Презентация "Планета Нептун". Нептун планета проект


была найдена с помощью математического расчёта

Какие планеты вы можете увидеть на ночном небе невооружённым глазом? Попробуйте как-нибудь провести эксперимент и найти ответ на этот вопрос. Это будет весьма увлекательно. Впрочем, это уже давным-давно известно. При тех или иных условиях все. Кроме Нептуна.

Нептун 8-ая планета

Нептун 8-ая планета

Нептун — это единственная планета, которая была найдена с помощью математического расчёта. Когда был обнаружен Уран и учёные начали рассчитывать его орбиту, они заметили, что он движется немного не так, как это выходило по их моделям. Взяв за основу движение этого небесного тела, французский математик Урбен Леверье в 1846 году пришёл к заключению, что за ним должна находиться ещё одна, пока неоткрытая планета. Он указал место, где она должна быть, и Иоганн Галле смог обнаружить её всего в градусе от него. Ещё через несколько дней был открыт Тритон, самый большой спутник Нептуна.

Однако с тех пор на этот газовый гигант почти никто не обращал внимания – огромная удалённость от Земли и сравнительно небольшой размер не позволяли нормально изучать его с помощью телескопов, расположенных на поверхности нашей планеты. Лишь в 1989 году «Вояджер-2» передал нам гигантский объём информации о Нептуне. Мы смогли увидеть, как он выглядит, что у него есть кольца и множество спутников, о которых мы ранее не подозревали. Так что же мы знаем о нём сегодня?

После того как Плутон перестал считаться планетой, Нептун носит статус восьмого и самого дальнего от Солнца небесного тела этого типа в нашей системе. Он находится в среднем в 30 астрономических единицах от звезды, то есть в 30 раз дальше от неё, чем Земля. 30 а.е. – это приблизительно 4.5 миллиарда километров. Теперь вы, наверное, понимаете, почему космическому зонду, запущенному человеком, потребовалось целых 13 лет, чтобы долететь до него. Нептун совершает один полный оборот вокруг Солнца за 165 лет, то есть с момента его открытия на нём прошёл всего один год. Средняя температура в атмосфере этой планеты – минус 201 градус по Цельсию. Осевой наклон – 28 градусов, то есть в этом отношении Нептун похож на Землю и Марс, у которых этот показатель равен 23 и 25 градусам соответственно. Это означает, что здесь тоже есть свои времена года. Правда, каждое из них длится около 40 земных лет, что само по себе просто замечательно. На данный момент времени лето продолжается в южном полушарии Нептуна, которое в связи с этим кажется нам ярче. Что тоже удивительно, так как на этой планете Солнце светит в 900 раз тусклее, чем на Земле.

Может показаться, что на таком огромном расстоянии Солнце не оказывает никакого влияния на климат планеты, однако в южном её полушарии температура сейчас на 10 градусов выше, чем в северном. Здесь в стратосферу поднимается метан, который остаётся замороженным в верхней половине Нептуна и не выходит за пределы тропосферы. Ветра на этой планете держат все рекорды по силе и скорости в Солнечной системе. Те, что дуют на запад в районе экватора, могут достигать поразительного показателя – 2160 км\ч. Это больше скорости звука. Интересно также то, что они направлены в основном против вращения планеты.

Нептун голубая планета

Нептун голубая планета

На фотографиях Нептуна отчётливо видны характерные атмосферные полосы и гигантские штормы. Когда в 1989 году «Вояджер-2» пролетал мимо планеты, он обнаружил на ней огромное тёмное пятно — бурю размером с Землю. Также он увидел меньший по размерам катаклизм южнее первого. За время подлёта станции к планете последний изменил свой оттенок с тёмного на светлый. Когда был выведен на орбиту космический телескоп «Хаббл», астрономы решили проверить судьбу этих двух бурь. Оказалось, что обе они, а было это в 1999 году, уже исчезли. Зато в последующие годы на Нептуне образовывались и рассеивались другие бури, а также характерные для газовых гигантов гигантские светлые высотные облака.

