Нептун масса планеты: значение и сравнение с планетами

Восьмая планета Солнечной системы Нептун: интересные факты и открытия

29.04.2019

Долгое время Нептун находился в тени других планет Солнечной системы, занимая скромное восьмое место. Астрономы и исследователи предпочитали заниматься изучением крупных небесных тел, направляя свои телескопы на газовые планеты-гиганты Юпитер и Сатурн. Даже большего внимания со стороны научного сообщества удостоился скромный Плутон, который считался последней девятой планетой Солнечной системы. С момента  своего открытия, планета Нептун и интересные факты про нее, мало интересовали научный мир, все сведения о ней носили случайный характер.

Нептун во всей своей красе

Казалось, что после решения Пражской XXVI Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза о признании Плутона карликовой планетой, судьба Нептуна кардинально изменится. Однако, несмотря на существенные изменения состава Солнечной системы, Нептун теперь по-настоящему оказался на задворках ближнего космоса. С того момента, как триумфально прошло открытие планеты Нептун, исследования газового гиганта носили ограниченный характер. Подобная картина наблюдается и сегодня, когда ни одно космическое агентство не считает приоритетным исследование восьмой планеты Солнечной системы.

История открытия Нептуна

Переходя к восьмой планете Солнечной системы, следует признать, что Нептун далеко не такой огромный, как его собратья — Юпитер, Сатурн и Уран. Планета является четвертым по счету газовым гигантом, так как своими размерами уступает всем трем. Диаметр планеты составляет всего 49,24 тыс. км, тогда как Юпитер и Сатурн имеют диаметры 142,9 тыс. км и 120,5 тыс. км соответственно. Уран, хоть и проигрывает первым двум, имеет размер планетарного диска в 50 тыс. км. и превосходит четвертую газовую планету. Зато по своему весу эта планета, безусловно, входит в тройку лидеров. Масса Нептуна составляет 102 на 1024 кг, и выглядит он довольно внушительно. В дополнение ко всему — это самый массивный объект среди других газовых гигантов.

Его плотность составляет 1,638 к/м3 и выше чем у громадного Юпитера, у Сатурна и Урана.

Сравнение планет

Обладая такими впечатляющими астрофизическими параметрами, восьмая планета удостоилась и почетного названия. Ввиду голубого цвета ее поверхности, планете дали название в честь античного бога морей Нептуна. Однако этому предшествовала любопытная история открытия  планеты. Впервые в истории астрономии планета была обнаружена путем математических вычислений и расчетов, прежде чем ее увидели в телескоп. Несмотря на то, что первые сведения о голубой планете получил Галилей, официальное ее открытие состоялось спустя почти 200 лет. В отсутствие точных астрономических данных своих наблюдений Галилей посчитал новую планету далекой звездой.

Джон Куч Адамс и Лаверье

Планета появилась на карте Солнечной системы в результате разрешения многочисленных споров и разногласий, долгое время царивших среди астрономов. Еще в 1781 году, когда научный мир стал свидетелем открытия Урана, были отмечены незначительные орбитальные колебания новой планеты.

Для массивного небесного тела, которое вращается по эллиптической орбите вокруг Солнца, такие колебания являлись нехарактерными. Уже тогда было высказано предположение, что за орбитой новой планеты в космосе движется еще один крупный небесный объект, который своим гравитационным полем влияет на положение Урана.

Загадка оставалась неразгаданной в течение последующих 65 лет, пока британский астроном Джон Куч Адамс не предоставил на публичное рассмотрение данные своих расчетов, в которых доказал существование на околосолнечной орбите еще одной неизвестной планеты. В соответствии с расчетами  француза Лаверье, планета большой массы находится сразу за орбитой Урана. После того, как сразу два источника подтвердили наличие восьмой планеты в Солнечной системе, астрономы всего мира принялись искать это небесное тело на ночном небосклоне. Результат поисков не заставил себя долго ждать. Уже в сентябре 1846 году новая планета была обнаружена немцем Иоганном Галлом. Если говорить о том, кто открыл планету, то здесь вмешалась в процесс сама природа.

Данные о новой планете человеку предоставила наука.

Наблюдение Нептуна в телескоп

С названием вновь обнаруженной планеты сначала возникли некоторые трудности. Каждый из астрономов, приложивших руку к открытию планеты, пытался дать ей название, созвучное собственному имени. Только благодаря стараниям директора Пулковской императорской обсерватории Василия Струве, за голубой планетой окончательно закрепилось название Нептун.

Что принесло науке открытие восьмой планеты

До 1989 года человечество довольствовалось визуальным наблюдением голубого гиганта, сумев только рассчитать его основные астрофизические параметры и вычислив истинные размеры. Как и оказалось, Нептун является самой далекой планетой Солнечной системы, расстояние от нашей звезды составляет 4,5 млрд. км. Солнце светит в нептуновском небе маленькой звездочкой, свет которой достигает поверхности планеты за 9 часов.  Землю от поверхности Нептуна отделяют 4,4 млрд. километров. Для того, чтобы космическому аппарату «Вояджер-2» долететь до орбиты голубого гиганта, понадобилось 12 лет и то, это стало возможным благодаря удачному гравитационному маневру, который совершила станция в окрестностях Юпитера и Сатурна.

Расстояние от Нептуна до Солнца

Нептун двигается по довольно правильной орбите с малым эксцентриситетом. Отклонение между перигелием и афелием составляет не более 100 млн. км. Один оборот вокруг нашей звезды планета совершает почти за 165 земных лет. Для справки, только в 2011 году планета совершила полный оборот вокруг Солнца с момента своего открытия.

Открытый в 1930 Плутон, считавшийся до 2005 года самой далекой планетой Солнечной системы, в определенный период находится ближе к Солнцу, чем далекий Нептун. Это происходит ввиду того, что орбита Плутона очень вытянутая.

Расположение Нептуна и Плутона

Положение Нептуна на орбите довольно стабильное. Угол наклона его оси составляет 28° и практически идентичен углу наклона нашей планеты.

В связи с этим на голубой планете существуют смена сезонов, которая ввиду длительного орбитального пути длится долгих 40 лет. Период вращения Нептуна вокруг собственной оси составляет 16 часов. Однако ввиду того, что на Нептуне отсутствует твердая поверхность, скорость вращения его газообразной оболочки на полюсах и на экваторе планеты различна.

«Вояджер-2»

Только в конце 20 века человек сумел получить более точные сведения о планете Нептун. Космический зонд «Вояджер-2» в 1989 году совершил облет голубого гиганта и предоставил землянам снимки Нептуна с близкого расстояния. После этого самая далекая планета Солнечной системы раскрылась в новом свете. Стали известны подробности астрофизических окрестностей Нептуна,а также из чего состоит его атмосфера. Как и все предыдущие газовые планеты, он имеет несколько спустников. Самая крупная «луна» Нептуна — Тритон — была открыта с  помощью «Вояджера-2». Имеется и своя система колец планеты, которая правда по масштабам уступает ореолу Сатурна.

Полученная с борта автоматического зонда информация является на сегодняшний день самой свежей и единственной в своем роде, на основании которой мы получили представление о составе атмосферы, об условиях, которые царят в этом далеком и холодном мире.

Сегодня изучение восьмой планеты нашей звездной системы ведется с помощью космического телескопа «Хаббл». На базе его снимков составлен точный портрет Нептуна, определен состав атмосферы, из чего она состоит, выявлен ряд особенностей и характеристик голубого гиганта.

Атмосфера Нептуна

Характеристика и краткое описание восьмой планеты

Специфический цвет планеты Нептун возник благодаря плотной атмосфере планеты. Определить точный состав одеяла из облаков, укрывающего ледяную планету, не представляется возможным. Однако благодаря снимкам, полученным с помощью «Хаббла» удалось провести спектральные исследования атмосферы Нептуна:

  • верхние слои атмосферы планеты на 80% состоят из водорода;
  • остальные 20% приходятся на смесь гелия и метана, которого в газовой смеси присутствует всего 1%.

Именно присутствие в атмосфере планеты метана и какого-то другого, пока неизвестного компонента, обуславливает ей цвет яркой голубой лазури. Как и на других газовых гигантах, атмосфера Нептуна делится на две области — тропосферу и стратосферу — каждая из которых характеризуется своим составом. В зоне перехода тропосферы в экзосферу происходит формирование облачности, состоящей из паров аммиака и сероводорода. На всей протяженности атмосферы Нептуна температурные параметры варьируются в пределах 200-240 градусов Цельсия ниже нуля. Однако на этом фоне любопытна одна особенность атмосферы Нептуна. Речь идет об аномально высокой температуре на одном из участков стратосферы, которая достигает значений в 750 К. Вероятно это вызвано взаимодействием нижних слоев атмосферы с гравитационным силами планеты и действием магнитного поля Нептуна.

Пятна на Нептуне

Несмотря на высокую плотность атмосферы восьмой планеты, ее климатическая активность считается достаточно слабой. Кроме сильных ураганных ветров, дующих со скоростью 400 м/с, на голубом гиганте других ярких метеорологических явлений замечено не было. Штормы на далекой планете — обычное явление, которое характерно для всех планет этой группы. Единственный спорный аспект, который вызывает у климатологов и астрономов большие сомнения в пассивности климата Нептуна, наличие в его атмосфере Большого и Малого темного пятна, природа которых схожа с природой большого Красного пятна на Юпитере.

Нижние слои атмосферы плавно переходят в слой аммиачного и метанового льда. Однако присутствие у Нептуна довольно внушительной силы гравитации, говорит в пользу того, что ядро планеты может оказаться твердым. В подтверждение этой гипотезы высокое значение ускорение свободного падения —  11,75 м/с2. Для сравнения, на Земле это значение составляет 9,78 м/с2.

Строение Нептуна

Теоретически внутреннее строение Нептуна выглядит следующим образом:

  • железно-каменное ядро, которое имеет массу в 1,2 раза большей массы нашей планеты;
  • мантия планеты, состоящая из аммиачного, водяного и метанового горячего льда, температура которого составляет 7000К;
  • нижняя и верхняя атмосфера планеты, наполненная парами водорода, гелия и метана. Масса атмосферы Нептуна составляет 20% от массы всей планеты.

Каковы реальные размеры внутренних слоев Нептуна, сказать трудно. Вероятно, это огромный спрессованный газовый шар, снаружи холодный, а внутри — раскаленный до очень высоких температур.

Тритон — самый крупный спутник Нептуна

Космический зонд «Вояджер-2» обнаружил целую систему спутников Нептуна, которых сегодня выявлено 14 штук.

Самым крупным объектом является спутник, названный Тритоном, масса которого составляет 99,5% массы всех других спутников восьмой планеты. Любопытно другое. Тритон является единственным естественным спутником Солнечной системы, который вращается в противоположную направлению вращения материнской планеты сторону. Допускается мысль, что раньше Тритон был подобен Плутону и являлся объектом в поясе Койпера, но потом был захвачен голубым гигантом.  После обследования «Вояджером-2» выяснилось, что у Тритона, так же как на спутниках Юпитера и Сатурна — Ио и Титане — имеется своя атмосфера.

Тритон

Насколько эта информация будет полезна для ученых, покажет время. Пока же изучение Нептуна и его окрестностей идет крайне медленно. По предварительным расчетам изучение пограничных областей нашей Солнечной системы начнется не раньше 2030 года, когда появятся более совершенные космические аппараты.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Автор статьи:

Метальников Александр

Военный историк. Люблю писать на военные темы, описывать исторические события, известные сражения.

Свежие публикации автора:

С друзьями поделились:

Нептун — восьмая планета Солнечной системы

Содержание страницы:

Нептун — восьмая планета Солнечной системы. Он занимает третье место по массе, но четвёртое по размерам. Земля легче его в 17 раз, а диаметр нашей планеты меньше в четыре раза.

Газовая сфера, сжатая у полюсов, в диаметре почти 50000 км. Пробегая по орбите со скоростью 5,43 км/сек, Нептун завершает облёт Солнца за 164,8 года.

А вот сутки тут составляют 6 часов и 6 минут. Планета имеет осевой наклон 28°32′, а от Солнца удалена почти на 30 а. е.

Строение

Почти все данные о планете вытекают из теоретических расчётов. В центре покоится ядро, окружённое мантией. А та упакована в плотный атмосферный кокон.

Ядро твёрдое, массой сопоставимо с Землёй. Оно железо-никелевое с добавками горных пород. Сжато ядро с силой в 7 млн. атмосфер при температуре 5200°C.

Мантия. Жидкая смесь аммиака, метана и воды. Её сжатие около 100 тыс. атмосфер, а нагрев от 1700°C до 4700°C.

Внутреннее строение Нептуна: 1. Верхняя атмосфера, верхние облака 2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана 3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда 4. Каменно-ледяное ядро

Атмосфера. Состоит из 82% водорода и 17% гелия. Остальное – метан, который и создаёт сочный синий цвет планеты. Чем выше от поверхности, тем меньше давление и ниже температура. В тропопаузе давление падает до 0,1 бар, а температура до – 220°C. Поистине, планета Нептун – синее царство холода.

Выше, в стратосфере, температура растёт, достигая 475°C. Верхние слои атмосферы в непрерывном движении.  В экваториальных районах метановые облака развивают скорость больше 2000 км/час. С приближениям к полюсам скорость падает. Облачная масса движется против направления вращения Нептуна.

Ураганы. Вопреки ожиданиям малоподвижности атмосферы, планета предстала царством ураганов. Огромные атмосферные вихри достигают 5000 км в поперечнике. Они выделяются на светло-синем фоне овалами тонов, более тёмных. Ураганы тут длятся месяцы и даже годы.

Большое тёмное пятно. Это самый известный из наблюдаемых ураганов. Его размеры 13000х6600 км. Громадный вихрь продвигался к западу, имея скорость 300 м/сек и наблюдался пять лет. Потом он либо оказался закрытым облачной массой, либо закончился.

Кольца планеты

Уран имеет 6 колец. Эти образования Нептуна имеют свою специфику. Более того, у каждого из шести колец есть своё имя.

Подробнее

Кольцо Адамса. Ярчайшее и самое дальнее. Ширина его 50 км, а до центра планеты 63000 км. Оно, в свою очередь, сооружено из пяти колечек, именуемых дужками. Такое устройство пока не смогли объяснить, ведь по идее колечки должны были слиться воедино.

Кольцо Галле. Ближайшее к планете кольцо шириной 2000 км. От него до центра Нептуна 42000 км, и оно самоё невзрачное.

Кольца Леверье и Арго. Они имеют ширину около 100 км и довольно светлого тона. От первого кольца до центра планеты 53000 км, от второго – 57000 км.

Кольцо Лассел. Расположено между кольцами Леверье и Арго и шириной 4000 км. Оно имеет очень прозрачную структуру.

