23 сентября 1846 года состоялось знаменательное событие. По продолжительным и скрупулезным точным расчетам была открыта восьмая по счету в Солнечной системе планета – Нептун.
Содержание
- 1 Общие сведения о планете
- 2 Физические характеристики планеты
- 3 Орбита и радиус
- 4 Состав и поверхность Нептуна
- 5 Атмосфера
- 6 Погода и климат
- 7 Бушующие ветра
- 8 Магнитосфера
- 9 Температура на Нептуне
- 10 Кольца Нептуна
- 11 Спутники
- 12 Земля и Нептун
- 13 История открытия и исследования
- 14 Нептун и пояс Койпера
- 15 Наблюдение
- 16 Изображения Нептуна
- 17 Исследование
- 18 Интересные факты про Нептун
- 19 Последние новости о Нептуне
- 20 Вопросы ответы
- 21 Интересное видео про Нептун
Общие сведения о планете
Протяженность от Солнца до Нептуна достигает 4,5 млрд. км. А от Земли до этого небесного тела промежуток варьируется от 4,3 до 4,5 млрд. км. Подобные колебания связаны с тем, что данная планета отклоняется и подлетает к Земле на 253 млн. км. Поэтому увидеть его можно только при наличии специального оборудования
Цвет Нептуна – синий, так как в атмосфере находится значительная доля метана. В результате этого просто невозможно различить предметы (объекты) красного цвета.
Также на этой планете Солнечной системы формируются в наибольшей степени интенсивные и быстрые ветра. Ураганы на ее территории иногда набирают стремительность до 2400 км/ч.
С 2006 года Нептун возвратил себе почетное звание самой далекой планеты от Солнца. Произошло данное вследствие того, что именно в 2006 году Плутон был официально исключен из списка планет, и получил звание «карликовая планета».
Физические характеристики планеты
Нептун – это газовый гигант. Плотность Нептуна и содержание воздуха вокруг космического тела напрямую обуславливают многие функциональности.
Согласно сведениям, планета имеет следующие физические параметры:
- Масса Нептуна достигает 1,0234*1026 кг. Данный параметр по весу ставит планету посередине между Землей и иными газовыми гигантами Солнечной системы. Отдельно стоит отметить, что атмосфера восьмой планеты составляет около 20% от общей массы.
- Диаметр экватора (размер Нептуна)– 48682 км.
- Экваториальный радиус – 24764 км. Данный параметр в 4 раза больше земного экваториального радиуса.
- Площадь – 7,6408 млрд. .
- Объем – 62,54 трлн..
- Температура на поверхности планеты – 1700ºС — 4700ºС. То есть по своей сути — вся поверхность это большой кипящий и бурлящий океан. Недра Нептуна могут похвастаться еще большей температурой. Она составляет от 7000ºС — 7100ºС, что равняется температуре поверхности Солнца. При этом температура в верхних слоях атмосферы составляет -200ºС. А почти на поверхности идет резкое потепление.
Орбита и радиус
Экваториальный радиус Нептуна составляет 24764 км. Погрешность в большую и меньшую сторону доходит до 15 км.
Полярный радиус составляет около 24341 км. Здесь погрешность больше. Она составляет в большую и меньшую сторону около 30 км.
Большая полуось орбиты Нептуна составляет 4504, 3 млн. км. Расстояние же от восьмой планеты до Солнца является 4,55 млрд. км. Поэтому полный оборот вокруг Солнца получается около 165 лет. Период вращения Нептуна вокруг своей оси занимает 16 часов. Время вращения магнитного поля занимает точно такой же промежуток времени.
Отдельно стоит отметить дифференциальное вращение (то есть вращение разных частей с разной угловой скоростью) Нептуна. Согласно информации от ученых, такая скорость наиболее сильно выражена среди всех планет Солнечной системы. На экваторе она составляет около 17 – 18 часов, а на полюсах – 11-12 часов.
Из-за такой значительной разницы возникает широтный сдвиг ветров. То есть возникает сильное изменение скорости ветра на небольшом участке.
Итог: сильные ураганы с немыслимой для Земли скоростью.
Состав и поверхность Нептуна
Дальность нахождения планеты не помешала ученым дотошно изучить космический объект. Поэтому планету можно разделить на следующие части (зоны):
- Верхняя атмосфера. Это тонкие облака на поверхности планеты. Часто облака появляются из-за образовавшегося урагана. Тогда можно наблюдать необычный рисунок и скорость передвижения облака по поверхности планеты.
- Атмосфера. Второй слой, состоящий из гелия, метана и водорода. Именно здесь возникают сильные ветры и ураганы. И благодаря большому проценту метана в составе, планета получила не только красивый синий оттенок, но и имя морского божества.
