Нептун – Атлас мира

Обращаясь вокруг Солнца на расстоянии 2,8 миллиарда миль (4,5 миллиарда км), Нептун является четвертым по величине по диаметру и третьим по массе с диаметром 30 598 миль (49 244 км). Как ни странно, он немного массивнее Урана, что странно, учитывая, что масса газовых гигантов должна увеличиваться по мере их приближения к Солнцу. Это побудило астрономов предсказать, что Нептун может быть ближе к Солнцу, чем Уран. Однако гравитационные возмущения от других газовых гигантов заставили его орбиту сместиться наружу. За 174 года, прошедшие с тех пор, как астрономы открыли Нептун, космический корабль посетил его только один раз, когда «Вояджер-2» пролетел мимо гигантской планеты в 1989 году. «Вояджер-2» открыл поистине захватывающий и сложный мир. Нептун — гораздо более теплая планета, хотя и дальше от Солнца, чем Уран. Ожидается, что температура ядра Нептуна достигнет 7000°C, а его верхних слоев – минус 328°F (минус 200°C). Считается, что эта огромная разница температур между внешним и внутренним слоями Нептуна вызывает динамическую погодную систему Нептуна. Вояджер-2 измерил самые быстрые ветры, известные в Солнечной системе, достигнув скорости 1500 миль в час (2400 км/ч).

Несмотря на то, что классифицируются как газовые гиганты, и Уран, и Нептун обладают достаточно уникальными свойствами, которые относятся к их собственной классификации: ледяные гиганты. В отличие от Юпитера и Сатурна, Уран и Нептун содержат гораздо больше льда, такого как вода, аммиак и метан. Подобно Юпитеру и Сатурну, Нептун в основном состоит из водорода и гелия. Однако водород и гелий составляют лишь небольшую часть плотности Нептуна. Разнообразие льдов определяет плотность Нептуна, что делает его газовым гигантом и ледяным гигантом.

Дата наблюдения

Фотография Нептуна, сделанная Вояджером-2, НАСА

Нептун был самой молодой планетой, обнаруженной в нашей Солнечной системе, и, что интересно, это единственная планета, обнаруженная с помощью математических расчетов, а не телескопа. Открытие Нептуна было напрямую связано с открытием Урана. В 1781 году астроном Уильям Гершель открыл планету Уран. После открытия Урана астрономы ломали голову над его орбитой. Орбита Урана была настолько наклонена, что массу Урана и гравитацию Солнца нельзя было объяснить. В 1821 году Алексис Бувар предсказал, что орбиту Урана можно объяснить, если другая планета вращается вокруг Солнца за пределами орбиты Урана. Он смог предсказать орбиту этой восьмой планеты, и в 1846 году астрономы направили свои телескопы на небо и нашли Нептун, как и предсказывала математика. Из-за удаленности Нептуна от нас изучать мир непросто. Более ста лет о Нептуне почти ничего не было известно. Астрономы не могли получить первый крупный план Нептуна до 1989 года, когда космический корабль «Вояджер-2» совершил свой первый в истории полет с Нептуна. До сих пор полет «Вояджера-2» был единственной миссией Нептуна, и он поставил гораздо больше вопросов, чем дал ответов. Нептун — один из самых загадочных миров Солнечной системы, и наши знания о нем, безусловно, неполны. Однако по мере того, как телескопы становились все мощнее, астрономы наблюдали за Нептуном более подробно, чем в прошлом. Однако большая часть того, что известно о Нептуне, исходит от «Вояджера-2».

орбита и вращение

Солнечная система
Планеты Солнечной системы и их орбиты

Среднее расстояние между Нептуном и Солнцем составляет 2,8 миллиарда миль (4,5 миллиарда километров). Нептуну требуется примерно 170 земных лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца на таком огромном расстоянии. С момента своего открытия Нептун совершил один полный оборот вокруг Солнца. Как и все другие планеты, Нептун вращается вокруг Солнца по эллиптической форме, а это означает, что расстояние между Солнцем и Нептуном меняется во время обращения планеты. Нептун находится на расстоянии около 2,76 миллиарда миль (4,45 миллиарда км) от Солнца во время его наибольшего сближения. Нептун находится на расстоянии 2,81 миллиарда миль (4,53 миллиарда км) от Солнца во время его самого дальнего сближения.

