Содержание
- Атмосфера и температура на Нептуне
- Структура и состав
- Орбита и вращение Нептуна
- Гороскоп брака. Планеты
- Общие сведения о планете
- История открытия планеты Нептун
- История открытия и исследования
- Нептун — самая дальняя планета от Солнца
- Характеристика и краткое описание восьмой планеты
- История открытия
- Состав Нептуна
- Спутники планеты Нептун
Атмосфера и температура на Нептуне
Верхние слои атмосферы состоят в основном из водорода (80%) и гелия (19%), и небольшой примеси метана. Метан поглощает красный свет, придавая планете голубоватый цвет. Однако подобный эффект у Урана выражен гораздо слабее, и он выглядит голубым, в то время как цвет Нептуна – глубокий синий. Почему это так, точно неизвестно. Предполагается, что в атмосфере этой планеты, кроме метана, есть еще некий компонент, сильно поглощающий красную часть спектра.
В верхнем слое атмосферы, где давление очень низкое, метан конденсируется и образует облака. Ниже, с ростом давления, облака состоят уже из сероводорода и аммиака. Еще ниже идут аммиачные, сероводородные, водяные и состоящие из сульфида аммония облака. Там, где давление достигает 50 бар, а температура около 0 градусов, облака состоят из водяного льда.
Таким образом, на разной высоте в верхних слоях атмосферы Нептуна ступеньками существуют облака разного типа. Ниже атмосфера затуманивается из-за продуктов распада метана под действием ультрафиолета.
На этом снимке хорошо видно вертикальное расслоение облаков.
В атмосфере Нептуна есть слой, который называется термосферой, и там температура аномально высокая – 750 К. Почему это так, неизвестно, так как Нептун гораздо дальше от Солнца, чем Уран, где такого эффекта нет. Он получает очень мало солнечного тепла и не может так нагреваться. Возможно, этот нагрев вызван гравитацией или взаимодействием заряженных ионов из магнитосферы с атмосферным газом.
В атмосфере Нептуна, в отличие от Урана, зафиксированы очень сильные ветры – до 600 м/с. Дуют они с разной скоростью, притом на высоких широтах по направлению вращения планеты, а в низких – против.
Сейчас верхняя часть атмосферы Нептуна на южным полюсе на 10 градусов теплее, чем в остальных частях планеты. Поэтому здесь происходит утечка метана в космос, а в других местах он чуть холоднее и заморожен. Причина в том, что последние 40 лет Нептун был повёрнут к Солнцу именно южным полюсом, из-за наклона оси. Когда лето придёт в северное полушарие, теплее всего станет на северном полюсе, и метан станет уходить там.
Из-за смены сезонов изменяются и облачные полосы в полушариях. Так, сейчас в южном полушарии теплее, и там облаков больше. После 2020 года начнётся новый сезон и всё будет меняться.
В 1989 году «Вояджер-2», пролетая мимо, сфотографировал на Нептуне огромный штормовой вихрь, размером 13000 х 6600 км. Его назвали Большим Тёмным пятном, так как он выделялся более тёмным цветом. В 1994 году телескоп Хаббл его уже не обнаружил.
Такие штормы образуются ниже облачного слоя, поэтому выглядят темнее. Они могут существовать несколько месяцев, а потом исчезать. Они также могут постепенно терять свой цвет, но продолжать существовать как циклон.
Структура и состав
Нептун – представитель ледяных гигантов Солнечной системы. Нашему взору открывается атмосфера, охватывающая 5-10% планетарной массы и простирающаяся на 20% к ядру. Ниже представлен рисунок строения планеты Нептун.
Внутреннее строение Нептуна
Далее идет мантия, нагретая до 1727°С-4727°С. Она в 10-15 раз превосходит земную массу и содержит водный, аммиачный и метановый запасы. Этот микс именуют ледяным, хотя в реальности вещество отличается плотностью и высоким нагревом. Ядро твердое, но точный состав и пропорции остаются загадкой. Можно лишь предполагать на основе принятых планетарных моделей.
В центре Нептуна много никеля, железа и силикатов, а по массе в 1.2 раза превышает земную. Давление в центре поднимается до 7 Мбар, что вдвое выше нашего. Обстановка в центре накаляется до 5400 К. На глубине в 7000 км метан трансформируется в алмазные кристаллы, опускающиеся вниз в виде града.
