С началом активных исследований дальних частей Солнечной системы с помощью автоматических межпланетных станций, информация о планете Нептун стала пополняться новыми данными. На данный момент Нептун является последней, восьмой планетой Солнечной системы, дальше которой находится только Плутон, недавно переведённый из разряда планет в планетоиды из-за слишком малого размера. Нептун же, напротив, является одним из четырёх планет-гигантов, к которым относятся ещё Уран, Сатурн и Юпитер, если выбрать направление от периферии Солнечной системы к центральной звезде. Назван он был в честь древнеримского бога Нептуна – повелителя океанов и морей, что как нельзя лучше сочетается с его ярко-синим видом на фотографиях.
Интересные факты о планете Нептун начинаются уже с самого факта её открытия. Нептун был первым космическим объектом, который прежде был предсказан, чем обнаружен.
Открытие планеты Нептун
На протяжении почти всей истории человечества ему были известны лишь пять планет, видимых невооружённым глазом: все каменные планеты (Марс, Венера и Меркурий), а также два газовых гиганта (Юпитер и Сатурн).
Ещё в 19 веке учёные, наблюдая движение Урана, обнаруживали его странное поведение, которое можно было бы объяснить наличием массивного объекта, находящегося дальше от Солнца. Вначале англичанин Джон Адамс сделал свои расчёты и предложил их в 1845 году Гринвичской обсерватории, но на них просто не обратили внимания. Чуть позднее и совершенно независимо француз Урбен Леверье сделал свои расчёты и представил их туда же. На этот раз в Гринвиче вспомнили и про Адамса, и с 1846 года стали наблюдать за небом, однако, ничего не обнаружили. В том же году Леверье предоставил уточнённые расчёты в Парижскую обсерваторию, но и там от него отмахнулись. Разочарованный француз обратился в Берлинскую обсерваторию к Иоганну Галле. Немцы оказались сговорчивей и сразу же направили свои телескопы в указанную точку неба – так состоялось физическое открытие планеты Нептун.
Парижская Академия наук спохватилась и на весь научный мир стала кричать, что Нептун открыл «на кончике пера» Леверье, им вторили по другую сторону Ла-Манша, поменяв лишь фамилию на Адамс. В результате, чтобы не обидеть ни тех, ни других было принято соломоново решение – первооткрывателем признан Галле, но с обязательным указанием теоретических предсказаний Адамса и Леверье. Так что никто не оказался обижен.
Назвали вновь открытую планету в честь древнеримского морского повелителя Нептуна. Это название было просто данью традиции использовать для обозначения планет имена богов римского пантеона, но намного позднее оказалось, что выбор был чрезвычайно удачным. Когда американский «Вояджер-2», направляясь к окраинам Солнечной системы, пролетал в 1989 году мимо этой планеты, он сделал фото планеты Нептун из космоса, на котором тот предстал в удивительно красивом, глубоком синем цвете, что как нельзя лучше сочетается с «профессией» этого божества. Для этого аппарату после исследования трёх первых планет-гигантов пришлось пролететь всего в 45000 км от последнего из них.
Видео о планете Нептун
Кстати, если уж вспоминать всё о планете Нептун, то следует добавить, что его видел ещё сам Галилей, однако, принял за странную звезду. И почти 200 лет после Галилея планета ускользала от внимания астрономов – до самого 1846 года.
Нептун в 17 раз массивнее Земли
Нептун и Уран, кажется, связаны не только гравитацией. Из-за положения Нептуна в Солнечной системе, один из наших фактов о Нептуне состоит в том, что это большой шар из льда и газа, такой как Уран. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — газовые гиганты. Поскольку у Нептуна и Урана большой внутренний шар из жидкости и льда, они считаются ледяными гигантами .
Гигант — правильное слово, потому что Нептун огромен! Некоторые из массивных фактов о Нептуне включают тот факт, что Нептун в 17 раз больше, чем Планета Земля, а его радиус в четыре раза больше радиуса Земли. Хотя он может выглядеть как бледно-синяя точка на небе, Нептун является третьей по величине планетой по массе и более массивным, чем Уран.
Лед на Нептуне не похож на лед, к которому мы привыкли здесь, на Земле. Большая часть Нептуна состоит из большой ледяной и жидкой мантии метана, воды и аммиака. Внутри ледяной мантии Нептуна находится небольшое каменистое ядро. Еще один огромный факт о Нептуне заключается в том, что, хотя мы называем ядро Нептуна маленьким каменистым ядром, это просто так говориться по сравнению с размерами самой планеты. Ядро Нептуна на самом деле больше, чем вся Земля!
