Uso wa sayari ya Neptune. Anga na joto la sayari ya Neptune

Maelezo ya jumla kuhusu Neptune

© Vladimir Kalanov,
tovuti"Maarifa ni nguvu".

Baada ya ugunduzi wa Uranus mnamo 1781, wanaastronomia kwa muda mrefu hawakuweza kuelezea sababu za kupotoka kwa harakati ya sayari hii kwenye mzunguko wake kutoka kwa vigezo ambavyo viliamuliwa na sheria za mwendo wa sayari zilizogunduliwa na Johannes Kepler. Ilifikiriwa kuwa kunaweza kuwa na sayari nyingine kubwa zaidi ya mzunguko wa Uranus. Lakini usahihi wa dhana hii ulipaswa kuthibitishwa, ambayo ilikuwa ni lazima kufanya mahesabu magumu.

Neptune kutoka umbali wa kilomita milioni 4.4.

Neptune. Picha katika rangi za uwongo.

Ugunduzi wa Neptune

Ugunduzi wa Neptune "kwenye ncha ya kalamu"

Tangu nyakati za kale, watu wamejua juu ya kuwepo kwa sayari tano zinazoonekana kwa jicho la uchi: Mercury, Venus, Mars, Jupiter na Zohali.

Na hivyo mtaalamu wa hisabati wa Kiingereza John Couch Adams (1819-1892), ambaye alikuwa amehitimu kutoka Chuo cha St. Adams baadaye alikua profesa wa unajimu na jiometri katika Chuo Kikuu cha Cambridge.

Adams alizingatia mahesabu yake kwa kudhani kwamba sayari inayotakiwa inapaswa kuwa iko katika umbali wa vitengo 38.4 vya angani kutoka kwa Jua. Umbali huu ulipendekezwa kwa Adams na sheria inayoitwa Titius-Bode, ambayo huanzisha utaratibu wa kuhesabu takriban umbali wa sayari kutoka kwa Jua. Katika siku zijazo tutajaribu kuzungumza juu ya sheria hii kwa undani zaidi.

Adams aliwasilisha mahesabu yake kwa mkuu wa Greenwich Observatory, lakini hawakuzingatiwa.

Miezi michache baadaye, bila kutegemea Adams, mwanaastronomia Mfaransa Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811-1877) alifanya hesabu na kuziwasilisha kwa Greenwich Observatory. Hapa walikumbuka mara moja mahesabu ya Adams, na kutoka 1846 programu ya uchunguzi ilizinduliwa katika Cambridge Observatory, lakini haikutoa matokeo.

Katika majira ya joto ya 1846, Le Verrier alitoa ripoti ya kina zaidi katika Observatory ya Paris na kuanzisha wenzake kwa mahesabu yake, ambayo yalikuwa sawa na sahihi zaidi kuliko Adams. Lakini wanajimu wa Ufaransa, wakiwa wamethamini ustadi wa hesabu wa Le Verrier, hawakuonyesha kupendezwa sana na shida ya kutafuta sayari ya transuranium. Hii haikuweza kumkatisha tamaa Mwalimu Le Verrier, na mnamo Septemba 18, 1846, alituma barua kwa msaidizi wa Observatory ya Berlin, Johann Gottfried Halle (1812-1910), ambayo, haswa, aliandika: "... Chukua shida kuelekeza darubini kwenye kundinyota Aquarius. Utapata sayari ya ukubwa wa tisa ndani ya 1° ya eneo la ecliptic kwa longitudo 326°..."

Ugunduzi wa Neptune angani

Mnamo Septemba 23, 1846, mara baada ya kupokea barua hiyo, Johann Halle na msaidizi wake, mwanafunzi mkuu Heinrich d'Arre, walielekeza darubini kwenye kundinyota la Aquarius na kugundua sayari mpya ya nane karibu kabisa mahali palipoonyeshwa na Le Verrier.

Chuo cha Sayansi cha Paris hivi karibuni kilitangaza kwamba sayari mpya ilikuwa imegunduliwa "kwenye ncha ya kalamu" na Urbain Le Verrier. Waingereza walijaribu kupinga na kutaka John Adams atambuliwe kama mgunduzi wa sayari hiyo.

Nani alipewa kipaumbele kwa ugunduzi - Uingereza au Ufaransa? Kipaumbele cha ufunguzi kilitambuliwa kwa ... Ujerumani. Vitabu vya kumbukumbu vya kisasa vya encyclopedic vinaonyesha kwamba sayari ya Neptune iligunduliwa mwaka wa 1846 na Johann Halle kulingana na utabiri wa kinadharia wa W.Zh. Le Verrier na J.K. Adams.

Inaonekana kwetu kwamba sayansi ya Ulaya ilifanya kazi kwa haki katika suala hili kuhusiana na wanasayansi wote watatu: Galle, Le Verrier na Adams. Jina la Heinrich d'Arre, ambaye wakati huo alikuwa msaidizi wa Johann Halle, pia linabaki katika historia ya sayansi. Ingawa, kwa kweli, kazi ya Galle na msaidizi wake ilikuwa chini sana kwa kiwango na ukali kuliko ile iliyofanywa na Adams na Le Verrier, wakifanya mahesabu magumu ya hesabu ambayo wanahisabati wengi wa wakati huo hawakufanya, kwa kuzingatia shida isiyoweza kutatuliwa.

