Планета Нептун. Из чего состоит планета нептун
НЕПТУН - это... Что такое НЕПТУН?
- восьмая по расстоянию от Солнца планета Солнечной системы, относящаяся к группе планет-гигантов. Н. был открыт в 1846 И. Г. Галле (J. G. Gal-lе) но теоретич. предсказаниям её положения, блеска и собств. движения, сделанным У. Ж. Леверье (U. J. Le Verrier) и Дж. К. Адамсом (J. С. Adams) на основе законов небесной механики.
Н. обращается вокруг Солнца по орбите, находящейся на ср. гелиоцентрич. расстоянии 30,058 а. е. (4497 млн. км), имеющей эксцентриситет 0,086 и наклон к плоскости эклиптики 1°46,4'. Ср. скорость движения по орбите 5,4 км/с, один полный оборот (сидерич. период обращения, или нептунианский год) составляет 164,788 земного года, Экваториальный радиус Н. 24800 км (3,88 ), сжатие 1:50 (0,020), объём F = 6,38.1013 км 3 (58 ), масса М =1,0243.1026 кг (17,2 ). Ср. 3, ускорение силы тяжести на экваторе 11,238 м/с 2, вторая космич. скорость 23,585 км/с. Ось вращения Н. отклонена на 29° от нормали к плоскости орбиты. Период осевого вращения, оценённый по данным спектроскопич. измерений и подтверждённый данными космич. аппарата "Вояджер-2", равен 16,1b b 0,08 ч. Направление вращения прямое. Количество солнечной энергии (на ед. поверхности), поступающей к Н., составляет 1,5 Вт/м 2 (для Земли 1370 Вт/м 2), интегральное сферич. альбедо 0,31. Эффективная темп-ра, определяемая излучаемой планетой тепловой энергией, составляет 59 К, что значительно больше равновесной (38 К), вычисленной из условия баланса с поступающей солнечной энергией. Это объясняется наличием теплового источника в недрах Нептуна, благодаря чему тепловой поток из недр втрое превышает поглощаемую планетой солнечную радиацию.
Макс. угл. диаметр Н. при его наблюдениях с Земли достигает всего 2,4 ", и детали на диске разрешаются плохо. На телевизионных изображениях, переданных "Вояджером-2", выявлена сложная структура облачного покрова и наличие неоднородностей, обусловленных мощными динамич. процессами в атмосфере. Наиболее характерным вихревым образованием циклонич. типа является Большое тёмное пятно в южном полушарии, но своим размерам и конфигурации напоминающее Большое красное пятно Юпитера. Наблюдается также ряд вихрей меньших размеров, дрейфующих в атмосфере с разными скоростями вдоль широты в направлении, совпадающем с направлением вращения Н.
Атмосфера Н. в целом близка по своим свойствам и хим. составу к атмосфере Урана, но гораздо более динамична. Она в основном состоит из водорода и гелия с относит. содержанием, близким к солнечному. Важной составляющей является метан, относительное содержание к-рого значительно выше, чем на Юпитере и Сатурне. Метаном обусловлен зеленоватый цвет Н., поскольку метан интенсивно поглощает солнечное излучение в красной части спектра, и в отражённом свете преобладают сине-зелёные лучи. Наблюдаемые протяжённые облака Н. в основном состоят из метана. Под ними предполагаются водно-ледяные облака, а в надоблачной атмосфере присутствуют др., более сложные углеводороды.