Последнее кольцо имени не получило из-за своей невзрачности и блёклости. Ширина этого безымянного кольца 500 км.

В состав колец, скорее всего, входят частички силикатов, покрывающие метановые льдинки. По этой причине солнечные лучи слабо отражаются от них.

Спутники Нептуна

Всего у планеты имеется 14 спутников, но не все они еще детально изучены. Рассмотрим крупнейшие из них.

Тритон

Главный спутник имеет диаметр 2707 км и находится на расстоянии 354 000 км от Нептуна. По почти идеальной окружности он обращается вокруг планеты за 5,9 суток. Тритон имеет атмосферу толщиной 10 км, наполненную в основном азотом. Температура поверхности – 235°C. Скорее всего, мощная планета Нептун в будущем разорвёт свой спутник, и из него получится очередное кольцо.

Южное полушарие Тритона, имеющее ледяную шапку, характерно газовыми гейзерами. Происходят извержения и жидких газов. На поверхности метан и азот, застывая, превращаются в рельефные шедевры. Поверхность Тритона имеет мало ударных кратеров. Получается, что возраст его не больше 100 млн. лет.

Протей

Второй по величине спутник Нептуна. Диаметр его 420 км, а расстояние от планеты 117647 км. Он не имеет атмосферы, но богат метеоритными кратерами.

Нереида

По размерам на 80 км меньше Протея. Главная особенность – очень вытянутая орбита. Удаление от газового гиганта составляет от 9,6 до 14 млн. км. Облёт планеты занимает 360 суток.

Ларисса

Находясь на расстоянии 74 тыс. км, тёмный спутник  диаметром 196 км облегает его за 0,55 суток. Поверхность Лариссы испещрена ударными кратерами.

Магнитное поле

Расположение магнитной оси Нептуна кардинально влияет на свойства и форму магнитного поля. Ось смещена от центра планеты на половину её радиуса. Наклон её к оси вращения составляет 47°. Поэтому магнитосфера гиганта разворачивается к потоку солнечного ветра то боком, то торцом.

Вследствие этого магнитные силовые линии могут быть параллельны или же скручены в жгут. Над планетой иногда возникают свечения, подобные земным, полярным. Но нептунианские сияния происходят не над полюсом, а гораздо ниже.

Любопытные факты

  1. Нептун – самая холодная планета Солнечной системы. Но спутник его, Тритон, холоднее даже своего господина.
  2. Нептунианские ветры – самые сильные в нашей планетной системе. Скорости их могут достигать 2100 км/час.
  3. Тритон имеет собственную атмосферу и вулканически активен.

Путешествие на синюю планету

Спустившись к синему океану, мы попадаем в объятия мощного урагана. Нашу капсулу подхватывает ветровой поток и увлекает в восточном направлении. Трудно что-либо рассмотреть в бушующем вихре. Видно лишь светлое грязноватое облако, надвигающееся на нас откуда-то сверху. Но покинем синий, давящий мир и отправимся к Тритону. Здесь есть, на что посмотреть. Ледяная поверхность расцвечена розовыми, белыми, жёлтыми красками. Зависаем над ледяным озером и осматриваем его ступенчатые берега. Они высокие, не меньше километра, и тоже ледяные. Летим на юг. Внезапно, прямо перед нами, вздымается мощный фонтан. Газовый столб устремляется ввысь и, словно столкнувшись с невидимой стеной, растекается в стороны, превращаясь в подобие снега.

Исследования

Подробно изучить Нептун ещё только предстоит. Все сведения о планете получены при посредстве «Вояджера-2» в 1989 году. Удалось установить состав и характеристики атмосферы и магнитосферы. Были открыты четыре кольца и шесть спутников, три из которых удалось сфотографировать. Наблюдались полярные свечения, вычислена долгота нептунианского дня. В 2011 году исполнился только год с момента открытия синей планеты. Правда, год по исчислению нептунианскому. Но наверняка к следующей годовщине мы узнаем много интересного об этой красивой планете, носящей имя самого Нептуна, грозного, но справедливого.

НЕПТУН — Астрономия_10 Гимназия

ŁЖитников М., Данилова Л.

Открытие

Обнаруженный 23 сентября 1846 года, Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам. Обнаружение непредвиденных изменений в орбите Урана породило гипотезу о неизвестной планете, гравитационным возмущающим влиянием которой они и обусловлены. Нептун был найден в пределах предсказанного положения. Вскоре был открыт и его спутник Тритон, однако остальные 13 спутников, известные ныне, были неизвестны до XX века. Нептун был посещён лишь одним космическим аппаратом, «Вояджером-2», который пролетел вблизи от планеты 25 августа 1989 года.

Состав и атмосфера

Нептун по составу близок к Урану, и обе планеты отличаются по составу от более крупных планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Иногда Уран и Нептун помещают в отдельную категорию «ледяных гигантов». Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия, наряду со следами углеводородов и, возможно, азота, однако содержит более высокую долю льдов: водного, аммиачного, метанового. Недра Нептуна, как и Урана, состоят главным образом изо льдов и горных пород. Следы метана во внешних слоях атмосферы, в частности, являются причиной синего цвета планеты.

В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч. Во время пролёта «Вояджера-2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое тёмное пятно, аналогичное Большому красному пятну на Юпитере. Температура Нептуна в верхних слоях атмосферы близка к −220 °C. В центре Нептуна температура составляет по различным оценкам от 5400 K до 7000—7100 °C, что сопоставимо с температурой на поверхности Солнцаи сравнимо с внутренней температурой большинства известных планет. У Нептуна есть слабая и фрагментированная система колец, возможно, обнаруженная ещё в 1960-е годы, но достоверно подтверждённая «Вояджером-2» лишь в 1989 году.

Это интересно

12 июля 2011 года исполнился ровно один Нептунианский год — или 164,79 земного года — с момента открытия Нептуна 23 сентября 1846 года

Внутреннее строение Нептуна напоминает внутреннее строение Урана. Атмосфера составляет примерно 10—20 % от общей массы планеты, и расстояние от поверхности до конца атмосферы составляет 10—20 % расстояния от поверхности до ядра. Вблизи ядра давление может достигать 10 ГПа. Большие концентрации метана, аммиака и воды найдены в нижних слоях атмосферы.

Внутреннее строение Нептуна:
1. Верхняя атмосфера, верхние облака
2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана
3. Мантия, состоящая из водяного, аммиачного и метанового льда
4. Каменно-ледяное ядро

Постепенно эта более тёмная и более горячая область уплотняется в перегретую жидкую мантию, где температуры достигают 2000—5000 К. Масса мантии Нептуна превышает земную в 10—15 раз, по разным оценкам, и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. По общепринятой в планетологии терминологии эту материю называют ледяной, даже при том, что это горячая, очень плотная жидкость. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводимостью, иногда называют океаном водного аммиака. На глубине 7000 км условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро. Согласно одной из гипотез, имеется целый океан «алмазной жидкости». Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов и, как полагают, имеет массу в 1,2 раза больше, чем у Земли. Давление в центре достигает 7 мегабар, то есть примерно в 7 млн раз больше, чем на поверхности Земли. Температура в центре, возможно, достигает 5400 К.

 

Климат

Одно из различий между Нептуном и Ураном — уровень метеорологической активности. «Вояджер-2», пролетавший вблизи Урана в 1986 году, зафиксировал крайне слабую активность атмосферы. В противоположность Урану, на Нептуне были отмечены заметные перемены погоды во время съёмки с «Вояджера-2» в 1989 году.

Большое тёмное пятно (вверху), Скутер (белое треугольное облачко посередине) и Малое Тёмное Пятно (внизу)

Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими почти сверхзвуковых скоростей (около 600 м/с). В ходе отслеживания движения постоянных облаков было зафиксировано изменение скорости ветра от 20 м/с в восточном направлении к 325 м/с на западном. В верхнем облачном слое скорости ветров разнятся от 400 м/с вдоль экватора до 250 м/с на полюсах. Большинство ветров на Нептуне дуют в направлении, обратном вращению планеты вокруг своей оси. Общая схема ветров показывает, что на высоких широтах направление ветров совпадает с направлением вращения планеты, а на низких широтах противоположно ему. Различия в направлении воздушных потоков, как полагают, следствие «скин-эффекта», а не каких-либо глубинных атмосферных процессов. Содержание в атмосфере метана, этана и ацетилена в области экватора превышает в десятки и сотни раз содержание этих веществ в области полюсов. Это наблюдение может считаться свидетельством в пользу существования апвеллинга на экваторе Нептуна и его понижения ближе к полюсам. В 2007 году было замечено, что верхняя тропосфера южного полюса Нептуна была на 10 °C теплее, чем остальная часть Нептуна, где температура в среднем составляет −200 °C. Такая разница в температуре достаточна, чтобы метан, который в других областях верхней части атмосферы Нептуна находится в замороженном виде, просачивался в космос на южном полюсе. Эта «горячая точка» — следствие осевого наклона Нептуна, южный полюс которого уже четверть нептунианского года, то есть примерно 40 земных лет, обращён к Солнцу. По мере того, как Нептун будет медленно продвигаться по орбите к противоположной стороне Солнца, южный полюс постепенно уйдёт в тень, и Нептун подставит Солнцу северный полюс. Таким образом, высвобождение метана в космос переместится с южного полюса на северный. Из-за сезонных изменений облачные полосы в южном полушарии Нептуна, как наблюдалось, увеличились в размере и альбедо. Эта тенденция была замечена ещё в 1980 году, и, как ожидается, продлится до 2020 года с наступлением на Нептуне нового сезона. Сезоны меняются каждые 40 лет.

Физические характеристики

Сопоставление размеров Земли и Нептуна

Обладая массой в 1,0243⋅1026 кг, Нептун является промежуточным звеном между Землёй и большими газовыми гигантами. Его масса в 17 раз превосходит земную, но составляет лишь 119 от массы Юпитера. Экваториальный радиус Нептуна равен 24 764 км[5], что почти в 4 раза больше земного. Нептун и Уран часто считаются подклассом газовых гигантов, который называют «ледяными гигантами» из-за их меньшего размера и иного состава (меньшей концентрации летучих веществ). При поиске экзопланет Нептун используется как метоним: обнаруженные экзопланеты со схожей массой часто называют «нептунами»[50], также часто астрономы используют как метоним «юпитеры».

Орбита и вращения.

За один полный оборот Нептуна вокруг Солнца наша планета совершает 164,79 оборота.

Среднее расстояние между Нептуном и Солнцем  — 4,55 млрд км (около 30,1 средних расстояний между Солнцем и Землёй, или 30,1 а. е.), и полный оборот вокруг Солнца у него занимает 164,79 года. Расстояние между Нептуном и Землёй составляет от 4,3 до 4,6 млрд км[51]. 12 июля 2011 года Нептун завершил свой первый с момента открытия планеты в 1846 году полный оборот[3][52]. С Земли он был виден иначе, чем в день открытия, в результате того, что период обращения Земли вокруг Солнца (365,25 дня) не является кратным периоду обращения Нептуна. Эллиптическая орбита планеты наклонена на 1,77° относительно орбиты Земли. Вследствие наличия эксцентриситета 0,011, расстояние между Нептуном и Солнцем изменяется на 101 млн км — разница между перигелием и афелием, то есть ближайшей и самой отдалённой точками положения планеты вдоль орбитального пути[2]. Осевой наклон Нептуна — 28,32°[53], что похоже на наклон оси Земли и Марса. В результате этого планета испытывает схожие сезонные изменения. Однако из-за длинного орбитального периода Нептуна сезоны длятся около сорока лет каждый[54].

Период вращения Нептуна вокруг своей оси составляет около 16 часов.[3] Вследствие осевого наклона, сходного с Земным (23°), изменения в сидерическом периоде вращения в течение его длинного года не являются значимыми. Поскольку Нептун не имеет твёрдой поверхности, его атмосфера подвержена дифференциальному вращению. Широкая экваториальная зона вращается с периодом приблизительно 18 часов, что медленнее, чем 16,1-часовое вращение магнитного поля планеты. В противоположность экватору, полярные области вращаются за 12 часов. Среди всех планет Солнечной системы такой вид вращения наиболее ярко выражен именно у Нептуна[55]. Это приводит к сильному широтному сдвигу ветров[56].

Орбитальные резонанс.
Диаграмма показывает орбитальные резонансы, вызванные Нептуном в поясе Койпера: резонанс 2:3 (Плутино), «классический пояс», с орбитами, на которые Нептун существенного влияния не оказывает, и резонанс 1:2 (Тутино)

Нептун оказывает большое влияние на весьма отдалённый от него пояс Койпера. Пояс Койпера — кольцо из ледяных малых планет, подобное поясу астероидов между Марсом и Юпитером, но намного протяжённее. Он располагается в пределах от орбиты Нептуна (30 а. е.) до 55 астрономических единиц от Солнца[57]. Гравитационная сила притяжения Нептуна оказывает наиболее существенное влияние на пояс Койпера (в том числе в плане формирования его структуры), сравнимое по доле с влиянием силы притяжения Юпитера на пояс астероидов. За время существования Солнечной системы некоторые области пояса Койпера были дестабилизированы гравитацией Нептуна, и в структуре пояса образовались промежутки. В качестве примера можно привести область между 40 и 42 а. е.[58].

Орбиты объектов, которые могут удерживаться в этом поясе в течение достаточно долгого времени, определяются т.  н. вековыми резонансами с Нептуном. Для некоторых орбит это время сравнимо с временем всего существования Солнечной системы[59]. Эти резонансы появляются, когда период обращения объекта вокруг Солнца соотносится с периодом обращения Нептуна как небольшие натуральные числа, например, 1:2 или 3:4. Таким образом объекты взаимостабилизируют свои орбиты. Если, к примеру, объект будет совершать оборот вокруг Солнца в два раза медленнее Нептуна, то он пройдёт ровно половину пути, тогда как Нептун вернётся в своё начальное положение.

Наиболее плотно населённая часть пояса Койпера, включающая в себя более 200 известных объектов, находится в резонансе 2:3 с Нептуном[60]. Эти объекты совершают один оборот каждые 1½ оборота Нептуна и известны как «плутино», потому что среди них находится один из крупнейших объектов пояса Койпера — Плутон[61]. Хотя орбиты Нептуна и Плутона подходят очень близко друг к другу, резонанс 2:3 не позволит им столкнуться[62]. В других, менее «населённых», областях существуют резонансы 3:4, 3:5, 4:7 и 2:5[63].

В своих точках Лагранжа (L4 и L5) — зонах гравитационной стабильности — Нептун удерживает множество астероидов-троянцев, как бы таща их за собой по орбите. Троянцы Нептуна находятся с ним в резонансе 1:1. Троянцы очень устойчивы на своих орбитах, и поэтому гипотеза их захвата гравитационным полем Нептуна сомнительна. Скорее всего, они сформировались вместе с ним.