Подобно Урану, существуют предположения, что самой основой мантии Нептуна может быть океан жидкого алмаза. Один из наиболее спекулятивных фактов о Нептуне также является одним из самых интригующих: когда метан находится под чрезвычайным давлением на дне мантии Нептуна, молекулы распадаются и атомы углерода высвобождаются. Эти атомы углерода образуют океан жидкого алмаза. Алмаз является одним из самых твердых известных веществ.
Особенности планеты Нептун
Ярко-синий цвет облаков Нептуна объясняется наличием пока неопределённой органики, а также тем, что в водородно-гелиевой атмосфере планеты присутствует метан, активно поглощающий красный свет. Гигантская планета в 17 раз тяжелее Земли, а по объёму больше её в 58 раз. Предполагается, что каменное ядро Нептуна примерно равно массе нашей планеты. Помимо газа, здесь есть много льда из метана, воды и аммиака.
Нептун находится настолько далеко от Солнца, что оно с такого расстояния выглядит чуть крупнее самой яркой звезды и очевидно не способно давать ему много световой энергии. Несмотря на это, эта планета является самой бурной в Солнечной системе. Здесь свирепствуют самые мощные ураганы в Солнечной системе, а скорость ветра может достигать 2100 км/час – такова погода на планете Нептун. На Земле представить такую скорость просто невозможно.
По отношению к плоскости вращения Нептуна его магнитные полюсы имеют наклон около 47 градусов, а напряжённость самого поля в 27 раз больше, чем у земного. Такие условия вызывают мощнейшие колебания и возмущения на планете при каждом её обороте.
Кстати, год на Нептуне продолжается «всего» 165 земных лет – именно столько планете требуется для совершения витка вокруг Солнца. Так что с открытия Нептуна прошёл всего только один год с небольшим в местной системе исчисления.
Видео о планете Нептун
Атмосфера планеты Нептун
У Нептуна атмосфера неразрывна с внешней газовой оболочкой, её общая толщина превышает 5 тысяч километров, а состоит она из водорода (80%), гелия (19%) и 1,5% метана. У планеты вряд ли есть чёткая, твёрдая поверхность, настоящей границы между атмосферой и слоем льда нет, просто под страшным давлением верхних слоёв плотность вещества постепенно растёт, и оно переходит в твёрдую фазу. Вначале газы под давлением кристаллизуются, количество кристаллов постепенно растёт, пока в глубине они не образуют ледяную массу. Такой переход происходит на глубине около трёх тысяч километров.
Структура недр планеты Нептун
Учёные предполагают, что примерно четверть массы Нептуна составляют скальные породы, большая часть (60-80%) приходится на льды и остальные 5-15% — на атмосферу. Поэтому Нептун считается, прежде всего, ледяным гигантом. Компьютерное моделирование дало диаметр каменного ядра планеты, в полтора-два раза превышающий размеры земного ядра. Основная же масса планеты сосредоточена во льдах из аммиака и воды. Это очень необычные «горячие» льды: их температура находится в интервале 2500-5500 градусов, но, несмотря на это, они в силу колоссального давления, в миллионы раз превышающего земное, продолжают оставаться твёрдыми. Молекулы льдов так плотно прижаты одна к другой, что неизбежно деформируются и ионизируются, теряя свободные электроны.
Кольца и спутники Нептуна
На данный момент у Нептуна найдено 14 спутников, названия которых даны в честь младших богов и нимф, подчинявшихся богу Нептуну. Самый крупный спутник планеты Нептун Тритон многим уникален:
- открыт был практически одновременно с самой планетой;
- сосредоточил в себе 99,5% всей массы материала спутников Нептуна, поэтому он единственный, кто смог сформировать круглое тело (остальные спутники неправильной формы – пыль в сравнении с ним);
- это единственный крупный спутник во всей Солнечной системе, имеющий ретроградную орбиту, то есть, крутится в противоположном направлении от вращения планеты. Это заставляет предположить, что некогда Тритон был карликовой планетой и был захвачен гравитацией Нептуна.
Причём Тритон продолжает приближаться к планете, сжимая круги, так что через какое-то время он неизбежно будет разрушен гравитацией и поглощён Нептуном.