Но почему тогда на Уране, который очень похож на Нептун своим составом и размером, атмосфера гораздо спокойнее? Здесь тоже дуют безумные по земным меркам ветра, но их скорость не превышает 900 км\ч. Может ли это объясняться лишь воздействием Солнца? Скорее всего, нет. Тут должен быть задействован ещё какой-то фактор. Тем более что Уран, расположенный ближе к нашему светилу, холоднее Нептуна, который находится дальше и по идее должен быть самой холодной планетой нашей системы. Нептун в отличие от Урана излучает собственное тепло. Это, как предполагают учёные, может объясняться тем, что в Уран миллиарды лет назад врезался крупный космический объект, размером приблизительно с Землю. Ударное взаимодействие «выключило» ядро Урана, а на Нептуне оно продолжает работать, подогревая атмосферу и вызывая в ней дополнительные возмущения.

Тем не менее, внутренняя структура и атмосфера обеих планет, как считается, схожи. Последняя на Нептуне состоит из водорода (80%), гелия (19%) и незначительного количества метана, который, кстати, и окрашивает планету в синеватый цвет. Точно так же, как на Уране, здесь вокруг ядра планеты имеется жидкая мантия, состоящая из водного, аммиачного и метанового льда. В том месте, где мантия и ядро соприкасаются друг с другом, давление настолько высоко, что метан разлагается на алмазные кристаллы. Скорее всего, это не те алмазы, которые мы себе представляем, но это может быть целый океан из жидкого углерода, в котором плавают алмазные острова и над которым, в мантии, проносятся алмазные вихри. Но это пока только одна из гипотез. Мы, на Земле, только начинаем подбираться к воссозданию подобного давления. Вокруг ядра Нептуна оно достигает 700 гигапаскалей — это в 7 миллионов раз больше, чем на поверхности Земли.

Нептун по сравнению с Землей

Нептун по сравнению с Землей

Магнитосферы двух газовых гигантов также в какой-то мере схожи. У Нептуна она наклонена на 47% к оси вращения. Когда «Вояджер-2» выявил этот же феномен у Урана, многие посчитали, что это связано с уникальным осевым наклоном планеты, однако последующее обнаружение его у Нептуна заставило учёных пересмотреть свои представления. Сейчас считается, что магнитное поле либо образуется в жидкой электропроводящей мантии, либо генерируется в ядре, но искривляется мантией. Ни на одной планете Солнечной системы, если задуматься, нет идеально совпадающего с осью вращения магнитного поля. Даже на Земле Северный полюс и северный магнитный полюс — это две разные точки на карте. Однако только у Урана и Нептуна наклон достигает такого большого значения.

Как у всех остальных газовых гигантов, у Нептуна есть система колец, хотя и не такая выраженная, плотная и живописная. К тому же она очень тёмная, и на фоне космоса, тем более на большом расстоянии, практически незаметна. Тем не менее, астрономы различают пять отдельных колец Нептуна, каждое из которых названо в честь учёных, непосредственно участвовавших в открытии и исследовании планеты. Внутренне кольцо названо в честь Иоганна Галле — оно очень разреженное и широкое (2000 км). Далее идёт кольцо Леверье — яркое, но узкое (113 км). Посередине находится кольцо Лассела — слабо выраженное и очень широкое (4000 км). Четвёртым следует кольцо Араго — оно немного ярче предыдущего и узкое (менее 100 км). И, наконец, завершает картину кольцо Адамса — самое изученное из всех. Его ширина менее 35 км, но оно самое яркое. Это кольцо представляет особый интерес для учёных, так как немного наклонено и внутри него выделяются ещё более яркие участки. Кольца Нептуна были обнаружены в 1980 году, и с той поры сохраняют относительную стабильность.

Кольца Нептуна

Кольца Нептуна

Напоследок, наверное, нужно рассказать о спутниках Нептуна. Их у него 14, и все они названы в честь водных божеств греческой мифологии. Самым известным и крупным из них является Тритон, масса которого превышает массу всех остальных спутников планеты вместе взятых. Он крайне живописен. Многие считают его одним из самых «красивых» объектов Солнечной системы. Его поверхность как будто покрыта причудливыми рисунками, у него светло-оранжевый цвет, но самое интересное в том, что он движется по орбите против направления вращения планеты, причём в наклонной плоскости. Это может свидетельствовать о том, что он был захвачен Нептуном в космосе, а не образовался рядом с ним. Возможно, именно благодаря Тритону у Нептуна появились кольца — он мог заставить сталкиваться и крошиться более мелкие спутники и другие небесные тела, пролетавшие рядом с планетой. Тритон крупнее Плутона и на нём есть атмосфера, хоть и очень слабая. Во время своего пролёта «Вояджер-2» даже заметил здесь облака.

