Строение и состав планеты Нептун
Строение Нептуна можно разделить по слоям, как и все остальные газовые планеты в нашей Солнечной системе. Каждая из них отличается по составу и плотности, поэтому давайте поговорим об этом подробнее.
Структура и состав
Нептун – это ледяной гигант нашей Солнечной системы. Мы можем увидеть только небольшую часть атмосферы – 10-15% от общей массы планеты и простирающейся на 20% к собственному ядру. На рисунке показано строение Нептуна.
Строение и состав планеты Нептун
На рисунке мы видим, что в центре планеты находится скалистое ядро небольших размеров, которое покрывает мантия. Она нагрета до температуры, приближающейся к отметке в 4727°С. Общая масса планеты превышает нашу в более, чем 10 раз. Внутри содержится множество метановых, аммиачных и водных запасов. Вместе эти составляющие называются ледяными, но на самом деле это вещество достаточно плотное и нагревается до высоких температур. Нельзя точно сказать какую структуру имеет ядро, поскольку учёные не добрались до него. В данном случае можно опираться только на приблизительные данные, исходя из созданных человеком моделей.
Центр планеты, состав Нептуна, найдено большое количество:
- никеля;
- железа;
- силикатов.
Давление в центральной части может составлять 7 мегабар, которое в два раза превышает давление нашей планеты и может нагреться до 5400 К. Давайте заглянем вглубь планеты и там, на расстоянии приблизительно в 7 000 км метан начинает превращаться в алмазные кристаллы и опускаться медленно вниз в виде больших гранул, похожих на те, что падают у нас во время града.
Атмосферный слой
Атмосферный слой составляет около 10% от общей массы всей планеты. В верхних слоях состав Нептуна выглядит следующим образом:
- 80% от общей массы – водород;
- 19% от общей массы – гелий;
- 1% от общей массы – это небольшие метановые примеси.
Метановые примеси активно поглощают красное излучение и создаётся ощущение присутствия другого цвета. В данном случае мы можем увидеть планету голубого с отливом в синий цвет.
У Нептуна тропосфера разогрета практически до 500 градусов Цельсия. Но появление таких температур никто не может объяснить. Ведь она должна быть холодной, поскольку находится очень далеко от звезды. По всей видимости она имеет какие-то сторонние источниками для нагревания. Ими могут служить ионы, находящиеся в магнитном поле или гравитационные волны, которые излучает сама планета.
Планета до сих пор не изучена до конца. Современное оборудование не может приблизиться к планете на достаточно близкое расстояние для более подробного исследования. Вблизи неё был только один корабль, собравший наиболее большое количество данных, на которые полагаются учёные и по сей день. Им был Вояджер-2, пролетавший на расстоянии около 4 800 км. Именно он и открыл 6 известных нам в настоящее время спутников Нептуна.
Если говорить об исследованиях, то на данный момент не планируется запуск других экспедиций, но к 2030 году обещают запустить Флагманский проект.
Похожие новости:
Не забывайте делиться. Спасибо.
cosmosplanet.ru
Особенности планеты Нептун
Особенности Нептуна, проявляются уже в истории его открытия, в том факте, что это первая из планет, открытая не столько в результате прямых наблюдений, сколько благодаря умозрительным математическим расчетам. Это самая дальняя от Солнца планета, расстояние от Земли до Нептуна огромно, примерно 4,3 – 4,6 млрд км. Названо это небесное тело в честь римского морского бога. Физические характеристики четвертой по габаритам (величине диаметра), третей по тяжести планеты определяют ее как промежуточное звено между «твердыми» планетами и газовыми гигантами. Состав атмосферы Нептуна и его строение подобны составу и устройству другой планеты – Урана. Их иногда причисляют к «ледяным гигантам» и объединяют в особую группу. Этим не исчерпываются впечатляющие особенности планеты Нептун.
Какова внешность и устройство далекого гиганта?
Ученые исследователи желают знать, из чего состоит Нептун и как он выглядит с момента гипотетического предположения о его существовании. Увы, особенности планеты Нептун, отличающие ее от других планет, мало доступны ученым. Находящуюся дальше других от Земли, ее невозможно видеть невооруженным глазом, к ней трудно долететь. Только мощные современные достижения техники могут пролить свет на постоянно возникающие вопросы, которые задает планета Нептун. Интересные факты в истории ее исследований, наиболее важные из них, собраны единственным земным аппаратом, добравшимся до Нептуна, «Вояджером-2». Именно он, опытным путем определивший, сколько лететь до Нептуна от Земли, в 1989 году собрал большую часть информации о дальней планете.
По его данным глубокие штормовые слои атмосферы ледяного газового гиганта постоянно меняются, перемешиваются. Это не позволяет рассмотреть, доподлинно разобраться, какая поверхность у Нептуна. Теоретически поверхность газовых планет по аналогии с поверхностью Земли определяют в том месте, где давление достигает 1 бар. Предполагается, что определенная таким образом поверхность планеты Нептун подобна густой жидкости и находится в нижней части ее атмосферы. Поэтому трудно точно определить настоящие размеры этого небесного тела. Невозможно понять и каков настоящий рельеф Нептуна. Полужидкая мантия, состоящая из аммиака, воды и метанового льда, не имеет как таковой границы с атмосферой, переходит в нее плавно. Она не образует четко определяемого рельефа.
Ядро у планеты относительно небольшое, соизмеримое с весом Земли. Состоит оно из каменистых пород, соединений кремния и магния, содержит никель и железо. Описанный на сегодняшний день состав атмосферы Нептуна резко отличен от земного воздушного «океана». 80% в нем занимает водород. Инертного гелия здесь до 19%. Метана и аммиака немного. Но, их присутствие сказывается на том, как выглядит Нептун. Густо-синий цвет планеты объясняют тем, что, как и на Уране, метан, находящийся в атмосфере даже в относительно небольших количествах, хорошо поглощает красные волны. Кроме того, есть предположение, что более яркая, чем у Урана синева Нептуна зависит от присутствия еще неисследованных веществ и соединений в атмосфере последнего.