Низкая ср. плотность Н. свидетельствует о том, что водорода и гелия много и в составе слагающего Н. вещества. Однако содержание водорода на Н. (как и на Уране) в несвязанном состоянии значительно меньше, чем на Юпитере и Сатурне. Водород на Н. в основном входит в состав т. н. ледяной компоненты, к к-рой относят соединения водорода в виде метана, аммиака, воды. Большое содержание метана свидетельствует о существенном (в неск. раз) превышении отношения углерода к водороду по сравнению с их ср. космич. распространённостью. Это можно естественным образом объяснить накоплением углерода в холодных периферийных областях протопланетной туманности, из материала к-рой сформировался Н. Согласно моделям внутр. строения планет-гигантов (см. в ст. Планеты и спутники), на Н. протяжённый слой твёрдого вещества состоит из смеси льдов с тяжёлой (скальной) компонентой, причём скальной компоненты несколько больше, чем ледяной. По существу это массивное ядро, к-рое окружено мантией, состоящей из смеси газов (в основном водорода и гелия) и льдов, а выше неё находится протяжённый слой водяных облаков. Здесь начинается атмосфера. Т. о., твёрдой поверхности в привычном смысле Н. не имеет (как и др. планеты-гиганты). Согласно представляющейся наиб. реальной адиабатич. модели недр Н. (при допущении, что исходный состав элементов соответствует их ср. космич. распространённости, а относит. содержание водорода и гелия в несвязанной форме составляет прибл. 5-8% по массе), темп-pa в центре Н. (12 -14).103 К, а давление 7-8 Мбар. Граница протяжённой ледяной оболочки (ниже газожидкого слоя) начинается при давлении ок. 0,1 Мбар.
Недра Н., вероятно, находятся в состоянии интенсивного конвективного перемешивания. С конвекцией связан продолжающийся в современную эпоху вынос тепла из глубины и поток ИК-излучения. Его источник, видимо, сохраняется с аккреционной стадии эволюции планеты и, возможно, порождён мощными ударными процессами на её завершающем этапе. Отражением конвективного переноса являются наблюдаемые вихревые движения в атмосфере Н., в чём усматривается аналогия с Юпитером.
Н. имеет восемь спутников: к известным до полёта "Вояджера-2" Тритону и Нереиде добавилось ещё шесть. Наибольший интерес представляет Тритон, к-рый принадлежит к числу самых крупных спутников планет: его радиус 1200 км (2/3 лунного). Тритон обращается по орбите, составляющей с плоскостью экватора Н. угол 2,8°, на расстоянии 15,85 радиуса планеты с периодом 5,84 земных суток, причём в обратном направлении (по часовой стрелке, если смотреть с северного полюса мира). Морфология поверхности Тритона, как показали изображения "Вояджера-2", имеет сложный характер, несущий на себе следы вулкано-тектонич. процессов. Не исключено, что эти процессы продолжаются в современную эпоху, свидетелями чего служат сравнительно свежие отложения извергаемого на поверхность из глубины материала. Наиболее вероятно, что таким материалом является азот. Азотные и метановые льды образуют полярные шапки, испытывающие сезонные изменения с периодом в несколько сотен лет, что обусловлено спецификой пространственного расположения Тритона относительно Солнца при совокупном орбитальном движении Тритона и Н.
Нереида - небольшой спутник, его радиус немногим более 100 км. Радиус орбиты Нереиды составляет 249,5 радиуса планеты, плоскость орбиты отклонена от плоскости экватора всего на 0,5°, движение происходит с периодом 358,4 земных суток в прямом направлении. Из вновь открытых "Вояджером-2" спутников наибольший - Протей-имеет размер 400 км, остальные - размером в десятки километров. Все они располагаются внутри орбиты Тритона. Спутники Н., по-видимому, состоят из смеси водяного, метанового и аммиачного льдов и/или соответствующих клатратгидратов. У Н. есть 3 кольца. Их особенностью является неоднородное распределение плотности (вдоль кольца) составляющего их очень тёмного материала.