Сравнение размеров Урана и Нептуна
Орбита и вращение Нептуна
Наклон оси, вокруг которой Нептун совершает собственное вращение, составляет 28,32°. Это объясняет смену времен года на планете, но из-за большой протяженности орбиты сезоны тут имеют продолжительность более 40 лет каждое.
Полный оборот вокруг своей оси — нептунианские сутки — длятся почти 15 часов 58 минут в земном исчислении, период обращения вокруг Солнца — 164,8 земных года.
Орбита планеты эллиптическая, но не отличается большой вытянутостью. Нептун может отдаляться от Солнца на 4,554 млн км и приближаться к нему на 4,453 млн км. По своей орбите планета летит со скоростью 5,43 км/с в том же направлении, что и остальные планетарные объекты нашей системы — против часовой стрелки, если смотреть сверху, со стороны условного северного полюса мира.
Орбитальные резонансы
Гравитационные силы Нептуна влияют на тела в Поясе Койпера. Он создает разрывы в этом образовании, проходя по некоторым из пустых участков. Часть астероидов в Поясе находится в резонансе 2:3 с планетой, совершая 2 полных орбитальных витка на каждые 3 аналогичных прохода у Нептуна.
Гороскоп брака. Планеты
Нептун — 1) астрономически — был открыт из-за сильных возмущений в движении Урана расчетным путем астрономами Леверье и Галле. Орбита Н. по своим параметрам приближается к круговой. Один оборот занимает 164 года и 285 дней. Его диаметр по экватору — 47000 км. Наблюдать его можно лишь при очень сильном увеличении. Так в 300-кратный телескоп Н. виден как маленький кружочек.
2) в Мифологии Н. или Посейдон — владыка морей. Он начинает мифологию вместе с Ураном, олицетворяя первичный океан, хаос, в котором заложены все возможности, но еще ничего не проявлено.
3) В астрологической традиции планета рассматривается и как высшая октава Венеры и Луны, и, иногда, как синтез обеих планет. Нептун символизирует мир мистики, высшую любовь, океан грез, творческую фантазию. Нептун-Посейдон — владыка морей, тот первичный океан, из которого выделилась суша. Символически указывает на стремление человека к праматериальному существованию. В карте рождения планета указывает прежде всего на проблемы целого поколения, на соблазны и дары, которые могут проявиться в человеке, а также причины конфликта между поколениями. Обитель планеты — Рыбы. Карта Таро — 9.
(Планеты — общее описание)
Символизирует мир мистики, высшую любовь, океан грез, творческую фантазию.
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.
История открытия планеты Нептун
История открытия этой планеты довольно любопытна и необычна. Это открытие было триумфом ньютоновской физики, так как стало доказательством, что движение планет полностью подчиняется законам тяготения.
Всё началось с того, что в 1821 году французский астроном Алексис Бувар опубликовал вычисленные таблицы орбиты Урана, который был открыт 40 лет назад. Но при дальнейших наблюдениях этой планеты стали заметны отклонения данных в таблицах и полученных на практике.
Английский астроном Томас Хасси предположил, что отклонения в движении Урана можно объяснить воздействием на него еще одной планеты, которая находится еще дальше. Он встретился с Буваром и они обсудили эту возможность, после чего Бувар решил провести расчёты еще раз, с учётом наличия неизвестной планеты. Но он этого так и не сделал.
Затем этой проблемой занялся Джон Куч Адамс, английский астроном, который в 1843 году вычислил орбиту предполагаемой планеты, которая могла бы оказать наблюдаемое возмущение на планету Урана. Но и он это дело забросил, хотя и отправил результаты королевскому астроному.
Довёл дело до конца Урбен Леверье, французский математик, работавший в Парижской обсерватории. Он самостоятельно провёл все расчеты, однако астрономы Парижской обсерватории не захотели поискать гипотетическую планету. Тогда Леверье убедил в своей правоте астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готтфрида Галле и тот согласился помочь. А студент той же обсерватории Генрих д’Арре предложил сравнить вид неба в нужном месте на текущий момент с недавней картой звёздного неба. Это позволило бы заметить смещение некоторых объектов.
Урбен Леверье, открывший Нептун путём вычислений.
Метод дал замечательный результат. Потребовался всего час поисков и новая планета была найдена. Отклонение от вычисленного Леверье положения составило всего 1 градус. Затем директор Берлинской обсерватории Иоганн Энке тоже две ночи принимал участие в наблюдениях открытого небесного тела и его передвижение было зафиксировано. Так было доказано, что это именно планета, а не звезда.
