Общие сведения о Нептуне

© Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

После открытия Урана в 1781 году астрономы долго не могли объяснить причины отклонений в движении этой планеты по орбите от тех параметров, которые определялись законами движения планет, открытыми Иоганном Кеплером. Предполагали, что за орбитой Урана может находиться ещё одна крупная планета. Но правильность такого предположения нужно было доказать, для чего необходимо было выполнить сложные расчёты.

Нептун с расстояния 4,4 млн.км.

Нептун. Фото в условных цветах.

Открытие Непту́на

Открытие Непту́на "на кончике пера"

С древних времён люди знали о существовании пяти планет, которые видны невооруженным глазом: Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна.

И вот талантливый английский математик Джон Кауч Адамс (1819-1892) , только что окончивший колледж Св. Джона в Кембридже, в 1844-1845 годах произвёл расчеты приблизительной массы трансура́новой планеты, элементы её эллиптической орбиты и гелиоцентрическую долготу. Впоследствии Адамс стал профессором астрономии и геометрии Кембриджского университета.

В основу расчётов Адамс положил предположение, что искомая планета должна находиться на расстоянии 38,4 астрономической единицы от Солнца. Такое расстояние Адамсу подсказало так называемое правило Тициуса-Боде, устанавливающее порядок приближенного расчета расстояния планет от Солнца. В дальнейшем мы постараемся рассказать об этом правиле более подробно.

Свои расчёты Адамс представил руководителю Гринвичской обсерватории, но на них не обратили внимания.

Несколькими месяцами позже, независимо от Адамса расчёты произвёл и французский астроном Урбе́н Жан Жозеф Леверье (1811-1877) и представил их в Гринвичскую обсерваторию. Здесь сразу вспомнили о расчетах Адамса, и с 1846 года была развёрнута программа наблюдений в Кембриджской обсерватории, но результатов она не дала.

Летом 1846 года Леверье́ сделал более подробный доклад в Парижской обсерватории, познакомил коллег со своими расчётами, которые были такими же и даже более точными, чем у Адамса. Но французские астрономы, оценив математическое мастерство Леверье́, к проблеме поиска трансура́новой планеты особого интереса не проявили. Это не могло не разочаровать мэтра Леверье́, и он 18 сентября 1846 г. отправил письмо ассистенту Берлинской обсерватории Иоганну Готфриду Галле (1812-1910) , в котором, в частности, писал: «… Потруди́тесь направить телескоп в созвездие Водолея. Вы обнаружите планету девятой звёздной величины в пределах 1° от точки эклиптики с долготой 326°…»

Открытие Непту́на на небе

23 сентября 1846 г., сразу же по получении письма, Иоганн Галле и его ассистент, студент-старшекурсник Генрих д’Арре направили телескоп в созвездие Водолея и обнаружили новую, восьмую планету почти точно в том месте, на которое указал Леверье́.

Парижская академия наук заявила вскоре, что новую планету "на кончике пера" открыл Урбен Леверье́. Англичане пытались протестовать и требовали признать первооткрывателем планеты Джона Адамса.

Кому же был отдан приоритет открытия - Англии или Франции? Приоритет открытия был признан за … Германией. В современных энциклопедических справочниках указано, что планету Нептун открыл в 1846 году Иоганн Галле по теоретическим предсказаниям У.Ж. Леверье и Дж.К. Адамса.

Нам кажется, что европейская наука поступила в этом вопросе справедливо по отношению ко всем троим учёным: Галле, Леверье́ и Адамсу. В истории науки осталось также и имя Генриха д’Арре, который тогда был ассистентом Иоганна Галле. Хотя, конечно, работа Галле и его ассистента по объёму и напряженности была значительно меньше той, которую проделали Адамс и Леверье́, выполнив сложные математические расчеты, за которые не взялись многие учёные-математики того времени, считая задачу неразрешимой.

Открытую планету назвали Нептуном по имени древнеримского бога морей (у древних греков на "должности" бога морей числился Посейдон). Имя Непту́на было выбрано, конечно, по традиции, но оказалось достаточно удачным в том смысле, что поверхность планеты цветом напоминает синее море, где хозяйничает Нептун. Кстати говоря, о цвете планеты стало возможным определённо судить лишь спустя почти полтора века после её открытия, когда в августе 1989 года американский космический аппарат , выполнив программу исследований вблизи Юпитера, Сатурна и Урана, пролетел над северным полюсом Непту́на на высоте всего 4500 км и передал на Землю снимки этой планеты. «Вояджер-2» остаётся пока единственным аппаратом, направленным в окрестности Непту́на. Правда, некоторые све́дения внешнего характера о Нептуне получены также с помощью , хотя он и находится на околозе́мной орбите, т.е. в ближайшем космосе.

Планета Нептун вполне могла быть открыта ещё Галилеем, который заметил её, но принял за необычную звезду. С тех пор ещё почти двести лет, до 1846 года, одна из планет-гигантов Солнечной системы пребывала в неизвестности.

