุทร แกนกลางของดาวเนปจูนประกอบด้วยเหล็ก นิกเกิล และซิลิเกต และเชื่อกันว่ามีมวล 1.2 เท่าของโลก ความดันในใจกลางถึง 7 เมกะบาร์ ซึ่งมากกว่าพื้นผิวโลกประมาณ 7 ล้านเท่า อุณหภูมิตรงกลางอาจสูงถึง 5400 K

แมกนีโตสเฟียร์

ดาวเนปจูนมีลักษณะคล้ายดาวยูเรนัสที่มีทั้งสนามแม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก โดยเอียงอย่างแรง 47 ° เมื่อเทียบกับแกนหมุนของดาวเคราะห์ และแผ่ออกไป 0.55 ของรัศมี (ประมาณ 13,500 กม.) ก่อนการมาถึงของยานโวเอเจอร์ 2 บนดาวเนปจูน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัสที่เอียงเป็นผลมาจาก "การหมุนด้านข้าง" อย่างไรก็ตาม ในตอนนี้ หลังจากที่เปรียบเทียบสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ทั้งสองแล้ว นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการจัดเรียงตัวของสนามแม่เหล็กที่แปลกประหลาดในอวกาศอาจเกิดจากกระแสน้ำภายใน สนามดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการพาความร้อนของของเหลวในชั้นทรงกลมบาง ๆ ของของเหลวนำไฟฟ้าของดาวเคราะห์ทั้งสองดวงนี้ (การรวมกันของแอมโมเนีย มีเทน และน้ำ) ซึ่งขับเคลื่อนไดนาโมพลังน้ำ สนามแม่เหล็กบนพื้นผิวศูนย์สูตรของเนปจูนอยู่ที่ประมาณ 1.42 T สำหรับโมเมนต์แม่เหล็กที่ 2.16 1017 Tm สนามแม่เหล็กของดาวเนปจูนมีรูปทรงที่ซับซ้อนซึ่งรวมถึงการรวมตัวที่ค่อนข้างใหญ่จากส่วนประกอบที่ไม่ใช่ไบโพลาร์ ซึ่งรวมถึงโมเมนต์ควอดรูโพลที่แข็งแกร่ง ซึ่งอาจมีพลังมากกว่าโมเมนต์ไดโพล ในทางตรงกันข้าม โลก ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์มีโมเมนต์สี่ขั้วที่ค่อนข้างเล็ก และสนามของพวกมันเบี่ยงเบนไปจากแกนขั้วโลกน้อยกว่า คลื่นกระแทกโค้งของดาวเนปจูนซึ่งสนามแม่เหล็กเริ่มทำให้ลมสุริยะช้าลง เดินทางเป็นระยะทาง 34.9 รัศมีของดาวเคราะห์ แมกนีโตพอสซึ่งความดันของสนามแม่เหล็กทำให้ลมสุริยะสมดุลย์อยู่ที่ 23-26.5 เท่าของรัศมีของดาวเนปจูน หางของแมกนีโตสเฟียร์ขยายออกไปประมาณ 72 เท่าของรัศมีของดาวเนปจูน และน่าจะอยู่ไกลออกไปมาก

บรรยากาศ

พบไฮโดรเจนและฮีเลียมในชั้นบนของบรรยากาศ ซึ่งคิดเป็น 80 และ 19% ตามลำดับที่ระดับความสูงที่กำหนด นอกจากนี้ยังพบร่องรอยของก๊าซมีเทนอีกด้วย แถบดูดกลืนก๊าซมีเทนที่เห็นได้ชัดเจนจะพบได้ที่ความยาวคลื่นที่สูงกว่า 600 นาโนเมตรในบริเวณสีแดงและอินฟราเรดของสเปกตรัม เช่นเดียวกับดาวยูเรนัส การดูดกลืนแสงสีแดงโดยก๊าซมีเทนเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการทำให้บรรยากาศของดาวเนปจูนเป็นโทนสีน้ำเงิน แม้ว่าสีฟ้าสดใสของดาวเนปจูนจะแตกต่างจากสีอะความารีนในระดับปานกลางของดาวยูเรนัสก็ตาม เนื่องจากปริมาณก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวเนปจูนไม่แตกต่างจากในชั้นบรรยากาศของดาวยูเรนัสมากนัก จึงสันนิษฐานว่ามีองค์ประกอบบรรยากาศบางอย่างที่ยังไม่ทราบแน่ชัดซึ่งก่อให้เกิดการก่อตัวของสีน้ำเงิน บรรยากาศของดาวเนปจูนแบ่งออกเป็น 2 ส่วนหลัก ได้แก่ ชั้นโทรโพสเฟียร์ตอนล่างซึ่งมีอุณหภูมิลดลงตามระดับความสูง และชั้นสตราโตสเฟียร์ซึ่งมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นตามระดับความสูง เส้นขอบระหว่างพวกเขาคือ tropopause อยู่ที่ระดับความดัน 0.1 บาร์ สตราโตสเฟียร์ถูกแทนที่ด้วยเทอร์โมสเฟียร์ที่ระดับความดันต่ำกว่า 10-4 - 10-5 ไมโครบาร์ เทอร์โมสเฟียร์จะค่อยๆ ผ่านเข้าไปในชั้นนอกสุด แบบจำลองของดาวเนปจูนโทรโพสเฟียร์แนะนำว่าขึ้นอยู่กับความสูง ประกอบด้วยเมฆขององค์ประกอบที่แปรผันได้ เมฆระดับสูงอยู่ในเขตความกดอากาศต่ำกว่าหนึ่งแถบ ซึ่งอุณหภูมิเอื้อต่อการควบแน่นของก๊าซมีเทน