Нептун был открыт 23 сентября 1846 года, а вся троица, сделавшая это, считается его первооткрывателями. Урбен Леверье сделал вычисления и открыл Нептун «на кончике пера», Иоганн Галле сделал это непосредственно с помощью телескопа, а студент Генрих д’Арри предложил способ, как сделать поиски успешными и тоже принимал в этом непосредственное участие.
Конечно, англичане на этом не успокоились, возник спор, кого считать первооткрывателем – Адамса, который провёл расчеты раньше, или Леверье, который довёл дело до конца. Их даже считали равноправными первооткрывателями. Но в итоге справедливость восторжествовала – Леверье победил. Его расчёты оказались точнее, и он доказал их практически, открыв планету Нептун не только на бумаге.
Кстати, эту планету еще некоторое время называли «планетой Леверье». Потом сам Леверье дал ей название Нептун, а Василий Струве, директор Пулковской обсерватории, его утвердил.
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.
Нептун — самая дальняя планета от Солнца
Как только Нептун получает момент, чтобы сиять в центре внимания Урана, его сравнивают с Плутоном! После своего открытия в 1846 году Нептун считался самой далекой от Солнца планетой. Затем, в 1930 году, Плутон был открыт и описан как последняя планета в нашей солнечной системе. Нептун тогда считался следующей за последней планетой от Солнца.
В конце 20-го и начале 21-го века ученые спорили, следует ли включать Плутон в состав недавно открытого пояса Койпера. В 2006 году Плутон был реклассифицирован как карликовая планета. Нептун, отчасти из-за его способности влиять на орбиту Урана, все еще считается планетой и снова может претендовать на корону планеты, самой далекой от Солнца!
Невероятно думать, что планеты находятся так далеко от Земли, и все же мы можем установить так много фактов о них. Не удивительно, что телескопы и космические корабли были необходимы, чтобы установить факты о Нептуне. Нептун находится на расстоянии более 4 миллиардов километров от Земли и Солнца! Неудивительно, что Нептун такой загадочный. Эта ледяная и ветреная планета немного одинока на окраинах Солнечной системы!
Хорошо, что у Нептуна много друзей — 14 лун и три кольца объектов вращаются вокруг планеты. Конечно, кем был бы Нептун без своего брата Урана? В конце концов, он был обнаружен с помощью математических расчетов, основанных на изменениях орбиты Урана. Открытие Нептуна и тот факт, что Уран подобен по составу, объясняет, почему так много фактов о Нептуне приводятся в сравнении с Ураном или со ссылкой на него. Несмотря на все сходства, Нептун очаровывает нас сам по себе, и факты об этой планете рассказывают нам больше о солнечной системе.
Характеристика и краткое описание восьмой планеты
Специфический цвет планеты Нептун возник благодаря плотной атмосфере планеты. Определить точный состав одеяла из облаков, укрывающего ледяную планету, не представляется возможным. Однако благодаря снимкам, полученным с помощью «Хаббла» удалось провести спектральные исследования атмосферы Нептуна:
- верхние слои атмосферы планеты на 80% состоят из водорода;
- остальные 20% приходятся на смесь гелия и метана, которого в газовой смеси присутствует всего 1%.
Именно присутствие в атмосфере планеты метана и какого-то другого, пока неизвестного компонента, обуславливает ей цвет яркой голубой лазури. Как и на других газовых гигантах, атмосфера Нептуна делится на две области – тропосферу и стратосферу – каждая из которых характеризуется своим составом. В зоне перехода тропосферы в экзосферу происходит формирование облачности, состоящей из паров аммиака и сероводорода. На всей протяженности атмосферы Нептуна температурные параметры варьируются в пределах 200-240 градусов Цельсия ниже нуля. Однако на этом фоне любопытна одна особенность атмосферы Нептуна. Речь идет об аномально высокой температуре на одном из участков стратосферы, которая достигает значений в 750 К. Вероятно это вызвано взаимодействием нижних слоев атмосферы с гравитационным силами планеты и действием магнитного поля Нептуна.
Пятна на Нептуне
Несмотря на высокую плотность атмосферы восьмой планеты, ее климатическая активность считается достаточно слабой. Кроме сильных ураганных ветров, дующих со скоростью 400 м/с, на голубом гиганте других ярких метеорологических явлений замечено не было. Штормы на далекой планете – обычное явление, которое характерно для всех планет этой группы. Единственный спорный аспект, который вызывает у климатологов и астрономов большие сомнения в пассивности климата Нептуна, наличие в его атмосфере Большого и Малого темного пятна, природа которых схожа с природой большого Красного пятна на Юпитере.