Нептун имеет кольца, но не такие, как у Сатурна: они неодинаковы, в них присутствуют дуги из ярких толстых сгустков пыли. Эти кольца предположительно молодые и временные, а последние фото планеты Нептун показывают их нестабильность.
Большое тёмное пятно на Нептуне
Это пятно несколько напоминало Большое красное пятно, 300 лет наблюдаемое на Юпитере. Этот грандиозный ураган, так же как и юпитерианское пятно, является антициклоном. Обнаружено оно было «Вояджером-2» в 1989 году, но не оказалось долгожителем – по крайней мере, в 1994 году Хаббл уже ничего не обнаружил. Размерами это пятно было приблизительно с Землю, а ветры вокруг него дули со скоростью 2400 км/час. Форма и размеры Большого тёмного пятна постоянно менялись, пока оно вовсе не исчезло. После исчезновения этого пятна появилось новое, названное «северным большим тёмным пятном».
Несмотря на относительно короткую историю, планета Нептун в астрологии успела уже обрасти целым ворохом легенд и предсказаний, но это отдельная тема.
Что Вы думаете о планете Нептун? Впечатляет ли он Вас? Поделитесь своим мнением в комментариях.
- shortstoryf
- On 28.03.2019
В 1989 году космический аппарат “Вояджер-2” пронёсся мимо Нептуна – своей последней цели, прежде чем устремиться к внешним границам Солнечной системы. Это был первый раз, когда космический корабль посетил этот отдалённый мир. Когда корабль приблизился к планете, то сделал снимки двух гигантских ураганов, формирующихся в южном полушарии Нептуна. Ученые окрестили их как “Большое Тёмное Пятно” и “Тёмное Пятно 2”.
Всего пять лет спустя, в 1994 году, космический телескоп “Хаббл” сделал первые чёткие снимки Нептуна с расстояния 4.3 миллиарда километров. Учёным не терпелось ещё раз взглянуть на ураганы. Вместо этого фотографии “Хаббла” показали, что и Большое Тёмное Пятно размером с Землю, и меньшее тёмное пятно исчезли.
”Это был, безусловно, сюрприз. Мы привыкли смотреть на Большое Красное Пятно Юпитера, которое, по-видимому, находилось на своём месте более ста лет. Планетологи немедленно начали создавать компьютерные модели, чтобы понять таинственное исчезновение Большого Тёмного Пятна”, – вспоминает Эми Саймон, планетолог из Центра космических полетов Годдарда в Гринбелте.
Теперь, уже в рамках проекта Outer Planet Atmospheres Legacy (Исследование Атмосфер Внешних Планет, OPAL), Саймон и её коллеги пытаются ответить на эти вопросы. Благодаря изображениям, переданным “Хабблом”, команда не только впервые стала свидетелем формирования урагана на Нептуне, но и разработала условия, которые точно определяют частоту и продолжительность штормовых систем.
Этот коллаж показывает снимки ураганов на Нептуне с космического телескопа “Хаббл” (слева) и космического корабля “Вояджер-2” (справа). Камера широкого поля на “Хаббл” запечатлела планету в сентябре-ноябре 2020 года. Здесь показан новый тёмный ураган (вверху в центре). На изображении “Вояджера” в центре видна буря, известная как Большое Тёмное Пятно. Оно имеет размеры примерно 13000 на 6600 километров, что в самом большом размере сопоставимо с Землёй. Белые облака, видимые в непосредственной близости от ураганов, расположены выше в атмосфере. Источник: NASA/ESA/GSFC/JPL
Рождение бури
В 2020 году команда OPAL начала ежегодную миссию по анализу изображений Нептуна, полученных “Хабблом”, и обнаружила небольшое тёмное пятно в южном полушарии. С тех пор, каждый год Саймон и её коллеги наблюдали за планетой и наблюдали за тем, как ураган рассеивается. В 2020 году появилось новое тёмное пятно, зависшее над 23 градусе северной широты.
“С 2020 года мы были так заняты отслеживанием этого малого шторма, что совершенно не ожидали увидеть ещё один так скоро, да при том большой. Это был приятный сюрприз. Каждый раз, когда мы получаем новые изображения от “Хаббла”, на Нептуне всегда есть некие отличия от того, что мы ожидали”, – говорит Саймон об урагане, который похож по размеру на Большое Тёмное Пятно.
