Планета Нептун – восьмая планета от Солнца и последняя из известных планет. Хотя это третья по величине планета по массе, она лишь четвертая по диаметру. Из-за своей синей окраски Нептун был назван в честь римского бога моря.
Нептун является единственной планетой в нашей Солнечной системе, не видимой невооруженным глазом. В 2011 году Нептун завершил свою полную 165-летнюю орбиту с момента открытия в 1846 году.
Ледяной гигант Нептун был первой планетой, обнаруженной с помощью математических расчетов. Используя предсказания Урбена Ле Верье, Иоганн Галле открыл планету в 1846 году.
Размер и расстояние планеты Нептун
Планета Нептун так далека от Солнца, что полдень на голубой планете покажется нам тусклыми сумерками. Свет, который мы видим здесь, на нашей планете, примерно в 900 раз ярче солнечного света на Нептуне.
Нептун имеет радиус 24 622 км и примерно в четыре раза больше Земли. Газовый гигант находится не расстоянии 4,5 млрд км или в 30 а.е. от Солнца. Одна астрономическая единица (сокращенно а.е.) – это расстояние от Солнца до Земли. С этого расстояния солнечному свету требуется 4 часа, чтобы добраться от Солнца до Нептуна.
Состав и поверхность планеты Нептун
Планета Нептун – одина из двух ледяных гигантов во внешней Солнечной системе (другая планета – Уран). Большая часть (80% или более) массы планеты состоит из горячей плотной жидкости (вода, метан и аммиак) и небольшим скалистым ядром. Из планет-гигантов Нептун самый плотный.
Ученые думают, что под холодными облаками Нептуна может быть океан супер горячей воды. Он не выкипает, потому что невероятно высокое давление держит его запертым внутри.
Планета Нептун не имеет твердой поверхности. Её атмосфера, состоящая в основном из водорода, гелия и метана, простирается на большие глубины. Она постепенно сливаясь с водой и другими расплавленными льдами над более тяжелым, твердым ядром. Ядро имеет примерно ту же массу, что и Земля.
Атмосфера и температура планеты Нептун
Атмосфера Нептуна состоит в основном из водорода и гелия с небольшим количеством метана. Соседний с Нептуном Уран имеет сине-зеленый цвет из-за атмосферного метана. Нептун более яркий, поэтому должен быть неизвестный компонент, который вызывает более интенсивный цвет.
Планета Нептун – самый ветреный мир нашей Солнечной системы. Несмотря на большое расстояние и низкое энергопотребление от Солнца, ветры Нептуна могут быть в 3 раза сильнее ветров Юпитера и в 9 раз сильнее ветров на Земле. Эти потоки разносят облака замороженного метана по всей планете со скоростью более 2 000 км/ч. Даже самые мощные ураганы на нашей планете достигают скорости около 400 км/ч.
В 1989 году большой овальный шторм в южном полушарии Нептуна, названный “большим темным пятном”, был достаточно большим, чтобы вместить всю Землю. Этот шторм с тех пор исчез, но новые появились в разных частях планеты.
Астрономы пока не могут объяснить, почему термосфера раскалена до 476° C. Планета Нептун крайне далеко расположена от звезды, поэтому ей требуется другой механизм нагрева. Это может быть контакт атмосферы с ионами в магнитном поле или же гравитационные волны самой планеты.
Орбита и вращение планеты Нептун
Один день на Нептуне занимает около 16 часов. Планета совершает полную орбиту вокруг Солнца примерно за 165 земных лет (60 190 земных дней).
Иногда Нептун находится еще дальше от Солнца, чем карликовая планета Плутон. Очень эксцентричная, овальной формы орбита Плутона приносит его внутри орбиты Нептуна в течение 20-летнего периода каждые 248 земных лет. Этот момент, в котором Плутон ближе к Солнцу, чем Нептун, произошел совсем недавно с 1979 по 1999 год.
Ось вращения Нептуна наклонена на 28º относительно плоскости его орбиты вокруг Солнца, что аналогично осевым наклонам Марса и Земли. Это означает, что Нептун переживает времена года так же, как и мы на Земле. Однако, его год настолько длинный, что каждый из четырех сезонов длится более 40 лет.