Лит.: Гребеников Е. А., Рябов Ю. А., Поиски и открытия планет, 2 изд., М., 1984; Жарков В. Н., Внутреннее строение Земли и планет, 2 изд., М., 1983; Маров М. Я., Планеты Солнечной системы, 2 изд., М., 1986; Тейфель В. Г., Уран и Нептун - далекие планеты-гиганты, М., 1982. М. Я. Марав.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
dic.academic.ru
Размеры Нептуна
Солнечная система > Система Нептун > Планета Нептун > Размеры Нептуна
Размеры Нептуна можно рассматривать с многих ракурсов. Эго экваториальный радиус 24764 км, полярный радиус 24341 км, а площадь поверхности 7,6408·109 км². Он имеет объем 6,254·1013 км³, массу 1,0243·1026 кг, и среднюю плотность 1,638 г/см³. Теперь, когда вы знаете большинство цифр Нептуна, поговорим немного об его внешнем виде.
Сравнение размеров Нептуна и Земли
Нептун – крайняя планета нашей Солнечной системы и восьмая по общему счету. По размеру она находится на четвертом месте, по массе – на третьем. Чтобы достичь массы Нептуна нужно 17 копий нашей планеты. Расстояние, на котором Нептун движется вокруг Солнца составляет 30,1 астрономических единиц.
Он был найден 23 сентября 1846. Нептун первая планета, открытая математическим прогнозированием, а не непосредственным наблюдением. Алексис Бувар предположил существование Нептуна из-за гравитационных возмущений в орбите Урана. В дальнейшем планета наблюдалась Иоганном Галле. Его самый большой спутник Тритон, был найден некоторое время спустя.
Сравнительные размеры Нептуна
В атмосфере Нептуна преобладает гелий и водород, вместе с вкраплениями азота и углеводородов. Он также содержит большое количество льдов из таких веществ как аммиак, вода и метан. В работах многих ученых можно найти классификации, в которых планету относят к ледяным гигантам. На поверхности Нептуна, по аналогии с Ураном, раскинулось огромное количество льдов и скал. Высокая концентрация метана в отдаленных регионах стала причиной формирования синего цвета планеты. В атмосфере Нептуна происходят довольно активные и заметные погодные явления. Когда Вояджер 2 пролетел вблизи Нептуна, в его южном полушарии наблюдалось Большое Темное Пятно. Скорость ветра в таких бурях достигает 2100 км/час. Большое расстояние до Солнца обеспечило внешней атмосфере Нептуна статус самого холодного места в Солнечной системе. Температуре на его облаках приближается к отметке 218 °C. В центре планеты температура составляет примерно 5000 °С.
Нептун имеет планетарную кольцевую систему. Кольца Нептуна образовались из-за скопления на орбите ледяных частиц, вместе с силикатами и углеродными материалами, которые придают им красноватого оттенка. Три основных кольца: это узкое Адамс на расстоянии 63000 км от центра Нептуна, Леверье на 53000км и слабое кольцо Галле на 42000 км. Слабое внешнее расширение кольца Леверье было названо Лассел; оно ограничено своей внешней кромкой по кольцо Араго, на расстоянии 57000 км. Нептун не только большой, у него есть много интересных особенностей.
Положение и движение Нептуна
Строение Нептуна
Поверхность Нептуна
o-kosmose.net
Планета Нептун
Нептун - восьмая по отдаленности от Солнца планета Солнечной системы. Планета была открыта в 1846 году и названа по имени бога морей в римской мифологии. Символ Нептуна - стилизованный трезубец, символ морского бога Нептуна.
1845 и 1846 годах английский астроном Джон Адамс (John Couch Adams) и француз Урбен Леверье (Urbain Jean Joseph Leverrier) независимо друг от друга рассчитали положение планеты на основании данных о небольшие возмущения в движении Урана.
