Какое расстояние от Солнца до планеты Нептун — минимальное, максимальное и среднее
Нептун – наиболее удаленная от Солнца планета. Сколько же километров или астрономических единиц отделяют ее от звезды?
Прежде, чем ответить на этот вопрос, нужно уточнить, что орбита Нептуна является эллипсом, а не окружностью. Поэтому расстояние от планеты до светила непостоянно. Его минимальное значение составляет 4,453 млрд км (29,8 а. е.), а максимум равен 4,554 млрд км (30,4 а. е.). В качестве среднего значения часто принимают длину большой полуоси эллипса, равную 4,503 млрд км, или 30,1 а. е.
Нептун расположен так далеко от Земли, что, в отличие от всех остальных планет Солнечной системы, его невозможно увидеть невооруженным взглядом. Даже после изобретения телескопа больше двух веков никто не догадывался о восьмой планете в нашей системе. Однако наблюдения за Ураном показывали, что его орбита не совпадает с расчетной, поэтому появилось предположение о существовании ещё одной планеты. Многомесячные расчеты, выполненные У. Леверье, позволили определить район, в котором должна находиться неоткрытая планета. Лишь после этого И. Галле в 1846 г. смог ее обнаружить.
Интересно, что Нептун не всегда был самой отдаленной планетой. При формировании Солнечной системы его орбита лежала между орбитами Сатурна и Урана. Однако в течение сотен миллионов лет Юпитер и Сатурн выталкивали Нептун дальше от Солнца, в результате чего он поменялся местами с Ураном. Процесс «убегания» Нептуна от Солнца завершился только тогда, когда он врезался в скопление астероидов – пояс Койпера.
Хотя Нептун и дальше от звезды, чем Уран, его температура всё же несколько выше. Он прогревается до –200°С, тогда как на Уране температура может достигать и –224°С. Дело в том, что Нептун получает много тепла из своих недр. Пока не совсем понятно, вследствие каких физических процессов это тепло выделяется.
Единственным аппаратом, пролетавшим вблизи Нептуна, стал «Вояджер-2». Он стартовал в 1977 г., а вблизи Нептуна оказался только в 1989 г. Таким образом, он преодолел расстояние в 4,5 млрд км за 12 лет.
Список использованных источников
Источник
Какое расстояние от Солнца до Нептуна
Современная астрономия позволяет при помощи наблюдений и вычислений разной сложности узнать дальность любого космического объекта от наблюдателя или любой другой точки в пространстве. Особенный интерес всегда представляет, разумеется, наша собственная Солнечная система. Поэтому и расстояние от Солнца до Нептуна давно известно людям. Впрочем, и здесь есть факты, представляющие некоторый интерес.
Среднее расстояние от Солнца до Нептуна равно 4,55 миллиардов километров. Также его можно представить, как 4,22 световых часа, примерно 30 астрономических единиц (это значит, что он находится в 30 раз дальше, чем Земля) или 0,00015 парсека. Однако, эти числа являются усредненными.
Орбита Нептуна, как и у большинства планет, является не идеальной окружностью, а вытянутым эллипсом, внутри которого звезда находится неровно посередине, а со смещением в одну из сторон. Из-за этого явления в разных точках орбиты расстояние от Солнца до Нептуна может заметно изменяться.
Какое расстояние от Солнца до Нептуна
Наибольшая дистанция достигается во время афелия, когда планета удаляется от Солнца на 4,554 миллиарда километров или 30,44 астрономические единицы. При достижении газовым гигантом противоположной точки на орбите, перигелия, расстояние сокращается до 4,452 миллионов километров или 29,77 астрономических единиц. В сумме такое колебание дальности достигает 101 миллиона километров или примерно 0,67 астрономических единиц.
Нептун достигает самого удаленного или самого приближенного к Солнцу положения примерно раз в 82 с половиной года. Путь его обращения пересекается с орбитой Плутона.
В отличие от света, которые преодолевает расстояние от Солнца до Нептуна за несколько часов, космический корабль, развивший вторую космическую скорость (которая необходима для того, чтобы выйти за пределы земной орбиты и иметь возможность свободно перемещаться внутри Солнечной системы) в теории преодолеет такое расстояние только за 12 лет и 10 месяцев, не учитывая смещения планеты-цели, корректировки курса и гравитации остальных планет Солнечной системы, которые могут дополнительно повлиять на длину пути и длительность полета корабля. Впрочем, на данный момент космические аппараты развивают такую и даже более высокие скорости только для того, чтобы избавиться от притяжения планеты или звезды – дальнейший полет в целях экономии происходит куда более медленно.
