Нептун планета температура: в ядре, на поверхности и в атмосфере

Какая температура на нептуне днем и ночью. Есть ли у Нептуна поверхность? Общие сведения о планете

Характеристики планеты:

• Расстояние от Солнца:
  4 496,6 млн км
  
• Диаметр планеты:
  49 528 км
  *
• Сутки на планете:
  16ч 06мин
  **
• Год на планете:
  164,8 года
  ***
• t° на поверхности:
  °C
  
• Атмосфера:
  Состоит из водорода, гелия и метана
  
• Спутники:
  14
  

* диаметр по экватору планеты
** период вращения вокруг собственной оси (в земных сутках)
*** период обращения по орбите вокруг Солнца (в земных сутках)

Нептун — это последний из четырех газовых гигантов, принадлежащих солнечной системе. Он находится на восьмом месте по удаленности от солнца. Из-за синего цвета планета получила свое название в честь древнеримского владыки океана — Нептуна. Планета имеет 14 спутников, известных на данный момент, и 6 колец.

Презентация: планета Нептун

Строение планеты

Огромное растояние до Нептуна не позволяет точно установить его внутреннюю структуру. Математическими расчетами было установлено что его диаметр равен 49600 км, он в 4 раза превышает диаметр Земли, по объему в 58 раз, но благодаря низкой плотности (1.6 г/см3) масса всего в 17 раз превышает земную.

Нептун состоит по большей части изо льдов, и относится к группе ледяных гигантов. Согласно проведенным расчетам, центр планеты представляет собой твердое ядро, которое по диаметру в 1.5-2 раза превышает земное. Основу планеты составляет слой метановых, водных и аммиачных льдов. Температура основы колеблется в диапазоне от 2500-5500 градусов Цельсия. Несмотря на столь высокую температуру, лед остается в твердом состоянии, это происходит из-за высокого давления в недрах планеты, оно в миллионы раз превышает земное. Молекулы настолько плотно прижаты друг к другу, что находятся в раздавленом состоянии и разбиты на ионы и электроны.

Атмосфера планеты

Атмосфера Нептуна — внешняя газовая оболочка планеты, толщина ее примерно равна 5000 километров, основной ее состав — водород и гелий. Четко выраженной границы между атмосферой и ледяным слоем нет, плотность постепенно повышается под массой верхних слоев. Ближе к поверхности газы под давлением превращаются в кристаллы, которых становится все больше, а после эти кристаллы полностью преобразуются в ледяную кору. Глубина переходного слоя примерно равна 3000 км

Спутники планеты Нептун

Первый спутник Нептуна был открыт в 1846 году Уильямом Ласселом практически одновременно с планетой и получил имя Тритон. В будущем космический аппарат «Вояджер-2» хорошо изучил этот спутник, получив интересные изображения на которых отчетливо прослеживаются каньоны и ркатеры, озера изо льда и аммиака, а также необычные вулканы-гейзеры. Спутник Тритон отличается от других тем, что еще и имеет обратное движение по направлению орбиты. Это наталкивает ученых на предположения, что Тритон раньше не относился к Нептуну и сформировался вне влияния планеты, возможно, в полосе Кейпера, а потом был «захвачен» гравитацией Нептуна. Другой спутник Нептуна Нереида был открыт гораздо позже в 1949 году, а во время космической миссии к аппарата «Вояджер-2» были обнаружены сразу несколько малых спутников планеты. Этот же аппарат открыл и целую систему слабо освещенных колец Нептуна На данный момент последний из открытых спутников это Псамафа в 2003 году, а всего у планеты 14 известных спутников.

|

Нептун
– восьмая планета Солнечной системы: открытие, описание, орбита, состав, атмосфера, температура, спутники, кольца, исследование, карта поверхности.

Нептун — восьмая от Солнца и самая удаленная планета Солнечной системы. Это газовый гигант и представитель категории солнечных планет внешней системы. Плутон вылетел из планетарного списка, поэтому Нептун замыкает цепочку.

Ее нельзя отыскать без приборов, поэтому нашли относительно недавно. В близком подходе наблюдали всего раз при пролете аппарата Вояджер-2 в 1989 году. Давайте узнаем какая планета Нептун в интересных фактах.

Интересные факты о планете Нептун

О нем не знали древние

• Нептун нельзя отыскать без использования инструментов. Впервые его заметили лишь в 1846 году. Позицию вычислили математически. Имя дано в честь морского божества у римлян.

Стремительно вращается на оси

• Экваториальные облака выполняют оборот за 18 часов.

Наименьший среди ледяных гигантов

• Он меньше Урана, но превосходит по массе. Под тяжелой атмосферой скрываются слои водорода, гелия и метановых газов. Есть вода, аммиак и метановый лед. Внутреннее ядро представлено скалой.

Атмосфера наполнена водородом, гелием и метаном

• Метан Нептуна впитывает красный цвет, поэтому планета выглядит синей. Высокие облака постоянно дрейфуют.

Активный климат

• Стоит отметить крупные штормы и мощные ветры. Одна из масштабных бурь зафиксирована в 1989 году – Большое темное пятно, длившееся 5 лет.

Есть тонкие кольца

• Представлены ледяными частичками, смешанными с пылевыми зернами и углеродосодержащим веществом.

Есть 14 спутников

• Самым интересным спутником Нептуна выступает Тритон – морозный мир, выпускающий частички азота и пыли из-под поверхности. Может быть притянутым планетарной гравитацией.

Отправили одну миссию

• В 1989 году мимо Нептуна пролетел Вояджер-2, приславший первые крупномасштабные снимки системы. Также за планетой наблюдал телескоп Хаббл.

Размер, масса и орбита планеты Нептун

При радиусе в 24622 км это четвертая по крупности планета, которая вчетверо крупнее нашей. С массой 1.0243 х 10 26 кг обходит нас в 17 раз. Эксцентриситет составляет всего 0. 0086, а расстояние от Солнца до Нептуна – 29.81 а.е. в приближенном состоянии и 30.33. а.е. на максимальном.

Полярное сжатие	0,0171
Экваториальный	24 764
Полярный радиус	24 341 ± 30 км
Площадь поверхности	7,6408·10 9 км²
Объём	6,254·10 13 км³
Масса	1,0243·10 26 кг
Средняя плотность	1,638 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе	11,15 м/с²
Вторая космическая скорость	23,5 км/c
Экваториальная скорость вращения	2,68 км/с 9648 км/ч
Период вращения	0,6653 дня 15 ч 57 мин 59 с
Наклон оси	28,32°
Прямое восхождение северного полюса	19 ч 57 м 20 с
Склонение северного полюса	42,950°
Альбедо	0,29 (Бонд) 0,41 (геом. )
Видимая звёздная величина	8,0-7,78 m
Угловой диаметр	2,2″-2,4″

На сидерический оборот уходит 16 часов, 6 минут и 36 секунд, а на орбитальный проход – 164.8 лет. Наклон оси Нептуна – 28.32° и напоминает земной, поэтому планета проходит сквозь похожие сезонные перемены. Но стоит прибавить фактор длительной орбиты, и получим сезон с продолжительностью в 40 лет.

Планетарная орбита Нептуна влияет на пояс Койпера. Из-за гравитации планеты некоторые объекты лишаются стабильности и создают разрывы в поясе. В некоторых пустых участках проходит орбитальный путь. Резонанс с телами – 2:3. То есть, тела завершают 2 орбитальных прохода на каждые 3 у Нептуна.

Ледяной гигант располагает троянскими телами, устроившимися на точках Лагранжа L4 и L5. Некоторые даже поражают своей стабильностью. Скорее всего, они просто создались рядом, а не притянулись гравитационно позже.

Состав и поверхность планеты Нептун

Эту разновидность объектов именуют ледяными гигантами. Присутствует скалистое ядро (металлы и силикаты), мантия, созданная из воды, метанового льда, аммиаков и водородной, гелиевой и метановой атмосферы. Детальное строение Нептуна просматривается на рисунке.

В ядре присутствует никель, железо и силикаты, а по массе в 1.2 раз обходит нашу. Центральное давление возрастает до 7Мбар, что вдвое выше нашего. Обстановка накаляется до 5400 К. На глубине в 7000 км метан трансформируется в алмазные кристаллы, которые опускаются вниз в виде града.

Мантия достигает в 10-15 раз превосходит земную массу и наполнена аммиачной, метановой и водной смесью. Вещество называют ледяным, хотя в реальности это плотная раскаленная жидкость. Атмосферный слой простирается на 10-20% от центра.

В нижних атмосферных слоях можно заметить, как возрастают метановые, водные и аммиачные концентрации.

Спутники планеты Нептун

Лунная семья Нептуна представлена 14-ю спутниками, где все кроме одного обладают именами в честь греческой и римской мифологии. Они разделены на 2 класса: регулярные и нерегулярные. Первые – Наяда, Таласса, Деспина, Галатея, Ларисса, S/2004 N 1 и Протей. Расположены ближе всего к планете и маршируют по круговым орбитам.

Спутники отдалены от планеты на расстояние 48227 км до 117 646 км, и все, кроме S/2004 N 1 и Протея, обходят планету меньше, чем ее орбитальный период (0.6713 дня). По параметрам: 96 x 60 x 52 км и 1.9 × 10 17 кг (Наяда) до 436 x 416 x 402 км и 5.035 × 10 17 кг (Протей).

Все спутники, кроме Протея и Лариссы, вытягиваются по своей форме. Спектральный анализ показывает, что они сформировались из водяного льда с примесью темного материала.

Неправильные следуют по наклонным эксцентричным или ретроградным орбитам и проживают на большой отдаленности. Исключение – Тритон, вращающийся вокруг Нептуна по круговому орбитальному пути.

В списке нерегулярных можно найти Тритон, Нереид, Галимеда, Сао, Лаомедеа, Несо и Псамафа. По размеру и массе они практически устойчивые: от 40 км в диаметре и 1. 5 × 10 16 кг в массе (Псамафа) до 62 км и 9 х 10 16 кг (Галимеда).

Отдельно рассматриваются Тритон и Нереид, потому что это крупнейшие нерегулярные луны в системе. Тритон вмещает 99.5% орбитальной массы Нептуна.

Они близко вращаются к планете и обладают необычными эксцентриситетами: у Тритона – практически идеальный круг, а у Нереиды – наиболее эксцентричная.

Самый большой спутник Нептуна – Тритон. Его диаметр охватывает 2700 км, а масса – 2.1 х 10 22 кг. Его размера хватает, чтобы добиться гидростатического баланса. Тритон движется по ретроградному и квазикруговому пути. Его наполняет азот, двуокись углерода, метан и водяные льды. Альбедо – больше 70%, поэтому считается одним из наиболее ярких объектов. Поверхность выглядит красноватой. Удивляет и тем, что обладает своим атмосферным слоем.

Плотность спутника – 2 г/см 3 , а значит 2/3 массы отдано на скальные породы. Также может присутствовать вода в жидком состоянии и подземный океан. На юге расположена крупная полярная шапка, древние кратерные шрамы, каньоны и уступы.

Есть мнение, что Тритон был притянут гравитацией и ранее считался частью пояса Койпера. Приливное притяжение приводит к сближению. Между планетой и спутником может произойти столкновение через 3.6 млрд. лет.

Нереида стоит на третьем месте по величине в лунной семье. Вращается по проградной, но крайне эксцентрической орбите. Спектроскоп нашел льды на поверхности. Возможно, именно хаотическое вращение и вытянутая форма приводят к нерегулярным изменениям видимой величины.

Атмосфера и температура планеты Нептун

На возвышении атмосфера Нептуна состоит из водорода (80%) и гелия (19%) с небольшими метановыми примесями. Синий оттенок появляется из-за того, что метан впитывает красный свет. Атмосфера делится на два главных шара: тропосфера и стратосфера. Между ними есть тропопауза с давлением в 0.1 бар.

Спектральный анализ показывает, что стратосфера туманная из-за скопления смесей, созданных контактом УФ-лучей и метана. В ней заметны монооксид углерода и цианистый водород.

Пока никто не может объяснить, почему термосфера раскалена до 476.85°C. Нептун крайне далеко расположен от звезды, поэтому нужен другой механизм нагрева. Это может быть контакт атмосферы с ионами в магнитном поле или же гравитационные волны самой планеты.

Нептун лишен твердой поверхности, поэтому атмосфера вращается дифференциально. Экваториальная часть совершает обороты с периодом в 18 часов, магнитное поле – 16.1 часов, а полярная зона – 12 часов. Именно поэтому возникают сильные ветры. Три масштабных зафиксировал Вояджер-2 в 1989 году.

Первый шторм простирался на 13000 х 6600 км и смахивал на Большое Красное Пятно Юпитера. В 1994 году телескоп Хаббл попытался отыскать Большое Темное Пятно, но его не было. Зато на территории северного полушария образовалось новое.

Скутер – еще один шторм, представленный светлым облачным покровом. Они находятся южнее Большого Темного Пятна. В 1989 году также заметили и Маленькое Темное Пятно. Сначала оно казалось полностью темным, но когда аппарат приблизился, то удалось зафиксировать яркое ядро.

Кольца планеты Нептун

Планета Нептун располагает 5-ю кольцами, наименованных в честь ученых: Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс. Представлены пылью (20%) и небольшими осколками породы. Их сложно отыскать, потому что лишены яркости и отличаются по величине и плотности.

Иоганн Галле был первым, кто рассмотрел планету в увеличительный прибор. Кольцо идет первым и отдалено на 41000-43000 км от Нептуна. Леверье занимает в ширину всего 113 км.

На отдаленности в 53200-57200 км с шириной в 4000 км находится кольцо Ласселла. Это наиболее широкое кольцо. Ученый нашел Тритон через 17 дней после обнаружения планеты.

На 100 км простирается кольцо Араго, расположенное в 57200 км. Франсуа Араго наставлял Леверье и активно выступал в споре о планете.

Адамс в ширину простирается всего на 35 км. Но это кольцо самое яркое у Нептуна и его легко найти. Обладает пятью дугами, три из которых именуют Свобода, Равенство, Братство. Полагают, что дуги были гравитационно пойманы Галатеей, расположенной внутри кольца. Взгляните на фото колец Нептуна.

Кольца темные и созданы из органических соединений. Вмещают много пыли. Полагают, что это молодые формирования.

История изучения планеты Нептун

Нептун не фиксировали до 19-го века. Хотя, если внимательно рассмотреть зарисовки Галилея с 1612 года, то можно заметить, что точки наводят на расположение ледяного гиганта. Так что раньше планету просто принимали за звезду.

В 1821 году Алексис Бувар выпустил схемы, отображающие орбитальный путь Урана. Но дальнейший обзор показал отклонения от чертежа, поэтому ученый подумал, что рядом есть крупное тело, влияющее на путь.