Интересные факты о планете Нептун

О нем не знали древние

  • Нептун нельзя отыскать без использования инструментов. Впервые его заметили лишь в 1846 году. Позицию вычислили математически. Имя дано в честь морского божества у римлян.

Стремительно вращается на оси

  • Экваториальные облака выполняют оборот за 18 часов.

Наименьший среди ледяных гигантов

  • Он меньше Урана, но превосходит по массе. Под тяжелой атмосферой скрываются слои водорода, гелия и метановых газов. Есть вода, аммиак и метановый лед. Внутреннее ядро представлено скалой.

Атмосфера наполнена водородом, гелием и метаном

  • Метан Нептуна впитывает красный цвет, поэтому планета выглядит синей. Высокие облака постоянно дрейфуют.

Активный климат

  • Стоит отметить крупные штормы и мощные ветры. Одна из масштабных бурь зафиксирована в 1989 году – Большое темное пятно, длившееся 5 лет.

Есть тонкие кольца

  • Представлены ледяными частичками, смешанными с пылевыми зернами и углеродосодержащим веществом.

Есть 14 спутников

  • Самым интересным спутником Нептуна выступает Тритон – морозный мир, выпускающий частички азота и пыли из-под поверхности. Может быть притянутым планетарной гравитацией.

Отправили одну миссию

  • В 1989 году мимо Нептуна пролетел Вояджер-2, приславший первые крупномасштабные снимки системы. Также за планетой наблюдал телескоп Хаббл.

Источники:

https://ru.m.wikipedia.org

https://YouTube.com

Уран и Нептун

Валерия Сирота
«Квантик» №9 и №10, 2017

Они похожи почти как близнецы: практически одинаковые размеры, очень близкие массы и периоды вращения, очень похожий состав, тонкие и слабые кольца… Есть и ещё одна вещь, которая их связывает — история их открытия.

Меркурий или Сатурн были известны людям с доисторических времён, в древнем Египте жрецы уже с лёгкостью предсказывали время и место их следующего появления. А вот Уран, хоть его вполне можно разглядеть невооружённым глазом в ясную ночь, никто не замечал. Из-за большого периода обращения он слишком медленно движется относительно звёзд, чтобы кто-то обратил на него внимание. Более того, со времени изобретения телескопа в 1610 году его по крайней мере 20 раз наблюдали астрономы, записывали его координаты, зарисовывали на карты — и всё равно не замечали движения. И только в 1781 году Уильям Гершель увидел «туманную звезду» и стал следить за ней, проверяя, не комета ли это. Так была впервые открыта новая планета — Уран, и скоро Пьер Симон Лаплас вычислил её орбиту, так что можно было предсказать её движение на много лет вперёд.

Но прошло ещё полвека, и оказалось, что Уран отклоняется от этой орбиты! Адамс в Англии и Леверье во Франции независимо друг от друга предположили, что это ещё одна неизвестная планета притягивает его и «сбивает с пути». Они вычислили, где искать эту невидимку, но Адамс и вычислил не так точно, и не настаивал на своих результатах. А Леверье, который сам астрономом не был, ходил от одного наблюдателя к другому, уговаривая проверить то место на небе, которое он укажет. И в конце концов Галле, у которого была недавно нарисованная карта этого участка неба, взялся сравнить её с тем, что видно в телескоп — и в первый же час нашёл сдвинувшуюся с места «звезду». Это и был Нептун — первая планета, которую сначала предсказали теоретически и только потом нашли. Оказывается, и Нептун люди видели раньше — сам Галилей несколько раз наблюдал его в свой телескоп! — но тоже не заметили, что это планета, а не звезда.

По сравнению с Юпитером и Сатурном Уран и Нептун какие-то «гиганты-маломерки». Это потому, что газа им там, вдали от Солнца, не хватило — пока они неспешно набирали массу, весь газ «расхватали» другие планеты-гиганты, а остатки разлетелись вдаль. Так что водорода и гелия на Уране и Нептуне всего процентов 10–20, что составляет 1–2 массы Земли — а не 200 или 80, как на Юпитере или Сатурне. Зато на них вполне хватило льда — похоже, тут им ещё Юпитер помог, «подбрасывая куски» из более близкой к центру и густо заполненной области. (Юпитер ведь уже тогда хулиганил и разбрасывал всё куда попало.) Причём лёд не только обычный, водяной, но и аммиачный (NH3), и метановый (CH4). Так что их иногда называют ледяными гигантами. Но тут надо иметь в виду, что термин этот обманчив: какой уж там лёд при таком давлении и при температуре внутри планеты несколько тысяч градусов! Это не лёд, а то, во что он давно превратился со времени падения на протопланету — очень горячая и очень плотная жидкость, похожая на земную магму, только состоящая из более лёгких молекул, которая плавно — как и на «водородных» гигантах — переходит в газ по мере приближения к поверхности.

Итак, ядро этих планет (из смеси металла и камня, а не металлическое, как на Земле, и не из металлического водорода, как на Юпитере и Сатурне) составляет по разным оценкам от 0,5 до 3 масс Земли и занимает место от центра до 1/5 радиуса, атмосфера из водорода и гелия — ещё 0,5–1,5 массы Земли и ту же 1/5 радиуса, но с внешнего края; всё остальное — мантия из «льдов». Голубой цвет обеих планет объясняется, как предполагают, присутствием в верхнем слое атмосферы примеси метана, который поглощает красные и отражает синие солнечные лучи.

Но между Ураном и Нептуном есть и различия. Главное — это направление вращения. В отличие от «нормально», то есть слегка наклонённого Нептуна, Уран «ходит лёжа на боку»: его ось вращения лежит почти ровно в плоскости орбиты. Поэтому практически на всей планете полгода (то есть 42 наших года!) длится полярный день и полгода — полярная ночь (почему так — см. «Квантик» № 6 и № 7 за 2016 год). От такого равномерного и постепенного прогрева и охлаждения погода на Уране очень скучная: ни штормов, ни ураганов, ни даже разноцветных полос вдоль экватора. .. Когда там пролетал «Вояджер-2» — единственный до сих пор космический аппарат, приближавшийся к Урану и Нептуну, — был как раз разгар полярного лета, и ему не удалось увидеть ничего интересного. Лишь весной и осенью там хоть что-то происходит: вот недавно (равноденствие как раз только что прошло) появилось яркое облачное колечко (см. фото) и хоть какие-то пятна-вихри.

Отчего же ось Урана так наклонилась? Никто не знает. Ведь в облаке, из которого образовались планеты, всё крутилось вокруг Солнца в одну и ту же сторону — против часовой стрелки. Вот и растущие в нём комки-планеты закручивались так же. А Уран (и ещё Венера) — нет. Как всегда в таких случаях, «ищут виноватого»: может, Уран столкнулся с чем-нибудь крупным, и это — последствия соударения. Но Венера после такого удара почти перестала вращаться, а Уран крутится быстро, только не в той плоскости. Непонятно, когда он мог так покалечиться: если это случилось, когда Уран сам ещё был небольшим, то при дальнейшем наборе массы он должен был сильно замедлить вращение — ведь всё, что на него падало, вращалось не так, как он. А если это случилось поздно, когда Уран уже был большим, то какой же это гигант должен был в него врезаться?!

А ещё Уран — самая холодная планета, холоднее даже Нептуна, который на треть дальше от Солнца: температура на поверхности опускается до 50 градусов Кельвина (примерно −225°C). И в центре, как думают астрономы, она тоже ниже, чем у всех планет-гигантов: всего 5000 К. (Да, это почти как на краю Солнца — там 6000 К. Но не думайте, что это очень много — на Сатурне, например, температура внутри достигает 12 тысяч градусов.) Даже Нептун внутри горячее: он излучает в космос в 2,5 раза больше тепла, чем получает от Солнца. Откуда берётся излишек? Может, от распада радиоактивных элементов, а может, от просачивания более тяжёлых атомов гелия в водородной атмосфере вниз, поближе к ядру. (На Юпитере и Сатурне гелий уже давно «утонул», а на Уране и Нептуне — нет.) Уран же излучает ровно столько же, сколько получил, не добавляя ни на грош своей энергии.

Почему так? Тоже неизвестно. Одни говорят, что опять виновато то столкновение, которое повернуло Уранову ось — из-за него и тепло растратилось, и Уран раньше срока остыл. Другие считают, что с Ураном-то всё в порядке, это Нептун слишком горячий для такого расстояния от Солнца — из-за большого спутника, Тритона, который «теребит» его приливными силами. Если так, то лишняя энергия «отбирается» у Тритона, орбита которого постепенно опускается всё ниже.

Что ещё у этих двух планет разное — это спутники. У Урана спутники, в общем-то, мелкие, все вместе они весят меньше половины одного нептуновского Тритона, не говоря уж о нашей Луне. Но всё-таки пять из них имеют сферическую форму. Почти все спутники (кроме совсем мелких булыжников вдали от планеты) вращаются в плоскости экватора Урана — значит, они, скорее всего, образовались вокруг него, и уже после «катастрофы» (а возможно, и благодаря ей — из появившегося в результате стройматериала). Все крупные спутники Урана состоят из смеси льда (водного, сухого и аммиачного) и камня — примерно поровну. Вероятно, они были раньше разогреты и «переплавились», так что камень опустился вниз, а лёд поднялся к поверхности. Посредине между тем и другим мог быть океан из воды, подогреваемый приливами, как у спутников Юпитера и Сатурна. У спутников поменьше он давно замёрз, а у Титании и Оберона — двух самых больших — мог сохраниться и по сей день. Правда, всё равно температура такой «воды» ненамного выше −100°C (!) — замёрзнуть ей мешает большое давление (сверху ведь толстый ледяной панцирь) и добавки-«незамерзайки» — аммиак и разные соли.

Все пять крупных спутников ужасно исцарапаны — покрыты гигантскими глубокими каньонами длиной сотни километров, шириной до 50 км и глубиной до 5 км. Самый большой каньон на Титании тянется от её экватора почти до самого полюса (1500 км). Предполагают, что эти каньоны — огромные трещины в ледяной коре — образовались при постепенном замерзании подлёдного океана: ведь вода при замерзании не сжимается (как большинство веществ), а расширяется. Каждый новый слой льда «распирал» ледяную кору и разламывал её — это похоже на образование эскарпов Меркурия, только там кора проваливалась внутрь, а тут — выталкивалась наружу. Возможно, при этом немного воды выливалось наружу и затем заливало дно трещин.

Совсем непохожи на них спутники Нептуна. Они, правда, совсем мало изучены — но и так уже видно, что один только Тритон имеет сферическую форму. Остальные — бесформенные глыбы, хотя по крайней мере два из них могли бы, судя по массе, быть шарообразными. Очевидно, они никогда не нагревались — иначе уж точно «переплавились» бы в шарики. Непохоже, чтобы эти спутники образовались вместе с планетой — видимо, они все захвачены позже.

Тритон раза в 3–4 легче Луны, занимает 7-е место по массе среди спутников. По размерам он больше Плутона, недавно лишённого звания планеты, да и по другим параметрам похож на него. При этом он — единственный из крупных спутников, который вращается вокруг своей планеты «не в ту сторону» и по сильно наклонённой орбите. И это при том, что период обращения вокруг Нептуна — всего 6 часов, то есть орбита очень низкая! Не иначе Тритон, как и остальные нептуновы спутники, не родился в этих местах, а был захвачен. Откуда же Нептун ухитрился раздобыть такого большого вассала? Из пояса Койпера.

Планет всего 8, а ещё лет десять назад говорили — 9: Плутон «разжаловали» в карликовые планеты. Дело в том, что за орбитой Нептуна обнаружили целую кучу небольших планеток, и некоторые из которых по размеру и массе очень похожи на Плутон. Чтобы не объявлять их всех планетами, пришлось придумать для них отдельную категорию — карликовые планеты. Скопление карликовых планет и малых тел за орбитой Нептуна, на расстояниях 30–50 а. е., называется поясом Койпера, по аналогии с поясом астероидов. Кстати, крупнейшее тело из пояса астероидов — Цереру — тоже перевели из астероидов в разряд карликовых планет. И, как Юпитер в поясе астероидов, Нептун наводит свои порядки в поясе Койпера, возмущая и раскачивая орбиты одних планеток и стабилизируя орбиты других. Чуть ли не весь пояс Койпера находится с ним в резонансе: например, периоды обращения Нептуна и Плутона относятся как 2:3. Их орбиты почти пересекаются, но они никогда не столкнутся именно из-за резонанса.

Возвращаясь к Тритону, заметим, что Нептун уже успел «воспитать» его — вращается Тритон синхронно (всё время «смотрит» на планету одной стороной). Замечательно, что его орбита — идеальный круг. Очевидно, раньше она была вытянутой (хотя и неизвестно, насколько), и на её «выравнивание» приливными силами пришлось затратить довольно много энергии. Эта энергия, переходя в тепло, нагревала Тритон, и до сих пор на нём действуют криовулканы, которые вместо горячей магмы извергают жидкий азот. Возможно, что под поверхностью до сих пор осталась незамёрзшая жидкость (вода с аммиаком при −100°C). При этом на поверхности Тритона до того холодно (−235°C), что азот, который в земных условиях — только газ, там может даже выпадать в виде снега.

И Уран, и Нептун окружены кольцами, но кольца эти слабые и состоят из тёмных частиц — вид совсем не тот, что у Сатурна. По тому, какие они тонкие и какие широкие между ними промежутки (см. фото) похоже, что это останки совсем недавно разрушенных приливными силами маленьких спутников.

Вот и подошло к концу наше путешествие по восьми большим планетам Солнечной системы и их лунам. Но секреты и загадки Солнечной системы на этом, конечно, не кончаются…

Художник Мария Усеинова

Планета Нептун – загадка на окраине Солнечной системы

Планета Нептун — обитатель окраины нашей солнечной системы, максимальное удаление от Солнца и едва начатые исследования обеспечили Нептуну славу самой загадочной планеты нашей системы. Даже обнаружили ее не путем визуального наблюдения. Сначала астрономы высчитали орбиту и местонахождение теоретически. А ведь Нептун никак не назовешь «малышом» — это четвертая по величине диаметра и третья по массе планета. И это самая голубая в Солнечной системе планета, что обусловлено большим содержанием в атмосфере метана в соединении с неизвестным пока веществом. Учитывая еще и крайне неспокойный климат, частые и мощные бури, то название планеты очень характерно. Нептун — грозный и непредсказуемый бог таинственных морских глубин. Тайны и невероятные факты стали его фирменным знаком.

Орбита небесного тела является наиболее длинной. Полностью планета проделывает полный оборот вокруг светила за 164,79 земных лет. Такая неторопливость и сбила с толку великого Галилео Галилея, который впервые наблюдал небесное тело в 1612 году. Он счел его неподвижной звездой. Что и стоило ему славы первооткрывателя, а встреча с Нептуном задержалась почти на двести лет.

