Мы совсем не знаем Нептуна

Вы действительно не слышали о Нептуне, не так ли?

Не так часто, как другие планеты, конечно. Космические роботы регулярно делают снимки поверхности Марса и облаков Юпитера. Меркурий часто становится козлом отпущения для людей, интересующихся астрологией, у которых плохой день (хотя ретроградный Меркурий на самом деле всего лишь оптическая иллюзия). В течение полных 13 лет космический аппарат «Кассини» вращался вокруг Сатурна, прежде чем погрузиться в планету, завершив свою славную серию наблюдений. Ученые-планетологи недавно объявили, что НАСА должно уделить первоочередное внимание отправке зонда к Урану в следующем десятилетии. На самом деле, краткое появление Нептуна в цикле новостей на прошлой неделе из-за нового исследования того, что делает Нептун таким синим, было редким появлением.

Даже это открытие было случайностью, по словам Патрика Ирвина, планетарного физика из Оксфордского университета и ведущего автора исследования. Ирвин сказал мне, что он и его команда намеревались изучить атмосферы как Нептуна, так и Урана, а не исследовать конкретную тайну прекрасного внешнего вида Нептуна. Два ледяных гиганта, названные так потому, что ученые считают, что планеты изначально были сложены из ледяного материала, часто изучаются таким образом, как пара. У них много общего: они примерно одного размера — больше Земли, но меньше Юпитера и Сатурна. Это миры без поверхности, с атмосферой из водорода, гелия и туманом из метана. Ученые считают, что давление глубоко внутри настолько велико, что атомы углерода сжимаются в ромбовидную форму.

Ученым уже было известно, что Нептун и Уран приобретают общий голубоватый оттенок из-за метана в их атмосферах, который поглощает красные тона солнечного света, оставляя для наших глаз сине-зеленые оттенки. Но Ирвин и его коллеги обнаружили, что определенный слой метанового тумана более чем в два раза толще Нептуна на Уране. «Это естественный синий цвет, если нет тумана», — сказал мне Ирвин. «Добавление тумана делает его намного бледнее». Исследователи считают, что Нептун с более турбулентной атмосферой лучше производит частицы метана и уменьшает этот слой. Вот почему Уран нежно-зеленого цвета, Нептун светло-голубой и самая голубая планета в нашей Солнечной системе — прекрасное отличие нашей планеты, которой больше всего пренебрегают.

Будучи самой дальней планетой от Солнца, Нептун теоретически должен быть в состоянии лежать на своем месте в космической формации. Но все до сих пор сомневаются, считать ли Плутон, потерявший свое место в последнем слоте в 2006 году, полностью развитой планетой. И когда планетологи не ссорятся из-за этого, они ищут Планету Девять, гипотетический мир, вращающийся вокруг Солнца за Нептуном, существование которого может объяснить странные орбиты некоторых далеких небесных тел. В ближайшие годы, если НАСА примет рекомендацию научного сообщества и отправит к Урану космический корабль, Нептун станет единственной планетой, которую человечество не посетило со специальной миссией.

Уран (слева) и Нептун глазами Хаббла (А. Саймон/ESA/NASA; MH Wong/UC/Opal)

Нептун всегда был немного странным. Астрономы поняли, что она существует, только когда заметили, что Уран, открытый с помощью телескопа в 1781 году, вращается вокруг своей орбиты под действием гравитационного притяжения какого-то невидимого небесного тела. Как и предсказывали астрономы, Нептун был наконец обнаружен в 1846 году. После многих лет и технологических скачков в 1989 году космический корабль НАСА «Вояджер-2», минуя Нептун, совершил последний этап грандиозного путешествия по экзопланетам. Облет дал нам возможность вблизи увидеть великолепный голубой мир, его луны и кольца. (Да, у Нептуна есть кольца! Они не такие яркие, как у Сатурна, но они есть, состоящие из крошечных кусочков камня и пыли.) «Вояджер» зафиксировал темно-синие пятна в атмосфере, которые оказались сильными штормами, и ученые назвали самое большое пятно размером с Землю, которое они видели, — Большое темное пятно.

С тех пор ни один космический корабль не посещал Нептун. или Уран. Ученые-планетологи в своей последней рекомендации НАСА решили поставить одного ледяного гиганта поверх другого только потому, что Уран ближе, и нашим космическим роботам потребуется меньше времени, чтобы добраться до него. Это задача исследования миров, которые так долго обращаются вокруг Солнца — 84 года для Урана и 165 колоссальных лет для Нептуна. Миссия, посвященная Урану и отправляющаяся где-то в начале 2030-х годов, несомненно, обогатит наше понимание обоих ледяных гигантов. Но на самом деле это не дает Нептуну должного. Последняя планета в Солнечной системе имеет свою историю и особенности — сама по себе увлекательная и загадочная, и достойная нашего пристального внимания.