Восьмой от планетой, является газовый гигант — Нептун. Планета названа в честь римского бога морей и океанов. Нептун является четвертой планетой по диаметру, и третьей по массе. Она имеет массу в 17 раз больше массы .

Нептун был впервые обнаружен Галилеем в 1612 и 1613 году, и увековечен на его рисунках. Поскольку во время наблюдения Нептун был в непосредственной близости от , Галилей посчитал, что это звезда.

В 1812 году Алексис Бувар, французский астроном известный открытием восьми комет и созданием астрономических таблиц, рассчитал орбиту Урана. Он заявил, что существует некое небесное тело, которое оказывает влияние на орбиту . В 1843 году Джон Адамс, используя параметры аномалии орбиты Урана, рассчитал орбиту предполагаемой восьмой планеты .

Урбен Леверье, французский математик и астроном активно занимался поиском восьмой планеты. Поиск новой восьмой планеты осуществляла немецкая обсерватория и Иоганн Галле, который использовал рефлектор. Он выступил с идеей сравнения настоящей карты неба, с изображением, видимым в телескоп, и сосредоточением внимания на объектах, перемещающихся на фоне неподвижных звезд.

Нептун имеет массу в 17 раз больше массы Земли. Радиус планеты 24 764 км, что превышает в четыре раза радиус Земли.

По составу Нептун напоминает Уран.

Атмосфера составляет от 5 до 10% от общей массы планеты, и имеет давление 10 ГПа. В нижней части атмосферы обнаружен концентрированный раствор аммиака, водород и вода. Газ постепенно переходит в сверхкритическом состоянии (состояние, при котором давление и температура гораздо выше, чем давление и температура критической точки вещество), образуя жидкую или ледяную корку при температуре от 2000 до 5000 градусов Кельвина. Эта корка содержит большое количество воды, аммиака и метана и имеет высокую электропроводность. Считается, что на глубине около 7000 км разложения метана образуются кристаллы алмаза.

В состав ядра, возможно, входит железо, никель и кремний под давлением от 7 мбар.

Атмосфера планеты состоит на 80% из водорода и на 19% из гелия. Также обнаружено небольшое количество метана. Голубоватый цвет планете придает поглощение красного спектра метаном.

Сама атмосфера делится на две зоны: тропосферу (где температура с высотой уменьшается) и стратосферу (там, где это происходит наоборот). Эти две зоны разделены тропопаузой.

В атмосфере могут быть облака, химический состав которых изменяется с высотой, облака состоят из аммиака и сероводорода, сульфид водорода и воды.

Нептун имеет дипольное магнитное поле.

Планета окружена кольцами, но отличными от колец Сатурна. Они состоят из частиц льда, силикатов и углеводородов.

Можно выделить три основных кольца: кольцо Адамс (находится 63 000 км от Нептуна), кольцо Леверье (53 000 км), кольцо Галле (42 000 км).

Погода на Нептуне является переменной величиной, на поверхности дуют ветры, со скоростью 600 м/сек. Эти ветры дуют в направлении, противоположном направлению вращения планеты. В 1989 году Вояджер-2 обнаружил Большое Темное Пятно, огромных размеров антициклон (13 000 км х 6 600 км). После нескольких лет пятно исчезло.

Нептун окружен 13 спутниками. Самый большой из них, Тритон (в греческой мифологии был сыном Посейдона), обнаруженный в 1846 году Уильямом Ласселом.

За всю историю только космическим аппарат Вояджер-2 был около Нептуна. Сигнал шел от него до Земли 246 минут.

Данные о планете Нептун

Долгое время Нептун находился в тени других планет Солнечной системы, занимая скромное восьмое место. Астрономы и исследователи предпочитали заниматься изучением крупных небесных тел, направляя свои телескопы на газовые планеты-гиганты Юпитер и Сатурн. Даже большего внимания со стороны научного сообщества удостоился скромный Плутон, который считался последней девятой планетой Солнечной системы. С момента своего открытия, планета Нептун и интересные факты про нее, мало интересовали научный мир, все сведения о ней носили случайный характер.

Казалось, что после решения Пражской XXVI Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза о признании Плутона карликовой планетой, судьба Нептуна кардинально изменится. Однако, несмотря на существенные изменения состава Солнечной системы, Нептун теперь по-настоящему оказался на задворках ближнего космоса. С того момента, как триумфально прошло открытие планеты Нептун, исследования газового гиганта носили ограниченный характер. Подобная картина наблюдается и сегодня, когда ни одно космическое агентство не считает приоритетным исследование восьмой планеты Солнечной системы.

История открытия Нептуна

Переходя к восьмой планете Солнечной системы, следует признать, что Нептун далеко не такой огромный, как его собратья — Юпитер, Сатурн и Уран. Планета является четвертым по счету газовым гигантом, так как своими размерами уступает всем трем. Диаметр планеты составляет всего 49,24 тыс. км, тогда как Юпитер и Сатурн имеют диаметры 142,9 тыс. км и 120,5 тыс. км соответственно. Уран, хоть и проигрывает первым двум, имеет размер планетарного диска в 50 тыс. км. и превосходит четвертую газовую планету. Зато по своему весу эта планета, безусловно, входит в тройку лидеров. Масса Нептуна составляет 102 на 1024 кг, и выглядит он довольно внушительно. В дополнение ко всему — это самый массивный объект среди других газовых гигантов. Его плотность составляет 1,638 к/м3 и выше чем у громадного Юпитера, у Сатурна и Урана.

Обладая такими впечатляющими астрофизическими параметрами, восьмая планета удостоилась и почетного названия. Ввиду голубого цвета ее поверхности, планете дали название в честь античного бога морей Нептуна. Однако этому предшествовала любопытная история открытия планеты. Впервые в истории астрономии планета была обнаружена путем математических вычислений и расчетов, прежде чем ее увидели в телескоп. Несмотря на то, что первые сведения о голубой планете получил Галилей, официальное ее открытие состоялось спустя почти 200 лет. В отсутствие точных астрономических данных своих наблюдений Галилей посчитал новую планету далекой звездой.

Планета появилась на карте Солнечной системы в результате разрешения многочисленных споров и разногласий, долгое время царивших среди астрономов. Еще в 1781 году, когда научный мир стал свидетелем открытия Урана, были отмечены незначительные орбитальные колебания новой планеты. Для массивного небесного тела, которое вращается по эллиптической орбите вокруг Солнца , такие колебания являлись нехарактерными. Уже тогда было высказано предположение, что за орбитой новой планеты в космосе движется еще один крупный небесный объект, который своим гравитационным полем влияет на положение Урана.

Загадка оставалась неразгаданной в течение последующих 65 лет, пока британский астроном Джон Куч Адамс не предоставил на публичное рассмотрение данные своих расчетов, в которых доказал существование на околосолнечной орбите еще одной неизвестной планеты. В соответствии с расчетами француза Лаверье, планета большой массы находится сразу за орбитой Урана. После того, как сразу два источника подтвердили наличие восьмой планеты в Солнечной системе, астрономы всего мира принялись искать это небесное тело на ночном небосклоне. Результат поисков не заставил себя долго ждать. Уже в сентябре 1846 году новая планета была обнаружена немцем Иоганном Галлом. Если говорить о том, кто открыл планету, то здесь вмешалась в процесс сама природа. Данные о новой планете человеку предоставила наука.

С названием вновь обнаруженной планеты сначала возникли некоторые трудности. Каждый из астрономов, приложивших руку к открытию планеты, пытался дать ей название, созвучное собственному имени. Только благодаря стараниям директора Пулковской императорской обсерватории Василия Струве, за голубой планетой окончательно закрепилось название Нептун.

Что принесло науке открытие восьмой планеты

До 1989 года человечество довольствовалось визуальным наблюдением голубого гиганта, сумев только рассчитать его основные астрофизические параметры и вычислив истинные размеры. Как и оказалось, Нептун является самой далекой планетой Солнечной системы, расстояние от нашей звезды составляет 4,5 млрд. км. Солнце светит в нептуновском небе маленькой звездочкой, свет которой достигает поверхности планеты за 9 часов. Землю от поверхности Нептуна отделяют 4,4 млрд. километров. Для того, чтобы космическому аппарату «Вояджер-2» долететь до орбиты голубого гиганта, понадобилось 12 лет и то, это стало возможным благодаря удачному гравитационному маневру, который совершила станция в окрестностях Юпитера и Сатурна.

Нептун двигается по довольно правильной орбите с малым эксцентриситетом. Отклонение между перигелием и афелием составляет не более 100 млн. км. Один оборот вокруг нашей звезды планета совершает почти за 165 земных лет. Для справки, только в 2011 году планета совершила полный оборот вокруг Солнца с момента своего открытия.

Открытый в 1930 Плутон, считавшийся до 2005 года самой далекой планетой Солнечной системы, в определенный период находится ближе к Солнцу, чем далекий Нептун. Это происходит ввиду того, что орбита Плутона очень вытянутая.

Положение Нептуна на орбите довольно стабильное. Угол наклона его оси составляет 28° и практически идентичен углу наклона нашей планеты. В связи с этим на голубой планете существуют смена сезонов, которая ввиду длительного орбитального пути длится долгих 40 лет. Период вращения Нептуна вокруг собственной оси составляет 16 часов. Однако ввиду того, что на Нептуне отсутствует твердая поверхность, скорость вращения его газообразной оболочки на полюсах и на экваторе планеты различна.

Только в конце 20 века человек сумел получить более точные сведения о планете Нептун. Космический зонд «Вояджер-2» в 1989 году совершил облет голубого гиганта и предоставил землянам снимки Нептуна с близкого расстояния. После этого самая далекая планета Солнечной системы раскрылась в новом свете. Стали известны подробности астрофизических окрестностей Нептуна,а также из чего состоит его атмосфера. Как и все предыдущие газовые планеты, он имеет несколько спустников. Самая крупная «луна» Нептуна — Тритон — была открыта с помощью «Вояджера-2». Имеется и своя система колец планеты, которая правда по масштабам уступает ореолу Сатурна. Полученная с борта автоматического зонда информация является на сегодняшний день самой свежей и единственной в своем роде, на основании которой мы получили представление о составе атмосферы, об условиях, которые царят в этом далеком и холодном мире.

Сегодня изучение восьмой планеты нашей звездной системы ведется с помощью космического телескопа «Хаббл». На базе его снимков составлен точный портрет Нептуна, определен состав атмосферы, из чего она состоит, выявлен ряд особенностей и характеристик голубого гиганта.

Характеристика и краткое описание восьмой планеты

Специфический цвет планеты Нептун возник благодаря плотной атмосфере планеты. Определить точный состав одеяла из облаков, укрывающего ледяную планету, не представляется возможным. Однако благодаря снимкам, полученным с помощью «Хаббла» удалось провести спектральные исследования атмосферы Нептуна:

• верхние слои атмосферы планеты на 80% состоят из водорода;
• остальные 20% приходятся на смесь гелия и метана, которого в газовой смеси присутствует всего 1%.

Именно присутствие в атмосфере планеты метана и какого-то другого, пока неизвестного компонента, обуславливает ей цвет яркой голубой лазури. Как и на других газовых гигантах, атмосфера Нептуна делится на две области — тропосферу и стратосферу — каждая из которых характеризуется своим составом. В зоне перехода тропосферы в экзосферу происходит формирование облачности, состоящей из паров аммиака и сероводорода. На всей протяженности атмосферы Нептуна температурные параметры варьируются в пределах 200-240 градусов Цельсия ниже нуля. Однако на этом фоне любопытна одна особенность атмосферы Нептуна. Речь идет об аномально высокой температуре на одном из участков стратосферы, которая достигает значений в 750 К. Вероятно это вызвано взаимодействием нижних слоев атмосферы с гравитационным силами планеты и действием магнитного поля Нептуна.

Несмотря на высокую плотность атмосферы восьмой планеты, ее климатическая активность считается достаточно слабой. Кроме сильных ураганных ветров, дующих со скоростью 400 м/с, на голубом гиганте других ярких метеорологических явлений замечено не было. Штормы на далекой планете — обычное явление, которое характерно для всех планет этой группы. Единственный спорный аспект, который вызывает у климатологов и астрономов большие сомнения в пассивности климата Нептуна, наличие в его атмосфере Большого и Малого темного пятна, природа которых схожа с природой большого Красного пятна на Юпитере.

Нижние слои атмосферы плавно переходят в слой аммиачного и метанового льда. Однако присутствие у Нептуна довольно внушительной силы гравитации, говорит в пользу того, что ядро планеты может оказаться твердым. В подтверждение этой гипотезы высокое значение ускорение свободного падения — 11,75 м/с2. Для сравнения, на Земле это значение составляет 9,78 м/с2.

Теоретически внутреннее строение Нептуна выглядит следующим образом:

• железно-каменное ядро, которое имеет массу в 1,2 раза большей массы нашей планеты;
• мантия планеты, состоящая из аммиачного, водяного и метанового горячего льда, температура которого составляет 7000К;
• нижняя и верхняя атмосфера планеты, наполненная парами водорода, гелия и метана. Масса атмосферы Нептуна составляет 20% от массы всей планеты.

Каковы реальные размеры внутренних слоев Нептуна, сказать трудно. Вероятно, это огромный спрессованный газовый шар, снаружи холодный, а внутри — раскаленный до очень высоких температур.

Тритон — самый крупный спутник Нептуна

Космический зонд «Вояджер-2» обнаружил целую систему спутников Нептуна, которых сегодня выявлено 14 штук. Самым крупным объектом является спутник, названный Тритоном, масса которого составляет 99,5% массы всех других спутников восьмой планеты. Любопытно другое. Тритон является единственным естественным спутником Солнечной системы, который вращается в противоположную направлению вращения материнской планеты сторону. Допускается мысль, что раньше Тритон был подобен Плутону и являлся объектом в поясе Койпера, но потом был захвачен голубым гигантом. После обследования «Вояджером-2» выяснилось, что у Тритона, так же как на спутниках Юпитера и Сатурна — Ио и Титане — имеется своя атмосфера.

Насколько эта информация будет полезна для ученых, покажет время. Пока же изучение Нептуна и его окрестностей идет крайне медленно. По предварительным расчетам изучение пограничных областей нашей Солнечной системы начнется не раньше 2030 года, когда появятся более совершенные космические аппараты.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

1. Нептун – восьмая и самая дальняя планета от Солнца.
   Ледяной гигант распложен на расстоянии 4,5 миллиарда км, что составляет 30,07 а. е.
2. Сутки на Нептуне (полный оборот вокруг своей оси) составляют 15 часов 58 минут.
   
3. Период обращения вокруг Солнца (нептунианский год) длится около 165 земных лет.
   