В 1821 году исследователь Урана Алексис Бувар обновлял астрономические таблицы его орбиты. Стало понятно, что имеются странные аномалии, вызвать которые могло только другое небесное тело, скорее всего — планета. Но более подробно к этому вопросу ученые не возвращались еще более 20-ти лет. В 1843 году английский астроном Джон Куч Адамс смог вычислить орбиту гипотетически существующей планеты. Его расчеты причин изменений орбиты Урана были отправлены королевскому астроному, но углубляться в новые исследования никто не стал.

Чуть позже расчеты произвел Урбен Леверье. Парижские коллеги не поддержали его. И только в июне 1846 года удалось убедить директора обсерватории в Кембридже начать поиски математически рассчитанной планеты. Два месяца велись наблюдения, но обработку результатов отложили, поэтому планету так и не идентифицировали.

В сентябре 1846 года Леверье обратился к берлинским астрономам. Ему помог студент, Генрих д’Арре, предложив сравнить карту Лаверье с актуальным небом. Только так можно было подтвердить движение небесного тела. Догадка подтвердилась при первом же наблюдении. Сам директор обсерватории Иоганн Энке Галле лично присутствовал при наблюдениях, убеждаясь — это действительно неизвестная ранее планета. Открытие Нептуна зарегистрировано 23 сентября 1846 года.

Британские и французские ученые еще долго оспаривали пальму первенства открытия Нептуна. В конце-концов решили поделить это право между Адамсом и Леверье. Но уже в 20-ом веке в архиве Гринвичской обсерватории нашлись документы, которые позволили историкам оспорить заслуги Адамса. Его расчеты были приблизительными, а отказ от дальнейших исследований позволяет назвать притязания британцев на равные права в открытии Нептуна настоящим воровством.

Сначала планета вообще не имела названия, ее упоминали как «внешняя планета», «следующая за Ураном» либо просто как «планета Леверье». Галле, предложил назвать открытое небесное тело Янусом, английские астрономы — Океаном. Имя бога морей было предложено самим Леверье, хотя надеялся, что предпочтение отдадут «планете Леверье». Но такой вариант поддерживался только во Франции. Остальной научный мир единодушно присвоил планете имя «Нептун».

В астрономии Нептун обозначается символом — это стилизованный трезубец повелителя морей.

Почти все известные данные о планете базируются на наблюдении через телескопы и данных астрономического зонда «Вояджер-2». Невооруженным глазом увидеть Нептун невозможно.

Планета относится к газовым гигантам, занимая среди них последнее, четвертое место. Но по плотности он лидер — 1,638 гр/см3. Радиус его в четыре раза больше земного и составляет 25000км. По общепринятой гипотезе планета представляет собой гигантский шар изо льда, скальных пород и газа. Лед, покрывающий Нептун, по массе в 17 раз превосходит массу Земли.

По строению предполагают его близким к Урану, это трехслойный сфероид. Поверхности, аналогичной земной или марсианской, Нептун не имеет. Изнутри раскален, снаружи очень холодный. По другой теории мантия ядра планеты составляет раскаленная алмазная жидкость. Внутренняя мантия — водный аммиак с метановым льдом. Ядро состоит в основном из железа и никеля.

Радиотелескоп «Хаббл» позволил определить, что атмосфера Нептуна имеет примерно 80% водорода, 19% гелия и 1% метана. Поэтому с Земли Нептун видится ярко-голубым. По яркости окраски он превосходит даже Уран, имеющего гораздо больше метана в атмосфере. Ученые предполагают, что метан Нептуна находится в соединении с неизвестным веществом. Облака вращаются в противоположную сторону от вращения самого небесного тела.

Планета слишком далека от Солнца, поэтому верхние слои атмосферы держится на уровне -221°С. При этом Нептун излучает тепла больше, чем получает от нашей звезды, почти в 2,5 раза.

По некоторым данным ядро Нептуна — второе Солнце, поэтому нагревается сердце планеты до +7000°С. Такие перепады температуры порождают невиданные по масштабам шторма.

Атмосфера Нептуна имеет широтные полосы. Все они крайне беспокойные — бури здесь обычное явление. В некоторых широтах ветер достигает скорости 600 км/сек. Бури (или «темные пятна») были зафиксированы «Вояджером-2». Он же передал данные об особо мощных ураганах, ветер в центре которых достигал 2100 км/сек. По масштабам они равны Большому красному пятну Юпитера, только длятся всего по несколько месяцев. Вихревые антициклоны появляются и в тропосфере (Большие и Малые темные пятна). Довольно часты здесь и всполохи северного сияния.

Необычным явлением на восьмой планете являются «белые шторма», которые называются «Скутер». Они намного меньше темных пятен, существуют еще более короткий период времени. Предполагают, что это своеобразные ливневые системы.

Как уже говорилось, из-за самой протяженной орбиты нептунианский год длится 164,79 земных лет. В июле 2011 года как раз завершился один виток планеты вокруг светила.

Другие параметры планеты также удивительны и непонятны:

  • Ее ось наклонена всего на 28,32°, это довольно близко к показателю Земли. И, хотя он так далеко от Солнца», на нем имеется четко выраженная смена времен года. Происходит она один раз в 40 лет. Объяснить такую выраженную сезонность у самой отдаленной планеты ученые пока не могут
  • Удивительна и скорость вращения Нептуна вокруг своей оси. Полный оборот происходит за 16 часов. Это выше показателей «земной группы». Ночь при этом более продолжительна, чем день
  • Орбита восьмой планеты максимально близка по форме к кругу. Это объясняется тем, что эксцентриситет ее орбиты (0,0097) второй наименьший после Венеры. По этой орбите Нептун летит со второй космической скоростью (23,5 км/сек)
  • Гравитация Нептуна также близка к Земной (11,15 м/сек2).

Как все известные газовые гиганты, Нептун имеет много спутников. На сегодняшний день их обнаружено тринадцать. Первый, самый крупный, Тритон, был обнаружен спустя год после открытия самого Нептуна. Но следующие спутники разглядели только в 20-том веке. Все они получили названия согласно именам мифологической свиты Нептуна.

Тритон достоин отдельного упоминания. Ученые не без основания считают, что это скорее всего бывшая карликовая планета, попавшая в зону гравитации Нептуна. Об этом говорит ретроградное (обратное) движение спутника по сравнению с другими. Он единственный из спутников имеет форму шара. Это настоящий мир льда, самое холодное место Солнечной системы, где температура опускается ниже -235°С. Сквозь лед на его поверхности постоянно происходят выбросы пыли и азота. Через несколько сотен миллионов лет Тритон притянется к Нептуну, разобьётся о его поверхность в пыль и станет еще одним кольцом.

Сегодня таких колец обнаружено шесть. Впервые их достоверно разглядели в 70-ых годах прошлого века. Им присвоили имена астрономов, который участвовал в открытии Нептуна — Леверье, Лассел, Галле, Аламс и Араго. Основными считают кольца Леверье, Адамса и Галле. Кольца Нептуна не столь явно выражены, поэтому их полноценное строение с помощью снимков с «Вояджера-2» в 1989 году. Кольца Нептуна содержат различный лед и углеродные частицы.

До момента сближения «Вояджера-2» с орбитой Нептуна данных о планете практически не было. В августе 1989 году аппарат облетел планету, сделав серию снимков. Именно зонд помог обнаружить необычные особенности Тритона. Основной задачей аппарата было изучение магнитного поля планеты, наблюдение за спутниками, атмосферными явлениями, движением Нептуна по орбите.

Было выяснено, что ось планеты относительно магнитного поля имеет наклон в 47°, поэтому возникают колебания. По силе это магнитное поле в 27 раз сильнее земного. При движении полюса как бы описывают конусы.

Исследования затруднялись огромным расстоянием. Сигнал от аппарата достигал Земли только через четыре часа. Но великолепные снимки и данные о составе атмосферы сделали двенадцатилетнюю миссию «Вояджера-2» самой успешной в 20-ом веке.

Запуск спектрального телескопа «Хаббл» дали новые сведения о химическом составе атмосферы и о процессах в ней. Но следующие исследования пока откладывались. Новый зонд планируется запустить не ранее 20-тых годов нынешнего столетия. По предварительным данным этот посланец Земли будет возле Нептуна не ранее 2030-3035 года. Новая миссия должна изучить окраинные планеты и ближайшие районы космоса.

Открытие Нептуна увеличило размер нашей системы почти в два раза. Солнечному свету требуется 4 часа 40 минут, чтобы коснуться верхних слоев нептунианской атмосферы.

Нептун вообще может претендовать на звание «Самой необычной планеты», по многим параметрам. Но есть несколько действительно уникальных фактов:

  • некоторые объекты Солнечной, системы из числа недавно обнаруженных, резонируют с Нептуном;
  • в честь планеты назван химический элемент нептуний, внесенный в периодическую таблицу под номером 93 в 1948 году;
  • некоторый период Нептун перестал считаться самой дальней планетой. Это произошло после открытия Плутона, но в 2006 году было принято новое толкование термина «планета», согласно которому Плутон перешел в разряд карликовых. После этого Нептун вновь стал последней планетой нашей системы;
  • не так давно на поверхности обнаружена «горячая точка», где температура выше на 10 градусов. Метан в ней испаряется в атмосферу намного быстрее. Объяснить ее образование ученые пока не в силах;
  • «Вояджер-2» обнаружил на поверхности криореки;
  • Тритон единственная луна в Солнечной системе, которая холоднее планеты-хозяина.

Представления о Нептуне еще полвека назад сильно отличались от сегодняшних. Расхождения были незначительными, но для астрономии расхождение даже в 50 минут в оценке периода вращения вокруг своей оси имеют огромное значение. «Вояджер-2» изменил представление о магнитном поле Нептуна. Возможно, в будущем земляне смогут узнать о космическом «морском боге» намного больше. Пока Нептун не спешит открывать человеку свои тайны.

Какой размер у планеты Нептун? Сравнение с Землей — SunPlanets.info

Нептун принято относить к классу планет-гигантов. И его размеры, по сравнению с габаритами Земли, действительно велики.

Радиус Нептуна непостоянен и зависит от того, в какой точке планеты он измеряется. На экваторе его величина достигает 24764 км, а на полюсах он сокращается до 24341 км. В среднем же нептунианский радиус оценивается в 24622 км. Это значит, что Нептун превосходит Землю по этому показателю примерно в 4 раза, ведь радиус Земли составляет только 6371 км.

Ещё значительней превосходство Нептуна по площади поверхности. У гиганта она равна 7,64 млрд кв. км. То есть она больше земной поверхности почти в 15 раз.

Объем Нептуна оценивается в 62 трлн куб. км. Земля занимает в пространстве в 58 раз меньше места. Однако Нептун состоит в основном из очень легких веществ – ледяного льда, аммиака, водорода, гелия. Поэтому его плотность существенно ниже, что несколько сглаживает разрыв между Землей и Нептуном в массе. Нептунианская масса составляет около 1,02•1026 кг, что составляет 17,1 земных масс.

Хотя Нептун и кажется огромным, на самом деле он является лишь четвертой по размеру планетой в Солнечной системе. Юпитер, Сатурн и Уран превосходят его по радиусу, а значит, также и по объему и площади. При этом Нептун несколько тяжелее Урана, так как имеет большую плотность.

Несмотря на большой размер, Нептун является единственной планетой Солнечной системы, которую невозможно разглядеть невооруженным взглядом. Даже после изобретения телескопа в начале XVII в. астрономы в течение более двух веков не обнаруживали его на небе. Лишь сложные расчеты, связанные с орбитой Урана, подсказали ученым, где именно в Солнечной системе может находиться ещё одна планета. Связана же тусклость Нептуна с тем, что он находится невероятно далеко от Земли, на расстоянии в 4.5 млрд км от нас.

Список использованных источников

• https://ru.wikipedia.org/wiki/Нептун
• https://v-kosmose.com/planeta-neptun-interesnyie-faktyi-i-osobennosti/razmeryi/

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями

Интересные факты о планете Нептун

Нептун – самая удаленная от Солнца планета нашей системы. И именно ему принадлежит первое место по медлительности обращения вокруг звезды. Открытый в 1846 году, он описал с того момента полный круг только к 2011-му.

 Плотность его выше, чем у остальных планет, относящихся к гигантам. По мнению астрономов, 2/3 его массы приходится на мантию с ледяными образованиями.

 Самая отдаленная планета считается также и самой ветреной. Местным ураганам ничего не стоит «разогнаться» до скорости 2100 км/ч. Одной из возможных причин сильного движения атмосферы называют имеющиеся у Нептуна внутренние источники тепла.

 Насыщенный синий цвет Нептуна формируется за счет метана, который поглощает идущие от Солнца красные лучи, а после отражает их уже как синие.

 Еще одна особенность – в неоднородности его магнитного поля. Если в северном полушарии планеты оно составляет порядка одной десятой гаусса, в южном достигает одного гаусса. Это связано с наклоном оси планеты к оси вращения под углом 46 градусов и с ее одновременным смещением от центра. Предполагается, что источником магнитного поля становится не ядро, а мантия, насыщенная аммиаком.

 Особенности магнитного поля планеты стали известны после обработки данных, полученных «Вояджером-2». Этот же зонд разглядел на ней полярные сияния, аналогичные нашим, но не такие отчетливые. Аппарат НАСА – пока единственный беспилотный исследователь, пролетевший неподалеку от Нептуна, на расстоянии 3000 километров. В настоящее время американское управление по аэронавтике работает над проектом Neptune Orbiter — по запуску к орбите самой удаленной планеты еще одного зонда. Однако точные сроки его отправки до сих пор неясны, и вообще в НАСА считают более приоритетным направлением исследование Урана.

 Нептун – еще одна планета с кольцами, хотя по отчетливости его кольцевая система намного меньше той, которую можно наблюдать у Сатурна.

 Время от времени в его атмосфере можно наблюдать темные пятна, которые появляются, а затем исчезают. Такой эффект связан с циклонической активностью.

 Несмотря на наибольшую удаленность планеты от Солнца, на ней не так холодно, как предполагалось вначале: средняя температура там составляет -220 градусов по Цельсию. И это еще одно доказательство того, что у Нептуна есть собственные резервные источники тепла.

 Нептун имеет самую правильную, приближенную к почти к идеальной окружности, орбиту обращения вокруг звезды по сравнению с другими планетами.

 От Солнца планету отделяют три десятка астрономических единиц, а это 4,5 миллиарда км.