Строение Нептуна
Теоретически внутреннее строение Нептуна выглядит следующим образом:
- железно-каменное ядро, которое имеет массу в 1,2 раза большей массы нашей планеты;
- мантия планеты, состоящая из аммиачного, водяного и метанового горячего льда, температура которого составляет 7000К;
- нижняя и верхняя атмосфера планеты, наполненная парами водорода, гелия и метана. Масса атмосферы Нептуна составляет 20% от массы всей планеты.
История открытия
Некоторые считают, что Нептун был открыт Галилеем. Итальянский физик наблюдал неизвестный объект в декабре 1612 года и в январе 1613. Однако астроном принял его за звезду, поскольку в момент наблюдений передвижение было слабым. Поскольку Галилей не понял, что это планета, его не считают первооткрывателем.
В 1821 году по результатам астрономических наблюдений были обнаружены отклонения в движении Урана, которые могли быть вызваны под влиянием крупного небесного тела. Никто не стал проводить исследования аномалии. В 1843 году Д. К. Адамс вычислил орбиту предполагаемой планеты, но не стал разбираться в этом вопросе. Через 2 года француз Урбен Леверье провёл свои расчёты, поскольку верил в наличие восьмой планеты. Когда Джордж Эйри сравнил оценки французского математика и Адамса и убедился в их схожести, он направил результаты в Кембриджскую обсерваторию, однако обработку наблюдений отложили.
Затем Леверье и И. Г. Галле занялись самостоятельными поисками и смогли обнаружить среди неподвижных звёзд неизвестный объект с помощью нарисованной карты неба. Его признали планетой 23 сентября 1846 года в районе 1 градуса от подсчётов Леверье и в 12 градусах от вычислений Адамса.
После этого англичане и французы долго не могли решить, кого из них следует считать первооткрывателем Нептуна. Через какое-то время общество признало, что планету открыли Адамс и Леверье. В 1998 году были найдены документы с подсчётами о расположении Нептуна из Гринвичской обсерватории. Эти находки заставили специалистов считать, что Адамс не имеет тех же прав, на открытие небесного объекта, что и Леверье.
Сначала Нептун называли «внешней от Урана планетой» или «планетой Леверье». Затем Галле предложил наименование «Янус», а англичанин Чайлз — «Океан». Леверье хотел, чтобы планета называлась его именем, но за пределами Франции многие были против. Поскольку в римской мифологии Нептун был богом моря, директор Пулковской обсерватории В. Я. Струве предложил такое название. Наименование стало международным с 29 декабря 1846 года.
До 1930 года Нептун считался самой далёкой планетой, но с открытием Плутона он стал предпоследней. В конце XX века в поясе Койпера обнаружили новые транснептуновые объекты. Астрономы начали думать над тем, стоит ли включать Плутон в эту область. В 2006 году его признали карликовой планетой, а Нептун — снова самой дальней.
Состав Нептуна
Ученые считают что Нептун состоит в основном из водорода и гелия, воды и силикатов. Тем не менее, Нептун не имеет твердой поверхности, как Земля. Ядро планеты состоит из камня и льда.
Нептун окружен густыми быстро движущимися облаками. Они перемещаются со скоростями до 1100 километров в час. Ветры Нептуна достигают скорости 2000 км. в час.
Облака, которые наиболее удалены от поверхности планеты, состоят в основном из замерзшего метана. Остальные облака состоят из сероводорода.
Нептун можно увидеть с Земли без телескопа. Он находится в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля. Экваториальный диаметр Нептуна составляет 49 528 км. Известно также, что Нептун в 17 раз массивней чем Земля. Планета имеет кольца и 11 спутников на своей орбите.
Среднее расстояние от планеты до Солнца 4495060000 км. Полный оборот Нептуна вокруг Солнца занимает 165 лет, вокруг своей оси — 16 часов и 7 минут.
Из-за его удаленности от Солнца, Нептун получает очень мало солнечной энергии. Нормальная температура на поверхности Нептуна — минус 218 градусов по Цельсию.
Температура в центре Нептуна около 7000 градусов по Цельсию, то есть такая же как и на поверхности Солнца. Нептун имеет магнитосферу, похожую на магнитосферу Урана.
Крупнейший спутник Нептуна — Тритон. Имеет диаметр 2705 км.