Sayari iliyogunduliwa iliitwa Neptune baada ya mungu wa kale wa Kirumi wa bahari (Wagiriki wa kale walikuwa na Poseidon katika "nafasi" ya mungu wa bahari). Jina la Neptune lilichaguliwa, kwa kweli, kulingana na mila, lakini ilifanikiwa kabisa kwa maana kwamba uso wa sayari unafanana na bahari ya bluu, ambapo Neptune inatawala. Kwa njia, iliwezekana kuhukumu rangi ya sayari karibu karne moja na nusu tu baada ya ugunduzi wake, wakati mnamo Agosti 1989 chombo cha anga cha Amerika, kikiwa kimekamilisha mpango wa utafiti karibu na Jupiter, Saturn na Uranus, kiliruka kaskazini. pole ya Neptune katika mwinuko wa kilomita 4500 tu na kusambaza picha za sayari hii duniani. Voyager 2 imesalia hadi sasa kuwa chombo pekee cha anga kilicholengwa karibu na Neptune. Ukweli, habari zingine za nje juu ya Neptune pia zilipatikana kwa msaada wa, ingawa iko karibu na mzunguko wa Dunia, i.e. katika nafasi ya karibu.

Sayari ya Neptune ingeweza kugunduliwa na Galileo, ambaye aliiona, lakini aliifikiria vibaya kama nyota isiyo ya kawaida. Tangu wakati huo, kwa karibu miaka mia mbili, hadi 1846, moja ya sayari kubwa za mfumo wa jua zilibaki gizani.

Maelezo ya jumla kuhusu Neptune

Neptune, sayari ya nane kwa umbali kutoka kwa Jua, ni takriban kilomita bilioni 4.5 (30 AU) kutoka kwa mwangaza (min. 4.456, max. 4.537 bilioni km).

Neptune, kama , ni ya kundi la sayari kubwa za gesi. Kipenyo cha ikweta yake ni kilomita 49,528, ambayo ni karibu mara nne zaidi ya Dunia (km 12,756). Kipindi cha kuzunguka kwa mhimili wake ni masaa 16 dakika 06. Kipindi cha mapinduzi kuzunguka Jua i.e. Urefu wa mwaka kwenye Neptune ni karibu miaka 165 ya Dunia. Kiasi cha Neptune ni mara 57.7 ya ujazo wa Dunia, na uzito wake ni mara 17.1 ya Dunia. Msongamano wa wastani wa dutu hii ni 1.64 (g/cm³), ambayo ni ya juu zaidi kuliko ya Uranus (1.29 (g/cm³)), lakini chini sana kuliko Duniani (5.5 (g/cm³)). Nguvu ya uvutano kwenye Neptune ni karibu mara moja na nusu kuliko Duniani.

Kuanzia nyakati za zamani hadi 1781, watu walichukulia Zohali kuwa sayari ya mbali zaidi. Iligunduliwa mnamo 1781, Uranus "ilipanua" mipaka ya mfumo wa jua kwa nusu (kutoka kilomita bilioni 1.5 hadi kilomita bilioni 3).

Lakini miaka 65 baadaye (1846) Neptune iligunduliwa, na "ilipanua" mipaka ya mfumo wa jua kwa nyakati nyingine moja na nusu, i.e. hadi kilomita bilioni 4.5 katika pande zote kutoka Jua.

Kama tutakavyoona baadaye, hii haikuwa kikomo kwa nafasi iliyochukuliwa na mfumo wetu wa Jua. Miaka 84 baada ya kugunduliwa kwa Neptune, mnamo Machi 1930, Mmarekani Clyde Tombaugh aligundua sayari nyingine, inayozunguka Jua kwa umbali wa wastani wa kilomita bilioni 6.

Ni kweli kwamba Muungano wa Kimataifa wa Astronomia mwaka wa 2006 ulimpokonya Pluto “cheo” chake kama sayari. Kulingana na wanasayansi, Pluto aligeuka kuwa mdogo sana kwa jina kama hilo, na kwa hivyo alihamishiwa kwa jamii ya vibete. Lakini hii haibadilishi kiini cha jambo hilo - sawa, Pluto kama mwili wa ulimwengu ni sehemu ya Mfumo wa Jua. Na hakuna mtu anayeweza kuhakikisha kwamba zaidi ya mzunguko wa Pluto hakuna miili ya ulimwengu ambayo inaweza kuwa sehemu ya Mfumo wa Jua kama sayari. Kwa hali yoyote, zaidi ya mzunguko wa Pluto, nafasi imejazwa na vitu mbalimbali vya cosmic, ambayo inathibitishwa na kuwepo kwa ukanda unaoitwa Edgeworth-Kuiper, unaoendelea hadi 30-100 AU. Tutazungumza juu ya ukanda huu baadaye kidogo (tazama "Maarifa ni nguvu").

Mazingira na uso wa Neptune

Mazingira ya Neptune

Msaada wa wingu wa Neptune

Mazingira ya Neptune yanajumuisha zaidi hidrojeni, heliamu, methane na amonia. Methane inachukua sehemu nyekundu ya wigo na kusambaza rangi ya bluu na kijani. Ndiyo maana rangi ya uso wa Neptune inaonekana kijani-bluu.

Muundo wa anga ni kama ifuatavyo:

Vipengele kuu: hidrojeni (H 2) 80 ± 3.2%; heliamu (Yeye) 19 ± 3.2%; methane (CH 4) 1.5±0.5%.
Vipengele vya uchafu: asetilini (C 2 H 2), diacetylene (C 4 H 2), ethilini (C 2 H 4) na ethane (C 2 H 6), pamoja na monoksidi kaboni (CO) na nitrojeni ya molekuli (N 2) ;
Erosoli: barafu ya amonia, barafu ya maji, hidrosulfidi ya ammoniamu (NH 4 SH) barafu, barafu ya methane (? - yenye shaka).

Joto: kwa kiwango cha shinikizo la bar 1: 72 K (-201 ° C);
kwa kiwango cha shinikizo 0.1 bar: 55 K (–218 ° C).