Орбита Нептуна и его положение в Солнечной системе оказывают глубокое влияние на внешние области Солнечной системы. Пояс Койпера, расположенный сразу за орбитой Нептуна, представляет собой большое скопление комет и других форм планетарного мусора. Короткопериодические кометы приходят в основном из пояса Койпера, и гравитация Нептуна обычно притягивает их на пути к внутренней части Солнечной системы.

Как газовый гигант, Нептун имеет интригующее вращение. Наклон оси Нептуна составляет всего 28 градусов, что очень похоже на 23 градуса Земли. В результате на Нептуне происходят сезонные изменения, подобные земным, но большая разница заключается в его длине. Поскольку Нептуну требуется 170 лет, чтобы совершить оборот вокруг Солнца, его времена года обычно длятся до 40 земных лет. Поскольку Нептун в основном состоит из газа, атмосфера Нептуна вращается с другой скоростью, чем сама планета. Фактическое вращение газового гиганта обычно определяется вращением магнитного поля планеты. Нептуну требуется около 16 часов, чтобы планета совершила один оборот вокруг своей оси. Вдоль экватора Нептуна атмосфере требуется 18 лет, чтобы совершить оборот вокруг планеты. В полярных регионах это занимает 12 часов. Эта разница во вращении является одним из факторов, способствующих высокой скорости ветра на Нептуне.

атмосфера нептуна

атмосфера нептуна
Сине-зеленая атмосфера Нептуна, снятая «Вояджером-2», НАСА.

Атмосфера Нептуна похожа на атмосферу Урана и других газовых гигантов. Атмосфера Нептуна состоит из 80% водорода и 19% гелия в верхних слоях. Оставшийся 1% состоит из различного льда, в первую очередь из метана. На Уране метан в верхних слоях атмосферы поглощает входящий красный свет и рассеивает синий свет, делая Уран голубовато-зеленым. Нептун содержит такое же количество метана, как и Уран, что является одной из причин, почему Нептун синий. Однако, исходя из того, что известно в настоящее время, Нептун должен быть того же цвета, что и Уран, но гораздо более синего Нептуна, чем его планетарный сосед. На сегодняшний день ученые не знают всех факторов, влияющих на цвет Нептуна.

Атмосферу Нептуна можно разделить на две центральные области: тропосферу и стратосферу. Тропосфера состоит из нижних слоев атмосферы Нептуна, а верхняя часть состоит из стратосферы. В тропосфере температура повышается с высотой. В стратосфере происходит обратное, и температура снижается с высотой. Температуры между тропосферой и стратосферой сильно различаются. В тропосфере средняя температура составляет около 32 градусов по Фаренгейту (ноль градусов по Цельсию), а температура в верхней стратосфере падает до минус 328 градусов по Фаренгейту (минус 200 градусов по Цельсию). Тропосфера характеризуется обилием облаков, которые могут образовываться при более высоких температурах. Облака в тропосфере в основном состоят из метана, аммиака и сероводорода. В тропосфере также происходит большая часть погоды Нептуна.

Нептун является домом для самых быстрых ветров, зарегистрированных в Солнечной системе. Вояджер-2 зафиксировал скорость ветра более 1500 миль в час (2400 км/ч), что оказалось быстрее скорости звука на Земле. Если ветры Нептуна возникают в атмосфере Земли, они будут сверхзвуковыми. Интересно, что поскольку воздух является средой, через которую распространяется звук, скорость звука зависит от плотности воздуха. Плотность воздуха на Нептуне намного выше плотности воздуха на Земле, поэтому скорость ветра на Нептуне не превышает скорости звука.