 Спутники Нептуна до конца не изучены. Пока их открыто 13. Самым крупным считается Тритон, по массе практически равный остальным 12. Уильям Лассел обнаружил его спустя полмесяца после того как научный мир узнал о новой планете. Будущее Тритона предопределено: он медленно, но верно приближается к планете и когда-нибудь разрушится. А его остатки сформируют внушительное кольцо, которое окажется даже более ярким, чем кольца Сатурна.

 Тритон как спутник Нептуна интересен не только астрономам, но и любителям мифологии. Все обнаруженные на нем географические объекты носят название водяных существ, живущих в мифах и легендах разных народов мира. Из славянской мифологии там можно обнаружить Водяного и Кикимору. Первое имя дано кратеру, второе – темному пятну.

 В 1930 году, когда астрономы открыли Плутон, Нептун временно потерял звание самой дальней планеты нашей системы. Но в 2006-м, когда о Плутоне в научном мире стали говорить как о карликовой планете, снова стал «крайним».

 Масса Нептуна превышает массу нашей планеты более чем в 17 раз.


Автор: Bill4iam


Нептун | Планета, Луны, Кольца, Температура, Масса, Диаметр и Факты

Нептун , третья по величине планета Солнечной системы и восьмая и самая удаленная от Солнца планета. Из-за большого расстояния от Земли его нельзя увидеть невооруженным глазом. В небольшой телескоп он выглядит как крошечный слабый сине-зеленый диск. Обозначается символом ♆.

облаков в атмосфере Нептуна

Облака в атмосфере Нептуна, сфотографированные космическим аппаратом Вояджер-2 в августе 1989 года.Вид из-под экватора планеты, север — вверх. Большое темное пятно (в центре слева) составляет 13 000 км (8 100 миль) — около диаметра Земли — в ее большем измерении. Его сопровождают яркие тонкие облака, которые, как считается, состоят из кристаллов льда из метана. На более высоких южных широтах находится меньшее темное пятно в форме глаза со светлой сердцевиной (внизу слева). Прямо над этим пятном находится яркое облако, получившее название Скутер. Было замечено, что каждая из этих облачных частей движется на восток, но с разной скоростью, причем Большое темное пятно движется медленнее всего.

НАСА / Лаборатория реактивного движения

Британская викторина

Можете ли вы сопоставить Луну с ее планетой? Викторина

Вы можете быть экспертом по Луне Земли. Но что вы знаете о лунах других планет? Проверьте свои знания, сопоставив луну с ее планетой в этой викторине.

Нептун назван в честь римского бога моря, которого отождествляют с греческим божеством Посейдоном, сыном титана Кроноса (римского бога Сатурна) и брата Зевса (римского бога Юпитера).Это вторая планета, обнаруженная с помощью телескопа. Его открытие в 1846 году было замечательным сочетанием применения твердой ньютоновской физики и веры в нумерологическую схему, которая позже оказалась научно необоснованной ( см. Ниже открытие Нептуна). Орбита Нептуна почти идеально круглая; в результате его расстояние от Солнца сравнительно мало меняется в течение почти 164-летнего периода обращения. Хотя среднее расстояние карликовой планеты Плутон от Солнца больше, чем у Нептуна, ее орбита настолько эксцентрична (вытянута), что в течение примерно 20 лет каждого обращения Плутон на самом деле оказывается ближе к Солнцу, чем Нептун.

Планетарные данные для Нептуна
* Время, необходимое планете, чтобы вернуться в то же положение на небе относительно Солнца, как если бы она была видна с Земли.
** Рассчитано для высоты, на которой создается атмосферное давление 1 бар.
среднее расстояние от Солнца 4 498 396 000 км (30.1 AU)
эксцентриситет орбиты 0,0086
наклон орбиты к эклиптике 1,77 °
Нептуновый год (сидерический период революции) 164,79 земных лет
визуальная величина при среднем противостоянии 7.8
средний синодический период * 367,49 земных суток
средняя орбитальная скорость 5.43 км / сек
экваториальный радиус ** 24.764 км
полярный радиус ** 24,340 км
масса 1.02 × 10 26 кг
средняя плотность 1,64 г / см 3
сила тяжести** 1115 см / сек 2
убегающая скорость ** 23,6 км / сек
период вращения (магнитное поле) 16 часов 7 минут
наклон экватора к орбите 28.3 °
напряженность магнитного поля на экваторе (средняя) 0,14 гаусс
угол наклона магнитной оси 46,8 °
смещение магнитной оси 0,55 радиуса Нептуна
количество известных лун 14
планетарная кольцевая система 6 колец, 1 из которых содержит несколько дуг

Нептун почти в четыре раза больше Земли, но немного меньше Урана, что делает его самым маленьким по диаметру из четырех планет-гигантов, или планет-гигантов.Однако он массивнее Урана, а его плотность примерно на 25 процентов выше. Как и другие планеты-гиганты, Нептун состоит в основном из водорода, гелия, воды и других летучих соединений, а также каменистого материала и не имеет твердой поверхности. Он получает вдвое меньше солнечного света, чем Уран, но тепло, выходящее из его внутренней части, делает Нептун немного теплее Урана. Выделяемое тепло также может быть причиной шторма в атмосфере Нептуна, который демонстрирует самые быстрые ветры, наблюдаемые на любой планете Солнечной системы.

Станьте свидетелем прибытия «Вояджера-2» к Нептуну после 12-летнего путешествия 25 августа 1989 г.

«Вояджер-2» прибывает к Нептуну после 12-летнего путешествия, 25 августа 1989 г.

НАСА / Лаборатория реактивного движения Просмотреть все видео для этой статьи

Нептун имеет 14 спутников (естественных спутников), только два из которых были обнаружены до того, как космический корабль «Вояджер-2» пролетел мимо планеты в 1989 году, и систему колец, которая не была подтверждена до визита «Вояджера». Как и в случае с Ураном, большая часть того, что астрономы знают о Нептуне, включая период его вращения, а также существование и характеристики его магнитного поля и магнитосферы, была получена в результате единственного столкновения с космическим кораблем.В последние годы новые знания о системе Нептуна появились в результате достижений в технологии наземных наблюдений.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Нептун


2

Астрономы нашли «Запрещенную» планету в «Нептуновой пустыне» вокруг ее звезды

28 мая 2019 г. — Экзопланета размером меньше Нептуна с собственной атмосферой была обнаружена в районе, близком к ее звезде, где обычно не было бы планет размером с Нептун…


Таинственные орбиты в самых отдаленных уголках Солнечной системы, не вызванные «девятой планетой»

21 января 2019 г. — Странные орбиты некоторых объектов в самых отдаленных уголках нашей Солнечной системы, которые, по предположению некоторых астрономов, сформированы неизвестной девятой планетой, вместо этого можно объяснить совокупностью …


Нечетные тела, быстрые вращения удерживают космические кольца закрытыми

19 ноября 2018 г. — Забудьте о пастушьих лунах. Гравитация и необычные формы астероида Харикло и карликовой планеты Хаумеа — небольших объектов в глубине нашей солнечной системы — можно объяснить их формированием и поддержанием…


ALMA наблюдает за местами образования планет, подобных Солнечной системе

13 марта 2019 г. — Исследователи обнаружили места формирования планет вокруг молодой звезды, напоминающей наше Солнце. Два пылевых кольца вокруг звезды на расстояниях, сопоставимых с поясом астероидов и орбитой …


Обнаружено первое открытое ядро ​​планеты, позволяющее заглянуть в другие миры

1 июля 2020 г .— Уцелевшее ядро ​​газового гиганта было обнаружено на орбите далекой звезды, что дает беспрецедентный взгляд на внутреннее пространство…


Недавно обнаруженная экзопланета разрушила бывшего короля планетной системы Кеплер-88

29 апреля 2020 г. — Группа астрономов обнаружила планету, в три раза превышающую массу Юпитера в системе Кеплер-88. Команда обнаружила, что Kepler-88d — самая массивная из известных планет в этой системе, а не Kepler-88 …


TESS обнаруживает свою первую планету размером с Землю

15 апреля 2019 г. — В соседней системе находится первая планета размером с Землю, обнаруженная спутником НАСА для исследования транзитных экзопланет, а также теплый мир размером с Нептун.Эта веха устанавливает путь к …


Как могли образоваться спутники ледяной внешней Солнечной системы

25 июня 2019 г. — За орбитой планеты Нептун есть множество ледяных и каменистых маленьких тел, меньше планет, но больше комет. Вероятно, они образовались в то же время, что и Солнечная система, и …


Астрономы открывают третью планету в круговой системе Кеплер-47

16 апреля 2019 г. — Астрономы обнаружили третью планету в системе Кеплер-47, что закрепило за системой звание самого интересного из миров с двойными звездами.Использование данных из космоса НАСА Кеплер …


Динамические атмосферы Урана, Нептуна

7 февраля 2019 г. — Космический телескоп НАСА Хаббл обнаружил еще одну загадочную темную бурю на Нептуне и позволил по-новому взглянуть на долгоживущий шторм, кружащий над северным полярным регионом на …


Насколько сильна гравитация на других планетах?

Гравитация — это фундаментальная физическая сила, которую мы, земляне, склонны принимать как должное.Вы не можете нас винить. Развиваясь в течение миллиардов лет в окружающей среде Земли, мы привыкли жить с постоянным притяжением 1 g (или 9,8 м / с 2 ). Однако для тех, кто побывал в космосе или ступил на Луну, гравитация — очень незначительная и драгоценная вещь.

По сути, гравитация зависит от массы, где все вещи — от звезд, планет и галактик до света и субатомных частиц — притягиваются друг к другу.В зависимости от размера, массы и плотности объекта сила тяжести, которую он оказывает, варьируется. Что касается планет нашей солнечной системы, которые различаются по размеру и массе, сила гравитации на их поверхности значительно различается.

Например, сила тяжести Земли, как уже отмечалось, эквивалентна 9,80665 м / с 2 (или 32,174 фут / с 2 ). Это означает, что объект, если держать его над землей и отпустить, будет ускоряться к поверхности со скоростью около 9.8 метров за каждую секунду свободного падения. Это стандарт для измерения силы тяжести на других планетах, которая также выражается в одной g.

В соответствии с законом всемирного тяготения Исаака Ньютона, гравитационное притяжение между двумя телами можно математически выразить как F = G (m 1 m 2 / r 2 ), где F — сила, m1 и m2 — массы взаимодействующих объектов, r — расстояние между центрами масс, G — гравитационная постоянная (6.674 × 10 -11 Н м 2 / кг 2 ).

Исходя из их размеров и масс, сила тяжести на другой планете часто выражается в единицах g, а также в единицах ускорения свободного падения. Итак, как именно планеты нашей солнечной системы складываются с точки зрения их гравитации по сравнению с Землей? Как это:

Гравитация на Меркурии:

Со средним радиусом около 2440 км и массой 3.30 × 1023 кг, Меркурий примерно в 0,383 раза больше Земли и всего на 0,055 кг массивнее. Это делает Меркурий самой маленькой и наименее массивной планетой Солнечной системы. Однако благодаря своей высокой плотности — прочным 5,427 г / см3, что лишь немного ниже земных 5,514 г / см 3 — Меркурий имеет поверхностную гравитацию 3,7 м / с 2 , что эквивалентно 0,38. грамм.

Гравитация на Венере:

Венера во многом похожа на Землю, поэтому ее часто называют «двойником Земли».При среднем радиусе 4,6023 × 10 8 км 2 , массе 4,8675 × 10 24 кг и плотности 5,243 г / см 3 , Венера эквивалентна размеру 0,9499 Земли, в 0,815 раза больше. такой же массивный и примерно в 0,95 раза плотнее. Поэтому неудивительно, почему гравитация на Венере очень близка к земной — 8,87 м / с 2 , или 0,904 г.

Гравитация на Луне:

Это одно из астрономических объектов, где люди смогли лично испытать влияние пониженной гравитации.Согласно расчетам, основанным на ее среднем радиусе (1737 км), массе (7,3477 x 10 22 кг) и плотности (3,3464 г / см 3 ), а также миссиях, проведенных астронавтами Аполлона, поверхностная гравитация на Луне имеет равняется 1,62 м / с 2 , или 0,1654 г.

Гравитация на Марсе:

Марс также похож на Землю во многих ключевых отношениях. Однако, когда дело доходит до размеров, массы и плотности, Марс сравнительно невелик.Фактически, его средний радиус 3,389 км эквивалентен примерно 0,53 Земли, в то время как его масса (6,4171 × 10 23 кг) составляет всего 0,107 Земли. Между тем его плотность составляет около 0,71 земной, что составляет относительно скромные 3,93 г / см 3 . Из-за этого Марс в 0,38 раза больше силы тяжести Земли, что составляет 3,711 м / с 2 .

Гравитация на Юпитере:

Юпитер — самая большая и массивная планета Солнечной системы. Его средний радиус 69 911 ± 6 км составляет 10.В 97 раз больше Земли, а ее масса (1,8986 × 10 27 кг) эквивалентна 317,8 Земли. Но, будучи газовым гигантом, Юпитер по своей природе менее плотен, чем Земля и другие планеты земной группы, со средней плотностью 1,326 г / см 3 .

Аномалии силы тяжести на Меркурии — массовые концентрации (красный) указывают на подповерхностную структуру и эволюцию. Предоставлено: НАСА / Центр космических полетов Годдарда / Университет Джона Хопкинса / Вашингтонский институт Карнеги.

Более того, будучи газовым гигантом, Юпитер не имеет истинной поверхности.Если бы кто-то стоял на нем, они просто тонули бы, пока в конце концов не достигли бы его (теоретически обоснованного) твердого ядра. В результате поверхностная гравитация Юпитера (которая определяется как сила тяжести на вершинах облаков) составляет 24,79 м / с, или 2,528 г.

Гравитация на Сатурне:

Подобно Юпитеру, Сатурн — огромный газовый гигант, который значительно больше и массивнее Земли, но гораздо менее плотный. Короче говоря, его средний радиус составляет 58232 ± 6 км (9,13 Земли), а масса — 5,6846 × 10 26 кг (95.В 15 раз массивнее) и имеет плотность 0,687 г / см 3 . В результате его сила тяжести на поверхности (опять же, измеренная от вершины облаков) чуть больше земной, которая составляет 10,44 м / с 2 (или 1,065 г).

Mars Gravity Model 2011, показывающая вариации ускорения свободного падения над поверхностью Марса. Кредит: geodesy.curtin.edu.au

Гравитация на Уране:

Имея средний радиус 25 360 км и массу 8.68 × 10 25 кг, Уран примерно в 4 раза больше Земли и в 14,536 раза массивнее. Однако, как газовый гигант, его плотность (1,27 г / см 3 ) значительно ниже, чем у Земли. Отсюда и почему его поверхностная сила тяжести (измеренная от вершины облаков) немного слабее, чем у Земли — 8,69 м / с 2 , или 0,886 g.