Источник
Нептун
Из Википедии — свободной энциклопедии
Нептун с «Вояджера-2».
Открытие
Первооткрыватель
Урбен Жан Жозеф Леверье [1] , Джон Куч Адамс [1] , Иоганн Готтфрид Галле [1] и Генрих Луи д’Арре
Непту́н — восьмая и самая дальняя от Солнца и Земли планета Солнечной системы. Его масса больше чем у Земли в 17,2 раза и является третьей среди планет Солнечной системы, а по экваториальному диаметру Нептун занимает четвёртое место, превосходя Землю в 3,9 раза по размеру [10] . Планета названа в честь Нептуна — римского бога морей [11] .
Обнаруженный 23 сентября 1846 года [12] , Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам [13] . Обнаружение непредсказуемых изменений орбиты Урана породило гипотезу о неизвестной планете, гравитационным возмущающим влиянием которой они и обусловлены. Нептун был найден в пределах предсказанной орбиты. Вскоре был открыт его спутник Тритон, однако остальные 13 спутников были не исследованы до XX века. Нептун посещался лишь одним космическим аппаратом, «Вояджером-2», который пролетел вблизи на ближайшем расстоянии от планеты 25 августа 1989 года [14] .
Нептун по составу близок к Урану, и обе планеты отличаются от более крупных планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Иногда Уран и Нептун помещают в отдельную категорию «ледяных гигантов» [13] . Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия [13] , наряду со следами углеводородов и, возможно, азота, однако содержит более высокую долю льдов: водного, аммиачного и метанового. Недра Нептуна и Урана состоят главным образом изо льдов и камня [15] . Следы метана во внешних слоях атмосферы являются причиной синего цвета планеты [16] .
В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы; по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 600 м/с [17] . Во время пролёта «Вояджера-2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна обнаружили так называемое Большое тёмное пятно, аналогичное Большому красному пятну на Юпитере. Температура Нептуна в верхних слоях атмосферы близка к −220°C [10] [18] . В центре Нептуна температура составляет, по различным оценкам, от 5000 K [19] до 7000—7100°C [20] [21] , что сопоставимо с температурой на поверхности Солнца и сравнимо с внутренней температурой большинства известных планет. У Нептуна есть слабая и фрагментированная система колец, возможно, обнаруженная ещё в 1960-е годы, но достоверно подтверждённая «Вояджером-2» лишь в 1989 году [22] .
12 июля 2011 года исполнился ровно один нептунианский год — или 164,79 земного года — с момента открытия Нептуна [23] [24] .
Источник
Чему равен период обращения нептуна вокруг солнца
Нептун — восьмая и самая дальняя планета Солнечной системы. Нептун также является четвёртой по диаметру и третьей по массе планетой. Масса Нептуна в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше таковых у Земли. Планета была названа в честь римского бога морей. Обнаруженный 23 сентября 1846 года, Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений. Обнаружение непредвиденных изменений в орбите Урана породило гипотезу о неизвестной планете, гравитационным возмущающим влиянием которой они и обусловлены. Нептун был найден в пределах предсказанного положения. Вскоре был открыт и его спутник Тритон, однако остальные 13 спутников, известные ныне, были неизвестны до XX века. Нептун был посещён лишь одним космическим аппаратом, «Вояджером-2», который пролетел вблизи от планеты 25 августа 1989 года.
Полумесяцы Нептуна и Тритона. Этот драматический вид был получен космическим аппаратом Войджер-2 через 3 дня и 6 с половиной часов после близкого пролета около Нептуна. Вояджер-2 во время съемки был на расстоянии в 4,86 миллиона километров от Нептуна, разрешение снимка 90 км на пиксель.
ПЛАНЕТА НЕПТУН
Нептун по составу близок к Урану, и обе планеты отличаются по составу от более крупных планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Иногда Уран и Нептун помещают в отдельную категорию «ледяных гигантов». Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия, наряду со следами углеводородов и, возможно, азота, однако содержит более высокую долю льдов: водного, аммиачного, метанового. Ядро Нептуна, как и Урана, состоит главным образом из льдов и горных пород. Следы метана во внешних слоях атмосферы, в частности, являются причиной синего цвета планеты.