4. Поверхность Нептуна покрыта огромным глубоким океаном воды и сжиженных газов, в том числе метана.
   Нептун голубого цвета, как наша Земля. Это цвет метана, который поглощает красную часть спектра солнечного света и отражает голубую.
5. Атмосфера планеты состоит из водорода с небольшой примесью гелия и метана. Температура верхней кромки облаков -210 °С.
6. Несмотря на то что Нептун — самая далёкая планета от Солнца, его внутренней энергии достаточно для наличия самых быстрых ветров в Солнечной системе.
   В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч
7. Вокруг Нептуна вращаются 14 спутников,
   которые получили названия в честь различных богов и нимф моря в греческой мифологии. Самый крупный из них – Тритон имеет диаметр 2700 км и вращается в противоположном направлении обращения остальных спутников Нептуна.
8. Нептун имеет 6 колец.
   
9. На Нептуне нет жизни, какой мы ее знаем.
10. Нептун был последней планетой, которую посетил «Вояджер-2» в своем 12- летнем путешествии по Солнечной системе.
    Запущенный в 1977 году, «Вояджер-2» в 1989 году прошел на расстоянии 5000 км от поверхности Нептуна. Земля находилась более чем в 4 млрд км от места события; радиосигнал с информацией шел до Земли более 4 часов.

Какая дневная и ночная температура на Нептуне?

Какая дневная и ночная температура на Нептуне? Температура на этой «поверхности» составляет примерно минус 346 F (минус 201 C). Средняя температура планеты составляет минус 353 F (минус 214 C). Но, несмотря на то, что это самая далекая планета, она не самая холодная. Эта честь принадлежит седьмой планете, Урану, который находится ближе к Солнцу.

Какая температура на Нептуне в 2021 году? Средняя температура на Нептуне ужасно холодная -373 градуса по Фаренгейту. Тритон, крупнейший спутник Нептуна, имеет самую низкую температуру, измеренную в нашей солнечной системе, -391 градус по Фаренгейту. Это всего на 68 градусов по Фаренгейту теплее абсолютного нуля, температуры, при которой все молекулярные действия прекращаются.

Какова температура Урана днем ​​и ночью? скорость на Уране колеблется от 90 до 360 миль в час, а средняя температура планеты составляет минус 353 градуса по Фаренгейту. Самая низкая температура, обнаруженная в нижних слоях атмосферы Урана, составляет -371 градус по Фаренгейту, что соперничает с холодными температурами Нептуна. Находки Хаббла показывают, что облака вращаются вокруг Урана со скоростью более 300 миль в час.

Какая температура на Плутоне днем ​​и ночью? В самое теплое время, когда он находится ближе всего к Солнцу, температура Плутона может достигать минус 369 градусов по Фаренгейту (минус 223 градуса по Цельсию). В самое холодное время температура может упасть до минус 387 градусов по Фаренгейту (минус 233 градуса по Цельсию).

Какая самая высокая температура на Нептуне?

Именно здесь, на Нептуне, чуть ниже облаков верхнего уровня, давление достигает от 1 до 5 бар (100–500 кПа). Также на этом уровне температура достигает своего зарегистрированного максимума в 72 К (-201,15 ° C; -330 ° F).

Насколько холодно на Нептуне ночью?

Средняя температура на Нептуне составляет около минус 200 градусов по Цельсию (минус 392 градуса по Фаренгейту). Нептун, самая дальняя из известных планет нашей Солнечной системы, расположена примерно в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля.

Почему Нептун такой горячий?

Тепло сжимается из примитивной солнечной туманности — эффект, известный как сжатие Кельвина-Гельмгольца. «Дополнительный источник тепла на Нептуне [а также на Юпитере и Сатурне] в значительной степени связан с гравитационным сжатием», — сказал Джошуа Толлефсон, также из Калифорнийского университета в Беркли.

Идет ли дождь из алмазов на Нептуне?

Глубоко внутри Нептуна и Урана идет дождь из алмазов — по крайней мере, астрономы и физики подозревали об этом почти 40 лет. Однако внешние планеты нашей Солнечной системы трудно изучать. Помимо затянувшейся тайны алмазного дождя, наша неспособность изучить Уран и Нептун изнутри и снаружи несет большую потерю.

Почему Нептун такой холодный?

Большинство согласны с тем, что Нептун — самая холодная планета из-за его близости к Солнцу. Солнце производит большую часть тепла, которое помогает планетам регулировать свою температуру. Нептун находится так далеко от Солнца, что не получает достаточно тепла, чтобы растопить ледяные шапки, образующиеся на планете.

Какая самая холодная планета нашей Солнечной системы?

Седьмая планета от Солнца, Уран имеет самую холодную атмосферу среди всех планет Солнечной системы, хотя и не самая удаленная. Несмотря на то, что его экватор обращен в сторону от Солнца, распределение температуры на Уране такое же, как и на других планетах, с более теплым экватором и более холодными полюсами.

Какое самое холодное место на Земле?

Оймякон — самое холодное постоянно обитаемое место на Земле, расположенное на Северном полюсе холода за Полярным кругом. В 1933 году была зафиксирована самая низкая температура -67,7°C.

Какая самая горячая и самая холодная планета?

Самая горячая планета Солнечной системы — Венера со средней температурой 464 градуса по Цельсию, а самая холодная планета Солнечной системы — Плутон со средней температурой -225 градусов по Цельсию.

Какая самая горячая планета во Вселенной?

Венера является исключением, так как ее близость к Солнцу и плотная атмосфера делают ее самой горячей планетой нашей Солнечной системы. Средние температуры планет в нашей Солнечной системе: Меркурий – 800°F (430°C) днем, -290°F (-180°C) ночью. Венера – 880°F (471°C)

Можно ли дышать на Плутоне?

Таким образом, жизнь на поверхности Плутона просто не может существовать. В условиях экстремального холода, низкого атмосферного давления и постоянных изменений в атмосфере ни один известный организм не мог выжить.

Как долго вы могли бы выжить на Плутоне?

Если бы вы жили на Плутоне, вам пришлось бы прожить 248 земных лет, чтобы отпраздновать свой первый день рождения в годах Плутона. Если бы вы жили на Плутоне, вы бы видели Харона только с одной стороны планеты. Обращение Харона вокруг Плутона занимает около шести с половиной земных суток.

Насколько горячим может быть Нептун?

Нептун имеет среднюю температуру -353 по Фаренгейту (-214 по Цельсию). На Земле солнечный свет влияет на нашу погоду, но Нептун находится так далеко, что получает в тысячу раз меньше солнечного света, чем Земля. Как Нептун получает энергию для такой интенсивной погоды, до сих пор остается загадкой.

Почему Нептун горячее Урана?

Ученые также подозревают, что Уран имеет очень активную атмосферу, из-за которой он теряет тепло. Для сравнения, ученые считают, что атмосфера Нептуна помогает удерживать тепло от его горячего ядра, что приводит к более высоким температурам, чем можно было бы ожидать.

Какая средняя температура на Плутоне?

В среднем температура Плутона составляет -387°F (-232°C), что делает его слишком низким для поддержания жизни. Плутон вращается вокруг пяти известных спутников, самым большим из которых является Харон. Харон примерно вдвое меньше самого Плутона, что делает его самым большим спутником по сравнению с планетой, вокруг которой он вращается, в нашей Солнечной системе.

Чем известен Нептун?

Нептун — самая дальняя планета от Солнца и четвертая по величине из всех планет Солнечной системы. Он более чем в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля. Вот почему планета Уран тоже голубая. И Уран, и Нептун известны как ледяные гиганты из-за их состава.

Сколько лет потребуется, чтобы добраться до Нептуна?

Например, космический корабль «Вояджер-2» был запущен и достиг Нептуна в 19:00. Итак, «Вояджеру-2» потребовалось около двенадцати лет, чтобы добраться до Нептуна.

Почему Нептун голубой?

Преобладающий синий цвет планеты является результатом поглощения красного и инфракрасного света метановой атмосферой Нептуна. Мощная экваториальная струя Нептуна, где ветер дует со скоростью почти 900 миль в час, сосредоточена в темно-синем поясе к югу от экватора Нептуна.

Можно ли жить на Нептуне?

Нептун, как и другие газовые гиганты в нашей Солнечной системе, не имеет твердой поверхности, на которой можно было бы жить. Но самый большой спутник планеты, Тритон, может стать интересным местом для создания космической колонии. Хотя в разреженной атмосфере Тритона дует легкий ветерок, вы не почувствуете его, стоя на поверхности.

Нептун состоит из воды?

Нептун — один из двух ледяных гигантов внешней Солнечной системы (второй — Уран). Большая часть (80% и более) массы планеты состоит из горячей плотной жидкости из «ледяных» материалов — воды, метана и аммиака — над небольшим каменистым ядром.

Какая планета состоит из алмазов?

НАСА более внимательно изучило 55 Cancri e, экзопланету, получившую прозвище «алмазная планета» из-за исследований, которые предполагают, что она имеет богатый углеродом состав.

Плутон холоднее Нептуна?

Главная » Вопросы о космосе » Какая самая холодная планета? Короткий ответ заключается в том, что у Нептуна самая низкая общая средняя температура, а у Урана самая низкая зарегистрированная температура. Плутон был самой удаленной от Солнца планетой, а также самой холодной.

Температура на планетах солнечной системы. Нептун

Нептун является восьмой планетой от Солнца и последней из известных планет. Не смотря на то, что это третья по массивности планета, она является всего лишь четвертой с точки зрения диаметра. Благодаря своей синей окраске Нептун получил имя римского бога моря.

По мере совершения тех или иных научных открытий у ученых часто возникают споры, какая именно из теорий заслуживает доверия. Открытие Нептуна является наглядным примером таких разногласий.

После того, как 1781 году была открыта планета , астрономы заметили, что его орбита подвержена значительным колебаниям, которых в принципе быть не должно. В качестве обоснования этого непонятного явления была предложена гипотеза о существовании планеты, гравитационное поле которой и вызывает орбитальные отклонения Урана.

Тем не менее, первые научные труды, связанные с существования Нептуна появились только в 1845-1846 году, когда английский астроном Джон Коуч Адамс опубликовал свои расчеты о положении этой тогда еще неизвестной планеты. Однако, несмотря на то, что он предоставил свою работу Королевскому научному сообществу (ведущей английской научно-исследовательской организации), его труд не вызвал ожидаемого интереса. И только год спустя французский астроном Жан Жозеф Леверье также представил расчеты, которые были поразительно похожи на расчеты Адамса. В результате независимых оценок научной работы двух ученых, научное сообщество наконец-то согласилось с их выводами и начало поиски планеты в области неба, на которую указывали исследования Адамс и Леверье. Планета как таковая была обнаружена 23 сентября 1846 года немецким астрономом Иоганном Галлом.

До облета космическим аппаратом Voyager 2 в 1989 году, о планете Нептун у человечества было очень мало информации. Миссия позволила получить данные о кольцах Нептуна, числе лун, атмосфере и вращении. Кроме того, Voyager 2 выявил существенные особенности спутника Нептуна под названием Тритон. На сегодняшний день мировые космические агентства не планируют каких-либо миссий к этой планете.

Верхние слои атмосферы Нептуна на 80% состоят из водорода (h3), 19% гелия и небольших примесей метана. Подобно Урану, синяя окраска Нептуна обусловлена его атмосферным метаном, который поглощает свет на длине волны, которая соответствует красному цвету. Однако, в отличие от Урана, у Нептуна более глубокий синий цвет, что говорит о присутствии в атмосфере Нептуна компонентов, которых нет в атмосфере Урана.

Погодные условия на Нептуне имеют две отличительные черты. Во-первых, как было замечено во время пролета миссии Voyager-2, это так называемые темные пятна. Эти бури сопоставимы по своим масштабам с Большим красным пятном на Юпитере, однако сильно отличаются по своей продолжительности. Шторм известный как Большое Красное Пятно длится уже в течение многих столетий, а темные пятна Нептуна способны существовать не более нескольких лет. Информацию об этом удалось подтвердить благодаря наблюдениям космического телескопа «Хаббл», который был направлен на планету всего через четыре года после того, как Voyager 2 совершил свой облет.

Вторым примечательным погодным явлением планеты является стремительно перемещающиеся шторма белого цвета, которые получили называние «Скутер». Как показали наблюдения, это своеобразный тип ливневой системы, размеры которой намного меньше, чем размеры темных пятен, а продолжительность жизни еще короче.
Подобно атмосферам других газовых гигантов, атмосфера Нептуна делится на широтные полосы. Скорость ветра в некоторых из этих полос достигает почти 600 м/с, то есть ветра планеты можно назвать самыми быстрыми в Солнечной системе.

Структура Нептуна

Наклон оси Нептуна составляет 28,3°, что относительно близко к 23.5° Земли. Учитывая значительную удаленность планеты от Солнца, наличие у Нептуна сравнимых с земными сезонов является достаточно удивительным и до конца неизученным для ученых явлением.

Спутники и кольца Нептуна

На сегодняшний день известно, что Нептун имеет тринадцать спутников. Из этих тринадцати только одна обладает большой и сферической формой. Существует научная теория, согласно которой Тритон — самый крупный из спутников Нептуна, представляет собой карликовую планету, которая была захвачена гравитационным полем и поэтому его естественное происхождение остается под вопросом. Доказательства этой теории исходит от ретроградной орбиты Тритона — спутник вращается в противоположном направлении по отношению к Нептуну. Кроме того, С зарегистрированной температурой поверхности -235 °C, Тритон является самым холодным известный объектом в Солнечной системе.

Считается, что Нептун имеет три основных кольца: Адамса, Леверье и Галле. Эта кольцевая система намного слабее, чем у других газовых гигантов. Кольцевая система планеты настолько тусклая, что некоторое время считалось кольца неполноценны. Однако изображения, которые передал Voyager 2 показали, что это на самом деле не так и кольца полностью опоясывают планету.

Для полного оборота по орбите вокруг Солнца Нептуну требуется 164.8 земных лет. 11 июля 2011 года было обозначено завершение первого полного оборота планеты с момента ее открытия в 1846 году.

Нептун был обнаружен Жаном Жозефом Леверье. Планета оставалась неизвестной для древних цивилизаций в силу того, что не была видно с Земли невооруженным взглядом. Первоначально планета называлась Леверье, в честь ее первооткрывателя. Но научное сообщество быстро отказалось от этого названия и было выбрано название Нептун.

Планета была названа Нептун в честь древнеримского бога моря.

Нептун обладает второй по величине силой тяжести в Солнечной системе, уступая только Юпитеру.

Самый большой спутник Нептуна носит название Тритон, он был обнаружен спустя 17 дней после того, как был обнаружен сам Нептун.

