Планета нептун это: описание планеты, атмосфера Нептуна, спутники и кольца, фото Нептуна и факты

Содержание

описание планеты, атмосфера Нептуна, спутники и кольца, фото Нептуна и факты

Нептун является восьмой планетой от Солнца и последней из известных планет. Не смотря на то, что это третья по массивности планета, она является всего лишь четвертой с точки зрения диаметра. Благодаря своей синей окраске Нептун получил имя римского бога моря.

По мере совершения тех или иных научных открытий у ученых часто возникают споры, какая именно из теорий заслуживает доверия. Открытие Нептуна является наглядным примером таких разногласий.

Нептун и другие планеты Солнечной системы

После того, как 1781 году была открыта планета Уран, астрономы заметили, что его орбита подвержена значительным колебаниям, которых в принципе быть не должно. В качестве обоснования этого непонятного явления была предложена гипотеза о существовании планеты, гравитационное поле которой и вызывает орбитальные отклонения Урана.

Сравните: Земля, Уран, Нептун, Плутон

Тем не менее, первые научные труды, связанные с существования Нептуна появились только в 1845-1846 году, когда английский астроном Джон Коуч Адамс опубликовал свои расчеты о положении этой тогда еще неизвестной планеты. Однако, несмотря на то, что он предоставил свою работу Королевскому научному сообществу (ведущей английской научно-исследовательской организации), его труд не вызвал ожидаемого интереса. И только год спустя французский астроном Жан Жозеф Леверье также представил расчеты, которые были поразительно похожи на расчеты Адамса. В результате независимых оценок научной работы двух ученых, научное сообщество наконец-то согласилось с их выводами и начало поиски планеты в области неба, на которую указывали исследования Адамс и Леверье. Планета как таковая была обнаружена 23 сентября 1846 года немецким астрономом Иоганном Галлом.

До облета космическим аппаратом Voyager 2 в 1989 году, о планете Нептун у человечества было очень мало информации. Миссия позволила получить данные о кольцах Нептуна, числе лун, атмосфере и вращении. Кроме того, Voyager 2 выявил существенные особенности спутника Нептуна под названием Тритон. На сегодняшний день мировые космические агентства не планируют каких-либо миссий к этой планете.

Атмосфера Нептуна

Верхние слои атмосферы Нептуна на 80% состоят из водорода (h3), 19% гелия и небольших примесей метана. Подобно Урану, синяя окраска Нептуна обусловлена его атмосферным метаном, который поглощает свет на длине волны, которая соответствует красному цвету. Однако, в отличие от Урана, у Нептуна более глубокий синий цвет, что говорит о присутствии в атмосфере Нептуна компонентов, которых нет в атмосфере Урана.

Погодные условия на Нептуне имеют две отличительные черты. Во-первых, как было замечено во время пролета миссии Voyager-2, это так называемые темные пятна. Эти бури сопоставимы по своим масштабам с Большим красным пятном на Юпитере, однако сильно отличаются по своей продолжительности. Шторм известный как Большое Красное Пятно длится уже в течение многих столетий, а темные пятна Нептуна способны существовать не более нескольких лет. Информацию об этом удалось подтвердить благодаря наблюдениям космического телескопа «Хаббл», который был направлен на планету всего через четыре года после того, как Voyager 2 совершил свой облет.

Смотрите также: На синей эзопланете размером с Нептун обнаружена атмосфера

Вторым примечательным погодным явлением планеты является стремительно перемещающиеся шторма белого цвета, которые получили называние «Скутер». Как показали наблюдения, это своеобразный тип ливневой системы, размеры которой намного меньше, чем размеры темных пятен, а продолжительность жизни еще короче.

Подобно атмосферам других газовых гигантов, атмосфера Нептуна делится на широтные полосы. Скорость ветра в некоторых из этих полос достигает почти 600 м/с, то есть ветра планеты можно назвать самыми быстрыми в Солнечной системе.

Структура Нептуна

Нептун, подобно Урану, состоит из двух слоев: ядра и мантии. Само ядро твердое и в 1,2 раза массивнее планеты Земля. Мантия представляет собой невероятно горячую и плотную жидкость, состоящую из воды, аммиака и метана. При этом вес мантии составляет от десяти до пятнадцати масс Земли.

Не смотря на то, что Нептун и Уран очень похожи по своей структуре, они имеют существенные различия. В то время как Уран излучает примерно такое же количество тепла, которое получает от Солнца, Нептун излучает почти 2,61 раза больше энергии, чем получает. Температура поверхности двух космических тел сопоставима, но Нептун получает только 40% солнечного света, от того количества которое получает Уран. Кроме того, огромное количество внутреннего тепла планеты способствует образованию чрезвычайно быстрых потоков ветра в верхних слоях атмосферы.

Орбита и вращение Нептуна

После открытия Нептуна, размер известной Солнечной системы увеличился примерно в два раза. При среднем расстоянии орбиты 4,50 х 10 в степени 9 км солнечному свету требуется почти четыре часа и сорок минут для того, чтобы достигнуть верхних слоев атмосферы Нептуна. Данное расстояние указывает на то, что продолжительность года на Нептуне составляет около 165 земных лет.

Эксцентриситет орбиты Нептуна — .0097 является вторым наименьшим после Венеры. Столь незначительная величина эксцентриситета делает орбиту Нептуна очень близкой к кругу по своей форме.

Подобно Юпитеру и Сатурну, скорость вращения Нептуна намного выше этого показателя у планет земной группы в Солнечной системе. Период вращения планеты составляет чуть более 16 часов, что делает Нептун обладателем третьей по продолжительности ночи среди локальных планет.

Еще по теме: Недавно обнаруженные объекты Солнечной системы резонируют с Нептуном

Наклон оси Нептуна составляет 28,3°, что относительно близко к 23.5° Земли. Учитывая значительную удаленность планеты от Солнца, наличие у Нептуна сравнимых с земными сезонов является достаточно удивительным и до конца неизученным для ученых явлением.

Спутники и кольца Нептуна

На сегодняшний день известно, что Нептун имеет тринадцать спутников. Из этих тринадцати только одна обладает большой и сферической формой. Существует научная теория, согласно которой Тритон — самый крупный из спутников Нептуна, представляет собой карликовую планету, которая была захвачена гравитационным полем и поэтому его естественное происхождение остается под вопросом. Доказательства этой теории исходит от ретроградной орбиты Тритона — спутник вращается в противоположном направлении по отношению к Нептуну. Кроме того, С зарегистрированной температурой поверхности -235 °C, Тритон является самым холодным известный объектом в Солнечной системе.

Считается, что Нептун имеет три основных кольца: Адамса, Леверье и Галле. Эта кольцевая система намного слабее, чем у других газовых гигантов. Кольцевая система планеты настолько тусклая, что некоторое время считалось кольца неполноценны. Однако изображения, которые передал Voyager 2 показали, что это на самом деле не так и кольца полностью опоясывают планету.

Интересные факты о Нептуне

• Для полного оборота по орбите вокруг Солнца Нептуну требуется 164.8 земных лет. 11 июля 2011 года было обозначено завершение первого полного оборота планеты с момента ее открытия в 1846 году.

• Нептун был обнаружен Жаном Жозефом Леверье. Планета оставалась неизвестной для древних цивилизаций в силу того, что не была видно с Земли невооруженным взглядом. Первоначально планета называлась Леверье, в честь ее первооткрывателя. Но научное сообщество быстро отказалось от этого названия и было выбрано название Нептун.

• Планета была названа Нептун в честь древнеримского бога моря.

• Нептун обладает второй по величине силой тяжести в Солнечной системе, уступая только Юпитеру.

• Самый большой спутник Нептуна носит название Тритон, он был обнаружен спустя 17 дней после того, как был обнаружен сам Нептун.

Тритон и Нептун

• В атмосфере Нептуна можно наблюдать шторм, похожий на Большое красное пятно Юпитера. Данный шторм имеет объем сопоставимый с объемом Земли и известен также как Великое Темное Пятно.

• На планете существует еще одна известная буря — Малое Темное Пятно, но она значительно меньше. Ее размер сопоставим с размером Луны.

• Нептун очень быстро вращается вокруг своей оси, период обращения составляет около 16 часов

• Мимо Нептуна пролетал только один земной аппарат под названием Voyager 2, это произошло в 1989 году. Благодаря миссии, человечество получило первые ценные данные о системе спутников и колец планеты. Для того, чтобы сигналы от космического аппарата достигли Земли потребовалось 246 минут (четыре часа и шесть минут).

• Планета обладает очень динамичным климатом. Самый большой шторм, известный как Большое Темное Пятно произошел в 1989 году и длился около пяти лет.

Большое Темное Пятно (1989)

• Подобно другим газовым гигантам, Нептун имеет кольцевую систему. Учитывая весьма слабую отражающую способность колец, ученые полагают, что помимо ледяных частиц в их составе содержится достаточно большое количество углеродных частиц.

• На текущий момент известно 13 спутников Нептуна. Самым большим является Тритон — покрытый ледяной оболочкой мир, из под поверхности которого постоянно происходят выбросы частиц замороженного азота и пыли. Это самый холодный мир в Солнечной системе. Существует версия, что Тритон был пойман огромной гравитацией Нептуна и поэтому не может считаться естественным спутником Нептуна.

• Средняя температура поверхности Нептуна составляет -214 °С.

Фото Нептуна

Фото Нептуна с Вояджер-2

Интересные факты про планету Нептун — видео.

Поделиться

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Планета Нептун: описание, строение и характеристики Нептуна | Солнечная система

Вторая планета (после Урана), открытая в «Новое время» – Нептун – является четвертой по размеру и восьмой по расстоянию планетой от Солнца. Его назвали в честь римского морского бога, аналогичному Посейдону у греков. После открытия Урана, ученые всего мира начали спорить, т.к. траектория его орбиты не совсем соответствовала всемирному закону тяготения, открытого Ньютоном.

Это натолкнуло их на мысль о существовании еще одной планеты, пока не известной, которая и влияла своим гравитационным полем на орбиту седьмой планеты. Через 65 лет после открытия Урана, 23 сентября 1846 года была открыта планета Нептун. Она была первой планетой, которую открыли при помощи математических расчетов, а не с помощью долгих наблюдений. Расчеты начал англичанин Джон Адамс еще в 1845 году, но они были не совсем верные. Их продолжил Урбен Леверье – астроном и математик, родом из Франции. Он рассчитал положение планеты с такой точностью, что ее нашли в первых же вечер наблюдений, поэтому Леверье стали считать первооткрывателем планеты. Англичане запротестовали и после длительных споров, все признали немалый вклад Адамса, и он так же считается первооткрывателем Нептуна. Это был прорыв в расчетной астрономии! Нептун до 1930 года, считался самой далекой и последней планетой. Открытие Плутона, сделало его предпоследним. Но в 2006 году МАС — «Международный Астрономический Союз», принял более точную формулировку определения «планета», и Плутон стал считаться «карликовой планетой», а Нептун снова стал последней планетой нашей солнечной системы.

Строение Нептуна

Характеристики Нептуна были получены только с помощью одного космического аппарата «Вояджер-2». Все фотографии, были получены именно с него. В 1989 году, он прошел в 4,5 тыс. км от планеты, обнаружив несколько новых спутников и зафиксировав «Большое темное пятно», наподобие «Красного пятна» на Юпитере.

Строение Нептуна по своему составу, очень близко к Урану. Он тоже является газообразной планетой с твердым ядром, массой примерно с Землю и температурой, как на поверхности Солнца – до 7000 К. При этом, общая масса Нептуна примерно в 17 раз более массы Земли. Ядро восьмой планеты, окутывает мантия из воды, метанового льда и аммиака. Далее идет атмосфера, она включает в себя 80% водорода, 19% гелия и около 1% метана. Из метана состоят и верхние облака планеты, которые поглощают спектр красного цвета солнечных лучей, поэтому в цвете планете доминирует синий. Температура верхних слоев составляет – 200 °С. В атмосфере Нептуна зафиксированы самые сильные ветра, среди всех известных планет. Их скорость может достигать 2100 км/ч! Располагаясь на расстоянии 30 а. е., полный оборот вокруг Солнца, занимает у Нептуна почти 165 земных лет, поэтому, с момента своего открытия, он совершит свой первый полный оборот только в 2011 году.

Спутники Нептуна

Уильям Лассель открыл самый большой спутник – Тритон, уже через пару недель, после открытия самого Нептуна. Его плотность составляет 2 г/см³, следовательно, по массе он превосходит на 99% все спутники планеты. Хотя размеры его, чуть больше Луны.

Он обладает ретроградной орбитой и скорее всего, очень давно, был захвачен полем Нептуна, из расположенного рядом, пояса Койпера. Это поле, постоянно притягивает спутник к планете все ближе и ближе. Поэтому в недалеком, по космическом меркам, будущем (через 100 млн. лет) он столкнется с Нептуном, в результате чего могут образоваться кольца, более мощные и заметные, чем сейчас наблюдаются у Сатурна. На Тритоне присутствует атмосфера, что может означать, наличие жидкого океана, под ледяной корой кромкой поверхности. Т.к. Нептун в римской мифологии был морским богом, все его спутники названы в честь римских морских богов, поменьше рангом. Среди них можно выделить Нереиду, Протей, Деспину, Таласу и Галатею. Масса всех этих спутников, составляет менее 1% от массы Тритона!

Характеристики Нептуна

• Масса: 1,025*1026 кг (в 17 раз больше Земли)
• Диаметр на экваторе: 49528 км (в 3,9 раз больше Земли)
• Диаметр на полюсе: 48680 км
• Наклон оси: 28,3°
• Плотность: 1,64 г/см³
• Температура верхних слоев: около – 200 °C
• Период обращения вокруг оси (сутки): 15 часов 58 минут
• Расстояние от Солнца (среднее): 30 а. е. или 4,5 млрд. км
• Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 165 лет
• Скорость вращения по орбите: 5,4 км/с
• Эксцентриситет орбиты: e = 0,011
• Наклон орбиты к эклиптике: i = 1,77°
• Ускорение свободного падения: 11 м/с²
• Спутники: есть 13 шт.

Планета Нептун: описание и физические характеристики. Нептун

Нептун - самая удалённая от Солнца планета (из восьми основных).
Своё название получила в честь бога морей. Её астрономическим символом является трезубец Нептуна.
Обладает системой колец, хоть и не очень развитой. Туда входят пять элементов: ледяные частицы, углеродный материал (придающий им красноватый цвет), силикаты.

Краткая характеристика планеты Нептун

Масса и размер.
Эту планету не назвать большой, но и маленькой она не является. Для сравнения, масса её превосходит земную в 17 раз, но при этом меньше массы Юпитера (самой большой планеты системы) в 19 раз. Так что, хоть Нептун и относят к газовым гигантам (его, кстати, зачастую называют ледяным гигантом), он является одним из самых малых её представителей. Скорей уж, это что-то среднее.
Экваториальный радиус планеты немногим менее 25 тысяч километров, что почти в 4 раза больше земного.

Орбита и вращение.
Среднее расстояние между Солнцем и Нептуном примерно в 30 раз больше, чем расстояние между Солнцем и Землёй - 4,5 миллиардов километров. Из-за этого, пока Нептун совершает один оборот вокруг центральной звезды, на Земле проходит порядка 165 лет.
А вот скорость вращения вокруг своей оси, наоборот, больше. Полный оборот он совершает примерно за 16 часов.