ภาพที่ถ่ายโดยยานโวเอเจอร์ 2 แสดงให้เห็นการนูนของเมฆในแนวตั้ง

ที่ความดันระหว่างหนึ่งถึงห้าบาร์ เมฆของแอมโมเนียและไฮโดรเจนซัลไฟด์จะก่อตัวขึ้น ที่ความดันมากกว่า 5 บาร์ เมฆอาจประกอบด้วยแอมโมเนีย แอมโมเนียมซัลไฟด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และน้ำ ลึกกว่านั้น ที่ความดันประมาณ 50 บาร์ เมฆของน้ำแข็งสามารถมีได้ที่อุณหภูมิต่ำถึง 0 ° C นอกจากนี้ยังอาจพบเมฆแอมโมเนียและไฮโดรเจนซัลไฟด์ในบริเวณนี้ เมฆในระดับสูงของดาวเนปจูนสังเกตได้จากเงาที่ส่องลงมาบนชั้นเมฆทึบแสงด้านล่าง ในหมู่พวกเขามีลายเมฆซึ่ง "ห่อ" รอบโลกด้วยละติจูดคงที่ สำหรับกลุ่มอุปกรณ์ต่อพ่วงเหล่านี้ความกว้างถึง 50-150 กม. และตัวเองอยู่เหนือชั้นเมฆหลัก 50-110 กม. การศึกษาสเปกตรัมของดาวเนปจูนชี้ให้เห็นว่าสตราโตสเฟียร์ตอนล่างถูกบดบังด้วยการควบแน่นของผลิตภัณฑ์โฟโตไลซิสของรังสีอัลตราไวโอเลต เช่น อีเทนและอะเซทิลีน นอกจากนี้ยังพบร่องรอยของไฮโดรเจนไซยาไนด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ในสตราโตสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์ของดาวเนปจูนอุ่นกว่าสตราโตสเฟียร์ของดาวยูเรนัสเนื่องจากความเข้มข้นของไฮโดรคาร์บอนที่สูงกว่า ด้วยเหตุผลที่ไม่ชัดเจน เทอร์โมสเฟียร์ของดาวเคราะห์จึงมีอุณหภูมิที่สูงผิดปกติประมาณ 750 K สำหรับอุณหภูมิสูงเช่นนี้ ดาวเคราะห์นั้นอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เกินไปที่จะอุ่นเทอร์โมสเฟียร์ด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต บางทีปรากฏการณ์นี้อาจเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของบรรยากาศกับไอออนในสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ ตามทฤษฎีอื่น พื้นฐานของกลไกการให้ความร้อนคือคลื่นแรงโน้มถ่วงจากบริเวณด้านในของดาวเคราะห์ซึ่งกระจัดกระจายอยู่ในชั้นบรรยากาศ เทอร์โมสเฟียร์ประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์และน้ำที่อาจเข้ามาจากแหล่งภายนอก เช่น อุกกาบาตและฝุ่น

ภูมิอากาศ

หนึ่งในความแตกต่างระหว่างดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสคือระดับกิจกรรมอุตุนิยมวิทยา ยานโวเอเจอร์ 2 ซึ่งบินใกล้ดาวยูเรนัสในปี 2529 บันทึกกิจกรรมในชั้นบรรยากาศที่อ่อนแออย่างยิ่ง ตรงกันข้ามกับดาวยูเรนัส ดาวเนปจูนแสดงการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศที่เห็นได้ชัดเจนเมื่อถ่ายทำด้วยยานโวเอเจอร์ 2 ในปี 1989

จุดมืดขนาดใหญ่ (บน) สกู๊ตเตอร์ (เมฆสีขาวตรงกลาง) และจุดมืดขนาดเล็ก (ล่าง)