Спутники Нептуна

Спутники Нептуна

 

Вторым по величине спутником является Протей. Его диаметр на четыреста километров больше, чем у Мимаса, сферического спутника Сатурна. Сам он далёк от шарообразности, что объясняется столкновениями с другими космическими объектами, оставившими на нём огромные кратеры. Регулярные внутренние спутники вращаются внутри и вокруг колец Нептуна, и некоторые из них даже являются лунами-пастухами. Внешние нерегулярные спутники, скорее всего, все когда-то захвачены планетой в космосе. Некоторые из них вращаются по часовой стрелке, другие — против неё. Самыми дальними лунами Нептуна являются Псамафа и Несо. На таком большом расстоянии от своей планеты как они не находится ни один другой спутник в Солнечной системе. Каждой из них требуется около 25 лет, чтобы совершить оборот вокруг Нептуна. Это связано с тем, что у этой планеты очень большая сфера Хилла — область, в которой сила притяжения планеты больше силы притяжения Солнца. На таком расстоянии от нашего светила это вполне естественно.

Изучение Нептуна продолжается. Будем надеяться, что он подарит нам ещё немало сюрпризов и открытий.

 

hikosmos.ru

Презентация "Планета Нептун" | Социальная сеть работников образования

Слайд 1

Что представляет из себя планета Нептун? Презентация к проекту ученика 2 «В» класса МАОУ «СОШ №36» Кухарук Степана Руководитель проекта: Учитель начальных классов Дереза Галина Викторовна

Слайд 2

Проблема проекта Что представляет из себя планета Нептун? Цель проекта Исследовать в информационных источниках Расположение и строение планеты Нептун Задачи поставленные для реализации проекта Почему планета называется Нептун? Кто и когда её открыл? Как расположен Нептун в Солнечной системе? Строение планеты Нептун? Спутники планеты Нептун. Интересные факты о планете Нептун.

Слайд 3

Как расположен Нептун в Солнечной системе? Что я узнал на уроке Что я узнал из источников В Солнечной системе восемь планет. Нептун – восьмая и самая дальняя планета Солнечной системы. Расстояние от Нептуна до Солнца 4,5 миллиарда км. Один оборот вокруг Солнца Нептун совершает за 165 Земных дней. Сравнение размеров Нептуна и Земли Нептун Земля

Слайд 4

Кто и когда открыл Нептун Когда астрономы открыли планету Уран, то посчитали, что это самая последняя планета в солнечной системе. Они наблюдали за ней, и высчитали её движение на много лет вперёд. Но в их вычисления вкрадывалась какая-то ошибка. Что-то влияло на движение Урана. Значит должна быть ещё одна планета. Вычислить новую планету удалось двум учёным независимо друг от друга. Одного из них звали У. Леверье . Он был из Франции. А другой астроном жил в Англии. Его звали Д. Адамс. Они рассчитали орбиту восьмой планеты и определили её координаты на определённый момент времени. И вот 23 сентября 1846 года учёный Галле обнаружил планету в предсказанном месте. Её ещё на звёздной карте не было. Планету назвали Нептун. У.Леверье Д.Адамс И.Галле Почему планета называется Нептун ? Планету Нептун назвали в честь римского бога морей Нептуна.

Слайд 5

Строение планеты Нептун Нептун- газовая планета, в несколько раз превышающая размеры Земли. Нептун не имеет твердой поверхности, его поверхность состоит из газов, но ядро металлическое. На поверхности Нептуна очень холодно, температура -220 градусов, но внутри температура ядра +7000 градусов, как на поверхности Солнца. На Нептуне дуют самые сильные ветра в Солнечной системе. Скорость ветра достигает 2100 км. в час.