Атмосфера на планете Нептун

Атмосфера планеты состоит, в основном, из водорода и гелия. Также присутствует небольшой процент метана.
Благодаря поглощению метаном красного света, атмосфера Нептуна приобретает синий цвет.

Из-за большой удалённости от центральной звезды на поверхности весьма низкие температуры. Примерно -200 °C.

Нептун можно назвать планетой штормов. Согласно исследованиям, в нижней части атмосферы ветра дуют, в основном, против направления вращения планеты. Скорость колеблется от 20 м/с до 300 м/с. А вот в верхних слоях направление ветров совпадает с направлением вращения. И скорость их - 300-400 м/с.

Интересные факты про планету Нептун

- Во всей Солнечной системе нет другой планеты с такими сильными ветрами. Их скорость иногда превышает 2000 км/ч.

- Планета штормов была открыта не с помощью визуального наблюдения, а с помощью математических расчётов.
Соседней планетой Нептуна является Уран. Учёными были замечены непонятные изменения в её орбите. Так возникла теория, что существует планета, влияющая на орбиту Урана. И ей оказался Нептун.

- Из-за вращающегося магнитного поля, планета представляется источником непрерывного излучения и непредвиденных вспышек, если наблюдать в диапазоне электроволн.

- Вокруг планеты вращаются 14 спутников. 4 из них вращаются очень близко от планеты. Настолько, что попадают в пределы его системы колец.

Невидимая планета. Почему Нептун синий и как пиво помогло найти его самый большой спутник

Нептун — восьмая, самая далекая планета в Солнечной системе (если не брать в расчет гипотетическую планету X, о существовании которой ученые заявили около года назад). Без телескопа Нептун с Земли не видно, поэтому первым его смог наблюдать только Галилей, который видел Нептун в 1612 и 1613 году, но не опознал как планету.

Вообще, до 1781 года, когда был открыт Уран, астрономы считали, что вокруг Солнца обращаются шесть планет: Земля и те пять, что были видны на небосводе еще с древности. Однако после того, как стало понятно, что планет как минимум семь, ученые начали что-то подозревать: расчеты орбиты Урана явно указывали, что за ней есть еще одно массивное тело.

Эти подозрения подкреплялись наблюдением математического характера: в 1766 году Иоганн Тициус заметил, что расстояния известных на тот момент планет от Солнца укладываются в простую закономерность, не хватало только планеты между Марсом и Юпитером.

Поначалу эти расчеты не вызвали особого энтузиазма, однако когда оказалось, что свежеоткрытый Уран тоже укладывается в закономерность Тициуса, а между Марсом и Юпитером нашлась карликовая планета Церера, выкладки Тициуса зауважали. Настолько, что некоторые астрономы даже придумали для планеты за Ураном имя — Офион.

Правда, обнаруженная в 1846 году немецким астрономом Иоганном Галле планета обманула их ожидания, оказавшись слишком близко к Солнцу: 30,1 астрономических единицы против ожидавшихся 38,8. Закономерность Тициуса снова впала в немилость, и даже открытие Плутона почти на нужном расстоянии в 39,5 а.е. ее уже не спасло.

Нельзя не отметить, что открытие Нептуна — заслуга не единственно Галле, обнаружению планеты предшествовал период поисков ее разными учеными, а за открытием последовал еще период споров о том, кого именно следует считать настоящим первооткрывателем.

Визит Нептуну

Долгое время о Нептуне было мало что известно: хоть его и можно разглядеть с Земли в телескоп, но настолько плохо, что все равно толком ничего не было понятно. Однако в середине 1990-х годов — начале 2000-х на Нептун смогли взглянуть космические телескопы — «Хаббл» и «Спитцер», которым не мешала земная атмосфера, и поэтому они лучше видели далекую планету.

Таким Нептун увидел телескоп «Хаббл» в 1995 году. Изображение: Jet Propulsion Laboratory / Massachusetts Institute of Technology

Единственным космическим аппаратом, который видел Нептун вблизи, был «Вояджер-2», пролетевший мимо планеты и ее спутников 24—25 августа 1989 года. При этом Нептун находился в поле его зрения с июня по октябрь этого года, и значительный объем знаний о Нептуне получен именно «Вояджером».

Нептун — это газовый гигант. День на планете длится 16 часов, а год — 165 земных лет. Большая часть планеты состоит из очень плотной и горячей смеси воды, аммиака и метана, а внутри, возможно, находится твердое ядро размером с Землю. Температура в центре планеты — пять-шесть тысяч градусов. Атмосфера в основном состоит из водорода, гелия и метана — это из-за него планета такая синяя.

«Вояджер» также подтвердил существование колец у Нептуна, причем у них обнаружились странные утолщения, хотя по всем расчетам такие сгустки пыли должны распределяться по кольцу равномерно. Ученые предполагают, что так сказывается притяжение одного из спутников Нептуна — Галатеи.

Также космический аппарат обнаружил на Нептуне сильные ветра и шторма, хотя до этого считалось, что там слишком холодно для какой-либо активности в атмосфере.

Один из штормов даже получил собственное имя — Большое темное пятно. Когда «Вояджер» наблюдал атмосферу Нептуна, он был размером с Землю и двигался со скоростью более тысячи километров в секунду. Астрономы пытались повторно найти этот шторм с помощью «Хаббла», но безуспешно, зато телескоп увидел два других больших шторма.

Большое темное пятно. Изображение: NASA

Тритон

«Вояджеру» удалось рассмотреть шесть спутников Нептуна (всего на сегодняшний день известны 14, из них последний спутник нашли в 2013 году), в том числе самый крупный из них — Тритон.

На Тритоне ужасно холодно: -235 градусов по Цельсию. При этом на спутнике есть гейзеры, которые «выплевывают», предположительно, смесь жидкого азота, метана и пыли на высоту восемь километров, где все это замерзает и падает обратно на поверхность Тритона.

По своей орбите Тритон движется в сторону, противоположную вращению планеты. Это указывает, что, возможно, Тритон — пришелец, захваченный гравитационным полем Нептуна, которое притягивает его все ближе и ближе. Ученые полагают, что через миллионы лет гравитационные силы разорвут Тритон на мелкие кусочки и он станет еще одним кольцом Нептуна.

Тритон. Изображение: NASA / JPL / USGS

Интересно, что Тритон нашли всего через 17 дней после открытия Нептуна. Его заметил Уильям Лассел, пивовар по профессии и астроном-любитель, вложивший средства от продажи пива в строительство собственной обсерватории.

 Екатерина Боровикова

Нептун (планета) - это... Что такое Нептун (планета)?

Нептун  
Нептун с «Вояджера-2».
Сведения об открытии
Дата открытия 23 сентября 1846[1]
Первооткрыватель Урбен Леверье
Иоганн Галле
Гейнрих д’Арре
Место открытия Берлин
Способ открытия расчёт
Орбитальные характеристики[2][3]
Афелий 4 553 946 490 км
30,44125206 а. е.
Перигелий 4 452 940 833 км
29,76607095 а. е.
Большая полуось 4 503 443 661 км
30,10366151 а. е.
Орбитальный эксцентриситет 0,011214269
Сидерический период 60 190[4] дней
Синодический период 367,49 дней[5]
Орбитальная скорость 5,43 км/с[5]
Средняя аномалия 267,767281°
Наклонение 1,767975°
6,43° относительно солнечного экватора
Долгота восходящего узла 131,794310°
Аргумент перицентра 265,646853°
Число спутников 13
Физические характеристики
Сжатие 0,0171 ± 0,0013
Экваториальный радиус 24 764 ± 15 км[6][7]
Полярный радиус 24 341 ± 30 км[6][7]
Площадь поверхности 7,6408×109 км²[4][7]
Объём 6,254×1013 км³[5][7]
Масса 1,0243×1026 кг[5]
Средняя плотность 1,638 г/см³[5][7]
Ускорение свободного падения на экваторе 11,15 м/с²[5][7] (1,14 g)
Вторая космическая скорость 23,5 км/c[5][7]
Скорость вращения (на экваторе) 2,68 км/с
9648 км/ч
Период вращения 0,6713 дней[5]
16 ч 6 мин 36 с
Наклон оси вращения 28,32°[5]
Прямое восхождение на северном полюсе 19ч 57м 20с[6]
Склонение на северном полюсе 42,950°[6]
Альбедо 0,29 (Бонд)
0,41 (геом.)[5]
Температура поверхности мин сред макс
уровень 1 бара 72 К[5](около-200*С)
0,1 бара (тропопауза) 55 К[5]
Видимая звёздная величина 8,0—7,78[5][8]
Угловой размер 2,2—2,4[5][8]
Атмосфера[5]
Состав атмосферы
У этого термина существуют и другие значения, см. Нептун.

Непту́н — восьмая и самая дальняя планета Солнечной системы. Нептун также является четвёртой по диаметру и третьей по массе планетой. Масса Нептуна в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше таковых у Земли[9]. Планета была названа в честь римского бога морей. Его астрономический символ  — стилизованная версия трезубца Нептуна.

Обнаруженный 23 сентября 1846 года[1], Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений. 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 12 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.

Нептун по составу близок к Урану, и обе планеты отличаются по составу от более крупных планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Астрономы иногда помещают Уран и Нептун в отдельную категорию «ледяных гигантов». Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия[10], наряду со следами углеводородов и, возможно, азота, однако содержит в себе более высокую пропорцию льдов: водного, аммиачного, метанового. Ядро Нептуна, как и Урана, состоит главным образом из льдов и горных пород[11]. Следы метана во внешних слоях атмосферы, в частности, являются причиной синего цвета планеты[12].

В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч[13]. 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[9][10]. В центре Нептуна температура составляет примерно 7000 °C, что сопоставимо с температурой на поверхности Солнца и сравнимо с внутренней температурой большинства известных планет. У Нептуна есть слабая и фрагментированная кольцевая система, возможно, обнаруженная ещё в 1960-е годы, но достоверно подтверждённая «Вояджером-2» лишь в 1989 году[14].

История открытия

Основная статья: Открытие Нептуна

Согласно зарисовкам, Галилео Галилей наблюдал Нептун 28 декабря 1612 года, а затем 29 января 1613 года. Однако в обоих случаях Галилей принял планету за неподвижную звезду в соединении с Юпитером на ночном небе.[15] Поэтому открытие Нептуна не приписывают Галилею.

Во время первого периода наблюдений в декабре 1612 года Нептун был в точке стояния, как раз в день наблюдений он перешёл к попятному движению. Видимое попятное движение наблюдается, когда Земля обгоняет по своей орбите внешнюю планету. Поскольку Нептун был вблизи точки стояния, движение планеты было слишком слабым, чтобы быть замеченным с помощью маленького телескопа Галилея[16].

В 1821 году Алексей Бувард опубликовал астрономические таблицы орбиты Урана[17]. Более поздние наблюдения показали существенные отклонения от таблиц. Учитывая данное обстоятельство, Бувард выдвинул предположение, что неизвестное пока тело возмущает орбиту Урана своей гравитацией. В 1843, Джон Кауч Адамс вычислил орбиту гипотетической восьмой планеты, для объяснения изменения в орбите Урана. Он послал свои вычисления сэру Джорджу Эйри, королевскому астроному, а тот в ответном письме попросил у Куча разъяснений. Адамс начал набрасывать ответ, но почему-то так и не отправил его и в дальнейшем не настаивал на серьёзной работе по данному вопросу[18][19].

Урбен Леверье, математик, открывший Нептун

Урбен Леверье независимо от Адамса в 1845—1846 годы быстро провёл свои собственные расчёты, но соотечественники не разделяли его энтузиазма. В июне, ознакомившись с первой опубликованной Леверье оценкой долготы планеты и её схожести с оценкой Адамса, Эйри убедил директора Кембриджской обсерватории Джеймса Чайлза начать поиски планеты, которые безуспешно продолжались в течение августа и сентября[20][21]. На деле Чайлз дважды наблюдал Нептун, но вследствие того, что он отложил обработку результатов наблюдений на более поздний срок ему не удалось своевременно идентифицировать искомую планету[20][22].

Тем временем, Леверье удалось убедить астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готтфрида Галле заняться поисками планеты. Гейнрих д’Арре, студент обсерватории, предложил Галле сравнить недавно нарисованную карту неба в районе предсказанного Леверье местоположения с видом неба на текущий момент, чтобы заметить передвижение планеты относительно неподвижных звёзд. Планета была обнаружена в первую же ночь примерно после одного часа поисков. Вместе с директором обсерватории, Иоганном Энке, в течение двух ночей они продолжили наблюдение участка неба, где находилась планета, в результате чего им удалось обнаружить её передвижение относительно звёзд, и убедиться, что это действительно новая планета[23]. Нептун был обнаружен 23 сентября 1846 года, в пределах 1° от координат, предсказанных Леверье, и примерно в 12° от координат, предсказанных Адамсом.

Вслед за открытием последовал спор между англичанами и французами за право считать открытие Нептуна своим. В конечном счёте консенсус был найден, и было принято решение считать Адамса и Леверье сооткрывателями. В 1998 году были вновь найдены так называемые «бумаги Нептуна» (имеющие историческое значение бумаги из Гринвичской обсерватории), которые были незаконно присвоены астрономом Олином Дж. Эггеном и хранились у него в течение почти трёх десятилетий, и были найдены в его владении только после его смерти[24]. После пересмотра документов, некоторые историки теперь полагают, что Адамс не заслуживает равных с Леверье прав на открытие Нептуна. Что, впрочем, подвергалось сомнениям и ранее, например, Деннисом Реулинсом, ещё с 1966 года. В 1992 году в статье в журнале «Dio» он назвал требования британцев признать равноправие Адамса на открытие воровством[25]. «Адамс проделал некоторые вычисления, но он был немного не уверен в том, где находится Нептун» — сказал Николас Коллеструм из Университетского колледжа Лондона в 2003 году[26][27].

Название

Некоторое время после открытия Нептун обозначался просто как «внешняя от Урана планета» или как «планета Леверье». Первым, кто выдвинул идею об официальном наименовании, был Галле, предложивший название «Янус». В Англии Чайлз предложил другое название: «Океан»[28].

Утверждая, что имеет право дать наименование открытой им планете, Леверье предложил назвать её Нептуном, ложно утверждая, что такое название одобрено французским бюро долгот[29]. В октябре он пытался назвать планету по своему имени, «Леверье», и был поддержан директором обсерватории Франсуа Араго, однако эта инициатива натолкнулась на существенное сопротивление за пределами Франции[30]. Французские альманахи очень быстро вернули название Гершель для Урана, в честь её первооткрывателя Уильяма Гершеля, и Леверье для новой планеты[31].

Директор Пулковской обсерватории Василий Струве отдал предпочтение названию «Нептун». О причинах своего выбора он сообщил на съезде Императорской Академии наук в Петербурге 29 декабря 1846 года[32]. Это название получило поддержку за пределами России и вскоре стало общепринятым международным наименованием планеты.

В римской мифологии Нептун — бог моря и соответствует греческому Посейдону[33].