Сопоставление размеров Земли и Нептуна
Немного о погоде
Область самых сильных штормов и самых мощных ветров в планетарной системе – это планета Нептун. Интересные факты, описывающие погоду на разных планетах, пока не поддаются объяснению. Не разгадан вопрос о странном усилении штормов по мере отдаления планет от Солнца. Предполагается, что не только быстрым вращением вокруг собственной оси создается специфическая бурная погода на планете Нептун. Ответить, как образуются быстро перемещающиеся и внезапно пропадающие гигантские ураганы, подобные известному Большому темному пятну, помогает исследование вопроса «Какая температура на Нептуне?».
Для объяснения этих загадок предлагает планета Нептун интересные факты противоречивости своего температурного режима. Есть достоверные данные о существовании необыкновенного, мощного, но малообъяснимого внутреннего подогрева ледяной планеты. Ответ какая температура на Нептуне зависит от того места, в котором ее хочется измерить. Вблизи от условной поверхности она достигает около -270 градусов, вышележащие атмосферные слои, как и каменистое ядро, нагреты заметно больше. Существует гипотеза, что именно резкие контрасты температур вызывают удивительной силы ветра, скоростью превышающие невероятные 1000 км/час.
Как был открыт Нептун?
Запутанный рассказ о том, как было установлено местоположение неизвестной планеты Нептун, интригует, удивляет и увлекает. Галилео Галилей едва не стал ее первооткрывателем. Это подтверждают зарисовки, сделанные во время наблюдений в 1612 и 1613 годах. Однако, в каждом из этих случаев планета, находившаяся в тот момент в соединении с Юпитером, показалась исследователю неподвижной звездой. Следующей вехой в долгой истории о том, как и кто открыл Нептун, стала публикация французским астрономом Алексисом Буваром астрономических таблиц Урана в 1821 году. Сделанные несколько позже наблюдения Т. Хасси, английского астронома, показывали несовпадение реального движения планеты с указанными в этих таблицах.
В 1834 году Хасси делится с Буваром гипотезой о существовании другой планеты, вызывающей аномалии орбиты Урана. И просит ученого рассчитать орбиту предполагаемой планеты. К сожалению, Бувар к этим расчетам так и не вернулся. В 1843 году такими же вычислениями занялся британский математик по фамилии Адамс. Результаты этих изысканий он отправил Джорджу Эйри. Королевского астронома заинтересовали эти математические исследования. В ответном письме он попросил пояснений. Но увы, следующее письмо Адамса так и осталось черновым наброском в наследии математика.
Примерно в то же время, в 1843 году работавший в Парижской обсерватории математик У. Леверье проводит собственные расчеты. К сожалению, они мало интересовали парижских астрономов. Поэтому Леверье в 1846 году обратился за помощью к И.Г. Галле, астроному Берлинской обсерватории. Искомая загадочная планета была найдена ими сразу же, в первую ночь наблюдений. Начавшийся сразу же после ее обнаружения спор между французами, немцами и англичанами кто открыл Нептун, был решен в пользу соавторства Леверье, Галле и Адамса. Позже право Адамса называться первооткрывателем, было оспорено.
Спутники синего гиганта
Не менее чем сама планета интересны спутники Нептуна, список названий которых насчитывает на сегодня 14 небесных тел. Вопрос «сколько спутников у Нептуна» оставался открытым до 20 века. Чуть менее века количество спутников Нептуна измерялось одним Тритоном, самым крупным, заметным и примечательным из них. В отличие от всех остальных лун планетарной системы, он движется навстречу своей планете по ретроградной орбите. В 1949 году была открыта Нереида, отличающаяся самой вытянутой орбитой среди остальных относительно крупных спутников.
В 1989 годы ответ на вопрос-загадку «сколько спутников у Нептуна» снова изменился, были открыты еще 6 спутников. 2-3 годы наступившего века ознаменовались открытием еще 5 некрупных «лун» планеты. Окончательной цифра в исследовании «сколько спутников у Нептуна» была признана в 2013 году. Он ознаменовался открытием еще одного «крохотного» спутника, пока еще не имеющего собственного названия. Впрочем, поведение колец, окружающих планету, намекает на возможное присутствие еще одной неоткрытой, неизвестной «луны».
Нептун (вверху) и спутник Тритон (ниже)
Кольцевая система Нептуна
Вопрос «сколько колец у Нептуна, и какие они» не так прост, как может показаться. Самое удаленное от планеты кольцо, названное в честь одного из первооткрывателей, Адамса, само состоит из пяти отчетливых несливающихся дуг. И все же, сколько колец у Нептуна? Исследования «Вояджера-2» подтверждают, что их пять. Ближе всего к планете расположено кольцо Галле, относительно слабое. Следом за ним широкое кольцо Леверье. Еще дальше от поверхности планеты кольцо находится еще одно широкое кольцо – Лассела. За ним кольцо Араго. Последним располагается кольцо Адамса. Дуги на нем часто объясняют гравитационным воздействием находящихся поблизости спутников – Галатеи и, вероятным влиянием еще неоткрытого маленького небесного тела.
Чем еще интересен Нептун?
- Он известен как самый маленький, но наиболее плотный из газовых гигантов.
- Строение и орбиты его крупнейших спутников Тритона и Нереиды позволяют предполагать, что оба они, самостоятельные небесные тела, были притянуты извне гравитацией огромной планеты.
- Кольца состоят в основном из метанового льда и частиц разрушающихся некрупных спутников Деспины и Галатеи, чьи орбиты располагаются в области колец.
- «Вояджер-2» дал достаточно точный ответ, сколько лететь до Нептуна от Земли. Он пробыл в путешествии 12 лет, преодолев более 4300-4600 млрд. км.
- Ответ сколько лететь до Нептуна от Солнца примерно тот же около 4500 млрд км.
- Полный оборот планеты вокруг светила совершается за 164,79 земных года.
- Несмотря на разницу в размерах гравитация Нептуна и Земли отличаются очень мало, всего лишь на 17%.
- Планета могла носить имя римского бога Януса или называться по фамилии первооткрывателя Леверье. Струве, который был тогда директором обсерватории в Пулково, поддержал название, первоначально предложенное Леверье – «Нептун». Одобренное общественностью, оно очень подошло планете цвета синего океана.