สภาพอากาศบนดาวเนปจูนมีลักษณะเฉพาะด้วยระบบพายุที่มีพลวัตสูง โดยมีลมพัดมาถึงบางครั้งด้วยความเร็วเหนือเสียง (ประมาณ 600 ม. / วินาที) ในการติดตามการเคลื่อนที่ของก้อนเมฆถาวร การเปลี่ยนแปลงของความเร็วลมถูกบันทึกจาก 20 m / s ไปทางทิศตะวันออกเป็น 325 m / s ทางทิศตะวันตก ในชั้นเมฆด้านบน ความเร็วลมแปรผันจาก 400 m / s ตามเส้นศูนย์สูตรถึง 250 m / s ที่ขั้วโลก ลมส่วนใหญ่บนดาวเนปจูนพัดไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของดาวเคราะห์บนแกนของมัน แผนภาพลมทั่วไปแสดงให้เห็นว่าที่ละติจูดสูง ทิศทางของลมจะตรงกับทิศทางการหมุนของโลก และที่ละติจูดต่ำ ทิศทางของลมจะตรงกับทิศทางการหมุนของโลก ความแตกต่างในทิศทางของกระแสลมเชื่อว่าเกิดจาก "ผลกระทบของผิวหนัง" มากกว่ากระบวนการในชั้นบรรยากาศลึกๆ ปริมาณก๊าซมีเทน อีเทน และอะเซทิลีนในบรรยากาศในบริเวณเส้นศูนย์สูตรมีปริมาณมากกว่าสารเหล่านี้หลายสิบเท่าในบริเวณขั้วโลก การสังเกตนี้ถือได้ว่าเป็นหลักฐานสนับสนุนการมีอยู่ของจุดขึ้นที่สูงที่เส้นศูนย์สูตรของดาวเนปจูนและการลดลงใกล้กับขั้ว ในปี 2550 ชั้นโทรโพสเฟียร์ส่วนบนของขั้วใต้ของดาวเนปจูนนั้นอุ่นกว่าดาวเนปจูนที่เหลือ 10 ° C ซึ่งมีอุณหภูมิเฉลี่ย -200 ° C ความแตกต่างของอุณหภูมินี้เพียงพอสำหรับก๊าซมีเทนซึ่งถูกแช่แข็งในบริเวณอื่นๆ ของบรรยากาศชั้นบนของดาวเนปจูน เพื่อซึมเข้าสู่อวกาศที่ขั้วโลกใต้ "จุดร้อน" นี้เป็นผลมาจากการเอียงตามแนวแกนของดาวเนปจูน ซึ่งขั้วใต้ของดาวเนปจูนนั้นอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 40 ปี ในขณะที่ดาวเนปจูนโคจรไปทางด้านตรงข้ามของดวงอาทิตย์อย่างช้าๆ ขั้วโลกใต้จะค่อยๆ ถอยห่างออกไปในเงามืด และดาวเนปจูนจะเข้ามาแทนที่ดวงอาทิตย์ที่ขั้วโลกเหนือ ดังนั้นการปล่อยก๊าซมีเทนสู่อวกาศจะเคลื่อนจากขั้วโลกใต้ไปยังขั้วโลกเหนือ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล แถบเมฆในซีกโลกใต้ของดาวเนปจูนได้รับการสังเกตว่ามีขนาดและอัลเบโดเพิ่มขึ้น เทรนด์นี้สังเกตได้ในปี 1980 และคาดว่าจะดำเนินต่อไปจนถึงปี 2020 เมื่อเริ่มต้นฤดูกาลใหม่บนดาวเนปจูน ฤดูกาลเปลี่ยนทุกๆ 40 ปี