Статус

С момента открытия и до 1930 года Нептун оставался самой далёкой от Солнца известной планетой. После открытия Плутона Нептун стал предпоследней планетой, за исключением 1979—1999 годов, когда Плутон находился внутри орбиты Нептуна[34]. Однако исследование пояса Койпера в 1992 году привело к тому, что многие астрономы стали обсуждать вопрос о том, считать Плутон планетой или частью пояса Койпера[35][36]. В 2006 году Международный астрономический союз принял новое определение термина «планета» и классифицировал Плутон как карликовую планету, и, таким образом, вновь сделал Нептун последней планетой Солнечной системы[37].

Физические характеристики

Сопоставление размеров Земли и Нептуна

Обладая массой в 1,0243×1026 кг[5] Нептун является промежуточным звеном между Землёй и большими газовыми гигантами. Его масса в 17 раз превосходит Земную, но составляет лишь 1/19 от массы Юпитера[38]. Экваториальный радиус Нептуна равен 24 764 км[6], 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 большей концентрации летучих веществ[39]. При поиске экзопланет Нептун используется как метоним: обнаруженные экзопланеты со схожей массой часто называют «Нептунами»[40], также часто астрономы используют как метоним Юпитер («Юпитеры»).

Внутреннее строение

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. Объёмные концентрации метана, аммиака и воды найдены в нижних слоях атмосферы[41].

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

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[1]. 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[42]. На глубине 7000 км условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро[43]. Согласно одной из гипотез, имеется целый океан «алмазной жидкости»[44]. Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов. Ядро, как полагают, весит в 1,2 раза больше Земли[45]. Давление в центре достигает 7 мегабар, что в миллионы раз больше, чем на поверхности Земли. Температура в центре, возможно, достигает 5400 К[41][46].

Атмосфера

Состав атмосферы нептуна

В верхних слоях атмосферы обнаружен водород и гелий, которые составляют соответственно 80 и 19 % на данной высоте[41]. Также наблюдаются следы метана. Заметные полосы поглощения метана встречаются на длинах волн выше 600 нм в красной и инфракрасной части спектра. Как и в случае с Ураном, поглощение красного света метаном является важнейшим фактором, придающим атмосфере Нептуна синий оттенок, хотя яркая лазурь Нептуна отличается от более умеренного аквамаринового цвета Урана[47]. Так как содержание метана в атмосфере Нептуна не сильно отличается от такового в атмосфере Урана, предполагается, что существует также некий, пока неизвестный, компонент атмосферы способствующий образованию синего цвета[12]. Атмосфера Нептуна подразделяется на 2 основные области: более низкая тропосфера, где температура снижается вместе с высотой, и стратосфера, где температура с высотой, наоборот, увеличивается. Граница между ними, тропопауза, находится на уровне давления в 0,1 баров[48]. Стратосфера сменяется термосферой на уровне давления ниже, чем 10-4 — 10-5 микробаров. Термосфера постепенно переходит в экзосферу. Модели тропосферы Нептуна позволяют полагать, что в зависимости от высоты, она состоит из облаков переменных составов. Облака верхнего уровня находятся в зоне давления ниже одного бара, где температура способствует конденсации метана.

На фото, сделанном «Вояджером-2», виден вертикальный рельеф облаков

При давлении между одним и пятью барами, формируются облака аммиака и сероводорода. При давлении более 5 баров облака могут состоять из аммиака, сульфида аммония, сероводорода и воды. Глубже, при давлении в приблизительно 50 бар, могут существовать облака из водяного льда, при температуре, равной 0 °C. Также, не исключено, что в данной зоне могут быть найдены облака из аммиака и сероводорода[49]. Высотные облака Нептуна наблюдались по отбрасываемым ими теням на непрозрачный облачный слой ниже уровнем. Среди них выделяются облачные полосы, которые «обёртываются» вокруг планеты на постоянной широте. У данных периферических групп ширина достигает 50—150 км, а сами они находятся на 50—110 км выше основного облачного слоя[50]. Изучение спектра Нептуна позволяет предполагать, что его более низкая стратосфера затуманена из-за конденсации продуктов ультрафиолетового фотолиза метана, таких как этан и ацетилен[41][48]. В стратосфере также обнаружены следы циановодорода и угарного газа[48][51]. Стратосфера Нептуна более тёплая, чем стратосфера Урана из-за более высокой концентрации углеводородов[48]. По невыясненным причинам, термосфера планеты имеет аномально высокую температуру около 750 К[53]. Для столь высокой температуры планета слишком далека от Солнца, чтобы оно могло так разогреть термосферу ультрафиолетовой радиацией. Возможно, данное явление является следствием атмосферного взаимодействия с ионами в магнитном поле планеты. Согласно другой теории, основой механизма разогревания являют волны гравитации из внутренних областей планеты, которые рассеиваются в атмосфере. Термосфера содержит следы угарного газа и воды, которая попала туда, возможно, из внешних источников, таких как метеориты и пыль[49][51].

Магнитосфера

И своей магнитосферой, и магнитным полем, сильно наклонённым на 47° относительно оси вращения планеты, и распространяющегося на 0,55 от её радиуса (приблизительно 13 500 км), Нептун напоминает Уран. До прибытия к Нептуну «Вояджера-2» учёные полагали, что наклонённая магнитосфера Урана была результатом его «бокового вращения». Однако теперь, после сравнения магнитных полей этих двух планет учёные полагают, что такая странная ориентация магнитосферы в пространстве может быть вызвана приливами во внутренних областях. Такое поле может появиться благодаря конвективным перемещениям жидкости в тонкой сферической прослойке электропроводных жидкостей этих двух планет (предполагаемая комбинация из аммиака, метана и воды)[49], что приводит в действие гидромагнитное динамо[54]. Магнитное поле на экваториальной поверхности Нептуна оценивается в 1,42 μT в течение магнитного момента 2,16×1017 Tm³. Магнитное поле Нептуна имеет комплексную геометрию, которая включает относительно большие включения от не биполярных компонентов, включая сильный квадрупольный момент, который по мощности может превышать дипольный. В противоположность этому — у Земли, Юпитера и Сатурна относительно небольшой квадрупольный момент, и их поля менее отклонены от полярной оси[55][56]. Головная ударная волна Нептуна, где магнитосфера начинает замедлять солнечный ветер, проходит на расстоянии в 34,9 планетарных радиусов. Магнитопауза, где давление магнитосферы уравновешивает солнечный ветер, находится на расстоянии в 23—26,5 радиусов Нептуна. Хвост магнитосферы длится примерно до расстояния в 72 радиуса Нептуна, и очень вероятно, что гораздо дальше[55].

Кольца

Кольца Нептуна, снятые «Вояджером-2»

У Нептуна есть кольцевая система, хотя гораздо менее существенная, чем, к примеру, у Сатурна. Кольца могут состоять из ледяных частиц, покрытых силикатами, или основанным на углероде материалом, — наиболее вероятно, это он придаёт им красноватый оттенок[57]. В систему колец Нептуна входит 5 компонентов. Относительно узкое, самое внешнее, расположенное в 63 000 км от центра планеты — кольцо Адамса; кольцо Леверье на удалении в 53 000 км от центра и более широкое; более слабое кольцо Галле на расстоянии в 42 000 км. Кольцо Араго расположено на расстоянии в 57 000 км. От внешних границ кольца Леверье до внутренних границ кольца Араго располагается широкое кольцо Лассел[58]. Первое кольцо Нептуна было обнаружено в 1968 году командой астрономов во главе с Эдвардом Гайненом[14][59]. Но позже считалось, что это кольцо могло быть неполным, дефектным[60]. Такое мнение возобладало после наблюдения за покрытием кольцами звезды в 1984 году, когда кольца затмили звезду во время её входа в тень, а не по выходу из неё[61]. Изображения «Вояджера-2» от 1989 года разрешили эту проблему, поскольку было обнаружено ещё несколько слабых колец, но с достаточно массивной структурой[62]. Причина этого так и не выяснена до сих пор, но это могло произойти из-за гравитационного взаимодействия с маленькими спутниками на орбите поблизости от колец[63]. Наиболее удалённое кольцо Адамс, как теперь известно, содержит 5 «дужек» под названием: «Храбрость», «Liberté», «Egalité 1», «Egalité 2», и «Fraternité» (Свобода, равенство и братство)[64]. Существование этих дуг было трудно объяснить, потому что законы механики предсказывают, что они должны были бы за достаточно короткий момент времени соединиться в однородное кольцо. Считалось, что в таком положении дуги удерживает гравитационное влияние спутника Нептуна — Галатеи, которая обращается вокруг Нептуна вблизи от внутренней границы кольца Адамса[65][66]. Однако новые исследования показывают, что влияние гравитации Галатеи недостаточно для того, чтобы удерживать материал колец в том положении, в котором он находится сейчас. Наблюдаемые результаты можно объяснить присутствием ещё одного спутника Нептуна, который может иметь достаточно малый размер (до 6 км), и вследствие этого может быть ещё не открыт[67]. Наблюдения с поверхности Земли, опубликованные в 2005 году, показали, что кольца Нептуна намного более непостоянны, чем считалось ранее. Изображения, полученные обсерваторией Кек (Гавайские острова) в 2002 и 2003 году, показывают значительные перемены по сравнению с изображениями «Вояджера-2». В частности, кажется, что дуга «Liberté» может исчезнуть всего через столетие[68].

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, Нептун демонстрировал заметные погодные перемены во время съёмки с «Вояджер-2» в 1989 году[69].

Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими порой сверхзвуковых скоростей (около 600 м/с)[71]. В ходе отслеживания движения постоянных облаков было зафиксировано изменение скорости ветра от 20 м/с в восточном направлении к 325 м/с на западном[72]. В верхнем облачном слое скорости ветров разнятся от 400 м/с вдоль экватора до 250 м/с на полюсах[49]. Большинство ветров на Нептуне дуют в направлении, обратном вращению планеты вокруг своей оси[73]. 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[48]. 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[48]. 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[74]. 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[75]. Из 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 с наступлением на Нептуне нового сезона. Сезоны меняются каждые 40 лет[76].

Штормы

Большое тёмное пятно, фото с «Вояджера-2»

В 1989 году, Большое тёмное пятно, устойчивый шторм-антициклон размерами 13 000 × 6600 км[69], был открыт аппаратом НАСА «Вояджер-2». Этот атмосферный шторм напоминал Большое красное пятно Юпитера, однако 2 ноября 1994 года космический телескоп «Хаббл» не обнаружил его на прежнем месте. Вместо него новое похожее образование было обнаружено в северном полушарии планеты[77]. Скутер — это другой шторм, обнаруженный южнее Большого тёмного пятна. Его название — следствие того, что ещё за несколько месяцев до сближения «Вояджера-2» с Нептуном было ясно, что эта группка облаков перемещалась гораздо быстрее Большого тёмного пятна[73]. Последующие изображения позволили обнаружить ещё более быстрые, чем «скутер», группы облаков. Малое тёмное пятно, второй по интенсивности шторм, наблюдавшийся во время сближения «Вояджера-2» с планетой в 1989 году, расположено ещё южнее. Первоначально оно казалось полностью тёмным, но при сближении яркий центр Малого тёмного пятна стал виднее, что можно заметить на большинстве чётких фотографий с высоким разрешением[78]. «Тёмные пятна» Нептуна, как полагают, рождаются в тропосфере на более низких высотах, чем более яркие и заметные облака[79]. Таким образом, они кажутся своеобразными дырами в верхнем облачном слое. Поскольку эти штормы носят устойчивый характер и могут существовать в течение нескольких месяцев, они, как считается, имеют вихревую структуру[50]. Часто связываются с тёмными пятнами более яркие, постоянные облака метана, которые формируются в тропопаузе[80]. Постоянство сопутствующих облаков показывает, что некоторые прежние «тёмные пятна» могут продолжить своё существование как циклон, даже при том что они теряют тёмный окрас. Тёмные пятна могут рассеяться, если они движутся слишком близко к экватору или через некий иной неизвестный пока механизм[81].

Внутреннее тепло

Более разнообразная погода на Нептуне, по сравнению с Ураном, как полагают, — следствие более высокой внутренней температуры[82]. При этом Нептун в два раза удалённее от Солнца чем Уран, и получает лишь 40 % от солнечного света, который получает Уран. Поверхностные же температуры этих двух планет примерно равны[82]. Верхние области тропосферы Нептуна достигают весьма низкой температуры в −221,4 °C. На глубине, где давление равняется 1 бару, температура достигает −201,15 °C[83]. Глубже идут газы, однако температура устойчиво повышается. Как и с Ураном, механизм нагрева неизвестен, но несоответствие большое: Уран излучает в 1,1 больше энергии чем получает от Солнца[84]. Нептун же излучает в 2,61 раза больше чем получает, его внутренний источник тепла производит 161 % от получаемого от Солнца[85]. Несмотря на то, что Нептун — самая далёкая планета от Солнца, его внутренней энергии достаточно для наличия самых быстрых ветров в Солнечной системе. Предлагается несколько возможных объяснений, включая радиогенный нагрев ядром планеты (как Земля греется калием-40, к примеру)[86], диссоциация метана в другие цепные углеводороды в условиях атмосферы Нептуна[86][87], а также конвекция в нижней части атмосферы, которая приводит к торможению волн гравитации над тропопаузой[88][89].

Орбита и вращение

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 лет. 12 июля 2011 года Нептун завершит свой первый с момента открытия планеты в 1846 году полный оборот[4][90]. С Земли он будет виден иначе, чем в день открытия, в результате того, что период обращения Земли вокруг Солнца (365,25 дней) 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°[91], 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 в течение сорока лет каждый[76].

Сидерический период вращения для Нептуна равен 16,11 часов[4]. 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[92]. Это приводит к сильному широтному сдвигу ветров[50].

Орбитальные резонансы

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

Нептун оказывает большое влияние на весьма отдалённый от него пояс Койпера. Пояс Койпера — кольцо из маленьких ледяных мирков, 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[93]. Гравитационная сила притяжения Нептуна оказывает наиболее существенное влияние на облако 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.[94].

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[95]. 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[96]. 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[97]. Хотя орбиты Нептуна и Плутона пересекаются, резонанс 2:3 не позволит им столкнуться[98]. В других, менее «населённых», областях существуют резонансы 3:4, 3:5, 4:7 и 2:5[99]. В своих точках Лагранжа (L4 and 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 маловероятна. Скорее всего, они сформировались вместе с ним[100].

Образование и миграция

Симуляция внешних планет и пояса Койпера: а) До того как Юпитер и Сатурн вступили в резонанс 2:1; б) Рассеяние объектов пояса Койпера в Солнечной системе после изменения орбиты Нептуна; c) После выбрасывания тел пояса Койпера Юпитером.

Для формирования ледяных гигантов — Нептуна и Урана — оказалось трудно создать точную модель. Современные модели полагают, что плотность материи во внешних регионах Солнечной системы была слишком низкой для формирования таких крупных тел традиционно принятым методом аккреции материи на ядро. Чтобы объяснить эволюцию Урана и Нептуна, было выдвинуто множество гипотез.

Одна из них считает, что оба ледяных гиганта не сформировались методом аккреции, а появились из-за нестабильностей внутри изначального протопланетного диска, и позднее их атмосферы были «сдуты» излучением массивной звезды класса O или B[101].