Сложность доступа к Нептуну ограничивают возможности исследователей. Поэтому глубокое изучение одной из самых интересных и таинственных планет нашей планетарной системы, по сути, только начинается. Новые экспедиции, ставящие целью, полет к самой дальней из известных планет, запланированы на 20-30 годы и находятся на стадии разработок. Ледяной гигант приглашает будущих ученых разгадать несметное количество непознанных тайн.
Похожие новости:
Не забывайте делиться. Спасибо.
cosmosplanet.ru
описание и исследование с фото
Солнечная система > Система Нептун > Планета Нептун > Состав Нептуна
Из чего состоит планета Нептун – ледяной гигант Солнечной системы: структура с фото, химический состав атмосферы, температура слоев, исследование Вояджера-2.
Планету нашли в середине 19-го века, и состав Нептуна до сих пор остается загадкой. Из-за удаленности к ней летал лишь Вояджер-2. С его помощью удалось сделать много снимков и зафиксировать интересные особенности. Из чего же сделана планета Нептун?
Структура и состав Нептуна
Нептун – представитель ледяных гигантов Солнечной системы. Нашему взору открывается атмосфера, охватывающая 5-10% планетарной массы и простирающаяся на 20% к ядру. Ниже представлен рисунок строения планеты Нептун.
Внутреннее строение Нептуна
Далее идет мантия, нагретая до 1727°С-4727°С. Она в 10-15 раз превосходит земную массу и содержит водный, аммиачный и метановый запасы. Этот микс именуют ледяным, хотя в реальности вещество отличается плотностью и высоким нагревом. Ядро твердое, но точный состав и пропорции остаются загадкой. Можно лишь предполагать на основе принятых планетарных моделей.
В центре Нептуна много никеля, железа и силикатов, а по массе в 1.2 раза превышает земную. Давление в центре поднимается до 7 Мбар, что вдвое выше нашего. Обстановка в центре накаляется до 5400 К. На глубине в 7000 км метан трансформируется в алмазные кристаллы, опускающиеся вниз в виде града.
Сравнение размеров Урана и Нептуна
Атмосферный слой
Занимает 5-10% планетарной массы и тянется на 20% к ядру. Давление внизу – 10 ГПа, что в 100000 раз превышает земное. Состав атмосферы Нептуна на верхних слоях включает водород (80%), гелий (19%) и небольшие метановые примеси. Именно последний впитывает красный свет, поэтому планета кажется нам синей дымкой.
Атмосфера делится на два главных шара: тропосфера и стратосфера. Между ними есть тропопауза с давлением в 0.1 бар. Спектральный анализ показывает, что стратосфера туманная из-за скопления смесей, созданных контактом УФ-лучей и метана. В ней заметны монооксид углерода и цианистый водород.
Цветное изображение, демонстрирующее атмосферные особенности Нептуна
Пока никто не может объяснить, почему термосфера раскалена до 476.85°C. Нептун крайне далеко расположен от звезды, поэтому нужен другой механизм нагрева. Это может быть контакт атмосферы с ионами в магнитном поле или же гравитационные волны самой планеты.
Нептун лишен твердости, поэтому атмосфера вращается дифференциально. Экваториальная часть совершает обороты с периодом в 18 часов, магнитное поле – 16.1 часов, а полярная зона – 12 часов. Именно поэтому возникают сильные ветры. Три масштабных на фото зафиксировал Вояджер-2 в 1989 году.
Первый шторм простирался на 13000 х 6600 км и смахивал на Большое Красное Пятно Юпитера. В 1994 году телескоп Хаббл попытался отыскать Большое Темное Пятно, но его не было. Зато на территории северного полушария образовалось новое.
Большое Темное Пятно, запечатленное Вояджером-2 (вверху слева), Скутер (посередине) и Маленькое Темное Пятно (внизу справа)
Скутер – еще один шторм, представленный светлым облачным покровом. Находятся южнее Большого Темного Пятна. В 1989 году также заметили и Маленькое Темное Пятно. Сначала оно казалось полностью темным, но когда аппарат приблизился, то удалось зафиксировать яркое ядро.
Исследование состава Нептуна
Единственным кораблем, побывавшим возле Нептуна, остается Вояджер-2. Его пролет состоялся в 1989 году на отдаленности в 4800 км над северным полюсом. Это была последняя крупная планета, поэтому решили также посетить Тритон. Аппарат успел взглянуть на Нереиду. Удалось подтвердить наличие магнитного поля у планеты и зафиксировать, что оно смещено от центра.
Вояджер-2 отметил период вращения оси, а также активную погодную систему. Он нашел 6 новых спутников и отобразил кольца. Сейчас миссии к Нептуну не планируются. Но в 2020-2030-х гг. могут запустить Флагманский проект. В 2019 году может отправиться корабль Арго, который посетит Юпитер, Сатурн, Нептун и пояс Койпера.
Участок с транс-нептуновыми объектами все еще остается огромной тайной. Поэтому в ближайшие десятки лет ученые все же решатся отправить туда зонд на разведку, а также узнать больше о составе планеты Нептун.
Полезные статьи:
Положение и движение Нептуна
Строение Нептуна
Поверхность Нептуна
v-kosmose.com
Планета Нептун
Атмосфера Нептуна
Основными компонентами атмосферы Нептуна являются водород (около 80 ± 3,2%), гелий (19 ± 3,2%) и метан (1,5 ± 0,5%).
В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 километров в час.
Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими почти сверхзвуковых скоростей.
Исследование Нептуна
Обнаруженный 23 сентября 1846 года Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчетам, а не путем регулярных наблюдений.
Единственное в истории космонавтики посещение окрестностей Нептуна 25 августа 1989 года совершил американский космический аппарат «Voyager 2».
Наблюдения за Нептуном в диапазоне радиоволн показывают, что планета является источником непрерывного излучения и нерегулярных вспышек.
Интересные факты о Нептуне
Нептун – наименьший по размеру среди всех планет-гигантов Солнечной системы.
Поглощение красного света метаном является важнейшим фактором, придающим атмосфере Нептуна синий оттенок.
Во время пролета «Voyager 2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое Темное Пятно, аналогичное Большому Красному Пятну на Юпитере, однако 2 ноября 1994 года космический телескоп «Hubble» не обнаружил его на прежнем месте.