พายุ

จุดมืดที่ยอดเยี่ยม ภาพถ่ายจากยานโวเอเจอร์ 2

ในปี 1989 Great Dark Spot ซึ่งเป็นพายุแอนติไซโคลนที่มีความเสถียรซึ่งวัดได้ 13,000 ถึง 6,600 กม. ถูกค้นพบโดยยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 ของ NASA พายุในชั้นบรรยากาศนี้คล้ายกับจุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดี แต่เมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน พ.ศ. 2537 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไม่ได้ตรวจพบมันในตำแหน่งเดิม แต่มีการค้นพบรูปแบบใหม่ที่คล้ายคลึงกันในซีกโลกเหนือของโลก สกู๊ตเตอร์เป็นพายุอีกลูกหนึ่งที่พบทางใต้ของ Great Dark Spot ชื่อของมันคือผลสืบเนื่องมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าแม้ไม่กี่เดือนก่อนการสร้างสายสัมพันธ์ของยานโวเอเจอร์ 2 กับดาวเนปจูน เป็นที่ชัดเจนว่ากลุ่มเมฆกลุ่มนี้เคลื่อนที่เร็วกว่าจุดมืดขนาดใหญ่มาก ภาพที่ตามมาเผยให้เห็นกลุ่มเมฆที่เร็วกว่าสกู๊ตเตอร์ Lesser Dark Spot ซึ่งเป็นพายุที่รุนแรงที่สุดเป็นอันดับสองที่เกิดขึ้นระหว่างการเข้าใกล้ดาวเคราะห์ในปี 1989 โดยยานโวเอเจอร์ 2 อยู่ห่างออกไปทางใต้ ในขั้นต้น ดูเหมือนว่าจะมืดสนิท แต่เมื่อเข้าไปใกล้มากขึ้น จุดศูนย์กลางที่สว่างของจุดมืดเล็กก็มองเห็นได้ชัดเจนขึ้น ดังที่เห็นได้ในภาพถ่ายความละเอียดสูงที่ชัดเจนส่วนใหญ่ คิดว่า "จุดมืด" ของดาวเนปจูนมาจากชั้นโทรโพสเฟียร์ที่ระดับความสูงต่ำกว่าเมฆที่สว่างกว่าและมองเห็นได้ชัดเจนกว่า ดังนั้น พวกมันจึงดูเหมือนเป็นรูในชั้นเมฆด้านบน เนื่องจากพายุเหล่านี้คงอยู่และคงอยู่นานหลายเดือน จึงคาดว่าพายุจะมีโครงสร้างกระแสน้ำวน มักเกี่ยวข้องกับจุดด่างดำคือเมฆมีเทนที่สว่างกว่าและคงอยู่ถาวรซึ่งก่อตัวในโทรโพพอส การคงอยู่ของเมฆที่มากับมันบ่งชี้ว่า "จุดมืด" ในอดีตบางส่วนอาจยังคงเป็นพายุไซโคลน แม้ว่าจะสูญเสียสีเข้มไปก็ตาม จุดด่างดำสามารถหายไปได้หากเคลื่อนเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรมากเกินไปหรือผ่านกลไกอื่นๆ ที่ไม่รู้จัก

ความอบอุ่นภายใน

เชื่อว่าสภาพอากาศที่หลากหลายบนดาวเนปจูนเมื่อเทียบกับดาวยูเรนัสนั้นเชื่อว่าเป็นผลมาจากอุณหภูมิภายในที่สูงขึ้น ในเวลาเดียวกัน ดาวเนปจูนอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวยูเรนัสครึ่งหนึ่งครึ่ง และได้รับแสงแดดเพียง 40% ที่ดาวยูเรนัสได้รับ อุณหภูมิพื้นผิวของดาวเคราะห์ทั้งสองนี้มีค่าเท่ากันโดยประมาณ ชั้นโทรโพสเฟียร์ตอนบนของดาวเนปจูนมีอุณหภูมิต่ำมากที่ -221.4 ° C ที่ความลึก 1 บาร์ อุณหภูมิถึง -201.15 ° C ก๊าซเข้าไปลึกขึ้น แต่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เช่นเดียวกับดาวยูเรนัส กลไกการทำความร้อนไม่เป็นที่รู้จัก แต่มีความคลาดเคลื่อนมาก: ดาวยูเรนัสปล่อยพลังงานมากกว่าที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ 1.1 เท่า ดาวเนปจูนปล่อยออกมามากกว่าที่มันรับ 2.61 เท่า แหล่งความร้อนภายในของมันผลิต 161% ของสิ่งที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ แม้ว่าดาวเนปจูนจะเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุด แต่พลังงานภายในของดาวเนปจูนก็เพียงพอที่จะมีลมที่เร็วที่สุดในระบบสุริยะ มีการเสนอคำอธิบายที่เป็นไปได้หลายประการ รวมถึงการให้ความร้อนจากแกนโลกด้วยรังสี (เช่น โลกได้รับความร้อนจากโพแทสเซียม -40 เป็นต้น) การแยกตัวของมีเทนออกเป็นสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ ในบรรยากาศของดาวเนปจูน และการพาความร้อนในชั้นบรรยากาศด้านล่าง ซึ่งนำไปสู่การชะลอตัวของคลื่นความโน้มถ่วงเหนือโทรโพพอส

การศึกษาและการย้ายถิ่น

การจำลองดาวเคราะห์ชั้นนอกและแถบไคเปอร์: ก) ก่อนดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์เข้าสู่การสั่นพ้อง 2: 1; ข) การกระเจิงของวัตถุแถบไคเปอร์ในระบบสุริยะหลังจากเปลี่ยนวงโคจรของดาวเนปจูน c) หลังจากการดีดตัวของแถบไคเปอร์โดยดาวพฤหัสบดี

สำหรับการก่อตัวของยักษ์น้ำแข็ง - ดาวเนปจูนและดาวยูเรนัส - ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ายากที่จะสร้างแบบจำลองที่แม่นยำ แบบจำลองปัจจุบันเชื่อว่าความหนาแน่นของสสารในบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะนั้นต่ำเกินไปสำหรับการก่อตัวของวัตถุขนาดใหญ่ดังกล่าวโดยวิธีการเพิ่มมวลสารเข้าสู่แกนกลาง มีการเสนอสมมติฐานมากมายเพื่ออธิบายวิวัฒนาการของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน

หนึ่งในนั้นเชื่อว่ายักษ์น้ำแข็งทั้งสองไม่ได้เกิดจากการเพิ่มมวล แต่เกิดขึ้นเนื่องจากความไม่เสถียรภายในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ดวงแรก และต่อมาชั้นบรรยากาศของพวกมันก็ "พัดพา" ออกไปโดยการแผ่รังสีของดาวฤกษ์มวลสูงคลาส O หรือ B

อีกแนวคิดหนึ่งคือดาวยูเรนัสและเนปจูนก่อตัวขึ้นใกล้กับดวงอาทิตย์ซึ่งมีความหนาแน่นของสสารสูงขึ้น และต่อมาเคลื่อนตัวไปยังวงโคจรปัจจุบันของพวกมัน สมมติฐานการกระจัดของดาวเนปจูนเป็นที่นิยมเพราะอธิบายการสะท้อนปัจจุบันในแถบไคเปอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสั่นพ้อง 2: 5 เมื่อดาวเนปจูนเคลื่อนตัวออกไป มันชนกับวัตถุในแถบไคเปอร์โปรโต-ไคเปอร์ ทำให้เกิดเสียงสะท้อนใหม่และสุ่มเปลี่ยนวงโคจรที่มีอยู่ วัตถุของดิสก์ที่กระจัดกระจายเชื่อว่าอยู่ในตำแหน่งปัจจุบันเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับเสียงสะท้อนที่เกิดจากการอพยพของดาวเนปจูน

แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่เสนอในปี 2547 โดย Alessandro Morbidelli จากหอสังเกตการณ์ Côte d'Azur ในเมืองนีซ เสนอว่าการเคลื่อนที่ของดาวเนปจูนไปทางแถบไคเปอร์สามารถเริ่มต้นได้โดยการเกิดเรโซแนนซ์ 1: 2 ในวงโคจรของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ซึ่งทำหน้าที่เป็น แรงโน้มถ่วงชนิดหนึ่งที่ผลักดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนให้โคจรสูงขึ้นและทำให้พวกมันเปลี่ยนตำแหน่ง การขับวัตถุออกจากแถบไคเปอร์อันเป็นผลมาจากการอพยพนี้อาจอธิบาย "การทิ้งระเบิดหนักตอนปลาย" ซึ่งเกิดขึ้น 600 ล้านปีหลังจากการก่อตัวของระบบสุริยะและการปรากฏตัวของดาวเคราะห์น้อยโทรจันรอบดาวพฤหัสบดี

ดาวเทียมและวงแหวน

ปัจจุบันดาวเนปจูนมีดาวเทียมที่รู้จัก 13 ดวง มวลที่ใหญ่ที่สุดคือมากกว่า 99.5% ของมวลรวมของดาวเทียมทุกดวงของดาวเนปจูน และมีเพียงมวลของมันเท่านั้นที่จะกลายเป็นทรงกลม นี่คือไทรทัน ซึ่งค้นพบโดยวิลเลียม ลาสเซลล์ เพียง 17 วันหลังจากการค้นพบดาวเนปจูน ไทรทันแตกต่างจากดาวเคราะห์บริวารขนาดใหญ่อื่นๆ ในระบบสุริยะ ไทรทันมีวงโคจรถอยหลังเข้าคลอง มันอาจจะถูกจับโดยแรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูนมากกว่าที่จะก่อตัวในแหล่งกำเนิด และอาจเคยเป็นดาวเคราะห์แคระในแถบไคเปอร์ มันอยู่ใกล้ดาวเนปจูนมากพอที่จะหมุนแบบซิงโครไนซ์ตลอดเวลา

ดาวเนปจูน (บน) และไทรทัน (ด้านล่าง)

เนื่องจากการเร่งความเร็วของคลื่น ไทรทันจะหมุนวนเข้าหาดาวเนปจูนอย่างช้าๆ และในที่สุดจะยุบตัวเมื่อถึงขีดจำกัดของโรช ส่งผลให้เกิดวงแหวนที่มีพลังมากกว่าวงแหวนของดาวเสาร์ (สิ่งนี้จะเกิดขึ้นในช่วงเวลาทางดาราศาสตร์ที่ค่อนข้างเล็ก: 10 ถึง 100 ล้านปี) ในปี 1989 ไทรทันประเมินอุณหภูมิไว้ที่ -235 ° C (38 K) ในขณะนั้น เป็นค่าที่วัดได้น้อยที่สุดสำหรับวัตถุในระบบสุริยะที่มีกิจกรรมทางธรณีวิทยา ไทรทันเป็นหนึ่งในสามดวงจันทร์ของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะที่มีชั้นบรรยากาศ (พร้อมกับไอโอและไททัน) ไม่ได้ยกเว้นว่ามหาสมุทรของเหลวที่คล้ายกับมหาสมุทรของยูโรปาอยู่ภายใต้เปลือกน้ำแข็งของไทรทัน