Гравитация на Нептуне:

Нептун со средним радиусом 24 622 ± 19 км и массой 1,0243 × 10 26 кг является четвертой по величине планетой Солнечной системы.В целом, она в 3,86 раза больше Земли и в 17 раз массивнее. Но, будучи газовым гигантом, он имеет низкую плотность 1,638 г / см 3 . Все это соответствует силе тяжести на поверхности 11,15 м / с 2 (или 1,14 г), которая снова измеряется на вершинах облаков Нептуна.

В общем, гравитация здесь, в Солнечной системе, охватывает весь спектр: от 0,38 г на Меркурии и Марсе до мощных 2,528 г на облаках Юпитера. А на Луне, куда отваживались космонавты, это очень мягкий 0.1654 г, что позволило провести забавные эксперименты в условиях почти невесомости!

Понимание влияния невесомости на человеческое тело имеет важное значение для космических путешествий, особенно когда речь идет о длительных полетах на орбиту и на Международную космическую станцию. В ближайшие десятилетия знание того, как это моделировать, пригодится, когда мы начнем отправлять астронавтов в миссии в дальний космос.

И, конечно же, знание того, насколько он силен на других планетах, будет иметь важное значение для пилотируемых миссий (и, возможно, даже поселения) там.Учитывая, что человечество эволюционировало в среде с массой 1 г, знание того, как мы будем жить на планетах, обладающих лишь частью гравитации, может означать разницу между жизнью и смертью.


Насколько сильна гравитация на Марсе?

Ссылка : Насколько сильна гравитация на других планетах? (2016, 1 января) получено 25 апреля 2021 г. с https: // физ.org / news / 2016-01-strong-gravity-planets.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Астрономы говорят, что планета размером с Нептун скрывается за Плутоном | Наука

В солнечной системе появилась новая девятая планета.Сегодня двое ученых обнародовали доказательства того, что тело размером почти с Нептун — но еще невидимое — обращается вокруг Солнца каждые 15 000 лет. По их словам, во время зарождения Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад планета-гигант была выбита из области формирования планет рядом с Солнцем. Замедленная газом, планета перешла на далекую эллиптическую орбиту, где она скрывается до сих пор.

Это самое сильное заявление за многовековые поиски «Планеты X» за пределами Нептуна. Квест страдает надуманными заявлениями и даже откровенным шарлатанством.Но новое свидетельство поступило от пары уважаемых планетологов Константина Батыгина и Майка Брауна из Калифорнийского технологического института (Caltech) в Пасадене, которые подготовились к неизбежному скептицизму с подробным анализом орбит других далеких объектов и месяцами компьютерной работы. симуляции. «Если вы скажете:« У нас есть доказательства Планеты X », — почти любой астроном скажет:« Это снова? Эти парни явно сумасшедшие ». Я бы тоже», — говорит Браун. «Почему это по-другому? Это другое, потому что на этот раз мы правы.”

Майк Браун (слева) и Константин Батыгин.

ЛАНС ХАЯСИДА / CALTECH

Ученые со стороны говорят, что их расчеты складываются в сумме и выражают смесь осторожности и волнения по поводу результата. «Я не мог представить себе большего, если — и, конечно, это жирное« если »- если оно окажется правильным, — говорит Грегори Лафлин, планетолог из Калифорнийского университета (Калифорнийский университет) в Санта-Круз.«Что в этом захватывающего, так это то, что [планету] можно обнаружить».

Батыгин и Браун сделали вывод о его присутствии на основе своеобразного скопления шести ранее известных объектов, вращающихся вокруг Нептуна. Они говорят, что вероятность того, что кластеризация может быть случайной, составляет всего 0,007%, или примерно одну из 15 000. Вместо этого, говорят они, планета с массой 10 Землей вывела шесть объектов на их странные эллиптические орбиты, отклоненные от плоскости Солнечной системы.

Орбита предполагаемой планеты точно так же наклонена, а также растянута на расстояния, которые разрушат предыдущие представления о Солнечной системе.Его самый близкий подход к Солнцу в семь раз дальше, чем Нептун, или 200 астрономических единиц (а.е.). (AU — это расстояние между Землей и Солнцем, около 150 миллионов километров.) А Планета X может перемещаться на расстояние от 600 до 1200 а.е., далеко за пределами пояса Койпера, области небольших ледяных миров, которая начинается на краю Нептуна примерно в 30 метрах. AU.

Если Планета X находится где-то там, говорят Браун и Батыгин, астрономам следовало бы найти больше объектов на контрольных орбитах, сформированных притяжением скрытого гиганта. Но Браун знает, что никто по-настоящему не поверит в открытие, пока сама Планета X не появится в видоискателе телескопа.«Пока не будет прямого обнаружения, это будет гипотеза — даже потенциально очень хорошая гипотеза», — говорит он. У команды есть время на одном большом телескопе на Гавайях, который подходит для поиска, и они надеются, что другие астрономы присоединятся к охоте.

Убить Плутон было весело, но это на голову выше всего остального.

Майк Браун, Калифорнийский технологический институт

Батыгин и Браун опубликовали результат сегодня в The Astronomical Journal . Алессандро Морбиделли, специалист по планетной динамике из обсерватории Ниццы во Франции, выполнил рецензирование статьи.В своем заявлении он говорит, что Батыгин и Браун привели «очень веские аргументы» и что он «совершенно убежден в существовании далекой планеты».

Борьба за новую девятую планету — ироническая роль для Брауна; он более известен как убийца планет. Его открытие в 2005 году Эриды, удаленного ледяного мира почти такого же размера, как Плутон, показало, что то, что считалось самой удаленной планетой, было лишь одним из многих миров в поясе Койпера. Астрономы быстро переклассифицировали Плутон как карликовую планету — сага, которую Браун рассказал в своей книге « Как я убил Плутон ».

Теперь он присоединился к многовековым поискам новых планет. Его метод — вывод о существовании Планеты X по ее призрачным гравитационным эффектам — имеет достойную репутацию. Например, в 1846 году французский математик Урбен Леверье предсказал существование планеты-гиганта на основании отклонений орбиты Урана. Астрономы из Берлинской обсерватории обнаружили новую планету Нептун там, где она должна была быть, вызвав сенсацию в СМИ.

Продолжающаяся икота на орбите Урана заставила ученых подумать, что может быть еще одна планета, и в 1906 году Персиваль Лоуэлл, богатый магнат, начал поиск того, что он назвал «Планетой X», в своей новой обсерватории во Флагстаффе, штат Аризона.В 1930 году появился Плутон, но он был слишком мал, чтобы значимо тянуть за Уран. Более чем полвека спустя новые расчеты, основанные на измерениях космического корабля «Вояджер», показали, что орбиты Урана и Нептуна вполне подходят сами по себе: Планета X не нужна.

И все же очарование Планеты X сохранялось. Например, в 1980-х годах исследователи предположили, что невидимый коричневый карлик может вызывать периодические вымирания на Земле, вызывая выстрелы из комет. В 1990-х годах ученые использовали планету размером с Юпитер на краю Солнечной системы, чтобы объяснить происхождение некоторых необычных комет.Буквально в прошлом месяце исследователи заявили, что обнаружили слабое микроволновое свечение огромной скалистой планеты на расстоянии около 300 астрономических единиц от нас, используя массив тарелок телескопов в Чили, названный Большой миллиметровой решеткой Атакамы (ALMA). (Браун был одним из многих скептиков, отмечая, что из-за узкого поля зрения ALMA шансы найти такой объект исчезающе малы.)

Браун получил первое представление о своей нынешней добыче в 2003 году, когда он возглавил команду, которая нашла Седну, объект немного меньше, чем Эрида и Плутон.Необычная, обширная орбита Седны сделала ее самым удаленным известным объектом в Солнечной системе в то время. Его перигелий, или ближайшая точка к Солнцу, находился на 76 а.е., за поясом Койпера и далеко за пределами влияния гравитации Нептуна. Смысл был ясен: что-то массивное, далеко за пределами Нептуна, должно быть, вытащило Седну на ее далекую орбиту.

(ДАННЫЕ) JPL; БАТЫГИН И КОРИЧНЕВЫЙ / CALTECH; (ДИАГРАММА) А.CUADRA / НАУКА

Это нечто не обязательно должно быть планетой. Гравитационный толчок Седны мог исходить от проходящей звезды или от одного из множества других звездных яслей, окружавших зарождающееся Солнце во время формирования Солнечной системы.

С тех пор несколько других ледяных объектов оказались на схожих орбитах. Объединив Седну с пятью другими чудаками, Браун говорит, что исключил звезды как невидимое влияние: только планета может объяснить такие странные орбиты.Из трех своих главных открытий — Эрис, Седна и теперь, возможно, Планета X — Браун говорит, что последнее является наиболее сенсационным. «Убить Плутон было весело. «Найти Седну было интересно с научной точки зрения», — говорит он. «Но этот, это на голову выше всего остального».

Браун и Батыгин были практически избиты. В течение многих лет Седна была единственным ключом к разгадке волнений из-за Нептуна. Затем, в 2014 году, Скотт Шеппард и Чад Трухильо (бывший аспирант Брауна) опубликовали статью, описывающую открытие VP113, еще одного объекта, который никогда не приближается к Солнцу.Шеппард из Научного института Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, и Трухильо из обсерватории Близнецов на Гавайях хорошо осознавали последствия. Они начали исследовать орбиты двух объектов вместе с 10 другими чудаками. Они заметили, что в перигелии все подошли очень близко к плоскости солнечной системы, в которой вращается Земля, называемой эклиптикой. В своей статье Шеппард и Трухильо указали на своеобразное скопление и подняли вероятность того, что далекая большая планета загнала объекты около эклиптики.Но дальше на результат не стали настаивать.

Позже в том же году в Калтехе Батыгин и Браун начали обсуждение результатов. По словам Батыгина, построив орбиты далеких объектов, они поняли, что закономерность, которую заметили Шеппард и Трухильо, «это только половина дела». Не только объекты около эклиптики в перигелии, но и их перигелии были физически сгруппированы в пространстве (см. Диаграмму выше).

В течение следующего года дуэт тайно обсуждал узор и его значение.Это были легкие отношения, и их навыки дополняли друг друга. Батыгин, 29-летний гений компьютерного моделирования, поступил в колледж Калифорнийского университета в Санта-Круз, чтобы поиграть на пляже и поиграть в рок-группе. Но он оставил там свой след, моделируя судьбу Солнечной системы на протяжении миллиардов лет, показывая, что в редких случаях она была нестабильной: Меркурий может погрузиться в Солнце или столкнуться с Венерой. «Это было удивительное достижение для студента, — говорит Лафлин, работавший с ним в то время.

Браун, 50 лет, астроном-наблюдатель, обладающий талантом к драматическим открытиям и соответствующей уверенностью. На работу он носит шорты и сандалии, кладет ноги на стол, и его легкость маскирует напряженность и амбиции. У него есть программа, полностью настроенная на поиск Планеты X в данных с крупного телескопа, как только они станут общедоступными в конце этого года.

Их офисы находятся в нескольких дверях друг от друга. «У меня диван лучше, поэтому мы, как правило, больше разговариваем в моем офисе», — говорит Батыгин.«Мы склонны больше смотреть на данные у Майка». Они даже стали друзьями по упражнениям и обсуждали свои идеи, ожидая выхода в воду во время триатлона в Лос-Анджелесе, Калифорния, весной 2015 года.

Во-первых, они отсеяли дюжину объектов, изученных Шеппардом и Трухильо, до шести самых далеких — открытых в шести различных обзорах на шести разных телескопах. Это уменьшало вероятность того, что скопление могло быть вызвано смещением наблюдения, например, при наведении телескопа на определенную часть неба.

Батыгин начал заполнять свои модели солнечной системы планетами X разных размеров и орбит, чтобы увидеть, какая версия лучше всего объясняет траектории объектов. Некоторые запуски компьютера занимали месяцы. Появился предпочтительный размер Планеты X — от пяти до 15 масс Земли — а также предпочтительная орбита: сглаженная в космосе от шести небольших объектов, так что ее перигелий находится в том же направлении, что и афелий шести объектов, или самая дальняя точка. с Солнца. Орбиты шести пересекают орбиты Планеты X, но не тогда, когда большой хулиган находится поблизости и может их нарушить.Последнее прозрение произошло 2 месяца назад, когда моделирование Батыгина показало, что Планета X должна также моделировать орбиты объектов, которые падают в солнечную систему сверху и снизу, почти перпендикулярно эклиптике. «Это зажгло эти воспоминания», — говорит Браун. «Я видел эти объекты раньше». Оказывается, с 2002 года было обнаружено пять из этих объектов пояса Койпера с большим наклоном, и их происхождение в значительной степени необъяснимо. «Они не только там, но и точно в тех местах, которые мы предсказывали», — говорит Браун.«Именно тогда я понял, что это не просто интересная и хорошая идея — это действительно реально».

Шеппард, который вместе с Трухильо также подозревал наличие невидимой планеты, говорит Батыгин и Браун, «подняли наш результат на новый уровень. … Они глубоко погрузились в динамику, в чем мы с Чадом не очень хороши. Вот почему я считаю это захватывающим ».

Другие, например планетолог Дэйв Джуитт, открывший пояс Койпера, более осторожны. Вероятность 0,007% того, что кластеризация шести объектов является случайной, дает планете статистическую значимость 3.8 сигм — выше порога 3 сигма, который обычно требуется, чтобы к нему относиться серьезно, но меньше 5 сигм, которые иногда используются в таких областях, как физика элементарных частиц. Это беспокоит Джуитта, который раньше видел, как исчезает множество результатов трех сигм. По его словам, уменьшив количество объектов, исследованных Шеппардом и Трухильо, до шести для их анализа, Батыгин и Браун ослабили свои притязания. «Я опасаюсь, что обнаружение единственного нового объекта, не входящего в группу, разрушит все здание», — говорит Джуитт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.»Это игра в клюшки всего с шестью клюшками».

ИЗОБРАЖЕНИЯ: ОБЩИЕ ВИКИМЕДИА; НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех; A. CUADRA / SCIENCE ; НАСА / JHUAPL / SWRI; (ДИАГРАММА) A. CUADRA / SCIENCE

На первый взгляд, еще одна потенциальная проблема исходит от спутника NASA Widefield Infrared Survey Explorer (WISE), который выполнил обзор всего неба в поисках тепла коричневых карликов или планет-гигантов.Согласно исследованию 2013 года, проведенному Кевином Луманом, астрономом из Университета штата Пенсильвания в Юниверсити-парке, он исключил существование планеты размером с Сатурн или больше на расстоянии до 10 000 а.е. Но Лухман отмечает, что если Планета X будет размером с Нептун или меньше, как говорят Батыгин и Браун, WISE пропустил бы ее. Он говорит, что существует малая вероятность обнаружения в другом наборе данных WISE на более длинных волнах, чувствительных к более холодному излучению, которые были собраны для 20% неба. Луман сейчас анализирует эти данные.