Общие сведения о Нептуне

Нептун, восьмая по расстоянию от Солнца планета, удалена от светила примерно на 4,5 миллиарда километров (30 а.е.) (min. 4,456, max. 4,537 млрд. км).

Нептун, как и , относится к группе газообразных планет-гигантов. Диаметр его экватора равен 49528 км, что почти в четыре раза больше земного (12756 км). Период вращения вокруг своей оси – 16 ч. 06 мин. Период обращения вокруг Солнца т.е. продолжительность года на Нептуне составляет почти 165 земных лет. Объём Непту́на в 57,7 раза больше объёма Земли, а масса в 17,1 раза больше земной. Средняя плотность вещества равна 1,64 (г/см³) , что заметно больше, чем на Уране (1,29 (г/см³) ), но значительно меньше, чем на Земле (5,5 (г/см³) ). Сила тяготения на Нептуне почти в полтора раза больше земной.

Со времён глубокой древности и до 1781 года люди считали Сатурн самой далёкой планетой. Открытый в 1781 году Уран "раздвинул" границы Солнечной системы вдвое (от 1,5 млрд. км до 3 млрд. км).

Но через 65 лет (1846 г.) открыли Нептун, и он "раздвинул" границы Солнечной системы ещё в полтора раза, т.е. до 4,5 млрд. км во все стороны от Солнца.

Как мы увидим в дальнейшем, и это не стало пределом для пространства, занимаемого нашей Солнечной системой. Через 84 года после открытия Непту́на, в марте 1930 года, американец Клайд Томбо открыл ещё одну планету – , вращающуюся вокруг Солнца на среднем от него расстоянии около 6 млрд. км.

Правда, Международный Астрономический Союз в 2006 году лишил Плутон "звания" планеты. По мнению учёных, маловат ростом оказался Плутон для такого звания, а потому переведён был в разряд карликов. Но это не меняет суть де́ла - всё равно Плутон как космическое тело входит в состав Солнечной системы. И никто не поручится, что за орбитой Плутона больше нет космических тел, которые могли бы войти в состав Солнечной системы на правах планет. Во всяком случае и за орбитой Плутона пространство наполнено разнообразными космическими объектами, что подтверждается наличием так называемого по́яса Эджворта-Ко́йпера, простирающегося на 30-100 а.е. Об этом поясе мы поговорим чуть позже (см. на "Знания-сила").

Атмосфера и поверхность Непту́на

Атмосфера Нептуна

Рельеф облаков Нептуна

Атмосфера Непту́на состоит в основном из водорода, гелия, метана и аммиака́. Метан поглощает красную часть спектра и пропускает синий и зелёный цвета́. Поэтому цвет поверхности Непту́на кажется зеленовато-голубым.

Состав атмосферы следующий:

Основные компоненты: водород (H 2) 80±3,2 %; гелий (He) 19±3,2 %; метан (CH 4) 1,5±0,5 %.
Компоненты примесей: ацетилен (C 2 H 2) , диацетилен (C 4 H 2) , этилен (C 2 H 4) и этан (C 2 H 6) , а также угарный газ (CO) и молекулярный азот (N 2);
Аэрозоли: аммиачный лёд, водный лед, гидросульфидно-аммониевый (NH 4 SH) лёд, метановый лёд (? - под вопросом).

Температура: на уровне давления 1 bar: 72 K (–201 °C);
на уровне давления 0.1 bar: 55 K (–218 °C).

Начиная с высоты около 50 км от поверхностных слоёв атмосферы и далее до высоты в несколько тысяч километров планету покрывают серебристые перистые облака́, состоящие преимущественно из замерзшего метана (см. фото справа вверху). Среди облаков наблюдаются образования, напоминающие циклонные завихрения атмосферы, подобно тому, как это имеет место на Юпитере. Такие завихрения выглядят в виде пятен и периодически возникают и исчезают.

Атмосфера постепенно переходит в жидкое, а затем и твёрдое тело планеты, как предполагается, состоящее в основном из тех же веществ - водорода, гелия, метана.

Атмосфера Непту́на очень активна: на планете дуют очень сильные ветры. Если ветры на Уране со скоростью до 600 км/ч мы называли ураганными, то как назвать ветры на Нептуне, которые дуют со скоростью 1000 км/ч? Более сильных ветро́в нет ни на одной другой планете Солнечной системы.

В суете дней мир для обычного человека порой уменьшается до размеров работы и дома. Меж тем, если взглянуть на небо, можно убедиться, сколь ничтожно это в Может быть, поэтому юные романтики мечтают посвятить себя покорению космоса и изучению звезд. Ученые-астрономы ни на секунду не забывают, что, помимо Земли с ее проблемами и радостями, есть множество других далеких и загадочных объектов. Один из них — планета Нептун, восьмая по степени удаленности от Солнца, недоступная для непосредственного наблюдения и потому вдвойне притягательная для исследователей.

Как все начиналось

Еще в середине XIX века Солнечная система, по мнению ученых, содержала всего семь планет. Соседи Земли, ближайшие и удаленные, изучались с использованием всех доступных достижений в области техники и вычислений. Многие характеристики вначале описывались теоретически, а уже затем находили практические подтверждения. С расчетом орбиты Урана дело обстояло несколько иначе. Томас Джон Хасси, астроном и священник, обнаружил несоответствие реальной траектории движения планеты предполагаемой. Вывод мог быть только один: существует объект, влияющий на орбиту Урана. По сути, это было первое сообщение о планете Нептун.

Спустя почти десять лет (в 1843 г.) одновременно двое исследователей рассчитали, по какой орбите может двигаться планета, вынуждающая газового гиганта потесниться. Это были англичанин Джон Адамс и француз Урбен Жан Жозеф Леверье. Независимо друг от друга, но с разной точностью они определили путь движения тела.

Обнаружение и обозначение

Нептун был найден на ночном небе астрономом Иоганном Готтфридом Галле, к которому пришел Леверье со своими расчетами. Французский ученый, впоследствии разделивший с Галле и Адамсом славу первооткрывателя, ошибся в вычислениях лишь на градус. Официально Нептун появился в научных трудах 23 сентября 1846 года.

Первоначально планету предлагалось назвать именем но такое обозначение не прижилось. Астрономы больше вдохновились сравнением нового объекта с царем морей и океанов, столь же чуждого земной тверди, как, судя по всему, и открытая планета. Имя Нептуна предложил Леверье и поддержал В. Я. Струве, возглавлявший Название было дано, оставалось только понять, каков состав атмосферы Нептуна, есть ли она вообще, что скрывается в его недрах и так далее.

В сравнении с Землей

С момента открытия прошло немало времени. Сегодня о восьмой планете Солнечной системы мы знаем гораздо больше. Нептун значительно превосходит Землю по размерам: его диаметр больше почти в 4 раза, а масса — в 17 раз. Значительная удаленность от Солнца не оставляет сомнений, что погода на планете Нептун также ощутимо отличается от земной. Здесь нет и не может быть жизни. Дело даже не в ветре или каких-то необычных явлениях. Атмосфера и поверхность Нептуна представляют собой практически одну структуру. Это характерная особенность всех газовых гигантов, к числу которых относится и данная планета.

Мнимая поверхность

Планета по плотности значительно уступает Земле (1,64 г/см³), благодаря чему ступить на ее поверхность непросто. Да и как таковой ее нет. Уровень поверхности условились опознавать по величине давления: податливая и скорее похожая на жидкость «твердь» находится в низших где давление равняется одному бару, и, по сути, является ее частью. Любое сообщение о планете Нептун как о космическом объекте конкретного размера основывается на таком определении мнимой поверхности гиганта.

Полученные с учетом этой особенности параметры выглядят следующим образом:

диаметр в районе экватора составляет 49,5 тыс. км;

размер его в плоскости полюсов — почти 48,7 тыс. км.

Соотношение этих характеристик делает Нептун по форме далеким от круга. Он, подобно Голубой планете, несколько уплощен с полюсов.

Состав атмосферы Нептуна

Смесь газов, окутывающая планету, по содержанию сильно отлична от земной. Подавляющую часть составляет водород (80%), вторую позицию занимает гелий. Этот инертный газ вносит значительный вклад в состав атмосферы Нептуна — 19%. Метан составляет менее процента, также здесь встречается аммиак, но в незначительной количестве.

Как ни странно, один процент метана в составе сильно сказывается на том, какая атмосфера у Нептуна и каков весь газовый гигант с точки зрения внешнего наблюдателя. Это химическое соединение составляет облака планеты и не отражает световые волны, соответствующие красному цвету. В результате для пролетающих мимо Нептун оказывается окрашенным в насыщенный голубой. Этот цвет — одна из загадок планеты. Ученым пока до конца не известно, что точно приводит к поглощению красной части спектра.

Всем газовым гигантам свойственно наличие атмосферы. Нептуна среди них выделяет именно цвет. Благодаря подобным характеристикам его называют ледяной планетой. Замерший метан, своим существованием добавляющий вес сравнению Нептуна с айсбергом, входит и в состав мантии, окружающей ядро планеты.

Внутреннее строение

Сердцевина космического объекта содержит железо, никель, соединения магния и кремния. По своей массе ядро примерно равно всей Земле. При этом, в отличие от других элементов внутренней структуры, оно обладает плотностью, превосходящей аналогичный параметр Голубой планеты в два раза.

Ядро покрыто, как уже говорилось, мантией. Ее состав во многом схож с атмосферным: здесь присутствуют аммиак, метан, вода. Масса слоя равна пятнадцати земным, при этом он сильно нагрет (до 5000 К). Мантия не имеет четкой границы, и атмосфера планеты Нептун плавно перетекает в нее. Смесь гелия и водорода составляет верхнюю часть в структуре. Плавное превращение одного элемента в другой и размытые границы между ними — свойства, характерные для всех газовых гигантов.

Трудности исследования

Выводы о том, какая атмосфера у Нептуна, что характерно для его структуры, делаются во многом на основе уже полученных данных об Уране, Юпитере и Сатурне. Удаленность планеты от Земли значительно затрудняет ее изучение.

В 1989 году вблизи Нептуна пролетал космический аппарат "Вояджер-2". Это была единственна встреча с земным посланником. Плодотворность ее, впрочем, очевидна: большую часть сведений о Нептуне науке предоставил именно этот корабль. В частности, "Вояджер-2" обнаружил Большое и Малое темные пятна. Оба зачерненных участка хорошо были видны на фоне голубой атмосферы. На сегодняшний день непонятно, какова природа этих образований, но предполагается, что это вихревые потоки или циклоны. Они появляются в верхних слоях атмосферы и на огромной скорости проносятся вокруг планеты.

Вечное движение

Многие параметры обуславливает наличие атмосферы. Нептуна характеризует не только необычный цвет, но и постоянное движение, создаваемое ветром. Скорость, с которой облака облетают планету в районе экватора, превышает тысячу километров в час. Двигаются они при этом в противоположном относительно вращения самого Нептуна вокруг оси направлении. При этом оборачивается планета еще быстрее: полный поворот занимает всего 16 часов и 7 минут. Для сравнения: один оборот вокруг Солнца занимает почти 165 лет.

Очередная загадка: скорость ветра в атмосфере у газовых гигантов увеличивается при удалении от Солнца и достигает пика на Нептуне. Это явление пока не получило обоснования, как и некоторые температурные особенности планеты.

Распределение тепла

Погода на планете Нептун характеризуется постепенным изменением температуры в зависимости от высоты. Тот слой атмосферы, где располагается условная поверхность, полностью соответствует второму названию (ледяная планета). Температура здесь опускается почти до -200 ºC. Если перемещаться от поверхности выше, то будет ощутимо увеличение тепла вплоть до 475º. Ученые до сих пор не нашли достойного объяснения таким перепадам. Как предполагается, Нептун обладает внутренним источником тепла. Такой «обогреватель» должен вырабатывать в два раза больше энергии, нежели приходит на планету от Солнца. Тепло от этого источника в сочетании с долетающей сюда от нашей звезды энергией, вероятно, и является причиной сильных ветров.

Однако ни солнечный свет, ни внутренний «обогреватель» не могут повысить температуру на поверхности так, чтобы здесь была ощутима смена времен года. И хотя другие условия для этого соблюдаются, отличить зиму от лета на Нептуне невозможно.

Магнитосфера

Исследования "Вояджера-2" помогли ученым узнать многое о магнитном поле Нептуна. Оно сильно отлично от земного: источник располагается не в ядре, а в мантии, благодаря чему магнитная ось планеты сильно смещена относительно ее центра.

Одна из функций поля — защита от солнечного ветра. Форма магнитосферы Нептуна сильно вытянута: защитные линии в той части планеты, которая освещена, располагаются на расстоянии в 600 тыс. км от поверхности, а с противоположной стороны — более чем в 2 млн км.

Вояджер зафиксировал непостоянность напряжения поля и расположения магнитных линий. Такие свойства планеты также еще не объяснены до конца наукой.

Кольца

В конце XIX века, когда ученые уже не искали ответ на вопрос о том, есть ли атмосфера на Нептуне, перед ними возникла другая задача. Необходимо было объяснить, почему по пути следования восьмой планеты звезды начинали гаснуть для наблюдателя несколько раньше, чем к ним приближался Нептун.

Решить проблему получилось только спустя почти век. В 1984 году с помощью мощного телескопа удалось рассмотреть самое яркое кольцо планеты, впоследствии названное именем одного из первооткрывателей Нептуна - Джона Адамса.

Дальнейшие исследования обнаружили еще несколько подобных образований. Именно они закрывали звезды на пути следования планеты. Сегодня астрономы считают Нептуна обладателем шести колец. В них кроется еще одна загадка. Кольцо Адамса состоит из нескольких дужек, располагающихся на некотором расстоянии друг от друга. Причина такого размещения неясна. Часть исследователей склоняются к мысли, что удерживает их в таком положении сила гравитационного поля одного из спутников Нептуна - Галатеи. Другие приводят весомый контраргумент: размеры ее столь малы, что вряд ли она справилась бы с задачей. Возможно, рядом существует еще несколько неизвестных спутников, помогающих Галатее.

В целом кольца планеты — зрелище, уступающее по внушительности и красоте подобным формированиям Сатурна. Не последнюю роль в несколько тусклом внешнем виде играет состав. Кольца в основном содержат глыбы метанового льда, покрытого соединениями кремния, которые хорошо поглощают свет.

Спутники

Нептун — обладатель (по последним данным) 13 спутников. Большинство из них имеют небольшие размеры. Выдающиеся параметры только у Тритона, лишь немного уступающего в диаметре Луне. Состав атмосферы Нептуна и Тритона различен: спутник имеет газовую оболочку из смеси азота и метана. Эти вещества придают очень интересный вид планете: замерзший азот с включениями из метанового льда создает на поверхности в районе Южного полюса настоящее буйство красок: переливы желтого сочетаются с белым и розовым.

Судьба красавца Тритона, меж тем, не такая радужная. Ученые предрекают ему столкновение с Нептуном и поглощение им. В результате восьмая планета станет обладательницей нового кольца, по яркости сравнимого с образованиями Сатурна и даже опережающего их. Остальные спутники Нептуна значительно уступают Тритону, часть из них даже не имеет пока названия.

Восьмая планета Солнечной системы во многом соответствует своему названию, на выборе которого сказалось и наличие атмосферы, - Нептун. Ее состав способствует появлению характерного голубого цвета. Нептун несется сквозь непонятное нам пространство, подобно богу морей. И аналогично океанским глубинам та часть космоса, которая начинается за Нептуном, хранит массу тайн от человека. Ученым будущего лишь предстоит их открыть.

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.

Впервые планету Нептун заметил Галилео Галилей в 1612 году. Однако движение небесного тела было слишком медленным, и ученый посчитал его за обычную звезду. Открытие Нептуна как планеты состоялось лишь через два столетия - в 1846 году. Произошло это случайно. Специалисты заметили некоторые странности в движении Урана. Проведя серию расчётов, стало очевидно, что такие отклонения в траектории возможны только под действием притяжения соседних крупных небесных тел. Так начала свою космическую историю планета Нептун, о которой были открыты человечеству.

"Морской бог" в космическом пространстве

Благодаря удивительно синему цвету эту планету назвали именем древнеримского повелителя морей и океанов – Нептун. Космическое тело является восьмой в нашей Галактике, оно дальше других планет расположено от Солнца.

Нептун сопровождает множество спутников. Но выделяют всего два основных – Тритон и Нереида. Первый как главный спутник имеет свои отличительные особенности:

• Тритон – спутник-гигант, в прошлом – самостоятельная планета;
• диаметр составляет 2 700 км;
• является единственным внутренним спутником с обратным ходом, т.е. движется не против часовой стрелки, а по ней;
• находится относительно близко к своей планете – всего в 335 000 км;
• имеет свою атмосферу и облака, состоящие из метана и азота;
• поверхность окутана замёрзшими газами, в основном, азотом;
• на поверхности бьют азотные фонтаны, высота которых достигает 10 км.

Астрономы предполагают, что через 3,6 млрд. лет Тритон исчезнет навсегда. Его погубит гравитационное поле Нептуна, превратив в очередное околопланетное кольцо.

Нереида также имеет неординарные качества:

• отличается неправильной формой;
• является обладательницей сильно вытянутой орбиты;
• диаметр составляет 340 км;
• удалённость от Нептуна равна 6,2 млн. км;
• один оборот по своей орбите проходит за 360 дней.

Существует мнение, что Нереида в прошлом была астероидом, но попав в ловушку притяжения Нептуна, осталась на его орбите.

Исключительные особенности и интересные факты о планете Нептун

Рассмотреть Нептун невооружённым глазом невозможно, но если знать точное нахождение планеты на звёздном небе, то полюбоваться им можно и в мощный бинокль. А вот для полного исследования необходима серьёзная аппаратура. Получение и обработка информации о Нептуне является достаточно сложным процессом. Собранные интересные факты о данной планете позволяют узнать больше:

Исследование Нептуна является трудоёмким процессом. Из-за большой отдалённости от Земли телескопические данные обладают низкой точностью. Изучение планеты стало возможным лишь после появления телескопа «Хабл» и других наземных телескопов.

Кроме тогоНептун, о котором исследовался с помощью космического корабля «Вояджер - 2». Это единственный аппарат, сумевший подобраться ближе всех к этой точке Солнечной системы.

Нептун - планета, восьмая по счету от Солнца. В некоторых местах его орбита пересекается с орбитой Плутона. Какая планета Нептун? Ее относят к разряду гигантов. Астрологический знак - J.

Параметры

Планета-гигант Нептун производит движение вокруг Солнца по эллиптической орбите, близкой к круговой. Длина радиуса составляет 24 750 километров. Этот показатель в четыре раза больше, чем у Земли. Собственная скорость вращения планеты настолько быстрая, что продолжительность суток здесь составляет 17.8 часа.

Планета Нептун от Солнца удалена примерно на 4500 миллионов километров, следовательно, свет доходит до рассматриваемого объекта чуть более чем за четыре часа.

Хотя средняя плотность Нептуна почти втрое меньше, чем у Земли (она составляет 1.67 г/см³), его масса в 17.2 раза выше. Это объясняется большими

Особенности состава, физических условий и строения

Нептун и Уран - планеты, основу которых составляют отвердевшие газы с пятнадцатипроцентным содержанием водорода и небольшим количеством гелия. Как предполагают ученые, у синего гиганта не имеется четкой внутренней структуры. Наиболее вероятным представляется тот факт, что внутри Нептуна находится плотное ядро небольших размеров.

Атмосферу планеты составляют гелий и водород с незначительными примесями метана. На Нептуне нередко случаются большие бури, кроме того, для него характерны вихри и сильные ветры. Последние дуют в западном направлении, их скорость может доходить до 2200 км/ч.

Было замечено, что скорость течений и потоков у планет-гигантов увеличивается по мере отдаленности от Солнца. Объяснения этой закономерности пока не найдено. Благодаря снимкам, сделанным специальной аппаратурой в атмосфере Нептуна, появилась возможность подробно рассмотреть облака. Так же, как у Сатурна или Юпитера, у этой планеты имеется внутренний источник тепла. Он способен излучать до трех раз больше энергии, чем сам получает от Солнца.

Гигантский шаг вперед

Согласно историческим документам, Галилей увидел Нептун 28.12.1612 года. Во второй раз ему удалось наблюдать неизвестное 29.01.1613 г. В обоих случаях ученый принимал планету за неподвижную звезду, находящуюся в соединении с Юпитером. По этой причине открытие Нептуна Галилею не приписывают.

Установлено, что в период наблюдений 1612 года планета находилась в точке стояния, и как раз в тот день, когда Галилей впервые ее увидел, она перешла к попятному движению. Этот процесс наблюдается в том случае, когда Земля по своей орбите обгоняет внешнюю планету. Так как Нептун находился недалеко от точки стояния, его движение было слишком слабым, чтобы его смог заметить недостаточно сильный телескоп Галилея.

В 1781 году Гершелю удалось открыть Уран. Затем ученый вычислил параметры его орбиты. Опираясь на полученные данные, Гершель сделал вывод о наличии загадочных аномалий в процессе движения этого космического объекта: оно то опережало расчетное, то отставало от него. Данный факт позволил предположить, что за Ураном находится еще одна планета, гравитационным притяжением искажающая траекторию его движения.

В 1843 году Адамсу удалось вычислить орбиту загадочной восьмой планеты с целью объяснения изменений в орбите Урана. Данные о своей работе ученый выслал астроному короля - Дж. Эйри. Вскоре ему пришло ответное письмо с просьбой привести разъяснения по некоторым вопросам. Адамс начал делать требуемые наброски, однако по какой-то причине так и не отправил послание и в дальнейшем не инициировал серьезную работу по данному вопросу.

Непосредственное открытие планеты Нептун произошло благодаря стараниям Леверье, Галле и д’Аре. 23.09.1846 года, имея в распоряжении данные о системе элементов орбиты искомого объекта, они приступили к работе по определению точного местонахождения загадочного объекта. В первый же вечер их старания увенчались успехом. Открытие планеты Нептун в то время называли триумфом небесной механики.

Выбор названия

После обнаружения гиганта стали думать о том, какое же название ему дать. Самый первый вариант был предложен Иоганном Галле. Он захотел окрестить далекий Янусом в честь бога, символизирующего начало и конец в древнеримской мифологии, однако это название пришлось не по душе многим. Намного теплее было встречено предложение Струве - директора Его вариант - Нептун - и стал окончательным. Присвоение официального названия планете-гиганту положило конец многочисленным спорам и разногласиям.

Как менялись представления о Нептуне

Еще шестьдесят лет назад сведения о синем гиганте отличались от сегодняшних. Несмотря на то что было относительно точно известно о сидерическом и синодическом периодах вращения вокруг Солнца, о наклоне экватора к плоскости орбиты, имелись данные, установленные менее точно. Так, масса оценивалась в 17.26 земных вместо реальных 17.15, а экваториальный радиус - в 3.89, а не 3.88 от нашей планеты. Что касается звездного периода обращения вокруг оси, считалось, что он составляет 15 ч. 8 мин., что на пятьдесят минут меньше реального.

В некоторых других параметрах тоже были неточности. К примеру, до того как «Вояджер-2» приблизился к Нептуну, насколько это возможно, предполагалось, что магнитное поле планеты схоже по своей конфигурации с земным. На самом же деле оно напоминает по виду так называемый наклонный ротатор.

Немного об орбитальных резонансах

Нептун способен воздействовать на находящийся на большом от него расстоянии пояс Койпера. Последний представлен кольцом из малых ледяных планет, подобным между Юпитером и Марсом, но с намного большей протяженностью. Пояс Койпера находится под существенным влиянием притяжения Нептуна, в результате чего в его структуре даже образовались промежутки.

Орбиты тех объектов, которые удерживаются в указанном поясе в течение долгого периода, устанавливаются так называемыми вековыми резонансами с Нептуном. В определенных случаях это время сопоставимо с периодом существования Солнечной системы.

Зоны гравитационной стабильности Нептуна называются В них планета удерживает большое количество астероидов-троянцев, словно таща их за собой по всей орбите.

Особенности внутреннего строения

В этом плане Нептун схож с Ураном. На атмосферу приходится порядка двадцати процентов от общей массы рассматриваемой планеты. Чем ближе к ядру, тем выше давление. Максимальный показатель - примерно 10 ГПа. В нижних слоях атмосферы имеются концентрации воды, аммиака и метана.

Элементы внутреннего строения Нептуна:

• Верхние облака и атмосфера.
• Атмосфера, формируемая водородом, гелием и метаном.
• Мантия (метановый лед, аммиак, вода).
• Каменно-ледяное ядро.

Климатическая характеристика

Одним из отличий Нептуна от Урана является степень метеорологической активности. Согласно данным, полученным с аппарата «Вояджер-2», погода на синем гиганте меняется часто и существенно.

Удалось выявить чрезвычайно динамическую систему штормов с ветрами, которые достигают скорости даже в 600 м/с - практически сверхзвуковой (большинство из них дуют в направлении, обратном вращению Нептуна вокруг собственной оси).

В 2007 году было выявлено, что в верхней тропосфере южного полюса планеты на десять градусов по Цельсию теплее, чем в остальных частях, где температура равна примерно -200 ºС. Такой разницы вполне достаточно для того, чтобы метан из других зон верхней части атмосферы просачивался в космос в области южного полюса. Образовавшаяся «горячая точка» является следствием осевого наклона синего гиганта, южный полюс которого вот уже сорок земных лет обращен к Солнцу. По мере медленного продвижения Нептуна по орбите к противоположной стороне указанного небесного светила южный полюс постепенно полностью уйдет в тень. Таким образом, Нептун подставит Солнцу свой северный полюс. Следовательно, и зона высвобождения метана в космос переместится в эту часть планеты.

«Сопровождающие» гиганта

Нептун - планета, имеющая, по сегодняшним данным, восемь спутников. Среди них один большой, три средних и четыре маленьких. Рассмотрим подробнее три самых больших.

Тритон

Это крупнейший спутник, который имеет планета-гигант Нептун. Его открыл У. Лассел в 1846 году. Тритон удален от Нептуна на 394 700 км, его радиус составляет 1600 км. Как предполагается, у него есть атмосфера. По размерам объект близок к Луне. По мнению ученых, до захвата Нептуном Тритон был самостоятельной планетой.

Нереида

Это второй по размерам спутник рассматриваемой планеты. В среднем он удален от Нептуна на 6.2 миллиона километров. Радиус Нереиды - 100 километров, а диаметр - в два раза больше. Для того чтобы сделать один виток вокруг Нептуна, этому спутнику требуется 360 дней, то есть практически целый земной год. Открытие Нереиды произошло в 1949 году.

Протеус

Эта планета занимает третье место не только по размерам, но и по удаленности от Нептуна. Нельзя сказать, что Протеус имеет какие-то особенные характеристики, однако именно его ученые выбрали для создания трехмерной интерактивной модели, базирующейся на снимках аппарата «Вояджер-2».

Остальные спутники представляют собой небольшие планетки, коих в Солнечной системе великое множество.

Особенности изучения

Нептун - планета какая по счету от Солнца? Восьмая. Если вы знаете точно, где находится этот гигант, то сможете его увидеть даже в мощный бинокль. Нептун является довольно сложным для изучения космическим телом. Это объясняется отчасти тем, что его блеск немногим превышает восьмую звездную величину. К примеру, один из вышеупомянутых спутников - Тритон - имеет блеск, равный четырнадцати звездным величинам. Для того чтобы обнаружить диск Нептуна, требуется применять большие увеличения.

Космический аппарат «Вояджер-2» сумел достичь такого объекта, как Нептун. Планета (фото смотрите в статье) приняла гостя с Земли в августе 1989-го. Благодаря данным, собранным этим кораблем, ученые располагают хотя бы какими-то сведениями об этом загадочном объекте.

Данные с «Вояджера»

Нептун - планета, имевшая Большое Темное Пятно на территории южного полушария. Это наиболее известная деталь об объекте, полученная в результате работы космического аппарата. По диаметру это Пятно практически равнялось Земле. Ветры Нептуна относили его с огромной скоростью в 300 м/с в западном направлении.

По наблюдениям HST (Hubble Space Telescope) за 1994 год, Большое Темное Пятно исчезло. Предполагается, что оно или рассеялось, или оказалось закрытым другими частями атмосферы. Через несколько месяцев, благодаря телескопу «Хаббл», удалось обнаружить новое Пятно, находящееся уже в северном полушарии планеты. На основании этого можно сделать вывод, что Нептун - планета, атмосфера которой быстро меняется - предположительно по причине легких колебаний температур нижних и верхних облаков.

Благодаря «Вояджеру-2» установлено, что у описываемого объекта имеются кольца. Их наличие было выявлено в 1981 году, когда одна из звезд затмила Нептун. Наблюдения с Земли не приносили особого результата: вместо полных колец виднелись лишь слабые дуги. На помощь опять пришел «Вояджер-2». В 1989 году аппаратом были сделаны подробные снимки колец. Одно из них имеет интересную искривленную структуру.

Что известно о магнитосфере

Нептун - это планета, магнитное поле которой ориентировано довольно странно. Магнитная ось на 47 градусов наклонена к оси вращения. На Земле это нашло бы отражение в необычном поведении стрелки компаса. Так, Северный полюс стал бы находиться южнее Москвы. Еще один необычный факт заключается в том, что у Нептуна ось симметрии магнитного поля проходит не через его центр.

Вопросы без ответов

Почему на Нептуне такие сильные ветры, в то время как он очень удален от Солнца? Для осуществления таких процессов внутренний источник тепла, находящийся в глубине планеты, недостаточно силен.

Почему на объекте имеется недостаток водорода и гелия?

Каким образом произвести разработку сравнительно недорогого проекта, чтобы максимально полно изучить Уран и Нептун с помощью космических аппаратов?

По причине каких процессов формируется необычное магнитное поле планеты?

Современные исследования

Создание точных моделей Нептуна и Урана с целью наглядного описания процесса формирования ледяных гигантов оказалось непростой задачей. Для объяснения эволюции этих двух планет выдвинули немалое количество гипотез. Согласно одной из них, оба гиганта появились по причине нестабильности внутри базового протопланетарного диска, а позже их атмосферы были буквально сдуты излучением большой звезды класса В или О.

Согласно другой концепции, Нептун и Уран сформировались сравнительно недалеко от Солнца, где плотность материи выше, а после переместились на текущие орбиты. Эта гипотеза стала наиболее распространенной, поскольку благодаря ей можно объяснить имеющиеся резонансы в поясе Койпера.

Наблюдения

Нептун - какая планета от Солнца? Восьмая. И его не представляется возможным увидеть невооруженным глазом. Показатель звездной величины гиганта - между +7.7 и +8.0. Таким образом, он тусклее многих небесных объектов, включая карликовую планету Церера, и некоторые астероиды. Для организации качественных наблюдений за планетой требуется телескоп с не менее чем двухсоткратным увеличением и диаметром в 200-250 миллиметров. При наличии бинокля 7х50 синий гигант будет заметен как слабая звезда.

Изменение углового диаметра рассматриваемого космического объекта находится в пределах 2.2-2.4 угловых секунд. Это объясняется тем, что на очень большом расстоянии от Земли находится планета Нептун. Факты о состоянии поверхности голубого гиганта добывать было крайне сложно. Многое изменилось с появлением космического телескопа «Хаббл» и мощнейших наземных приборов, оснащенных адаптивной оптикой.

Наблюдения за планетой в радиоволновом диапазоне позволили установить, что Нептун представляет собой источник вспышек нерегулярного характера, а также непрерывного излучения. Оба явления объясняются вращающимся магнитным полем синего гиганта. На более холодном фоне в инфракрасной зоне спектра четко просматриваются волнения в глубинах атмосферы планеты - так называемые штормы. Они порождаются теплом, исходящим от сжимающегося ядра. Благодаря наблюдениям можно максимально точно определить их размеры и форму, а также отслеживать перемещения.

Загадочная планета Нептун. Интересные факты

На протяжении практически целого века этот синий гигант считался самым дальним во всей Солнечной системе. И даже открытие Плутона не изменило данного убеждения. Нептун - планета какая по счету? Восьмая, а не последняя, девятая. Тем не менее, он иногда оказывается дальше всех от нашего светила. Дело в том, что Плутон имеет вытянутую орбиту, которая порой находится ближе к Солнцу, чем орбита Нептуна. Синему гиганту удалось вернуть себе статус самой дальней планеты. И все благодаря тому, что Плутон перевели в разряд карликовых объектов.

Нептун имеет самые небольшие размеры среди четырех известных газовых гигантов. Его экваториальный радиус меньше, чем у Урана, Сатурна и Юпитера.

Как и на всех газовых планетах, на Нептуне нет твердой поверхности. Даже если бы космический корабль сумел до него добраться, он не смог бы приземлиться. Вместо этого стало бы происходить погружение вглубь планеты.

Гравитация Нептуна немногим больше земной (на 17 %). Значит, сила притяжения действует на обеих планетах практически одинаково.

Для того чтобы обернуться вокруг Солнца, Нептуну требуется 165 земных лет.

Синий насыщенный цвет планеты объясняется мощнейшими линиями такого газа, как метан, превалирующими в отраженном свете гиганта.

Заключение

В процессе освоения космоса огромную роль сыграло открытие планет. Нептун и Плутон, равно как и другие объекты, обнаружены в результате кропотливого труда многих астрономов. Скорее всего, то, что сейчас человечеству известно о Вселенной, - лишь малая часть реальной картины. Космос - это великая тайна, и разгадывать ее придется еще не одно столетие.