Ночью 23 сентября 1846 Иоганн Галле (Johann Gottfried Galle) и Гейнрих дьАрре (Heinrich Louis d'Arrest), проводя наблюдения на обсерватории в Берлине, обнаружили планету всего в одном градусе от положения, предусмотренного Леверье. Столь же удачное предсказание Адамса, сделанное на год раньше, встретило в Англии необоснованный скептицизм, и было опубликовано только после открытия планеты. Открытие Нептуна вызвало во Франции и Англии ожесточенные споры о национальном приоритете, и о том, как следует назвать планету (Леверье хотел назвать ее в свою честь). В конечном итоге, планета получила название Нептун по имени бога моря римской мифологии, и был признан вклад как Адамса, так и Леверье в ее открытие. Интересно, что рассчитанная Леверье и Адамсом орбита Нептуна очень быстро отклонялась от действительной орбиты планеты, и если бы поиски затянулись на несколько лет, то по этим вычислениях найти планета была бы уже не реально. Возможно, что за два столетия до открытия, в 1613, Галилео Галилей наблюдал Нептун, но не распознал его как планету.
На лучших фотографиях, сделанных с Земли, можно различить отдельные яркие облака и яркую дымку над южным полюсом планеты. Космический аппарат «Вояджер-2» подтвердил эти наблюдения, спустя всего в 5000 км над верхушками облаков планеты 25 августа 1989. Кроме того, он обнаружил много новых деталей, в том числе большую циклоническую систему в южном полушарии - Большое темное пятно. К 1994 г. эта система распалась, а космический телескоп им. Хаббла обнаружил новую Большую темное пятно в северном полушарии.
«Вояджер-2» также обнаружил меньшую циклоническую систему с ярким ядром из перистых облаков, хорошо заметную систему полос, и многочисленные тонкие перистые облака. Также было обнаружено маленькое яркое облачко неправильной формы, что делает один оборот за 16 часов. Она получила название «Скутер», и может быть вершиной выброса из нижних слоев атмосферы. Некоторые из этих деталей отбрасывают тени на более глубокие слои облаков, дало первые данные о вертикальное расслоение атмосферы Нептуна. Высокие облака, находящиеся на 50-100 км выше основного слоя, вероятно, состоят из кристаллов метана, а более низкий и непрерывный уровень образован кристаллами аммиака или сульфида водорода.
Перистые облака быстро изменяются, возникая и исчезая всего за несколько часов. Таким образом, погода на Нептуне динамична и изменчива, как и на Земле.
Орбита Нептуна - одна из наиболее округлых в Солнечной системе. Ее большая полуось равна 4504,3 млн. км при эксцентриситет всего 0,0086. Расстояние Нептуна до Солнца меняется в пределах 29,8-30,4 а. о. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 1 ° 46 '. Период оборота планеты вокруг Солнца равен 164,79 лет.
Максимальная звездная величина Нептуна на земном небе равна 7,8, то есть он примерно в пять раз слабее самых слабых звезд, видимых невооруженным глазом. В большие телескопы он выглядит как маленький голубой диск.
У Нептуна, как и у других планет-гигантов, нет твердой поверхности, поэтому за уровень отсчета при измерении размеров планеты принимается уровень атмосферы, на котором давление составляет 1 бар. Экваториальный диаметр Нептуна равен 49528 км, полярный - 48680 км; его масса - 1.02 * 1026 кг - превосходит земную в 17,14 раз. Таким образом, эта планета немного меньше и тяжелее Уран. Средняя плотность Нептуна - 1,76 г/см3. Уровень солнечной энергии в окрестностях Нептуна очень мал и составляет около 8 Вт/м2.
Атмосфера Нептуна на 98% состоит из водорода и гелия. В ней содержится также 2,5-3% метана. Перистые облака в атмосфере Нептуна, скорее всего, состоят из кристаллов замерзшего метана. Сильные линии поглощения метана, доминирующие в спектре планеты, придают Нептуну интенсивный синий цвет. В спектре обнаружены также следы молекулярного водорода и этана. В микроволновом диапазоне замечено присутствие небольшого количества аммиака.