Слайд 6

Спутники планеты Нептун У Нептуна 14 спутников. Самый крупный из них Тритон. На Тритоне также очень холодно. Поверхность Тритона

Слайд 7

Интересные факты о Нептуне День на Нептуне проходит быстро, всего лишь за 16 земных часов, а год длится 90.тыс. дней или 165 земных лет. Нептун - это самая ветренная планета солнечной системы. Точная причина этого еще не известна, но есть предположение что бушующие на поверхности ураганы связаны с происходящими в глубине недр планеты процессами формирования. Единственный зонд, достигший Нептуна - Вояджер 2. Именно он сообщил о бушующих ураганах на поверхности планеты, до этого считалось что Нептун – сонное ледяное царство. На Нептуне «Вояджер» обнаружил полярные сияния, несколько слабее земных. Окраска планеты Нептун в интенсивных синий цвет объясняется сильными линиями поглощения метана.

Слайд 8

Вывод: Нептун- красивая и загадочная планета, которую видно с Земли. На Нептуне из-за низкой температуры и отсутствия твёрдой поверхности обитание живых существ невозможно.

Слайд 9

Макет: Изучая планету Нептун у меня возникла идея сделать её макет. Вот, что из неё получилось:

Слайд 10

Автор проекта Спасибо за внимание!

nsportal.ru

Нептун - гигантская планета Солнечной системы

Ученые считают

что Нептун состоит в основном из водорода и гелия, воды и силикатов. Силикаты являются минералами, которые составляют скалистую кору.

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 Нептуна, состоят в основном из замерзшего метана. Другие 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. Нептун также имеет кольца  и 11 спутников на своей орбите.

Среднее расстояние от планеты до Солнца 4495060000 км. Полный  оборот Нептуна вокруг Солнца составляет 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 -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 красного света метаном в атмосфере.

Нептун был посещен космическим аппаратом – Voyager 2, 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 Нептуна было замечено, что его орбита не согласуется с законами Ньютона. Когда Галилей наблюдал Нептун, но он подумал, что это звезда.

Возможно строением Нептун похожа на Уран: он 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 большими 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.

 

Лунаорбитальная большаяось (км)орбитальныйпериод (d)эксцентричностьорб. включительно(º)диаметр(км)
Наяда482270,2940,00034,69196 × 60 × 52
Таласса500740,3110,00020,135108 × 100 × 52
Деспина525260,3350,00020,068180 × 148 × 128
Галатея619530,4290,00010,034204 × 184 × 144
Ларисса735480,5550,00140,205216 × 204 × 168
68S / 2004 N11053000,9360,00000,00016-20
Протей1176461,1220,00050,075436 × 416 × 402
Тритон3547495.877R0,0000156,8652705
Нереида5513818360,130,75077,090340
Галимеда166110001879,10,2646112,89862
Сао222280002912,70,136549,90744
Лаомедея235670003171,30,396934,04942
Псамафа480960009074.3R0,3809137,67940
Несо492850009740.3R0,5714131,26560

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

alivespace.ru

Некоторые параметры планеты. Планета Нептун

Похожие главы из других работ:

Астрономические основы летосчисления

1. Некоторые сведения из астрономии

Время--одна из форм существования материи. Мы редко вспоминаем это определение. Повседневное восприятие времени кажется таким естественным, не требующим раздумий. А вместе с тем, говоря словами академика А. Е. Ферсмана...

Большой азимутальный телескоп

4. Некоторые характеристики телескопа БТА

Таблица 1 - Характеристики телескопа БТА Диаметр главного зеркала 6.05 м Фокусное расстояние 24 м Фокусное расстояние системы не подвижного фокуса с линзовой удлиняющей системой 349.4 м Рабочая (собирающая) поверхность зеркала 25...

Космические технологии

Глава 1. Некоторые результаты работ в области космической технологии, выполненных советскими учёными

В 1978 г. в исследованиях, проводимых по программе "Интеркосмос", появилось новое направление - изучение процессов образования и поведения материалов в условиях космического пространства...

Наша Солнечная система

2.2 Планеты-гиганты или планеты юпитерианской группы

Планеты-гиганты расположились за орбитой Марса. Это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Уже давно астрономы знают, что планеты-гиганты гораздо больше и массивнее планет земной группы. Самый лёгкий гигант -- Уран -- в 14,5 раза массивнее Земли...

Обзор конструкций радиационных экранов космических обсерваторий

3. Некоторые виды конструкций поддерживающих структур радиационных экранов

Основным элементом радиационного экрана, обеспечивающим форму и размеры защищаемой зоны, а также раскрываемость и требуемые частоты собственных колебаний, является поддерживающая структура...

