Ogólne informacje o Neptunie

© Włodzimierz Kalanow,
strona internetowa"Wiedza to potęga".

Po odkryciu Urana w 1781 roku astronomowie przez długi czas nie potrafili wyjaśnić przyczyn odchyleń w ruchu tej planety na jej orbicie od parametrów określonych przez prawa ruchu planet odkryte przez Johannesa Keplera. Założono, że poza orbitą Urana może znajdować się inna duża planeta. Trzeba było jednak wykazać słuszność tego założenia, dla czego konieczne było wykonanie skomplikowanych obliczeń.

Neptun z odległości 4,4 mln km.

Neptun. Zdjęcie w fałszywych kolorach.

Odkrycie Neptuna

Odkrycie Neptuna „na czubku pióra”

Od czasów starożytnych ludzie wiedzieli o istnieniu pięciu planet widocznych gołym okiem: Merkury, Wenus, Mars, Jowisz i Saturn.

I tak utalentowany angielski matematyk John Couch Adams (1819-1892), który właśnie ukończył St. John's College w Cambridge, w latach 1844-1845 obliczył przybliżoną masę planety transuranowej, elementy jej eliptycznej orbity i heliocentrycznej długości geograficznej. Następnie Adams został profesorem astronomii i geometrii na Uniwersytecie Cambridge.

Adams swoje obliczenia oparł na założeniu, że pożądana planeta powinna znajdować się w odległości 38,4 jednostek astronomicznych od Słońca. Odległość tę zasugerowała Adamsowi tzw. reguła Titiusa-Bodego, która ustanawia procedurę przybliżonego obliczania odległości planet od Słońca. W przyszłości postaramy się omówić tę zasadę bardziej szczegółowo.

Adams przedstawił swoje obliczenia kierownikowi Obserwatorium w Greenwich, ale nie zwrócono na nie uwagi.

Kilka miesięcy później, niezależnie od Adamsa, francuski astronom Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811-1877) dokonał obliczeń i przedstawił je Obserwatorium w Greenwich. Tu od razu przypomnieli sobie obliczenia Adamsa i od 1846 roku w Obserwatorium w Cambridge uruchomiono program obserwacyjny, który jednak nie przyniósł rezultatów.

Latem 1846 roku Le Verrier sporządził bardziej szczegółowy raport w Obserwatorium Paryskim i przedstawił swoim kolegom swoje obliczenia, które były takie same, a nawet dokładniejsze niż obliczenia Adamsa. Jednak francuscy astronomowie, doceniwszy umiejętności matematyczne Le Verriera, nie wykazali większego zainteresowania problemem poszukiwania planety transuranowej. To nie mogło nie rozczarować mistrza Le Verriera, który 18 września 1846 roku wysłał list do asystenta Obserwatorium Berlińskiego Johanna Gottfrieda Halle (1812-1910), w którym w szczególności napisał: „... Zadaj sobie trud skierowania teleskopu na gwiazdozbiór Wodnika. W odległości 1° od punktu ekliptyki na 326° długości geograficznej znajdziesz planetę o dziewiątej mag...

Odkrycie Neptuna na niebie

23 września 1846 roku, zaraz po otrzymaniu listu, Johann Halle i jego asystent, starszy student Heinrich d'Arre, skierowali teleskop na konstelację Wodnika i odkryli nową, ósmą planetę niemal dokładnie w miejscu wskazanym przez Le Verriera.

Paryska Akademia Nauk wkrótce ogłosiła, że ​​Urbain Le Verrier „na końcu pióra” odkrył nową planetę. Brytyjczycy próbowali zaprotestować i zażądali uznania Johna Adamsa za odkrywcę planety.

Komu przyznano pierwszeństwo odkrycia – Anglii czy Francji? Za priorytet otwarcia uznano… Niemcy. Współczesne encyklopedyczne podręczniki wskazują, że planeta Neptun została odkryta w 1846 roku przez Johanna Halle, zgodnie z teoretycznymi przewidywaniami W.Zh. Le Verriera i J.K. Adamsa.

Wydaje nam się, że nauka europejska postąpiła w tej kwestii uczciwie w stosunku do wszystkich trzech naukowców: Galle’a, Le Verriera i Adamsa. Nazwisko Heinricha d’Arre, ówczesnego asystenta Johanna Halle, również zapisało się w historii nauki. Chociaż oczywiście praca Galle i jego asystenta była znacznie mniejsza pod względem objętości i intensywności niż praca Adamsa i Le Verriera, wykonujących złożone obliczenia matematyczne, których wielu ówczesnych matematyków nie podejmowało, uważając problem za nierozwiązywalny.