Другая концепция заключается в том, что Уран и Нептун сформировались близко к Солнцу, где плотность материи была выше, и впоследствии переместились на текущие орбиты[102]. Гипотеза перемещения Нептуна пользуется популярностью, потому что позволяет объяснить текущие резонансы в поясе Койпера, в особенности, резонанс 2:5. Когда Нептун двигался наружу, он сталкивался с объектами прото-пояса Койпера, создавая новые резонансы и хаотично меняя существующие орбиты. Считается, что объекты рассеянного диска оказались в текущем положении из-за взаимодействия с резонансами, создаваемыми миграцией Нептуна[103].

Предложенная в 2004 году компьютерная модель Алессандро Морбиделли из обсерватории Лазурного берега в Ницце предположила, что перемещение Нептуна к поясу Койпера могло быть инициировано формированием резонанса 1:2 в орбитах Юпитера и Сатурна, который послужил, своего рода, гравитационным усилием, которое толкнуло Уран и Нептун на более высокие орбиты и заставило их поменять местоположение. Выталкивание объектов из пояса Койпера в результате этой миграции может также объяснить «Позднюю тяжёлую бомбардировку», произошедшую через 600 миллионов лет после формирования Солнечной системы, и появление у Юпитера троянских астероидов[104].

Спутники

У Нептуна на данный момент известно 13 спутников[5]. Крупнейший из них весит более, чем 99,5 % от масс всех спутников Нептуна, вместе взятых[105], и лишь он массивен настолько, чтобы стать сфероидальным. Это Тритон, открытый Уильямом Ласселом всего через 17 дней после открытия Нептуна. В отличие от всех остальных крупных спутников планет в Солнечной системе, Тритон обладает ретроградной орбитой. Возможно, он был захвачен гравитацией Нептуна, а не сформировался на месте, и, возможно, когда-то был карликовой планетой в поясе Койпера[106]. Он достаточно близок к Нептуну, чтобы быть зафиксированным в синхронном вращении. Из-за приливного ускорения Тритон медленно двигается по спирали к Нептуну, и, в конечном счёте, будет разрушен при достижении предела Роша[107], в результате чего образуется кольцо, которое может быть более мощным, чем кольца Сатурна (это произойдёт через относительно небольшой в астрономических масштабах период времени: от 10 до 100 миллионов лет)[108]. В 1989 году Тритон считался самым холодным объектом в Солнечной системе, температура которого была измерена[109], с предполагаемой температурой в −235 °C (38 К)[110]. Тритон является одним из трёх спутников планет Солнечной системы, имеющих атмосферу (наряду с Ио и Титаном). Указывается на возможность существования под ледяной корой Тритона жидкого океана, подобного океану Европы[111].

Второй (по времени открытия) известный спутник Нептуна — Нереида, спутник неправильной формы с одним из самых высоких эксцентриситетов орбиты среди прочих спутников Солнечной системы. Эксцентриситет в 0,7512 даёт ей апоапсиду, в 7 раз большую её периапсиды[112].

С июля по сентябрь 1989 года «Вояджер-2» обнаружил 6 новых спутников Нептуна[55]. Среди них примечателен спутник Протей неправильной формы. Он примечателен тем, каким большим может быть тело его плотности, без стягивания в сферическую форму собственной гравитацией[113]. Второй по массе спутник Нептуна составляет лишь четверть процента от массы Тритона.

Четыре самые внутренние спутника Нептуна — Наяда, Таласса, Деспина, и Галатея. Их орбиты так близки к Нептуну, что находятся в пределах его колец. Следующая за ними, Ларисса, была первоначально открыта в 1981 году при покрытии звезды. Сначала покрытие было приписано дугам колец, но когда «Вояджер-2» посетил Нептун в 1989 году, выяснилось, что покрытие было произведено спутником. Между 2002 и 2003 годом было открыто ещё 5 спутников Нептуна неправильной формы, что было анонсировано в 2004 году[114][115]. Поскольку Нептун был римским богом морей, его спутники называют в честь меньших морских божеств[33].

Наблюдения

Нептун не виден невооружённым глазом, так как его звёздная величина находится между +7,7 и +8,0[5][8]. Таким образом, Галилеевы спутники Юпитера, карликовая планета Церера и астероиды 4 Веста, 2 Паллада, 7 Ирида, 3 Юнона и 6 Геба ярче его на небе[116]. Для уверенного наблюдения планеты необходим телескоп c увеличением от 200× и выше и диаметром не менее 200—250 мм.[117]. В этом случае можно увидеть Нептун как небольшой голубоватый диск, похожий на Уран[118]. В бинокль 7×50 его можно заметить как слабую звезду.[117]

Из-за расстояния между Нептуном и Землёй угловой диаметр планеты меняется лишь в пределах 2,2—2,4 угловых секунд[5][8] — наименьшее значение среди остальных планет Солнечной системы. Его малый угловой размер создаёт большие трудности для визуальных наблюдений; большинство телескопических данных о Нептуне были довольно ограничены до появления космического телескопа «Хаббл» и крупных наземных телескопов с адаптивной оптикой. В 1977, к примеру, даже период вращения Нептуна был сомнительным[119][120].

Для земного наблюдателя каждые 367 дней Нептун вступает в кажущееся ретроградное движение, таким образом, образуя своеобразные воображаемые петли на фоне звёзд во время каждого противостояния. В апреле и июле 2010 года и в октябре и ноябре 2011 года эти орбитальные петли приведут его близко к тем координатам, где он был открыт в 1846 году[90].

Наблюдения за Нептуном в диапазоне радиоволн показывают, что планета является источником непрерывного излучения и нерегулярных вспышек. И то и другое объясняют вращающимся магнитным полем планеты[49]. В инфракрасной части спектра на более холодном фоне чётко видны штормы Нептуна, что позволяет с высокой долей достоверности установить их форму и размер, а также отслеживать их передвижения[121].

Исследования

Основная статья: Исследование Нептуна

Ближе всего к Нептуну «Вояджер-2» подошёл 25 августа 1989 года. Так как Нептун был последней крупной планетой, которую мог посетить космический аппарат, было решено совершить близкий пролёт вблизи Тритона, не считаясь с последствиями для траектории полёта. Схожая задача стояла и перед «Вояджером-1» — пролёт вблизи Сатурна и его крупнейшего спутника — Титана. Изображения Нептуна, переданные на Землю «Вояджером-2», стали основой для появления в 1989 году в Публичной телевещательной службе (PBS) программы на всю ночь под названием «Нептун всю ночь»[122].

Изображение Тритона с «Вояджера-2»

Во время сближения сигналы с аппарата шли до Земли 246 минут. Поэтому, по большей части, миссия «Вояджера-2» опиралась на предварительно загруженные команды для сближения с Нептуном и Тритоном, чем на команды с Земли. «Вояджер-2» совершил достаточно близкий проход вблизи от Нереиды, прежде чем прошёл всего в 4400 км от атмосферы Нептуна 25 августа. Позднее в тот же день «Вояджер» пролетел вблизи Тритона[123].

«Вояджер-2» подтвердил существование магнитного поля планеты и установил, что оно наклонено, как и поле Урана. Вопрос о периоде вращения планеты был решён измерением радиоизлучения. «Вояджер-2» также показал необычно активную погодную систему Нептуна. Было открыто 6 новых спутников планеты и колец, которых, как оказалось, было несколько[55][123].

Около 2016 года НАСА планировала послать к Нептуну КА «Нептун Орбитер» (en:Neptune Orbiter). В настоящее время никаких предположительных дат старта не называется, и стратегический план исследования Солнечной системы(англ.) больше не включает этот аппарат.

Нептун в массовой культуре

  • Первый "визит" на Нептун, описаный в научно-фантастическое литературе описан в романе "Spirito gentil"(1889). Планета описана там в виде необитаемого кристаллического тела.
  • В сериале Captain Future Нептун описан как морская планета на том основании, что Нептун - древнеримский бог моря.
  • В романе Олафа Стэплдона - Последние и первые люди, написанного в 1930 году повествование ведётся от имени одного из последних людей, обитающего на Нептуне.
  • В сериале Футурама в серии Футурама: Большой куш Бендера главные герои перелетают на Нептун при эвакуации с Земли.

Литература

  • Тейфель В. Г. Уран и Нептун — далёкие планеты-гиганты. — М.: Знание, 1982. — 64 с.
  • Маров М. Я. Планеты Солнечной системы. — 2-е изд. — М.: Наука, 1986. — 320 с.
  • Гребеников Е. А., Рябов Ю. А. Поиски и открытия планет. — 2-е изд. — М.: Наука, 1984. — 225 с.
  • Солнечная система / Ред.-сост. В. Г. Сурдин. — М.: Физматлит, 2008. — 400 с. — ISBN 978-5-9221-0989-5