В атмосфере Нептуна можно наблюдать шторм, похожий на Большое красное пятно Юпитера. Данный шторм имеет объем сопоставимый с объемом Земли и известен также как Великое Темное Пятно.

Нептун
– восьмая планета Солнечной системы: открытие, описание, орбита, состав, атмосфера, температура, спутники, кольца, исследование, карта поверхности.

Нептун — восьмая от Солнца и самая удаленная планета Солнечной системы. Это газовый гигант и представитель категории солнечных планет внешней системы. Плутон вылетел из планетарного списка, поэтому Нептун замыкает цепочку.

Ее нельзя отыскать без приборов, поэтому нашли относительно недавно. В близком подходе наблюдали всего раз при пролете аппарата Вояджер-2 в 1989 году. Давайте узнаем какая планета Нептун в интересных фактах.

Интересные факты о планете Нептун

О нем не знали древние

• Нептун нельзя отыскать без использования инструментов. Впервые его заметили лишь в 1846 году. Позицию вычислили математически. Имя дано в честь морского божества у римлян.

Стремительно вращается на оси

• Экваториальные облака выполняют оборот за 18 часов.

Наименьший среди ледяных гигантов

• Он меньше Урана, но превосходит по массе. Под тяжелой атмосферой скрываются слои водорода, гелия и метановых газов. Есть вода, аммиак и метановый лед. Внутреннее ядро представлено скалой.

Атмосфера наполнена водородом, гелием и метаном

• Метан Нептуна впитывает красный цвет, поэтому планета выглядит синей. Высокие облака постоянно дрейфуют.

Активный климат

• Стоит отметить крупные штормы и мощные ветры. Одна из масштабных бурь зафиксирована в 1989 году – Большое темное пятно, длившееся 5 лет.

Есть тонкие кольца

• Представлены ледяными частичками, смешанными с пылевыми зернами и углеродосодержащим веществом.

Есть 14 спутников

• Самым интересным спутником Нептуна выступает Тритон – морозный мир, выпускающий частички азота и пыли из-под поверхности. Может быть притянутым планетарной гравитацией.

Отправили одну миссию

• В 1989 году мимо Нептуна пролетел Вояджер-2, приславший первые крупномасштабные снимки системы. Также за планетой наблюдал телескоп Хаббл.

Размер, масса и орбита планеты Нептун

При радиусе в 24622 км это четвертая по крупности планета, которая вчетверо крупнее нашей. С массой 1.0243 х 10 26 кг обходит нас в 17 раз. Эксцентриситет составляет всего 0. 0086, а расстояние от Солнца до Нептуна – 29.81 а.е. в приближенном состоянии и 30.33. а.е. на максимальном.

Полярное сжатие	0,0171
Экваториальный	24 764
Полярный радиус	24 341 ± 30 км
Площадь поверхности	7,6408·10 9 км²
Объём	6,254·10 13 км³
Масса	1,0243·10 26 кг
Средняя плотность	1,638 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе	11,15 м/с²
Вторая космическая скорость	23,5 км/c
Экваториальная скорость вращения	2,68 км/с 9648 км/ч
Период вращения	0,6653 дня 15 ч 57 мин 59 с
Наклон оси	28,32°
Прямое восхождение северного полюса	19 ч 57 м 20 с
Склонение северного полюса	42,950°
Альбедо	0,29 (Бонд) 0,41 (геом. )
Видимая звёздная величина	8,0-7,78 m
Угловой диаметр	2,2″-2,4″

На сидерический оборот уходит 16 часов, 6 минут и 36 секунд, а на орбитальный проход – 164.8 лет. Наклон оси Нептуна – 28.32° и напоминает земной, поэтому планета проходит сквозь похожие сезонные перемены. Но стоит прибавить фактор длительной орбиты, и получим сезон с продолжительностью в 40 лет.

Планетарная орбита Нептуна влияет на пояс Койпера. Из-за гравитации планеты некоторые объекты лишаются стабильности и создают разрывы в поясе. В некоторых пустых участках проходит орбитальный путь. Резонанс с телами – 2:3. То есть, тела завершают 2 орбитальных прохода на каждые 3 у Нептуна.

Ледяной гигант располагает троянскими телами, устроившимися на точках Лагранжа L4 и L5. Некоторые даже поражают своей стабильностью. Скорее всего, они просто создались рядом, а не притянулись гравитационно позже.

Состав и поверхность планеты Нептун

Эту разновидность объектов именуют ледяными гигантами. Присутствует скалистое ядро (металлы и силикаты), мантия, созданная из воды, метанового льда, аммиаков и водородной, гелиевой и метановой атмосферы. Детальное строение Нептуна просматривается на рисунке.

В ядре присутствует никель, железо и силикаты, а по массе в 1.2 раз обходит нашу. Центральное давление возрастает до 7Мбар, что вдвое выше нашего. Обстановка накаляется до 5400 К. На глубине в 7000 км метан трансформируется в алмазные кристаллы, которые опускаются вниз в виде града.

Мантия достигает в 10-15 раз превосходит земную массу и наполнена аммиачной, метановой и водной смесью. Вещество называют ледяным, хотя в реальности это плотная раскаленная жидкость. Атмосферный слой простирается на 10-20% от центра.

В нижних атмосферных слоях можно заметить, как возрастают метановые, водные и аммиачные концентрации.

Спутники планеты Нептун

Лунная семья Нептуна представлена 14-ю спутниками, где все кроме одного обладают именами в честь греческой и римской мифологии. Они разделены на 2 класса: регулярные и нерегулярные. Первые – Наяда, Таласса, Деспина, Галатея, Ларисса, S/2004 N 1 и Протей. Расположены ближе всего к планете и маршируют по круговым орбитам.

Спутники отдалены от планеты на расстояние 48227 км до 117 646 км, и все, кроме S/2004 N 1 и Протея, обходят планету меньше, чем ее орбитальный период (0.6713 дня). По параметрам: 96 x 60 x 52 км и 1.9 × 10 17 кг (Наяда) до 436 x 416 x 402 км и 5.035 × 10 17 кг (Протей).

Все спутники, кроме Протея и Лариссы, вытягиваются по своей форме. Спектральный анализ показывает, что они сформировались из водяного льда с примесью темного материала.

Неправильные следуют по наклонным эксцентричным или ретроградным орбитам и проживают на большой отдаленности. Исключение – Тритон, вращающийся вокруг Нептуна по круговому орбитальному пути.

В списке нерегулярных можно найти Тритон, Нереид, Галимеда, Сао, Лаомедеа, Несо и Псамафа. По размеру и массе они практически устойчивые: от 40 км в диаметре и 1. 5 × 10 16 кг в массе (Псамафа) до 62 км и 9 х 10 16 кг (Галимеда).

Отдельно рассматриваются Тритон и Нереид, потому что это крупнейшие нерегулярные луны в системе. Тритон вмещает 99.5% орбитальной массы Нептуна.

Они близко вращаются к планете и обладают необычными эксцентриситетами: у Тритона – практически идеальный круг, а у Нереиды – наиболее эксцентричная.

Самый большой спутник Нептуна – Тритон. Его диаметр охватывает 2700 км, а масса – 2.1 х 10 22 кг. Его размера хватает, чтобы добиться гидростатического баланса. Тритон движется по ретроградному и квазикруговому пути. Его наполняет азот, двуокись углерода, метан и водяные льды. Альбедо – больше 70%, поэтому считается одним из наиболее ярких объектов. Поверхность выглядит красноватой. Удивляет и тем, что обладает своим атмосферным слоем.

Плотность спутника – 2 г/см 3 , а значит 2/3 массы отдано на скальные породы. Также может присутствовать вода в жидком состоянии и подземный океан. На юге расположена крупная полярная шапка, древние кратерные шрамы, каньоны и уступы.

Есть мнение, что Тритон был притянут гравитацией и ранее считался частью пояса Койпера. Приливное притяжение приводит к сближению. Между планетой и спутником может произойти столкновение через 3.6 млрд. лет.

Нереида стоит на третьем месте по величине в лунной семье. Вращается по проградной, но крайне эксцентрической орбите. Спектроскоп нашел льды на поверхности. Возможно, именно хаотическое вращение и вытянутая форма приводят к нерегулярным изменениям видимой величины.

Атмосфера и температура планеты Нептун

На возвышении атмосфера Нептуна состоит из водорода (80%) и гелия (19%) с небольшими метановыми примесями. Синий оттенок появляется из-за того, что метан впитывает красный свет. Атмосфера делится на два главных шара: тропосфера и стратосфера. Между ними есть тропопауза с давлением в 0.1 бар.

Спектральный анализ показывает, что стратосфера туманная из-за скопления смесей, созданных контактом УФ-лучей и метана. В ней заметны монооксид углерода и цианистый водород.

Пока никто не может объяснить, почему термосфера раскалена до 476.85°C. Нептун крайне далеко расположен от звезды, поэтому нужен другой механизм нагрева. Это может быть контакт атмосферы с ионами в магнитном поле или же гравитационные волны самой планеты.

Нептун лишен твердой поверхности, поэтому атмосфера вращается дифференциально. Экваториальная часть совершает обороты с периодом в 18 часов, магнитное поле – 16.1 часов, а полярная зона – 12 часов. Именно поэтому возникают сильные ветры. Три масштабных зафиксировал Вояджер-2 в 1989 году.

Первый шторм простирался на 13000 х 6600 км и смахивал на Большое Красное Пятно Юпитера. В 1994 году телескоп Хаббл попытался отыскать Большое Темное Пятно, но его не было. Зато на территории северного полушария образовалось новое.

Скутер – еще один шторм, представленный светлым облачным покровом. Они находятся южнее Большого Темного Пятна. В 1989 году также заметили и Маленькое Темное Пятно. Сначала оно казалось полностью темным, но когда аппарат приблизился, то удалось зафиксировать яркое ядро.

Кольца планеты Нептун

Планета Нептун располагает 5-ю кольцами, наименованных в честь ученых: Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс. Представлены пылью (20%) и небольшими осколками породы. Их сложно отыскать, потому что лишены яркости и отличаются по величине и плотности.

Иоганн Галле был первым, кто рассмотрел планету в увеличительный прибор. Кольцо идет первым и отдалено на 41000-43000 км от Нептуна. Леверье занимает в ширину всего 113 км.

На отдаленности в 53200-57200 км с шириной в 4000 км находится кольцо Ласселла. Это наиболее широкое кольцо. Ученый нашел Тритон через 17 дней после обнаружения планеты.

На 100 км простирается кольцо Араго, расположенное в 57200 км. Франсуа Араго наставлял Леверье и активно выступал в споре о планете.

Адамс в ширину простирается всего на 35 км. Но это кольцо самое яркое у Нептуна и его легко найти. Обладает пятью дугами, три из которых именуют Свобода, Равенство, Братство. Полагают, что дуги были гравитационно пойманы Галатеей, расположенной внутри кольца. Взгляните на фото колец Нептуна.

Кольца темные и созданы из органических соединений. Вмещают много пыли. Полагают, что это молодые формирования.

История изучения планеты Нептун

Нептун не фиксировали до 19-го века. Хотя, если внимательно рассмотреть зарисовки Галилея с 1612 года, то можно заметить, что точки наводят на расположение ледяного гиганта. Так что раньше планету просто принимали за звезду.

В 1821 году Алексис Бувар выпустил схемы, отображающие орбитальный путь Урана. Но дальнейший обзор показал отклонения от чертежа, поэтому ученый подумал, что рядом есть крупное тело, влияющее на путь.

За детальное изучение орбитального прохода Урана принялся Джон Адамс в 1843 году. Независимо от него в 1845-1846-х гг. трудился Урбе Леверье. Своими знаниями он поделился с Иоганном Галле в Берлинской обсерватории. Последний подтвердил, что рядом есть что-то большое.

Открытие планеты Нептун вызывало много споров относительно первооткрывателя. Но научный мир признал заслуги Леверье и Адамса. Но в 1998 году посчитали, что все же первый сделал больше.

Сначала Леверье предложил наименовать объект в свою честь, что вызвало массу возмущения. Зато второе его предложение (Нептун) стало современным названием. Дело в том, что оно вписывалось в традиции наименования. Ниже представлена карта Нептуна.

Карта поверхности планеты Нептун

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Вторая планета (после Урана), открытая в «Новое время» – Нептун – является четвертой по размеру и восьмой по расстоянию планетой от Солнца. Его назвали в честь римского морского бога, аналогичному Посейдону у греков. После открытия Урана, ученые всего мира начали спорить, т.к. траектория его орбиты не совсем соответствовала всемирному закону тяготения, открытого Ньютоном.

Это натолкнуло их на мысль о существовании еще одной планеты, пока не известной, которая и влияла своим гравитационным полем на орбиту седьмой планеты. Через 65 лет после открытия Урана, 23 сентября 1846 года была открыта планета Нептун. Она была первой планетой, которую открыли при помощи математических расчетов, а не с помощью долгих наблюдений. Расчеты начал англичанин Джон Адамс еще в 1845 году, но они были не совсем верные. Их продолжил Урбен Леверье – астроном и математик, родом из Франции. Он рассчитал положение планеты с такой точностью, что ее нашли в первых же вечер наблюдений, поэтому Леверье стали считать первооткрывателем планеты. Англичане запротестовали и после длительных споров, все признали немалый вклад Адамса, и он так же считается первооткрывателем Нептуна. Это был прорыв в расчетной астрономии! Нептун до 1930 года, считался самой далекой и последней планетой. Открытие Плутона, сделало его предпоследним. Но в 2006 году МАС — «Международный Астрономический Союз», принял более точную формулировку определения «планета», и Плутон стал считаться «карликовой планетой», а Нептун снова стал последней планетой нашей солнечной системы.

Строение Нептуна

Характеристики Нептуна были получены только с помощью одного космического аппарата «Вояджер-2». Все фотографии, были получены именно с него. В 1989 году, он прошел в 4,5 тыс. км от планеты, обнаружив несколько новых спутников и зафиксировав «Большое темное пятно», наподобие «Красного пятна» на Юпитере.

Строение Нептуна по своему составу, очень близко к Урану. Он тоже является газообразной планетой с твердым ядром, массой примерно с Землю и температурой, как на поверхности Солнца – до 7000 К. При этом, общая масса Нептуна примерно в 17 раз более массы Земли. Ядро восьмой планеты, окутывает мантия из воды, метанового льда и аммиака. Далее идет атмосфера, она включает в себя 80% водорода, 19% гелия и около 1% метана. Из метана состоят и верхние облака планеты, которые поглощают спектр красного цвета солнечных лучей, поэтому в цвете планете доминирует синий. Температура верхних слоев составляет – 200 °С. В атмосфере Нептуна зафиксированы самые сильные ветра, среди всех известных планет. Их скорость может достигать 2100 км/ч! Располагаясь на расстоянии 30 а. е., полный оборот вокруг Солнца, занимает у Нептуна почти 165 земных лет, поэтому, с момента своего открытия, он совершит свой первый полный оборот только в 2011 году.

Спутники Нептуна

Уильям Лассель открыл самый большой спутник – Тритон, уже через пару недель, после открытия самого Нептуна. Его плотность составляет 2 г/см³, следовательно, по массе он превосходит на 99% все спутники планеты. Хотя размеры его, чуть больше Луны.

Он обладает ретроградной орбитой и скорее всего, очень давно, был захвачен полем Нептуна, из расположенного рядом, пояса Койпера. Это поле, постоянно притягивает спутник к планете все ближе и ближе. Поэтому в недалеком, по космическом меркам, будущем (через 100 млн. лет) он столкнется с Нептуном, в результате чего могут образоваться кольца, более мощные и заметные, чем сейчас наблюдаются у Сатурна. На Тритоне присутствует атмосфера, что может означать, наличие жидкого океана, под ледяной корой кромкой поверхности. Т.к. Нептун в римской мифологии был морским богом, все его спутники названы в честь римских морских богов, поменьше рангом. Среди них можно выделить Нереиду, Протей, Деспину, Таласу и Галатею. Масса всех этих спутников, составляет менее 1% от массы Тритона!

Характеристики Нептуна

Масса: 1,025*1026 кг (в 17 раз больше Земли)
Диаметр на экваторе: 49528 км (в 3,9 раз больше Земли)
Диаметр на полюсе: 48680 км
Наклон оси: 28,3°
Плотность: 1,64 г/см³
Температура верхних слоев: около – 200 °C
Период обращения вокруг оси (сутки): 15 часов 58 минут
Расстояние от Солнца (среднее): 30 а. е. или 4,5 млрд. км
Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 165 лет
Скорость вращения по орбите: 5,4 км/с
Эксцентриситет орбиты: e = 0,011
Наклон орбиты к эклиптике: i = 1,77°
Ускорение свободного падения: 11 м/с²
Спутники: есть 13 шт.

Нептун, вид с Вояджера-2

По мнению ученых, Нептун является одним из самых холодных мест в Солнечной системе. Температура верхнего облачного слоя планеты (где давление составляет 0,1 бар), может опуститься до 55 градусов Кельвина. Это -218 градусов по Цельсию.

Температура Нептуна

Средняя температура атмосферы, на уровне, где давление составляет 1 бар (что примерно равно давлению в 1 атмосферу, как у поверхности Земли), составляет 73 K (-200 по Цельсию).

Но существует одна странная аномалия на южном полюсе планеты. Он на 10 градусов теплее, чем в других местах гиганта. Эта, так называемая, «горячая точка» появилась потому, что южный полюс, в настоящее время, повернут к Солнцу. При движении по орбите, освещение различных регионов меняется. С течением времени, северный полюс станет теплее, а южный остынет.

Если мы совершим виртуальное путешествовать к центру планеты, то обнаружим, что его нагрев резко возрастает вместе с глубиной. Как и у всех планет, температура внутренних слоев намного больше, чем у поверхности.

Температура ядра равна 7000 градусов по Цельсию, что чуть больше, чем на поверхности Солнца.

Огромная разница температур, между центром и его поверхностью, создает огромные бури. Скорость ветров составляет около 2100 км/час, что делает их самыми быстрыми в Солнечной системе.

Какова температура планеты, по сравнению с другими объектами в Солнечной системе? У Плутона она равна только 33 Кельвинам, это холоднее, чем на Нептуне. Но Плутон больше не является планетой, так что он не может быть самой холодной планетой в Солнечной системе. На Уране, температура облачного слоя (на уровне с давлением 1 бар) в среднем равна 76 Кельвин. Другие же планеты гораздо теплее, вплоть до +425 градусов Цельсия на поверхности Меркурия.

Вояджер-2 сделал этот снимок Нептуна за пять дней до своего исторического пролета планеты 25 августа 1989 года.

Планета Нептун – таинственный голубой гигант на окраине Солнечной системы, о существовании которого не подозревали до конца первой половины XIX столетия.

Далекая, невидимая без оптических приборов планета, была открыта осенью 1846 года. Первым о существовании небесного тела, аномально влияющего на движение , задумался Дж. К. Адамс. Свои расчеты и предположения он представил королевскому астроному Эри, который оставил их без внимания. В это же время исследованием отклонений в орбите Урана занимался француз Леверье, его выводы о существовании неизвестной планеты были представлены в 1845 году. Было очевидным, что результаты двух независимых исследований очень близки.

В сентябре 1846 года через телескоп Берлинской обсерватории была замечена неизвестная планета, расположенная в месте, указанном в расчетах Леверье. Открытие, сделанное при помощи математических вычислений, потрясло научный мир и стало предметом спора Англии и Франции о национальном приоритете. Во избежание споров можно считать первооткрывателем немецкого астронома Галле, который рассмотрел новую планету в телескоп. По традиции для названия было выбрано имя одного из римских богов – покровителя морей Нептуна.

Орбита Нептуна

После Плутона из списка планет, Нептун оказался последним – восьмым – представителем Солнечной системы. Его удаленность от центра составляет 4,5 млрд. км, на прохождение этого расстояния волне света необходимо 4 часа. Планета вместе с Сатурном, Ураном и Юпитером вошла в группу четырех газовых гигантов. Из-за огромного диаметра орбиты год здесь равен 164,8 земным, а сутки пролетают менее чем за 16 часов. Траектория прохождения вокруг Солнца близка к круговой, ее эксцентриситет равен 0,0112.

Строение планеты

Математические расчеты позволили создать теоретическую модель строения Нептуна. В его центре расположено твердое ядро, по массе аналогичное Земле, в составе замечено железо, силикаты, никель. Поверхность выглядит вязкой массой из аммиачной, водной и метановой модификации льда, которая без четкой границы перетекает в атмосферу. Внутренняя температура ядра довольно высока – достигает 7000 градусов, – но из-за высокого давления застывшая поверхность не тает. Нептуна превышает земную в 17 раз и составляет 1,0243х10 в 26 кг.

Атмосфера и бушующие ветра

Основу представляют: водород – 82%, гелий – 15% и метан – 1%. Это традиционный состав для газовых гигантов. Температура на условной поверхности Нептуна показывает -220 градусов по Цельсию. В нижних слоях атмосферы замечены облака, образованные кристаллами метана, сероводородом, аммиаком или сульфидом аммония. Именно эти кусочки льда создают голубое свечение вокруг планеты, но это лишь часть объяснения. Существует гипотеза о неизвестном веществе, которое дает яркий синий цвет.

Уникальной скоростью обладают ветра, дующие на Нептуне, ее среднее число равно 1000 км/ч, а порывы при урагане достигают 2400 км/ч. Воздушные массы движутся против оси вращения планеты. Необъяснимым фактом является усиление бурь и ветров, которое наблюдается с нарастанием расстояния между планетой и Солнцем.

Космический аппарат « » и телескоп Хаббл наблюдали удивительное явление – Большое Темное Пятно – ураган грандиозных размеров, который несся по Нептуну со скоростью 1000 км/ч. Подобные вихри появляются и пропадают в разных местах планеты.

Магнитосфера

Магнитное поле гиганта получило значительную мощность, его основой считается токопроводящая жидкая мантия. Смещение магнитной оси по отношению к географической на 47 градусов заставляет магнитосферу изменять свою форму вслед за вращением планеты. Этот могучий щит отражает энергию солнечного ветра.

Спутники Нептуна

Спутник – Тритон – был замечен спустя месяц после грандиозного открытия Нептуна. Его масса равняется 99% от всей системы спутников. Появление Тритона связывают с возможным захватом из .
Пояс Койпера — обширная область, заполненная объектами размером с небольшой спутник, но есть немногие из них размером с Плутон и некоторые, может даже и больше. За поясом Койпера располагается — место откуда к нам прилетают кометы. Облако Оорта простирается почти на полпути к ближайшей звезде.

Тритон — одна из трех лун в нашей системе, обладающая атмосферой. Тритон единственный имеет сферическую форму. Всего в компании Нептуна 14 небесных тел, названных именами более мелких богов морских глубин.

Со времени обнаружения планеты обсуждалось наличие у нее , но подтверждений теории не находили. Только в 1984 году в чилийской обсерватории заметили яркую дугу. Остальные пять колец были найдены благодаря исследованиям аппарата «Вояджер-2». Образования имеют темный цвет и не отражают солнечный свет. Своими именами они обязаны людям, открывшим Нептун: Галле, Леверье, Арго, Лассель, а самое далекое и необычное названо в честь Адамса. Это кольцо состоит из отдельных дужек, которые должны были слиться в единую конструкцию, но не делают этого. Возможной причиной считается воздействие гравитации не открытых еще спутников. Одно образование осталось безымянным.

Исследования

Огромная удаленность Нептуна от Земли и особенное расположение в космосе затрудняют наблюдения за планетой. Появление крупных телескопов с мощной оптикой расширило возможности ученых. Все исследования Нептуна основываются на данных, полученных миссией «Вояджер – 2». Далекая синяя планета, летящая у границы известного нам мира, полна , о которых мы практически ничего еще не знаем.

Новые Горизонты запечатлели Нептун и его спутник Тритон. Снимок сделан 10 июля 2014 года с расстояния 3,96 млрд. километров.

Изображения Нептуна

Изображения Нептуна и его спутников, сделанные Вояджером-2 в значительной степени недооценивают. Более увлекательным, чем даже сам Нептун, является его гигантский спутник Тритон, который похож по размеру и плотности на Плутон. Тритон, возможно, был захвачен Нептуном о чем свидетельствует его ретроградное движение (по часовой стрелке) по орбите вокруг Нептуна. Гравитационное взаимодействие между спутником и планетой генерирует тепло и поддерживает Тритон активным. Его поверхность имеет несколько кратеров и геологически активна.

Его кольца тонкие и слабые и почти невидимые с Земли. Вояджер-2 сделал снимок, когда они были подсвечены Солнцем. Изображение сильно переэкспонированно (10-минут).

Облака Нептуна

Несмотря на большое расстояние от Солнца, Нептун имеет весьма динамичную погоду, в том числе самые сильные ветра в Солнечной системе. «Большое Темное Пятно», которое видно на снимке, уже исчезло и показывает нам как быстро происходят изменения на самой далекой планете.

Самая полная карта Тритона на сегодняшний день

Пол Шенк из института Луны и планет (Хьюстон, США) переработал старые данные Вояджера, чтобы выявить больше деталей. В результате получилась карта обоих полушарий, хотя большая часть Северного полушария отсутствует, из-за того, что в момент пролета зонда была в тени.

Анимация пролета космического аппарата Вояджер-2 мимо
Тритон
а, совершенного в 1989 году. Во время пролета, большая часть Северного полушария
Тритон
а была в тени. Из-за большой скорости Вояджера и медленного вращения
Тритон
а, мы смогли увидеть только одно полушарие.

Гейзеры Тритона

Загадочные колебания температуры зафиксированы на Нептуне — The Planetary Science Journal — Поиск

11.04.2022

Беспрецедентный анализ изменений температуры Нептуна выявил нечто довольно странное, происходящее на самой далекой планете нашей Солнечной системы.

Далекому Нептуну, который вращается вокруг Солнца примерно в 30 раз дальше, чем Земля, требуется соответственно много времени, чтобы совершить свой путь вокруг звезды: фактически около 165 земных лет, что означает, что каждый сезон на Нептуне длится более 40 земных лет.  

Прямо сейчас в южном полушарии Нептуна эпическое лето длиной в четыре десятилетия, но по причинам, которые ученые не могут полностью объяснить, температура точно не повышалась — по крайней мере, не так постепенно, как мы могли бы предположить.

Новое исследование , в котором собраны наблюдения за температурой Нептуна за 17 лет, вместо этого показывает, что происходит обратное: показания указывают на загадочное глобальное среднее падение примерно на 8 ° C в период с 2003 по 2018 год, о чем свидетельствует значительное снижение атмосферной радиации с 2003 года. 

(Майкл Роман/НАСА/Лаборатория реактивного движения/Вояджер-МКС/Джастин Коуарт)

Вверху: наблюдаемые изменения яркости Нептуна в тепловом инфракрасном диапазоне.

«Это изменение было неожиданным», — говорит планетолог Майкл Роман из Университета Лестера в Великобритании.

«Поскольку мы наблюдали за Нептуном в начале южного лета, мы ожидали, что температура будет медленно повышаться, а не понижаться».

Сбор надежных данных о температуре атмосферы Нептуна — не самая простая задача, учитывая, как далеко находится эта холодная планета от Земли.

На самом деле получить такие показания стало возможным только на рубеже веков, с появлением чувствительных инфракрасных измерений на новых космических телескопах. Одним из них является  VISIR  (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared), установленный на Очень большом телескопе Европейской южной обсерватории (VLT), который может определять температуру на основе уровня излучения инфракрасного света.

Чтобы изучить инфракрасное излучение Нептуна, Роман и его команда проанализировали почти 100 тепловых наблюдений за планетой, многие из которых были получены с помощью VISIR, а также включали данные космического телескопа НАСА «Спитцер» и многочисленных наземных телескопов в Чили и на Гавайях.

Результаты, представляющие собой самую большую компиляцию доступных в настоящее время наземных изображений Нептуна в среднем инфракрасном спектре, предполагают, что температура в стратосфере Нептуна снижалась (несмотря на летнее время) в течение большей части периода исследования, хотя поздний всплеск излучения между 2018 г. а 2020 год предполагает, что атмосфера быстро нагрелась примерно на 11 ° C всего за два года.

Что касается того, почему атмосферная температура Нептуна, кажется, так неожиданно колеблется в середине сезона, мы не можем быть полностью уверены, но исследователи считают, что за наблюдаемыми изменениями могут стоять изменения в атмосферной химии.

«В то время как метан поглощает солнечный свет и нагревает атмосферу, фотохимически произведенные углеводороды — в первую очередь этан и ацетилен — являются мощными инфракрасными излучателями, которые служат для охлаждения стратосферы», — объясняют исследователи в своей статье.

«Баланс между этим радиационным нагревом и охлаждением меняется по мере изменения количества фотохимических углеводородов».

Предыдущее исследование температуры Сатурна показало, что взаимодействие химических веществ в атмосферных облаках может влиять на их температуру, приводя к температурным пикам перед максимальным солнечным излучением, и, возможно, что-то подобное может происходить и здесь.

«Тем не менее, учитывая 165-летний период обращения Нептуна, ожидается, что любые сезонные изменения будут происходить постепенно в течение десятилетий», — пишут исследователи .