Описание экспериментальных стендов СВС-2 и Т-131Б для моделирования условий полета

1.1 Принципиальная схема и параметры аэродинамической трубы

Главной особенностью СВС-2 (Рис. 1) является то, что она оборудована уникальным регулируемым многорежимным соплом 500х516 на диапазон чисел М от 0,2 до 4,5. Выше М=4,5 на режимах с подогревом воздуха используются дискретные круглые сопла диаметром 565 мм...

Описание экспериментальных стендов СВС-2 и Т-131Б для моделирования условий полета

2.1 Принципиальная схема и параметры аэродинамической трубы

Экспериментальный стенд Т-131Б представляет собой высокотемпературную гиперзвуковую аэродинамическую трубу незамкнутого типа. Принципиальная схема стенда приведена на рис.4. Он состоит из воздухоподогревателя - 1...

Планета Сатурн

1.1. ПАРАМЕТРЫ ПЛАНЕТЫ

Эллиптическая орбита Сатурна имеет эксцентриситет 0,0556 и средний радиус 9,539 а.е. (1427 млн. км). Максимальное и минимальное расстояния от Солнца равны приблизительно 10 и 9 а.е. Расстояния от Земли меняются от 1,2 до 1,6 млрд. км...

Планета Юпитер

1.1. ПАРАМЕТРЫ ПЛАНЕТЫ

Юпитер, тысячи лет назад названный в честь царя римских богов, господствует и среди девяти планет нашей Солнечной системы, соперничая с Солнцем в своем великолепии. Планета находится далеко за основным поясом астероидов...

Поверхностное исследование характеристик Солнца

1.2 Параметры Солнца

Таблица 1 Основные характеристики Среднее расстояние от Земли 1,496·1011 м (8,31 световых минут) Видимая звёздная величина (V) ? 26,74m Абсолютная звёздная величина 4...

Программы освоения Луны

4. Некоторые алгоритмы обработки данных

...

Происхождение солнечной системы

5. Планеты-гиганты

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун относятся к планетам-гигантам. Юпитер -- пятая по расстоянию от Солнца и самая большая планета Солнечной системы -- находится на среднем расстоянии от Солнца 5,2 а.е. Юпитер -- мощный источник теплового радиоизлучения...

Проявление солнечной активности в геофизических параметрах

2. Параметры Солнечной активности и ее влияние на погоду и климат

Наиболее близкий к нам источник частиц высоких энергий это, разумеется, наша звезда - Солнце. Поэтому для того, чтобы понять и оценить уровень энергии (или мощность) рассматриваемых воздействий...

Солнечная система

Планеты и их спутники

Земля - спутник Солнца в мировом пространстве, вечно кружащийся вокруг этого источника тепла и света. Самыми яркими из постоянно наблюдаемых нами небесных объектов, кроме Солнца и Луны, являются соседние с нами планеты...

Строение Солнечной системы

1.2 Планеты и их спутники

Солнечная система образовалась около 4,6 млрд. лет назад. Группа планет, Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон, вместе с Солнцем составляют Солнечную систему. Солнце -- центральное тело Солнечной системы -- это звезда...

kosmos.bobrodobro.ru

Планета Нептун | Мир Знаний

В настоящее время Нептун является самой большой отдаленной планетой Солнечной системы. После того как Уильям Гершель открыл Уран, астрономы стали находить неправильности в движении этого небесного объекта по рассчитанной для него орбите. Возникла гипотеза, что маршрут Урана искажается гравитацией еще одной, до сих пор неизвестной планеты. Математики Джон Адаме и Урбен Леверье рассчитали орбиту и положение этого небесного тела на небе, и 23 сентября 1846 года оно было найдено. Нептун очень похож на Уран, но его атмосфера намного более активна: облачные полосы и вихри — частое явление. Кроме того, здесь дуют чрезвычайно мощные ветры со скоростью до 600 км/ч. Интересно то, что ни один астроном на протяжении своей жизни не сможет наблюдать смену всех времен года на Нептуне, ведь годовой цикл этого ледяного гиганта захватывает 165 земных лет. Так, в 1960-х годах в Южное полушарие планеты пришла весна, в 2005 году здесь началось астрономическое нептунское лето.