Kuanzia urefu wa kilomita 50 kutoka kwa tabaka za anga na zaidi hadi urefu wa kilomita elfu kadhaa, sayari imefunikwa na mawingu ya noctilucent cirrus, yenye methane iliyoganda (tazama picha hapo juu kulia). Miongoni mwa mawingu, malezi yanazingatiwa ambayo yanafanana na vortices ya anga ya anga, sawa na kile kinachotokea kwenye Jupiter. Swirls vile huonekana kama matangazo na mara kwa mara huonekana na kutoweka.

Anga hatua kwa hatua hubadilika kuwa kioevu na kisha mwili dhabiti wa sayari, inayodaiwa kuwa na vitu sawa - hidrojeni, heliamu, methane.

Mazingira ya Neptune yanafanya kazi sana: upepo mkali sana unavuma kwenye sayari. Ikiwa tuliita upepo kwenye Uranus kwa kasi ya hadi 600 km / h vimbunga, basi tunapaswa kuiita nini pepo kwenye Neptune inayovuma kwa kasi ya 1000 km / h? Hakuna upepo mkali zaidi kwenye sayari nyingine yoyote katika mfumo wa jua.

Neptune iligunduliwa kulingana na mahesabu ya kinadharia. Ukweli ni kwamba Uranus inapotoka kutoka kwa obiti iliyohesabiwa, kana kwamba inavutiwa na sayari nyingine.

Wanahisabati wa Uingereza na wanaastronomia John Couch Adams(1819-1892) na James Challis mnamo 1845 walifanya hesabu ya takriban eneo la sayari. Wakati huo huo, mtaalam wa nyota wa Ufaransa Mjini Le Verrier(1811 - 1877), baada ya kufanya hesabu, alimshawishi kuanza kutafuta sayari mpya. Neptune ilionekana kwa mara ya kwanza na wanaastronomia mnamo Septemba 23, 1846, sio mbali na nafasi ambazo zilitabiriwa kwa uhuru na Mwingereza Adams na Mfaransa Le Verrier.

Neptune iko mbali sana na Jua.

Tabia za jumla za sayari ya Neptune

Uzito wa sayari ni mara 17 ya uzito wa Dunia. Radi ya sayari ni takriban radii nne za Dunia. Msongamano - Msongamano wa Dunia.

Pete zimegunduliwa karibu na Neptune. Zimefunguliwa (zimevunjwa), yaani, zinajumuisha matao tofauti ambayo hayajaunganishwa. Pete za Uranus na Neptune zinafanana kwa kuonekana.

Muundo wa Neptune labda ni sawa na ule wa Uranus.

Kinyume chake, , na Neptune huenda zisiwe na utabaka wa ndani wazi. Lakini, uwezekano mkubwa, Neptune ina msingi mdogo thabiti, sawa kwa wingi na Dunia. Mazingira ya Neptune kwa kiasi kikubwa ni hidrojeni na heliamu yenye kiasi kidogo cha methane (1%). Rangi ya bluu ya Neptune inatokana na kufyonzwa kwa mwanga mwekundu kwenye angahewa na gesi hii - kama tu kwenye Uranus.

Sayari ina angahewa yenye ngurumo, mawingu membamba ya vinyweleo yanayojumuisha methane iliyoganda. Halijoto ya angahewa ya Neptune ni ya juu zaidi kuliko ile ya Uranus, hivyo basi kuhusu 80% H 2.

Mchele. 1. Muundo wa angahewa ya Neptune

Neptune ina chanzo chake cha joto cha ndani - hutoa nishati mara 2.7 zaidi kuliko inapokea kutoka kwa Jua. Joto la wastani la uso wa sayari ni 235 ° C. Neptune hupitia upepo mkali sambamba na ikweta ya sayari, dhoruba kubwa na vimbunga. Sayari ina upepo wa kasi zaidi katika mfumo wa jua, unaofikia 700 km / h. Upepo unavuma Neptune kuelekea magharibi, dhidi ya mzunguko wa sayari.

Kuna safu za milima na nyufa juu ya uso. Katika majira ya baridi kuna theluji ya nitrojeni, na katika chemchemi za majira ya joto huvunja nyufa.

Uchunguzi wa Voyager 2 uligundua vimbunga vikali kwenye Neptune, ambapo kasi ya upepo hufikia kasi ya sauti.

Satelaiti za sayari hiyo zinaitwa Triton, Nereid, Naiad, Thalassa, Proteus, Despina, Galatea, Larissa. Mnamo 2002-2005 Satelaiti tano zaidi za Neptune ziligunduliwa. Kila moja ya wapya waliogunduliwa ina kipenyo cha kilomita 30-60.

Satelaiti kubwa zaidi ya Neptune ni Triton. Iligunduliwa mnamo 1846 na William Lassell. Triton ni kubwa kuliko Mwezi. Takriban wingi wote wa mfumo wa satelaiti wa Neptune umejilimbikizia Triton. Ina wiani mkubwa: 2 g/cm 3.

Kwa kuwa ni moja ya sayari ambazo haziwezi kuonekana kwa macho, Neptune iligunduliwa hivi karibuni. Kwa kuzingatia umbali wake, ilionekana karibu sana mara moja - mnamo 1989 na chombo cha anga cha Voyager 2. Walakini, tulichojifunza juu ya gesi hii (na barafu) kubwa wakati huo ilifichua siri nyingi na historia ya malezi yake.

Kufungua na kutaja majina:

Ugunduzi wa Neptune ulifanyika katika karne ya 19, ingawa kuna ushahidi kwamba ulitokea muda mrefu kabla ya hapo. Kwa mfano, michoro ya Galileo Galilei ya Desemba 28, 1612 na Januari 27, 1613 ilikuwa na pointi zilizopangwa ambazo sasa zinajulikana kuwa zinalingana na eneo la Neptune katika tarehe hizo. Hata hivyo, katika visa vyote viwili, Galileo aliielewa sayari hiyo kimakosa .