Более того, рождение шторма было заснято на камеру. Анализируя снимки Нептуна, сделанные “Хабблом” в период с 2020 по 2020 год, команда обнаружила, что в области, где позднее появится последнее тёмное пятно, образовалось несколько небольших белых облаков. Исследователи опубликовали свои выводы 25 марта в журнале Geophysical Research Letters.
Высотные облака состоят из кристаллов метанового льда, которые придают им характерный яркий белый вид. Считается, что эти сопутствующие облака парят над ураганами, подобно тому, как лентикулярные облака покрывают высокие горы на Земле. Их присутствие за несколько лет до того, как был обнаружен новый ураган, позволяет предположить, что тёмные пятна могут возникать в гораздо более глубоких слоях атмосферы.
“Точно так же, как околоземный спутник наблюдает за земной погодой, мы наблюдаем за погодой на Нептуне. Так же, как ураганы отслеживаются на Земле, изображения “Хаббла” показали интересный путь движения тёмного пятна. В течение почти 20 часов шторм дрейфовал на Запад, двигаясь немного медленнее, чем высокоскоростные ветры Нептуна”, – говорит Гленн Ортон, планетолог из Лаборатории реактивного движения, который также участвует в проекте OPAL
Но эти нептунианские бури отличаются от циклонов, которые мы видим на Земле или Юпитере, так же, как и модели ветра, которые их приводят в движение. Тонкие полосы ветровых потоков на Юпитере удерживают Большое Красное Пятно на заданной траектории. На Нептуне ветровые потоки действуют гораздо более широкими полосами вокруг планеты, позволяя штормам, таким как Большое Тёмное Пятно, медленно дрейфовать по широтам. Ураганы обычно парят между западными экваториальными ветровыми струями и восточными течениями в более высоких широтах, прежде чем сильные ветры не разделят их.
“Нам нужно провести ещё больше наблюдений, потому что мы хотим иметь возможность изучать то, как ветры меняются со временем”.
Средняя продолжительность существования
Саймон также входит в команду ученых, возглавляемую студентом Эндрю Хсу из Калифорнийского университета в Беркли, который точно определил, как долго продолжаются эти бури и как часто они происходят.
Исследователи считают, что новые ураганы возникают на Нептуне каждые четыре-шесть лет. Каждый шторм может длиться до шести лет, хотя, согласно выводам, опубликованным 25 марта в Astronomical Journal, двухлетняя продолжительность существования была более вероятной.
С тех пор, как учёные впервые принялись пристально изучать Нептун, были обнаружены в общей сложности шесть штормовых систем. “Вояджер-2” обнаружил два урагана в 1989 году. С момента запуска “Хаббла” в 1990 году он видел еще четыре таких явления.
В дополнение к анализу данных, собранных “Хабблом” и “Вояджером-2”, команда провела компьютерное моделирование, которое показало в общей сложности 8000 тёмных пятен, движущихся в атмосфере ледяной планеты. При сопоставлении с 256 изображениями из архива это моделирование показало, что “Хаббл”, вероятно, заметил бы примерно 70 процентов имитируемых ураганов, которые произошли в течение года, и примерно 85-95 процентов из тех, чья продолжительность жизни составляет два года.
Оставшиеся вопросы
Условия окружающей среды на Нептуне до сих пор остаются загадкой. Планетологи надеются в дальнейшем изучить изменения формы вихря и скорости ветра в этих ураганах.
“Мы никогда напрямую не измеряли ветер в тёмных вихрях Нептуна, но мы оцениваем скорость ветра в 100 метров в секунду, что очень похоже на скорость ветра в Большом Красном Пятне Юпитера”, – говорит Майкл Вонг, планетолог из Калифорнийского университета в Беркли.
Более частые наблюдения с помощью телескопа “Хаббл” помогут нарисовать более чёткую картину того, как развиваются системы ураганов на этой планете.
Открытия на Нептуне будут иметь отношения к тем исследованиям, которые направлены на изучение экзопланет в нашей Галактике, аналогичных по размеру ледяным гигантам.
“Если вы изучаете экзопланеты и хотите понять их жизнедеятельность, вам действительно нужно сначала понять наши планеты. Пока у нас очень мало информации об Уране и Нептуне”.
Но все согласны с тем, что эти недавние открытия вызвали огромное желание подробно изучить самую далёкую планету Солнечной Системы.
“Чем больше вы узнаёте, тем больше понимаете, что многих вещей не знаете”.
По информации НАСА.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Метки
Hubble Нептун Планета Солнечная система Хаббл