Температура в атмосфере Нептуна меняется с глубиной. На уровне 0,1 бар температура минимальна - 50 К. Выше температура растет, достигая 750 К на высоте 2000 км (при давлении 10-11 бар), и далее остается постоянной. Также температура возрастает в направлении к центру планеты, где ожидаются значения температуры в 7000 К и давление в 5 * 106 барр. На уровне 1 бар температура атмосферы равна 74 К. Учитывая расстояние планеты до Солнца, ожидалось, что эффективная температура Нептуна составляет около 45 К, но оказалось, что она равна 59,3 К. Таким образом, на Нептуне часть тепла поступает из внутренних источников.
Ось вращения Нептуна наклонена к плоскости орбиты на 29 ° 34 '. Период вращения магнитного поля Нептуна, что возможно связано с вращением ядра планеты, был определен «Вояджером-2» и составляет 16,11 часов (16 часов 07 минут). Большинство облаков вращаются с другими периодами, составляющими от 12 часов вблизи южного полюса до 18 часов возле экватора. Это означает, что на Нептуне дуют ветры со скоростью до 2400 км / час, направленные против вращения планеты. Это самые мощные ветры в Солнечной системе.
«Вояджер-2» обнаружил, что ось магнитного поля Нептуна наклонена на 46 ° к оси вращения планеты, и смещена от центра планеты на расстояние в 0,55 радиуса планеты. В результате, напряженность магнитного поля сильно варьирует по поверхности планеты - от 0,1 гаусс в северном полушарии до 1 гаусс в южном. Полагают, что магнитное поле Нептуна порождается не ядром планеты, а мантией, богатой аммиаком. Сильный наклон оси магнитного поля приводит к тому, что траектории движения заряженных частиц в магнитосфере планеты пересекают траектории движения спутников и колец; в результате многие заряженных частиц поглощаются спутниками и кольцами, и их концентрация в магнитосфере уменьшается. Кроме того, «Вояджер» обнаружил на Нептуне полярные сияния, хотя и намного слабее, чем на Земле. Они имеют сложный характер и распространяются на обширные участки планеты, не только вокруг магнитных полюсов.
Полагают, что Нептун имеет ядро из расплавленных скальных пород, окруженное внешним ядром из частично расплавленной смеси аммиака, воды и метана, которая не разделена на отдельные слои.
Тритон. Самый большой из спутников Нептуна, открыт У. Ласелем (о.Мальта, 1846 г.). На небе имеет 14 звездную величину. Расстояние от Нептуна 394700 км, сидерический период обращения 5 суток 21 час. 3 мин, диаметр около 3200 км, что незначительно (на 389 км) меньше диаметра Луны, хотя масса его на порядок - в 3,5 раз - меньше. Это почти единственный спутник Солнечной системы, который вращается вокруг своей планеты в противоположную от вращения самой планеты вокруг своей оси. Из-за такого обращения Тритон постепенно теряет энергию в результате действия приточных сил, и в конце концов или разрушится, или упадет на Нептуна.
Ось Тритона тоже необычная: она наклонена на целых 157 градусов относительно оси самой планеты. А поскольку сам Нептун наклонен на 30 градусов, Тритон оказывается "лежащим на боку". Есть версии, что Тритон - захваченная когда-то Нептуном самостоятельная планета. Имеет большую отражательную способность (альбедо) - 60-90% (Луна 12%), поскольку в основном состоит из водяного льда. У Тритона была обнаружена незначительная газовая оболочка, давление которой на поверхности в 70.000 раз меньше земного атмосферного давления. Происхождение этой атмосферы, которая должна была бы давно рассеяться, объясняют частыми извержениями на спутнике, которые пополняют ее газами. Когда же были получены снимки Тритона, то на ледяной его поверхности действительно заметили гейзероподибни извержения азота и темных частиц пыли разного размера. Все это рассеивается в окружающем пространстве. Есть предположение, что после захвата Нептуном спутник был разогрет приточными силами, и он был даже жидким первый миллиард лет после захвата. Возможно, в недрах своих он по-прежнему сохранил это агрегатное состояние. Поверхность Тритона напоминает своему подобию полярных шапок спутники Юпитера: Европу, Ганимед, Ио, а также Ариэль Урана.