Разнообразная погода на Нептуне, по сравнению с Ураном, как полагают, является следствием более высокой внутренней температуры. При этом Нептун в полтора раза дальше от Солнца, чем Уран, и получает лишь 40% от того количества солнечного света, которое получает другой ледяной гигант.
Масса крупнейшего спутника Тритона составляет более чем 99,5% от суммарной массы всех спутников Нептуна.
Нептун не виден невооруженным глазом.
Ученые экспериментально подтвердили, что на Нептуне и Уране небо в алмазах.
Фотографии Нептуна
Нептун глазами космического аппарата «Voyager 2»
Изображение Нептуна, полученное при тестировании адаптивно-оптического режима малого поля с приемником MUSE/GALACSI на телескопе VLT
Вертикальный рельеф облаков Нептуна
Большое Темное Пятно (вверху), Скутер (белое треугольное облачко посередине) и Малое Темное Пятно (внизу)
Большое Темное Пятно Нептуна
Кольца Нептуна, заснятые «Voyager 2»
Нептун и его спутник Тритон
Последние новости о Нептуне
in-space.ru
Планета Нептун краткое описание
Нептун планета. Краткое описание открытия. Ярко синяя планета — первая, обнаруженная благодаря математическим вычислениям, а также благодаря Урану, который отклонился от траектории движения, тем самым заставив астрономов искать крупный объект, повлиявшим на него.
За право считаться первооткрывателем сражались Джон Куч Адамс и Урбен Леверье. Не зная о работе друг друга, они провели математические расчеты и доказали, что планета существует и ошиблись весьма незначительно. В сентябре 1846 года планету обнаружили астроном Иоганн Готтфрид Галле и студент обсерватории Генрих д’Дарре, направив телескоп в указанные координаты, они несколько ночей наблюдали за движением планеты. С тех пор Адамс и Леверье считаются сооткрывателями. Название планета получила в честь римского бога морей — Нептуна.
Общее описание
Восьмая и самая удаленная от Солнца планета, расстояние 4,5 млрд километров. Полный оборот делается за 165 лет, двигаясь по орбите со скоростью 5,4 км/с.
Газовый гигант занимает четвертое место по размерам. Радиус экватора 24764 км, радиус полюсов 24341 километра, что придает планете сплюснутую форму.
Осевой наклон похож на земной, составляет 28,32 градуса. Вращение вокруг своей оси совершает за 15 часов, 58 минут. Времена года сменяются также, как на Земле, длятся около 40 лет.
Нептун хоть и относится к классу газовых гигантов, но из-за меньшего размера и насыщенности летучих веществ, причисляется к “ледяным гигантам”
Строение и атмосфера
Так как наблюдать за Нептуном не представляется возможным, из-за удаленности и не очень удачного расположения в космосе, то ученые произвели расчеты и создали приблизительную модель строения планеты.
Ядро состоит из никеля, силикатов и железа. Примерная температура больше 5400 Кельвинов. Давление 7 мегабар.
Дальше простирается горячая и жидкая смесь — мантия, состоящая из воды, метана, аммиака, так называемый “океан водного аммиака”. Ближе к условной поверхности нагрев уменьшается и колеблется от 5000 до 2000К, плавно переходя в нижний слой атмосферы. Высота перехода приблизительно равна 3000 км.
Атмосфера, верхний слой, содержит 80 % водорода, 19% гелия, примерно 1% метана. Присутствием метана, его способностью поглощать спектр красного цвета, объясняют синий цвет планеты.
Облака переменных составов располагаются в тропосфере. Выше облачного слоя ученые заметили облачные полосы, достигающие ширины 150 километров.
Средняя температура на планете минусовая, — 200 гр.
На планете постоянные свирепствуют штормы, ветра, достигающие скорости больше 600 метров в секунду. Причем ветер высоких широт дует по направлению движения Нептуна, а нижних в обратном.
Благодаря космическому аппарату “Вояджер 2”, посетившую планету в августе 1989 года, открыли Большое темное пятно, огромный антициклон, размером 13000 х 6600 км, зафиксированная скорость ветра 2400 км в час. Но уже в 1994 году его не обнаружили, зато в последние годы с помощью телескопа наблюдают за “Северным большим пятном”.
Планета Нептун
Спутники и кольца
Кольцевая система включает всего пять компонентов: первое — внешнее кольцо Адамса, второе — кольцо Араго, третье — кольцо Ласселла, четвертое — кольцо Леверье, пятое — кольцо Галле.
Могут состоять из частиц льда. Красноватый оттенок, предположительно, получается из-за присутствия углерода.
На сегодняшний день известно о 14 спутниках.
Тритон — первый крупный спутник был замечен Уильямом Ласселом, астроном из Англии, в 1846 году.
Только в следующем столетии, в 1949 году Джерард Койпер разглядел Нереиду.
Космический аппарат “Вояджер 2” в 1989 году передал данные о шести новых: Деспина, Протей, Ларисса, Наяда, Галатея, Таласса.
Список пополнился в 2002 и 2003 годах, добавились еще пять объектов.
В 2013 между орбит Лариссы и Протея обнаружили четырнадцатый спутник, его пока не назвали, дав обозначение S/2004 N 1, его диаметр всего 18 км.
Крупнейший спутник Тритон, диаметром 2707 км, является самым холодным, температура опускается до минус 235 градусов. Геологически активен, обнаружены действующие вулканы и гейзеры. Тритон медленно по спирали сближается с Нептуном и будет разрушен гравитационными силами, пополнив кольцевую систему. Но произойдет это нескоро.
Ученые не исключают наличие жидкого океана, такого как у юпитерского спутника Европы, что подразумевает наличие живых организмов, в примитивной форме.
Планета Нептун — детям
Нептун планета. Краткое описание для детей расскажет о самой синей планете в нашей солнечной системе.
Планету обнаружили благодаря математическим расчетам два ученых: французский математик Урбен Леверье и британский астроном Джон Куч Адамс. Чтобы убедиться в правильности расчетов, немецкий астроном Иоганн Готтфрид Галле и студент Генрих д’Арре, начали наблюдать за звездным небом в телескоп. И обнаружили новую планету, правда не совсем там, где указывали Леверье и Адамс.