Ссылки

Примечания

  1. 1 2 3 Hamilton, Calvin J. Neptune. Views of the Solar System (August 4, 2001). Проверено 13 августа 2007.
  2. 1 2 Yeomans, Donald K. HORIZONS System. NASA JPL (July 13, 2006). Проверено 8 августа 2007.—At the site, go to the «web interface» then select «Ephemeris Type: ELEMENTS», «Target Body: Neptune Barycenter» and «Center: Sun».
  3. Orbital elements refer to the barycentre of the Neptune system, and are the instantaneous osculating values at the precise J2000.0 epoch. Barycentre quantities are given because, in contrast to the planetary centre, they do not experience appreciable changes on a day-to-day basis from to the motion of the moons.
  4. 1 2 3 4 Munsell, K.; Smith, H.; Harvey, S. Neptune: Facts & Figures. NASA (November 13, 2007). Проверено 14 августа 2007.
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Williams, David R. Neptune Fact Sheet. NASA (September 1, 2004). Проверено 14 августа 2007.
  6. 1 2 3 4 5 P. Kenneth, Seidelmann; Archinal, B. A.; A’Hearn, M. F. et al. (2007). «Report of the IAU/IAG Working Group on cartographic coordinates and rotational elements: 2006». Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy 90: 155—180. DOI:10.1007/s10569-007-9072-y. ISSN (Print) 0923-2958 (Print). Проверено 2008-03-07.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 Refers to the level of 1 bar atmospheric pressure
  8. 1 2 3 4 Espenak, Fred Twelve Year Planetary Ephemeris: 1995—2006. NASA (July 20, 2005). Проверено 1 марта 2008.
  9. 1 2 Саймон Миттон, Жалкин Миттон. Астрономия. — Москва: Росмэн, 1998. — С. 78—79. — 160 с. — (OXFORD). — ISBN 5-257-00345-7
  10. 1 2 Джанлука Радзини. Космос. — Москва: АСТ, Астрель, 2002. — С. 124—125. — 320 с. — ISBN 5-17-005952-3
  11. Podolak, M.; Weizman, A.; Marley, M. (1995). «Comparative models of Uranus and Neptune». Planetary and Space Science 43 (12): 1517—1522. DOI:10.1016/0032-0633(95)00061-5.
  12. 1 2 Munsell, Kirk; Smith, Harman; Harvey, Samantha. Neptune overview. Solar System Exploration. NASA (November 13, 2007). Проверено 20 февраля 2008.
  13. Suomi, V. E.; Limaye, S. S.; Johnson, D. R. (1991). «High Winds of Neptune: A possible mechanism». Science 251 (4996): 929—932. DOI:10.1126/science.251.4996.929. PMID 17847386.
  14. 1 2 Wilford, John N.. Data Shows 2 Rings Circling Neptune, The New York Times (June 10, 1982). Проверено 29 февраля 2008.
  15. Alan Hirschfeld Parallax:The Race to Measure the Cosmos. — New York, New York: Henry Holt, 2001. — ISBN 0-8050-7133-4
  16. Mark Littmann Planets Beyond: Discovering the Outer Solar System. — Courier Dover Publications, 2004. — ISBN 0-4864-3602-0
  17. A. Bouvard Tables astronomiques publiées par le Bureau des Longitudes de France. — Paris: Bachelier, 1821.
  18. O’Connor, John J.; Robertson, Edmund F. John Couch Adams’ account of the discovery of Neptune. University of St Andrews (March 2006). Проверено 18 февраля 2008.
  19. Adams, J. C. (November 13, 1846). «Explanation of the observed irregularities in the motion of Uranus, on the hypothesis of disturbance by a more distant planet». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 7: 149. Проверено 2008-02-18.
  20. 1 2 Airy, G. B. (November 13, 1846). «Account of some circumstances historically connected with the discovery of the planet exterior to Uranus». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 7: 121—144. Проверено 2008-02-18.
  21. Challis, Rev. J. (November 13, 1846). «Account of observations at the Cambridge observatory for detecting the planet exterior to Uranus». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 7: 145—149. Проверено 2008-02-18.
  22. Galle, J. G. (November 13, 1846). «Account of the discovery of the planet of Le Verrier at Berlin». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 7: 153. Проверено 2008-02-18.
  23. Elkins-Tanton L. T. Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 64. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5197-6
  24. Kollerstrom, Nick Neptune’s Discovery. The British Case for Co-Prediction. University College London (2001). Архивировано из первоисточника 11 ноября 2005. Проверено 19 марта 2007.
  25. Rawlins, Dennis. The Neptune Conspiracy: British Astronomy’s Post­Discovery Discovery (PDF). Dio (1992). Проверено 10 марта 2008.
  26. McGourty, Christine. Lost letters’ Neptune revelations. BBC News (2003). Проверено 10 марта 2008.
  27. Summations following the Neptune documents’ 1998 recovery appeared in DIO 9.1 (1999) and William Sheehan, Nicholas Kollerstrom, Craig B. Waff (December 2004), The Case of the Pilfered Planet — Did the British steal Neptune? Scientific American
  28. Moore (2000): 206
  29. Littmann (2004): 50
  30. Baum & Sheehan (2003): 109—110
  31. Gingerich, Owen (1958). «The Naming of Uranus and Neptune». Astronomical Society of the Pacific Leaflets 8: 9—15. Проверено 2008-02-19.
  32. Hind, J. R. (1847). «Second report of proceedings in the Cambridge Observatory relating to the new Planet (Neptune)». Astronomische Nachrichten 25: 309. DOI:10.1002/asna.18470252102. Проверено 2008-02-18. Smithsonian/NASA Astrophysics Data System (ADS)
  33. 1 2 Blue, Jennifer Planet and Satellite Names and Discoverers. USGS (December 17, 2008). Проверено 18 февраля 2008.
  34. Tony Long. Jan. 21, 1979: Neptune Moves Outside Pluto’s Wacky Orbit. wired.com (2008). Проверено 13 марта 2008.
  35. Weissman, Paul R. The Kuiper Belt. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. Проверено 4 октября 2006.
  36. The Status of Pluto: A clarification. International Astronomical Union, Press release (1999). Проверено 25 мая 2006.
  37. IAU 2006 General Assembly: Resolutions 5 and 6 (PDF), IAU (August 24, 2006).
  38. The mass of the Earth is 5,9736×1024 kg, giving a mass ratio of:
    The mass of Uranus is 8,6810×1025 kg, giving a mass ratio of:
    The mass of Jupiter is 1,8986×1027 kg, giving a mass ratio of:
    Смотрите тут: Williams, David R. Planetary Fact Sheet — Metric. NASA (November 29, 2007). Проверено 13 марта 2008.
  39. See for example: Boss, Alan P. (2002). «Formation of gas and ice giant planets». Earth and Planetary Science Letters 202 (3—4): 513—523. DOI:10.1016/S0012-821X(02)00808-7.
  40. Lovis, C., Mayor, M.; Alibert Y.; Benz W.. Trio of Neptunes and their Belt, ESO (May 18, 2006). Проверено 25 февраля 2008.
  41. 1 2 3 4 Hubbard, W. B. (1997). «Neptune’s Deep Chemistry». Science 275 (5304): 1279—1280. DOI:10.1126/science.275.5304.1279. PMID 9064785. Проверено 2008-02-19.
  42. Atreya, S.; Egeler, P.; Baines, K. (2006). «Water-ammonia ionic ocean on Uranus and Neptune?» (pdf). Geophysical Research Abstracts 8: 05179.
  43. Kerr, Richard A. (1999). «Neptune May Crush Methane Into Diamonds». Science 286 (5437): 25. DOI:10.1126/science.286.5437.25a. Проверено 2007-02-26.
  44. (2010) «Melting temperature of diamond at ultrahigh pressure». Nature Physics.
  45. Podolak, M.; Weizman, A.; Marley, M. (1995). «Comparative models of Uranus and Neptune». Planetary and Space Science 43 (12): 1517—1522. DOI:10.1016/0032-0633(95)00061-5.
  46. Nettelmann, N.; French, M.; Holst, B.; Redmer, R. Interior Models of Jupiter, Saturn and Neptune (PDF). University of Rostock. Проверено 25 февраля 2008.
  47. Crisp, D.; Hammel, H. B. Hubble Space Telescope Observations of Neptune. Hubble News Center (June 14, 1995). Проверено 22 апреля 2007.
  48. 1 2 3 4 5 6 Lunine, Jonathan I. The Atmospheres of Uranus and Neptune (PDF). Lunar and Planetary Observatory, University of Arazona (1993). Проверено 10 марта 2008.
  49. 1 2 3 4 5 Elkins-Tanton (2006): 79—83.
  50. 1 2 3 Max, C. E.; Macintosh, B. A.; Gibbard, S. G.; Gavel, D. T.; Roe, H. G.; de Pater, I.; Ghez, A. M.; Acton, D. S.; Lai, O.; Stomski, P.; Wizinowich, P. L. (2003). «Cloud Structures on Neptune Observed with Keck Telescope Adaptive Optics». The Astronomical Journal 125 (1): 364—375. DOI:10.1086/344943. Проверено 2008-02-27.
  51. 1 2 Encrenaz, Therese (2003). «ISO observations of the giant planets and Titan: what have we learnt?». Planet. Space Sci. 51: 89—103. DOI:10.1016/S0032-0633(02)00145-9.
  52. Herbert, Floyd; Sandel, Bill R. (1999). «Ultraviolet Observations of Uranus and Neptune». Planet.Space Sci. 47: 1119—1139. DOI:10.1016/S0032-0633(98)00142-1.
  53. Stanley, Sabine; Bloxham, Jeremy (March 11, 2004). «Convective-region geometry as the cause of Uranus’ and Neptune’s unusual magnetic fields». Nature 428: 151—153. DOI:10.1038/nature02376.
  54. 1 2 3 4 Ness, N. F.; Acuña, M. H.; Burlaga, L. F.; Connerney, J. E. P.; Lepping, R. P.; Neubauer, F. M. (1989). «Magnetic Fields at Neptune». Science 246 (4936): 1473—1478. DOI:10.1126/science.246.4936.1473. PMID 17756002. Проверено 2008-02-25.
  55. Russell, C. T.; Luhmann, J. G. Neptune: Magnetic Field and Magnetosphere. University of California, Los Angeles (1997). Проверено 10 августа 2006.
  56. Cruikshank (1996): 703—804
  57. Blue, Jennifer Nomenclature Ring and Ring Gap Nomenclature. Gazetteer of Planetary. USGS (December 8, 2004). Проверено 28 февраля 2008.
  58. Guinan, E. F.; Harris, C. C.; Maloney, F. P. (1982). «Evidence for a Ring System of Neptune». Bulletin of the American Astronomical Society 14: 658. Проверено 2008-02-28.
  59. Goldreich, P.; Tremaine, S.; Borderies, N. E. F. (1986). «Towards a theory for Neptune’s arc rings». Astronomical Journal 92: 490—494. DOI:10.1086/114178. Проверено 2008-02-28.
  60. Nicholson, P. D. et al. (1990). «Five Stellar Occultations by Neptune: Further Observations of Ring Arcs». Icarus 87: 1. DOI:10.1016/0019-1035(90)90020-A. Проверено 2007-12-16.
  61. Missions to Neptune. The Planetary Society (2007). Проверено 11 октября 2007.
  62. Wilford, John Noble. Scientists Puzzled by Unusual Neptune Rings, Hubble News Desk (December 15, 1989). Проверено 29 февраля 2008.
  63. Arthur N. Cox Allen’s Astrophysical Quantities. — Springer, 2001. — ISBN ISBN 0-387-98746-0
  64. Munsell, Kirk; Smith, Harman; Harvey, Samantha. Planets: Neptune: Rings. Solar System Exploration. NASA (November 13, 2007). Проверено 29 февраля 2008.
  65. Salo, Heikki; Hänninen, Jyrki (1998). «Neptune’s Partial Rings: Action of Galatea on Self-Gravitating Arc Particles». Science 282 (5391): 1102—1104. DOI:10.1126/science.282.5391.1102. PMID 9804544. Проверено 2008-02-29.
  66. Elkins-Tanton L. T. Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 88. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5197-6
  67. Staff. Neptune’s rings are fading away. New Scientist (March 26, 2005). Проверено 6 августа 2007.
  68. 1 2 Lavoie, Sue PIA02245: Neptune’s blue-green atmosphere. NASA JPL (February 16, 2000). Проверено 28 февраля 2008.
  69. Lavoie, Sue PIA01142: Neptune Scooter. NASA (January 8, 1998). Проверено 26 марта 2006.
  70. Suomi, V. E.; Limaye, S. S.; Johnson, D. R. (1991). «High Winds of Neptune: A Possible Mechanism». Science 251 (4996): 929—932. DOI:10.1126/science.251.4996.929. PMID 17847386. Проверено 2008-02-25.
  71. Hammel, H. B.; Beebe, R. F.; De Jong, E. M.; Hansen, C. J.; Howell, C. D.; Ingersoll, A. P.; Johnson, T. V.; Limaye, S. S.; Magalhaes, J. A.; Pollack, J. B.; Sromovsky, L. A.; Suomi, V. E.; Swift, C. E. (1989). «Neptune’s wind speeds obtained by tracking clouds in Voyager 2 images». Science 245: 1367—1369. DOI:10.1126/science.245.4924.1367. PMID 17798743. Проверено 2008-02-27.
  72. 1 2 Burgess (1991): 64—70.
  73. Orton, G. S., Encrenaz T., Leyrat C., Puetter, R. and Friedson, A. J. Evidence for methane escape and strong seasonal and dynamical perturbations of Neptune’s atmospheric temperatures. Astronomy and Astrophysics (2007). Проверено 10 марта 2008.
  74. Orton, Glenn, Encrenaz, Thérèse. A Warm South Pole? Yes, On Neptune!, ESO (September 18, 2007). Проверено 20 сентября 2007.
  75. 1 2 Villard, Ray, Devitt, Terry. Brighter Neptune Suggests A Planetary Change Of Seasons, Hubble News Center (May 15, 2003). Проверено 26 февраля 2008.
  76. Hammel, H. B.; Lockwood, G. W.; Mills, J. R.; Barnet, C. D. (1995). «Hubble Space Telescope Imaging of Neptune’s Cloud Structure in 1994». Science 268 (5218): 1740—1742. DOI:10.1126/science.268.5218.1740. PMID 17834994. Проверено 2008-02-25.
  77. Lavoie, Sue PIA00064: Neptune’s Dark Spot (D2) at High Resolution. NASA JPL (January 29, 1996). Проверено 28 февраля 2008.
  78. S. G., Gibbard; de Pater, I.; Roe, H. G.; Martin, S.; Macintosh, B. A.; Max, C. E. (2003). «The altitude of Neptune cloud features from high-spatial-resolution near-infrared spectra» (PDF). Icarus 166 (2): 359—374. DOI:10.1016/j.icarus.2003.07.006. Проверено 2008-02-26.
  79. Stratman, P. W.; Showman, A. P.; Dowling, T. E.; Sromovsky, L. A. (2001). «EPIC Simulations of Bright Companions to Neptune’s Great Dark Spots» (PDF). Icarus 151 (2): 275—285. DOI:10.1006/icar.1998.5918. Проверено 2008-02-26.
  80. Sromovsky, L. A.; Fry, P. M.; Dowling, T. E.; Baines, K. H. (2000). «The unusual dynamics of new dark spots on Neptune». Bulletin of the American Astronomical Society 32: 1005. Проверено 2008-02-29.
  81. 1 2 Williams, Sam. Heat Sources within the Giant Planets. University of California, Berkeley (2004). Проверено 10 марта 2008.
  82. Lindal, Gunnar F. (1992). «The atmosphere of Neptune — an analysis of radio occultation data acquired with Voyager 2». Astronomical Journal 103: 967—982. DOI:10.1086/116119. Проверено 2008-02-25.
  83. Class 12 — Giant Planets — Heat and Formation. 3750 — Planets, Moons & Rings. Colorado University, Boulder (2004). Проверено 13 марта 2008.
  84. Pearl, J. C.; Conrath, B. J. (1991). «The albedo, effective temperature, and energy balance of Neptune, as determined from Voyager data». Journal of Geophysical Research Supplement 96: 18 921—18 930. Проверено 2008-02-20.
  85. 1 2 Williams, Sam (November 24, 2004)."Heat Sources Within the Giant Planets" (DOC). UC Berkeley. Проверено 20 февраля 2008.
  86. Scandolo, Sandro; Jeanloz, Raymond (2003). «The Centers of Planets». American Scientist 91 (6): 516. DOI:10.1511/2003.6.516.
  87. McHugh, J. P. (September 1999). «Computation of Gravity Waves near the Tropopause». American Astronomical Society, DPS meeting #31, #53.07. Проверено 2008-02-19.
  88. McHugh, J. P.; Friedson, A. J. (September 1996). «Neptune’s Energy Crisis: Gravity Wave Heating of the Stratosphere of Neptune». Bulletin of the American Astronomical Society: 1078. Проверено 2008-02-19.
  89. 1 2 Anonymous. Horizons Output for Neptune 2010—2011 (February 9, 2007). Проверено 25 февраля 2008.—Numbers generated using the Solar System Dynamics Group, Horizons On-Line Ephemeris System.
  90. Williams, David R. Planetary Fact Sheets. NASA (January 6, 2005). Проверено 28 февраля 2008.
  91. Hubbard, W. B.; Nellis, W. J.; Mitchell, A. C.; Holmes, N. C.; McCandless, P. C.; Limaye, S. S. (1991). «Interior Structure of Neptune: Comparison with Uranus». Science 253 (5020): 648—651. DOI:10.1126/science.253.5020.648. PMID 17772369. Проверено 2008-02-28.
  92. Stern, S. Alan; Colwell, Joshua E. (1997). «Collisional Erosion in the Primordial Edgeworth-Kuiper Belt and the Generation of the 30—50 AU Kuiper Gap». The Astronomical Journal 490: 879—882. DOI:10.1086/304912. Проверено 2010-01-13.
  93. Petit, Jean-Marc; Morbidelli, Alessandro; Valsecchi, Giovanni B. Large Scattered Planetesimals and the Excitation of the Small Body Belts (PDF) (1998). Проверено 23 июня 2007.
  94. Транснептуновые объекты. Проверено 27 ноября 2009.
  95. List Of Transneptunian Objects. Minor Planet Center. Проверено 23 июня 2007.
  96. Jewitt, David The Plutinos. University of Hawaii (February 2004). Проверено 28 февраля 2008.
  97. Varadi, F. (1999). «Periodic Orbits in the 3:2 Orbital Resonance and Their Stability». The Astronomical Journal 118: 2526—2531. DOI:10.1086/301088. Проверено 2008-02-28.
  98. Beyond Pluto: Exploring the outer limits of the solar system. — Cambridge University Press, 2001. — P. 104.
  99. Chiang, E. I.; Jordan, A. B.; Millis, R. L.; Buie, M. W.; Wasserman, L. H.; Elliot, J. L.; Kern, S. D.; Trilling, D. E.; Meech, K. J.; Wagner, R. M. (2003). «Resonance Occupation in the Kuiper Belt: Case Examples of the 5:2 and Trojan Resonances». The Astronomical Journal 126: 430—443. DOI:10.1086/375207. Проверено 2010-01-13.
  100. Boss, Alan P. Formation of gas and ice giant planets. Earth and Planetary Science Letters. ELSEVIER (2002-09-30). Проверено 5 марта 2008.
  101. Thommes, Edward W.; Duncan, Martin J.; Levison, Harold F. The formation of Uranus and Neptune among Jupiter and Saturn (2001). Проверено 5 марта 2008.
  102. Hahn, Joseph M. Neptune’s Migration into a Stirred-Up Kuiper Belt: A Detailed Comparison of Simulations to Observations. Saint Mary’s University (2005). Проверено 5 марта 2008.
  103. Hansen, Kathryn Orbital shuffle for early solar system. Geotimes (June 7, 2005). Проверено 26 августа 2007.
  104. Масса Тритона: 2,14×1022 кг. Совокупная масса остальных спутников — 7,53×1019 кг, или 0,35 %. Масса колец и вовсе незначительна
  105. Agnor, Craig B.; Hamilton, Douglas P. (May 2006). «Neptune’s capture of its moon Triton in a binary-planet gravitational encounter». Nature 441 (7090): 192—194. DOI:10.1038/nature04792. Проверено 2008-02-28.
  106. Chyba, Christopher F.; Jankowski, D. G.; Nicholson, P. D. (July 1989). «Tidal evolution in the Neptune-Triton system». Astronomy and Astrophysics 219 (1—2): L23—L26. Проверено 2006-05-10.
  107. Elkins-Tanton L. T. Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 92. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5197-6
  108. Wilford, John N.. Triton May Be Coldest Spot in Solar System, The New York Times (August 29, 1989). Проверено 29 февраля 2008.
  109. R. M., Nelson; Smythe, W. D.; Wallis, B. D.; Horn, L. J.; Lane, A. L.; Mayo, M. J. (1990). «Temperature and Thermal Emissivity of the Surface of Neptune’s Satellite Triton». Science 250 (4979): 429—431. DOI:10.1126/science.250.4979.429. PMID 17793020. Проверено 2008-02-29.
  110. Elkins-Tanton L. T. Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 95. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5197-6
  111. Using the values from the Nereid article:
  112. Brown, Michael E. The Dwarf Planets. California Institute of Technology, Department of Geological Sciences. Проверено 9 февраля 2008.
  113. Holman, Matthew J. et al. (August 19, 2004). «Discovery of five irregular moons of Neptune». Nature 430: 865—867. DOI:10.1038/nature02832. Проверено 2008-02-09.
  114. Staff. Five new moons for planet Neptune, BBC News (August 18, 2004). Проверено 6 августа 2007.
  115. See the respective articles for magnitude data.
  116. 1 2 Уран, Нептун, Плутон и как их наблюдать. Проверено 30 ноября 2009.
  117. Moore (2000): 207.
  118. Cruikshank, D. P. (March 1, 1978). «On the rotation period of Neptune». Astrophysical Journal, Part 2 — Letters to the Editor 220: L57—L59. DOI:10.1086/182636. Проверено 2008-03-01.
  119. Max, C. (December 1999). «Adaptive Optics Imaging of Neptune and Titan with the W. M. Keck Telescope». Bulletin of the American Astronomical Society 31: 1512. Проверено 2008-03-01.
  120. Gibbard, S. G.; Roe, H.; de Pater, I.; Macintosh, B.; Gavel, D.; Max, C. E.; Baines, K. H.; Ghez, A. (1999). «High-Resolution Infrared Imaging of Neptune from the Keck Telescope». Icarus 156: 1—15. DOI:10.1006/icar.2001.6766. Проверено 2008-03-01.
  121. Phillips, Cynthia Fascination with Distant Worlds. SETI Institute (August 5, 2003). Проверено 3 октября 2007.
  122. 1 2 Burgess (1991): 46—55.