Например, Ирвин сказал: «Нептун имеет большое количество внутреннего тепла, оставшегося от образования, которое в настоящее время излучается далеко в космос». Нептун излучает в 2,5 раза больше тепла, чем поглощает от Солнца, а Уран, хоть и ближе к нашей звезде, но нет — что довольно странно, учитывая, что ледяные гиганты очень похожи по составу. Весь этот избыток делает Нептун ветреным, ветреным местом. (Возможно, на Юпитере самые красивые бури в Солнечной системе, но на Нептуне самые быстрые ветры.) И ученые стремятся понять, как устроена погода на Нептуне. Большое темное пятно, обнаруженное «Вояджером-2»? Она полностью исчезла к тому времени, когда космический телескоп Хаббл заметил планету в 1990-х годах. Точно так же появлялись и исчезали другие темные пятна. «В атмосфере много интересного разнообразия», — сказал мне Имке де Патер, астроном из Калифорнийского университета в Беркли. «Особенно в последние несколько лет мы вообще не видели особой активности в облаке, что очень странно».

Также странно: сезонные температуры для Нептуна. В настоящее время в южном полушарии планеты лето, и с тех пор прошло почти два десятилетия. (На Нептуне каждый сезон длится около 40 лет.) Поэтому, когда ученые-планетологи недавно изучили наблюдения телескопа за это время, они ожидали увидеть признаки неуклонного нагревания планеты. “Он она должен Летом теплее, говорит Наоми Роу Герни, астроном из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, которая работала над исследованием. Но она сказала, что вместо этого Нептун остывает. «Происходит что-то, чего мы на самом деле не понимаем», — сказал Ро-Гурни.

У Нептуна есть один из самых интересных спутников в Солнечной системе, который он прошел миллионы лет назад из соседнего региона, населенного ледяными телами: Тритон, планета размером с планету, с гладкой и ледяной поверхностью. Когда «Вояджер-2» обошел систему Нептуна, он обнаружил шлейфы газообразного азота, исходящие из трещин в лунной поверхности. Ученые считают, что под замерзшей корой Тритона находится целый океан, что делает его потенциально многообещающим кандидатом на поиск инопланетной жизни. «Это еще одно место в Солнечной системе, где жизнь могла зародиться и все еще может существовать», — сказал мне планетолог из Хэмптонского университета Кунио Саянаги. НАСА недавно рассматривало концепцию миссии для зонда, посвященного Тритону, но вместо этого космическое агентство решило профинансировать два космических корабля к Венере.

Так мы летим на Нептун? Не с астронавтами, конечно, а с построенным на заказ космическим кораблем, чтобы исследовать чудеса нашей восьмой планеты? Новейшая в мире космическая обсерватория, космический телескоп Джеймса Уэбба, будет наблюдать за ледяным гигантом в конце этого года и должна предоставить беспрецедентные данные о природе его атмосферы. Но это не значит, что вы должны быть там, на орбите. В этом масштабе мы вообще не знаем Нептуна и не узнаем его в течение некоторого времени. Недавняя концепция миссии для Нептуна предполагала запуск в 2033 году и прибытие в 2049 году. Но сначала отправиться к Урану означало бы отодвинуть эту временную шкалу на десятилетие назад, а возможно, и больше. Более голубой планете, возможно, придется подождать до конца 1950-х годов, чтобы получить своего спутника космического корабля.

Роу-Герни сказала, что Нептун с его «красивым голубым цветом» впервые пробудил в ней интерес к планетологии. Но Уран, с его неортодоксальным качеством, вращающимся на боку, теперь является ее любимой планетой. На самом деле, ни один из ученых-планетологов, с которыми я говорил для этой истории, не сказал, что Нептун был их любимой планетой, что на самом деле ничего не значит — какой размер выборки для четырех человек? (Они тоже подвергли сомнению подсказку; Ирвин сказал: «Это все равно, что просить родителей выбрать их любимого ребенка!») Но все же я не мог не подумать, особенно после того, как мы рассмотрели все интересные вещи о Нептуне: Ой! Позже в этом месяце в небе северного полушария в предрассветные часы будут видны пять планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн, мерцающие, как маленькие драгоценные камни. Уран очень далеко не виден невооруженным глазом, как и Нептун. Возможно, однажды, в глубине будущего, Нептун покажется нам таким же знакомым, как и близкие к нему миры. А пока, когда я буду искать мерцание планет на тусклом утреннем небе – ваш любимый, наверное, больше потратит на размышления о самом голубом.

Leave a Comment