В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч. Во время пролёта «Вояджера-2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое тёмное пятно, аналогичное Большому красному пятну на Юпитере. Температура Нептуна в верхних слоях атмосферы близка к -220 °C. В центре Нептуна температура составляет по различным оценкам от 5400 K до 7000-7100 °C, что сопоставимо с температурой на поверхности Солнца и сравнимо с внутренней температурой большинства известных планет. У Нептуна есть слабая и фрагментированная кольцевая система, возможно, обнаруженная ещё в 1960-е годы, но достоверно подтверждённая «Вояджером-2» лишь в 1989 году. 12 июля 2011 года исполнился ровно один Нептунианский год — или 164,79 земного года — с момента открытия Нептуна 23 сентября 1846 года.
Обладая массой в 1,0243·10 26 кг Нептун является промежуточным звеном между Землёй и большими газовыми гигантами. Его масса в 17 раз превосходит земную, но составляет лишь 1/19 от массы Юпитера. Экваториальный радиус Нептуна равен 24 764 км, что почти в 4 раза больше земного. Нептун и Уран часто считаются подклассом газовых гигантов, который называют «ледяными гигантами» из-за их меньшего размера и меньшей концентрации летучих веществ. Среднее расстояние между Нептуном и Солнцем — 4,55 млрд км (около 30,1 средних расстояний между Солнцем и Землёй, или 30,1 а. е.), и полный оборот вокруг Солнца у него занимает 164,79 года. Расстояние между Нептуном и Землёй составляет от 4,3 до 4,6 млрд км. 12 июля 2011 года Нептун завершил свой первый с момента открытия планеты в 1846 году полный оборот. С Земли он был виден иначе, чем в день открытия, в результате того, что период обращения Земли вокруг Солнца (365,25 дня) не является кратным периоду обращения Нептуна. Эллиптическая орбита планеты наклонена на 1,77° относительно орбиты Земли. Вследствие наличия эксцентриситета 0,011, расстояние между Нептуном и Солнцем изменяется на 101 млн км — разница между перигелием и афелием, то есть ближайшей и самой отдалённой точками положения планеты вдоль орбитального пути. Осевой наклон Нептуна — 28,32°, что похоже на наклон оси Земли и Марса. В результате этого планета испытывает схожие сезонные изменения. Однако из-за длинного орбитального периода Нептуна сезоны длятся около сорока лет каждый. Сидерический период вращения для Нептуна равен 16,11 часа. Вследствие осевого наклона, сходного с Земным (23°), изменения в сидерическом периоде вращения в течение его длинного года не являются значимыми. Поскольку Нептун не имеет твёрдой поверхности, его атмосфера подвержена дифференциальному вращению. Широкая экваториальная зона вращается с периодом приблизительно 18 часов, что медленнее, чем 16,1-часовое вращение магнитного поля планеты. В противоположность экватору, полярные области вращаются за 12 часов. Среди всех планет Солнечной системы такой вид вращения наиболее ярко выражен именно у Нептуна. Это приводит к сильному широтному сдвигу ветров.
Диаграмма показывает орбитальные резонансы, вызванные Нептуном в поясе Койпера: 2:3 резонанс (Плутино), «классический пояс», с орбитами, на которые Нептун существенного влияния не оказывает, и 1:2 резонанс (Тутино).