Нереида. Второй по величине спутник Нептуна. Среднее расстояние от Нептуна 6,2 млн. км, диаметр около 200 км. Нереида - самый дальний от Нептуна спутник из известных. Она делает один виток вокруг планеты за 360 дней. Орбита Нереиды сильно вытянута, ее эксцентриситет составляет целых 0,75. Наибольшее расстояние от спутника до планеты превышает наименьшее в семь раз. Нереида была открыта в 1949-м году Койпера (США).
В 1989 «Вояджер-2» открыл еще шесть спутников Нептуна. Все они движутся по круговым орбитам практически в плоскости экватора планеты. Пять из них имеют периоды обращения меньше период обращения планеты, и поэтому на небе Нептуна сходят на западе и заходят на востоке; это также означает, что через гравитационное трения они рано или поздно упадут на Нептун. Самый открытый в 1989 г. спутник - Протей - неправильной формы со средним диаметром около 420 км. Он темнее Нереида, и отражает всего 6% падающего света. Протей имеет серый цвет, на его поверхности заметны кратерообразной образования и трещины.
Еще один спутник, Ларисса, темный объект неправильной формы размером 210 * 180 км, что отражает 5% света. На нем видны несколько кратеров размерами 30-50 км. Неправильная форма Протея и Лариса означает, что на протяжении всей своей истории они оставались холодными глыбами льда. Радиусы орбит спутников 117,6 тыс. км и 74 тыс. км соответственно. О других спутниках известно еще меньше. Деспина и Галатея вращаются на расстоянии 62 тыс. км и 52 тыс. км, соответственно. Таласса вращается вокруг Нептуна за 7,5 часа на расстоянии 50 тыс. км. Наяда, с периодом обращения 7,1 часа, имеет орбиту, которая заметно наклонена к плоскости экватора Нептуна - на 4,5 °.
В 2002-2003 открыты еще пять спутников Нептуна, таким образом, их общее число достигло 13. Каждый из вновь открытых объектов имеет диаметр 30-60 км и непостоянную, вытянутую орбиту с большим наклоном. Период их обращения вокруг Нептуна составляет от 5 до 26 земных лет.
До пролета «Вояджера-2» наличие у Нептуна колец было предметом оживленной дискуссии. Некоторые наземные наблюдения позволяли предположить, что вокруг планеты расположены неправильные дуги. Снимки «Вояджера» показали, что вокруг планеты существуют пять колец: два ярких и узких и три более слабых. Некоторые секторы внешнего яркого кольца значительно ярче, чем другие, и именно они были открыты при наблюдении с Земли. Длина таких дуг составляет от 1000 до 10000 км. Три самые яркие среди них получили названия Свобода, Равенство и Братство. Яркие кольца (1989N2R, Леверье и 1989N1R, Адамс) расположены на расстояниях 53 тыс. км и 63 тыс. км. Внутреннее яркое кольцо имеет ширину всего 15 км. Спутники Галатея и Деспина движутся по внутреннему краю 1989N1R и 1989N2R соответственно, и, возможно, участвуют в их формированию. Одно из широких колец расположен на расстоянии 42 тыс. км (1989N3R, Галле), другое - между яркими кольцами (1989N4R Лассель, Араго), и третья, очевидно, заполняет пространство между внутренним широким кольцом и планетой. Кольца не отражают радиоволн, что указывает на отсутствие в них частиц размером крупнее сантиметра. То, что кольца лучше видны, когда Солнце подсвечивает их сзади, указывает на преобладание пылевидных частиц. Возможно, кольца состоят из метанового льда, стемнив под действием излучения Солнца.
skybox.org.ua
Планета Нептун - Путешествие в космос
Нептун находится на расстоянии 4,5 миллиарда километров от Солнца, свою орбиту он проходит за 165 лет.