Mnamo 1821, mtaalam wa nyota wa Ufaransa Alexis Bouvard alichapisha meza za unajimu. Uchunguzi uliofuata ulionyesha kupotoka kwa kiasi kikubwa kutoka kwa meza ambazo Bouvard alitoa, na kupendekeza kwamba mwili wa mbinguni usiojulikana ulikuwa unasumbua mzunguko wa Uranus kupitia mwingiliano wa mvuto.

Kituo kipya cha uchunguzi cha Berlin kwenye Mtaa wa Linden, ambapo sayari ya Neptune iligunduliwa kwa majaribio. Kwa hisani: Leibniz-Institute for Astrofizikia Potsdam.

Mnamo mwaka wa 1843, mwanaastronomia wa Kiingereza John Couch Adams alianza kazi yake ya kuchunguza obiti ya Uranus kwa kutumia data aliyoipata na kufanya makadirio mbalimbali ya mzunguko wa sayari kwa miaka ijayo. Mnamo 1845 - 1846, Urban Le Verrier, bila Adams, alifanya mahesabu yake mwenyewe, ambayo alishiriki na Johann Gottfried Halle wa Berlin Observatory. Galle alithibitisha uwepo wa sayari kwa kutumia kuratibu zilizotolewa na Le Verrier mnamo Septemba 23, 1846.

Tangazo la ugunduzi huo lilikutana na utata, kwani Le Verrier na Adams pia walidai kuwa wagunduzi. Hatimaye, makubaliano ya kimataifa yalifikiwa ambapo Le Verrier na Adams walitambuliwa kwa pamoja kwa mchango wao katika ugunduzi huo. Hata hivyo, tathmini ya upya ya wanahistoria wa nyaraka husika za kihistoria mwaka wa 1998 ilisababisha hitimisho kwamba Le Verrier ilihusika moja kwa moja na ugunduzi huo na ilistahili sehemu kubwa ya mchango katika ugunduzi huo.

Akidai haki zake kwa ugunduzi huo, Le Verrier alipendekeza kuipa sayari hiyo jina lake, lakini hii ilikutana na upinzani mkali nje ya Ufaransa. Pia alipendekeza jina la Neptune, ambalo hatimaye lilikubaliwa na jumuiya ya kimataifa. Hii ilikuwa kwa kiasi kikubwa kwa sababu ililingana na utaratibu wa majina wa sayari nyingine, ambazo zote zilipewa majina ya miungu kutoka katika mythology ya Kigiriki-Kirumi.

Ukubwa, uzito na mzunguko wa Neptune:

Ikiwa na eneo la wastani la kilomita 24.622 ± 19, Neptune ni sayari ya nne kwa ukubwa katika Mfumo wa Jua na iko katika . Lakini ikiwa na uzito wa 1.0243 x 10 26 kg, ambayo ni mara 17 ya uzito wa Dunia, ni sayari ya tatu kwa ukubwa, mbele ya Uranus. Sayari ina eccentricity kidogo sana ya obiti ya 0.0086 na radius ya obiti kwenye perihelion ni 29.81 vitengo vya astronomia (4.459 x 10 9 km), na kwa aphelion 30.33 vitengo vya astronomia (4.537 x 10 9 km).


Ulinganisho wa ukubwa wa Neptune na Dunia. Credit: NASA

Sayari ya Neptune inachukua saa 16 dakika 6 sekunde 36 (siku 0.6713 za Dunia) kukamilisha mapinduzi moja kwenye mhimili wake (mzunguko mmoja wa pembeni), na miaka 164.8 ya Dunia kukamilisha mzunguko mmoja wa kuzunguka Jua. Hii inamaanisha kuwa siku kwenye Neptune huchukua 67% ya siku ya Dunia, wakati mwaka wa Neptuni ni sawa na takriban siku 60,190 za Dunia (au siku 89,666 za Neptuni).
Kwa kuwa mwelekeo wa axial wa Neptune (28.32°) unafanana na mwelekeo wa axial wa Dunia (~23°) na (~25°), sayari hii hupitia mabadiliko ya hali ya hewa ya msimu. Ikijumuishwa na kipindi chake kirefu cha obiti, hii inamaanisha kuwa misimu ya Neptune hudumu miaka 40 ya Dunia. Pia kwa sababu ya mteremko wake wa axial kulinganishwa na wa Dunia, ukweli ni kwamba tofauti za urefu wa siku kwa mwaka mzima sio kali zaidi kuliko Duniani.

Mzingo wa Neptune pia una ushawishi mkubwa kwenye eneo lililo nyuma ya obiti yake inayojulikana kama Ukanda wa Kuiper (pia unaitwa "ukanda wa trans-Neptunian"). Kwa njia ile ile inatawala, ikitengeneza muundo wake, kwani mvuto wa Neptune unatawala Ukanda wa Kuiper. Wakati wa kuwepo kwa Mfumo wa Jua, baadhi ya mikoa ya Ukanda wa Kuiper iliharibiwa na mvuto wa sayari ya Neptune, na kuunda mapungufu katika muundo wa Ukanda wa Kuiper.

Pia ndani ya maeneo haya tupu kuna obiti zilizo na vitu vyenye umri sawa na . Milio hii hutokea wakati kipindi cha obiti cha Neptune ni sehemu kamili ya kipindi cha obiti cha kitu, kumaanisha kwamba hukamilisha sehemu ya obiti wakati wa obiti kamili ya Neptune. Resonance yenye watu wengi zaidi katika Ukanda wa Kuiper, yenye vitu zaidi ya 200, ni sauti ya 2:3.

Vitu katika resonance hii husafiri obiti 2 kwa kila mizunguko 3 ya Neptune na huitwa plutinos kwa sababu inayojulikana zaidi ni miongoni mwao. Ingawa Pluto huvuka obiti ya Neptune mara kwa mara, haiwezi kamwe kugongana kutokana na mlio wa 2:3.