ดาวเทียมดวงที่สอง (เมื่อถึงเวลาค้นพบ) ที่รู้จักของดาวเนปจูนคือ Nereid ดาวเทียมที่มีรูปร่างไม่ปกติที่มีความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรสูงที่สุดเมื่อเทียบกับดาวเทียมดวงอื่นในระบบสุริยะ ความเยื้องศูนย์กลาง 0.7512 ทำให้เธอมี apoapsis 7 เท่าของขนาด periapsis ของเธอ

Proteus สหายของดาวเนปจูน

ตั้งแต่เดือนกรกฎาคมถึงกันยายน 1989 ยานโวเอเจอร์ 2 ค้นพบดาวเทียมดวงใหม่ 6 ดวงของดาวเนปจูน ในหมู่พวกเขา Proteus ดาวเทียมที่มีรูปร่างผิดปกตินั้นมีความโดดเด่น เป็นที่น่าสังเกตว่าตัววัตถุมีความหนาแน่นมากเพียงใด โดยไม่ถูกแรงโน้มถ่วงของมันดึงเข้าไปเป็นทรงกลม ดวงจันทร์ที่มีมวลมากที่สุดเป็นอันดับสองของดาวเนปจูนมีมวลเพียงหนึ่งในสี่ของมวลไทรทัน

ดวงจันทร์ชั้นในสุด 4 ดวงของดาวเนปจูน ได้แก่ นาอิด ธาลาสซา เดสปินา และกาลาเทีย วงโคจรของพวกมันอยู่ใกล้กับดาวเนปจูนมากจนอยู่ภายในวงแหวน ถัดจากพวกเขา Larissa ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1981 ในขณะที่ปิดบังดาว ในตอนแรก ความครอบคลุมนั้นมาจากส่วนโค้งของวงแหวน แต่เมื่อยานโวเอเจอร์ 2 ไปเยือนดาวเนปจูนในปี 1989 เผยให้เห็นว่าสารเคลือบเกิดจากดาวเทียม ระหว่างปี 2545 ถึง พ.ศ. 2546 มีการค้นพบดาวเทียมเนปจูนที่ผิดปกติอีก 5 ดวงซึ่งประกาศในปี 2547 เนื่องจากดาวเนปจูนเป็นเทพเจ้าแห่งท้องทะเลของโรมัน ดวงจันทร์ของเขาจึงได้รับการตั้งชื่อตามเทพแห่งท้องทะเลที่น้อยกว่า

แหวน

วงแหวนดาวเนปจูนของยานโวเอเจอร์ 2

ดาวเนปจูนมีระบบวงแหวนถึงแม้จะมีความสำคัญน้อยกว่าดาวเสาร์ก็ตาม วงแหวนสามารถประกอบขึ้นจากอนุภาคน้ำแข็งที่เคลือบด้วยซิลิเกตหรือวัสดุที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลัก ซึ่งมีแนวโน้มมากที่สุดที่จะทำให้พวกมันมีสีแดง มี 5 องค์ประกอบในระบบวงแหวนดาวเนปจูน
[แก้ไข] ข้อสังเกต

ดาวเนปจูนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เนื่องจากมีขนาดอยู่ระหว่าง +7.7 ถึง +8.0 ดังนั้นดวงจันทร์กาลิลีของดาวพฤหัสบดี, ดาวเคราะห์แคระเซเรสและดาวเคราะห์น้อย 4 เวสตา, 2 ปัลลาส, 7 ไอริส, 3 จูโน และ 6 ฮีเบนั้นสว่างกว่าบนท้องฟ้า คุณต้องมีกล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังขยาย 200 ขึ้นไปและมีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 200-250 มม. เพื่อการสังเกตการณ์ดาวเคราะห์อย่างมั่นใจ ในกรณีนี้ คุณจะเห็นดาวเนปจูนเป็นดิสก์สีน้ำเงินขนาดเล็กที่คล้ายกับดาวยูเรนัส ผ่านกล้องส่องทางไกล 7-50 ดวง มองเห็นเป็นดาวจางๆ