Он невидим для невооруженного глаза, потому что он находится на довольно большом расстоянии от земли. Интересно, что карликовая планета Плутон каждые 248 лет, на 20-и летний период оказывается ближе к Солнцу чем Нептун! Такое явление объясняется, тем что у Плутона слишком вытянутая орбита.
В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч. 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. В центре Нептуна температура составляет по различным оценкам от 5400 °K до 7000-7100 °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.История открытия
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. 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.
В 1821 году Алексис Бувард опубликовал астрономические таблицы орбиты Урана. 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 Кух 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 Куха разъяснений. Адамс начал набрасывать ответ, но почему-то так и не отправил его и в дальнейшем не настаивал на серьёзной работе по данному вопросу.
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. 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.
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. 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. 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 Роулинсом, ещё с 1966 года. В 1992 году в статье в журнале «Dio» он назвал требования британцев признать равноправие Адамса на открытие воровством. «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.
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».
Утверждая, что имеет право дать наименование открытой им планете, Леверье предложил назвать её Нептуном, ложно утверждая, что такое название одобрено французским бюро долгот. 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. Французские альманахи очень быстро вернули название Гершель для Урана, в честь её первооткрывателя Уильяма Гершеля, и Леверье для новой планеты.
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[36]. Это название получило поддержку за пределами России и вскоре стало общепринятым международным наименованием планеты.
В римской мифологии Нептун — бог моря и соответствует греческому Посейдону.
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. 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. 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.
Эволюция представлений о Нептуне
Ещё в конце 60-х годов XX века представления о Нептуне несколько отличались от сегодняшних. Хотя были относительно точно известны сидерический и синодические периоды обращения вокруг Солнца, среднее расстояние от Солнца, наклон экватора к плоскости орбиты, были и параметры, измеренные менее точно. В частности, масса оценивалась в 17,26 земных вместо 17,15; экваториальный радиус в 3,89 вместо 3,88 от земных. Звёздный период обращение вокруг оси оценивался в 15 часов 8 минут вместо 16 часов и 6 минут, что является наиболее существенным расхождением текущих знаний о планете со знаниями того времени.
В некоторых моментах разночтения были и позже. Первоначально, до полёта Вояджера-2, предполагалось, что магнитное поле Нептуна имеет такую же конфигурацию, как поле Земли или Сатурна. По последним представлениям, поле Нептуна имеет вид т. н. «наклонного ротатора». Географические и магнитные «полюса» Нептуна (если представить его поле дипольным эквивалентом) оказались более 45 градусов. Таким образом, при вращении планеты поле описывает конус.
Физические характеристики
Обладая массой в 1,0243×1026 кг 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. Экваториальный радиус Нептуна равен 24 764 км, 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. При поиске экзопланет Нептун используется как метоним: обнаруженные экзопланеты со схожей массой часто называют «Нептунами», 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.
Внутреннее строение Нептуна:1. Верхняя атмосфера, верхние облака2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда4. Каменно-ледяное ядроПостепенно 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. 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. На глубине 7000 км условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро. Согласно одной из гипотез, имеется целый океан «алмазной жидкости». Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов и весит как полагают в 1,2 раза больше Земли. Давление в центре достигает 7 мегабар, что в миллионы раз больше, чем на поверхности Земли. Температура в центре, возможно, достигает 5400 К.
Атмосфера
В верхних слоях атмосферы обнаружен водород и гелий, которые составляют соответственно 80 и 19 % на данной высоте. 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. 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. 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. 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.
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. 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. Изучение спектра Нептуна позволяет предполагать, что его более низкая стратосфера затуманена из-за конденсации продуктов ультрафиолетового фотолиза метана, таких как этан и ацетилен. В стратосфере также обнаружены следы циановодорода и угарного газа. Стратосфера Нептуна более тёплая, чем стратосфера Урана из-за более высокой концентрации углеводородов. По невыясненным причинам, термосфера планеты имеет аномально высокую температуру около 750 К. 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 являются 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.