Даже если Батыгин и Браун смогут убедить других астрономов в существовании Планеты X, они столкнутся с другой проблемой: объяснить, как она оказалась так далеко от Солнца. На таких расстояниях протопланетный диск из пыли и газа, вероятно, был слишком тонким, чтобы подпитывать рост планеты. И даже если бы Планета X действительно закрепилась как планетезималь, она бы двигалась по своей огромной ленивой орбите слишком медленно, чтобы собрать достаточно материала, чтобы стать гигантом.

Вместо этого Батыгин и Браун предполагают, что Планета X сформировалась намного ближе к Солнцу, наряду с Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном.Компьютерные модели показали, что ранняя Солнечная система представляла собой шумный бильярдный стол, вокруг которого прыгали десятки или даже сотни планетарных строительных блоков размером с Землю. Еще одна эмбриональная планета-гигант могла легко сформироваться там, только для того, чтобы быть вытолкнутой наружу гравитационным ударом от другого газового гиганта.

Труднее объяснить, почему Планета X не вернулась туда, где она началась, или полностью не покинула Солнечную систему. Но Батыгин говорит, что остаточный газ в протопланетном диске мог оказать достаточное сопротивление, чтобы замедлить планету, ровно настолько, чтобы она смогла выйти на далекую орбиту и остаться в Солнечной системе.Это могло произойти, если бы выброс произошел, когда Солнечной системе было от 3 до 10 миллионов лет, говорит он, до того, как весь газ в диске был утерян в космосе.

Хэл Левисон, специалист по планетной динамике из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо, согласен с тем, что что-то должно создавать орбитальное выравнивание, обнаруженное Батыгиным и Брауном. Но он говорит, что история происхождения, которую они разработали для Планеты X, и их особые призывы к выбросу с замедленным газом составляют «событие с низкой вероятностью».«Другие исследователи настроены более позитивно. По словам Лафлина, предлагаемый сценарий правдоподобен. «Обычно такие вещи ошибаются, но я очень рад этому, — говорит он. «Это лучше, чем подбрасывание монеты».

Все это означает, что Планета X будет оставаться в подвешенном состоянии до тех пор, пока ее действительно не обнаружат.

У астрономов есть хорошие идеи о том, где искать, но обнаружить новую планету будет непросто. Поскольку объекты на высокоэллиптических орбитах движутся быстрее всего, когда они находятся близко к Солнцу, Планета X проводит очень мало времени на 200 а.е.И если бы он был там прямо сейчас, говорит Браун, он был бы настолько ярким, что астрономы, вероятно, уже заметили бы его.

Вместо этого Планета X, вероятно, будет проводить большую часть своего времени около афелия, медленно перемещаясь на расстояниях между 600 и 1200 а.е. Большинство телескопов, способных видеть тусклый объект на таких расстояниях, таких как космический телескоп Хаббла или 10-метровые телескопы Кека на Гавайях, имеют чрезвычайно крошечные поля зрения. Это все равно, что искать иголку в стоге сена, заглядывая сквозь соломинку для питья.

Один телескоп может помочь: Subaru, 8-метровый телескоп на Гавайях, принадлежащий Японии. У него достаточно светосилы, чтобы обнаружить такой слабый объект, а также огромное поле зрения — в 75 раз больше, чем у телескопа Кека. Это позволяет астрономам каждую ночь сканировать большие участки неба. Батыгин и Браун используют Subaru для поиска Планеты X и координируют свои усилия со своими бывшими конкурентами, Шеппардом и Трухильо, которые также присоединились к охоте с Subaru.Браун говорит, что двум командам потребуется около 5 лет, чтобы обыскать большую часть области, где может скрываться Планета X.

8-метровый телескоп Subaru на вершине Мауна-Кеа на Гавайях имеет большое поле зрения, что позволяет ему эффективно искать Планету X.

Телескоп Subaru, NAOJ

Если поиск удастся, как назвать нового члена семьи солнца? Браун говорит, что об этом рано беспокоиться, и старательно избегает предложений.Сейчас он и Батыгин называют это Девятой планетой (а в прошлом году неофициально — Planet Phattie — сленг 1990-х годов для «крутого»). Браун отмечает, что ни Уран, ни Нептун — две планеты, открытые в наше время — не были названы их первооткрывателями, и он думает, что это, вероятно, хорошо. Он говорит, что это больше, чем любой человек: «Это все равно что найти новый континент на Земле».

Однако он уверен, что Планета X — в отличие от Плутона — заслуживает называться планетой. Что-то размером с Нептун в солнечной системе? Даже не спрашивай.«Никто не станет спорить с этим, даже я».

Обнаружение планеты с массой Нептуна в системе rho 1 Cancri с помощью телескопа Hobby-Eberly

Обнаружение планеты с массой Нептуна в системе rho 1 Cancri с помощью телескопа Hobby-Eberly

Обнаружение планеты массы Нептуна в системе rho 1 Cancri с помощью телескопа Hobby-Eberly

The Discovery:
Наблюдения планетарной системы rho 1 Cancri в период с октября 2003 г. по апрель 2004 г. с помощью телескопа Хобби-Эберли (HET) в обсерватории Макдональда привело к открытие новой внесолнечной планеты с чрезвычайно малой массой.В нашей лучевой скорости обнаружен сигнал малой амплитуды с периодом 2,8 суток. (RV) измерения после вычитания уже известных трех планет (Butler et al. 1997, Marcy et al. 2002) в этой системе. Полуамплитуда сигнала RV составляет всего 6,7 м / с, что соответствует величине sin i , составляющей всего 14,2 земных масс! Вероятность ложной тревоги (мера статистической значимости) этого сигнала очень мала: 1 из 1,7 миллиарда. Эта новая планета делает систему Rho 1 Cnc очень уникальной: это первая внесолнечная планетная система с четырьмя планетами. известных планет и представляет собой очень интересный испытательный стенд для моделей формирования планет.

Данные о лучевой скорости HET / HRS для rho 1 Cnc (после вычитания трех известных планет), показывающие присутствие короткого периода и чрезвычайно планета с низкой массой в 0,04 астрономической единицы (AU). Минимальная масса этой сокровенной планеты составляет 14,2 массы Земли! Скорее всего, масса этой планеты составляет 17,8 массы Земли = 1,03 массы Нептуна. Слегка эксцентричная (e = 0,17) орбитальная решение отображается сплошной серой линией. Остаточный среднеквадратичный разброс вокруг этой подгонки составляет 5,4 м / с.
Нажмите, чтобы увеличить

Природа новой планеты:
Это открытие представляет собой скачок вперед в новую область внесолнечных планет: обнаружение планет с масс ниже массового режима газового гиганта.Планета с такой низкой массой, вероятно, очень похожа на Уран или Нептун, «ледяные гиганты» в нашей Солнечной системе. Этот тип планеты состоит в основном из большого скалистого / ледяного ядра (около 80%) и только небольшая газовая оболочка. До сих пор поиски планет обнаруживали только газовые гиганты, похожие на Сатурн и Юпитер, состоящий в основном из водорода и гелия.

Периодограмма остатков RV rho 1 Cancri (после вычитания трех известных планет), показывающая ясное пик в спектре мощности на 2.808 дней. Этот пик очень важен: по сравнению со случайным шумом этот пик имеет вероятность ложного срабатывания 1.73E-09.
Нажмите, чтобы увеличить

Параметры новой маломассивной планеты и ее орбиты: Период = 2,81 ± 0,002 [дней]
T периастра = 2453295,31 ± 0,32 [дней]
e = 0,174 ± 0,127
омега = 261,7 ± 41,1 °
K = 6,7 ± 0,81 [м / с]
a = 0,038 ± 0,001 [AU]
M sin i = 0,045 ± 0,01 [Юпитер]
M sin i = 14.2 ± 2,95 [Земля]
M = 17,8 ± 5,6 [Земля] (для компланарной системы с наклоном i = 53 градуса)

Параметры главной звезды: Спектральный тип = G8V
V = 5,95 [магн.]
d = 41,75 [парсек] (на основе параллакса Hipparcos 23,95 мсек. Дуги)
M = 0,95 ± 0,08 M ​​[Солнце]
возраст = ± [Гр]
[Fe / H] = 0,16 ± 0,07

Временные ряды данных HET для rho 1 Cancri (кружки с полосами ошибок) по сравнению с четверным кеплеровским анализом орбитальное решение (сплошная линия), включающее все четыре планеты в системе.
Нажмите, чтобы увеличить

Благодарность:
Мы особенно благодарны Бобу Таллу и Филиппу Маккуину за создание такого превосходного инструмента, как HET’s Спектрограф высокого разрешения (HRS) что сделало это открытие возможным и за самоотверженность всего персонала HET для этого проекта.

Ссылки:
McArthur B., Endl M., Cochran W.D., Benedict G.F., Fischer D.A., Marcy G.W., Butler R.P., Naef D., Мэр М., Келоз Д., Удри С. и Харрисон Т. 2004 г., Письма APJ принято
astro-ph / 0404584 еще нет


Вернуться на веб-страницу Planetary Systems
, автор: Майкл Эндл

Нептун

Нептун

В конечном итоге люди бьют только то, во что они нацелены.
— Торо

Нептун — самая удаленная планета из газовых гигантов. Имеет экваториальный диаметр 49 500 километров (30 760 миль). Если бы Нептун был полым, он мог содержать почти 60 Земель.Нептун обращается вокруг Солнца каждые 165 оборотов. годы. У него восемь лун, шесть из которых были обнаружены Вояджер. День на Нептуне — 16 часов 6,7 минут. Нептун был открыт 23 сентября 1846 года. Иоганна Готфрида Галле из Берлина Обсерватория и Луи д’Аррест, студент-астроном, математические предсказания, сделанные Урбеном Жаном Жозефом Леверье.

Первые две трети Нептуна состоят из смеси расплавленных горная порода, вода, жидкий аммиак и метан. Внешняя треть — это смесь нагретых газов, состоящих из водорода, гелия, воды и метана.Метан придает Нептуну цвет голубого облака.

Нептун — динамичная планета с несколькими большими темными пятнами, напоминающими Ураганные бури на Юпитере. Самый большой пятно, известное как Большое темное пятно , является размером с землю и похож на Большое красное пятно на Юпитере. «Вояджер» обнаружил небольшое облако неправильной формы, движущееся на восток. облетает вокруг Нептуна каждые 16 часов или около того. Самокат как его окрестили, может быть шлейф, поднимающийся над более глубоким облачная колода.

Длинные яркие облака, похожие на перистые облака на Земле, были видны высоко. в атмосфере Нептуна. На низких северных широтах «Вояджер» захватил изображения полос облаков, отбрасывающих свои тени на облачные палубы внизу.

На Нептуне были измерены самые сильные ветры на любой планете. Большинство из здесь дуют западные ветры, противоположные вращению планеты. Возле Великое темное пятно, ветры дуют на расстояние до 2000 километров (1200 миль) и час.

У Нептуна есть четыре кольца, узкие и очень тусклые. В кольца состоят из частиц пыли, которые, как считается, были созданы крошечными метеориты врезаются в спутники Нептуна. С наземных телескопов кольца кажутся дугами, но из «Вояджера-2» дуги оказались быть яркими пятнами или сгустками в кольцевой системе. Точная причина ярких сгустков неизвестно.

Магнитное поле Нептуна, как и у Уран, сильно наклонен на 47 градусов от оси вращения и смещен на минимум 0.55 радиусов (около 13 500 км или 8 500 миль) от физический центр. Сравнивая магнитные поля двух планет, ученые считают, что крайняя ориентация может быть характерна для потоков в недрах планеты, а не в результате боковой ориентации или любых возможных инверсий поля на любой планете.

Статистика Нептуна
Обнаружил Иоганн Готфрид Галле
Дата открытия 23 сентября 1846 г.
Масса (кг) 1.3) 1,64
Среднее расстояние от Солнца (км) 4,504,300,000
Среднее расстояние от Солнца (Земля = 1) 30.0611
Период вращения (часы) 16,11
Период обращения (лет) 164,79
Средняя орбитальная скорость (км / сек) 5,45
Эксцентриситет орбиты 0,0097
Наклон оси (градусы) 29.2) 11,0
Экваториальная космическая скорость (км / с) 23,50
Визуальное геометрическое альбедо 0,41
Звездная величина (Vo) 7,84
Средняя температура облаков От -193 до -153 ° C
Атмосферное давление (бар) 1-3
Состав атмосферы

Водород
Гелий
Метан


85%
13%
2%

Нептун
Этот снимок Нептуна был сделан Вояджер-2, 20 августа 1989 года.Один великих облачных элементов, получивших название Большое темное пятно от Ученые «Вояджера» видны ближе к центру изображения. это на 22 градусе южной широты и обходит Нептун каждые 18,3 часа. Яркие облака к югу и востоку от Большого Темного Пятна постоянно меняют свой внешний вид в течение всего четырех часов. (Авторские права Calvin J. Hamilton)

Интерьер Нептуна
Наши знания о внутренней структуре Нептуна предполагаются от радиуса планеты, массы, периода вращения, формы его гравитационного поля и поведения водорода, гелия, и вода под высоким давлением.Этот вид в разрезе показывает Нептун состоит из внешней оболочки молекулярного водорода, гелий и метан примерно масса от одной до двух Земель. Ниже этой области Нептун кажется состоит из мантии, богатой водой, метаном, аммиаком и др. элементы. Эти элементы подвергаются высоким температурам и давление глубоко внутри планеты. Мантия эквивалентна от 10 до 15 земные массы. Ядро Нептуна состоит из камня и льда, и вероятно, не больше одной массы Земли. (Авторские права Calvin J. Hamilton)

HST наблюдает Тритон и Нептун
Эта мозаика сочетает в себе почти полноцветную фотографию Нептуна, сделанную планетарной камерой с широким полем зрения (WFPC) космического телескопа Хаббла (HST), со снимком Тритона, сделанным камерой для слабых объектов HST. Изображение Тритона, хотя и слабое, смутно показывает более яркое экваториальное изображение. область, край. Южный полюс находится слева внизу.

На снимке Нептуна видно яркое облако на южном полюсе, в нижней части снимка.Яркие полосы облаков можно увидеть на 30-й и 60-й широте. В северном полушарии также есть яркая полоса облаков с центром около 30 северной широты. (любезно предоставлено Тедом Стриком)

HST Наблюдения Нептуна
Эти почти цветные изображения Нептуна были созданы из Изображения HST / WFPC2, сделанные в синем (467 нм), зеленом (588 нм) и красном цветах (673-нм) спектральные фильтры. Есть яркая облачность на южный полюс, в правом нижнем углу изображения.Яркие полосы облаков могут быть замеченным на 30-й и 60-й широте. Северное полушарие также включает яркая полоса облаков с центром около 30 ° северной широты. Второй картинка была составлена ​​из изображений, сделанных после того, как планета повернулась около 180 градусов долготы (примерно через 9 часов), чтобы показать обратное полушарие.