Odkrytą planetę nazwano Neptunem na cześć starożytnego rzymskiego boga mórz (starożytni Grecy mieli Posejdona na „pozycji” boga mórz). Nazwę Neptun wybrano oczywiście zgodnie z tradycją, ale okazała się całkiem udana w tym sensie, że powierzchnia planety przypomina błękitne morze, gdzie rządzi Neptun. Nawiasem mówiąc, z całą pewnością można było ocenić kolor planety dopiero prawie półtora wieku po jej odkryciu, kiedy w sierpniu 1989 r. amerykański statek kosmiczny, po zakończeniu programu badawczego w pobliżu Jowisza, Saturna i Urana, przeleciał nad północą biegun Neptuna na wysokości zaledwie 4500 km i przesłał zdjęcia tej planety na Ziemię. Voyager 2 pozostaje jak dotąd jedynym statkiem kosmicznym wycelowanym w okolice Neptuna. To prawda, że ​​​​przy pomocy Neptuna uzyskano także pewne zewnętrzne informacje, chociaż znajduje się on na orbicie okołoziemskiej, tj. w pobliskiej przestrzeni.

Planeta Neptun mogła zostać odkryta przez Galileusza, który ją zauważył, ale pomylił ją z niezwykłą gwiazdą. Od tego czasu przez prawie dwieście lat, aż do 1846 roku, jedna z gigantycznych planet Układu Słonecznego pozostawała w zapomnieniu.

Ogólne informacje o Neptunie

Neptun, ósma planeta w odległości od Słońca, znajduje się w odległości około 4,5 miliarda kilometrów (30 jednostek astronomicznych) od źródła światła (min. 4,456, maks. 4,537 miliarda km).

Podobnie jak Neptun należy do grupy gazowych olbrzymów. Średnica jej równika wynosi 49 528 km, czyli jest prawie czterokrotnie większa od średnicy Ziemi (12 756 km). Okres obrotu wokół własnej osi wynosi 16 godzin 06 minut. Okres rewolucji wokół Słońca tj. Długość roku na Neptunie wynosi prawie 165 lat ziemskich. Objętość Neptuna jest 57,7 razy większa od objętości Ziemi, a jego masa jest 17,1 razy większa od Ziemi. Średnia gęstość substancji wynosi 1,64 (g/cm3) i jest zauważalnie wyższa niż na Uranie (1,29 (g/cm3)), ale znacznie mniejsza niż na Ziemi (5,5 (g/cm3)). Siła grawitacji na Neptunie jest prawie półtora razy większa niż na Ziemi.

Od czasów starożytnych aż do 1781 roku ludzie uważali Saturna za najbardziej odległą planetę. Odkryty w 1781 roku Uran „powiększył” granice Układu Słonecznego o połowę (z 1,5 miliarda km do 3 miliardów km).

Jednak 65 lat później (1846) odkryto Neptuna, który „poszerzył” granice Układu Słonecznego jeszcze półtorakrotnie, tj. do 4,5 miliarda km we wszystkich kierunkach od Słońca.

Jak zobaczymy później, nie stało się to ograniczeniem przestrzeni zajmowanej przez nasz Układ Słoneczny. 84 lata po odkryciu Neptuna, w marcu 1930 roku Amerykanin Clyde Tombaugh odkrył kolejną planetę krążącą wokół Słońca w średniej odległości około 6 miliardów km.

To prawda, że ​​Międzynarodowa Unia Astronomiczna w 2006 roku pozbawiła Plutona „tytułu” planety. Zdaniem naukowców Pluton okazał się za mały na taki tytuł i dlatego został przeniesiony do kategorii karłów. Nie zmienia to jednak istoty rzeczy - mimo wszystko Pluton jako ciało kosmiczne jest częścią Układu Słonecznego. I nikt nie może zagwarantować, że poza orbitą Plutona nie ma już ciał kosmicznych, które mogłyby stać się częścią Układu Słonecznego jako planety. W każdym razie poza orbitą Plutona przestrzeń wypełniona jest różnorodnymi obiektami kosmicznymi, co potwierdza obecność tak zwanego pasa Edgewortha-Kuipera, rozciągającego się na 30-100 AU. O tym pasie porozmawiamy nieco później (patrz „Wiedza to potęga”).

Atmosfera i powierzchnia Neptuna

Atmosfera Neptuna

Relief chmury Neptuna

Atmosfera Neptuna składa się głównie z wodoru, helu, metanu i amoniaku. Metan pochłania czerwoną część widma i przepuszcza kolory niebieski i zielony. To dlatego kolor powierzchni Neptuna wydaje się zielonkawo-niebieski.

Skład atmosfery jest następujący:

Główne składniki: wodór (H2) 80±3,2%; hel (He) 19±3,2%; metan (CH4) 1,5±0,5%.
Składniki zanieczyszczeń: acetylen (C 2 H 2), diacetylen (C 4 H 2), etylen (C 2 H 4) i etan (C 2 H 6), a także tlenek węgla (CO) i azot cząsteczkowy (N 2) ;
Aerozole: lód amoniakalny, lód wodny, lód wodorosiarczkowy amonu (NH 4 SH), lód metanowy (? - wątpliwy).

Temperatura: przy ciśnieniu 1 bar: 72 K (–201°C);
przy ciśnieniu 0,1 bar: 55 K (–218 °C).

Zaczynając od wysokości około 50 km od powierzchniowych warstw atmosfery, aż do wysokości kilku tysięcy kilometrów, planeta pokryta jest noctilucentowymi chmurami cirrus, składającymi się głównie z zamarzniętego metanu (patrz zdjęcie powyżej, po prawej). Wśród chmur obserwuje się formacje przypominające cyklonowe wiry atmosfery, podobne do tych występujących na Jowiszu. Takie wiry pojawiają się jako plamy i okresowo pojawiają się i znikają.

Atmosfera stopniowo zamienia się w ciecz, a następnie w ciało stałe planety, składające się rzekomo głównie z tych samych substancji – wodoru, helu, metanu.

Atmosfera Neptuna jest bardzo aktywna: na planecie wieją bardzo silne wiatry. Jeśli wiatry na Uranie nazwalibyśmy huraganami, to jak nazwać wiatry na Neptunie, które wieją z prędkością 1000 km/h? Na żadnej innej planecie Układu Słonecznego nie ma silniejszych wiatrów.

Neptuna odkryto na podstawie obliczeń teoretycznych. Faktem jest, że Uran odchyla się od obliczonej orbity, jakby był przyciągany przez inną planetę.

Brytyjscy matematycy i astronomowie Johna Coucha Adamsa(1819-1892) i James Challis w 1845 dokonali obliczeń przybliżonego położenia planety. W tym samym czasie francuski astronom Urbana Le Verriera(1811 - 1877) po dokonaniu obliczeń przekonał go do rozpoczęcia poszukiwań nowej planety. Neptun został po raz pierwszy zaobserwowany przez astronomów 23 września 1846 roku, niedaleko pozycji niezależnie przewidywanych przez Anglika Adamsa i Francuza Le Verriera.

Neptun jest znacznie oddalony od Słońca.

Ogólna charakterystyka planety Neptun

Masa planety jest 17 razy większa od masy Ziemi. Promień planety wynosi około czterech promieni Ziemi. Gęstość - Gęstość Ziemi.

Wokół Neptuna odkryto pierścienie. Są otwarte (łamane), to znaczy składają się z oddzielnych łuków, które nie są ze sobą połączone. Pierścienie Urana i Neptuna mają podobny wygląd.

Budowa Neptuna jest prawdopodobnie prawie taka sama jak Urana.

Natomiast , i Neptun mogą nie mieć wyraźnego rozwarstwienia wewnętrznego. Ale najprawdopodobniej Neptun ma mały, stały rdzeń o masie równej masie Ziemi. Atmosfera Neptuna składa się głównie z wodoru i helu z niewielką ilością metanu (1%). Błękitny kolor Neptuna wynika z absorpcji przez ten gaz czerwonego światła z atmosfery - podobnie jak na Uranie.

Planeta ma burzliwą atmosferę, cienkie porowate chmury składające się z zamarzniętego metanu. Temperatura atmosfery Neptuna jest wyższa niż Urana, dlatego około 80% H 2

Ryż. 1. Skład atmosfery Neptuna

Neptun posiada własne wewnętrzne źródło ciepła – emituje 2,7 razy więcej energii niż otrzymuje od Słońca. Średnia temperatura powierzchni planety wynosi 235°C. Na Neptunie występują silne wiatry równoległe do równika planety, duże burze i trąby powietrzne. Na planecie wieją najszybsze wiatry w Układzie Słonecznym, osiągające prędkość 700 km/h. Wiatry wieją na Neptunie w kierunku zachodnim, wbrew obrotowi planety.

Na powierzchni znajdują się pasma górskie i pęknięcia. Zimą występuje śnieg azotowy, a latem przez szczeliny przebijają się fontanny.

Sonda Voyager 2 odkryła na Neptunie potężne cyklony, w których prędkość wiatru osiąga prędkość dźwięku.

Satelity planety noszą nazwy Triton, Nereid, Naiad, Thalassa, Proteus, Despina, Galatea, Larissa. W latach 2002-2005 Odkryto pięć kolejnych satelitów Neptuna. Każdy z nowo odkrytych ma średnicę 30-60 km.

Największym satelitą Neptuna jest Tryton. Został otwarty w 1846 roku przez Williama Lassella. Tryton jest większy od Księżyca. Prawie cała masa systemu satelitarnego Neptuna skupia się w Trytonie. Posiada dużą gęstość: 2 g/cm 3 .

Ponieważ jest to jedna z planet, których nie można zobaczyć gołym okiem, Neptuna odkryto stosunkowo niedawno. Biorąc pod uwagę odległość, została zaobserwowana bardzo blisko raz – w 1989 roku przez sondę Voyager 2. Jednak to, czego dowiedzieliśmy się wówczas o tym gazowym (i lodowym) gigantie, ujawniło wiele tajemnic i historię jego powstania.

Otwarcie i nazewnictwo:

Odkrycie Neptuna miało miejsce w XIX wieku, chociaż istnieją dowody, że miało to miejsce znacznie wcześniej. Na przykład rysunki Galileusza z 28 grudnia 1612 r. i 27 stycznia 1613 r. zawierały naniesione punkty, o których obecnie wiadomo, że odpowiadają położeniu Neptuna w tych datach. Jednak w obu przypadkach Galileusz pomylił planetę z .

W 1821 roku francuski astronom Alexis Bouvard opublikował tablice astronomiczne. Późniejsze obserwacje wykazały znaczne odchylenia od tabel dostarczonych przez Bouvarda, co sugeruje, że nieznane ciało niebieskie zakłóca orbitę Urana poprzez oddziaływanie grawitacyjne.

Nowe Obserwatorium Berlińskie przy Linden Street, gdzie eksperymentalnie odkryto planetę Neptun. Dzięki uprzejmości: Instytut Astrofizyki Leibniza w Poczdamie.

W 1843 roku angielski astronom John Couch Adams rozpoczął prace nad badaniem orbity Urana na podstawie uzyskanych danych i dokonał kilku różnych szacunków orbity planety na nadchodzące lata. W latach 1845 - 1846 Urban Le Verrier niezależnie od Adamsa przeprowadził własne obliczenia, którymi podzielił się z Johannem Gottfriedem Halle z Obserwatorium Berlińskiego. Galle potwierdził obecność planety, korzystając ze współrzędnych podanych przez Le Verriera 23 września 1846 roku.

Ogłoszenie odkrycia wywołało kontrowersje, gdyż za odkrywców podawali się także Le Verrier i Adams. Ostatecznie osiągnięto międzynarodowy konsensus, w którym wspólnie uznano Le Verriera i Adamsa za ich wkład w odkrycie. Jednak ponowna ocena odpowiednich dokumentów historycznych przeprowadzona przez historyków w 1998 r. doprowadziła do wniosku, że Le Verrier był bezpośrednio odpowiedzialny za odkrycie i zasługiwał na większy udział w odkryciu.

Domagając się praw do odkrycia, Le Verrier zaproponował nazwanie planety swoim imieniem, ale spotkało się to z ostrym oporem poza Francją. Zaproponował także nazwę Neptun, która ostatecznie została zaakceptowana przez społeczność międzynarodową. Dzieje się tak głównie dlatego, że jest ono zgodne z nazewnictwem innych planet, z których wszystkie zostały nazwane na cześć bóstw z mitologii grecko-rzymskiej.

Rozmiar, masa i orbita Neptuna:

Ze średnim promieniem 24,622 ± 19 km Neptun jest czwartą co do wielkości planetą w Układzie Słonecznym i znajduje się w . Ale przy masie 1,0243 x 10 26 kg, czyli 17 razy większej od masy Ziemi, jest trzecią najbardziej masywną planetą, po Uranie. Planeta ma bardzo mały mimośród orbity wynoszący 0,0086, a promień orbity w peryhelium wynosi 29,81 jednostek astronomicznych (4,459 x 10 9 km), a w aphelium 30,33 jednostek astronomicznych (4,537 x 10 9 km).

Porównanie rozmiarów Neptuna i Ziemi. Źródło: NASA

Planeta Neptun potrzebuje 16 godzin 6 minut i 36 sekund (0,6713 ziemskich dni), aby wykonać jeden obrót wokół swojej osi (jeden obrót gwiazdowy), a pełne okrążenie wokół Słońca zajmuje 164,8 lat ziemskich. Oznacza to, że dzień na Neptunie trwa 67% dnia ziemskiego, podczas gdy rok neptunowy odpowiada około 60 190 dniom ziemskim (lub 89 666 dniom neptunowym).
Ponieważ nachylenie osiowe Neptuna (28,32°) jest podobne do nachylenia osi Ziemi (~23°) i (~25°), na planecie występują sezonowe zmiany klimatyczne. W połączeniu z długim okresem orbitalnym oznacza to, że pory roku Neptuna trwają 40 ziemskich lat. Również ze względu na nachylenie osi porównywalne z ziemskim faktem jest, że różnice w długości dnia w ciągu roku nie są bardziej ekstremalne niż na Ziemi.

Orbita Neptuna ma również silny wpływ na obszar za jego orbitą, znany jako Pas Kuipera (zwany także „pasem trans-Neptuna”). W podobny sposób dominuje, kształtując jego strukturę, tak jak grawitacja Neptuna dominuje w Pasie Kuipera. Podczas istnienia Układu Słonecznego niektóre regiony Pasa Kuipera zostały zdestabilizowane przez grawitację planety Neptun, tworząc luki w strukturze Pasa Kuipera.

Również w tych pustych obszarach znajdują się orbity zawierające obiekty w wieku równym . Rezonanse te występują, gdy okres orbitalny Neptuna stanowi dokładny ułamek okresu orbitalnego obiektu, co oznacza, że ​​wypełniają one część orbity podczas pełnej orbity Neptuna. Najbardziej zaludnionym rezonansem w Pasie Kuipera, obejmującym ponad 200 obiektów, jest rezonans 2:3.

Obiekty w tym rezonansie poruszają się po 2 orbitach na każde 3 orbity Neptuna i nazywane są plutynami, ponieważ największy znany jest wśród nich. Chociaż Pluton regularnie przecina orbitę Neptuna, nigdy nie mogą się one zderzyć ze względu na rezonans 2:3.

Na planecie Neptun znajduje się wiele znanych obiektów trojańskich zajmujących punkty Lagrange'a L4 i L5 - obszary stabilności grawitacyjnej przed i za Neptunem na jego orbicie. Niektóre trojany Neptuna mają wyjątkowo stabilne orbity i prawdopodobnie powstały z Neptunem, a nie zostały przez niego przechwycone.

Skład planety Neptun:

Ze względu na mniejsze rozmiary i wyższe stężenie substancji lotnych w porównaniu do Jowisza i Saturna, planeta Neptun (podobnie jak Uran) jest często nazywana lodowym olbrzymem, stanowiącym podklasę planet-olbrzymów. Podobnie jak Uran, wewnętrzną strukturę Neptuna można z grubsza podzielić na różne warstwy: skaliste jądro składające się z krzemianów i metali, płaszcz zawierający wodę, amoniak i metan w postaci lodu oraz atmosferę składającą się z wodoru, helu i metanu.

Jądro Neptuna składa się z żelaza, niklu i krzemianów, a naukowcy uważają, że ma masę 1,2 masy Ziemi. Według naukowców ciśnienie w centrum jądra wynosi 7 Mbar (700 GPa), czyli jest dwukrotnie wyższe niż w centrum Ziemi, a temperatury w centrum planety Pluton sięgają 5400 kelwinów. Na głębokości 7 000 km mogą panować takie warunki, że metan przekształca się w kryształy diamentu, które spadają w postaci skał.

Płaszcz zawiera 10-15 mas Ziemi i jest bogaty w wodę, amoniak i metan. Ta mieszanina nazywana jest lodem, chociaż w rzeczywistości jest gorącą, gęstą cieczą i czasami nazywana jest „oceanem wody amoniakalnej”. Tymczasem atmosfera zawiera 5–10% masy planety i rozciąga się 10–20% w kierunku jądra, gdzie osiąga ciśnienie około 10 GPa – 100 000 razy większe niż ciśnienie atmosfery ziemskiej.

Wewnętrzna struktura planety Neptun. Źródło: NASA

W niższych warstwach atmosfery stwierdzono podwyższone stężenia metanu, amoniaku i wody. W przeciwieństwie do Urana, planeta Neptun ma w środku większy ocean, podczas gdy Uran ma mniejszy płaszcz.

Atmosfera planety Neptun:

Na dużych wysokościach atmosfera Neptuna składa się w 80% z wodoru i 19% z helu, ze śladami metanu. Podobnie jak Uran, absorpcja światła czerwonego przez metan atmosferyczny jest częścią tego, co nadaje Neptuna jego niebieską barwę, chociaż Neptun jest ciemniejszy i jaśniejszy. Ponieważ Neptun jest podobny do Urana pod względem zawartości metanu w atmosferze, naukowcy uważają, że jakiś nieznany składnik atmosfery przyczynia się do intensywniejszej barwy Neptuna.

Atmosfera Neptuna jest podzielona na dwa główne obszary: niższą troposferę, w której temperatura spada wraz z wysokością, oraz stratosferę, w której ciśnienie osiąga 0,1 bara (10 kPa). Stratosferę zastępuje się wówczas termosferą o ciśnieniu 10 -5 - 10 -4 barów (1-10 Pa), która stopniowo przekształca się w egzosferę.

Analiza spektralna Neptuna sugeruje, że jego dolna stratosfera jest zamglona z powodu kondensacji produktów oddziaływania promieniowania ultrafioletowego i metanu (fotoliza), w wyniku czego powstają związki etanu i acetylenu. Stratosfera zawiera także śladowe ilości tlenku węgla i cyjanku, które odpowiadają za to, że stratosfera planety Neptun jest cieplejsza niż stratosfera planety Uran.

Kontrastowy obraz w zmienionych kolorach, podkreślający cechy atmosfery Neptuna, w tym prędkość wiatru. Źródło: Erich Karkoschka.

Z niejasnych powodów termosfera planety ma niezwykle wysoką temperaturę wynoszącą około 750 kelwinów (476,85 °C). Planeta znajduje się zbyt daleko od Słońca, aby ciepło to mogło być generowane przez promieniowanie ultrafioletowe, co oznacza, że ​​zaangażowany jest inny mechanizm ogrzewania, którym może być interakcja atmosfery z jonami w polu magnetycznym planety lub falami grawitacyjnymi z wnętrza planety, które rozproszyć się do atmosfery.

Ponieważ Neptun nie jest ciałem stałym, jego atmosfera podlega zróżnicowanej rotacji. Szeroka strefa równikowa obraca się w czasie około 18 godzin, czyli wolniej niż 16,1-godzinny obrót pola magnetycznego planety. Przeciwnie, odwrotną tendencję obserwuje się w regionach polarnych, gdzie okres rotacji wynosi 12 godzin.

Ta rotacja różnicowa jest najbardziej wyraźna ze wszystkich planet Układu Słonecznego i powoduje silne uskoki wiatru równoleżnikowego i niszczycielskie burze. Trzy z najbardziej spektakularnych burz zostały zaobserwowane w 1989 roku przez sondę kosmiczną Voyager 2, a następnie nazwane na podstawie ich wyglądu.

Pierwszym z nich był masywny antycyklon o wymiarach 13 000 x 6600 km i przypominający Wielką Czerwoną Plamę na Jowiszu. Burza ta, zwana Wielką Ciemną Plamą, nie była już wykrywana 5 lat później (2 listopada 1994), kiedy Kosmiczny Teleskop Hubble'a obserwował planetę. Zamiast tego na północnej półkuli planety odkryto nową burzę, bardzo podobną do poprzedniej, co sugeruje, że burze te trwają krócej niż burze na Jowiszu.

Rekonstrukcja zdjęć z Voyagera 2 przedstawiających Wielką Ciemną Plamę (na górze po lewej), Scooter (w środku) i Mniejszą Ciemną Plamę (na dole po prawej). Źródło: NASA/JPL.

Scooter to kolejna burza, grupa białych chmur położona dalej na południe od Wielkiej Ciemnej Plamy. Przydomek pojawił się po raz pierwszy podczas miesięcy spędzonych przez Voyagera 2 w pobliżu planety w 1989 roku, kiedy zaobserwował grupę chmur poruszających się z prędkością większą niż Wielka Ciemna Plama.

Mniejsza Ciemna Plama, południowy cyklon, była drugą pod względem intensywności burzą na Neptunie zaobserwowaną w 1989 roku. Początkowo było zupełnie ciemno, ale gdy Voyager 2 zbliżył się do planety, rozwinęło się jasne jądro, które można było zobaczyć na zdjęciach o najwyższej rozdzielczości.

Księżyce planety Neptun:

Neptun ma 14 znanych naturalnych satelitów (księżyców), wszystkie z wyjątkiem jednego zostały nazwane na cześć grecko-rzymskich bóstw morskich (S/2004 N 1 nie jest obecnie nazwany). Satelity te dzieli się na dwie grupy – satelity regularne i nieregularne – ze względu na ich orbitę i bliskość Neptuna. Regularnymi satelitami Neptuna są Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S/2004 N 1 i Proteus. Satelity te znajdują się najbliżej planety i poruszają się po orbitach kołowych w kierunku ruchu wokół osi Neptuna i leżą w płaszczyźnie równikowej planety.

Rozciągają się od 48 227 km (Niad) do 117 646 km (Proteus) od Neptuna, a wszystkie z wyjątkiem dwóch najbardziej oddalonych, S/2004 N 1 i Proteus, poruszają się po swoich orbitach wolniej niż okres orbitalny wynoszący 0,6713 ziemskich dni. Na podstawie danych obserwacyjnych i szacunkowych gęstości, rozmiary i masy tych satelitów wahają się od 96 x 60 x 52 km i 1,9 x 10^17 kg (Najada) do 436 x 416 x 402 km i 50,35 x 10^17 kg (Proteus).

To złożone zdjęcie z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a pokazuje położenie nowo odkrytego księżyca, oznaczonego S/2004 N 1, na orbicie wokół gigantycznej planety Neptun, 4,8 miliarda kilometrów od Ziemi. Źródło: NASA, ESA i M. Showalter (Instytut SETI).

Z wyjątkiem Larisy i Proteusa, które są najbardziej okrągłe, wszystkie wewnętrzne księżyce Neptuna są wydłużone. Ich widmo wskazuje, że składają się z lodu wodnego zanieczyszczonego ciemniejszą materią, prawdopodobnie związkami organicznymi. Pod tym względem wewnętrzne księżyce Neptuna są bardzo podobne do księżyców Urana.

Pozostałe księżyce Neptuna, w tym Tryton, to księżyce nieregularne. Poruszają się głównie po nachylonych, mimośrodowych i często wstecznych orbitach (wbrew obrotowi planety wokół własnej osi) z dala od Neptuna. Jedynym wyjątkiem jest Tryton, który krąży bliżej planety i porusza się po orbicie kołowej, aczkolwiek wstecznej i nachylonej.

W kolejności odległości od planety nieregularne satelity to Tryton, Nereida, Halimeda, Sao, Laomedea, Neso i Psamapha – grupa obejmująca obiekty wsteczne i prograde (poruszające się w tym samym kierunku, co przyciągające ciało niebieskie). Z wyjątkiem Trytona i Nereidy, nieregularne księżyce Neptuna są podobne do innych planet-olbrzymów i uważa się, że zostały w przeszłości przechwycone grawitacyjnie.

Pod względem wielkości i masy nieregularne satelity są podobne i wahają się od około 40 km średnicy i masie 4 x 10^16 kg (Psamapha) do 62 km i 16 x 10^16 kg (Halimeda). Tryton i Nereida to niezwykłe nieregularne księżyce i dlatego są traktowane oddzielnie od pięciu innych nieregularnych księżyców Neptuna. Odnotowano cztery różnice między tymi dwoma a innymi nieregularnymi satelitami.

Przede wszystkim są to dwa największe nieregularne satelity w Układzie Słonecznym. Tryton jest prawie o rząd wielkości większy od wszystkich innych znanych nieregularnych satelitów i zawiera ponad 99,5% masy wszystkich znanych satelitów krążących wokół Neptuna, w tym pierścieni planety i 13 innych znanych satelitów.

Kolorowe mozaikowe zdjęcie Trytona wykonane przez Voyagera 2 w 1989 roku. Źródło: NASA/JPL/USGS.

Po drugie, oba mają nietypowo małe półosie wielkie; Tryton ma rząd wielkości mniejszy niż inne znane nieregularne satelity. Po trzecie, oba mają niezwykłe mimośrody orbit: Nereida ma jedną z najbardziej ekscentrycznych orbit ze wszystkich znanych nieregularnych satelitów, podczas gdy orbita Trytona jest prawie okrągła. Wreszcie Nereid ma najniższe nachylenie orbity spośród wszystkich znanych nieregularnych satelitów.

Ze średnią średnicą około 2700 km i masą 214 080 ± 520 x 10^17 kg, Tryton jest największym księżycem Neptuna i jedynym wystarczająco dużym, aby osiągnąć równowagę hydrostatyczną (czyli kształt kulisty). Tryton znajduje się w odległości 354 759 km od Neptuna, pomiędzy satelitami wewnętrznym i zewnętrznym.

Tryton porusza się po wstecznej orbicie quasi-kołowej i składa się głównie z lodów azotu, metanu, dwutlenku węgla i wody. Z albedo geometrycznym przekraczającym 70% i albedo Bonda wynoszącym 90%, satelita ten jest jednym z najjaśniejszych obiektów w Układzie Słonecznym. Jego powierzchnia ma czerwonawy odcień, na skutek oddziaływania promieniowania ultrafioletowego i metanu, w wyniku czego powstają toliny (substancje organiczne występujące w widmach lodowych ciał naszego Układu Słonecznego).

Charakterystyka Neptuna:(Elementy bez linków są w fazie opracowywania)

• Ciekawe fakty na temat N.
• Gęstość N.
• Grawitacja N.
• Masa N.
• Nachylenie osi obrotu N.
• Rozmiar N.
• Promień N.
• Temperatura N.
• N. w porównaniu do Ziemi

Orbita i rotacja Neptuna:

• Jak długi jest dzień na N.?
• Odległość od Ziemi do N.
• Orbita N.
• Ile trwa rok w N.?
• Ile czasu zajmuje Ziemi wykonanie jednego obrotu wokół Słońca?
• Odległość od Słońca do N.

Naturalne satelity (księżyce) N. i pierścienie:

• Ile księżyców (naturalnych satelitów) ma N.?
• Pierścienie N.
• Nereida
• Tryton
• Najada

Historia Neptuna:

• Kto odkrył N.?
• Jak N. zyskało swoją nazwę?
• Symbol N.

Powierzchnia i struktura Neptuna:

• Atmosfera N.
• Tsvet N.
• Pogoda na N.
• Powierzchnia N.

• Zbiór fotografii N.
• Życie na N.
• 10 ciekawostek o N.
• Pluton i N.
• Uran i N.

Planetę Neptun po raz pierwszy zauważył Galileusz w 1612 roku. Jednak ruch ciała niebieskiego był zbyt powolny i naukowiec uznał je za zwykłą gwiazdę. Odkrycie Neptuna jako planety nastąpiło dopiero dwa wieki później – w 1846 roku. Stało się to przez przypadek. Eksperci zauważyli pewne osobliwości w ruchu Urana. Po serii obliczeń stało się oczywiste, że takie odchylenia trajektorii są możliwe tylko pod wpływem przyciągania sąsiednich dużych ciał niebieskich. W ten sposób planeta Neptun rozpoczęła swoją kosmiczną historię, o której została objawiona ludzkości.

„Bóg morza” w kosmosie

Dzięki niesamowitemu niebieskiemu kolorowi planeta ta została nazwana na cześć starożytnego rzymskiego władcy mórz i oceanów - Neptuna. Ciało kosmiczne jest ósmym w naszej Galaktyce, znajduje się dalej niż inne planety od Słońca.

Neptunowi towarzyszy wiele satelitów. Ale są tylko dwa główne - Tryton i Nereida. Pierwszy, jako główny satelita, ma swoje własne charakterystyczne cechy:

• Tryton– gigantyczny satelita, w przeszłości – niezależna planeta;
• średnica wynosi 2700 km;
• jest jedynym satelitą wewnętrznym o ruchu wstecznym, tj. porusza się nie w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, ale wzdłuż niego;
• jest stosunkowo blisko swojej planety - tylko 335 000 km;
• ma własną atmosferę i chmury składające się z metanu i azotu;
• powierzchnia jest pokryta zamarzniętymi gazami, głównie azotem;
• Na powierzchni wybuchają fontanny azotu, których wysokość sięga 10 km.

Astronomowie sugerują, że za 3,6 miliarda lat Tryton zniknie na zawsze. Zostanie zniszczony przez pole grawitacyjne Neptuna, zamieniając go w kolejny pierścień okołoplanetarny.

Nereida ma także niezwykłe właściwości:

• ma nieregularny kształt;
• jest właścicielem bardzo wydłużonej orbity;
• średnica wynosi 340 km;
• odległość od Neptuna wynosi 6,2 miliona km;
• Jeden obrót na jego orbicie trwa 360 dni.