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), что приводит в действие гидромагнитное динамо. 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. 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.
Кольца
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. В систему колец Нептуна входит 5 компонентов.
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.
Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими порой сверхзвуковых скоростей (около 600 м/с). В ходе отслеживания движения постоянных облаков было зафиксировано изменение скорости ветра от 20 м/с в восточном направлении к 325 м/с на западном. В верхнем облачном слое скорости ветров разнятся от 400 м/с вдоль экватора до 250 м/с на полюсах. Большинство ветров на Нептуне дуют в направлении, обратном вращению планеты вокруг своей оси. 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. 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. 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. 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. Из-за 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.
Штормы
В 1989 году, Большое тёмное пятно, устойчивый шторм-антициклон размерами 13 000 × 6600 км, 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. 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. 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. «Тёмные пятна» Нептуна, как полагают, рождаются в тропосфере на более низких высотах, чем более яркие и заметные облака. 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. Часто связываются с тёмными пятнами более яркие, постоянные облака метана, которые формируются в тропопаузе. 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.
Внутреннее тепло
Более разнообразная погода на Нептуне, по сравнению с Ураном, как полагают, — следствие более высокой внутренней температуры. 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. Верхние области тропосферы Нептуна достигают весьма низкой температуры в −221,4 °C. На глубине, где давление равняется 1 бару, температура достигает −201,15 °C. 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. Нептун же излучает в 2,61 раза больше чем получает, его внутренний источник тепла производит 161 % от получаемого от Солнца. 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), диссоциация метана в другие цепные углеводороды в условиях атмосферы Нептуна, а также конвекция в нижней части атмосферы, которая приводит к торможению волн гравитации над тропопаузой.
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. 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. Осевой наклон Нептуна — 28,32°, 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.
Сидерический период вращения для Нептуна равен 16,11 часов. 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. Это приводит к сильному широтному сдвигу ветров.Орбитальные резонансы
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. 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..
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. 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. 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. Хотя орбиты Нептуна и Плутона пересекаются, резонанс 2:3 не позволит им столкнуться. В других, менее «населённых», областях существуют резонансы 3:4, 3:5, 4:7 и 2:5. 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.
Образование и миграция
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.
Другая концепция заключается в том, что Уран и Нептун сформировались близко к Солнцу, где плотность материи была выше, и впоследствии переместились на текущие орбиты. 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.
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.
СпутникиУ Нептуна на данный момент известно 13 спутников. Крупнейший из них весит более, чем 99,5 % от масс всех спутников Нептуна, вместе взятых, 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. 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, 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). В 1989 году Тритон считался самым холодным объектом в Солнечной системе, температура которого была измерена, с предполагаемой температурой в −235 °C (38 К). 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.
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.С июля по сентябрь 1989 года «Вояджер-2» обнаружил 6 новых спутников Нептуна. Среди них примечателен спутник Протей неправильной формы. Он примечателен тем, каким большим может быть тело его плотности, без стягивания в сферическую форму собственной гравитацией. 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. Поскольку Нептун был римским богом морей, его спутники называют в честь меньших морских божеств.
Наблюдения
Нептун не виден невооружённым глазом, так как его звёздная величина находится между +7,7 и +8,0. 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. Для уверенного наблюдения планеты необходим телескоп c увеличением от 200× и выше и диаметром не менее 200—250 мм. В этом случае можно увидеть Нептун как небольшой голубоватый диск, похожий на Уран. В бинокль 7×50 его можно заметить как слабую звезду.
Из-за расстояния между Нептуном и Землёй угловой диаметр планеты меняется лишь в пределах 2,2—2,4 угловых секунд — 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.
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.
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. 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.
Исследования
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».
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.
«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.Около 2016 года НАСА планировала послать к Нептуну КА «Нептун Орбитер». В настоящее время никаких предположительных дат старта не называется, и стратегический план исследования Солнечной системы больше не включает этот аппарат.
www.walkinspace.ru