Sayari ya Neptune ina idadi ya vitu vinavyojulikana vya Trojan vinavyochukua pointi za L4 na L5 Lagrange - maeneo ya utulivu wa mvuto mbele na nyuma ya Neptune katika obiti yake. Baadhi ya Trojans za Neptune zina mizunguko thabiti, na kuna uwezekano ziliundwa na Neptune badala ya kunaswa nayo.

Muundo wa sayari ya Neptune:

Kwa sababu ya ukubwa wake mdogo na viwango vya juu vya tetemeko ikilinganishwa na Jupita na Zohali, sayari ya Neptune (kama vile Uranus) mara nyingi huitwa jitu kubwa la barafu, jamii ndogo ya sayari kubwa. Kama vile Uranus, muundo wa ndani wa Neptune unaweza kugawanywa takriban katika tabaka tofauti: msingi wa mwamba unaojumuisha silicates na metali, vazi lililo na maji, amonia na methane katika mfumo wa barafu, na angahewa inayojumuisha hidrojeni, heliamu na gesi za methane.

Kiini cha Neptune kimeundwa kwa chuma, nikeli na silikati, na wanasayansi wanaamini kuwa kina mara 1.2 ya uzito wa Dunia. Shinikizo katikati ya msingi, kulingana na wanasayansi, ni 7 Mbar (700 GPa), mara mbili ya juu kuliko katikati ya Dunia, na joto katikati ya sayari ya Pluto hufikia 5400 Kelvin. Katika kina cha kilomita 7,000, hali inaweza kuwa kwamba methane inabadilishwa kuwa fuwele za almasi zinazoanguka kama mawe.

Nguo hiyo ina misa 10-15 ya Dunia na ina utajiri wa maji, amonia na methane. Mchanganyiko huu unaitwa barafu, ingawa kwa kweli ni kioevu cha moto, mnene, na wakati mwingine huitwa "bahari ya maji ya amonia." Wakati huo huo, angahewa ina 5-10% ya wingi wa sayari na inaenea 10-20% kuelekea msingi, ambapo hufikia shinikizo la takriban 10 GPa - 100,000 mara shinikizo la angahewa ya Dunia.


Muundo wa ndani wa sayari ya Neptune. Credit: NASA

Viwango vya juu vya methane, amonia na maji vilipatikana katika anga ya chini. Tofauti na Uranus, sayari ya Neptune ina bahari kubwa ndani, wakati Uranus ina vazi ndogo.

Anga ya sayari Neptune:

Katika miinuko ya juu, angahewa ya Neptune ni 80% ya hidrojeni na 19% ya heliamu, ikiwa na chembechembe za methane. Kama Uranus, kufyonzwa kwa mwanga mwekundu na methane ya angahewa ni sehemu ya kile kinachoipa Neptune rangi yake ya buluu, ingawa Neptune ni nyeusi na angavu zaidi. Kwa kuwa Neptune ni sawa na Uranus kwa suala la maudhui ya methane katika angahewa, wanasayansi wanaamini kwamba baadhi ya sehemu isiyojulikana ya anga inachangia rangi kali zaidi ya Neptune.

Angahewa ya Neptune imegawanywa katika kanda kuu mbili: troposphere ya chini, ambapo joto hupungua kwa urefu, na stratosphere, ambapo shinikizo hufikia 0.1 bar (10 kPa). Kisha stratosphere inabadilishwa na thermosphere na shinikizo la 10 -5 - 10 -4 bar (1-10 Pa), ambayo hatua kwa hatua hugeuka kwenye exosphere.

Uchambuzi wa Spectral wa Neptune unaonyesha kuwa stratosphere yake ya chini ni hazy kutokana na condensation ya bidhaa za mwingiliano wa mionzi ya ultraviolet na methane (photolysis), ambayo huunda misombo ya ethane na asetilini. Sayari ya stratosphere pia ina kiasi cha ufuatiliaji wa monoxide ya kaboni na sianidi, ambayo inawajibika kwa ukweli kwamba stratosphere ya sayari ya Neptune ni joto zaidi kuliko stratosphere ya sayari ya Uranus.


Picha tofauti katika rangi zilizobadilishwa, inayosisitiza vipengele vya angahewa ya Neptune, ikiwa ni pamoja na kasi ya upepo. Credit: Erich Karkoschka.

Kwa sababu ambazo bado hazijaeleweka, halijoto ya sayari hiyo ina joto la juu isivyo kawaida ya Kelvin 750 (476.85 °C). Sayari iko mbali sana na Jua kwa joto hili kuzalishwa na mionzi yake ya ultraviolet, ambayo ina maana kwamba utaratibu mwingine wa kupokanzwa unahusika, ambayo inaweza kuwa mwingiliano wa angahewa na ioni katika uwanja wa sumaku wa sayari au mawimbi ya mvuto kutoka ndani ya sayari hiyo. kusambaa kwenye angahewa.

Kwa kuwa Neptune sio mwili thabiti, angahewa yake inakabiliwa na mzunguko tofauti. Ukanda mpana wa ikweta huzunguka kwa muda wa takriban saa 18, ambao ni polepole kuliko mzunguko wa saa 16.1 wa uga wa sumaku wa sayari. Kinyume chake, mwelekeo kinyume unazingatiwa katika mikoa ya polar, ambapo muda wa mzunguko ni masaa 12.

Mzunguko huu wa kutofautisha ndio unaojulikana zaidi kati ya sayari yoyote katika Mfumo wa Jua na husababisha visu vikali vya upepo wa latitudinal na dhoruba haribifu. Dhoruba tatu kati ya dhoruba za kuvutia zaidi zilionekana mnamo 1989 na uchunguzi wa anga wa Voyager 2 na kisha kutajwa kulingana na mwonekano wao.

Ya kwanza kati ya hizi ilikuwa anticyclone kubwa yenye ukubwa wa kilomita 13,000 x 6,600 na inafanana na Maeneo Makuu Nyekundu ya Jupiter. Dhoruba hii ikiitwa Mahali Kubwa ya Giza, haikugunduliwa tena miaka 5 baadaye (Novemba 2, 1994), Darubini ya Anga ya Hubble ilipotazama sayari. Badala yake, dhoruba mpya, sawa na ile ya awali, iligunduliwa katika ulimwengu wa kaskazini wa sayari, na kupendekeza kuwa dhoruba hizi zina maisha mafupi kuliko dhoruba kwenye Jupiter.


Uundaji upya wa picha za Voyager 2 zinazoonyesha Eneo Kubwa la Giza (juu kushoto), Scooter (katikati), na Sehemu Nyeusi (chini kulia). Credit: NASA/JPL.

Scooter ni dhoruba nyingine, kundi la mawingu meupe lililoko kusini zaidi mwa Doa Kubwa la Giza. Jina la utani lilionekana kwa mara ya kwanza wakati wa miezi ambayo Voyager 2 ilikaa karibu na sayari mnamo 1989, ilipoona kundi la mawingu likisonga kwa kasi zaidi kuliko Doa Kubwa la Giza.

Sehemu ya Giza Ndogo, kimbunga cha kusini, kilikuwa dhoruba ya pili ya Neptune yenye nguvu zaidi kuzingatiwa mnamo 1989. Hapo awali kulikuwa na giza kabisa, lakini Voyager 2 ilipokaribia sayari, msingi angavu ulitengenezwa na ungeweza kuonekana katika picha zenye mwonekano wa juu zaidi.

Miezi ya sayari ya Neptune:

Neptune ina setilaiti 14 za asili zinazojulikana (miezi), zote isipokuwa moja zimepewa majina ya miungu ya bahari ya Greco-Roman (S/2004 N 1 haijatajwa kwa sasa). Satelaiti hizi zimegawanywa katika vikundi viwili - satelaiti za kawaida na zisizo za kawaida - kulingana na obiti yao na ukaribu wa Neptune. Setilaiti za kawaida za Neptune ni Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S/2004 N 1 na Proteus. Setilaiti hizi ndizo zilizo karibu zaidi na sayari na husogea katika mizunguko ya duara kuelekea mwelekeo wa mwendo kuzunguka mhimili wao wa Neptune na ziko kwenye ndege ya ikweta ya sayari hii.

Zinaenea kutoka kilomita 48,227 (Niad) hadi kilomita 117,646 (Proteus) kutoka Neptune, na zote isipokuwa zile mbili za nje, S/2004 N 1 na Proteus, husogea katika njia zao polepole kuliko kipindi cha obiti cha siku 0.6713 za Dunia. Kulingana na data ya uchunguzi na makadirio ya msongamano, satelaiti hizi zina ukubwa na uzito kutoka 96 x 60 x 52 km na 1.9 x 10^ 17 kg (Naiad) hadi 436 x 416 x 402 km na 50.35 x 10^ 17 kg (Proteus).


Picha hii ya mchanganyiko kutoka kwa Darubini ya Anga ya Hubble inaonyesha eneo la mwezi mpya uliogunduliwa, ulioteuliwa S/2004 N 1, katika obiti kuzunguka sayari kubwa ya Neptune, kilomita bilioni 4.8 kutoka duniani. Credit: NASA, ESA, na M. Showalter (Taasisi ya SETI).

Isipokuwa Larissa na Proteus, ambazo ni za pande zote zaidi, miezi yote ya ndani ya Neptune imerefushwa. Wigo wao unaonyesha kwamba zinajumuisha barafu ya maji iliyochafuliwa na nyenzo nyeusi, uwezekano wa misombo ya kikaboni. Katika suala hili, mwezi wa ndani wa Neptune ni sawa na mwezi wa Uranus.

Miezi iliyobaki ya Neptune ni miezi isiyo ya kawaida, pamoja na Triton. Hasa husogea katika ekcentric iliyoinamishwa na mara nyingi hurekebisha obiti (dhidi ya mzunguko wa sayari kwenye mhimili wake) mbali na Neptune. Isipokuwa ni Triton, ambayo inazunguka karibu na sayari na kusonga katika obiti ya duara, ingawa inarudi nyuma na ina mwelekeo.

Kwa utaratibu wa umbali kutoka kwa sayari, satelaiti zisizo za kawaida ni Triton, Nereid, Halimeda, Sao, Laomedea, Neso na Psamapha - kikundi ambacho kinajumuisha retrograde na prograde (kusonga katika mwelekeo sawa na vitu vinavyovutia vya angani). Isipokuwa Triton na Nereid, miezi isiyo ya kawaida ya Neptune ni sawa na ya sayari nyingine kubwa na inaaminika kuwa ilinaswa kwa nguvu hapo awali.

Kwa ukubwa na uzito, satelaiti zisizo za kawaida zinafanana, kuanzia takriban kilomita 40 kwa kipenyo na uzito wa 4 x 10 ^ 16 kg (Psamapha) hadi 62 km na 16 x 10 ^ 16 kg (Halimeda). Triton na Nereid ni miezi isiyo ya kawaida na kwa hivyo inatibiwa tofauti na miezi mingine mitano isiyo ya kawaida ya Neptune. Tofauti nne zimebainishwa kati ya satelaiti hizi mbili na zingine zisizo za kawaida.

Kwanza kabisa, ni satelaiti mbili kubwa zaidi zisizo za kawaida katika Mfumo wa Jua. Triton ni karibu mpangilio wa ukubwa kuliko satelaiti zingine zote zisizo za kawaida na ina zaidi ya 99.5% ya wingi wa satelaiti zote zinazojulikana zinazozunguka Neptune, ikiwa ni pamoja na pete za sayari na satelaiti nyingine 13 zinazojulikana.