Источник
Расстояние от Нептуна до Солнца
Среднее расстояние от Солнца до Нептуна — 4,5 млрд км. Если перевести это значение в астрономические единицы, получим 30,1 а.е.: эта планета примерно в 30 раз дальше от центра Солнечной системы, чем Земля.
Общие сведения о Нептуне
- класс: планета-газовый гигант;
- подкласс: планета-ледяной гигант;
- радиус: 24, 6 тыс. км;
- масса: 1.02×10²⁶ кг;
- средняя плотность: 1,64 г/см³;
- ускорение свободного падения (значение на экваторе): 11,15 м/с²;
- количество природных спутников: 14.
Внутреннее строение планеты напоминает уранианское. До 20% общей массы Нептуна составляет аммиачно-метановая атмосфера, переходящая в более плотную мантию с температурой 3000-5000 К. Согласно общепринятой в астрономии терминологии, данное вещество рекомендуется называть ледяной материей. Однако это плотная горячая жидкая субстанция — океан расплавленного аммиака.
На отметке около 7 тыс. км метан из мантии разлагается на водород и углерод. Последний кристаллизуется в алмазы, устремляющиеся с большой скоростью в направлении нептунианского ядра. Это явление получило название «алмазных ливней». Ядро Нептуна с предполагаемой температурой 5400 К состоит из железисто-никелевых и силикатосодержащих веществ. Оно в 1,2 раза тяжелее земного.
Орбита планеты
Небесное тело движется по орбите слабо вытянутой эллиптической формы. Светило находится примерно в одном из фокусов этого эллипса. Полный оборот вокруг Солнца планета совершает примерно за 165 земных лет, что составляет продолжительность местного года. Со времени открытия объекта в середине XIX в. 1 нептунианский год закончился только в 2011 г.
Нептун движется в пространстве со скоростью около 5,43 км/с. Направление околосолнечного вращения классическое, против часовой стрелки (если смотреть со стороны условного Северного полюса мира).
Расстояние между Солнцем и Нептуном
В перигелии минимальное расстояние между объектами равно 4,452 млн км. В афелии планетарное тело удаляется от светила на 4,554 млрд км. В астрономических единицах эти дистанции составляют 29,77 и 30,44 соответственно. Афелий и перигелий наступают у этой планеты примерно 1 раз в 82,5 земного года.
Разница между наибольшим и наименьшим расстоянием от Нептуна до Солнца составляет:
- в километрах — около 101 млн;
- в а.е. — 0,67;
- в световых часах — 4,2.
Последнее значение говорит о том, сколько времени требуется солнечному свету, чтобы попасть на поверхность планеты.
Удаленность Нептуна от Земли
Средним расстоянием между этими двумя планетами принято значение 4,35 млрд км. Это дистанция в момент противостояния Нептуна с Землей — его нахождения на одной прямой линии с нами и центром Солнечной системы, но такую позицию можно наблюдать нечасто.
Более точное расстояние в каждый период нужно определять исходя из:
- взаимного расположения космических объектов в момент измерения;
- нахождения тел в той или иной точке своей собственной орбиты;
- радиусов Земли и Нептуна в разных регионах этих планет.
Земные космические корабли, развившие вторую космическую скорость, способны долететь до Нептуна за 12 лет и 10 месяцев. Однако это значение лишь теоретическое, ведь на практике нужно учитывать собственное орбитальное движение планеты-цели в пространстве и гравитацию других небесных тел, мимо которых будет пролетать аппарат.
Также важно то, что вторая космическая скорость необходима только для выхода за пределы орбиты Земли, а дальнейший полет целесообразно выполнять более медленно в целях экономии топлива.
Источник
Нептун
Планета Нептун – восьмая и самая далекая в Солнечной системе. За свой необыкновенный синий цвет ее назвали в честь древнеримского бога морей и океанов.
Нептун входит в группу ледяных гигантов наряду с Ураном. От газовых гигантов Юпитера и Сатурна их отличает мантия, представляющая собой океан жидких аммиака и метана. Тот же метан в виде газа в атмосфере планеты придает ей узнаваемый синий оттенок.
История открытия и исследования
Нептун – единственная из планет Солнечной системы, которая не была обнаружена путем непосредственных наблюдений. История открытия планеты очень интересна.
Галилео Галилей в начале 17 века дважды наблюдал небесное тело в телескоп, но принимал его за звезду, расположенную по близости с Юпитером. Астрономы 19 века, наблюдавшие за движением Урана, обратили внимание на аномальное перемещение его по орбите, не соответствующее их расчетам. Англичанин Томас Джон Хасси в 1834 предположил, что такое поведение Урана может быть связано с наличием внешнего объекта. Одиннадцатью годами позднее британский математик Джон Кауч Адамс вычислил орбитальный путь еще не открытой восьмой планеты. Большинство членов астрономического сообщества не разделяло энтузиазма ученых по поводу нахождения нового планетарного тела в Солнечной системе.