Одна особенность, которая бросается в глаза своим отсутствием — штормовая система. известное как Большое темное пятно. Второе темное пятно меньшего размера, DS2, которое был замечен во время встречи с «Вояджером-2».Отсутствие Эти темные пятна были одним из самых больших сюрпризов этой программы. Эти драматические изменения в крупномасштабных штормовых системах и полосы облаков, окружающие планеты на Нептуне, еще не полностью понятны, но они подчеркивают динамичный характер планетного атмосферу и необходимость дальнейшего мониторинга.

HST наблюдает за облаками на большой высоте
Эти три изображения были сделаны 10 октября, 18 октября и 2 ноября. 1994 год, когда Нептуну было 4 года.5 миллиардов километров от Земли. Опираясь на Первыми открытиями «Вояджера» Хаббл показал, что Нептун имеет удивительно динамичная атмосфера, которая меняется всего за несколько дней. В разница температур между сильным внутренним источником тепла Нептуна и его ледяные вершины облаков (-162 ° по Цельсию или -260 ° по Фаренгейту) может вызвать нестабильность в атмосфере, которая движет этими крупномасштабными погодные изменения. Розовые детали — высотный ледяной кристалл метана. облака.

HST находит новое темное пятно
В июне 1994 года телескоп Хаббла обнаружил, что Большое темное пятно, обнаруженное «Вояджером-2», пропало. На этом новом снимке, сделанном 2 ноября, видно, что новое пятно возле конечности планеты сформировалась. Как и его предшественник, новый спот имеет высокую высотные облака вдоль его края, вызванные выбросом газов на большие высоты, где они охлаждаются, образуя метановые ледяные кристаллы. Темное пятно может быть зоной чистого газа, которое является окном в облако. колода ниже в атмосфере.

Перистые облака
На этом изображении показаны полосы залитых солнцем перистых облаков в районе Нептуна. Северное полушарие. Эти облака отбрасывают тени на синее облако палуба на 35 миль ниже. Белые полосатые облака из От 48 до 160 километров (от 30 до 100 миль) широкий и простирается на тысячи миль. (Авторские права Calvin J. Hamilton)

Изображение в реальном цвете
Это изображение Voyager 2 было обработано компьютерами, так что оба структура облаков в темных областях у полюса и ярких видны облака к востоку от Большого Темного Пятна.Маленькие следы облаков тренд с востока на запад и крупномасштабное строение к востоку от Великой Тьмы Обнаружить все, предположить, что волны присутствуют в атмосфере, и играть роль большая роль в типе видимых облаков. (любезно предоставлено NASA / JPL)

Большое темное пятно
Переливающиеся белые облака заполняют границу между темным и голубым регионы на Большом темном пятне. Форма вертушки темных границы и белые перистые облака предполагают, что штормовая система вращается против часовой стрелки.Периодические мелкомасштабные узоры в белом облаке, возможно волны, недолговечны и не сохраняются от одного нептунианца вращение к следующему. (любезно предоставлено NASA / JPL)

Изменение в большом темном пятне
Яркие перистые облака Нептуна меняются быстро, часто образуясь и рассеиваясь за периоды от нескольких до десятков часы. В этой последовательности, охватывающей два вращения Нептуна (около 36 часов) Вояджер-2 наблюдал эволюцию облаков в районе Великой тьмы Пятно с эффективным разрешением около 100 километров (62 мили) на пиксель.Удивительно быстрые изменения, которые происходят в течение 18 часов разделение каждой панели показывает, что в этом регионе погода Нептуна возможно, такой же динамичный и изменчивый, как у Земли. Однако масштаб по нашим меркам огромен. Земля и Большое темное пятно того же размера и в холодной атмосфере Нептуна, где температура опускается до 55 градусов Кельвина (-360 F) перистые облака состоят из замороженного метана а не кристаллы водяного льда на Земле. (любезно предоставлено NASA / JPL)

Изображение полумесяца Нептуна с высоким разрешением
Это изображение Нептуна в виде полумесяца с высоким разрешением было получено Космический корабль «Вояджер-2» 31 августа 1989 года. Круговой узор шторма можно увидеть на краю планеты. (Авторские права 2001 г. Кэлвин Дж. Гамильтон)

Прощальный взгляд
На этом изображении «Вояджера-2» показан красивый вид в виде двух полумесяцев. Нептун и Тритон.Изображение, приобретен 31 августа 1989 г., является прощальной данью «Вояджеру». миссия. (Авторские права Calvin J. Hamilton)

Маленькое темное пятно
На этом изображении показано маленькое темное пятно , которое находится к югу от Большое темное пятно . Маленькое пятно считается штормом в Атмосфера Нептуна, возможно, похожа на Большое Красное Пятно Юпитера. (Авторские права Calvin J. Hamilton)

Кольца Нептуна
Эти две 591-секундные экспозиции колец Нептуна были сделаны. на космическом корабле «Вояджер-2» 26 августа 1989 года с расстояния 280 000 километров. (174000 миль).Два основных кольца хорошо видны и выглядят полный по области изображения. На этом изображении также виден внутренний слабое кольцо примерно в 42000 км (25000 миль) от центра Нептуна, и слабая полоса, плавно идущая от Кольцо 53000 километров (33000 миль) примерно на полпути между два ярких кольца. Яркие блики в центре связаны с передержка полумесяца Нептуна. Многочисленные яркие звезды видны на заднем плане.Оба кольца непрерывны. (любезно предоставлено NASA / JPL)

Витые кольца
Эта часть одного из колец Нептуна кажется скрученной. Ученые полагаю, это выглядит так, потому что оригинальный материал в кольцах был в сгустки, которые образовывали полосы, когда материал вращался вокруг Нептуна. Движение космический корабль добавил к искривленному виду, вызвав легкое смазывание изображения. (любезно предоставлено NASA / JPL)

Следующая таблица представляет собой сводку колец Нептуна.

Имя Расстояние * Ширина Толщина Масса Альбедо
1989N3R 41,900 км 15 км ? ? низкий
1989N2R 53 200 км 15 км ? ? низкий
1989N4R 53,200 км 5,800 км ? ? низкий
1989N1R 62,930 км <50 км ? ? низкий

* Расстояние измеряется от центра планеты до начала кольца.

В следующей таблице указаны радиус, масса, расстояние. от центра планеты, первооткрывателя и даты открытия каждой из лун Нептуна:

Луна # Радиус
(км)
Масса
(кг)
Расстояние
(км)
Discoverer Дата
Naiad III 29 ? 48000 Вояджер 2 1989
Thalassa IV 40 ? 50 000 Вояджер 2 1989 г.
Despina V 74 ? 52,500 Вояджер 2 1989
Галатея VI 79 ? 62000 Вояджер 2 1989
Лариса VII 104×89 ? 73,600 Вояджер 2 1989
Proteus VIII 200 ? 117,600 Вояджер 2 1989
Triton I 1350 2.14e + 22 354,800 W. Лассел 1846
Нереида II 170 ? 5,513,400 Г. Койпер 1949 г.

Нептун — Planetary Sciences, Inc.

Темный, холодный и обдуваемый сверхзвуковыми ветрами Нептун — последний из водородных и гелиевых газовых гигантов в нашей Солнечной системе. Планета более чем в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, и почти за 165 земных лет обращается вокруг Солнца.В 2011 году Нептун завершил свой первый оборот по орбите с момента своего открытия в 1846 году.

Ледяной гигант Нептун был первой планетой, обнаруженной с помощью математических предсказаний, а не регулярных наблюдений за небом. (Галилей записал ее как неподвижную звезду во время наблюдений с помощью своего небольшого телескопа в 1612 и 1613 годах.) Когда Уран не двигался точно так, как ожидали астрономы, французский математик Урбен Жозеф Леверье предложил положение и массу другой звезды. пока неизвестная планета, которая могла бы вызвать наблюдаемые изменения орбиты Урана.

После того, как французские астрономы проигнорировали его, Леверье послал свои предсказания Иоганну Готфриду Галле в Берлинскую обсерваторию. Галле нашел Нептун в свою первую ночь поисков в 1846 году. Семнадцать дней спустя был обнаружен его самый большой спутник, Тритон.

Нептун находится на расстоянии почти 4,5 миллиарда км (2,8 миллиарда миль) от Солнца и совершает оборот вокруг Солнца каждые 165 лет. Он невидим невооруженным глазом из-за большого расстояния от Земли. Интересно, что необычная эллиптическая орбита карликовой планеты Плутон переводит Плутон внутрь орбиты Нептуна на 20-летний период из каждых 248 земных лет.Однако Плутон никогда не может врезаться в Нептун, потому что за каждые три круга, которые Нептун делает вокруг Солнца, Плутон делает два. Этот повторяющийся узор предотвращает близкое сближение двух тел.

Главная ось магнитного поля Нептуна наклонена примерно на 47 градусов по сравнению с осью вращения планеты. Подобно Урану, магнитная ось которого наклонена примерно на 60 градусов от оси вращения, магнитосфера Нептуна претерпевает дикие изменения во время каждого вращения из-за этого несоосности.Магнитное поле Нептуна примерно в 27 раз сильнее, чем у Земли.

Атмосфера Нептуна простирается на большие глубины, постепенно сливаясь с водой и другими таявшими льдами над более тяжелым твердым ядром размером примерно с Землю. Синий цвет Нептуна — это результат присутствия метана в атмосфере. Сине-зеленый цвет Урана также является результатом атмосферного метана, но Нептун более яркий, более яркий синий цвет, поэтому должен быть неизвестный компонент, который вызывает более интенсивный цвет.

Несмотря на большое расстояние и низкое энергопотребление Солнца, ветры Нептуна могут быть в три раза сильнее, чем у Юпитера, и в девять раз сильнее, чем у Земли.В 1989 году «Вояджер-2» отследил большую темную бурю овальной формы в южном полушарии Нептуна. Это «Большое темное пятно», которое было достаточно большим, чтобы вместить всю Землю, вращалось против часовой стрелки и двигалось на запад со скоростью почти 1200 км (750 миль) в час. Последующие изображения, полученные космическим телескопом Хаббла, не показали никаких признаков этого Большого темного пятна, но показали появление, а затем исчезновение двух других Больших темных пятен за последнее десятилетие. Voyager 2 также запечатлел облака, отбрасывающие тени на нижнюю часть облаков, что позволило ученым визуально измерить разницу высот между верхней и нижней палубой облаков.

У Нептуна шесть известных колец. Наблюдения «Вояджера-2» подтвердили, что эти необычные кольца неоднородны, но имеют четыре толстые области (скопления пыли), называемые дугами. Считается, что кольца относительно молодые и недолговечные.

Нептун имеет 13 известных спутников, шесть из которых были обнаружены космическим аппаратом «Вояджер 2». Тритон, самый большой спутник Нептуна, вращается вокруг планеты в противоположном направлении по сравнению с остальными лунами, что позволяет предположить, что он мог быть захвачен Нептуном в далеком прошлом. .Тритон очень холодный — температура на его поверхности составляет около -391 градус по Фаренгейту (-235 градусов по Цельсию). Несмотря на глубокую заморозку на Тритоне, «Вояджер-2» обнаружил гейзеры, извергающие ледяной материал на высоту более 8 км (5 миль). Тонкая атмосфера Тритона, также обнаруженная «Вояджером», с тех пор была обнаружена с Земли несколько раз, и она становится все теплее, хотя ученые пока не знают, почему.

Вертикальный рельеф в ярких полосах облаков Нептуна. НАСА

Урбен Леверье, Джон Коуч Адамс, Иоганн Галле

Размер орбиты вокруг Солнца (большая полуось)

Метрическая система: 4,498,396,441 км

Английский: 2,795,173,960 миль

Научная нотация: 4.4983964 x 10 9 км (3.0069923 x 10 1 A.U.)

Для сравнения: 30,070 x Земля

Метрическая система: 4,459,753,056 км

Английский язык: 2,771,162,074 миль

Научная нотация: 4.45975 x 10 9 км (2,981 x 10 1 A.U.)

Для сравнения: 30,318 x Земля

Метрическая система: 4,537,039,826 км

Английский язык: 2819185 846 миль

Научная нотация: 4.53704 x 10 9 км (3,033 x 10 1 A.U.)

Для сравнения: 29,830 x Земля

Период звездной орбиты (продолжительность года)

164,79132 земных лет

60190.03 земных дня

Для сравнения: 164,791 x Земля

Метрическая система: 28 263 736 967 км

Английский: 17 562 271937 миль

Научная нотация: 2.826 x 10 10 км

Для сравнения: 30,071 x Земля

Метрическая система: 19,566 км / ч

Английский: 12,158 миль / ч

Научная нотация: 5.4349 x 10 3 м / с

Для сравнения: 0,182 x Земля

0,00859048

Для сравнения: 0,514 x Земля

Экваториальное наклонение к орбите

Метрическая система: 24 622 км

Английский: 15,299.4 миль

Научная нотация: 2.4622 x 10 4 км

Для сравнения: 3,8647 x Земля

Метрическая система: 154 704,6 км

Английский: 96,129.0 миль

Научная нотация: 1.54705 x 10 5 км

Для сравнения: 3,8647 x Земля

Метрическая система: 62,525,703,987,421 км 3

Английский: 15,000,714,125,712 миль 3

Научная нотация: 6.25257 x 10 13 км 3

Для сравнения: 57,723 x Земля

Метрическая система: 102,410,000,000,000,000,000,000,000 кг

Научное обозначение: 1.0241 x 10 26 кг

Для сравнения: 17.148 x Земля

Метрическая система: 1,638 г / см 3

Для сравнения: 0,297 x Земля

Метрическая система: 7,618,272,763 км 2

Английский язык: 2941431558 квадратных миль

Научная нотация: 7.6183 x 10 9 км 2

Для сравнения: 14,980 x Земля

Метрическая система: 11,15 м / с 2

Английский: 36,6 фут / с 2

Для сравнения: Если вы весите 100 фунтов на Земле, вы будете весить 114 фунтов на Нептуне.

Метрическая система: 84816 км / ч

Английский: 52702 миль / ч

Научное представление: 2,356 x 10 4 м / с

Для сравнения: Для сравнения: 2.105 х Земля.

Сидерический период вращения (длина дня)

0,671 Земных суток

16.11000 часов

Для сравнения: 0,67 x Земля

Метрическая система: -214 ° C

Английский: -353 ° F

Научная нотация: 59 K

Водород, гелий, метан

Научная нотация: H 2 , He, CH 4

Для сравнения: Земная атмосфера состоит в основном из N 2 и O 2 .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *