Neptuun on Päikesesüsteemi kaheksas ja äärepoolseim planeet. Neptuun on ka suuruselt neljas planeet läbimõõdult ja suuruselt kolmas planeet. Neptuuni mass on 17,2 korda suurem ja ekvaatori läbimõõt on 3,9 korda suurem kui Maa oma. Planeet sai nime Rooma merejumala järgi.
23. septembril 1846 avastatud Neptuunist sai esimene planeet, mis avastati pigem matemaatiliste arvutuste kui tavaliste vaatluste abil. Uraani orbiidil toimunud ettenägematute muutuste avastamine tekitas hüpoteesi tundmatust planeedist, mille gravitatsiooniline häiriv mõju need põhjustas. Neptuun leiti oma ennustatud asukohast. Peagi avastati selle satelliit Triton, kuid ülejäänud 13 tänapäeval tuntud satelliiti olid kuni 20. sajandini tundmatud. Neptuuni on külastanud vaid üks kosmoselaev Voyager 2, mis lendas planeedi lähedale 25. augustil 1989. aastal.
Neptuun on koostiselt sarnane Uraaniga ning mõlemad planeedid erinevad koostiselt suurematest hiidplaneetidest Jupiterist ja Saturnist. Mõnikord paigutatakse Uraan ja Neptuun eraldi kategooriasse "jäähiiglased". Neptuuni atmosfäär, nagu ka Jupiteri ja Saturni atmosfäär, koosneb peamiselt vesinikust ja heeliumist koos süsivesinike ja võib-olla ka lämmastiku jälgedega, kuid sisaldab suurema osa jääst: vett, ammoniaaki ja metaani. Neptuuni tuum, nagu ka Uraan, koosneb peamiselt jääst ja kivist. Atmosfääri väliskihtides olevad metaani jäljed on osaliselt vastutavad planeedi sinise värvuse eest.
 |
|
| Planeedi avastamine: | |
| Avastaja | Urbain Le Verrier, Johann Halle, Heinrich d'Arre |
| Avamiskoht | Berliin |
| avamiskuupäev | 23. september 1846 |
| Tuvastamismeetod | arvutus |
| Orbiidi omadused: | |
| Periheel | 4 452 940 833 km (29,76607095 AU) |
| Aphelion | 4 553 946 490 km (30,44125206 AU) |
| Peamine telje võll | 4 503 443 661 km (30,10366151 AU) |
| Orbiidi ekstsentrilisus | 0,011214269 |
| Sideeraalne revolutsiooniperiood | 60 190,03 päeva (164,79 aastat) |
| Revolutsiooni sünoodiline periood | 367,49 päeva |
| Orbiidi kiirus | 5,4349 km/s |
| Keskmine anomaalia | 267,767281° |
| Meeleolu | 1,767975° (6,43° päikeseekvaatori suhtes) |
| Tõusva sõlme pikkuskraad | 131,794310° |
| Periapsise argument | 265,646853° |
| Satelliidid | 14 |
| Füüsilised omadused: | |
| Polaarne kokkusurumine | 0,0171 ± 0,0013 |
| Ekvaatori raadius | 24 764 ± 15 km |
| Polaarraadius | 24 341 ± 30 km |
| Pindala | 7,6408 10 9 km 2 |
| Helitugevus | 6 254 10 13 km 3 |
| Kaal | 1,0243 10 26 kg |
| Keskmine tihedus | 1,638 g/cm3 |
| Vabalangemise kiirendus ekvaatoril | 11,15 m/s 2 (1,14 g) |
| Teine põgenemiskiirus | 23,5 km/s |
| Ekvatoriaalne pöörlemiskiirus | 2,68 km/s (9648 km/h) |
| Pöörlemisperiood | 0,6653 päeva (15 tundi 57 minutit 59 sekundit) |
| Telje kalle | 28,32° |
| Põhjapooluse parem tõus | 19h 57m 20s |
| Põhjapooluse deklinatsioon | 42,950° |
| Albedo | 0,29 (võlakiri), 0,41 (geom.) |
| Ilmne suurusjärk | 8,0-7,78m |
| Nurga läbimõõt | 2,2"-2,4" |
| Temperatuur: | |
| tase 1 baar | 72 K (umbes -200 °C) |
| 0,1 baari (tropopaus) | 55 K |
| Atmosfäär: | |
| Ühend: | 80±3,2% vesinikku (H2) 19±3,2% heeliumi 1,5±0,5% metaani umbes 0,019% vesinikdeuteriid (HD) ligikaudu 0,00015% etaani |
| Jää: | ammoniaak, vesilahus, ammooniumvesiniksulfiid (NH 4 SH), metaan |
| PLANEET NEPTUUN | |
Neptuuni atmosfäär on koduks Päikesesüsteemi planeetide tugevaimatele tuultele, mõnede hinnangute kohaselt võivad nende kiirused ulatuda 2100 km/h-ni. Voyager 2 möödalennul 1989. aastal avastati Neptuuni lõunapoolkeral nn Suur Tume Laik, mis on sarnane Jupiteri Suure Punase Laiguga. Neptuuni temperatuur atmosfääri ülemistes kihtides on -220 °C lähedal. Neptuuni keskmes on temperatuur erinevatel hinnangutel vahemikus 5400 K kuni 7000-7100 °C, mis on võrreldav Päikese pinna temperatuuriga ja võrreldav enamiku teadaolevate planeetide sisetemperatuuriga. Neptuunil on nõrk ja killustatud rõngaste süsteem, mis avastati tõenäoliselt juba 1960. aastatel, kuid seda kinnitas usaldusväärselt alles 1989. aastal Voyager 2.
12. juulil 2011 möödub täpselt üks Neptuuni aasta – ehk 164,79 Maa aastat – Neptuuni avastamisest 23. septembril 1846. aastal.
Füüsilised omadused:
1,0243·10 26 kg massiga Neptuun on vahelüli Maa ja suurte gaasihiiglaste vahel. Selle mass on 17 korda suurem kui Maa mass, kuid moodustab vaid 1/19 Jupiteri massist. Neptuuni ekvaatori raadius on 24 764 km, mis on peaaegu 4 korda suurem kui Maa oma. Neptuuni ja Uraani peetakse nende väiksema suuruse ja väiksema lenduvate ainete kontsentratsiooni tõttu sageli gaasihiiglaste alamklassiks, mida nimetatakse "jäähiiglasteks".
Keskmine kaugus Neptuuni ja Päikese vahel on 4,55 miljardit km (umbes 30,1 keskmine kaugus Päikese ja Maa vahel ehk 30,1 AU) ning pöörde ümber Päikese sooritamiseks kulub 164,79 aastat. Neptuuni ja Maa vaheline kaugus on 4,3–4,6 miljardit km. 12. juulil 2011 tegi Neptuun oma esimese täistiiru peale planeedi avastamist 1846. aastal. Maalt oli see näha teisiti kui avastamispäeval, kuna Maa ümber Päikese tiirlemise periood (365,25 päeva) ei ole Neptuuni pöörde perioodi kordne. Planeedi elliptiline orbiit on Maa orbiidi suhtes 1,77° kaldega. Ekstsentrilisuse 0,011 olemasolu tõttu muutub Neptuuni ja Päikese vaheline kaugus 101 miljoni km võrra - erinevus periheeli ja afeeli vahel, see tähendab planeedi asukoha lähimate ja kaugemate punktide piki orbitaalteed. Neptuuni telje kaldenurk on 28,32°, mis on sarnane Maa ja Marsi telje kaldega. Selle tulemusena kogeb planeet sarnaseid hooajalisi muutusi. Kuid Neptuuni pika orbiidiperioodi tõttu kestavad aastaajad igaüks umbes nelikümmend aastat.
Neptuuni külgsuunaline pöörlemisperiood on 16,11 tundi. Maaga (23°) sarnase telje kalde tõttu ei ole külgsuunalise pöörlemisperioodi muutused selle pika aasta jooksul märkimisväärsed. Kuna Neptuunil pole tahket pinda, allub selle atmosfäär erinevale pöörlemisele. Lai ekvatoriaalvöönd pöörleb ligikaudu 18-tunnise perioodiga, mis on aeglasem kui planeedi magnetvälja 16,1-tunnine pöörlemine. Erinevalt ekvaatorist pöörlevad polaaralad iga 12 tunni järel. Kõigist Päikesesüsteemi planeetidest on seda tüüpi pöörlemine kõige tugevam Neptuunis. See toob kaasa tugeva laiuskraadi tuule nihke.
Neptuunil on suur mõju Kuiperi vööle, mis on sellest väga kaugel. Kuiperi vöö on jäiste väikeste planeetide rõngas, mis sarnaneb Marsi ja Jupiteri vahelisele asteroidivööle, kuid on palju ulatuslikum. See ulatub Neptuuni orbiidist (30 AU) kuni 55 astronoomilise ühikuni Päikesest. Neptuuni gravitatsioonijõul on Kuiperi vööle kõige olulisem mõju (sealhulgas selle struktuuri kujunemise osas), mis on võrreldav Jupiteri gravitatsiooni mõjuga asteroidivööle. Päikesesüsteemi eksisteerimise ajal destabiliseerisid mõned Kuiperi vöö piirkonnad Neptuuni gravitatsiooni mõjul ja vöö struktuuris tekkisid lüngad. Näiteks on ala vahemikus 40–42 a. e.
Objektide orbiidid, mida saab selles vöös piisavalt kaua hoida, määratakse nn. igivana resonants Neptuuniga. Mõne orbiidi puhul on see aeg võrreldav kogu Päikesesüsteemi eksisteerimise ajaga. Need resonantsid ilmnevad siis, kui objekti tiirlemisperiood ümber Päikese on seotud Neptuuni tiirlemisperioodiga väikeste naturaalarvudena, näiteks 1:2 või 3:4. Nii stabiliseerivad objektid vastastikku oma orbiite. Kui objekt tiirleb ümber Päikese näiteks kaks korda kiiremini kui Neptuun, liigub see täpselt poole tee peal, samal ajal kui Neptuun naaseb oma algsesse asendisse.
Kuiperi vöö kõige tihedamini asustatud osa, mis hõlmab enam kui 200 teadaolevat objekti, on Neptuuniga 2:3 resonantsis. Need objektid tiirlevad kord iga 1 1/2 Neptuuni pöörde järel ja on tuntud kui "plutinood", kuna nende hulgas on üks suurimaid Kuiperi vöö objekte, Pluuto. Kuigi Neptuuni ja Pluuto orbiidid on teineteisele väga lähedal, takistab 2:3 resonants nende kokkupõrget. Teistes, vähem asustatud piirkondades on resonants 3:4, 3:5, 4:7 ja 2:5.
Lagrange'i punktides (L4 ja L5) – gravitatsioonilise stabiilsuse tsoonides – hoiab Neptuun palju Trooja asteroide, justkui tõmbaks neid orbiidil kaasa. Neptuuni troojalased on temaga 1:1 resonantsis. Troojalased on oma orbiitidel väga stabiilsed ja seetõttu on hüpotees nende tabamise kohta Neptuuni gravitatsioonivälja poolt kaheldav. Tõenäoliselt moodustasid nad koos temaga.
Sisemine struktuur
Neptuuni sisemine struktuur sarnaneb Uraani sisestruktuuriga. Atmosfäär moodustab ligikaudu 10-20% planeedi kogumassist ja kaugus maapinnast atmosfääri lõpuni on 10-20% kaugusest maapinnast tuumani. Südamiku lähedal võib rõhk ulatuda 10 GPa-ni. Atmosfääri alumistes kihtides leitud metaani, ammoniaagi ja vee mahulised kontsentratsioonid
Järk-järgult tiheneb see tumedam ja kuumem piirkond ülekuumenenud vedeliku vahevööks, kus temperatuur ulatub 2000-5000 K. Neptuuni vahevöö mass on erinevatel hinnangutel 10-15 korda suurem kui Maa mass ning on rikas vee ja ammoniaagi poolest. , metaan ja muud ühendid. Planeediteaduses üldtunnustatud terminoloogia järgi nimetatakse seda ainet jäiseks, kuigi tegemist on kuuma ja väga tiheda vedelikuga. Seda väga juhtivat vedelikku nimetatakse mõnikord ammoniaagi vesiookeaniks. 7000 km sügavusel on tingimused sellised, et metaan laguneb teemantkristallideks, mis “kukuvad” tuumale. Ühe hüpoteesi kohaselt on "teemantvedelikku" terve ookean. Neptuuni tuum koosneb rauast, niklist ja silikaatidest ning selle mass arvatakse olevat 1,2 korda suurem kui Maa mass. Rõhk keskuses ulatub 7 megabaarini, see tähendab umbes 7 miljonit korda rohkem kui Maa pinnal. Kesklinnas võib temperatuur ulatuda 5400 K-ni.
Atmosfäär ja kliima
Atmosfääri ülemistest kihtidest leiti vesinikku ja heeliumi, mis moodustavad antud kõrgusel vastavalt 80 ja 19%. Täheldatakse ka metaani jälgi. Märgatavad metaani neeldumisribad esinevad lainepikkustel üle 600 nm spektri punases ja infrapunases osas. Nagu Uraani puhul, on punase valguse neeldumine metaani poolt peamine tegur, mis annab Neptuuni atmosfäärile selle sinise varjundi, kuigi Neptuuni hele taevasinine erineb Uraani mõõdukamast akvamariini värvist. Kuna Neptuuni atmosfääri metaanisisaldus ei erine kuigivõrd Uraani omast, siis oletatakse, et atmosfääris on ka mõni seni teadmata komponent, mis aitab kaasa sinise värvuse tekkele. Neptuuni atmosfäär jaguneb kaheks peamiseks piirkonnaks: alumine troposfäär, kus temperatuur kõrgusega langeb, ja stratosfäär, kus temperatuur, vastupidi, tõuseb kõrgusega. Nende vaheline piir, tropopaus, on rõhutasemel 0,1 baari. Stratosfäär annab teed termosfäärile rõhutasemel, mis on madalam kui 10 -4 - 10 -5 mikrobaari. Termosfäär muutub järk-järgult eksosfääriks. Neptuuni troposfääri mudelid viitavad sellele, et olenevalt kõrgusest koosneb see erineva koostisega pilvedest. Ülemise taseme pilved on rõhuvööndis alla ühe baari, kus temperatuur soodustab metaani kondenseerumist.
 |
|
Metaan Neptuunil
Valevärvilise pildi tegi kosmoselaev Voyager 2, kasutades kolme filtrit: sinist, rohelist ja filtrit, mis näitab valguse neeldumist metaani poolt. Seega sisaldavad pildi erevalged või punased piirkonnad metaani suuremat kontsentratsiooni. Kogu Neptuun on planeedi atmosfääri poolläbipaistvas kihis kaetud kõikjal leviva metaani uduga. Planeedi ketta keskosas läbib valgus udust ja läheb sügavamale planeedi atmosfääri, mistõttu keskpunkt paistab vähem punasena ning äärtes hajutab metaani udu suurtel kõrgustel päikesevalgust, mille tulemuseks on helepunane halo. |
| PLANEET NEPTUUN |
Rõhul üks kuni viis baari tekivad ammoniaagi ja vesiniksulfiidi pilved. Rõhul üle 5 baari võivad pilved koosneda ammoniaagist, ammooniumsulfiidist, vesiniksulfiidist ja veest. Sügavamal, umbes 50-baarise rõhu juures, võivad vesijää pilved eksisteerida juba 0 °C juures. Samuti on võimalik, et selles piirkonnas võib esineda ammoniaagi ja vesiniksulfiidi pilvi. Neptuuni kõrgmäestiku pilvi jälgiti nende varjude järgi, mida nad heitsid allolevale läbipaistmatule pilvekihile. Nende hulgas on silmapaistvad pilveribad, mis "mähivad" ümber planeedi konstantsel laiuskraadil. Nende perifeersete rühmade laius on 50–150 km ja nad ise asuvad peamise pilvekihi kohal 50–110 km kõrgusel. Neptuuni spektriuuringud näitavad, et selle alumine stratosfäär on metaani ultraviolettfotolüüsiproduktide, nagu etaan ja atsetüleen, kondenseerumise tõttu hägune. Stratosfäärist leiti ka vesiniktsüaniidi ja süsinikmonooksiidi jälgi.
 |
|
Kõrgmäestiku pilveribad Neptuunil
Pildi tegi kosmoselaev Voyager 2 kaks tundi enne lähimat lähenemist Neptuunile. Neptuuni pilvede vertikaalsed eredad triibud on selgelt nähtavad. Neid pilvi täheldati 29-kraadisel põhjalaiuskraadil Neptuuni idaterminaatori lähedal. Pilved heidavad varje, mis tähendab, et need on kõrgemal kui aluseks olev läbipaistmatu pilvekiht. Pildi eraldusvõime on 11 km piksli kohta. Pilveribade laius on 50–200 km ja nende tekitatud varjud ulatuvad 30–50 km kaugusele. Pilvede kõrgus on ligikaudu 50 km. |
| PLANEET NEPTUUN |
Neptuuni stratosfäär on suurema süsivesinike kontsentratsiooni tõttu soojem kui Uraani stratosfäär. Teadmata põhjustel on planeedi termosfääri anomaalselt kõrge temperatuur, umbes 750 K. Nii kõrge temperatuuri jaoks on planeet Päikesest liiga kaugel, et see ultraviolettkiirgusega termosfääri üles soojendaks. Võib-olla on see nähtus atmosfääri interaktsiooni tagajärg planeedi magnetväljas olevate ioonidega. Teise teooria kohaselt on küttemehhanismi aluseks planeedi sisemistest piirkondadest lähtuvad gravitatsioonilained, mis hajuvad atmosfääris. Termosfäär sisaldab süsinikmonooksiidi ja sellesse sattunud vee jälgi, mis võivad olla pärit välistest allikatest, nagu meteoriidid ja tolm.
Üks erinevusi Neptuuni ja Uraani vahel on meteoroloogilise aktiivsuse tase. 1986. aastal Uraani lähedal lennanud Voyager 2 registreeris äärmiselt nõrka atmosfääriaktiivsust. Erinevalt Uraanist koges Neptuun Voyager 2 1989. aasta uuringu ajal märgatavaid ilmamuutusi.
Neptuuni ilma iseloomustab äärmiselt dünaamiline tormisüsteem, mille tuuled ulatuvad peaaegu ülehelikiiruseni (umbes 600 m/s). Püsipilvede liikumist jälgides fikseeriti tuule kiiruse muutus 20 m/s ida pool kuni 325 m/s läänes. Ülemises pilvekihis varieerub tuule kiirus 400 m/s piki ekvaatorit kuni 250 m/s poolustel. Enamik tuuli Neptuunil puhub vastupidises suunas, kui planeet pöörleb ümber oma telje. Üldine tuulte muster näitab, et kõrgetel laiuskraadidel langeb tuulte suund kokku planeedi pöörlemissuunaga ja madalatel laiuskraadidel on see vastupidine. Arvatakse, et õhuvoolude suuna erinevused on pigem "nahaefekti" kui selle aluseks olevate atmosfääriprotsesside tagajärg. Metaani, etaani ja atsetüleeni sisaldus atmosfääris ekvaatori piirkonnas on kümneid ja sadu kordi suurem kui nende ainete sisaldus pooluse piirkonnas. Seda tähelepanekut võib pidada tõendiks ülesvoolu olemasolu kohta Neptuuni ekvaatoril ja selle vähenemise kohta poolustele lähemal.
2006. aastal täheldati, et Neptuuni lõunapooluse ülemine troposfäär oli 10 °C soojem kui ülejäänud Neptuuni osa, kus keskmine temperatuur on -200 °C. See temperatuuride erinevus on piisav, et metaan, mis on külmunud Neptuuni ülemistes atmosfäärikihtides, lekiks lõunapoolusel kosmosesse. See "kuum koht" on Neptuuni aksiaalse kalde tagajärg, mille lõunapoolus on olnud Päikese poole veerand Neptuuni aastat, see tähendab umbes 40 Maa aastat. Kui Neptuun liigub aeglaselt mööda oma orbiiti Päikese vastasküljele, läheb lõunapoolus järk-järgult varju ja Neptuun asendab Päikese põhjapooluse. Seega liigub metaani kosmosesse paiskumine lõunapoolusest põhja poole. Sesoonsete muutuste tõttu on Neptuuni lõunapoolkeral täheldatud pilveribade suuruse ja albeedo suurenemist. Seda suundumust märgati juba 1980. aastal ja see peaks jätkuma kuni 2020. aastani, mil Neptune'is saabub uus hooaeg. Aastaajad vahetuvad iga 40 aasta tagant.
1989. aastal avastas NASA Voyager 2 Great Dark Spot, püsiva antitsükloni tormi, mille mõõtmed on 13 000 x 6600 km. See atmosfääritorm meenutas Jupiteri suurt punast laiku, kuid 2. novembril 1994 ei leidnud Hubble'i kosmoseteleskoop seda oma algsest asukohast. Selle asemel avastati planeedi põhjapoolkeral uus sarnane moodustis. Scooter on veel üks torm, mis leiti Suurest Pimedast Laigust lõuna pool. Selle nimi tuleneb asjaolust, et mitu kuud enne Voyager 2 lähenemist Neptuunile oli selge, et see pilvederühm liigub palju kiiremini kui Suur Tume Laik. Järgnevad pildid paljastasid pilverühmad isegi kiiremini kui roller.
 |
|
|
Suur tume koht
Vasakpoolne foto on tehtud Voyager 2 kitsanurga kaameraga, kasutades rohelist ja oranži filtrit, 4,4 miljoni miili kauguselt Neptuunist, 4 päeva ja 20 tundi enne lähimat lähenemist planeedile. Suur Tume Laik ja selle väiksem läänepoolne kaaslane Lesser Dark Spot on selgelt nähtavad. Parempoolsel pildiseerial on näha muutusi Suures Pimedas Laigis 4,5 päeva jooksul kosmoselaeva Voyager 2 lähenemise ajal, pildistamise intervall oli 18 tundi. Suur tume laik asub 20 lõunalaiuskraadil ja ulatub kuni 30 pikkuskraadini. Seeria ülemine pilt on tehtud planeedist 17 miljoni km kaugusel, alumine - 10 miljoni km kaugusel. Piltide seeria näitas, et torm oli aja jooksul muutumas. Eelkõige läänes ulatus uuringu alguses BTP taha tume täpp, mis seejärel tõmmati tormi põhipiirkonda, jättes endast maha rea väikseid tumedaid laike - "helmeid". BTP lõunapiiril olev suur hele pilv on moodustise enam-vähem pidev kaaslane. Väikeste pilvede näiv liikumine perifeerias viitab FTP vastupäeva pöörlemisele. |
|
| PLANEET NEPTUUN | |
Minor Dark Spot, teine kõige intensiivsem torm, mida täheldati Voyager 2 lähenemisel planeedile 1989. aastal, asub veelgi lõuna pool. Algselt tundus see täiesti tume, kuid lähemale jõudes muutus väiksema tumeda laigu hele keskpunkt paremini nähtavaks, nagu on näha enamikel selgetel ja kõrge eraldusvõimega fotodel. Arvatakse, et Neptuuni "tumedad laigud" pärinevad troposfäärist madalamal kõrgusel kui heledamad ja paremini nähtavad pilved. Seega näivad need olevat augud pilve tippudes, kuna need avavad tühimikud, mis võimaldavad näha läbi tumedamate ja sügavamate pilvekihtide.
Kuna need tormid on püsivad ja võivad kesta kuid, arvatakse, et neil on keerisstruktuur. Sageli on tumedate laikudega seotud heledamad, püsivad metaanipilved, mis tekivad tropopausi ajal. Kaasnevate pilvede püsimine näitab, et mõned endised "tumedad laigud" võivad tsüklonina edasi eksisteerida, kuigi kaotavad oma tumeda värvi. Tumedad laigud võivad hajuda, kui nad liiguvad ekvaatorile liiga lähedale või mõne muu seni tundmatu mehhanismi kaudu
Arvatakse, et Neptuuni mitmekesisem ilm võrreldes Uraaniga on kõrgemate sisetemperatuuride tagajärg. Samal ajal on Neptuun Päikesest poolteist korda kaugemal kui Uraan ja saab vaid 40% päikesevalgusest, mida Uraan saab. Nende kahe planeedi pinnatemperatuurid on ligikaudu võrdsed. Neptuuni ülemine troposfäär saavutab väga madala temperatuuri -221,4 °C. Sügavusel, kus rõhk on 1 bar, ulatub temperatuur -201,15 °C. Gaasid lähevad sügavamale, kuid temperatuur tõuseb pidevalt. Nagu Uraani puhulgi, on küttemehhanism teadmata, kuid lahknevus on suur: Uraan kiirgab 1,1 korda rohkem energiat kui Päikeselt saab. Neptuun kiirgab 2,61 korda rohkem, kui ta vastu võtab, tema sisemine soojusallikas lisab Päikeselt saadavale energiale 161%. Kuigi Neptuun on Päikesest kõige kaugemal asuv planeet, on selle siseenergia piisav Päikesesüsteemi kiireimate tuulte tekitamiseks.
 |
|
Uus tume koht
Hubble'i kosmoseteleskoop avastas Neptuuni põhjapoolkeral uue suure tumeda laigu. Neptuuni kalde ja selle hetkeasendi tõttu on praegu peaaegu võimatu näha rohkem üksikasju; selle tulemusena asub pildil olev koht planeedi jäseme lähedal. Uus koht kordab sarnast tormi lõunapoolkeral, mille Voyager 2 avastas 1989. aastal. 1994. aastal näitasid Hubble'i teleskoobi kujutised, et päikeselaik lõunapoolkeral on kadunud. Sarnaselt eelkäijaga ümbritseb uus tormi servast pilved. Need pilved tekivad siis, kui madalamatest piirkondadest pärit gaas tõuseb ja seejärel jahtub, moodustades metaani jääkristalle. |
| PLANEET NEPTUUN |
Välja on pakutud mitmeid võimalikke seletusi, sealhulgas radiogeenne kuumenemine planeedi tuuma poolt (sarnaselt Maa kuumutamisele radioaktiivse kaalium-40 toimel), metaani dissotsieerumine Neptuuni atmosfääris teisteks ahelaga süsivesinikeks ja konvektsioon madalamas atmosfääris, mis viib gravitatsioonilainete pidurdamisele tropopausi kohal.
Neptuun on Päikesest kaheksas planeet ja viimane teadaolev planeet. Kuigi see on suuruselt kolmas planeet, on see läbimõõdult alles neljas. Tänu sinisele värvile sai Neptuun Rooma merejumala nime.
Teaduslike avastuste tegemisel tekib teadlastel sageli vaidlusi selle üle, milline teooria on usaldusväärne. Neptuuni avastamine on selliste lahkarvamuste ilmekas näide.
Pärast planeedi avastamist 1781. aastal märkasid astronoomid, et selle orbiidil esinevad märkimisväärsed kõikumised, mida põhimõtteliselt ei tohiks olla. Selle arusaamatu nähtuse põhjenduseks pakuti välja hüpotees planeedi olemasolust, mille gravitatsiooniväli põhjustab Uraani orbitaalhälbeid.
Esimesed Neptuuni olemasoluga seotud teadustööd ilmusid aga alles aastatel 1845-1846, mil inglise astronoom John Couch Adams avaldas oma arvutused selle tollal tundmatu planeedi asukoha kohta. Vaatamata sellele, et ta esitas oma töö Royal Scientific Societyle (inglise juhtivale teadusorganisatsioonile), ei äratanud tema töö aga oodatud huvi. Alles aasta hiljem esitas ka prantsuse astronoom Jean Joseph Le Verrier arvutused, mis olid Adamsi omadega hämmastavalt sarnased. Kahe teadlase teadusliku töö sõltumatute hinnangute tulemusena nõustusid teadusringkonnad lõpuks nende järeldustega ja hakkasid otsima planeeti taevapiirkonnas, millele Adamsi ja Le Verrieri uuringud viitasid. Planeedi enda avastas 23. septembril 1846 saksa astronoom Johann Gall.
Enne kosmoselaeva Voyager 2 möödalendu 1989. aastal oli inimkonnal väga vähe teavet planeedi Neptuuni kohta. Missioon andis andmeid Neptuuni rõngaste, kuude arvu, atmosfääri ja pöörlemise kohta. Voyager 2 näitas ka Neptuuni kuu Tritoni olulisi jooni. Maailma kosmoseagentuurid ei plaani siiani ühtegi missiooni sellele planeedile.
Neptuuni atmosfääri ülemistes kihtides on 80% vesinikku (H2), 19% heeliumi ja vähesel määral metaani. Sarnaselt Uraaniga on ka Neptuuni sinine värv tingitud atmosfääri metaanist, mis neelab valgust punasele värvile vastava lainepikkusel. Kuid erinevalt Uraanist on Neptuunil sügavam sinine värvus, mis viitab komponentide olemasolule Neptuuni atmosfääris, mida Uraani atmosfääris ei ole.
Neptuuni ilmastikutingimustel on kaks eripära. Esiteks, nagu Voyager 2 missiooni möödalennul märgati, on need niinimetatud tumedad laigud. Need tormid on mastaapselt võrreldavad Jupiteri Suure Punase Laiguga, kuid erinevad oluliselt nende kestuse poolest. Suure punase laiguna tuntud torm on kestnud sajandeid, kuid Neptuuni tumedad laigud ei saa kesta kauem kui paar aastat. Teave selle kohta leidis kinnitust tänu Hubble'i kosmoseteleskoobi vaatlustele, mis saadeti planeedile vaid neli aastat pärast Voyager 2 möödalendu.
Teine tähelepanuväärne ilmastikunähtus planeedil on kiiresti liikuvad valged tormid, mida nimetatakse "tõukeratasteks". Nagu vaatlused on näidanud, on tegemist ainulaadse tormisüsteemi tüübiga, mille suurus on tumedate laikude suurusest palju väiksem ja eluiga veelgi lühem.
Nagu teiste gaasihiiglaste atmosfäärid, on ka Neptuuni atmosfäär jagatud laiusvöönditeks. Tuule kiirus mõnes neist ribadest ulatub peaaegu 600 m/s, see tähendab, et planeedi tuuli võib nimetada Päikesesüsteemi kiireimateks.
Neptuuni struktuur
Neptuuni telje kalle on 28,3°, mis on suhteliselt lähedal Maa 23,5°-le. Arvestades planeedi märkimisväärset kaugust Päikesest, on Neptuuni aastaaegade olemasolu, mis on võrreldav Maa aastaaegadega, üsna üllatav ja teadlaste jaoks mitte täielikult mõistetav nähtus.
Kuud ja Neptuuni rõngad
Tänapäeval on teada, et Neptuunil on kolmteist satelliiti. Nendest kolmeteistkümnest on ainult üks suur ja sfääriline. On olemas teaduslik teooria, mille kohaselt Neptuuni kuudest suurim Triton on kääbusplaneet, mille püüdis kinni gravitatsiooniväli ja seetõttu jääb selle looduslik päritolu küsitavaks. Tõendid selle teooria kohta pärinevad Tritoni retrograadselt orbiidilt – Kuu pöörleb Neptuuniga vastupidises suunas. Lisaks on Triton –235°C registreeritud pinnatemperatuuriga Päikesesüsteemi kõige külmem teadaolev objekt.
Arvatakse, et Neptuunil on kolm peamist rõngast: Adams, Le Verrier ja Halle. See rõngasüsteem on palju nõrgem kui teistel gaasihiiglastel. Planeedi rõngaste süsteem on nii hämar, et mõnda aega arvati, et rõngad on defektsed. Voyager 2 edastatud pildid näitasid aga, et tegelikult see nii ei ole ja rõngad ümbritsevad planeedi täielikult.
Neptuunil kulub tiirlemiseks ümber Päikese 164,8 Maa aastat. 11. juulil 2011 lõppes planeedi esimene täispööre pärast selle avastamist 1846. aastal.
Neptuuni avastas Jean Joseph Le Verrier. Planeet jäi iidsetele tsivilisatsioonidele tundmatuks, kuna see polnud Maalt palja silmaga nähtav. Planeet nimetati algselt selle avastaja auks Le Verrier. Kuid teadusringkonnad loobusid sellest nimest kiiresti ja nimeks valiti Neptuun.
Planeet sai nime Neptuun Vana-Rooma merejumala järgi.
Neptuunil on Päikesesüsteemis suuruselt teine gravitatsioon, jäädes alla ainult Jupiterile.
Neptuuni suurimat kuud nimetatakse Tritoniks, see avastati 17 päeva pärast Neptuuni enda avastamist.
Neptuuni atmosfääris võib näha Jupiteri Suure Punase Laiguga sarnast tormi. Selle tormi maht on võrreldav Maa omaga ja seda tuntakse ka kui Suurt Pimedat Laigu.
> Neptuuni pind
Planeedi Neptuuni pind– Päikesesüsteemi jäähiiglane: koostis, struktuur koos fotodega, temperatuur, Hubble'i tume laik, Voyager 2 uuring.
Neptuun kuulub Päikesesüsteemi jäähiiglaste perekonda ja seetõttu pole sellel kindlat pinda. Sinine-roheline udu, mida me vaatleme, on illusiooni tulemus. Need on sügavate gaasipilvede tipud, mis annavad teed veele ja muule sulajääle.
Kui proovite kõndida Neptuuni pinnal, kukute kohe alla. Laskumisel temperatuur ja rõhk tõusevad. Seega märgitakse pinnapunkt kohale, kus rõhk ulatub 1 baarini.
Neptuuni pinna koostis ja struktuur
24 622 km raadiusega Neptuun on suuruselt 4. päikeseplaneet. Selle mass (1,0243 x 10 26 kg) on 17 korda suurem kui Maa mass. Metaani olemasolu neelab punaseid lainepikkusi ja lükkab tagasi sinised. Allpool on Neptuuni struktuuri joonis.
See koosneb kivisest tuumast (silikaadid ja metallid), vahevööst (vesi, metaan ja ammoniaakjää), samuti heeliumi, metaani ja vesiniku atmosfäärist. Viimane jaguneb troposfääriks, termosfääriks ja eksosfääriks.
Troposfääris langeb temperatuur kõrgusega ja stratosfääris tõuseb kõrguse kasvades. Esimeses hoitakse rõhku 1-5 baari, mistõttu siin asub “pind”.
Pealmine kiht koosneb vesinikust (80%) ja heeliumist (19%). Märkida võib pilvemoodustisi. Ülaosas laseb temperatuur metaanil kondenseeruda, samuti on ammoniaagi-, vee-, ammooniumsulfiidi- ja vesiniksulfiidipilved. Alumistes piirkondades ulatub rõhk 50 baarini ja temperatuurimärk on 0.
Termosfääris täheldatakse kõrget kuumenemist (476,85 °C). Neptuun on tähest äärmiselt kaugel, mistõttu on vaja teistsugust küttemehhanismi. See võib olla atmosfääri kokkupuude ioonidega magnetväljas või planeedi enda gravitatsioonilainetega.
Neptuuni pinnal puudub kõvadus, mistõttu atmosfäär pöörleb erinevalt. Ekvatoriaalne osa pöörleb 18 tunni jooksul, magnetväli - 16,1 tundi ja polaarvöönd - 12 tundi. Seetõttu puhuvad tugevad tuuled. Kolm suurt salvestas Voyager 2 1989. aastal.
Esimene torm ulatus üle 13 000 x 6600 km ja nägi välja nagu Jupiteri suur punane täpp. 1994. aastal üritas Hubble'i teleskoop leida Suurt Tumedat Laiku, kuid seda seal polnud. Kuid põhjapoolkera territooriumile on tekkinud uus.
Roller on veel üks torm, mida esindab kerge pilvkate. Need asuvad Great Dark Spotist lõuna pool. 1989. aastal märgati ka Little Dark Spotit. Alguses tundus täiesti pime, kuid kui seade lähemale jõudis, oli võimalik tuvastada hele südamik.
Seest soe
Keegi ei tea veel, miks Neptuun sees soojeneb. Planeet asub viimasena, kuid on Uraaniga samas temperatuurikategoorias. Tegelikult toodab Neptuun 2,6 korda rohkem energiat, kui ta saab tähelt.
Sisemine küte koos pakase ruumiga põhjustab suuri temperatuurikõikumisi. Tekivad tuuled, mis võivad kiirendada kuni 2100 km/h. Sees on kivine tuum, mis soojeneb tuhandete kraadideni. Ülemisel fotol võite vaadata Neptuuni pinda, et meenutada hiiglase atmosfääri peamisi moodustisi.
PÕHIANDMED NEPTUNE KOHTA
Neptuun on peamiselt gaasi ja jää hiiglane.
Neptuun on päikesesüsteemi kaheksas planeet.
Neptuun on Päikesest kõige kaugemal asuv planeet pärast seda, kui Pluuto alandati kääbusplaneediks.
Teadlased ei tea, kuidas võivad pilved külmal ja jäisel planeedil nagu Neptuun nii kiiresti liikuda. Nad viitavad sellele, et külmad temperatuurid ja vedelgaaside vool planeedi atmosfääris võivad hõõrdumist piisavalt vähendada, et tuul saaks märkimisväärse kiiruse.
Kõigist meie süsteemi planeetidest on Neptuun kõige külmem.
Planeedi atmosfääri ülemistes kihtides on temperatuur -223 kraadi Celsiuse järgi.
Neptuun toodab rohkem soojust, kui Päikeselt saab.
Neptuuni atmosfääris domineerivad keemilised elemendid nagu vesinik, metaan ja heelium.
Neptuuni atmosfäär läheb sujuvalt üle vedelaks ookeaniks ja see külmunud vahevööks. Sellel planeedil pole pinda kui sellist.
Arvatavasti on Neptuunil kivine tuum, mille mass on ligikaudu võrdne Maa massiga. Neptuuni tuum koosneb silikaat magneesiumist ja rauast.
Neptuuni magnetväli on 27 korda võimsam kui Maa oma.
Neptuuni gravitatsioon on vaid 17% tugevam kui Maa oma.
Neptuun on ammoniaagist, veest ja metaanist koosnev jäine planeet.
Huvitav fakt on see, et planeet ise pöörleb pilvede pöörlemisest vastupidises suunas.
Suur Tume Laik avastati planeedi pinnalt 1989. aastal.
NEPTUUNI SATELLIIDID
Neptuunil on ametlikult registreeritud 14 kuud. Neptuuni kuud on nime saanud Kreeka jumalate ja kangelaste järgi: Proteus, Talas, Naiad, Galatea, Triton jt.
Neptuuni suurim satelliit on Triton.
Triton liigub ümber Neptuuni retrograadsel orbiidil. See tähendab, et selle orbiit ümber planeedi on teiste Neptuuni kuudega võrreldes tagurpidi.
Tõenäoliselt püüdis Neptuun kunagi Tritoni kinni - see tähendab, et Kuu ei tekkinud kohapeal, nagu teised Neptuuni kuud. Triton on lukustatud sünkroonsesse pöörlemisse Neptuuniga ja liigub aeglaselt planeedi poole.
Umbes kolme ja poole miljardi aasta pärast rebib Triton selle gravitatsiooni tõttu osadeks, misjärel selle praht moodustab planeedi ümber uue rõnga. See rõngas võib olla võimsam kui Saturni rõngad.
Tritoni mass moodustab enam kui 99,5% kõigi teiste Neptuuni satelliitide kogumassist
Tõenäoliselt oli Triton kunagi Kuiperi vöö kääbusplaneet.
NEPTUUNI SÕRMAD
Neptuunil on kuus rõngast, kuid need on palju väiksemad kui Saturnil ja neid pole lihtne näha.
Neptuuni rõngad on valmistatud peamiselt külmunud veest.
Arvatakse, et planeedi rõngad on kunagi lagunenud satelliidi jäänused.
KÜLASTAMINE NEPTUNE
Selleks, et laev Neptuunini jõuaks, peab see läbima tee, mis võtab aega umbes 14 aastat.
Ainus kosmoselaev, mis Neptuuni külastab, on.
1989. aastal möödus Voyager 2 Neptuuni põhjapoolusest 3000 kilomeetri raadiuses. Ta tiirles korra ümber taevakeha.
Möödalennul uuris Voyager 2 Neptuuni atmosfääri, selle rõngaid, magnetosfääri ja kohtus Tritoniga. Voyager 2 heitis pilgu ka Neptuuni suurele tumedale laigule, pöörlevale tormisüsteemile, mis Hubble'i kosmoseteleskoobi vaatluste kohaselt on kadunud.
Voyager 2 kaunid fotod Neptuunist jäävad kauaks ainsaks, mis meil on
Kahjuks ei plaani keegi lähiaastatel planeeti Neptuuni uuesti uurida.
Planeeti Neptuun märkas esmakordselt Galileo Galilei 1612. aastal. Taevakeha liikumine oli aga liiga aeglane ja teadlane pidas seda tavaliseks täheks. Neptuuni kui planeedi avastamine toimus alles kaks sajandit hiljem – 1846. aastal. See juhtus juhuslikult. Eksperdid on Uraani liikumises märganud mõningaid veidrusi. Pärast mitmeid arvutusi sai selgeks, et sellised kõrvalekalded trajektooril on võimalikud ainult naabruses asuvate suurte taevakehade külgetõmbe mõjul. Nii alustas planeet Neptuun oma kosmilist ajalugu, mille kohta ta inimkonnale paljastati.
"Merejumal" avakosmoses
Tänu oma hämmastavalt sinisele värvile sai see planeet oma nime Vana-Rooma merede ja ookeanide valitseja Neptuuni järgi. Kosmiline keha on meie galaktikas kaheksas, see asub Päikesest kaugemal kui teised planeedid.
Neptuuniga on kaasas palju satelliite. Kuid on ainult kaks peamist - Triton ja Nereid. Esimesel kui peamisel satelliidil on oma eripärad:
- Triton– hiiglaslik satelliit, minevikus – iseseisev planeet;
- läbimõõt on 2700 km;
- on ainus sisemine satelliit, millel on vastupidine liikumine, st. liigub mitte vastupäeva, vaid mööda seda;
- on oma planeedile suhteliselt lähedal - ainult 335 000 km;
- on oma atmosfäär ja pilved, mis koosnevad metaanist ja lämmastikust;
- pind on kaetud külmunud gaasidega, peamiselt lämmastikuga;
- Pinnale purskavad lämmastikupurskkaevud, mille kõrgus ulatub 10 km-ni.
Astronoomid arvavad, et 3,6 miljardi aasta pärast kaob Triton igaveseks. Selle hävitab Neptuuni gravitatsiooniväli, muutes selle teiseks ringikujuliseks rõngaks.
Nereid Sellel on ka erakordsed omadused:
- on ebakorrapärase kujuga;
- on väga pikliku orbiidi omanik;
- läbimõõt on 340 km;
- kaugus Neptuunist on 6,2 miljonit km;
- Üks pööre selle orbiidil võtab aega 360 päeva.
On arvamus, et Nereid oli minevikus asteroid, kuid langes Neptuuni gravitatsiooni lõksu ja jäi oma orbiidile.
Erakordsed omadused ja huvitavad faktid planeedi Neptuuni kohta
Palja silmaga Neptuuni näha on võimatu, aga kui tead planeedi täpset asukohta tähistaevas, siis saab seda imetleda võimsa binokliga. Kuid täielikuks uuringuks on vaja tõsist varustust. Neptuuni kohta teabe hankimine ja töötlemine on üsna keeruline protsess. Kogutud huvitavad faktid selle planeedi kohta võimaldavad teil rohkem teada saada:
Neptuuni uurimine on töömahukas protsess. Suure kauguse tõttu Maast on teleskoopandmete täpsus madal. Planeedi uurimine sai võimalikuks alles pärast Hubble'i teleskoobi ja teiste maapealsete teleskoopide tulekut.
Lisaks Neptuun, mida uuriti kosmoselaeva Voyager 2 abil. See on ainus seade, millel õnnestus sellele päikesesüsteemi punktile kõige lähemale jõuda.