«Быстрые изменения, наблюдаемые между 2018 и 2020 годами, кажутся удивительно быстрыми для сезонной реакции… Дополнительные процессы, по-видимому, действуют в атмосфере Нептуна в субсезонных временных масштабах, а также в региональном и глобальном масштабах».

Другим объяснением могут быть погодные изменения, которые могут повлиять на состав и химический состав атмосферных облаков, включая эффекты темных вихрей, наблюдаемых на Нептуне , что является еще одной загадкой планеты, о которой мы все еще изучаем.

Исследователи говорят, что солнечный поток также стоит учитывать, отмечая, что изменения яркости, вызванные циклом активности Солнца, могут каким-то образом вызывать фотохимические изменения в атмосфере Нептуна, которые снова могут объяснить наблюдаемые нами колебания температуры.

Все, что мы действительно знаем наверняка, это то, что нам потребуется гораздо больше исследований, чтобы добраться до сути этих удивительных показаний — просто последней тайны, связанной с этим темным, далеким миром .

«Я думаю, что Нептун сам по себе очень интригует многих из нас, потому что мы до сих пор так мало о нем знаем», — говорит Роман .

«Все это указывает на более сложную картину атмосферы Нептуна и ее изменения со временем».

О результатах сообщает The Planetary Science Journal .

Источник

Ученые наблюдают загадочные температурные колебания на Нептуне

Исследователи обнаружили удивительное снижение общей температуры на планете. Учитывая сезоны, которые длятся 40 лет, астрономы пока не смогли объяснить столь быстрые и резкие изменения.

Потепление планеты – одна из проблем, стоящих перед человечеством на Земле. Но температура меняется не только на нашей планете. Астрономы сделали удивительное открытие на Нептуне.

Исследователи обнаружили удивительное снижение общей температуры на планете.

Крайней планете нашей Солнечной системы требуется около 165 лет, чтобы совершить один полный круг вокруг Солнца.

Хотя Нептун получает едва ли более одной девятисотой части солнечной энергии, которая попадает на Землю, там также наблюдаются сезонные температурные различия.

Более 40 лет южная полярная область планеты наклонена к Солнцу из-за ее осевого наклона; последнее «летнее солнцестояние» произошло в 2005 году.

Теперь международная исследовательская группа, изучающая температурные записи, обнаружила загадочные значения, которые, похоже, не соответствуют сезонному ритму Нептуна.

«Это изменение было неожиданным, – говорит Майкл Роман, научный сотрудник Лестерского университета (Великобритания) и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале The Planetary Science Journal.

«Наблюдая Нептун во время южного начала лета, мы ожидали, что температура будет медленно расти, а не снижаться».

Ученые изучили почти 100 тепловых изображений Нептуна, сделанных за 17-летний период, чтобы проследить общую эволюцию температуры планеты более детально, чем когда-либо прежде.

К удивлению исследователей, эти данные показали, что большая часть планеты постепенно охлаждалась в течение последних двух десятилетий, несмотря на наступление южного лета.

Таким образом средняя глобальная температура Нептуна снизилась на восемь градусов Цельсия в период с 2003 по 2018 год.

Но это еще не все: в последние два года наблюдений они вдруг заметили резкое потепление южного полюса Нептуна. В период с 2018 по 2020 год температура там повысилась на 11 градусов Цельсия.

Хотя о теплом полярном вихре Нептуна известно уже много лет, такого быстрого потепления полюса на планете еще никогда не наблюдалось.

«Эти быстрые изменения удивительно быстры для сезонной вариации, особенно если учесть, что южный полюс постоянно находится на солнце с 1963 года», – пишут исследователи.

«Очевидно, в атмосфере Нептуна действуют дополнительные процессы, происходящие в течение сезонов и в региональных и глобальных масштабах» – считают они.

Неожиданные изменения

«Наши данные охватывают менее половины сезона Нептуна, поэтому никто не ожидал увидеть большие и быстрые изменения», – сказал соавтор Гленн Ортон из Лаборатории реактивного движения (JPL) Калтеха в США.

Из всех планет Солнечной системы, известных на сегодняшний день, Нептун находится дальше всех. Она вращается вокруг звезды на расстоянии, примерно в 30 раз превышающем расстояние до Земли, и является леденяще холодной.

Поскольку эта планета находится на расстоянии около 4,5 миллиардов километров от Земли и поэтому чрезвычайно холодный, со средней температурой ‑220 градусов по Цельсию, для специалистов возникают большие трудности при измерении его температуры с Земли.

«Подобное исследование возможно только с помощью чувствительных инфракрасных изображений, полученных с помощью крупных телескопов, таких как VLT Есо, которые могут точно наблюдать за Нептуном, а они доступны только около 20 лет», – говорит соавтор исследования Ли Флетчер из Лестерского университета.

Поскольку температурные колебания Нептуна были настолько неожиданными, исследователи пока не знают, что могло их вызвать.

Возможно, это явление произошло на основе изменений в химическом составе стратосферы Нептуна, случайных погодных условий или даже солнечного цикла.

«В любом случае, все это указывает на сложную структуру атмосферы Нептуна и на то, как она меняется со временем».

Возможно, в ходе более сильной или слабой солнечной активности в атмосфере голубого ледяного гиганта образуются более или менее яркие облака, которые затем могут изменить температуру стратосферы. Однако эта связь должна быть сначала подтверждена дальнейшими наблюдениями, говорят исследователи.

В ближайшие годы исследователи надеются, что дальнейшие наблюдения помогут им понять причины этих колебаний. Экстремально большой телескоп (ELT) ESO, который сейчас находится в стадии строительства, и космический телескоп Джеймса Уэбба, вероятно, сыграют в этом важную роль.

Нептун также отличается тем, что на нем бушуют самые быстрые бури в Солнечной системе, а его облака могут появляться и исчезать в течение нескольких дней или оставаться видимыми от нескольких месяцев до нескольких лет.

Читать Также:

• Ученые подтвердили наличие более 5000 известных экзопланет
• NASA открыло 50-летний образец грунта с Луны
• Обнаружена гигантская экзопланета в девять раз больше Юпитера

Подпишитесь на наш Telegram

Получайте 1 сообщение с главными новостями за день, каждый вечер по будням.

Читайте также:

Какая температура на Нептуне? — Russian Traveler

Но они пытаются понять, что происходит.

Анализ изменений температуры Нептуна выявил нечто довольно странное, происходящее на самой далекой планете нашей Солнечной системы.

Нептуну, который находится примерно в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, требуется много времени, чтобы совершить полный оборот вокруг светила – около 165 земных лет. Это также означает, что каждый сезон на этой планете длится более 40 земных лет.

Прямо сейчас южное полушарие Нептуна переживает эпическое лето длиной в четыре десятилетия, но по причинам, которые ученые не могут полностью объяснить, температура здесь не повышалась – по крайней мере, не так, как мы могли бы предположить.

Новое исследование, в котором собраны наблюдения за температурой Нептуна за последние 17 лет, показывает, что происходит обратное. Зафиксировано загадочное глобальное среднее падение температуры примерно на 8 °C в период с 2003 по 2018 год, о чем свидетельствует значительное снижение атмосферной радиации на Нептуне с 2003 года.  

«Это изменение было неожиданным. Поскольку мы наблюдали за Нептуном в начале южного лета, мы ожидали, что температура будет медленно повышаться, а не понижаться», – Майкл Роман, соавтор исследования из Университета в Лестере.

Сбор надежных данных о температуре атмосферы Нептуна – не самая простая задача, учитывая, как далеко эта планета находится от Земли. На самом деле получить такие показания стало возможно только на рубеже нового тысячелетия, с появлением чувствительных инфракрасных измерений на новых космических телескопах. 

Одним из них является VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared), установленный на Очень Большом Телескопе Европейской южной обсерватории (VLT), который может определять температуру на основе уровня излучения инфракрасного света.

Чтобы изучить инфракрасное излучение Нептуна, Роман и его команда проанализировали почти 100 тепловых наблюдений за планетой, многие из которых были получены с помощью VISIR, а также включали данные космического телескопа «Спитцер» и многочисленных наземных телескопов в Чили и на Гавайях.

Схема температурных колебаний на Нептуне

Фото: Michael Roman

Результаты, представляющие собой самую большую компиляцию доступных в настоящее время наземных изображений Нептуна в среднем инфракрасном спектре, предполагают, что температура в стратосфере Нептуна снижалась несмотря на летнее время в течение большей части периода исследования. Хотя поздний всплеск излучения между 2018 и 2020 годами предполагает, что атмосфера быстро нагрелась примерно на 11 °C всего за два года!

Хотя достоверного объяснения таких температурных колебаний у ученых нет, они предполагают, что за наблюдаемыми изменениями могут стоять изменения в атмосферной химии.

«В то время как метан поглощает солнечный свет и нагревает атмосферу, фотохимически произведенные углеводороды – в первую очередь этан и ацетилен – являются мощными инфракрасными излучателями, которые приводят к охлаждению стратосферы.

Баланс между этим радиационным нагревом и охлаждением меняется по мере изменения количества фотохимических углеводородов», – пишут авторы исследования.

Другое исследование температуры на Сатурне показало, что взаимодействие химических веществ в атмосферных облаках может влиять на их температуру, приводя к температурным пикам перед максимальным солнечным излучением, и, возможно, что-то подобное может происходить и здесь.

«Тем не менее, учитывая 165-летний период обращения Нептуна, ожидается, что любые сезонные изменения должны происходить постепенно в течение десятилетий. Быстрые изменения, наблюдаемые между 2018 и 2020 годами, кажутся удивительно быстрыми для сезонной реакции.

Дополнительные процессы, по-видимому, действуют в атмосфере Нептуна в субсезонных временных масштабах, а также в региональном и глобальном масштабах», – отмечают ученые.

Откуда планеты Солнечной системы взяли свои имена?

Другим объяснением таких колебаний могут быть погодные изменения, которые могут повлиять на состав и химический состав атмосферных облаков, включая эффекты темных вихрей, наблюдаемых на Нептуне. Эти вихри являются еще одной загадкой планеты, над которой бьются ученые.

Исследователи говорят, что необходимо также учитывать солнечный поток, отмечая, что изменения яркости, вызванные циклом активности Солнца, также могут каким-то образом вызывать фотохимические изменения в атмосфере Нептуна.

«Все, что мы действительно знаем наверняка – то, что нам потребуется гораздо больше исследований, чтобы добраться до сути этих удивительных явлений, связанных с этой темной далекой планетой. Я думаю, что Нептун сам по себе очень интригует многих из нас, потому что мы до сих пор так мало о нем знаем», — резюмирует Роман.

Температура Нептуна странным образом колеблется от высокой до низкой

Телескоп Subaru получил это тепловое инфракрасное изображение в 2020 году, показывающее температуру Нептуна. Южный полюс планеты за последние несколько лет стал значительно теплее, о чем свидетельствует яркое пятно в нижней части этого изображения. На самом деле, согласно новому исследованию, недавно измеренные температуры в атмосфере Нептуна оказались и ниже, и выше, чем ожидалось. Изображение предоставлено ESO/M. Roman/NAOJ/Subaru/COMICS.

Нептун — восьмая планета, удаленная от нашего Солнца. Вдали от солнечного света и тепла, это неприступно холодный мир со средней температурой -364 градуса по Фаренгейту (-220 градусов по Цельсию). Но на прошлой неделе (11 апреля 2022 г.) международная группа астрономов заявила, что они зафиксировали неожиданное падение температуры в атмосфере Нептуна, за которым последовало резкое потепление на южном полюсе планеты. Они недоумевают и говорят, что эти находки были неожиданными .

Исследователи использовали Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории и несколько других телескопов, как на Земле, так и в космосе, чтобы сделать свое открытие. Они опубликовали рецензируемые результаты в The Planetary Science Journal от 11 апреля (открытый доступ).

Неожиданные колебания температуры Нептуна

Колебания температуры были удивительными и неожиданными, как заявил Майкл Роман, ведущий автор из Университета Лестера, Великобритания:

Это изменение было неожиданным. Поскольку мы наблюдали за Нептуном в начале южного лета, мы ожидали, что температура будет постепенно повышаться, а не понижаться.

Увеличить. | Инфракрасно-тепловые изображения Нептуна, сделанные Очень Большим Телескопом (VLT) в 2006, 2009 гг.и 2018 г., а также телескоп Subaru в 2020 г. Изображение предоставлено ESO/M. Roman/NAOJ/Subaru/COMICS.

Исследователи сделали это открытие после изучения почти 100 тепловых инфракрасных изображений Нептуна. Снимки были сделаны за 17-летний период. Они обнаружили нечто довольно необычное: несмотря на то, что на планете начиналось южное лето, большая часть планеты за последние два десятилетия постепенно остыла . В целом глобальная средняя температура Нептуна упала на 46 градусов по Фаренгейту (26 градусов по Цельсию) в период с 2003 по 2018 год. Почему?

Затем, за последние два года наблюдений, температура на южном полюсе Нептуна резко повысилась на . Фактически, они быстро поднялись на 52 градуса по Фаренгейту (29 градусов по Цельсию) в период с 2018 по 2020 год.

У Нептуна действительно есть относительно теплый полярный вихрь в атмосфере над его южным полюсом. Однако до сих пор ученые никогда не наблюдали такого быстрого потепления. Как заметил Гленн Ортон, старший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL):

Наши данные охватывают менее половины сезона Нептуна, поэтому никто не ожидал увидеть больших и быстрых изменений.

Анализ теплового инфракрасного изображения

Как астрономы измеряли изменения температуры на Нептуне? Они использовали тепловизионные камеры, которые измеряют инфракрасный свет, излучаемый астрономическими объектами. Их изучение изображений было всесторонним, с использованием всех известных изображений, сделанных наземными телескопами за последние два десятилетия. В частности, исследовали стратосферу Нептуна.

Во время наблюдений на Нептуне было южное лето. Астрономеры смогли построить более полную картину колебаний температуры за этот период времени. Соавтор Ли Флетчер из Университета Лестера, Великобритания, сказал:

Этот тип исследования возможен только с чувствительными инфракрасными изображениями с больших телескопов, таких как VLT, которые могут четко наблюдать за Нептуном, и они были доступны только в прошлом. 20 лет или около того.

Возможные объяснения температуры Нептуна

Ученые пока точно не знают, что вызывает неожиданные изменения температуры. Они рассматривают различные возможности, такие как химия стратосферы, случайные погодные условия или, возможно, солнечный цикл Солнца.

Майкл Роман из Университета Лестера, Великобритания, возглавил новое исследование необычных температурных изменений в атмосфере Нептуна. Изображение через LinkedIn.