Istnieje opinia, że ​​Nereida była w przeszłości asteroidą, ale wpadła w pułapkę grawitacji Neptuna i pozostała na swojej orbicie.

Wyjątkowe cechy i ciekawe fakty na temat planety Neptun

Nie da się zobaczyć Neptuna gołym okiem, ale jeśli znasz dokładne położenie planety na rozgwieżdżonym niebie, możesz ją podziwiać za pomocą potężnej lornetki. Ale do pełnego badania potrzebny jest poważny sprzęt. Pozyskiwanie i przetwarzanie informacji o Neptunie jest procesem dość złożonym. Zebrane ciekawe fakty na temat tej planety pozwalają dowiedzieć się więcej:

Eksploracja Neptuna to pracochłonny proces. Ze względu na dużą odległość od Ziemi dane teleskopowe mają niską dokładność. Badanie planety stało się możliwe dopiero po pojawieniu się teleskopu Hubble'a i innych teleskopów naziemnych.

Ponadto Neptun, który został zbadany za pomocą statku kosmicznego Voyager 2. To jedyne urządzenie, któremu udało się zbliżyć do tego punktu w Układzie Słonecznym.

Charakterystyka planety:

• Odległość od Słońca: 4496,6 mln km
• Średnica planety: 49528 km*
• Dzień na planecie: 16h 06min**
• Rok na planecie: 164,8 lat***
• t° na powierzchni: °C
• Atmosfera: Składa się z wodoru, helu i metanu
• Satelity: 14

* średnica wzdłuż równika planety
**okres obrotu wokół własnej osi (w dniach ziemskich)
***okres obiegu wokół Słońca (w dniach ziemskich)

Neptun jest ostatnim z czterech gazowych gigantów należących do Układu Słonecznego. Jest na ósmym miejscu pod względem odległości od Słońca. Ze względu na swój niebieski kolor planeta otrzymała swoją nazwę na cześć starożytnego rzymskiego władcy oceanu - Neptuna. Planeta ma 14 obecnie znanych satelitów i 6 pierścieni.

Prezentacja: planeta Neptun

Struktura planety

Ogromna odległość do Neptuna nie pozwala nam dokładnie określić jego wewnętrznej budowy. Obliczenia matematyczne wykazały, że jego średnica wynosi 49 600 km, czyli jest 4 razy większa od średnicy Ziemi, 58 razy objętościowo, ale ze względu na małą gęstość (1,6 g/cm3) jego masa jest tylko 17 razy większa od Ziemi.

Neptun składa się głównie z lodu i należy do grupy lodowych gigantów. Według obliczeń centrum planety to stałe jądro, które ma 1,5-2 razy większą średnicę niż średnica Ziemi. Podstawą planety jest warstwa lodu z metanu, wody i amoniaku. Temperatura bazowa waha się w granicach 2500-5500 stopni Celsjusza. Pomimo tak wysokiej temperatury lód pozostaje w stanie stałym, jest to spowodowane wysokim ciśnieniem w wnętrznościach planety, które jest miliony razy wyższe niż na Ziemi. Cząsteczki są tak mocno dociśnięte do siebie, że ulegają zmiażdżeniu i rozbiciu na jony i elektrony.

Atmosfera planety

Atmosfera Neptuna jest zewnętrzną powłoką gazową planety, jej grubość wynosi około 5000 kilometrów, jej głównym składem jest wodór i hel. Nie ma jasno określonej granicy pomiędzy atmosferą a warstwą lodu, gęstość stopniowo wzrasta pod masą górnych warstw. Bliżej powierzchni gazy pod ciśnieniem zamieniają się w coraz liczniejsze kryształy, które następnie całkowicie przekształcają się w skorupę lodową. Głębokość warstwy przejściowej wynosi około 3000 km

Księżyce planety Neptun

Pierwszy satelita Neptuna został odkryty w 1846 roku przez Williama Lassella niemal jednocześnie z planetą i otrzymał nazwę Triton. W przyszłości statek kosmiczny Voyager 2 dobrze zbadał tego satelitę, otrzymując ciekawe zdjęcia, na których wyraźnie widoczne są kaniony i skały, jeziora lodu i amoniaku, a także niezwykłe wulkany-gejzery. Satelita Triton różni się od innych tym, że wykonuje również ruch wsteczny w kierunku swojej orbity. Prowadzi to naukowców do spekulacji, że Tryton nie był wcześniej spokrewniony z Neptunem i powstał poza wpływem planety, być może w Pasie Kuipera, a następnie został „przechwycony” przez grawitację Neptuna. Innego satelitę Neptuna, Nereidę, odkryto znacznie później w 1949 roku, a podczas misji kosmicznej do aparatu Voyager 2 odkryto jednocześnie kilka małych satelitów planety. To samo urządzenie odkryło także cały system słabo oświetlonych pierścieni Neptuna.W tej chwili ostatnim z odkrytych satelitów jest Psamapha w 2003 roku, a planeta ma w sumie 14 znanych satelitów.