- Ледяная мантия, кипящий океан или ледяная корка. Именно такие названия закреплены за третьим слоем планеты. Он составляет около 80% от всей массы планеты. Также можно найти или услышать термин «горячий или кипящий лед». Это связано с тем, что этот слой представляет собой большой вязкий, горячий, кипящий и бурлящий океан. При этом весьма ядовитый океан. Так как кроме воды в составе находится большое количество аммиака и метана. Термин «лед» закрепился за этим слоем только из-за его высокой плотности.
- Ядро планеты. Сердце и центр любой планеты – это ядро. У Нептуна масса ядра составляет около 2,5 земных масс. Состав «сердца планеты» своеобразен. Ученые обнаружили никель, силикаты, железо, камень и, как ни странно, лед.
Важно отметить: ядро планеты не имеет идеально круглой формы, как иногда можно увидеть в учебниках или на картинках по астрономии. Там есть впадины разной глубины и скалы.
Также существует версия, что поверхность ядра «украшена» тонким (или даже очень толстым) слоем алмазов. Это связано с температурой ядра и ледяного океана. В общей сложности она достигает 5500ºС — 6000ºС. Такая температура позволяет распадаться метану. Тем самым образуются алмазные кристаллы. И дальше они опадают на поверхность ядра, формируя алмазный слой.
Атмосфера
Атмосфера Нептуна делится на следующие сферы: тропосферу, стратосферу, термосферу и экзосферу.
Важно отметить: самый верхний слой (тропосфера) – очень холодный. Температура достигает -220ºС. И чем ближе к поверхности тем, сильнее нагревается воздух. Например, на последнем слое (экзосфере) температура уже достигает 470ºС — 500ºС.
Состав атмосферы очень интересен: 20% гелия, 80% водорода, мало аммиака, сероводорода и метана. Метан имеется в средних слоях атмосферы в немалом объеме. Настоящее подтверждает синий оттенок планеты.
Погода и климат
По данному вопросу возникают большие трудности. Это сообразовано с тем, что Нептун не имеет привычной твердой поверхности. Также сложности добавляет период вращения. Из-за этого смена сезонов меняется только в течение 40 лет. То есть один ученый может в течение своей жизни отследить только 1 сезон. Но если ему повезет, то он сможет застать начало второго сезона.
Дополнительные задачи ученым по определению погоды и климата доставляет высокая разница температур между верхним слоем атмосферы и ледяным океаном. Плюс дифференциальное вращение планеты. Итог: погода на Нептуне носит определенную закономерность штормов, ураганов и ветров, мера мощности и стремительности способна равняться 600 – 700 м/с. Кроме того регистрируются ураганы, скорость которых доходит до 2000 – 3000 км/ч.
Бушующие ветра
Сильные ветра, штормы и ураганы – не редкость для Нептуна. Скорее эти явления – своеобразная визитная карточка планеты. Интересный момент: ученые выявили, что чем дальше Нептун от Солнца, тем сильнее и масштабнее ветра, штормы и ураганы. Причину такого интересного явления пока выявить не удалось.
Также стоит отметить, что все движения ветра на Нептуне идут против оси вращения планеты. Есть предположения, что это возникает в результате дифференциального вращения, тем самым формируя ту самую высокую скорость.
Магнитосфера
Магнитное поле Нептуна – это плотная оболочка, проводящая электрический ток. Магнитосфера Нептуна имеет смещенную ось на 47 – 48 градусов. Такое смещение позволяет формировать на поверхности планеты большое количество ураганов.
Но стоит отметить, что благодаря своей плотности она успешно отражает солнечные ветра. Поэтому они не наносят большого вреда атмосфере планеты. Итог: сохранение исходных показателей.
Температура на Нептуне
Здесь стоит еще раз акцентировать внимание на то, что, несмотря на свою удаленность от Солнца, Нептун – очень горячая планета. И его совершенно невозможно рассматривать как «ледяной газовый гигант».
Температура Нептуна(от верхних слоев атмосферы до ядра) колеблется от -220ºС до 7500ºС. Поэтому замерзнуть можно только в верхних слоях атмосферы. Потом – только расплавиться.
Согласно гипотезе ученых, избыточное тепло формируется на планете за счет многочисленных химических реакций. И вследствие этого выделяется большое количество тепла. Поэтому дополнительное тепло от Солнца здесь будет даже лишним.
Кольца Нептуна
Наличие колец у данной планеты удалось точно установить только в 1989 году при помощи космического аппарата «Вояджер – 2». Техника смогла сделать снимки хорошего качества. При их изучении специалисты смогли обнаружить красные дуги вокруг планеты. Они менее развиты и обширны, в отличие от колец Сатурна. Но тоже представляют собой научный интерес.