Нептун оказывает большое влияние на весьма отдалённый от него пояс Койпера. Пояс Койпера — кольцо из ледяных малых планет, подобное поясу астероидов между Марсом и Юпитером, но намного протяжённее. Он располагается в пределах от орбиты Нептуна (30 а. е.) до 55 астрономических единиц от Солнца. Гравитационная сила притяжения Нептуна оказывает наиболее существенное влияние на пояс Койпера (в том числе в плане формирования его структуры), сравнимое по доле с влиянием силы притяжения Юпитера на пояс астероидов. За время существования Солнечной системы некоторые области пояса Койпера были дестабилизированы гравитацией Нептуна, и в структуре пояса образовались промежутки. В качестве примера можно привести область между 40 и 42 а. е. Орбиты объектов, которые могут удерживаться в этом поясе в течение достаточно долгого времени, определяются т. н. вековыми резонансами с Нептуном. Для некоторых орбит это время сравнимо с временем всего существования Солнечной системы. Эти резонансы появляются, когда период обращения объекта вокруг Солнца соотносится с периодом обращения Нептуна как небольшие натуральные числа, например, 1:2 или 3:4. Таким образом объекты взаимостабилизируют свои орбиты. Если, к примеру, объект будет совершать оборот вокруг Солнца в два раза медленнее Нептуна, то он пройдёт ровно половину пути, тогда как Нептун вернётся в своё начальное положение. Наиболее плотно населённая часть пояса Койпера, включающая в себя более 200 известных объектов, находится в резонансе 2:3 с Нептуном. Эти объекты совершают один оборот каждые 1 1/2 оборота Нептуна и известны как «плутино», потому что среди них находится один из крупнейших объектов пояса Койпера — Плутон. Хотя орбиты Нептуна и Плутона подходят очень близко друг к другу, резонанс 2:3 не позволит им столкнуться. В других, менее «населённых», областях существуют резонансы 3:4, 3:5, 4:7 и 2:5. В своих точках Лагранжа (L4 и L5) — зонах гравитационной стабильности — Нептун удерживает множество астероидов-троянцев, как бы таща их за собой по орбите. Троянцы Нептуна находятся с ним в резонансе 1:1. Троянцы очень устойчивы на своих орбитах, и поэтому гипотеза их захвата гравитационным полем Нептуна сомнительна. Скорее всего, они сформировались вместе с ним.
Внутреннее строение Нептуна напоминает внутреннее строение Урана. Атмосфера составляет примерно 10-20% от общей массы планеты, и расстояние от поверхности до конца атмосферы составляет 10-20% расстояния от поверхности до ядра. Вблизи ядра давление может достигать 10 ГПа. Объёмные концентрации метана, аммиака и воды найдены в нижних слоях атмосферы Постепенно эта более тёмная и более горячая область уплотняется в перегретую жидкую мантию, где температуры достигают 2000-5000 К. Масса мантии Нептуна превышает земную в 10-15 раз, по разным оценкам, и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. По общепринятой в планетологии терминологии эту материю называют ледяной, даже при том, что это горячая, очень плотная жидкость. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводимостью, иногда называют океаном водного аммиака. На глубине 7000 км условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро. Согласно одной из гипотез, имеется целый океан «алмазной жидкости». Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов и, как полагают, имеет массу в 1,2 раза больше, чем у Земли. Давление в центре достигает 7 мегабар, то есть примерно в 7 млн раз больше, чем на поверхности Земли. Температура в центре, возможно, достигает 5400 К.
Внутреннее строение Нептуна: 1. Верхняя атмосфера, верхние облака 2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана 3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда 4. Каменно-ледяное ядро
ПЛАНЕТА НЕПТУН
В верхних слоях атмосферы обнаружен водород и гелий, которые составляют соответственно 80 и 19% на данной высоте. Также наблюдаются следы метана. Заметные полосы поглощения метана встречаются на длинах волн выше 600 нм в красной и инфракрасной части спектра. Как и в случае с Ураном, поглощение красного света метаном является важнейшим фактором, придающим атмосфере Нептуна синий оттенок, хотя яркая лазурь Нептуна отличается от более умеренного аквамаринового цвета Урана. Так как содержание метана в атмосфере Нептуна не сильно отличается от такового в атмосфере Урана, предполагается, что существует также некий, пока неизвестный, компонент атмосферы, способствующий образованию синего цвета. Атмосфера Нептуна подразделяется на 2 основные области: более низкая тропосфера, где температура снижается вместе с высотой, и стратосфера, где температура с высотой, наоборот, увеличивается. Граница между ними, тропопауза, находится на уровне давления в 0,1 бар. Стратосфера сменяется термосферой на уровне давления ниже, чем 10 -4 — 10 -5 микробар. Термосфера постепенно переходит в экзосферу. Модели тропосферы Нептуна позволяют полагать, что в зависимости от высоты, она состоит из облаков переменных составов. Облака верхнего уровня находятся в зоне давления ниже одного бара, где температура способствует конденсации метана.