Свое название Нептун получил в честь бога морей.
Нептун самая дальняя от солнца планета, он восьмой по счету. По размеру занимает 4 место, диаметр больше земного в 4 раза, а по массе на третьем.
Вокруг Солнца обращается за 165 лет, смена времен происходит через 40 лет, а нептунские сутки равны примерно 16 часам.
Планета считается газовым гигантом, но из-за того, что содержит аммиак, воду, метан, сероводород, его причисляют к ледяным гигантам. В нашей системе всего две такие планеты — Уран и Нептун.
Атмосфера непригодна для жизни, содержит водород, гелий, метан и другие газы.
Это одна из холодных планет, температура опускается ниже -220 гр.
Центр планеты состоит из горных пород и смеси воды, метана , аммиака.
В атмосфере бушуют самые сильные ветра, их скорость достигает 2100 км в час.
У Нептуна есть своя система из пяти колец, они названы в честь ученых, принимавших участие в открытии.
Известное количество спутников 14, самый маленький имеет диаметр 18 км, а самый большой и изученный Тритон, диаметром 2707 км.
Нептун еще плохо изучен, космический аппарат “Вояджер 2” только однажды побывал около планеты. Даже в самые современные телескопы плохо удается рассмотреть его, слишком далеко.
Похожие новости:
Не забывайте делиться. Спасибо.
cosmosplanet.ru
Планета Нептун, история открытия, строение, интересные факты
Планета Нептун – восьмая и самая далекая в Солнечной системе. За свой необыкновенный синий цвет ее назвали в честь древнеримского бога морей и океанов.
Нептун входит в группу ледяных гигантов наряду с Ураном. От газовых гигантов Юпитера и Сатурна их отличает мантия, представляющая собой океан жидких аммиака и метана. Тот же метан в виде газа в атмосфере планеты придает ей узнаваемый синий оттенок.
изображение ледяного гигантаИстория открытия и исследования
Нептун – единственная из планет Солнечной системы, которая не была обнаружена путем непосредственных наблюдений. История открытия планеты очень интересна.
Галилео Галилей в начале 17 века дважды наблюдал небесное тело в телескоп, но принимал его за звезду, расположенную по близости с Юпитером. Астрономы 19 века, наблюдавшие за движением Урана, обратили внимание на аномальное перемещение его по орбите, не соответствующее их расчетам. Англичанин Томас Джон Хасси в 1834 предположил, что такое поведение Урана может быть связано с наличием внешнего объекта. Одиннадцатью годами позднее британский математик Джон Кауч Адамс вычислил орбитальный путь еще не открытой восьмой планеты. Большинство членов астрономического сообщества не разделяло энтузиазма ученых по поводу нахождения нового планетарного тела в Солнечной системе.
Точнее Адамса в своих математических расчетах оказался французский математик Урбен Леверье. Опираясь на его расчеты, первую попытку найти «восьмерку» предприняли астрономы Кембриджской обсерватории. Но она была неуспешной. Объект был обнаружен лишь со второй попытки студентом Генрихом Д’Арре и директором Берлинской обсерватории Иоганном Энке. Официально Нептун был открыт 23 сентября 1846 года.
После обнаружения небесного тела разгорелись нешуточные споры, кто же на самом деле ее открыл – Леверье или Адамс. Только в 1998 году были найдены ценные бумаги из Гринвичской обсерватории, касающиеся истории этого события. После их детального изучения было установлено, что настоящим первооткрывателем восьмой планеты является все-таки Леверье, т.к. расчеты Адамса имели большую погрешность.
Долгое время после открытия небесное тело имело название «планета Леверье». Также были предложены такие варианты, как Янус и Океан. Современное название она получила от своего первооткрывателя. Леверье переименовал ее за синий цвет поверхности, ассоциировавшийся с древнеримским богом морей. Французского математика поддержал директор Пулковской обсерватории Василий Струве, и вскоре название прижилось за пределами Франции и Российской Империи.
Первым и пока единственным космическим аппаратом, сблизившимся с далеким гигантом, стал межпланетный зонд Вояджер-2. В 1989 году зонд пролетел всего в 4400 км от верхних слоев атмосферы ледяного гиганта, собрав сведения о его магнитосфере и погодных явлениях. Также Вояджер-2 открыл 6 нептуновых спутников и систему колец.
Общие сведения о планете
Нептун после разжалования Плутона является самой дальней из планет в Солнечной системе. Средняя удаленность его от центральной звезды составляет 4,5 млрд. км. Солнечный свет проходит расстояние до Нептуна за 253 минуты.
От Земли до Нептуна расстояние колеблется от минимального 4,3 млрд. км до максимального 4,553 млрд. км. Такая удаленность тел друг от друга не позволяет наблюдать нам планету на небосводе невооруженным глазом. Увидеть ее поможет телескоп с двухсоткратным увеличением и диаметром не менее 250 мм. Выглядит Нептун как шарообразное тело синего цвета. Такую окраску он получил благодаря своей газовой оболочке с большим содержанием метана, поглощающего красную часть спектра.
Особенностью Нептуна является невероятная скорость перемещения атмосферных масс. Вихри в его атмосфере могут достигать 600м/с, что делает их самыми быстрыми среди планетарных ураганов Солнечной системы.
Орбита и радиус
Орбита Нептуна обладает низким эксцентриситетом, по величине превосходя лишь венерианскую (0.011 и 0.007 соответственно). Полный оборот вокруг Солнца он проходит за 164,8 года, двигаясь по орбите со средней скоростью 5,44 км/с. Новый год со времен открытия небесного тела начался 12 июля 2011 года.
Наклон оси вращения к плоскости орбиты Нептуна составляет 28,3°. Это схоже с земным и марсианским значениями, что свидетельствует о сезонности климата. Однако из-за удаленности от Солнца сезоны здесь длятся по 40 лет.
орбитаВокруг своей оси гигант оборачивается за 16 часов. Это касается его магнитного поля. С атмосферой дела обстоят иначе. Экваториальный пояс газовой оболочки совершает полный оборот вокруг оси за 18 часов, а полярные области – за 12. Такая разница в скорости обусловила возникновение самых сильных ураганов в Солнечной системе.
Физические характеристики
- Размер Нептуна: средний радиус – 24, 62 тыс. км, площадь поверхности – 7,65*109 кв. км.
- Масса Нептуна – 1,024*1026 кг.
- Среднее значение плотности – 1,64 г/ куб. см.
- Ускорение свободного падения в экваториальной части планеты – 11,2 м/с2.
По строению Нептун напоминает своего соседа по Солнечной системе, ледяного гиганта Урана. Под газовой оболочкой, занимающей до 20% массы планеты, расположена ледяная мантия. Она представляет собой смесь жидких аммиака и метана. На самом деле, ледяной эту оболочку назвать трудно. Ее температура колеблется от 1700°С до 4700°С и она представляет собой огромный кипящий океан. Льдом эту жидкость прозвали за ее необычайную плотность.
Под мантией, уходящей вглубь на 7000 км, расположено ядро Нептуна. Оно состоит из железа и солей кремния, подвергнутый давлению в 7 мегабар и температуре в 5500°С.
Атмосфера
Верхние слои атмосферы Нептуна представляют собой водородно-гелиевую смесь с соотношением компонентов 4:1.Чем ближе к ледяной оболочке, тем больше в атмосфере метановых примесей. Это простейшее углеводородное соединение придает объекту синий цвет. Также в нижних слоях газовой оболочки формируются аммиачные и сероводородные облака.
Атмосфера Нептуна, как и большинства крупных тел Солнечной системы, имеет четыре основные области: тропосфера, стратосфера, термосфера и экзосфера. В тропосфере по мере удаления от поверхности ледяного гиганта температура опускается до минимума в – 213°С, а затем в верхних слоях атмосферы поднимается до -103°С. Термосфера прогревается до аномальных 470°.
Погода и климат
Вычислить среднюю температуру Нептуна невозможно, т.к. он не имеет твердой поверхности. Ядро планеты разогрето до 5500°С, в мантии температура колеблется от 4700°С до 1700°С, а самое холодное место – верхняя часть тропосферы – охлаждается до -213°.
За счет схожего с Землей наклона оси вращения восьмая планета подвержена смене сезонов. Правда, длятся они очень долго – чуть более 40 лет. С 1980 года лето продолжается на южной стороне, а в 2020 оно придет в северную ее часть.
Верхние слои атмосферы в области экватора вращаются медленней, чем в области полюсов. За счет этого возникают гигантские ураганы, достигающие невероятных 600 м/с. Самым крупным вихрем считается Большое темное пятно, которое наблюдалось в период с 1989 по 1994 год. Его размеры достигали 13*6,6 тыс. км. В это же время здесь бушевали еще два крупных урагана, расположенные южнее предыдущего. В 2017 году в области экватора был зафиксирован вихрь диаметром 9 тыс. км.
Кольца Нептуна
Кольцевая система планеты оставалась не обнаруженной более 120 лет с момента ее открытия. В 1968 году было выдвинуто предположение о наличии у колец Нептуна, что сумел подтвердить межпланетный зонд Вояджер-2 в 1989 году.
кольцаВсего восьмая планета имеет 5 колец. Самым близким к ее поверхности является кольцо Галле, расположенное на расстоянии 42 тыс. км. Далее последовательно идут кольца Леверье, Ласселла и Араго. Последнее кольцо Нептуна, названное в честь британского математика Адамса, удалено от планеты на 63 тыс. км. Оно имеет пять дуг, называющихся Храбрость, Свобода, Равенство 1, Равенство 2 и Братство.
Состоят кольца Нептуна из водяного льда и кремниевых солей. Предположительно, в их состав также входят органические вещества, предающие кольцевой системе красный оттенок.
Спутники
Всего у самой дальней планеты в нашей системе имеется 14 естественных спутников, открытых на данный момент. Крупнейшей нептуновой луной является Тритон, открытый всего через 17 дней после обнаружения самой планеты. Его поверхность представляет собой ледяную оболочку со множеством активных криовулканов.
Тритон – крупнейший планетарный спутник, движущийся в обратном направлении по отношению к своей планете. Именно благодаря этому спутнику Нептун не стал самой холодной планетой в нашей звездной системе. Их приливное взаимодействие увеличивает температуру планеты, заставляя ее излучать больше тепловой энергии, чем Уран. По мнению ученых, Тритон постепенно сближается с «хозяином» и в итоге войдет в его орбиту, распавшись на части. Тогда Нептун станет объектом с самой мощной кольцевой системой.
Нереида – вторая открытая нептунова луна. Свое название она получила в честь морских нимф, героинь мифов Древней Греции. По размерам Нереида занимает третье место среди спутников ледяного гиганта.
Еще 6 спутников в 1989 году обнаружил Вояджер-2. Свои названия они получили в честь морских нимф и божеств древнегреческой мифологии. Все они покрыты льдом и имеют каменное ядро.
С 2012 по 2013 год было еще открыто шесть мелких спутников диаметром до 60 км.
Земля и Нептун
Попробуем сравнить третью и восьмую планеты Солнечной системы:
- По массе ледяной гигант в 17 раз превышает Землю, а по размерам всего в 4.
- Угол оси наклона к плоскости орбиты у обоих тел имеет приблизительно одинаковое значение, что обуславливают смену пор года.
- Максимальное расстояние между ними составляет 4,6 млрд. км.
- Гравитация здесь в 1,13 раз больше земной.
Интересные факты про Нептун
- Его орбита одна из наименее эксцентричных среди планет, уступая только орбитальному пути Венеры.
- Тритон – эквивалент древнеримского бога Нептуна в греческой мифологии.
- По одной из гипотез, ранее ледяные гиганты были ближе к Солнцу. На более дальние орбиты планеты вытолкнуло огромной гравитационной силой, возникшей при резонансе орбит Юпитера и Сатурна.
- Ретроградное вращение Тритона доказывает то, что когда-то он был астероидом. При этом спутник продолжает медленно сближаться с хозяином.
- В ближайшее время ни одно космическое агентство не планирует запуск зондов для изучения «восьмерки».
- Плутон обладает более эксцентричной орбитой, поэтому иногда оказывается ближе к Солнцу, чем его сосед.
- В недрах ледяного гиганта могут быть залежи алмазов. В мантийном слое планеты на глубине около десятка тысяч километров условия таковы, что метан распадается на простейшие составляющие. Углерод под действием крайне высоких давления и температуры кристаллизуется, выпадая в виде алмазного града.
- Это самый маленький газовый гигант. При этом во всей Солнечной системе он занимает третье место по массе и четвертое по диаметру.
- Через сто лет после обнаружения «восьмерки» в честь ее был назван нептунием новый 93 элемент периодической таблицы Менделеева.
- При описании планет вне Солнечной системы Нептун и Юпитер используются как метонимы. Так называют экзопланеты со схожими размерами и массой.
spaceworlds.ru
Состав атмосферы Нептуна. Общие сведения о планете Нептун
В суете дней мир для обычного человека порой уменьшается до размеров работы и дома. Меж тем, если взглянуть на небо, можно убедиться, сколь ничтожно это в масштабах Вселенной. Может быть, поэтому юные романтики мечтают посвятить себя покорению космоса и изучению звезд. Ученые-астрономы ни на секунду не забывают, что, помимо Земли с ее проблемами и радостями, есть множество других далеких и загадочных объектов. Один из них — планета Нептун, восьмая по степени удаленности от Солнца, недоступная для непосредственного наблюдения и потому вдвойне притягательная для исследователей.
Как все начиналось
Еще в середине XIX века Солнечная система, по мнению ученых, содержала всего семь планет. Соседи Земли, ближайшие и удаленные, изучались с использованием всех доступных достижений в области техники и вычислений. Многие характеристики вначале описывались теоретически, а уже затем находили практические подтверждения. С расчетом орбиты Урана дело обстояло несколько иначе. Томас Джон Хасси, астроном и священник, обнаружил несоответствие реальной траектории движения планеты предполагаемой. Вывод мог быть только один: существует объект, влияющий на орбиту Урана. По сути, это было первое сообщение о планете Нептун.
Спустя почти десять лет (в 1843 г.) одновременно двое исследователей рассчитали, по какой орбите может двигаться планета, вынуждающая газового гиганта потесниться. Это были англичанин Джон Адамс и француз Урбен Жан Жозеф Леверье. Независимо друг от друга, но с разной точностью они определили путь движения тела.
Обнаружение и обозначение
Нептун был найден на ночном небе астрономом Иоганном Готтфридом Галле, к которому пришел Леверье со своими расчетами. Французский ученый, впоследствии разделивший с Галле и Адамсом славу первооткрывателя, ошибся в вычислениях лишь на градус. Официально Нептун появился в научных трудах 23 сентября 1846 года.
Первоначально планету предлагалось назвать именем двуликого Януса, но такое обозначение не прижилось. Астрономы больше вдохновились сравнением нового объекта с царем морей и океанов, столь же чуждого земной тверди, как, судя по всему, и открытая планета. Имя Нептуна предложил Леверье и поддержал В. Я. Струве, возглавлявший Пулковскую обсерваторию. Название было дано, оставалось только понять, каков состав атмосферы Нептуна, есть ли она вообще, что скрывается в его недрах и так далее.
В сравнении с Землей
С момента открытия прошло немало времени. Сегодня о восьмой планете Солнечной системы мы знаем гораздо больше. Нептун значительно превосходит Землю по размерам: его диаметр больше почти в 4 раза, а масса — в 17 раз. Значительная удаленность от Солнца не оставляет сомнений, что погода на планете Нептун также ощутимо отличается от земной. Здесь нет и не может быть жизни. Дело даже не в ветре или каких-то необычных явлениях. Атмосфера и поверхность Нептуна представляют собой практически одну структуру. Это характерная особенность всех газовых гигантов, к числу которых относится и данная планета.
Мнимая поверхность
Планета по плотности значительно уступает Земле (1,64 г/см³), благодаря чему ступить на ее поверхность непросто. Да и как таковой ее нет. Уровень поверхности условились опознавать по величине давления: податливая и скорее похожая на жидкость «твердь» находится в низших слоях атмосферы, где давление равняется одному бару, и, по сути, является ее частью. Любое сообщение о планете Нептун как о космическом объекте конкретного размера основывается на таком определении мнимой поверхности гиганта.
Полученные с учетом этой особенности параметры выглядят следующим образом:
диаметр в районе экватора составляет 49,5 тыс. км;
размер его в плоскости полюсов — почти 48,7 тыс. км.
Соотношение этих характеристик делает Нептун по форме далеким от круга. Он, подобно Голубой планете, несколько уплощен с полюсов.
Состав атмосферы Нептуна
Смесь газов, окутывающая планету, по содержанию сильно отлична от земной. Подавляющую часть составляет водород (80%), вторую позицию занимает гелий. Этот инертный газ вносит значительный вклад в состав атмосферы Нептуна — 19%. Метан составляет менее процента, также здесь встречается аммиак, но в незначительной количестве.
Как ни странно, один процент метана в составе сильно сказывается на том, какая атмосфера у Нептуна и каков весь газовый гигант с точки зрения внешнего наблюдателя. Это химическое соединение составляет облака планеты и не отражает световые волны, соответствующие красному цвету. В результате для пролетающих мимо космических аппаратов Нептун оказывается окрашенным в насыщенный голубой. Этот цвет — одна из загадок планеты. Ученым пока до конца не известно, что точно приводит к поглощению красной части спектра.
Всем газовым гигантам свойственно наличие атмосферы. Нептуна среди них выделяет именно цвет. Благодаря подобным характеристикам его называют ледяной планетой. Замерший метан, своим существованием добавляющий вес сравнению Нептуна с айсбергом, входит и в состав мантии, окружающей ядро планеты.
Внутреннее строение
Сердцевина космического объекта содержит железо, никель, соединения магния и кремния. По своей массе ядро примерно равно всей Земле. При этом, в отличие от других элементов внутренней структуры, оно обладает плотностью, превосходящей аналогичный параметр Голубой планеты в два раза.
Ядро покрыто, как уже говорилось, мантией. Ее состав во многом схож с атмосферным: здесь присутствуют аммиак, метан, вода. Масса слоя равна пятнадцати земным, при этом он сильно нагрет (до 5000 К). Мантия не имеет четкой границы, и атмосфера планеты Нептун плавно перетекает в нее. Смесь гелия и водорода составляет верхнюю часть в структуре. Плавное превращение одного элемента в другой и размытые границы между ними — свойства, характерные для всех газовых гигантов.
Трудности исследования
Выводы о том, какая атмосфера у Нептуна, что характерно для его структуры, делаются во многом на основе уже полученных данных об Уране, Юпитере и Сатурне. Удаленность планеты от Земли значительно затрудняет ее изучение.
В 1989 году вблизи Нептуна пролетал космический аппарат «Вояджер-2». Это была единственна встреча ледяного гиганта с земным посланником. Плодотворность ее, впрочем, очевидна: большую часть сведений о Нептуне науке предоставил именно этот корабль. В частности, «Вояджер-2» обнаружил Большое и Малое темные пятна. Оба зачерненных участка хорошо были видны на фоне голубой атмосферы. На сегодняшний день непонятно, какова природа этих образований, но предполагается, что это вихревые потоки или циклоны. Они появляются в верхних слоях атмосферы и на огромной скорости проносятся вокруг планеты.
Вечное движение
Многие параметры обуславливает наличие атмосферы. Нептуна характеризует не только необычный цвет, но и постоянное движение, создаваемое ветром. Скорость, с которой облака облетают планету в районе экватора, превышает тысячу километров в час. Двигаются они при этом в противоположном относительно вращения самого Нептуна вокруг оси направлении. При этом оборачивается планета еще быстрее: полный поворот занимает всего 16 часов и 7 минут. Для сравнения: один оборот вокруг Солнца занимает почти 165 лет.
Очередная загадка: скорость ветра в атмосфере у газовых гигантов увеличивается при удалении от Солнца и достигает пика на Нептуне. Это явление пока не получило обоснования, как и некоторые температурные особенности планеты.
Распределение тепла
Погода на планете Нептун характеризуется постепенным изменением температуры в зависимости от высоты. Тот слой атмосферы, где располагается условная поверхность, полностью соответствует второму названию космического тела (ледяная планета). Температура здесь опускается почти до -200 ºC. Если перемещаться от поверхности выше, то будет ощутимо увеличение тепла вплоть до 475º. Ученые до сих пор не нашли достойного объяснения таким перепадам. Как предполагается, Нептун обладает внутренним источником тепла. Такой «обогреватель» должен вырабатывать в два раза больше энергии, нежели приходит на планету от Солнца. Тепло от этого источника в сочетании с долетающей сюда от нашей звезды энергией, вероятно, и является причиной сильных ветров.
Однако ни солнечный свет, ни внутренний «обогреватель» не могут повысить температуру на поверхности так, чтобы здесь была ощутима смена времен года. И хотя другие условия для этого соблюдаются, отличить зиму от лета на Нептуне невозможно.
Магнитосфера
Исследования «Вояджера-2» помогли ученым узнать многое о магнитном поле Нептуна. Оно сильно отлично от земного: источник располагается не в ядре, а в мантии, благодаря чему магнитная ось планеты сильно смещена относительно ее центра.
Одна из функций поля — защита от солнечного ветра. Форма магнитосферы Нептуна сильно вытянута: защитные линии в той части планеты, которая освещена, располагаются на расстоянии в 600 тыс. км от поверхности, а с противоположной стороны — более чем в 2 млн км.
Вояджер зафиксировал непостоянность напряжения поля и расположения магнитных линий. Такие свойства планеты также еще не объяснены до конца наукой.
Кольца
В конце XIX века, когда ученые уже не искали ответ на вопрос о том, есть ли атмосфера на Нептуне, перед ними возникла другая задача. Необходимо было объяснить, почему по пути следования восьмой планеты звезды начинали гаснуть для наблюдателя несколько раньше, чем к ним приближался Нептун.
Решить проблему получилось только спустя почти век. В 1984 году с помощью мощного телескопа удалось рассмотреть самое яркое кольцо планеты, впоследствии названное именем одного из первооткрывателей Нептуна — Джона Адамса.
Дальнейшие исследования обнаружили еще несколько подобных образований. Именно они закрывали звезды на пути следования планеты. Сегодня астрономы считают Нептуна обладателем шести колец. В них кроется еще одна загадка. Кольцо Адамса состоит из нескольких дужек, располагающихся на некотором расстоянии друг от друга. Причина такого размещения неясна. Часть исследователей склоняются к мысли, что удерживает их в таком положении сила гравитационного поля одного из спутников Нептуна — Галатеи. Другие приводят весомый контраргумент: размеры ее столь малы, что вряд ли она справилась бы с задачей. Возможно, рядом существует еще несколько неизвестных спутников, помогающих Галатее.
В целом кольца планеты — зрелище, уступающее по внушительности и красоте подобным формированиям Сатурна. Не последнюю роль в несколько тусклом внешнем виде играет состав. Кольца в основном содержат глыбы метанового льда, покрытого соединениями кремния, которые хорошо поглощают свет.
Спутники
Нептун — обладатель (по последним данным) 13 спутников. Большинство из них имеют небольшие размеры. Выдающиеся параметры только у Тритона, лишь немного уступающего в диаметре Луне. Состав атмосферы Нептуна и Тритона различен: спутник имеет газовую оболочку из смеси азота и метана. Эти вещества придают очень интересный вид планете: замерзший азот с включениями из метанового льда создает на поверхности в районе Южного полюса настоящее буйство красок: переливы желтого сочетаются с белым и розовым.
Судьба красавца Тритона, меж тем, не такая радужная. Ученые предрекают ему столкновение с Нептуном и поглощение им. В результате восьмая планета станет обладательницей нового кольца, по яркости сравнимого с образованиями Сатурна и даже опережающего их. Остальные спутники Нептуна значительно уступают Тритону, часть из них даже не имеет пока названия.
Восьмая планета Солнечной системы во многом соответствует своему названию, на выборе которого сказалось и наличие атмосферы, — Нептун. Ее состав способствует появлению характерного голубого цвета. Нептун несется сквозь непонятное нам пространство, подобно богу морей. И аналогично океанским глубинам та часть космоса, которая начинается за Нептуном, хранит массу тайн от человека. Ученым будущего лишь предстоит их открыть.
fb.ru