Тритон необычен тем, что он движется по ретроградной орбите. Это означает, что он образовался не на орбите, а, вероятно, где-то в другом месте и впоследствии был захвачен Нептуном. Вполне возможно, раньше Тритон был объектом пояса Койпера, который попал в гравитационное поле гиганта.

Тритон имеет небольшую атмосферу, которая состоит в основном из азота (99,9%) с примесью метана (0,01%). Он также считается одним из немногих спутников, которые проявляют геологическую активность. Последнее означает, что его поверхность относительно молодая. На нем были обнаружены извержения гейзеров, но эти извержения состоят из аммиака и воды, а не из лавы, как на Земле.

Тритон приливных сил Нептуна всегда повернут к планете одной стороной. Его орбита постепенно снижается, и приблизительно через 3,6 млрд лет газовый гигант разорвет его на части. После этого у Нептуна будет огромное кольцо, как у Сатурна.

    988      

mir-znaniy.com

Планета Нептун - презентация, доклад, проект

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать её на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: [email protected]

Мы в социальных сетях

Социальные сети давно стали неотъемлемой частью нашей жизни. Мы узнаем из них новости, общаемся с друзьями, участвуем в интерактивных клубах по интересам

ВКонтакте >

Что такое Myslide.ru?

Myslide.ru - это сайт презентаций, докладов, проектов в формате PowerPoint. Мы помогаем учителям, школьникам, студентам, преподавателям хранить и обмениваться своими учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей >

myslide.ru

Планета Нептун

Содержание

Введение

1. История открытия

1.1. Название

1.2. Статус

2. Физические характеристики

2.1. Внутреннее строение

2.2. Атмосфера

2.3. Магнитосфера

2.4. Кольца

3. Климат

3.1. Штормы

3.2. Внутреннее тепло

4. Орбита и вращение

5. Образование и миграция

6. Спутники

7. Наблюдения

Заключение

Введение

Чаще всего приходится вычислять возмущения гравитационного поля по известному расположению других тел. При исследовании траектории Урана задача стояла противоположенная: зная возмущения, необходимо было найти место вызывающей их планеты. Эту задачу решили астроном Леверье и ученый Адамс. Только одними математическими расчетами, они указали место на небе, где должна находиться неизвестная планета. Когда на это место астроном Галле направил телескоп, то нашел новую планету. Так состоялось открытие людьми планеты – Нептун.

Это открытие еще раз доказывало, что теория строения Вселенной созданная Коперником верна, факт обнаружения Нептуна исключительно по расчетам подтвердил правильность ньютоновских формул, на которых были основаны все расчеты в астрономии.

Подозрения на неверность этих законов возникли после того, как открыли Уран, было замечено, что его орбита не согласуется с законами Ньютона. Таким образом, было предсказано существование другой, более отдаленной планеты, которая воздействовала на орбиту Урана. Нептун первыми наблюдали Galle и d'Arrest 23 сентября 1846 года очень близко к местонахождению, независимо предсказанному Adams и Verrier из вычислений, основанных на наблюдаемых положениях Юпитера, Сатурна и Урана.

Нептун был посещен только одним космическим кораблем – "Вояджером 2", это произошло 25 августа 1989 года. Почти все, что мы знаем об этой планете, мы знаем благодаря этой экспедиции. В данной работе я изложу данный известный материал.

1. История открытия

Зарисовки Галилео Галилея показывают, что 28 декабря 1612 года, а затем 29 января 1613 года он наблюдал Нептун. 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 Алексей Бувард опубликовал астрономические таблицы орбиты Урана. Более поздние наблюдения показали существенные отклонения от таблиц. Это привело Буварда к предположению, что неизвестное пока тело возмущает орбиту Урана своей гравитацией. В 1843, Джон Кауч Адамс вычислил орбиту гипотетической восьмой планеты, чтобы объяснить изменения в орбите Урана. Он послал свои вычисления сэру Джорджу Эйри, королевскому астроному, а тот в ответном письме попросил у Куча разьяснений. Адамс начал набрасывать ответ, но почему-то так и не отправил его и в дальнейшем не настаивал на серьёзной работе над проблемой Урана.