Точнее Адамса в своих математических расчетах оказался французский математик Урбен Леверье. Опираясь на его расчеты, первую попытку найти «восьмерку» предприняли астрономы Кембриджской обсерватории. Но она была неуспешной. Объект был обнаружен лишь со второй попытки студентом Генрихом Д’Арре и директором Берлинской обсерватории Иоганном Энке. Официально Нептун был открыт 23 сентября 1846 года.
После обнаружения небесного тела разгорелись нешуточные споры, кто же на самом деле ее открыл – Леверье или Адамс. Только в 1998 году были найдены ценные бумаги из Гринвичской обсерватории, касающиеся истории этого события. После их детального изучения было установлено, что настоящим первооткрывателем восьмой планеты является все-таки Леверье, т.к. расчеты Адамса имели большую погрешность.
Долгое время после открытия небесное тело имело название «планета Леверье». Также были предложены такие варианты, как Янус и Океан. Современное название она получила от своего первооткрывателя. Леверье переименовал ее за синий цвет поверхности, ассоциировавшийся с древнеримским богом морей. Французского математика поддержал директор Пулковской обсерватории Василий Струве, и вскоре название прижилось за пределами Франции и Российской Империи.
Первым и пока единственным космическим аппаратом, сблизившимся с далеким гигантом, стал межпланетный зонд Вояджер-2. В 1989 году зонд пролетел всего в 4400 км от верхних слоев атмосферы ледяного гиганта, собрав сведения о его магнитосфере и погодных явлениях. Также Вояджер-2 открыл 6 нептуновых спутников и систему колец.
Общие сведения о планете
Нептун после разжалования Плутона является самой дальней из планет в Солнечной системе. Средняя удаленность его от центральной звезды составляет 4,5 млрд. км. Солнечный свет проходит расстояние до Нептуна за 253 минуты.
От Земли до Нептуна расстояние колеблется от минимального 4,3 млрд. км до максимального 4,553 млрд. км. Такая удаленность тел друг от друга не позволяет наблюдать нам планету на небосводе невооруженным глазом. Увидеть ее поможет телескоп с двухсоткратным увеличением и диаметром не менее 250 мм. Выглядит Нептун как шарообразное тело синего цвета. Такую окраску он получил благодаря своей газовой оболочке с большим содержанием метана, поглощающего красную часть спектра.
Особенностью Нептуна является невероятная скорость перемещения атмосферных масс. Вихри в его атмосфере могут достигать 600м/с, что делает их самыми быстрыми среди планетарных ураганов Солнечной системы.
Орбита и радиус
Орбита Нептуна обладает низким эксцентриситетом, по величине превосходя лишь венерианскую (0.011 и 0.007 соответственно). Полный оборот вокруг Солнца он проходит за 164,8 года, двигаясь по орбите со средней скоростью 5,44 км/с. Новый год со времен открытия небесного тела начался 12 июля 2011 года.
Наклон оси вращения к плоскости орбиты Нептуна составляет 28,3°. Это схоже с земным и марсианским значениями, что свидетельствует о сезонности климата. Однако из-за удаленности от Солнца сезоны здесь длятся по 40 лет.
Вокруг своей оси гигант оборачивается за 16 часов. Это касается его магнитного поля. С атмосферой дела обстоят иначе. Экваториальный пояс газовой оболочки совершает полный оборот вокруг оси за 18 часов, а полярные области – за 12. Такая разница в скорости обусловила возникновение самых сильных ураганов в Солнечной системе.
Физические характеристики
- Размер Нептуна: средний радиус – 24, 62 тыс. км, площадь поверхности – 7,65*10 9 кв. км.
- Масса Нептуна – 1,024*10 26 кг.
- Среднее значение плотности – 1,64 г/ куб. см.
- Ускорение свободного падения в экваториальной части планеты – 11,2 м/с 2 .
По строению Нептун напоминает своего соседа по Солнечной системе, ледяного гиганта Урана. Под газовой оболочкой, занимающей до 20% массы планеты, расположена ледяная мантия. Она представляет собой смесь жидких аммиака и метана. На самом деле, ледяной эту оболочку назвать трудно. Ее температура колеблется от 1700°С до 4700°С и она представляет собой огромный кипящий океан. Льдом эту жидкость прозвали за ее необычайную плотность.