Только дальнейшие наблюдения помогут установить причину или причины колебаний температуры. В частности, Чрезвычайно Большой Телескоп ESO (ELT) мог бы более подробно наблюдать такие температурные изменения, а недавно запущенный космический телескоп Джеймса Уэбба предоставит новые беспрецедентные карты химического состава и температуры в атмосфере Нептуна. Все эти наблюдения дадут ценные подсказки относительно того, что происходит в холодной атмосфере Нептуна. Как заметил Роман, о Нептуне еще многое предстоит узнать:

Я думаю, что Нептун сам по себе очень интригует многих из нас, потому что мы все еще так мало о нем знаем. Все это указывает на более сложную картину атмосферы Нептуна и ее изменения со временем.

Несколько телескопов

VLT сыграли центральную роль в получении изображений, использованных в исследовании, в частности прибор VLT Imager и Spectrometer for mid-InfraRed (VISIR). Но кроме того, несколько других телескопов также внесли свой вклад в анализ, в том числе космический телескоп NASA Spitzer и телескоп Gemini South в Чили. Кроме того, свою роль сыграли телескоп Subaru, обсерватория WM Keck и телескоп Gemini North, расположенные на Гавайях.

Благодаря размеру зеркала и высоте над уровнем моря VLT предоставил самые четкие изображения Нептуна, сравнимые с изображениями, полученными космическим телескопом Хаббла.

Нептун глазами космического корабля НАСА «Вояджер-2» 25 августа 1989 года. «Вояджер-2» до сих пор остается единственным космическим кораблем, посетившим Нептун и его спутники. Изображение предоставлено NASA/JPL.

Холодный далекий мир

Нептун, расположенный на расстоянии 4,5 миллиарда километров от Солнца, постоянно является очень холодным местом. Даже с вариациями средняя температура по-прежнему остается ледяной -364 градуса по Фаренгейту (-220 градусов по Цельсию).

На Нептуне, как и на Земле, есть времена года. Однако каждый сезон длится эквивалентно 40 земным годам. Нептуну требуется 165 земных лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Летний сезон в южном полушарии Нептуна начался в 2005 году.

Космический корабль НАСА «Вояджер-2» пролетел мимо Нептуна и его спутников 25 августа 1989 года. На сегодняшний день это единственный космический корабль, посетивший эти далекие миры.

Вывод: температура на Нептуне на удивление и ниже, и выше, чем ожидалось, говорят ученые. Несколько телескопов со всего мира и в космосе провели наблюдения для нового международного исследования.

Источник: субсезонные колебания излучения Нептуна в среднем инфракрасном диапазоне. когда он смотрел «Космос» Карла Сагана. В школе он был известен своей страстью к исследованию космоса и астрономии. В 2005 году он начал свой блог The Meridiani Journal, который представлял собой хронику исследования планет. В 2015 году блог был переименован в Planetaria. Хотя он интересуется всеми аспектами освоения космоса, его главной страстью является планетарная наука. В 2011 году он начал писать о космосе на фрилансе, а сейчас пишет для AmericaSpace и Futurism (часть Vocal). Он также писал для Universe Today и SpaceFlight Insider, публиковался в The Mars Quarterly и писал дополнительные статьи для известного iOS-приложения Exoplanet для iPhone и iPad.

Какова температура поверхности Нептуна?

Наша Солнечная система — очаровательное место. Между его восемью планетами и множеством карликовых планет существуют серьезные различия в плане орбиты, состава и температуры. В то время как условия внутри Солнечной системы, где планеты имеют земную природу, могут быть довольно жаркими, планеты, которые вращаются за линией замерзания, где достаточно холодно, чтобы летучие вещества (то есть вода, аммиак, метан, CO и CO²) конденсировались в твердые тела. – может сильно простудиться!

Именно в этой среде мы находим Нептун, самую удаленную (и, следовательно, самую холодную) планету Солнечной системы. Хотя у этого газо-ледяного гиганта нет «поверхности», о которой можно было бы говорить, были проведены наземные исследования и облеты, в результате которых удалось получить точные измерения температуры в верхних слоях атмосферы планеты. В целом, температура на планете колеблется от примерно 55 К (-218 ° C, -360 ° F) до 72 К (-200 ° C, -328 ° F), что делает ее самой холодной планетой в Солнечной системе.

Орбитальные характеристики:

Из всех планет Солнечной системы Нептун вращается вокруг Солнца на наибольшем среднем расстоянии. С очень небольшим эксцентриситетом (0,0086) он обращается вокруг Солнца по большой полуоси приблизительно 30,11 а. е. (4 504 450 000 000 км), в диапазоне от 29,81 а.е. ⁹ км) в афелии.

Нептун и богатый льдом пояс Койпера, лежащий за его орбитой. Предоставлено: НАСА

Нептуну требуется 16 часов 6 минут и 36 секунд (0,6713 дня), чтобы совершить одно звездное вращение, и 164,8 земных года, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Это означает, что один день на Нептуне длится на 67 % дольше, тогда как год равен примерно 60 190 земным дням (или 89 666 нептуновым дням).

Поскольку наклон оси Нептуна (28,32°) аналогичен наклону оси Земли (~23°) и Марса (~25°), планета испытывает аналогичные сезонные изменения. В сочетании с долгим периодом обращения это означает, что времена года длятся сорок земных лет. Кроме того, осевой наклон планеты также приводит к вариациям продолжительности дня, а также к вариациям температуры между северным и южным полушариями (см. ниже).

«Поверхностная» температура:

Из-за их состава определение температуры поверхности газовых или ледяных гигантов (по сравнению с планетами или лунами земной группы) технически невозможно. В результате астрономы полагались на измерения, полученные на высотах, где атмосферное давление равно 1 бару (или 100 кПа), что эквивалентно атмосферному давлению здесь, на Земле, на уровне моря.

Контрастное по цвету фото, показывающее особенности атмосферы Нептуна. Кредит: Эрих Каркошка

Именно здесь, на Нептуне, чуть ниже верхних слоев облаков давление достигает от 1 до 5 бар (100–500 кПа). Также на этом уровне температура достигает своего зарегистрированного максимума в 72 К (-201,15 ° C; -330 ° F). При этой температуре условия подходят для конденсации метана, и считается, что образуются облака аммиака и сероводорода (именно это придает Нептуну характерный темно-голубой цвет).

Но, как и на всех газовых и ледяных гигантах, на Нептуне температура меняется из-за глубины и давления. Короче говоря, чем глубже человек уходит в Нептун, тем жарче становится. В своем ядре Нептун достигает температуры до 7273 К (7000 ° C; 12 632 ° F), что сравнимо с поверхностью Солнца. Огромная разница температур между центром Нептуна и его поверхностью создает сильные ураганы, скорость которых может достигать 2100 км/ч, что делает их самыми быстрыми в Солнечной системе.

Температурные аномалии и колебания:

В то время как Нептун усредняет самые низкие температуры в Солнечной системе, странная аномалия находится на южном полюсе планеты. Здесь на 10 градусов К теплее, чем на остальной планете. Эта «горячая точка» возникает из-за того, что южный полюс Нептуна в настоящее время подвергается воздействию Солнца. По мере того, как Нептун продолжает свое путешествие вокруг Солнца, положение полюсов будет меняться. Тогда северный полюс станет более теплым, а южный полюсом остынет.

Более разнообразная погода на Нептуне по сравнению с Ураном отчасти объясняется его более высоким внутренним нагревом, что вызывает особое недоумение у ученых. Несмотря на то, что Нептун расположен более чем на 50 % дальше от Солнца, чем Уран, и получает только 40 % солнечного света, температуры поверхности двух планет примерно равны.

Четыре изображения Нептуна, сделанные с интервалом в несколько часов космическим телескопом Хаббла 25–26 июня 2011 г. Предоставлено: НАСА, ЕКА и группа наследия Хаббла (STScI/AURA)

Глубже внутри слоев газа температура неуклонно растет. Это согласуется с Ураном, но, как ни странно, расхождение больше. Уран излучает только в 1,1 раза больше энергии, чем получает от Солнца, тогда как Нептун излучает примерно в 2,61 раза больше. Нептун — самая дальняя планета от Солнца, но его внутренней энергии достаточно, чтобы управлять самыми быстрыми планетарными ветрами, наблюдаемыми в Солнечной системе. Механизм этого остается неизвестным.

И хотя было зарегистрировано, что температура на Плутоне опустилась до 33 К (-240 °C; -400 °F), статус Плутона как карликовой планеты означает, что он больше не относится к тому же классу, что и другие. Таким образом, Нептун остается самой холодной планетой из восьми.

Мы написали много статей о Нептуне в Universe Today. Вот газовый (и ледяной) гигантский Нептун, на что похожа поверхность Нептуна?, 10 интересных фактов о Нептуне и кольца Нептуна.

Если вам нужна дополнительная информация о Нептуне, ознакомьтесь с информационными бюллетенями о Нептуне на сайте Hubblesite, а вот ссылка на Руководство НАСА по исследованию Солнечной системы для Нептуна.

Мы записали целую серию Astronomy Cast как раз о Нептуне. Вы можете послушать его здесь, Эпизод 63: Нептун.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Астрономы фиксируют удивительные изменения температуры Нептуна

На этой композиции показаны тепловые изображения Нептуна, сделанные в период с 2006 по 2020 год. Первые три изображения (2006, 2009, 2018) были получены с помощью прибора VISIR на Очень Большом Телескопе ESO, а изображение 2020 года было получено с помощью прибора COMICS на Телескопе Субару ( ВИЗИР не работал в середине-конце 2020 года из-за пандемии). После постепенного охлаждения планеты южный полюс за последние несколько лет стал значительно теплее, о чем свидетельствует яркое пятно на дне Нептуна на снимках 2018 и 2020 годов. Фото: ESO/M. Роман, NAOJ/Subaru/COMICS

Международная группа астрономов использовала наземные телескопы, в том числе Очень Большой Телескоп Европейской южной обсерватории (ESO VLT), для отслеживания температуры атмосферы Нептуна в течение 17-летнего периода. Они обнаружили неожиданное падение глобальной температуры Нептуна, за которым последовало резкое потепление на его южном полюсе.

«Это изменение было неожиданным, — говорит Майкл Роман, научный сотрудник Лестерского университета в Великобритании и ведущий автор исследования, опубликованного сегодня в Журнал планетарной науки . «Поскольку мы наблюдали за Нептуном в начале южного лета, мы ожидали, что температура будет медленно повышаться, а не понижаться».

Как и Земля, Нептун испытывает смену времен года, вращаясь вокруг Солнца. Однако сезон Нептуна длится около 40 лет, а один год Нептуна длится 165 земных лет. С 2005 года в южном полушарии Нептуна наступило лето, и астрономы стремились увидеть, как меняется температура после южного летнего солнцестояния.

Астрономы изучили почти 100 тепловых инфракрасных изображений Нептуна, сделанных за 17-летний период, чтобы собрать воедино общие тенденции изменения температуры планеты более подробно, чем когда-либо прежде.

Наблюдаемые изменения тепловой инфракрасной яркости Нептуна, меры температуры в атмосфере Нептуна. На графике показано относительное изменение яркости в тепловом инфракрасном диапазоне от стратосферы Нептуна во времени для всех существующих изображений, сделанных наземными телескопами. Более яркие изображения интерпретируются как более теплые. Соответствующие тепловые инфракрасные изображения (вверху) на длинах волн ~ 12 мкм показывают появление Нептуна в 2006, 2009 гг., 2018 г. (наблюдение с помощью прибора VISIR Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории) и 2020 г. (наблюдение с помощью прибора COMICS компании Subaru). Южный полюс, похоже, стал значительно теплее всего за последние несколько лет. Авторы и права: Майкл Роман/НАСА/Лаборатория реактивного движения/Вояджер-МКС/Джастин Коуарт.

Эти данные показали, что, несмотря на наступление южного лета, большая часть планеты постепенно охлаждалась в течение последних двух десятилетий. Средняя глобальная температура Нептуна упала на 8 °C в период с 2003 по 2018 год9.0005

Затем астрономы были удивлены, обнаружив резкое потепление южного полюса Нептуна в течение последних двух лет их наблюдений, когда температура быстро поднялась на 11 °C в период между 2018 и 2020 годами. Хотя теплый полярный вихрь Нептуна известен уже много лет, такой быстрое полярное потепление никогда ранее не наблюдалось на планете.

«Наши данные охватывают менее половины сезона Нептуна, поэтому никто не ожидал увидеть больших и быстрых изменений», — говорит соавтор Гленн Ортон, старший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института (JPL) в США.

Астрономы измерили температуру Нептуна с помощью тепловизионных камер, которые измеряют инфракрасный свет, излучаемый астрономическими объектами. Для своего анализа команда объединила все существующие изображения Нептуна, собранные за последние два десятилетия с помощью наземных телескопов. Они исследовали инфракрасный свет, излучаемый слоем атмосферы Нептуна, называемым стратосферой. Это позволило команде составить картину температуры Нептуна и ее изменений в течение части его южного лета.

Нептун в видимом свете (в центре) и в тепловом инфракрасном диапазоне (справа) в 2020 году. Центральное изображение объединяет несколько изображений, полученных с космического телескопа Хаббла, а тепловое инфракрасное изображение справа было получено с телескопа Субару на Маунакеа. , Гавайи. В тепловом инфракрасном диапазоне теплый южный полюс Нептуна светится ярче, чем когда-либо прежде. Предоставлено: Майкл Роман/NASA/ESA/STSci/M.H. Вонг/Л.А. Сромовский/П.М. Жарить.

Поскольку Нептун находится примерно в 4,5 миллиардах километров от нас и очень холоден, а средняя температура планеты достигает около -220°C, измерение ее температуры с Земли — непростая задача. «Этот тип исследования возможен только с чувствительными инфракрасными изображениями с больших телескопов, таких как VLT, которые могут четко наблюдать за Нептуном, а они были доступны только в течение последних 20 лет или около того», — говорит соавтор Ли Флетчер, профессор. Университет Лестера.

Около трети всех изображений были получены с помощью прибора VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed (VISIR) на VLT ESO в пустыне Атакама в Чили. Из-за размера и высоты зеркала телескопа он имеет очень высокое разрешение и качество данных, предлагая самые четкие изображения Нептуна. Команда также использовала данные космического телескопа НАСА «Спитцер» и изображения, сделанные телескопом «Джемини Юг» в Чили, а также телескопами «Субару», телескопом Кека и телескопом «Джемини Север» на Гавайях.

Вид Нептуна с борта «Вояджера-2», сделанный в августе 1989 года. Фото: NASA/JPL-Caltech/Kevin M. Gill.