Урбен Леверье независимо от Адамса в 1845–1846 годы быстро провёл свои собственные расчёты, но соотечественики 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. Чайлз безуспешно обыскивал небо в поисках восьмой планеты в течение августа и сентября. На деле Чайлз дважды наблюдал Нептун, но вследствие того, что он отложил обработку результатов наблюденикй на более поздний срок ему не удалось своевременно идентифицировать искомую планету.

Тем временем, Леверье удалось убедить астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готфрида 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 последовала большая конкуренция 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. Это, впрочем, подвергалось сомнениям и ранее, например, Деннисом Реулинсом, ещё с 1966 года. В 1992 году в статье в журнале «Dio» он назвал требования британцев признать равноправие Адамса на открытие воровством. «Адамс проделал некоторые вычисления, но он был довольно неуверен в том, где находится Нептун» – сказал Николас Коллеструм из Университетского колледжа Лондона в 2003 году.

1.1 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. Это название получило поддержку за пределами России и вскоре стало общепринятым международным наименованием планеты.

В римской мифологии Нептун – бог моря и соответствует греческому Посейдону.

1.2 Статус

С момента открытия и до 1930 года Нептун был 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.

2. Физические характеристики

С 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»).

2.1 Внутреннее строение

Внутреннее строение Нептуна напоминает внутреннее строение Урана. Атмосфера составляет примерно 10-20 процентов 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 гигапаскалей. Объёмные концентрации метана, аммиака и воды найдены в нижних слоях атмосферы.

Постепенно эта более тёмная и более горячая область уплотняется в перегретую жидкую мантию, где температуры достигают 2000-5000 кельвинов. Масса мантии Нептуна превышает Земную в 10-15 раз, по разным оценкам, и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. Как является общепринятым в планетологии, эту материю называют ледяной, даже при том, что это – горячая, очень плотная жидкость. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводимостью, иногда называют океаном водного аммиака.

Внутреннее строение Нептуна:

1. Верхняя атмосфера, верхние облака

2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана

3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда

4. Каменно-ледяное ядро

На глубине 7000 километров условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро. Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов. Ядро, как полагают, весит 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 кельвинов.

2.2 Атмосфера

В верхних слоях атмосферы обнаружен водород и гелий. Они составляют 80 и 19 % атмосферы на этой высоте, соответственно. 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 – часть того, что придаёт 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 содержания метана в атмосфере Урана, полагают, что всё же некий пока неизвестный компонент атмосферы способствует синему цвету. Атмосфера Нептуна подразделяется на 2 основные области: более низкая тропосфера, где температура падает с высотой, и стратосфера, где температура с высотой увеличивается. Граница между ними, тропопауза, находится на уровне давления в 0,1 баров. Стратосфера замещается термосферой на уровне давления ниже, чем 10-4 – 10-5 микробаров. Термосфера постепенно переходит в экзосферу. Модели тропосферы Нептуна позволяют полагать, что она состоит из облаков переменных составов, в зависимости от высоты. Облака верхнего уровня находятся на уровне давления ниже одного бара, где температура, подходящая для конденсации метана.

При давлении между одним и пятью барами, как полагают, формируются облака аммиака и сульфида водорода. При давлении более 5 баров облака могут состоять из того же аммиака, сульфида аммония, сульфида водорода и воды. Более глубоко, при давлении в приблизительно 50 бар, могут быть облака из водяного льда, там температура равна 0 C°, не исключено, что и там могут быть найдены облака из аммиака и сульфида водорода. 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 этих периферических групп ширина достигает 50-150 километров, и находятся они 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 в приблизительно 750 кельвинов. Для столь высокой температуры планета слишком далека от Солнца, чтобы оно могло так разогреть термосферу ультрафиолетовой радиацией. Возможно, это следствие атмосферного взаимодействия с ионами в магнитном поле планеты. Другой кандидат на механизм разогревания: 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.

2.3 Магнитосфера

И своей магнитосферой, и магнитным полем, сильно наклонённым на 47° относительно его оси вращения, и распространяющегося на 0,55 от радиуса планеты (приблизительно 13500 км), Нептун напоминает Уран. До прибытия к Нептуну «Вояджера – 2» учёные полагали, что наклонённая магнитосфера Урана была результатом его «бокового вращения». Однако после сравнения магнитных полей этих двух планет учёные теперь 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 привзносы от не биполярных компонетов, включая сильный квадрупольный момент, который по мощности может превышать дипольный. В противоположность – 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.