Всего этих дуг – колец 5. Каждая из них имеет свое имя: Арго, Лассуэлла, Адамс, Галле, Леверье. Их состав примерно одинаков. На данный момент достоверно выяснено, что в кольцах есть включения кусков льда и камня разной формы, солей кремния. Остальной состав пока неизвестен. Но ученые активно над этим работают.
Спутники
На данный момент ученым известно только о 14 спутниках данной планеты. Это: Тритон (1846 год), Лариса (1981/1989), Протей (1989), Нереида (1 мая 1949), Галатея (1989), Псамафа (2003), Наяда (1989), Галимеда (2002), Гиппокамп (2013), Таласса (1989), Несо (2002), Деслина (1989), Лаомедея (2002), Сао (2002). Самым большим путником из всей плеяды считается Тритон. Следом за ним идет Протей.
При этом часть из перечисленных спутников – нерегулярные. То есть, их движение отличается от привычных правил. Например, спутник может двигаться в обратном направлении движения планеты. Или это может быть спутник, у которого наблюдается большой наклон к экваториальной плоскости планеты.
Земля и Нептун
Ученые активно сравнивают Землю и Нептун по самым разным характеристикам. И иногда, получается, сделать интересные и необычные выводы. Например:
- Разница в величинах: Нептун в 4 раза больше, а Земля весит в 17 раз меньше данного небесного тела.
- А вот угол оси наклона к плоскости орбиты у обеих планет одинаков. Поэтому ученые предположили, что на Нептуне возможны смены сезонов.
- Земное притяжение на 13% меньше, чем на Нептуне.
- При ответе на вопрос: «Сколько лететь до Нептуна от Земли?» ученые выявили два срока. Первый – для техники. Он составляет примерно 1,5 – 2 года. Второй для полноценного корабля с пассажирами. Здесь срок может составить 5-6 лет.
История открытия и исследования
Ошибочно считать, что первое открытие Нептуна было сделано в далеком 1846 году. Нет. Первое открытие данной планеты было сделано еще раньше, в 17 веке знаменитым Галилеем. Но только известный ученый посчитал, что Нептун – это звезда, а не планета. Поэтому великого открытия восьмой планеты Солнечной системы в то время не произошло.
Спустя два века ученые при расчете орбиты планеты Уран, случайно обнаружили воздействие другого небесного тела. И только через 11 лет Д.К. Адамс и У. Леверье сделали математические расчеты по поиску новой планеты. Вот только найти ее им не удалось. Это смогли сделать студент и директор обсерватории в Берлине. Попытка Генриха Д´Арре и Иоганна Энке оказалась успешной. Благодаря их усилиям в сентябре 1846 года мир узнал о новой планете в Солнечной системе – Нептуне.
Нептун и пояс Койпера
Пояс Койпера – это область, схожая с поясом астероидов. Находится около орбиты Нептуна. Стоит отметить: пояс Койпера – примерно в 20 раз шире и 200 раз массивнее упомянутого пояса астероидов.
Эта область состоит из различных планет (главным образом карликовых) и астероидов. Примером входящей планеты в состав пояса Койпера можно обозначить Плутон.
Орбита Нептуна лежит во внутренней границе данной области. Ученые также смогли выяснить, что гравитационное поле планеты и сформировало данный пояс. Оно оказало определенное воздействие на небольшие объекты, и заставило двигаться по определенной траектории. В итоге образовался достаточно плотный «диск» с опасным содержимым.
Наблюдение
Нептун – планета солнечной системы не виден невооруженным глазом. Для исследования необходим или очень мощный бинокль, или телескоп.
При наличии первого, лучшее время наблюдения за планетой – август и сентябрь. Именно в эти два месяца Нептун сближается с Землей на максимально возможное расстояние. Важно отметить: даже при самом мощном телескопе восьмая планета будет напоминать блеклую звезду.
При наличии хорошего телескопа вести наблюдение за Нептуном, его изменение можно круглый год. При очень сильном увеличении можно будет рассмотреть даже некоторые пятна и сильные завихрения ураганов. Главное, чтобы была хорошая погода.
Изображения Нептуна
Благодаря действующему космическому зонду, у ученых появилась возможность получить снимки хорошего качества Нептуна, его спутников и его колец.
Именно благодаря данным фотографиям удалось выяснить, какого цвета планета, и какой простейший углеводород (метан) преобладает в слоях атмосферы.
Облака Нептуна
Как ранее говорилось: облака на Нептуне появляются рядом с завихрениями ураганов. Поэтому на фотографиях иногда можно наблюдать своеобразные пятна – скопления из облаков и завитков урагана.
Самая полная карта Тритона на сегодняшний день
Конечно, при изучении Нептуна невозможно оставить без внимания его спутники. Большое внимание ученых привлек Тритон, как самый большой спутник планеты. Зонд сфотографировал его.