Это единственный большой спутник в Солнечной системе, который вращается в направлении противоположном тому, в котором вращается его планета.
Колец у Нептуна четыре, одно из которых гораздо менее заметно чем другие. Есть данные об их составе. Голубой цвет планеты обусловлен поглощением красной части спектра солнечного света метаном.
Нептун был посещен космическим аппаратом Voyager — 2. Это произошло 25 августа 1989. Большинство наших знаний о планете было получено именно после этого визита.
В римской мифологии Нептун (по-гречески – Посейдон) — Бог моря.
После открытия планеты было замечено, что его орбита не согласуется с законами Ньютона. Когда Галилей наблюдал Нептун, он подумал, что это звезда.
Возможно, своим строением планета похожа на Уран. Она состоит в основном из различных пород и льда. Атмосфера состоит в основном из водорода, гелия и фракций метана.
Являясь типичной газовой планетой, Нептун обладает быстрыми ветрами и сильными бурями. Ветра Нептуна самые быстрые в Солнечной системе, и достигают 2000 км / ч. Как Юпитер и Сатурн, Нептун имеет внутренний источник тепла – он расходует в два раза больше энергии, чем получает от Солнца. Самой большой достопримечательностью Нептуна является Большое Темное Пятно в южном полушарии. Размерами оно примерно с половину Большого Красного Пятна на Юпитере (около диаметра Земли).
Нептун имеет 14 известных спутников. Все небольшие нерегулярные луны, которые лежат за пределами Нереиды, были обнаружены после 2002 года.
Луна | орбитальная большая ось (км) |
орбитальный период (d) |
эксцентричность | орб. включительно (º) |
диаметр (км) |
Наяда | 48227 | 0,294 | 0,0003 | 4,691 | 96 × 60 × 52 |
Таласса | 50074 | 0,311 | 0,0002 | 0,135 | 108 × 100 × 52 |
Деспина | 52526 | 0,335 | 0,0002 | 0,068 | 180 × 148 × 128 |
Галатея | 61953 | 0,429 | 0,0001 | 0,034 | 204 × 184 × 144 |
Ларисса | 73548 | 0,555 | 0,0014 | 0,205 | 216 × 204 × 168 |
68S / 2004 N1 | 105300 | 0,936 | 0,0000 | 0,000 | 16-20 |
Протей | 117646 | 1,122 | 0,0005 | 0,075 | 436 × 416 × 402 |
Тритон | 354749 | 5.877R | 0,0000 | 156,865 | 2705 |
Нереида | 5513818 | 360,13 | 0,7507 | 7,090 | 340 |
Галимеда | 16611000 | 1879,1 | 0,2646 | 112,898 | 62 |
Сао | 22228000 | 2912,7 | 0,1365 | 49,907 | 44 |
Лаомедея | 23567000 | 3171,3 | 0,3969 | 34,049 | 42 |
Псамафа | 48096000 | 9074.3R | 0,3809 | 137,679 | 40 |
Несо | 49285000 | 9740.3R | 0,5714 | 131,265 | 60 |
Спутники планеты Нептун
Нептун, как и прочие крупные планеты, имеет много спутников. Сейчас известно 14 из них. Самый крупный спутник Нептуна – Тритон. Его диаметр – около 2700 км, а состоит он преимущественно из льда, хотя в центре имеется металлическое ядро. Если сложить массу всех спутников, то Тритону будет принадлежать 95.5% от всей массы. Лишь он такой крупный, что имеет сферическую форму.
Тритон – самый холодный спутник в Солнечной системе, температура на его поверхности – всего 38 К, или – 235C, то есть близка к абсолютному нулю. Этот спутник движется по спиральной орбите, постепенно приближаясь к планете, и через несколько десятков миллионов лет будет разрушен. Тогда у Нептуна появятся кольца, больше, чем у Сатурна.
Тритон – интересный спутник. Он один из немногих, на которых есть тектоническая активность. Там есть криовулканы, а под ледяной поверхностью возможно существование подлёдного океана.
На Тритоне есть криовулканы.
Другие спутники Нептуна больше похожи на крупные астероиды. Самый крупный из них – Протей, имеющий неправильную форму и поперечник в 420 км. Третий по размеру спутник – Нереида, 340 км в поперечнике. Остальные спутники Нептуна гораздо меньше. Самый маленький спутник планеты Нептун – Гиппокамп, размером в 18 км, был открыт в 2013 году.