2.4 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, которые наиболее вероятно придаёт им красноватый оттенок. В систему колец Нептуна входит 5 компонентов. Относительно узкое, самое внешнее, расположенное в 63 тысячах километров от центра планеты – кольцо Адамса; кольцо Леверье на удалении в 53000 километров от центра и более широкое; более слабое кольцо Галле на расстоянии в 42000 километров. Слабое продление кольца Леверье наружу называется Лассел, и оно ограничено своим внешним краем – кольцом Араго – на расстоянии в 57000 километров. Первое кольцо Нептуна было обнаружено в 1968 году командой астрономов во главе с Эдвардом Гайненом Но позже считалось, что это кольцо могло быть неполным, дефектным. Такое мнение возобладало после наблюдения за покрытием колец звездой в 1984 году, когда кольца затмили звезду во время её входа в тень, а не по выходу из неё Изображения «Вояджера-2» от 1989 года уладили эту проблему, поскольку было обнаружено ещё несколько слабых колец, но с достаточно массивной структурой. Причина этого так и не выяснена до сих пор, но это могло произойти из-за гравитационного взаимодействия с маленькими спутниками на орбите поблизости от колец. Наиболее удалённое кольцо Адамс, как теперь известно, содержит 5 «дужек» под названием: «Храбрость», «Liberté», «Egalité 1», «Egalité 2», и «Fraternité» (Свобода, равенство и братство). Существование этих дуг было трудно объяснить, потому что законы механики предсказывают, что дуги должны были бы за достаточно короткий момент времени соединиться в однородное кольцо. Считалось, что в таком положении дуги удерживает гравитационный эффект спутника Нептуна – Галатеи, которая обращается вокруг Нептуна вблизи от внутренней границы кольца Адамса. Однако новые исследования показывают, что влияние гравитации Галатеи недостаточно для того, чтобы удерживать материал колец в том положении, в котором он находится сейчас. Наблюдаемые результаты можно объяснить присутствием ещё одного спутника Нептуна, который может иметь достаточно малый размер (до 6 км), и вследствие этого может быть ещё не открыт. Наблюдения с поверхности Земли, опубликованные в 2005 году, показали, что кольца Нептуна намного более непостоянны, чем ранее мыслилось. Изображения, полученные обсерваторией Кек (Гавайские острова) в 2002 и 2003 году показывают значительные перемены по сравнению с изоображениями «Вояджера-2». В частности, кажется что дуга «Liberté» может исчезнуть всего через столетие.

3. 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 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.

3.1 Штормы

В 1989, Большое тёмное пятно, устойчивый шторм-антициклон размерами 13,000 × 6,600 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.

3.2 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 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.

4. 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 миллион километров – разница между перигелием и афелием, т.е. 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. Правда, 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 является 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. Это одна из отличительных черт Нептуна – среди всех планет Солнечной системы такое вращение наиболее ярко выражено именно у него. И это приводит к сильному широтному сдвигу ветров.

5. Образование и миграция

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

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

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

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 рассеяного 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.

6. Спутники

У Нептуна на данный момент известно 13 спутников. Крупнейший из них весит более, чем 99,5 процентов 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 K). 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.

7. 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. В телескоп или хороший бинокль можно увидеть Нептун как небольшой голубоватый диск, похожий на Уран.

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.

Заключение

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 километрах 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» (en:Neptune Orbiter). В настоящее время никаких предположительных дат старта не называется, и Стратегический план исследования Солнечной системы больше не включает этот аппарат.

globuss24.ru


Читайте также
  • Гиперскоростная звезда – более 1.000.000 миль в час
    Гиперскоростная звезда – более 1.000.000 миль в час
  • Астрономы обнаружили самую большую спиральную галактику
    Астрономы обнаружили самую большую спиральную галактику
  • Млечный путь содержит десятки миллиардов планет, схожих с Землей
    Млечный путь содержит десятки миллиардов планет, схожих с Землей
  • Млечный путь разорвал своего спутника на четыре отдельных хвоста
    Млечный путь разорвал своего спутника на четыре отдельных хвоста
  • Найден источник водородных газов для нашей Галактики
    Найден источник водородных газов для нашей Галактики