Picha ya mosai ya rangi ya Triton iliyochukuliwa na Voyager 2 mnamo 1989. Credit: NASA/JPL/USGS.

Pili, zote mbili zina mihimili midogo isiyo ya kawaida ya Triton ina mpangilio wa ukubwa mdogo kuliko satelaiti zingine zisizo za kawaida. Tatu, zote mbili zina eccentricities zisizo za kawaida za obiti: Nereid ina mojawapo ya obiti eccentric zaidi ya satelaiti zote zisizo za kawaida zinazojulikana, na obiti ya Triton ni karibu ya mviringo. Hatimaye, Nereid ina mwelekeo wa chini kabisa wa obiti wa satelaiti yoyote isiyo ya kawaida inayojulikana.

Ukiwa na kipenyo cha wastani cha takriban kilomita 2,700 na uzito wa 214,080 ± 520 x 10^17 kg, Triton ndio mwezi mkubwa zaidi wa Neptune, na ndio pekee mkubwa wa kutosha kufikia usawa wa hidrostatic (yaani, umbo la duara). Triton iko katika umbali wa kilomita 354,759 kutoka Neptune kati ya satelaiti za ndani na nje.

Triton husogea katika mzingo wa nyuma wa nusu-duara na inaundwa hasa na barafu za nitrojeni, methane, dioksidi kaboni na maji. Ikiwa na albedo ya kijiometri ya zaidi ya 70% na albedo ya Bond ya 90%, setilaiti hii ni mojawapo ya vitu vinavyong'aa zaidi katika Mfumo wa Jua. Uso wake una rangi nyekundu, kutokana na mwingiliano wa mionzi ya ultraviolet na methane, na kusababisha kuundwa kwa tholins (vitu vya kikaboni katika spectra ya miili ya barafu ya Mfumo wetu wa jua).

Tabia za Neptune:(Vipengee visivyo na viungo vinatengenezwa)

  • Ukweli wa kuvutia juu ya N.
  • Msongamano N.
  • Mvuto N.
  • Massa N.
  • Mhimili wa mzunguko unainamisha N.
  • Ukubwa N.
  • Radi ya N.
  • Halijoto N.
  • N. ikilinganishwa na Dunia
Mzunguko na mzunguko wa Neptune:
  • Siku ya N. ni ya muda gani?
  • Umbali kutoka Dunia hadi N.
  • Obiti N.
  • Ni muda gani mwaka katika N.?
  • Je, inachukua muda gani kwa Dunia kukamilisha mapinduzi moja kuzunguka Jua?
  • Umbali kutoka Jua hadi N.
Satelaiti za asili (miezi) ya N. na pete:
  • N. ana miezi mingapi (satelaiti za asili)?
  • Pete N.
  • Nereid
  • Triton
  • Naiad
Hadithi ya Neptune:
  • Nani aligundua N.?
  • N. ilipataje jina lake?
  • Alama ya N.
Uso na muundo wa Neptune:
  • Anga N.
  • Tsvet N.
  • Hali ya hewa N.
  • Uso N.
  • Mkusanyiko wa picha na N.
  • Maisha kwenye N.
  • Ukweli 10 wa kuvutia juu ya N.
  • Pluto na N.
  • Uranus na N.

Sayari ya Neptune iligunduliwa kwa mara ya kwanza na Galileo Galilei mnamo 1612. Walakini, harakati ya mwili wa mbinguni ilikuwa polepole sana, na mwanasayansi aliiona kuwa nyota ya kawaida. Ugunduzi wa Neptune kama sayari ulifanyika karne mbili tu baadaye - mnamo 1846. Ilitokea kwa bahati mbaya. Wataalam wamegundua tabia mbaya katika harakati za Uranus. Baada ya mfululizo wa mahesabu, ikawa dhahiri kwamba kupotoka vile katika trajectory kunawezekana tu chini ya ushawishi wa mvuto wa miili ya jirani kubwa ya mbinguni. Hivi ndivyo sayari ya Neptune ilianza historia yake ya ulimwengu, ambayo ilifunuliwa kwa wanadamu.

"Mungu wa Bahari" katika anga ya nje

Shukrani kwa rangi yake ya bluu ya ajabu, sayari hii iliitwa jina la mtawala wa kale wa Kirumi wa bahari na bahari - Neptune. Mwili wa cosmic ni wa nane katika Galaxy yetu, iko zaidi kuliko sayari nyingine kutoka kwa Jua.

Neptune inaambatana na satelaiti nyingi. Lakini kuna kuu mbili tu - Triton na Nereid. Ya kwanza, kama satelaiti kuu, ina sifa zake tofauti:

  • Triton- satelaiti kubwa, katika siku za nyuma - sayari huru;
  • kipenyo ni kilomita 2,700;
  • ni satelaiti pekee ya ndani yenye mwendo wa kurudi nyuma, i.e. haisogei kinyume cha saa, lakini pamoja nayo;
  • iko karibu na sayari yake - kilomita 335,000 tu;
  • ina anga yake na mawingu yenye methane na nitrojeni;
  • uso umefunikwa na gesi waliohifadhiwa, hasa nitrojeni;
  • Chemchemi za nitrojeni hupuka juu ya uso, ambayo urefu wake hufikia kilomita 10.

Wanaastronomia wanapendekeza kwamba katika miaka bilioni 3.6 Triton itatoweka milele. Itaharibiwa na uwanja wa mvuto wa Neptune, na kuugeuza kuwa pete nyingine ya mzunguko.

Nereid pia ina sifa za ajabu:

  • ina sura isiyo ya kawaida;
  • ni mmiliki wa obiti iliyoinuliwa sana;
  • kipenyo cha kilomita 340;
  • umbali kutoka Neptune ni kilomita milioni 6.2;
  • Mapinduzi moja katika obiti yake huchukua siku 360.

Kuna maoni kwamba Nereid alikuwa asteroid hapo zamani, lakini akaanguka kwenye mtego wa mvuto wa Neptune na akabaki kwenye mzunguko wake.

Vipengele vya Kipekee na Ukweli wa Kuvutia kuhusu Sayari ya Neptune

Haiwezekani kuona Neptune kwa jicho uchi, lakini ikiwa unajua eneo halisi la sayari kwenye anga ya nyota, basi unaweza kupendeza kwa darubini zenye nguvu. Lakini kwa utafiti kamili, vifaa vikali vinahitajika. Kupata na kuchakata taarifa kuhusu Neptune ni mchakato mgumu sana. Mambo ya kuvutia yaliyokusanywa kuhusu sayari hii hukuruhusu kujifunza zaidi:

Kuchunguza Neptune ni mchakato unaohitaji nguvu kazi kubwa. Kwa sababu ya umbali mkubwa kutoka kwa Dunia, data ya telescopic ina usahihi wa chini. Kusoma sayari kuliwezekana tu baada ya ujio wa darubini ya Hubble na darubini zingine za msingi.

Kwa kuongezea, Neptune, ambayo iligunduliwa kwa kutumia chombo cha anga cha Voyager 2. Hiki ndicho kifaa pekee ambacho kiliweza kufika karibu na hatua hii katika mfumo wa jua.

Tabia za sayari:

  • Umbali kutoka Jua: kilomita milioni 4,496.6
  • Kipenyo cha sayari: kilomita 49,528*
  • Siku kwenye sayari: 16h 06 min**
  • Mwaka kwenye sayari: Miaka 164.8***
  • t ° juu ya uso: °C
  • Anga: Inaundwa na hidrojeni, heliamu na methane
  • Satelaiti: 14

* kipenyo katika ikweta ya sayari
**kipindi cha kuzunguka kwa mhimili wake mwenyewe (katika siku za Dunia)
***kipindi cha obiti kuzunguka Jua (katika siku za Dunia)

Neptune ni ya mwisho kati ya majitu manne ya gesi ya mfumo wa jua. Iko katika nafasi ya nane kwa suala la umbali kutoka kwa jua. Kwa sababu ya rangi yake ya bluu, sayari ilipata jina lake kwa heshima ya mtawala wa kale wa Kirumi wa bahari - Neptune. Sayari hii ina satelaiti 14 zinazojulikana kwa sasa na pete 6.

Uwasilishaji: sayari ya Neptune

Muundo wa sayari

Umbali mkubwa kwa Neptune hairuhusu sisi kuanzisha kwa usahihi muundo wake wa ndani. Mahesabu ya hisabati yamethibitisha kuwa kipenyo chake ni kilomita 49,600, ni mara 4 ya kipenyo cha Dunia, mara 58 kwa kiasi, lakini kutokana na msongamano wake wa chini (1.6 g/cm3) uzito wake ni mara 17 tu ya Dunia.

Neptune inaundwa zaidi na barafu na ni ya kundi la majitu ya barafu. Kwa mujibu wa mahesabu, katikati ya sayari ni msingi imara, ambayo ni mara 1.5-2 zaidi ya kipenyo kuliko Dunia. Msingi wa sayari ni safu ya methane, maji na barafu ya amonia. Joto la msingi ni kati ya nyuzi 2500-5500 Celsius. Licha ya joto hilo la juu, barafu inabaki katika hali ngumu, hii ni kwa sababu ya shinikizo kubwa katika matumbo ya sayari, ambayo ni mara milioni ya juu kuliko ile ya Duniani. Molekuli zimebanwa kwa nguvu sana hivi kwamba zinavunjwa na kugawanywa katika ayoni na elektroni.

Anga ya sayari

Anga ya Neptune ni shell ya nje ya gesi ya sayari, unene wake ni takriban kilomita 5000, muundo wake kuu ni hidrojeni na heliamu. Hakuna mpaka uliowekwa wazi kati ya anga na safu ya barafu hatua kwa hatua huongezeka chini ya wingi wa tabaka za juu. Karibu na uso, gesi chini ya shinikizo hugeuka kuwa fuwele, ambayo inakuwa zaidi na zaidi, na kisha fuwele hizi hubadilishwa kabisa kuwa ukoko wa barafu. Ya kina cha safu ya mpito ni takriban 3000 km

Miezi ya sayari ya Neptune

Satelaiti ya kwanza ya Neptune iligunduliwa mnamo 1846 na William Lassell karibu wakati huo huo na sayari na iliitwa Triton. Katika siku zijazo, spacecraft ya Voyager 2 ilisoma satelaiti hii vizuri, ikipokea picha za kupendeza ambazo korongo na miamba, maziwa ya barafu na amonia, pamoja na gia zisizo za kawaida za volkano zinaonekana wazi. Satelaiti ya Triton inatofautiana na nyingine kwa kuwa pia ina mwendo wa kinyume katika mwelekeo wa obiti yake. Hii inasababisha wanasayansi kukisia kwamba Triton hapo awali haikuhusiana na Neptune na iliundwa nje ya ushawishi wa sayari, labda katika ukanda wa Kuiper, na kisha "kutekwa" na mvuto wa Neptune. Satelaiti nyingine ya Neptune, Nereid, iligunduliwa baadaye sana mnamo 1949, na wakati wa misheni ya anga kwenye vifaa vya Voyager 2, satelaiti ndogo kadhaa za sayari hiyo ziligunduliwa mara moja. Kifaa hicho pia kiligundua mfumo mzima wa pete zenye mwanga hafifu za Neptune Kwa sasa, satelaiti ya mwisho iliyogunduliwa ni Psamapha mnamo 2003, na sayari hiyo ina jumla ya satelaiti 14 zinazojulikana.