Внутреннее строение Нептуна

Нептун
Истинные цвета поверхности и облаков Нептуна, снятые Вояджером-2, НАСА

Атмосфера Нептуна составляет примерно от 10% до 20% расстояния до ядра Нептуна и только около 5% от общей массы планеты. Под атмосферой находится мир, не похожий ни на что известное нам на Земле. В нижней части атмосферы Нептуна давление в 100 000 раз больше, чем на Земле. под мантийной атмосферой. На Земле мантия состоит в основном из расплавленной породы. На Нептуне мантия состоит из различных льдов, таких как метан, вода и аммиак. На глубине около 4350 миль (7000 км) давление и температура в мантии становятся настолько интенсивными, что атомы углерода в молекулах метана распадаются и превращаются в алмаз, который затем проливается сквозь мантию в виде алмазного дождя. В нижней мантии может быть океан жидкого углерода, где свободно плавают гигантские алмазы.

Под мантией находится сердце Нептуна. Ядро Нептуна в значительной степени загадочно, поэтому ученые полагаются на модели, чтобы предсказать, что там может произойти. Предполагается, что ядро ​​Нептуна каменистое, состоящее в основном из силикатных минералов и горных пород. Само ядро, вероятно, больше Земли и имеет массу около 1,2 массы Земли. По оценкам, температура достигает 9260 градусов по Фаренгейту (5126 градусов по Цельсию).

спутники Нептуна

Нептун и Тритон
Составное изображение Нептуна и его спутника Тритона, НАСА.

Нептун вращается вокруг 14 известных спутников. Из этих 14 спутников только один, названный Тритоном, достаточно велик, чтобы иметь сферическую форму. Тритон составляет почти 99% от общей массы системы полной Луны Нептуна. Тритон имеет диаметр 1680 миль (2710 километров), что делает его седьмым по величине спутником в Солнечной системе. Тритон был обнаружен всего через 17 дней после открытия Нептуна, но об этом спутнике было мало что известно до пролета Нептуна «Вояджером-2». Тритон стал одним из самых странных и интересных спутников Солнечной системы. В отличие от любой другой луны, орбита Тритона ретроградна, что означает, что он вращается в направлении, противоположном направлению движения Нептуна. Это указывает на то, что Тритон на самом деле не сформировался на орбите вокруг Нептуна. Вместо этого Тритон, скорее всего, был карликовой планетой, которая сформировалась в поясе Койпера и просто застряла в гравитации Нептуна. Хотя ретроградное движение Тритона может показаться незначительным, на самом деле оно уничтожило эту луну. Орбита Тритона медленно ухудшается, и в настоящее время Тритон движется к Нептуну. Примерно через 3,6 миллиарда лет Тритон окажется так близко к Нептуну, что его разорвет на части гравитация Нептуна.

Когда «Вояджер-2» приблизился к Тритону в 1989 году, он зафиксировал самую низкую температуру, когда-либо измеренную в Солнечной системе. Поверхность Тритона опускается до точки замерзания минус 391 градус по Фаренгейту (минус 235 градусов по Цельсию). Вояджер-2 обнаружил явные доказательства геологической активности на Тритоне, несмотря на эти низкие температуры. “Вояджер-2” не обнаружил следов вулканической и тектонической активности и не обнаружил ударных кратеров. К сожалению, «Вояджер-2» смог нанести на карту только 40% поверхности Тритона, поэтому Тритон — один из самых загадочных миров в Солнечной системе.

Информационный бюллетень о Нептуне













Диаметр 30 598 миль (49 244 км)

масса

17 Земля

луны

14

кольца

5

расстояние от солнца

2,8 миллиарда миль (4,5 миллиарда км)

в течение всего года

170 лет на земле

Продолжительность дня

16 часов

температура поверхности

минус 328 градусов по Фаренгейту (минус 200 градусов по Фаренгейту)

Состав атмосферы

80 % водорода, 19 % гелия, 1 % метана.

Состав поверхности

Вода, метан, аммиак и силикатные породы

Дата открытия

23 сентября 1846 г.

обнаружен раньше

Урбан Леверье

Leave a Comment