เนื่องจากระยะห่างระหว่างดาวเนปจูนกับโลกมีนัยสำคัญ เส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมของดาวเคราะห์จึงเปลี่ยนแปลงภายใน 2.2-2.4 อาร์ควินาทีเท่านั้น นี่เป็นค่าที่น้อยที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ที่เหลือในระบบสุริยะ ดังนั้นการสังเกตรายละเอียดพื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงนี้ด้วยสายตาจึงเป็นเรื่องยาก ดังนั้นความแม่นยำของข้อมูลทางกล้องโทรทรรศน์ส่วนใหญ่บนดาวเนปจูนจึงต่ำก่อนการถือกำเนิดของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่ที่มีเลนส์แบบปรับตัว ตัวอย่างเช่น ในปี 1977 แม้แต่คาบการหมุนของดาวเนปจูนก็ไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

สำหรับผู้สังเกตการณ์ภาคพื้นดิน ทุกๆ 367 วัน ดาวเนปจูนจะเข้าสู่การเคลื่อนที่ถอยหลังเข้าคลองอย่างเห็นได้ชัด ทำให้เกิดการวนซ้ำในจินตนาการกับพื้นหลังของดวงดาวในระหว่างการปะทะกันแต่ละครั้ง ในเดือนเมษายนและกรกฎาคม 2010 และในเดือนตุลาคมและพฤศจิกายน 2554 วงโคจรเหล่านี้จะเข้าใกล้ตำแหน่งที่ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2389

การสังเกตดาวเนปจูนในช่วงคลื่นวิทยุแสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์เป็นแหล่งของการแผ่รังสีอย่างต่อเนื่องและเปลวไฟที่ไม่สม่ำเสมอ ทั้งสองอธิบายโดยสนามแม่เหล็กหมุนของดาวเคราะห์ ในส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัม กับพื้นหลังที่เย็นกว่า จะมองเห็นระลอกคลื่นในส่วนลึกของชั้นบรรยากาศของดาวเนปจูน (ที่เรียกว่า "พายุ") ซึ่งเกิดจากความร้อนจากแกนที่ยุบตัวได้อย่างชัดเจน การสังเกตทำให้เป็นไปได้ด้วยความมั่นใจในระดับสูงในการสร้างรูปร่างและขนาด รวมทั้งติดตามการเคลื่อนไหว

การวิจัย

รูปภาพของไทรทันจากยานโวเอเจอร์ 2

ยานโวเอเจอร์ 2 เข้าใกล้ดาวเนปจูนมากที่สุดเมื่อวันที่ 25 สิงหาคม 1989 เนื่องจากดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์หลักดวงสุดท้ายที่ยานอวกาศสามารถเยี่ยมชมได้ จึงตัดสินใจบินผ่านใกล้ไทรทันอย่างใกล้ชิด โดยไม่คำนึงถึงผลที่ตามมาสำหรับเส้นทางการบิน ยานโวเอเจอร์ 1 กำลังเผชิญกับภารกิจที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งเป็นเครื่องบินที่บินผ่านใกล้ดาวเสาร์และดาวเทียมไททันที่ใหญ่ที่สุด รูปภาพของดาวเนปจูนที่ส่งมายังโลกโดยยานโวเอเจอร์ 2 ได้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับรายการตลอดทั้งคืนที่เรียกว่า Neptune All Night on the Public Broadcasting Service (PBS) ในปี 1989

ระหว่างการนัดพบ สัญญาณจากยานอวกาศเดินทางไปยังโลกเป็นเวลา 246 นาที ดังนั้นโดยส่วนใหญ่แล้ว ภารกิจของยานโวเอเจอร์ 2 จึงต้องอาศัยทีมนัดพบที่โหลดไว้ล่วงหน้าจากดาวเนปจูนและไทรทัน แทนที่จะเป็นทีมจากโลก ยานโวเอเจอร์ 2 เคลื่อนผ่านใกล้เนเรดใกล้ๆ พอสมควร ก่อนผ่านเพียง 4,400 กม. จากชั้นบรรยากาศของเนปจูนเมื่อวันที่ 25 สิงหาคม ต่อมาในวันนั้น ยานโวเอเจอร์ก็บินเข้าใกล้ไทรทัน

ยานโวเอเจอร์ 2 ยืนยันการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ และพบว่ามันเอียงเหมือนสนามของดาวยูเรนัส คำถามเกี่ยวกับระยะเวลาการหมุนของดาวเคราะห์ได้รับการแก้ไขโดยการวัดการปล่อยคลื่นวิทยุ ยานโวเอเจอร์ 2 ยังให้ความสำคัญกับระบบสภาพอากาศที่มีการเคลื่อนไหวผิดปกติของดาวเนปจูน มีการค้นพบดาวเทียมดวงใหม่ 6 ดวงของดาวเคราะห์และวงแหวนซึ่งปรากฏว่ามีหลายแห่ง

ประมาณปี 2016 นาซ่าวางแผนที่จะส่งยานอวกาศ Neptune Orbiter ไปยังดาวเนปจูน ปัจจุบันยังไม่มีการประกาศวันเปิดตัวโดยประมาณ และแผนกลยุทธ์สำหรับการสำรวจระบบสุริยะก็ไม่รวมอุปกรณ์นี้อีกต่อไป