Под мантией, уходящей вглубь на 7000 км, расположено ядро Нептуна. Оно состоит из железа и солей кремния, подвергнутый давлению в 7 мегабар и температуре в 5500°С.
Атмосфера
Верхние слои атмосферы Нептуна представляют собой водородно-гелиевую смесь с соотношением компонентов 4:1.Чем ближе к ледяной оболочке, тем больше в атмосфере метановых примесей. Это простейшее углеводородное соединение придает объекту синий цвет. Также в нижних слоях газовой оболочки формируются аммиачные и сероводородные облака.
Атмосфера Нептуна, как и большинства крупных тел Солнечной системы, имеет четыре основные области: тропосфера, стратосфера, термосфера и экзосфера. В тропосфере по мере удаления от поверхности ледяного гиганта температура опускается до минимума в — 213°С, а затем в верхних слоях атмосферы поднимается до -103°С. Термосфера прогревается до аномальных 470°.
Погода и климат
Вычислить среднюю температуру Нептуна невозможно, т.к. он не имеет твердой поверхности. Ядро планеты разогрето до 5500°С, в мантии температура колеблется от 4700°С до 1700°С, а самое холодное место – верхняя часть тропосферы – охлаждается до -213°.
За счет схожего с Землей наклона оси вращения восьмая планета подвержена смене сезонов. Правда, длятся они очень долго – чуть более 40 лет. С 1980 года лето продолжается на южной стороне, а в 2020 оно придет в северную ее часть.
Верхние слои атмосферы в области экватора вращаются медленней, чем в области полюсов. За счет этого возникают гигантские ураганы, достигающие невероятных 600 м/с. Самым крупным вихрем считается Большое темное пятно, которое наблюдалось в период с 1989 по 1994 год. Его размеры достигали 13*6,6 тыс. км. В это же время здесь бушевали еще два крупных урагана, расположенные южнее предыдущего. В 2017 году в области экватора был зафиксирован вихрь диаметром 9 тыс. км.
Кольца Нептуна
Кольцевая система планеты оставалась не обнаруженной более 120 лет с момента ее открытия. В 1968 году было выдвинуто предположение о наличии у колец Нептуна, что сумел подтвердить межпланетный зонд Вояджер-2 в 1989 году.
Всего восьмая планета имеет 5 колец. Самым близким к ее поверхности является кольцо Галле, расположенное на расстоянии 42 тыс. км. Далее последовательно идут кольца Леверье, Ласселла и Араго. Последнее кольцо Нептуна, названное в честь британского математика Адамса, удалено от планеты на 63 тыс. км. Оно имеет пять дуг, называющихся Храбрость, Свобода, Равенство 1, Равенство 2 и Братство.
Состоят кольца Нептуна из водяного льда и кремниевых солей. Предположительно, в их состав также входят органические вещества, предающие кольцевой системе красный оттенок.
Спутники
Всего у самой дальней планеты в нашей системе имеется 14 естественных спутников, открытых на данный момент. Крупнейшей нептуновой луной является Тритон, открытый всего через 17 дней после обнаружения самой планеты. Его поверхность представляет собой ледяную оболочку со множеством активных криовулканов.
Тритон — крупнейший планетарный спутник, движущийся в обратном направлении по отношению к своей планете. Именно благодаря этому спутнику Нептун не стал самой холодной планетой в нашей звездной системе. Их приливное взаимодействие увеличивает температуру планеты, заставляя ее излучать больше тепловой энергии, чем Уран. По мнению ученых, Тритон постепенно сближается с «хозяином» и в итоге войдет в его орбиту, распавшись на части. Тогда Нептун станет объектом с самой мощной кольцевой системой.
Нереида – вторая открытая нептунова луна. Свое название она получила в честь морских нимф, героинь мифов Древней Греции. По размерам Нереида занимает третье место среди спутников ледяного гиганта.
Еще 6 спутников в 1989 году обнаружил Вояджер-2. Свои названия они получили в честь морских нимф и божеств древнегреческой мифологии. Все они покрыты льдом и имеют каменное ядро.
С 2012 по 2013 год было еще открыто шесть мелких спутников диаметром до 60 км.
Земля и Нептун
Попробуем сравнить третью и восьмую планеты Солнечной системы:
- По массе ледяной гигант в 17 раз превышает Землю, а по размерам всего в 4.
- Угол оси наклона к плоскости орбиты у обоих тел имеет приблизительно одинаковое значение, что обуславливают смену пор года.
- Максимальное расстояние между ними составляет 4,6 млрд. км.
- Гравитация здесь в 1,13 раз больше земной.
Источник