Поскольку колебания температуры Нептуна были столь неожиданными, астрономы до сих пор не знают, что могло их вызвать. Они могут быть связаны с изменениями в стратосферной химии Нептуна, случайными погодными условиями или даже солнечным циклом. В ближайшие годы потребуются дополнительные наблюдения, чтобы изучить причины этих колебаний. Будущие наземные телескопы, такие как Чрезвычайно большой телескоп ESO (ELT), смогут более подробно наблюдать подобные температурные изменения, а космический телескоп NASA/ESA/CSA James Webb предоставит новые беспрецедентные карты химического состава и температуры в атмосфере Нептуна.

«Я думаю, что Нептун сам по себе очень интригует многих из нас, потому что мы до сих пор так мало знаем о нем, — говорит Роман. «Все это указывает на более сложную картину атмосферы Нептуна и ее изменения со временем».

Узнать больше

На «супер Нептуне» обнаружен водяной пар

Дополнительная информация:
«Субсезонные изменения излучения Нептуна в среднем инфракрасном диапазоне» Журнал планетарной науки (2022). DOI: 10.3847/PSJ/ac5aa4

Информация журнала:
Журнал планетарной науки

Предоставлено
ЕСО

Цитата :
Астрономы фиксируют неожиданные изменения температуры Нептуна (11 апреля 2022 г.)
получено 22 сентября 2022 г.
с https://phys.org/news/2022-04-astronomers-capture-neptune-temperatures.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Температура Нептуна таинственно меняется, ставя астрономов в тупик

«Никто не ожидал увидеть больших и быстрых изменений».

ЛЕСТЕР, Великобритания — Что происходит с Нептуном? Это вопрос, который задают астрономы после обнаружения поразительных изменений температуры, происходящих на гигантской ледяной планете.

Температура в стратосфере планеты упала примерно на 14 градусов по Фаренгейту в период с 2003 по 2018 год. Самая удаленная планета Солнечной системы (за исключением Плутона) находится более чем в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля.

«Это изменение было неожиданным», — говорит ведущий автор доктор Майкл Роман из Университета Лестера в пресс-релизе. «Поскольку мы наблюдали за Нептуном в начале южного лета, мы ожидали, что температура будет медленно повышаться, а не понижаться».

Далекий мир невидим невооруженным глазом, что отличает его от Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна и Урана. Новое исследование показывает, что температура в его атмосфере неожиданно колебалась за последние два десятилетия.

Международная группа использовала наблюдения с наземных и космических телескопов в тепловом инфракрасном диапазоне за пределами спектра видимого света. Анализируя данные, они смогли выявить более полную картину температурных трендов, чем когда-либо прежде.

Нептун в видимом свете (в центре) и в тепловом инфракрасном диапазоне (справа) в 2020 году. Центральное изображение объединяет несколько изображений, полученных с космического телескопа Хаббла, а тепловое инфракрасное изображение справа было получено с телескопа Субару на Маунакеа, Гавайи. В тепловом инфракрасном диапазоне теплый южный полюс Нептуна светится ярче, чем когда-либо прежде. (Источник: Европейская южная обсерватория)

Это просто сезонное изменение?

Сканирование показало снижение яркости, что указывает на снижение средней глобальной температуры во втором слое атмосферы по мере продвижения вверх. Нептун переживает времена года так же, как Земля, благодаря наклону своей оси. Однако, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца, требуется более 165 лет. Следовательно, сезон на Нептуне длится более 40 лет.

«Наши данные охватывают менее половины сезона Нептуна, поэтому никто не ожидал увидеть больших и быстрых изменений», — говорит соавтор доктор Гленн Ортон из Лаборатории реактивного движения в Калифорнии.

Несмотря на эти ожидания, стратосфера на южном полюсе Нептуна в период с 2018 по 2020 год прогрелась примерно на 20 градусов, что изменило предыдущую тенденцию. Такой тенденции к потеплению на планете ученые еще не наблюдали. Таинственные результаты ставят под сомнение понимание учеными атмосферной изменчивости Нептуна.

Доктор Роман предполагает, что колебания температуры могут быть связаны с сезонными изменениями химического состава атмосферы Нептуна. Это может изменить эффективность охлаждения атмосферы. Однако причиной может быть случайная изменчивость погодных условий или даже реакция на 11-летний цикл солнечной активности.

«Я думаю, что Нептун сам по себе очень интригует многих из нас, потому что мы до сих пор так мало знаем о нем, — говорит Роман. «Все это указывает на более сложную картину атмосферы Нептуна и того, как она меняется со временем».

Наблюдаемые изменения тепловой инфракрасной яркости Нептуна, меры температуры в атмосфере Нептуна. На графике показано относительное изменение яркости в тепловом инфракрасном диапазоне от стратосферы Нептуна во времени для всех существующих изображений, полученных наземными телескопами. Более яркие изображения интерпретируются как более теплые. Соответствующие тепловые инфракрасные изображения (вверху) на длинах волн ~ 12 мкм показывают появление Нептуна в 2006, 2009 гг., 2018 г. (наблюдение с помощью прибора VISIR Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории) и 2020 г. (наблюдение с помощью прибора COMICS компании Subaru). Южный полюс, похоже, стал значительно теплее всего за последние несколько лет.

Солнце имеет к этому какое-то отношение?

11-летний солнечный цикл, который астрономы отмечают по периодическим изменениям солнечной активности и солнечных пятен, также может быть причиной изменений видимой яркости Нептуна. Новое исследование предполагает связь между солнечной активностью, стратосферными температурами и количеством ярких облаков, наблюдаемых на Нептуне.

Последующие наблюдения за температурой и облачностью по-прежнему необходимы для оценки любой возможной связи в предстоящие годы. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) будет наблюдать за Нептуном и Ураном в конце этого года. Предыдущие записи Нептуна показывают, что средняя температура составляет около минус 353 градусов.

«Я думаю, что Нептун сам по себе очень интригует многих из нас, потому что мы до сих пор так мало о нем знаем», — заключает Роман. «Все это указывает на более сложную картину атмосферы Нептуна и того, как она меняется со временем».

Исследование опубликовано в Planetary Science Journal .

Писатель South West News Service Джим Леффман внес свой вклад в этот отчет.

Теги: нептун, планеты, солнечная система, космос, температура

Температура на Нептуне загадочно колеблется, и это не имеет смысла : ScienceAlert

Нептун, снимок «Вояджера-2» в августе 1989 г. (NASA/JPL-Caltech/Kevin M. Gill)

Беспрецедентный анализ изменений температуры Нептуна выявил нечто довольно странное, происходящее на самой далекой планете нашей Солнечной системы.

Далеко раскинувшемуся Нептуну, который вращается вокруг Солнца примерно в 30 раз дальше, чем Земля, требуется соответственно много времени, чтобы совершить свой путь вокруг звезды: фактически около 165 земных лет, что означает, что каждый сезон на Нептуне длится более 40 лет. Земные годы.

Прямо сейчас в южном полушарии Нептуна эпическое лето длиной в четыре десятилетия, но по причинам, которые ученые не могут полностью объяснить, температура точно не повышалась — по крайней мере, не так постепенно, как мы может предположить.

Новое исследование, в котором собраны наблюдения за температурой Нептуна за 17 лет, вместо этого показывает, что имеет место обратное: показания указывают на загадочное глобальное среднее падение примерно на 8 ° C в период с 2003 по 2018 год, о чем свидетельствует значительное снижение атмосферного излучения от 2003 г. по.

(Майкл Роман/НАСА/Лаборатория реактивного движения/Вояджер-МКС/Джастин Коуарт)

Вверху: наблюдаемые изменения яркости Нептуна в тепловом инфракрасном диапазоне.

«Это изменение было неожиданным», — говорит планетолог Майкл Роман из Лестерского университета в Великобритании.

«Поскольку мы наблюдали за Нептуном в начале южного лета, мы ожидали, что температура будет постепенно повышаться, а не понижаться.»

Сбор надежных данных о температуре атмосферы Нептуна — не самая простая задача, учитывая, как далеко находится эта холодная планета от Земли.

На самом деле получить такие показания стало возможным только на рубеже веков, с появлением чувствительных инфракрасных измерений на новых космических телескопах. Одним из них является VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared), установленный на Очень большом телескопе Европейской южной обсерватории (VLT), который может определять температуру на основе уровня излучения инфракрасного света.

Чтобы изучить инфракрасное излучение Нептуна, Роман и его команда проанализировали почти 100 тепловых наблюдений планеты, многие из которых были получены с помощью VISIR, а также включали данные космического телескопа Спитцер НАСА и многочисленных наземных телескопов в Чили и на Гавайях.

Результаты, представляющие собой самую большую компиляцию доступных в настоящее время наземных изображений Нептуна в среднем инфракрасном спектре, предполагают, что температура в стратосфере Нептуна снижалась (несмотря на летнее время) в течение большей части периода исследования, хотя поздний всплеск излучения между 2018 и 2020 годами предполагает, что атмосфера быстро нагрелась примерно на 11 ° C всего за два года.

Что касается того, почему атмосферная температура Нептуна так неожиданно колеблется в середине сезона, мы не можем быть полностью уверены, но исследователи считают, что наблюдаемые изменения могут быть вызваны изменениями в атмосферной химии.

«В то время как метан поглощает солнечный свет и нагревает атмосферу, фотохимически произведенные углеводороды — в первую очередь этан и ацетилен — являются мощными инфракрасными излучателями, которые служат для охлаждения стратосферы», — объясняют исследователи в своей статье.

«Баланс между этим радиационным нагревом и охлаждением изменяется по мере изменения количества фотохимических углеводородов».

Предыдущее исследование температуры Сатурна показало, что взаимодействие химических веществ в атмосферных облаках может влиять на их температуру, приводя к температурным пикам перед максимальным солнечным излучением, и, возможно, что-то подобное может происходить и здесь.

«Тем не менее, учитывая 165-летний период обращения Нептуна, ожидается, что любые сезонные изменения будут происходить постепенно в течение десятилетий», — пишут исследователи.

«Быстрые изменения, наблюдаемые между 2018 и 2020 годами, кажутся удивительно быстрыми для сезонной реакции… Дополнительные процессы, по-видимому, действуют в атмосфере Нептуна в субсезонных временных масштабах, а также в региональном и глобальном масштабах.»

Другим объяснением могут быть погодные изменения, которые могут повлиять на состав атмосферных облаков и химический состав, включая эффекты темных вихрей, наблюдаемых на Нептуне, что является еще одной загадкой планеты, о которой мы все еще изучаем.

Солнечный поток также заслуживает внимания, говорят исследователи, отмечая, что изменения яркости, вызванные циклом активности Солнца, могут каким-то образом запускать фотохимические изменения в атмосфере Нептуна, которые снова могут объяснить колебания температуры, которые мы наблюдаем.

Все, что мы действительно знаем наверняка, это то, что нам потребуется гораздо больше исследований, чтобы добраться до сути этих удивительных показаний — последней тайны, связанной с этим темным, далеким миром.

«Я думаю, что Нептун сам по себе очень интригует многих из нас, потому что мы до сих пор так мало о нем знаем», — говорит Роман.

«Все это указывает на более сложную картину атмосферы Нептуна и того, как она меняется со временем.»

О результатах сообщается в The Planetary Science Journal .

Астрономы сбиты с толку резкими изменениями температуры на Нептуне

Холодный и далекий Нептун, самая удаленная планета нашей Солнечной системы, укрепляет свою репутацию загадочного мира, и астрономы озадачены неожиданным падением температуры его атмосферы в течение последних двух лет. десятилетия.

Ключевые моменты:

• Для анализа температуры атмосферы Нептуна было использовано более 95 тепловых инфракрасных изображений
• Исследователи ожидали обнаружить повышение температуры, но обнаружили обратное
• Они считают, что Нептун может дать уроки о планетах за пределами нашей Солнечной системы, называемых экзопланетами.

  Они ожидали, что он нагреется на стороне, обращенной к Земле, когда началось лето в южном полушарии Нептуна, которое длится четыре десятилетия.

  Вместо этого они обнаружили значительное снижение температуры.

  Температура стратосферы Нептуна упала на 8 градусов Цельсия до минус 117 градусов по Цельсию за 17 лет изучения.

  Напротив, температуры в тропосфере Нептуна — еще более холодном погодном слое — не демонстрировали значительных изменений, достигая минус 223°C.

  Наиболее полное исследование на сегодняшний день

  Оценка ученых основана на более чем 95 тепловых инфракрасных изображениях, сделанных в период с 2003 по 2020 год с использованием наземных телескопов, в основном на Гавайях и в Чили.

  На сегодняшний день это наиболее полное исследование температуры атмосферы Нептуна.

  «Атмосфера кажется более сложной, чем мы наивно предполагали, что, что неудивительно, кажется общим уроком, который природа преподает ученым снова и снова», — сказал Майкл Роман, научный сотрудник Лестерского университета в Англии и ведущий автор. исследования, опубликованного в Planetary Science Journal.

  Загрузка содержимого Twitter

  Нептун является одной из наименее изученных из восьми планет Солнечной системы, поскольку его большое расстояние затрудняет его изучение с Земли.

  Космический аппарат НАСА «Вояджер-2» — единственный космический корабль, пролетевший мимо Нептуна крупным планом в 1989 году. .

  Изменения температуры были распределены неравномерно, с региональными различиями. Южные тропики охлаждались, затем нагревались, затем снова охлаждались.

  Температура в средних широтах сначала оставалась постоянной, а затем постепенно падала.

  Сначала температура на Южном полюсе снизилась лишь незначительно, а затем резко потеплела в период с 2018 по 2020 год. Я подозреваю, что общее падение температуры, скорее всего, может быть связано с изменениями в атмосферном химическом составе, который реагирует на сезонные изменения солнечного света и, в свою очередь, влияет на эффективность охлаждения атмосферы», — сказал доктор Роман.

  Чему может научить нас Нептун

  Средний диаметр Нептуна составляет около 49 250 километров, что в четыре раза больше Земли.

  Он вращается более чем в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, на среднем расстоянии около 4,5 миллиардов километров,  чтобы совершить один оборот вокруг Солнца — нептуновый год, ему требуется около 165 земных лет.

  Как астрономы обнаруживают далекие планеты

  От глубокого синего газового гиганта, где идет дождь из расплавленного стекла, до мира с пушечными ядрами, совершающего оборот каждые восемь часов, как астрономы «видят» эти далекие экзопланеты?

  Подробнее

  Нептун и его сосед Уран классифицируются как ледяные гиганты, в отличие от газовых гигантов Юпитер и Сатурн.

  Нептун, у которого, как и у других планет, нет твердой поверхности, обладает чрезвычайно динамичной атмосферой, в основном состоящей из водорода и гелия, с небольшим количеством метана, поверх мантии, состоящей в основном из слякотного аммиака и воды, и твердого ядра.