10 интересных фактов о Нептуне

Нептун — удивительный мир. Во многом это потому, что люди почти ничего о нем не знают. Почему? Ну, потому что Нептун самая удаленная от Солнца планета, или потому что было не так много миссий, которые отважились отправить так далеко в нашей Солнечной системе. Как бы то ни было, начнем с того, что Нептун — это прежде всего гигант из газа и льда.

  1. Нептун —самая далекая планета

Казалось бы, что в этом такого, но на деле все оказывается немного сложнее. Когда его обнаружили впервые в 1846 году, Нептун стал самой далекой планетой Солнечной системы. Но в 1930 году нашли Плутон, и Нептун стал второй по удаленности планетой. Однако орбита Плутона очень вытянутая, и бывают периоды, когда Плутон оказывается ближе к Солнцу, чем Нептун. В последний раз это было в 1979 году и продлилось до 1999 года. В течение этого времени Нептун снова был самой далекой планетой.

Затем, на XXVI-й генеральной ассамблее Международного астрономического союза — которая проходила с 14 по 25 августа 2006 года в Праге — снова обсудили вопрос, какую планету считать самой далекой. Столкнувшись с открытием множества объектов размером с Плутон в поясе Койпера — Эриды, Хаумеа, Седны и Макемаке — и с наличием Цереры, МАС решил, что пришло время уточнить определение планеты.

Сейчас это решение считается спорным, но тогда МАС принял резолюцию, которая определила планету как «небесное тело на орбите звезды, которое обладает достаточной массой, чтобы округлиться под действием собственной гравитации, но не очищает область поблизости от планетезималей и не является спутником. Также оно должно обладать достаточной массой для преодоления прочности на сжатие и достижения гидростатического равновесия».


В результате этого Плутон был «разжалован» из статуса планеты, а после получил сомнительное звание «карликовой планеты». Так, Нептун снова стал самой далекой планетой. По крайней мере на текущий момент.
  1. Нептун —самый маленький из газовых гигантов

С экваториальным радиусом в 24 764 километра, Нептун меньше всех других газовых гигантов в Солнечной системе: Юпитера, Сатурна и Урана. Но вот что смешно: Нептун массивнее Урана на 18%. И поскольку он меньше, но массивнее, Нептун имеет гораздо более высокую плотность, чем Уран. Нептун — самый плотный газовый гигант в Солнечной системе.

  1. Поверхностная гравитация Нептуна почти земная

Нептун — это шар из газа и льда, вероятно, с каменным ядром. Нет никакой возможности выстоять на поверхности Нептуна, чтобы вас не засосало. Но если бы вы смогли, то отметили бы нечто любопытное. Сила гравитации притягивала бы вас почти с такой же силой, как на Земле.

Гравитация Нептуна всего на 17% сильнее, чем земная. Это ближайший пример почти земной гравитации (1 g) в Солнечной системе. Нептун в 17 раз тяжелее Земли, но и в 4 раза больше. Его большая масса распространяется по большей области и ближе к поверхности гравитация почти идентична земной. Но вас все равно засосет.

  1. Открытие Нептуна до сих пор вызывает вопросы

Первым человеком, увидевшим Нептун, был Галилей. Он отметил его как звезду в своих бумагах. Но поскольку не посчитал ее планетой, ему это открытие и не приписывают. Эта заслуга отошла французскому математику Урбену Леверье и английскому математику Джону Коучу Адамсу, которые предсказали, что новая планета — некая планета Х — должна быть обнаружена в определенной области неба.

Когда астроном Иоганн Готфрид Галле действительно нашел планету в 1846 году, оба математика записали открытие на свой счет. И долго потом сражались, выясняя, кто первым сделал открытие, причем до сих пор не решили (за них). Астрономы решили поровну поделить заслуги первооткрывателей между Леверье и Адамсом.

  1. Самые сильные ветры в Солнечной системе —на Нептуне

Думаете, ураган это страшно? Представьте себе ураган с ветрами, которые разгоняются до 2100 км/ч. Как вы, вероятно, можете себе представить, ученые недоумевают, как на холодной ледяной планете вроде Нептуна облака могут двигаться так быстро. Предполагают, что холодные температуры и поток жидких газов в атмосфере планеты могут снижать трение настолько, что ветры набирают существенную скорость.

  1. Нептун — самая холодная планета Солнечной системы

В верхних слоях облаков температура на Нептуне может опускаться до -221,45 градуса по Цельсию. Это более чем в два раза ниже точки замерзания воды, и незащищенный человек станет ледышкой в мгновение ока. На Плутоне, конечно, еще холоднее (температуры опускаются до -240 градусов по Цельсию). Но Плутон больше не планета, помните?

  1. У Нептуна есть кольца

Когда люди думают о кольцевых системах, в воображении чаще всего услужливо всплывает Сатурн. Возможно, вас удивит, но у Нептуна тоже есть кольцевая система. Правда, ее и сравнивать не стоит с яркими и широкими кольцами Сатурна. У Нептуна пять колец, и каждое названо в честь астрономов, которые сделали важные открытия о Нептуне: Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс.

Эти кольца минимум на 20% состоят из пыли (в некоторых ее содержание доходит до 70%) микронных размеров, подобно частицам, составляющим кольца Юпитера. Остальные материалы кольца представлены небольшими камешками. Кольца планеты сложно разглядеть, потому что они темные (вероятно, из-за присутствия органических компонентов, которые изменились под влиянием космической радиации. Они похожи на кольца Урана, но очень отличаются от ледяных колец вокруг Сатурна.

Считается, что кольца Нептуна относительно молоды — намного младше Солнечной системы и намного младше колец Урана. В рамках теории о том, что Тритон был объектом пояса Койпера, захваченным гравитацией Нептуна, считается, что они (кольца) стали результатом столкновения первоначальных лун планеты.

  1. Нептун, вероятно, поймал свою старшую луну Тритон

Крупнейшая луна Нептуна Тритон движется вокруг Нептуна по ретроградной орбите. Это значит, что его орбита вокруг планеты лежит задом наперед по сравнению с другими лунами Нептуна. Это считают признаком того, что Нептун, по всей видимости, захватил Тритон — то есть луна не образовалась на месте, как остальные луны Нептуна. Тритон заперт в синхронном вращении с Нептуном и медленно движется по спирали к планете.

В определенный момент, через миллиарды лет, Тритон, вероятно, будет разорван гравитационными силами Нептуна и станет прекрасным кольцом вокруг планеты. Это кольцо будет притянуто и упадет на планету. Жаль, что случится это не скоро, поскольку зрелище будет наверняка прекрасным.

  1. Нептун видели вблизи только раз

Единственным космическим аппаратом, который когда-либо посещал Нептун, был «Вояджер-2» NASA, который посетил планету во время своего грандиозного турне по Солнечной системе. «Вояджер-2» пролетел мимо Нептуна 25 августа 1989 года, пройдя меньше чем в 3000 километрах от северного полюса планеты. Это был ближайший подход к объекту, который осуществил «Вояджер-2» с момента запуска с Земли.

Во время своего пролета «Вояджер-2» изучил атмосферу Нептуна, его кольца, магнитосферу и познакомился с Тритоном. «Вояджер-2» также взглянул на «Большое темное пятно» Нептуна, вращающуюся систему штормов, которая исчезла, если верить наблюдениям космического телескопа Хаббла. Первоначально считалось, что это большое облако, но информация, собранная «Вояджером», пролила свет на истинную природу этого явления.

  1. Нет никаких планов снова посетить Нептун

Прекрасные фотографии Нептуна, сделанные «Вояджером-2», надолго останутся единственным, что у нас есть, поскольку никто не планирует снова лететь к системе Нептуна. Впрочем, NASA рассматривало возможную миссию Flagship, которая должна была состояться в конце 2020-х – начале 2030-х годов.

Другим предложением NASA стал «Арго» — космический аппарат, который планировали запустить в 2019 году с целью посещения Юпитера, Сатурна, Нептуна и объекта пояса Койпера. В центре внимания «Арго» должен был быть Нептун и его луна Тритон, исследованием которых аппарат должен был заняться где-то в 2029 году. Но пока не пришлось.

Подводя итоги и вспоминая все вышесказанное, с удивлением можно отметить, что Нептун вполне может быть одной из самых интересных планет (по числу наград), не считая, конечно, Земли. Возможно, будущие миссии, которые будут отправлены к внешним границам Солнечной системы, покажут еще больше интересного.

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 гиганта

История 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.

орбита

Вокруг 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.

кольца

Всего 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.

в глубину | Нептун - НАСА Исследование солнечной системы

Почему такая синяя?

Атмосфера и цвет Нептуна

Атмосфера Нептуна, гигантской планеты, состоит из водорода, гелия и метана. Эти компоненты, в частности метан, придают планете синий цвет. Это связано с тем, что газообразный состав метана поглощает красный свет и отражает синий свет наружу.

Введение Темный, холодный и обдуваемый сверхзвуковыми ветрами ледяной гигант Нептун является восьмой и самой далекой планетой в нашей солнечной системе.Нептун - единственная планета в нашей солнечной системе, невидимая невооруженным глазом, более чем в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля. В 2011 году Нептун завершил свой первый 165-летний оборот по орбите с момента его открытия в 1846 году.

Нептун находится так далеко от Солнца, что полдень на большой голубой планете может показаться нам тусклыми сумерками. Теплый свет, который мы видим здесь, на нашей родной планете, примерно в 900 раз ярче солнечного света на Нептуне.

Ледяной гигант Нептун был первой планетой, обнаруженной с помощью математических расчетов.Используя предсказания, сделанные Урбеном Леверье, Иоганн Галле открыл планету в 1846 году. Планета названа в честь римского бога моря, как предложил Леверье

. Размер и расстояние

Размер и расстояние

Нептун с радиусом 15 299,4 миль (24 622 км) примерно в четыре раза шире Земли. Если бы Земля была размером с монету, Нептун был бы размером с бейсбольный мяч.

При среднем расстоянии в 2,8 миллиарда миль (4,5 миллиарда километров) Нептун находится в 30 астрономических единицах от Солнца.Одна астрономическая единица (сокращенно AU) - это расстояние от Солнца до Земли. С такого расстояния солнечный свет преодолевает путь от Солнца до Нептуна за 4 часа.

3D-модель Нептуна, планеты ледяного гиганта. Предоставлено: NASA Visualization Technology Applications and Development (VTAD) ›Параметры загрузки Орбита и вращение

Орбита и вращение

Один день на Нептуне занимает около 16 часов (время, необходимое Нептуну, чтобы повернуться или повернуться один раз). А Нептун совершает полный оборот вокруг Солнца (год по нептуновому времени) примерно за 165 земных лет (60 190 земных дней).

Иногда Нептун даже дальше от Солнца, чем карликовая планета Плутон. Очень эксцентричная овальная орбита Плутона переводит его внутрь орбиты Нептуна на 20-летний период каждые 248 земных лет. Это переключение, при котором Плутон находится ближе к Солнцу, чем Нептун, произошло совсем недавно с 1979 по 1999 год. Плутон никогда не может врезаться в Нептун, потому что каждые три круга, которые Нептун делает вокруг Солнца, Плутон делает два. Этот повторяющийся узор предотвращает близкое сближение двух тел.

Ось вращения Нептуна наклонена на 28 градусов по отношению к плоскости его орбиты вокруг Солнца, что аналогично наклонам осей Марса и Земли. Это означает, что Нептун переживает времена года точно так же, как и мы на Земле; однако, поскольку его год такой длинный, каждое из четырех сезонов длится более 40 лет.

Структура

Структура

Нептун - один из двух ледяных гигантов во внешней Солнечной системе (другой - Уран). Большая часть (80 процентов или более) массы планеты состоит из горячей плотной жидкости из «ледяных» материалов - воды, метана и аммиака - над небольшим каменистым ядром.Из планет-гигантов Нептун - самая плотная.

Ученые предполагают, что под холодными облаками Нептуна может быть океан сверхгорячей воды. Он не выкипает, потому что невероятно высокое давление удерживает его внутри.

Формирование

Пласт

Нептун обрел форму, когда остальная часть солнечной системы сформировалась около 4,5 миллиардов лет назад, когда гравитация втянула в себя закрученный газ и пыль, превратившись в этого ледяного гиганта. Как и его сосед Уран, Нептун, вероятно, сформировался ближе к Солнцу и переместился за пределы Солнечной системы около 4 миллиардов лет назад.

Поверхность

Площадь

Нептун не имеет твердой поверхности. Его атмосфера (состоящая в основном из водорода, гелия и метана) простирается на большие глубины, постепенно сливаясь с водой и другими расплавленными льдами над более тяжелым твердым ядром примерно такой же массы, как Земля.

Атмосфера

Атмосфера

Атмосфера Нептуна состоит в основном из водорода и гелия с небольшим количеством метана. Сосед Нептуна Уран имеет сине-зеленый цвет из-за такого атмосферного метана, но Нептун более яркий, более яркий синий цвет, поэтому должен быть неизвестный компонент, который вызывает более интенсивный цвет.

Нептун - самый ветреный мир нашей Солнечной системы. Несмотря на большое расстояние и малое поступление энергии от Солнца, ветры Нептуна могут быть в три раза сильнее, чем у Юпитера, и в девять раз сильнее, чем у Земли. Эти ветры разносят облака замороженного метана по всей планете со скоростью более 1200 миль в час (2000 километров в час). Даже самые сильные ветры на Земле дуют всего около 250 миль в час (400 километров в час).

В 1989 году большой шторм овальной формы в южном полушарии Нептуна, получивший название «Большое темное пятно», был достаточно большим, чтобы вместить всю Землю.С тех пор буря исчезла, но в разных частях планеты появились новые.

Магнитосфера

Магнитосфера

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 несовпадения. Магнитное поле Нептуна примерно в 27 раз сильнее, чем у Земли.