Но при изучении снимка выяснилось: спутник восьмой планеты очень медленно вращается. Поэтому снимки получились только одной стороны.
Вторая же осталась в плотной тени. Но благодаря данным снимкам П.Шенк смог составить самую полную карту Тритона, которая только есть на сегодняшний день.
Гейзеры Тритона
На поверхности Тритона есть небольшое количество гейзеров — вулканов. Из них выходят газовые испарения. Благодаря снимкам космического зонда, ученые смогли выяснить, что малое количество кратеров свидетельствует о возрасте спутника в 10 млн. лет.
Нептун с поверхности тритона в представлении художника
Благодаря высоким технологиям художники могут поэкспериментировать со снимками спутника и планеты. На некоторых результатах композиция выстроена так, будто съемка велась непосредственно с поверхности Тритона: видны неровные края поверхности, кратеры и сама синяя планета.
Прощальный снимок
После того, как были завершены все работы, космический зонд отправился обратно. И на прощание сделал последний снимок. Фото сделано сзади Нептуна и Тритона. На изображении ясно показано полумесяцы спутника и небольшая часть планеты.
Исследование
Самое большое количество материала по исследованию планеты было сделано при помощи космического зонда в 1989 году. «Вояджер – 2» смог запечатлеть огромную численность спутников Нептуна, ее поверхность, кольца. Посчастливилось в том числе определить расположение магнитного поля и время звездного оборота планеты вокруг своей оси (15 часов 8 минут). Выявился угол наклона магнитосферы. Он составил 45º.
Отдельно стоит отметить, что космический зонд смог зафиксировать динамичную погоду Нептуна. То есть особенности планеты Нептун – быстроту формирования ураганов, примерную скорость ветра.
Планируемые космические миссии
Планируется две космические миссии на восьмую планету.
Первая – от НАСА. Примерное время запуска зонда – 2031 год. Планируемая дата подлета к планете – 2043 год.
Вторая – от Китая. Представители данной страны планируют запустить сразу два космических зонда, современных прототипа «Вояджеров». Планируемая дата запуска – 2024 год. Приблизительное время прибытие к планете – 2038 год.
Интересные факты про Нептун
- В недрах планеты, под жидким льдом, может оказаться большой слой природных алмазов. На это указывают не только расчеты ученых, но и химические реакции распада метана под воздействием больших температур.
- Через 1 век после открытия Нептуна его именем был назван 93 элемент периодической системы Менделеева.
- Нептун – самый маленький газовый гигант в Солнечной системе на данный момент времени. Самым большим признан Юпитер. Далее по размерам идет Сатурн.
- Нептун самостоятельно, при помощи собственной силы гравитации смог сформировать плотный «диск» — заслон на границе Солнечной системы. В состав этого пояса входят астероиды и некоторые карликовые планеты. Их движение обусловлено только гравитационным полем Нептуна.
- Изначально восьмая планета носила другие имена (обозначения). Самые встречаемые в свое время были «внешняя планета от Урана» и «планета Леверье». Только 29 декабря 1846 года планета официально получила название «Нептун». Обоснованием этого послужило то, что остальные планеты (исключение – Земля) носили имена римских и греческих божеств.
Последние новости о Нептуне
В последнее время ученые бьются над загадкой разницы температур на Нептуне. Дело в том, что общая температура планеты за последние 20 лет упала 8 – 10 градусов. Что нехарактерно для летнего сезона.
А вот на полюсах планеты ученые зафиксировали подъем температуры на 11 – 14 градусов. Хотя в последние 12 – 15 лет температура в этих точках упорно снижалась.
Ученые продолжают исследования. И надеются, что новые телескопы или космические миссии позволят разрешить данную загадку.
Вопросы ответы
- Можно ли назвать Уран и Нептун планетами – близнецами?
Да, можно. Так как обе планеты сходны по размерам и частично по химическим свойствам.
- Является ли Нептун главным газовым гигантом в Солнечной системе?
Нет. Данный титул носит Юпитер. Нептун занимает почетное третье место.
- Правда ли, что вся поверхность Нептуна состоит изо льда?
Нет. Поверхность восьмой планеты – это жидкое, горячее и кипящее вещество, состоящее из аммиака, метана и воды. Льдом поверхность была прозвана только из-за своей плотности.
- На Нептуне самые быстрые ветра?
Да. Скорость ветра может достигать 600 м/с. А ураган до 3000 км/ч.
- Какой спутник Нептуна в прошлом был астероидом?
Тритон. Согласно последним исследованиям это космическое тело в прошлом было самостоятельным астероидом. Из-за гравитационного поля Нептуна он стал его спутником.