ดาวเนปจูนถูกค้นพบโดยการคำนวณทางทฤษฎี ความจริงก็คือดาวยูเรนัสเบี่ยงเบนจากวงโคจรที่คำนวณได้ราวกับว่ามันถูกดึงดูดโดยดาวเคราะห์ดวงอื่น

นักคณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ John Couch Adams(1819-1892) และ James Challis ในปี 1845 ได้คำนวณตำแหน่งโดยประมาณของดาวเคราะห์ ในเวลาเดียวกัน นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Urban Le Verrier(พ.ศ. 2354 - พ.ศ. 2420) ได้คำนวณแล้วชักชวนให้เขาเริ่มค้นหาดาวเคราะห์ดวงใหม่ เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์เห็นดาวเนปจูนเมื่อวันที่ 23 กันยายน พ.ศ. 2389 ซึ่งอยู่ไม่ไกลจากตำแหน่งที่อดัมส์ชาวอังกฤษและชาวฝรั่งเศสเลอแวร์ริเอทำนายโดยอิสระจากกันและกัน

ดาวเนปจูนอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์

ลักษณะทั่วไปของดาวเนปจูน

มวลของดาวเคราะห์คือ 17 เท่าของมวลโลก รัศมีของโลกประมาณสี่รัศมีโลก ความหนาแน่น - ปมของความหนาแน่นของโลก

มีการค้นพบวงแหวนรอบดาวเนปจูน พวกมันเปิด (ฉีกขาด) นั่นคือประกอบด้วยส่วนโค้งแยกกันที่ไม่เชื่อมต่อกัน ในลักษณะที่ปรากฏ วงแหวนของดาวยูเรนัสและเนปจูนมีความคล้ายคลึงกัน

โครงสร้างของดาวเนปจูนเกือบจะเหมือนกับโครงสร้างของดาวยูเรนัส

ต่างจากค และดาวเนปจูนอาจไม่มีชั้นภายในที่ชัดเจน แต่เป็นไปได้มากว่าดาวเนปจูนมีแกนแข็งขนาดเล็กซึ่งมีมวลเท่ากับโลก บรรยากาศของดาวเนปจูนส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียมโดยมีมีเทนผสมอยู่เล็กน้อย (1%) สีฟ้าของดาวเนปจูนเป็นผลมาจากการดูดกลืนแสงสีแดงในชั้นบรรยากาศด้วยก๊าซนี้ เช่นเดียวกับบนดาวยูเรนัส

ดาวเคราะห์ดวงนี้มีชั้นบรรยากาศที่ดังสนั่น เมฆมีรูพรุนบางๆ ประกอบด้วยก๊าซมีเทนที่เยือกแข็ง อุณหภูมิของบรรยากาศของดาวเนปจูนสูงกว่าดาวยูเรนัส ดังนั้น ประมาณ 80% H 2

ข้าว. 1. องค์ประกอบของบรรยากาศของดาวเนปจูน

ดาวเนปจูนมีแหล่งความร้อนภายในของมันเอง โดยปล่อยพลังงานมากกว่าที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ถึง 2.7 เท่า อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยของดาวเคราะห์คือ 235 ° C ลมที่แรงที่สุดขนานไปกับเส้นศูนย์สูตรของโลก พายุขนาดใหญ่และกระแสน้ำวนบนดาวเนปจูน โลกมีลมที่เร็วที่สุดในระบบสุริยะถึง 700 กม. / ชม. ลมพัดบนดาวเนปจูนไปทางทิศตะวันตก ขัดกับการหมุนของดาวเคราะห์

มีทิวเขาและรอยแตกบนพื้นผิว ในฤดูหนาวจะมีหิมะไนโตรเจน และในฤดูร้อนจะมีน้ำพุไหลผ่านรอยแตก

โพรบโวเอเจอร์ 2 ค้นพบไซโคลนอันทรงพลังบนดาวเนปจูน ซึ่งความเร็วลมถึงความเร็วของเสียง

ดาวเทียมของดาวเคราะห์ชื่อ Triton, Nereid, Naiad, Thalassa, Proteus, Despina, Galatea, Larissa ในปี 2545-2548 พบดาวเทียมอีก 5 ดวงของดาวเนปจูน ตัวที่ค้นพบใหม่แต่ละอันมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30-60 กม.

ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเนปจูนคือไทรทัน เปิดทำการในปี 1846 โดย William Lassll ไทรทันมีขนาดใหญ่กว่าดวงจันทร์ มวลของระบบดาวเทียมเนปจูนเกือบทั้งหมดกระจุกตัวอยู่ในไทรทัน มีความหนาแน่นสูงแตกต่างกัน: 2 g / cm 3