На этом снимке "Вояджера-2", сделанном в 1989 году, впервые показаны кольца Нептуна в деталях. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения.

Кольца

Кольца

Нептун: по крайней мере, пять главных колец и четыре выдающиеся кольцевые дуги, о которых мы знаем до сих пор. Начиная с планеты и двигаясь наружу, главные кольца называются Галле, Леверье, Лассел, Араго и Адамс. Считается, что кольца относительно молодые и недолговечные.

Кольцевая система

Нептуна также имеет своеобразные скопления пыли, называемые дугами.Четыре выдающиеся дуги, названные Liberté (Свобода), Egalité (Равенство), Fraternité (Братство) и Courage, находятся во внешнем кольце, Adams. Дуги выглядят странно, потому что законы движения предсказывают, что они будут распространяться равномерно, а не оставаться вместе. Ученые теперь считают, что гравитационные эффекты Галатеи, луны, находящейся прямо от кольца, стабилизируют эти дуги.

Источник: Геологическая служба США, Географический справочник планетарной номенклатуры, Названия планет: номенклатура колец и зазоров между кольцами, https: // planetarynames.wr.usgs.gov/Page/Rings .
Имя Расстояние от центра планеты Радиальная ширина
Галле ~ 26 000 миль (41 900 км) 9,3 миль (15 км)
Рычаг ~ 33100 миль (53200 километров) 9,3 миль (15 км)
Лассел ~ 34 400 миль (55 400 км)
Араго ~ 35 800 миль (57 600 км)
Адамс ~ 39 100 миль (62 930 км) <31 миля (50 км)
Либерте (Арка) ~ 39 100 миль (62 900 км)
Egalité (Arc) ~ 39 100 миль (62 900 км)
Fraternité (Arc) ~ 39 100 миль (62 900 км)
Мужество (дуга) ~ 39 100 миль (62 900 км)
Луны

Луны

У Нептуна 14 известных спутников.Самый большой спутник Нептуна Тритон был обнаружен 10 октября 1846 года Уильямом Ласселлом, всего через 17 дней после открытия планеты Иоганном Готфридом Галле. Поскольку Нептун был назван в честь римского бога моря, его луны названы в честь различных меньших морских богов и нимф в греческой мифологии.

Тритон - единственная большая луна в солнечной системе, которая вращается вокруг своей планеты в направлении, противоположном ее вращению (ретроградная орбита), что позволяет предположить, что когда-то Нептун мог быть независимым объектом.Тритон очень холодный, с температурой поверхности около минус 391 градуса по Фаренгейту (минус 235 градусов по Цельсию). И все же, несмотря на глубокую заморозку на Тритоне, «Вояджер-2» обнаружил гейзеры, извергающие ледяной материал на высоту более 5 миль (8 км). Тонкая атмосфера Тритона, также обнаруженная «Вояджером», с тех пор была обнаружена с Земли несколько раз, и она становится все теплее, но ученые пока не знают, почему.

›Подробнее: Глубина Луны Нептуна

Потенциал для жизни

Жизненный потенциал

Окружающая среда Нептуна не способствует жизни в том виде, в каком мы ее знаем.Температуры, давления и материалы, характеризующие эту планету, скорее всего, слишком экстремальны и изменчивы, чтобы организмы могли к ним адаптироваться.

Нептун - НАСА Исследование солнечной системы

Темный, холодный и обдуваемый сверхзвуковыми ветрами ледяной гигант Нептун - восьмая и самая далекая планета в нашей солнечной системе.

Нептун более чем в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля. Нептун - единственная планета в нашей солнечной системе, невидимая невооруженным глазом, и первая планета, предсказанная математиками до ее открытия.В 2011 году Нептун завершил свой первый 165-летний оборот по орбите с момента его открытия в 1846 году.

"Вояджер-2" НАСА - единственный космический корабль, который побывал в непосредственной близости от Нептуна. Он пролетел в 1989 году, покидая Солнечную систему.

Дальше. Исследуйте Нептун глубже ›

Десять фактов о Нептуне

10 фактов о Нептуне, которые нужно знать

1

Гигант

Нептун примерно в четыре раза шире Земли. Если бы Земля была большим яблоком, Нептун был бы размером с баскетбольный мяч.

2

Восьмой странник

Нептун вращается вокруг нашего Солнца, звезды, и является восьмой планетой от Солнца на расстоянии около 2,8 миллиарда миль (4,5 миллиарда километров).

3

Короткий день, длинный год

Нептуну требуется около 16 часов, чтобы совершить один оборот (нептунианский день), и около 165 земных лет, чтобы вращаться вокруг Солнца (нептуновый год).

Глобальная цветная мозаика Тритона

4

Ледяной гигант

Нептун - ледяной гигант.Большая часть его массы представляет собой горячую плотную жидкость из «ледяных» материалов - воды, метана и аммиака - над небольшим каменным ядром.

5

Газовый

Атмосфера Нептуна состоит в основном из молекулярного водорода, атомарного гелия и метана.

6

Луны

У Нептуна есть 14 известных спутников, названных в честь морских богов и нимф в греческой мифологии.

7

Слабые кольца

Нептун имеет по крайней мере пять главных колец и еще четыре кольцевых дуги, которые представляют собой скопления пыли и мусора, вероятно, образованные гравитацией близлежащей луны.

8

Одно путешествие туда

"Вояджер-2" - единственный космический корабль, посетивший Нептун. Ни один космический корабль не обращался к этой далекой планете, чтобы изучить ее подробно и вблизи.

9

Безжизненный

Нептун не может поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.

10

Один интересный факт

Из-за эллиптической орбиты карликовой планеты Плутон, Плутон иногда находится ближе к Солнцу (и к нам), чем Нептун.

Первый взгляд: кольца Нептуна

Вы знали?

Знаете ли вы?

Нептун - самый ветреный мир нашей Солнечной системы.Ветер разносит облака замороженного метана по всей планете со скоростью более 2000 км / ч (1200 миль в час), что близко к максимальной скорости истребителя F / A-18 Hornet ВМС США. Самые сильные ветры на Земле достигают скорости около 400 км / ч (250 миль в час).

Самолет поддержки миссии NASA Dryden F / A-18 # 852 в полете. Кредит изображения: Фото НАСА / Лори Лоузи Поп культура

Поп-культура

Несмотря на то, что Нептун - самая дальняя планета от нашего Солнца, это частая остановка в поп-культуре и художественной литературе.Планета послужила фоном для фантастического фильма ужасов 1997 года « Горизонт событий », а в мультсериале « Футурама » персонаж Робот Санта-Клаус имеет свою домашнюю базу на северном полюсе Нептуна. Поклонники «Доктора Кто» помнят, что действие серии под названием «Больше не спать» происходит на космической станции, вращающейся вокруг Нептуна. А в пилотном эпизоде ​​ Star Trek: Enterprise «Сломанный лук» зрители узнают, что на скорости варпа 4,5 можно долететь до Нептуна и вернуться на Землю за шесть минут

Удобный для детей Нептун

Удобный для детей Нептун

Нептун темный, холодный и очень ветреный.Это последняя из планет нашей солнечной системы. Это более чем в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля.

Нептун очень похож на Уран. Он сделан из густого супа из воды, аммиака и метана над твердым центром размером с Землю. Его атмосфера состоит из водорода, гелия и метана. Метан придает Нептуну такой же синий цвет, что и Уран.

У Нептуна шесть колец, но их очень трудно увидеть.

Посетите NASA Space Place, чтобы узнать больше о детях.

NASA Space Place: все о Нептуне › Ресурсы

Ресурсы

Планета Нептун: факты о ее орбите, спутниках и кольцах

Нептун - восьмая планета от Солнца.Это была первая планета, существование которой было предсказано математическими расчетами до того, как 23 сентября 1846 года ее действительно увидели в телескоп. Неправильность орбиты Урана заставила французского астронома Алексиса Бувара предположить, что гравитационное притяжение от другого небесного тела может быть ответственным. Затем немецкий астроном Иоганн Галле использовал последующие расчеты, чтобы обнаружить Нептун с помощью телескопа. Ранее астроном Галилео Галилей нарисовал планету, но он принял ее за звезду из-за ее медленного движения.Как и все другие планеты, видимые в небе, этот новый мир получил название из греческой и римской мифологии - Нептун, римский бог моря.

Нептун совершил только одну миссию - "Вояджер-2" в 1989 году. Это означает, что астрономы провели большую часть исследований с использованием наземных телескопов. Сегодня у этой прохладной голубой планеты все еще есть много загадок, например, почему ее ветры такие быстрые и почему ее магнитное поле компенсируется.

В то время как Нептун представляет интерес, потому что он находится в нашей солнечной системе, астрономы также заинтересованы в том, чтобы узнать больше о планете, чтобы помочь в исследованиях экзопланет.В частности, некоторые астрономы заинтересованы в том, чтобы узнать об обитаемости миров, которые несколько больше Земли.

Те, что ближе к размеру Земли, называются «суперземлями», а те, что ближе к размеру Нептуна, называются «мини-Нептунами». Однако по поводу этих терминов ведутся споры, учитывая, что сегодняшние телескопические технологии не позволяют увидеть, сколько атмосферы находится на этих типах планет, что затрудняет проведение различий.

Как и Земля, Нептун имеет каменное ядро, но у него гораздо более плотная атмосфера, которая запрещает существование жизни в том виде, в каком мы ее знаем.Астрономы все еще пытаются выяснить, в какой момент планета настолько велика, что может собирать много газа в этом районе, что затрудняет или делает невозможным существование жизни.

Физические характеристики

Облачный покров Нептуна имеет особенно яркий синий оттенок, который частично связан с еще не идентифицированным соединением и результатом поглощения красного света метаном на планетах, в основном водородно-гелиевой атмосферой. На фотографиях Нептуна видна голубая планета, которую часто называют ледяным гигантом, так как она обладает густой жидкой смесью воды, аммиака и метанового льда под атмосферой и примерно в 17 раз больше массы Земли и почти в 58 раз больше ее объема. согласно информационному бюллетеню НАСА.По данным НАСА, одно только скалистое ядро ​​Нептуна примерно равно массе Земли.

Несмотря на большое расстояние от Солнца, что означает, что он получает мало солнечного света, который помогает согреть и управлять своей атмосферой, ветры Нептуна могут достигать скорости до 1500 миль в час (2400 км / ч), что является самой быстрой из обнаруженных в Солнечной системе. Эти ветры были связаны с большой темной бурей, которую «Вояджер-2» отследил в южном полушарии Нептуна в 1989 году. Это «Великое темное пятно» овальной формы, вращающееся против часовой стрелки, было достаточно большим, чтобы вместить всю Землю, и двигалось на запад со скоростью почти 750 миль в час ( 1200 км / ч).Этот шторм, казалось, исчез, когда космический телескоп Хаббл позже начал его поиски. Хаббл также обнаружил появление, а затем исчезновение других Великих темных пятен за последнее десятилетие. В 2016 году наблюдался новый.

Магнитные полюса Нептуна наклонены примерно на 47 градусов по сравнению с полюсами, вдоль которых он вращается. Таким образом, магнитное поле планеты, которое примерно в 27 раз сильнее, чем у Земли, претерпевает резкие колебания во время каждого вращения.

Изучая образования облаков на газовом гиганте, ученые смогли вычислить, что день на Нептуне длится чуть менее 16 часов.

Орбитальные характеристики

Эллиптическая орбита Нептуна овальной формы удерживает планету на среднем расстоянии от Солнца почти на 2,8 миллиарда миль (4,5 миллиарда километров), или примерно в 30 раз дальше Земли, что делает ее невидимой невооруженным глазом. . Нептун обращается вокруг Солнца примерно раз в 165 земных лет и завершил свой первый оборот по орбите с момента своего открытия в 2011 году.

Каждые 248 лет Плутон движется по орбите Нептуна в течение 20 лет или около того, в течение которых он приближается к солнце, чем Нептун.Тем не менее, Нептун остается самой удаленной от Солнца планетой, поскольку Плутон был реклассифицирован как карликовая планета в 2006 году.

Состав и структура

Состав атмосферы (по объему): водород, 80 процентов; гелий 19,0%; метан, 1,5 процента

Магнитное поле : примерно в 27 раз мощнее земного

Состав : Общий состав Нептуна, по массе, составляет примерно 25 процентов горных пород, 60-70 процентов льда и 5 процентов. до 15 процентов водорода и гелия, по словам Тристана Гийо, автора книги «Внутренности гигантских планет внутри и за пределами Солнечной системы» в журнале Science.

Внутреннее строение : Мантия из водного, аммиачного и метанового льдов; Сердечник из железа и силиката магния

Орбита и вращение

Среднее расстояние от Солнца : 2,795,084,800 миль (4,498,252,900 км). Для сравнения: в 30,069 раз дальше, чем Земля

Перигелий (самый близкий подход к Солнцу) : 2,771,087,000 миль (4,459,630,000 км). Для сравнения: в 29,820 раз больше, чем у Земли.

Афелий (самое дальнее расстояние от Солнца) : 2 819 080 000 миль (4536 870 000 км).Для сравнения: в 30,326 раз больше, чем у Земли

(Источник: НАСА)

спутников Нептуна

У Нептуна 14 известных спутников, названных в честь меньших морских богов и нимф из греческой мифологии. Самым крупным из них является Тритон, открытие которого 10 октября 1846 года в некотором смысле стало возможным благодаря пиву - астроном-любитель Уильям Лассел использовал состояние, которое он заработал как пивовар, для финансирования своих телескопов.

Тритон - единственный сферический спутник Нептуна - остальные 13 спутников планеты имеют неправильную форму.Он также уникален тем, что является единственной большой луной в солнечной системе, которая вращается вокруг своей планеты в направлении, противоположном ее вращению - эта «ретроградная орбита» предполагает, что Тритон, возможно, когда-то был карликовой планетой, которую Нептун захватил, а не сформировался на месте. , по данным НАСА. Гравитация Нептуна притягивает Тритон ближе к планете, а это означает, что через миллионы лет Тритон подойдет достаточно близко, чтобы гравитационные силы разорвали его на части.

Тритон очень холодный, температура на его поверхности достигает примерно минус 391 градус по Фаренгейту (минус 235 градусов по Цельсию), что делает его одним из самых холодных мест в Солнечной системе.Тем не менее, «Вояджер-2» обнаружил гейзеры, извергающие ледяную материю на высоту более 5 миль (8 км), показывая, что его внутренняя часть кажется теплой. Ученые исследуют возможность подповерхностного океана на ледяной луне. В 2010 году на Тритоне были открыты сезоны.

В 2013 году ученые, работающие с SETI, увидели "потерянный" спутник Нептуна Наяда, используя данные космического телескопа Хаббла. Луна шириной 62 мили (100 км) оставалась невидимой с тех пор, как «Вояджер-2» обнаружил ее в 1989 году.

Также в 2013 году ученые с помощью космического телескопа Хаббла обнаружили 14-ю луну, получившую название S / 2004 N 1.Это самая маленькая луна Нептуна, ее ширина составляет всего 11 миль (18 км). По данным НАСА, он получил свое временное название, потому что это первый спутник (S) Нептуна (N), обнаруженный по изображениям, сделанным в 2004 году.

Кольца Нептуна

Необычные кольца Нептуна не однородны, но содержат яркие толстые скопления пыли, называемые дугами. Считается, что кольца относительно молодые и недолговечные. Земные наблюдения, объявленные в 2005 году, показали, что кольца Нептуна, по-видимому, гораздо более нестабильны, чем считалось ранее, а некоторые из них быстро истощаются, согласно статье в журнале Icarus.

Исследования и исследования

Спутник НАСА «Вояджер-2» был первым и пока единственным космическим аппаратом, посетившим Нептун 25 августа 1989 года. Спутник обнаружил кольца Нептуна и шесть спутников планеты - Деспину, Галатею, Ларису, Наяду, Протей. и Таласса. Международная группа астрономов, опирающаяся на наземные телескопы, объявила об открытии пяти новых спутников на орбите Нептуна в 2003 году.

Формирование Нептуна

Нептун, как принято считать, образовался в результате первоначального образования твердого ядра с последующим захватом окружающего водорода. и газообразный гелий в туманности, окружающей раннее Солнце.В этой модели прото-Нептун формировался в течение от 1 до 10 миллионов лет.

Дополнительная информация от авторов Space.com Нола Тейлор Редд и Элизабет Хауэлл.

Дополнительные ресурсы

Узнайте больше о Нептуне:

Узнайте больше о Солнечной системе:

Факты о Нептуне - интересные факты о планете Нептун

Нептун - восьмая планета от Солнца, что делает ее самый дальний в Солнечной системе.26 кг (17 Земель)
Спутники: 14 (Тритон)
Кольца: 5 Расстояние по орбите: 4,498,396,441 км (30,10 AE)
Период обращения: 60190 дней (164,8 лет)
Температура поверхности: -201 ° C
Дата открытия: 23 сентября 1846 9040 Обнаружил: Урбен Леверье и Иоганн Галле

Факты о Нептуне

  • Нептун - самая удаленная от Солнца планета.
  • Нептун - самый маленький газовый гигант.
  • Год на Нептуне длится 165 земных лет.
  • Нептун назван в честь римского бога моря.
  • У Нептуна 6 слабых колец.
  • Нептун не был известен древним.
    Он не виден невооруженным глазом и впервые был замечен в 1846 году. Его положение было определено с помощью математических предсказаний. Он был назван в честь римского бога моря.
  • Нептун очень быстро вращается вокруг своей оси.
    Его экваториальные облака совершают один оборот за 16 часов. Это потому, что Нептун не твердое тело.
  • Нептун - самый маленький из ледяных гигантов.
    Несмотря на то, что Нептун меньше Урана, он имеет большую массу. Под тяжелой атмосферой Уран состоит из слоев водорода, гелия и метана. Они заключают в себе слой льда из воды, аммиака и метана. Внутреннее ядро ​​планеты сделано из камня.
  • Атмосфера Нептуна состоит из водорода и гелия с небольшим количеством метана.
    Метан поглощает красный свет, из-за чего планета кажется красивой синей. Высокие тонкие облака дрейфуют в верхних слоях атмосферы.
  • Нептун имеет очень активный климат.
    Сильные штормы кружатся в верхних слоях атмосферы, а высокоскоростные ветры движутся вокруг планеты со скоростью 600 метров в секунду. Один из самых сильных штормов, когда-либо наблюдавшихся, был зарегистрирован в 1989 году. Его назвали Великим темным пятном.Это длилось около пяти лет.
  • У Нептуна очень тонкая коллекция колец.
    Они, вероятно, состоят из частиц льда, смешанных с частицами пыли и, возможно, покрыты веществом на основе углерода.
  • У Нептуна 14 лун.
    Самая интересная луна - Тритон, замороженный мир, извергающий азотный лед и частицы пыли из-под своей поверхности. Вероятно, он был захвачен гравитационным притяжением Нептуна. Вероятно, это самый холодный мир в Солнечной системе.
  • Только один космический корабль пролетел над Нептуном.
    В 1989 году космический корабль «Вояджер-2» пролетел мимо планеты. Он вернул первые изображения системы Нептуна крупным планом. Космический телескоп Хаббла НАСА / ЕКА также изучал эту планету, как и несколько наземных телескопов.

Диаграммы Нептуна

Размер Нептуна в сравнении с Землей и расстоянием Нептуна от Солнца и эксцентриситетом орбиты

Большое темное пятно Нептуна

Большое темное пятно в южной атмосфере Нептуна было впервые обнаружено в 1989 году космическим кораблем «Вояджер-2».Это была невероятно большая вращающаяся штормовая система с ветрами до 1500 миль в час, самыми сильными ветрами на любой планете. Как такие мощные ветры были обнаружены на столь далекой от Солнца планете, до сих пор остается загадкой.

Данные космического корабля "Вояджер-2" также показали, что Большое темное пятно значительно изменилось по размеру во время их краткого пролета над планетой. Когда в 1994 году Нептун наблюдался космическим телескопом Хаббла, Большое темное пятно исчезло, хотя в северном полушарии Нептуна появилось другое темное пятно.

Атмосфера Нептуна

Нептун имеет невероятно толстую атмосферу, состоящую из 74% водорода, 25% гелия и примерно 1% метана. Его атмосфера также содержит ледяные облака и самые быстрые ветры, зарегистрированные в Солнечной системе. Частицы ледяного метана и второстепенных газов в краях атмосферы придают Нептуну темно-синий цвет. Яркие синие и белые черты Нептуна также помогают отличить его от Урана.

Атмосфера Нептуна подразделяется на нижнюю тропосферу и стратосферу, причем тропопауза является границей между ними.В нижних слоях тропосферы температура уменьшается с высотой, но в стратосфере она увеличивается с высотой. Углеводороды образуют дымку смога, которая появляется во всех верхних слоях атмосферы Нептуна, а углеводородные снежинки, образующиеся в атмосфере Нептуна, тают, прежде чем достигают его поверхности из-за высокого давления.

Планета Нептун - Солнечная система на море и небе

Бог морей

Оставив позади Уран и его спутники, мы встретимся с планетой-сестрой Урана, Нептуном, и его системой лун.Нептун почти такого же размера, как Уран, и его состав очень похож. Это также самый дальний из двух ледяных гигантов. Нептун был назван в честь римского бога морей. Он был открыт в 1846 году Иоганном Готфридом Галле из Берлинской обсерватории. У Нептуна 14 известных спутников, большинство из которых не были обнаружены до момента, когда "Вояджер-2" столкнулся с планетой в 1989 году. Большинство из этих спутников довольно крошечные и, вероятно, являются захваченными астероидами. Однако самый большой из этих спутников имеет диаметр 1680 миль (2700 километров).

Вояджер-2, крупный план Нептуна, видны облачные образования
(НАСА / Лаборатория реактивного движения)
"Вояджер-2": крупный план большого темного пятна Нептуна с космического корабля "Вояджер-2"
(НАСА / Лаборатория реактивного движения)
"Вояджер-2", крупный план облаков верхнего уровня в атмосфере Нептуна (НАСА / Лаборатория реактивного движения)

Большое синее пятно

Поскольку было известно, что Нептун так похож на Уран, астрономы ожидали найти другой мягкий и безликий мир, когда "Вояджер-2" прибыл туда в августе 1989 года.К большому удивлению всех в команде «Вояджера», Нептун оказался совсем не мягким. Самой поразительной особенностью, которую удалось обнаружить, было гигантское синее пятно в южном полушарии планеты. По внешнему виду оно было очень похоже на знаменитое красное пятно на Юпитере, и было примерно вдвое меньше. В 1994 году наблюдения Нептуна с помощью космического телескопа Хаббл показали, что гигантское синее пятно исчезло. Недавно в северном полушарии планеты наблюдали новое голубое пятно. Астрономы не уверены, почему пятно на Нептуне было относительно недолговечным, в то время как большое красное пятно на Юпитере существует сотни лет.Это указывает на то, что атмосфера Нептуна очень активна и склонна к резким и резким изменениям. Также были отмечены несколько более мелких пятен, а также небольшое быстро движущееся облако, которое астрономы назвали «самокатом».

На этом крупном плане "Вояджера-2" Нептуна показаны облака верхнего уровня в атмосфере. Это было неожиданностью для астрономов, ожидавших более однородной атмосферы, подобной атмосфере Урана. (НАСА / Лаборатория реактивного движения)

Характеристики Нептуна

Почти все, что мы знаем о Нептуне, было изучено во время встречи с «Вояджером-2».Как и Уран, синий цвет Нептуна является результатом поглощения красного света газом метаном в верхних слоях атмосферы планеты. Считается, что состав Нептуна очень похож на состав Урана. Вероятно, у него есть небольшое каменное ядро ​​размером с Землю. Считается, что это ядро ​​окружено чрезвычайно толстым слоем газов, состоящим в основном из водорода и гелия с небольшим количеством метана. Помимо загадочных темных и светлых пятен, были сделаны другие интересные открытия. В верхних слоях атмосферы планеты были замечены длинные белые облака.У Нептуна самые быстрые ветры в Солнечной системе, достигающие скорости 1200 миль (2000 километров) в час. «Вояджер-2» также показал систему тонких колец Нептуна. Есть 4 узких кольца, которые очень тусклые. Астрономы думают, что они могут состоять из частиц пыли, образовавшихся при врезании метеоритов в спутники планеты. Как и Уран, магнитное поле Нептуна наклонено на 47 градусов от оси вращения. Астрономы считают, что это вызвано внутренними силами глубоко внутри планеты.

Нептун, планета ветра и льда

Почему мы изучаем Нептун

Нептун вместе со своим двоюродным братом Ураном - наименее изученная планета в нашей солнечной системе, которую космический корабль посетил только один раз. Тем не менее, мы обнаружили больше миров размером с Нептун, вращающихся вокруг других звезд, чем планеты любого другого типа. Чтобы понять другие солнечные системы и выяснить, уникальна ли наша собственная, нам нужно больше узнать о ветрено-синем мире на нашем собственном заднем дворе.

Подобно Юпитеру и Сатурну, атмосфера Нептуна состоит в основном из водорода и гелия, но в ней также есть метан, который поглощает красный свет, придавая ему темно-синий оттенок.Под атмосферой находится океан воды, аммиака и метана, сжатый под сильным давлением в полутвердое состояние. По этой причине мы называем Нептун ледяным гигантом, хотя лед совсем не похож на то, что вы найдете в морозильной камере, с температурами, которые, вероятно, достигают тысяч градусов! Электрические токи, протекающие через этот ледяной океан, могут быть причиной питания сильного и необычайно сложного магнитного поля Нептуна.

Неизвестно, где образовался Нептун и как в него попала вода.Диск из пыли и газа, который сформировал нашу Солнечную систему, вероятно, не содержал достаточно материала, чтобы сформировать Нептун в его нынешнем местоположении, в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля. Как и другие внешние планеты, она, вероятно, родилась ближе к Солнцу, прежде чем двинуться наружу, хотя Солнце испарило бы свою воду, если бы Нептун был слишком близко. Выяснив, где родился Нептун и как развивалась планета, ученые узнают, какими были условия в ранней солнечной системе примерно в то время, когда на Земле зародилась жизнь.

Нептун имеет 14 известных спутников, половина из которых, скорее всего, была захвачена гравитацией планеты, а не образовалась на месте. Только одна луна, Тритон, достаточно велика, чтобы быть сферической. Она имеет планетные характеристики, похожие на Плутон, такие как сложная ледяная поверхность и тонкая азотная атмосфера, и, возможно, изначально она была свободно перемещающейся карликовой планетой. С поверхности Тритона извергаются азотные гейзеры, которые могут исходить из подземного океана. Будущие миссии помогут подтвердить, существует ли океан и может ли он быть пригодным для жизни в том виде, в каком мы его знаем.

Как и Сатурн, Нептун имеет набор колец, окруженных маленькими лунами и состоящих из холодных ледяных частиц. Но его внешнее кольцо не является полным и состоит из пяти отдельных дуг. Ученые считают, что спутник планеты Галатея не дает частицам в этих дугах распространяться и образовывать кольцо, но никто не знает наверняка.

Факты о Нептуне: Большая Голубая планета [Инфографика]

Нептун наклонен вокруг своей оси, поэтому у него есть времена года, как у Земли. Но это так далеко от солнца, что здесь бывает -231 ° C.У Нептуна 14 лун и очень слабые кольца.

С тех пор, как Плутон был понижен в звании до карликовой планеты, Нептун стал самой дальней планетой от Солнца.

В целом, по размеру и атмосфере напоминает планету Уран.

Хотите узнать больше? Вот 5 интересных фактов о планете Нептун.

1. Нептун - самая дальняя планета от Солнца

Нептун находится примерно в 4,495 миллиарда километров от центра. Это означает, что это самая дальняя планета для получения солнечного излучения от Солнца.

Это примерно 30 астрономических единиц (а.е.) от Земли. Помните, что Земля составляет всего 1 а.е., то есть расстояние от Земли до Солнца.

Оборотный период Нептуна составляет 165 лет. Это означает, что для одного полного оборота требуется 165 земных лет.

2. Он наклонен вокруг своей оси, как Земля, определяющая времена года.

У Нептуна ось наклонена примерно на 29 градусов. Из-за наклона на нем есть сезоны, как на Земле.

Его атмосфера меняется из-за направления, обращенного к солнцу.

На Нептуне самые сильные ветры в солнечной системе. Например, мы знаем, что штормы на Нептуне вращаются в антициклоническом направлении.

3. Нептун похож на Уран

Две самые удаленные планеты похожи друг на друга по размеру, атмосфере и температуре. Атмосфера Нептуна в основном:

  • Водород (80%)
  • Гелий (19%)
  • Метан (1%)

Для сравнения с атмосферой Урана, состоящей из водорода (83%), гелия (15%) и метана.По габаритам:

НЕПТУН РАЗМЕР: Радиус Нептуна составляет 24 622 км, а площадь его поверхности составляет около 7,618 миллиарда км. 2 .
РАЗМЕР УРАНА: Сравните это с планетой Уран, которая имела радиус около 25 362 км и площадь поверхности 8,083 миллиарда км 2 .

Обе планеты очень холодные. Например, температура поверхности Нептуна находится на отметке -231 ° C. Между тем, на Уране минимальная температура составляет -224 ° C.

Наконец, продолжительность дня близка к одному часу от Урана.На Нептуне длина дня составляет около 16 часов 6 минут на полный оборот.

4. Нептун имеет 14 лун и темные кольца

Есть 14 лун, имена которых взяты из греческой мифологии:

  • Тритон
  • Нереида
  • Найада
  • Таласса
  • Деспина
  • смогли увидеть Нептун невооруженным глазом. Но мы знаем, что у Нептуна есть кольца, но они очень темные и их структура неизвестна.

    5. Плутон является частью орбиты Нептуна

    Не так давно Плутон считался отдельной планетой. Но теперь Плутон был понижен в звании до карликовой планеты, потому что мы узнали больше об орбите планеты Нептун.

    Теперь мы знаем, что Плутон пересекает орбиту Нептуна. Примерно на 7% своей орбиты Плутон на самом деле ближе к Солнцу, чем Нептун

    Но причина того, что Нептун все еще остается планетой, заключается в том, что он имел значительно большую массу, чем Плутон.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *