Neptūnas yra aštuntoji planeta, įtraukta į mūsų saulės sistemą. Mokslininkai jį atrado pirmiausia, remdamiesi nuolatiniais dangaus stebėjimais ir giliais matematiniais tyrimais. Urbainas Josephas Le Verrier po ilgų diskusijų pasidalijo savo pastebėjimais su Berlyno observatorija, kur juos tyrinėjo Johanas Gottfriedas Halle. Būtent ten 1846 m. ​​rugsėjo 23 d. buvo aptiktas Neptūnas. Po septyniolikos dienų buvo rastas jo draugas Tritonas.

Neptūno planeta yra 4,5 milijardo km atstumu nuo Saulės. Orbitai užbaigti prireikia 165 metų. Jo negalima pamatyti plika akimi, nes jis yra dideliu atstumu nuo Žemės.

Neptūno atmosferoje karaliauja stipriausi vėjai, kai kurių mokslininkų teigimu, jie gali pasiekti 2100 km/val. 1989 m., praskriejant Voyager 2, pietiniame planetos pusrutulyje buvo aptikta Didžioji tamsi dėmė, lygiai tokia pati kaip Didžioji Raudonoji dėmė Jupiterio planetoje. Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose Neptūno temperatūra yra artima 220 laipsnių Celsijaus. Temperatūra Neptūno centre svyruoja nuo 5400°K iki 7000-7100°C, o tai atitinka Saulės paviršiaus temperatūrą ir daugumos planetų vidinę temperatūrą. Neptūnas turi suskaidytą ir silpną žiedų sistemą, kuri buvo atrasta dar septintajame dešimtmetyje, bet 1989 m. oficialiai patvirtinta „Voyager 2“.

Neptūno planetos atradimo istorija

1612 m. gruodžio 28 d. Galilėjus Galilėjus tyrinėjo Neptūną, o vėliau 1613 m. sausio 29 d. Tačiau abiem atvejais jis Neptūną laikė fiksuota žvaigžde, kuri danguje buvo jungtinė su Jupiteriu. Štai kodėl „Galileo“ nebuvo suteiktas nuopelnas už Neptūno atradimą.

1612 m. gruodį, pirmojo stebėjimo metu, Neptūnas buvo stacionariame taške, o stebėjimo dieną pradėjo judėti atgal. Retrogradinis judėjimas stebimas, kai mūsų planeta išilgai savo ašies lenkia išorinę planetą. Kadangi Neptūnas buvo arti stoties, jo judėjimas buvo per silpnas, kad Galilėjus galėtų jį pamatyti savo mažu teleskopu.

Alexis Bouvardas 1821 metais pademonstravo astronomines Urano planetos orbitos lenteles. Vėlesni stebėjimai parodė didelius nukrypimus nuo jo sukurtų lentelių. Atsižvelgdamas į šią aplinkybę, mokslininkas pasiūlė, kad nežinomas kūnas savo gravitacija sutrikdo Urano orbitą. Savo skaičiavimus jis nusiuntė karališkajam astronomui serui George'ui Airy, kuris paprašė Kuho paaiškinimo. Jis jau buvo pradėjęs rengti atsakymą, bet kažkodėl jo neatsiuntė ir neprimygtinai reikalavo dirbti šiuo klausimu.

1845–1846 m. ​​Urbainas Le Verjė, nepriklausomai nuo Adamso, greitai atliko savo skaičiavimus, tačiau tautiečiai jo entuziazmo nepritarė. Peržiūrėjęs Le Verrier pirmąjį Neptūno ilgumos įvertinimą ir jo panašumą su Adamso įverčiu, Airy pavyko įtikinti Kembridžo observatorijos direktorių Jamesą Chilesą pradėti paiešką, trukusią nuo rugpjūčio iki rugsėjo. Čilis iš tikrųjų stebėjo Neptūną du kartus, bet kadangi jis atidėjo rezultatų apdorojimą iki vėlesnės datos, jam nepavyko laiku identifikuoti planetos.

Tuo metu Le Verrier įtikino astronomą Johaną Gottfriedą Halle, dirbantį Berlyno observatorijoje, pradėti ieškoti. Observatorijos studentas Heinrichas d'Arre'as pasiūlė Hallei palyginti nubraižytą dangaus žemėlapį Le Verrier numatomos vietos srityje su šiuo metu esančiu dangaus vaizdu, kad būtų galima stebėti planetos judėjimą fiksuoto atžvilgiu. žvaigždės. Pirmą naktį planeta buvo atrasta po maždaug 1 valandos paieškų. Johanas Encke kartu su observatorijos direktoriumi 2 naktis toliau stebėjo dangaus dalį, kurioje buvo planeta, dėl ko jie atrado jos judėjimą žvaigždžių atžvilgiu ir galėjo patikrinti, ar ji yra iš tikrųjų nauja planeta. 1846 m. ​​rugsėjo 23 d. Neptūnas buvo aptiktas. Jis yra 1° atstumu nuo Le Verrier koordinačių ir maždaug 12° nuo Adamso numatytų koordinačių.

Iš karto po atradimo tarp prancūzų ir britų kilo ginčas dėl teisės planetos atradimą laikyti savo. Dėl to jie pasiekė bendrą sutarimą ir nusprendė apsvarstyti Le Verrier ir Adamso atradėjus. 1998 metais vėl buvo rasti „Neptūno popieriai“, kuriuos neteisėtai pasisavino astronomas Olinas J. Eggenas ir saugojo trisdešimt metų. Po jo mirties jie buvo rasti pas jį. Kai kurie istorikai, peržiūrėję dokumentus, mano, kad Adamsas nenusipelno lygių teisių atrasti planetą su Le Verrier. Iš principo tuo abejojo ​​anksčiau, pavyzdžiui, nuo 1966 metų Dennisas Rawlinsas. Žurnale „Dio“ jis paskelbė straipsnį, kuriame reikalaujama, kad Adamso lygiavertė teisė į atradimą būtų pripažinta vagyste. „Taip, Adamsas atliko tam tikrus skaičiavimus, bet jis buvo šiek tiek neaiškus, kur yra Neptūnas“, – 2003 m. sakė Nicholas Collestrum.

Neptūno vardo kilmė

Tam tikrą laiką po atradimo Neptūnas buvo pavadintas „Le Verrier planeta“ arba „Urano išorine planeta“. Oficialaus pavadinimo idėją pirmoji iškėlė Halle, pasiūliusi pavadinimą „Janus“. Čilės Anglijoje pasiūlė pavadinimą „Vandenynas“.

Le Verrier, teigdamas, kad turi teisę jį pavadinti, pasiūlė jį pavadinti Neptūnu, klaidingai manydamas, kad šį pavadinimą pripažino Prancūzijos ilgumų biuras. Mokslininkas spalį bandė pavadinti planetą savo vardu Le Verrier ir jam pritarė observatorijos direktorius, tačiau iniciatyva susidūrė su pasipriešinimu už Prancūzijos ribų. Almanachai greitai grąžino Uranui pavadinimą Herschel (atradėjo Williamo Herschelio vardu), o naujajai planetai - Le Verrier.

Tačiau, nepaisant to, Pulkovo observatorijos direktorius Vasilijus Struvė apsistos pavadinimu „Neptūnas“. Apie savo sprendimą jis paskelbė 1846 metų gruodžio 29 dieną Sankt Peterburge vykusiame Imperatoriškosios mokslų akademijos suvažiavime. Šis vardas sulaukė palaikymo už Rusijos ribų ir labai greitai tapo priimtu tarptautiniu planetos pavadinimu.

Fizinės savybės

Neptūnas turi 1,0243 × 1026 kg masę ir veikia kaip tarpinė grandis tarp didžiųjų dujų milžinų ir Žemės. Jo svoris yra septyniolika kartų didesnis nei Žemės ir 1/19 Jupiterio svorio. Kalbant apie Neptūno pusiaujo spindulį, jis atitinka 24 764 km, o tai yra beveik keturis kartus didesnis nei Žemės. Uranas ir Neptūnas dėl didelės lakiųjų koncentracijų ir mažesnio dydžio dažnai priskiriami dujų milžinams („ledo milžinams“).

Vidinė struktūra

Iš karto verta paminėti, kad Neptūno planetos vidinė struktūra yra panaši į Urano struktūrą. Atmosfera sudaro maždaug 10-20% visos planetos masės, atstumas nuo paviršiaus iki atmosferos yra 10-20% atstumo nuo planetos paviršiaus iki šerdies. Slėgis šalia šerdies gali būti 10 GPa. Žemesniuose atmosferos sluoksniuose buvo rasta amoniako, metano ir vandens koncentracijos.

Šis karštesnis ir tamsesnis regionas pamažu kondensuojasi į perkaitintą skysčio mantiją, kurios temperatūra siekia 2000 - 5000 K. Planetos mantijos svoris, įvairiais vertinimais, dešimt-penkiolika kartų didesnis už Žemės, joje gausu amoniako, vanduo, metanas ir kiti junginiai. Ši medžiaga, remiantis visuotinai priimta terminologija, vadinama ledine, nors tai yra tankus ir labai karštas skystis. Šis skystis, turintis didelį elektros laidumą, dažnai vadinamas vandeninio amoniako vandenynu. Metanas 7 tūkstančių km gylyje skyla į deimantų kristalus, kurie „krenta“ ant šerdies. Mokslininkai iškėlė hipotezę, kad yra visas „deimantinio skysčio“ vandenynas. Planetos šerdis sudaryta iš nikelio, geležies ir silikatų ir sveria 1,2 karto daugiau nei mūsų planeta. Centre slėgis siekia 7 megabarus, tai yra milijonus kartų didesnis nei Žemėje. Centre temperatūra siekia 5400 K.

Neptūno atmosfera

Mokslininkai viršutiniuose atmosferos sluoksniuose aptiko helio ir krioklio. Šiame aukštyje jie yra 19% ir 80%. Be to, galima atsekti metano pėdsakus. Metano sugerties juostas galima atsekti, kai bangos ilgis viršija 600 nm infraraudonojoje ir raudonojoje spektro dalyse. Kaip ir Urano atveju, metano sugerianti raudona šviesa yra pagrindinis veiksnys, suteikiantis Neptūnui mėlyną atspalvį, nors ryški žydra skiriasi nuo vidutinio akvamarino Urano spalvos. Kadangi metano procentas atmosferoje nedaug skiriasi nuo Urano atmosferos, mokslininkai spėja, kad yra kažkoks nežinomas atmosferos komponentas, kuris prisideda prie mėlynos spalvos susidarymo. Atmosfera yra padalinta į du pagrindinius regionus, ty apatinę troposferą, kurioje temperatūra mažėja didėjant aukščiui, ir stratosferą, kurioje galima stebėti kitą modelį - temperatūra didėja didėjant aukščiui. Tropopauzės riba (esanti tarp jų) yra esant 0,1 baro slėgio lygiui. Kai slėgio lygis yra mažesnis nei 10-4 - 10-5 mikrobarai, stratosfera užleidžia vietą termosferai. Palaipsniui termosfera virsta egzosfera. Troposferos modeliai rodo, kad atsižvelgiant į aukštį, ją sudaro apytikslės sudėties debesys. Slėgio zonoje žemiau 1 bar yra viršutinio lygio debesys, kur temperatūra palanki metano kondensacijai.

Vandenilio sulfido ir amoniako debesys susidaro esant 1–5 barų slėgiui. Esant aukštesniam slėgiui, debesys gali būti sudaryti iš amonio sulfido, amoniako, vandens ir vandenilio sulfido. Giliau, esant maždaug 50 barų slėgiui, esant 0 °C temperatūrai, gali susidaryti vandens ledo debesys. Mokslininkai teigia, kad šioje srityje gali būti vandenilio sulfido ir amoniako debesų. Be to, gali būti, kad šioje srityje gali būti vandenilio sulfido ir amoniako debesų.

Esant tokiai žemai temperatūrai, Neptūnas yra per toli nuo Saulės, kad galėtų šildyti termosferą UV spinduliuote. Gali būti, kad šis reiškinys yra atmosferos sąveikos su jonais, esančiais planetos magnetiniame lauke, pasekmė. Kita teorija teigia, kad pagrindinis šildymo mechanizmas yra gravitacinės bangos iš vidinių Neptūno regionų, kurios vėliau išsisklaido atmosferoje. Termosferoje yra anglies monoksido pėdsakų ir vandens, atnešto iš išorinių šaltinių (dulkių ir meteoritų).

Neptūno klimatas

Tai iš Urano ir Neptūno skirtumų – meteorologinio aktyvumo lygio. 1986 metais netoli urano skridęs „Voyager 2“ užfiksavo silpną atmosferos aktyvumą. Neptūnas, priešingai nei Uranas, 1989 m. tyrimo metu parodė aiškius oro pokyčius.

Planetos orams būdinga rimta dinamiška audrų sistema. Be to, vėjo greitis kartais gali siekti apie 600 m/s (viršgarsinis greitis). Stebint debesų judėjimą pastebėtas vėjo greičio pokytis. Į rytus nuo 20 m/s; vakaruose - iki 325 m/s. Kalbant apie viršutinį debesų sluoksnį, vėjo greitis čia taip pat skiriasi: palei pusiaują nuo 400 m/s; ties ašigaliais – iki 250 m/s. Be to, dauguma vėjų suteikia kryptį, kuri yra priešinga Neptūno sukimuisi aplink savo ašį. Vėjų raštas rodo, kad jų kryptis didelėse platumose sutampa su planetos sukimosi kryptimi, o žemose platumose – visiškai priešinga jai. Vėjų krypties skirtumas, kaip mano mokslininkai, yra „ekrano efekto“ pasekmė ir nesusijęs su giliais atmosferos procesais. Etano, metano ir acetileno kiekis atmosferoje pusiaujo regione yra dešimtis ar net šimtus kartų didesnis už šių medžiagų kiekį ašigalio srityje. Šis stebėjimas leidžia manyti, kad pakilimas egzistuoja ties Neptūno pusiauju ir arčiau ašigalių. 2007 metais mokslininkai pastebėjo, kad planetos pietinio ašigalio viršutinė troposfera buvo 10 °C šiltesnė, palyginti su kita Neptūno dalimi, kur vidutinė temperatūra yra –200 °C. Be to, tokio skirtumo visiškai pakanka, kad metanas kitose viršutinių atmosferos sluoksnių vietose užšaltų ir palaipsniui prasiskverbtų į erdvę pietiniame ašigalyje.

Dėl sezoninių pokyčių planetos pietiniame pusrutulyje debesų juostos padidėjo albedo ir dydžio. Ši tendencija buvo pastebėta dar 1980 m., anot ekspertų, ji tęsis iki 2020 m., kai planetoje prasidės naujas sezonas, kuris keičiasi kas keturiasdešimt metų.

Neptūno mėnuliai

Šiuo metu Neptūnas turi trylika žinomų palydovų. Didžiausias iš jų sveria daugiau nei 99,5% visos planetos palydovų masės. Tai Tritonas, kurį atrado Williamas Lassellas praėjus septyniolikai dienų po pačios planetos atradimo. Tritonas, skirtingai nei kiti dideli mūsų Saulės sistemos palydovai, turi retrogradinę orbitą. Gali būti, kad ją užfiksavo Neptūno gravitacija ir praeityje galėjo būti nykštukinė planeta. Jis yra nedideliu atstumu nuo Neptūno, kad būtų užfiksuotas sinchroniniu sukimu. Tritonas dėl potvynio pagreičio lėtai juda spirale planetos link ir dėl to pasiekęs Roche ribą bus sunaikintas. Dėl to susiformuos žiedas, kuris bus galingesnis už Saturno žiedus. Manoma, kad tai įvyks per 10–100 milijonų metų.

Tritonas yra vienas iš 3 palydovų, turinčių atmosferą (kartu su Titanu ir Io). Nurodoma, kad po ledine Tritono pluta gali egzistuoti skystas vandenynas, panašus į Europos vandenyną.

Kitas atrastas Neptūno mėnulis buvo Nereidas. Jis yra netaisyklingos formos ir yra vienas didžiausių orbitos ekscentricitetų.

Nuo 1989 m. liepos iki rugsėjo buvo aptikti dar šeši nauji palydovai. Tarp jų verta paminėti „Proteus“, kuris turi netaisyklingą formą ir didelį tankį.

Keturi vidiniai palydovai yra Thalassa, Naiad, Galatea ir Despina. Jų orbitos yra taip arti planetos, kad yra jos žieduose. Larissa, eilėje, pirmą kartą buvo atidaryta 1981 m.

2002–2003 metais buvo aptikti dar penki netaisyklingos formos Neptūno palydovai. Kadangi Neptūnas buvo laikomas romėnų jūros dievu, jo mėnuliai buvo pavadinti kitų jūros būtybių vardais.

Neptūno stebėjimas

Ne paslaptis, kad Neptūnas iš Žemės plika akimi nematomas. Ryškiau danguje matosi nykštukinė Cereros planeta, Galilėjos Jupiterio palydovai ir asteroidai 2 Pallas, 4 Vesta, 3 Juno, 7 Iris ir 6 Hebe. Norint stebėti planetą, reikia 200 kartų padidinto ir mažiausiai 200-250 mm skersmens teleskopo. Tokiu atveju planetą galite pamatyti kaip mažą melsvą diską, primenantį Uraną.

Kas 367 dienas žemiškajam stebėtojui Neptūno planeta pradeda regėti atgalinį judėjimą, sudarydama tam tikras įsivaizduojamas kilpas kitų žvaigždžių fone kiekvienos opozicijos metu.

Planetos stebėjimas radijo bangomis rodo, kad Neptūnas yra nereguliarių blyksnių ir nuolatinės emisijos šaltinis. Abu reiškiniai paaiškinami besisukančiu magnetiniu lauku. Neptūno audros aiškiai matomos infraraudonojoje spektro dalyje. Galite nustatyti jų dydį ir formą bei tiksliai sekti jų judėjimą.

2016 metais NASA planuoja paleisti erdvėlaivį Neptune Orbiter į Neptūną. Iki šiol oficialiai nepaskelbtos tikslios paleidimo datos Saulės sistemos tyrinėjimo plane šio įrenginio nėra.

Palengvėjimas, Neptūno atmosfera.

Pusiaujo skersmuo yra 49 500 km.

Neptūnas skrieja aplink Saulę 165 metų periodu

Diena Neptūne yra 16 valandų ir 6,7 minutės.

Vidiniai Neptūno du trečdaliai susideda iš išlydytų uolienų, vandens, skysto amoniako ir metano mišinio. Išorinis trečdalis yra šildomų dujų mišinys, sudarytas iš vandenilio, helio, vandens ir metano.

Metanas suteikia Neptūnui mėlyną debesų spalvą.

Tai dinamiška planeta su keliomis didelėmis tamsiomis dėmėmis.

Didžiausia dėmė, žinoma kaip Didžioji tamsi dėmė, yra maždaug Žemės dydžio ir panaši į Didžiąją Raudonąją dėmę Jupiteryje.

Spėjama, kad tai galingas anticiklonas planetos atmosferoje. Ant anticiklono ribos matomi balti debesys, kurių aukštis nuo 50 iki 100 km. virš pagrindinio debesų sluoksnio.

Pietuose yra mažesnės galios anticiklonas - „Dark Spot-2“

Keliautojas rado mažą, netaisyklingos ir netaisyklingos formos debesį, judantį į rytus. Debesis aplink Neptūną apskrieja kas 16 valandų.

Ilgi, ryškūs debesys, panašūs į plunksninius debesis Žemėje, buvo pastebėti aukštai Neptūno atmosferoje.

Planetoje pučia stipriausi vėjai. Dauguma jų pučia priešinga planetos sukimuisi kryptimi. Netoli Didžiosios tamsiosios dėmės vėjo greitis siekia 2000 km per valandą.

Neptūno masė siekia 17,3 Žemės masės.

Albedas aukštas, spektre matomos metano sugerties juostos. Žiūrint vizualiai, planeta atrodo žalsva. Matomos vandenilio spektrinės linijos, amoniako dar neaptikta.

Debesų temperatūra –193 0 C.

Teoriškai Neptūnas turėtų būti 12 0 šaltesnis. Matyt, jame yra vidinių šilumos šaltinių, kurie suteikia tiek energijos, kiek gaunama iš Saulės.

Viena iš vidinių energijos šaltinių buvimo versijų yra evoliucinis planetos suspaudimas. Tik nežinoma, kodėl tai neįvyksta Urane.

Neptūno magnetinis laukas panašus į urano ašį sukimosi ašies atžvilgiu pasvirusi 47 0;

„Voyager 2“ padarė šį Neptūno vaizdą likus penkioms dienoms iki istorinio planetos praskriejimo 1989 m. rugpjūčio 25 d.

Neptūno planeta yra paslaptingas mėlynas milžinas Saulės sistemos pakraštyje, kurio egzistavimas nebuvo įtariamas iki XIX amžiaus pirmosios pusės pabaigos.

Tolima planeta, nematoma be optinių prietaisų, buvo atrasta 1846 m. ​​rudenį. J. C. Adamsas pirmasis pagalvojo apie dangaus kūno egzistavimą, kuris anomaliai veikia judėjimą. Savo skaičiavimus ir prielaidas jis pateikė karališkajam astronomui Erie, kuris į juos nepaisė. Tuo pat metu prancūzas Le Verrier tyrinėjo nukrypimus Urano orbitoje, jo išvados apie nežinomos planetos egzistavimą buvo pateiktos 1845 m. Buvo akivaizdu, kad dviejų nepriklausomų tyrimų rezultatai buvo labai panašūs.

1846 m. ​​rugsėjį per Berlyno observatorijos teleskopą buvo pastebėta nežinoma planeta, esanti Le Verrier skaičiavimuose nurodytoje vietoje. Šis atradimas, atliktas naudojant matematinius skaičiavimus, sukrėtė mokslo pasaulį ir tapo Anglijos ir Prancūzijos ginčo dėl nacionalinio prioriteto objektu. Siekiant išvengti ginčų, atradėju galima laikyti naująją planetą teleskopu ištyrusią vokiečių astronomę Hallę. Pagal tradiciją vardui pasirinktas vieno iš romėnų dievų, jūrų globėjo Neptūno vardas.

Neptūno orbita

Po Plutono iš planetų sąrašo Neptūnas buvo paskutinis – aštuntas – Saulės sistemos atstovas. Jo atstumas nuo centro yra 4,5 milijardo km, šviesos banga nukeliauti šį atstumą užtrunka 4 valandas. Planeta kartu su Saturnu, Uranu ir Jupiteriu pateko į keturių dujų milžinų grupę. Dėl milžiniško orbitos skersmens metai čia prilygsta 164,8 Žemės metų, o para prabėga mažiau nei per 16 valandų. Trajektorija aplink Saulę artima apskritimui, jos ekscentriškumas lygus 0,0112.

Planetos sandara

Matematiniai skaičiavimai leido sukurti teorinį Neptūno sandaros modelį. Jo centre yra kieta šerdis, panaši į Žemės masę, jos sudėtyje yra silikatų ir nikelio. Paviršius atrodo kaip klampi ledo amoniako, vandens ir metano modifikacijų masė, kuri be aiškios ribos teka į atmosferą. Vidinė šerdies temperatūra gana aukšta – siekia 7000 laipsnių – tačiau dėl didelio slėgio sušalęs paviršius netirpsta. Neptūnas yra 17 kartų didesnis nei Žemės ir yra 1,0243x10 26 kg.

Atmosfera ir siaučiantys vėjai

Pagrindą sudaro: vandenilis – 82 %, helis – 15 % ir metanas – 1 %. Tai tradicinė kompozicija dujų milžinams. Įprastame Neptūno paviršiuje temperatūra rodo -220 laipsnių Celsijaus. Apatiniuose atmosferos sluoksniuose pastebėti debesys, susidarę iš metano, vandenilio sulfido, amoniako ar amonio sulfido kristalų. Būtent šie ledo gabalai sukuria mėlyną švytėjimą aplink planetą, tačiau tai tik dalis paaiškinimo. Yra hipotezė apie nežinomą medžiagą, kuri suteikia ryškiai mėlyną spalvą.

Neptūnu pučiantys vėjai pasižymi unikaliu greičiu, jo vidutinis greitis siekia 1000 km/h, o uragano gūsiai siekia 2400 km/h. Oro masės juda prieš planetos sukimosi ašį. Nepaaiškinamas faktas yra audrų ir vėjų padidėjimas, kuris stebimas didėjant atstumui tarp planetos ir Saulės.

Erdvėlaivis „“ ir Hablo teleskopas stebėjo nuostabų reiškinį – Didžiąją tamsiąją dėmę – epinio dydžio uraganą, kuris veržėsi per Neptūną 1000 km/h greičiu. Panašūs sūkuriai atsiranda ir išnyksta skirtingose ​​planetos vietose.

Magnetosfera

Milžino magnetinis laukas įgavo didelę galią, jo pagrindu laikoma laidžioji skysčio mantija. Magnetinės ašies poslinkis geografinės ašies atžvilgiu 47 laipsniais priverčia magnetosferą pakeisti savo formą po planetos sukimosi. Šis galingas skydas atspindi saulės vėjo energiją.

Neptūno mėnuliai

Palydovas Tritonas buvo pastebėtas praėjus mėnesiui po didžiojo Neptūno atradimo. Jo masė yra lygi 99% visos palydovinės sistemos. Tritono atsiradimas siejamas su galimu gaudymu iš.
Kuiperio juosta yra didžiulė sritis, pripildyta mažų palydovų dydžio objektų, tačiau yra keli tokie dideli kaip Plutonas, o kai kurie dar didesni. Už Kuiperio juostos yra vieta, iš kurios pas mus ateina kometos. Oorto debesis tęsiasi beveik pusiaukelėje iki artimiausios žvaigždės.

Tritonas yra vienas iš trijų mūsų sistemos palydovų, turinčių atmosferą. Tritonas yra vienintelis, turintis sferinę formą. Iš viso Neptūno kompanijoje yra 14 dangaus kūnų, pavadintų mažesnių jūros gelmių dievų vardais.

Nuo tada, kai buvo atrasta planeta, apie jos buvimą buvo kalbama, tačiau teorijos patvirtinimo nerasta. Tik 1984 metais Čilės observatorijoje buvo pastebėtas ryškus lankas. Likę penki žiedai buvo rasti „Voyager 2“ tyrimų dėka. Dariniai yra tamsios spalvos ir neatspindi saulės spindulių. Savo vardus jie skolingi Neptūną atradusiems žmonėms: Halle, Le Verrier, Argo, Lascelles, o tolimiausias ir neįprasčiausias yra pavadintas Adamso vardu. Šis žiedas sudarytas iš atskirų rankų, kurios turėjo susijungti į vieną struktūrą, bet taip nėra. Galima priežastimi laikoma gravitacijos įtaka neatrastiems palydovams. Vienas darinys lieka bevardis.

Tyrimas

Didžiulis Neptūno atstumas nuo Žemės ir ypatinga jo vieta erdvėje apsunkina planetos stebėjimą. Didelių teleskopų su galinga optika atsiradimas išplėtė mokslininkų galimybes. Visi Neptūno tyrimai yra pagrįsti duomenimis, gautais vykdant „Voyager 2“ misiją. Tolimoje mėlynoje planetoje, skraidančioje mums pažįstamo pasaulio pakraštyje, gausu dalykų, apie kuriuos dar praktiškai nieko nežinome.

„New Horizons“ užfiksuoja Neptūną ir jo palydovą Tritoną. Vaizdas darytas 2014 metų liepos 10 dieną iš 3,96 milijardo kilometrų atstumo.

Neptūno vaizdai

„Voyager 2“ Neptūno ir jo palydovų vaizdai iš esmės yra nepakankamai įvertinti. Įspūdingesnis už patį Neptūną yra jo milžiniškas palydovas Tritonas, kuris savo dydžiu ir tankiu panašus į Plutoną. Tritoną galėjo užfiksuoti Neptūnas, kaip rodo jo retrogradinė (pagal laikrodžio rodyklę) orbita aplink Neptūną. Gravitacinė palydovo ir planetos sąveika generuoja šilumą ir palaiko Tritoną aktyvų. Jo paviršius turi keletą kraterių ir yra geologiškai aktyvus.

Jo žiedai yra ploni, silpni ir beveik nematomi iš Žemės. „Voyager 2“ fotografavo, kai juos apšvietė saulė. Vaizdas stipriai pereksponuotas (10 min.).

Neptūno debesys

Nepaisant didelio atstumo nuo Saulės, Neptūnas turi labai dinamišką orą, įskaitant kai kuriuos stipriausius Saulės sistemos vėjus. Nuotraukoje matoma „Didžioji tamsi dėmė“ jau išnyko ir parodo, kaip greitai pokyčiai vyksta tolimiausioje planetoje.

Iki šiol išsamiausias Tritono žemėlapis

Paulas Schenkas iš Mėnulio ir planetų instituto (Hjustonas, JAV) perdarė senus „Voyager“ duomenis, kad atskleistų daugiau detalių. Rezultatas – abiejų pusrutulių žemėlapis, nors didžioji dalis Šiaurės pusrutulio trūksta, nes zondui pravažiavus ji buvo šešėlyje.

Animacija apie erdvėlaivį „Voyager 2“, skrendantį pro šalį Tritonas a, padaryta 1989 m. Skrydžio metu didžioji dalis Šiaurės pusrutulio Tritonas bet buvo šešėlyje. Dėl didelio Voyager greičio ir lėto sukimosi Tritonas o, mes galėjome matyti tik vieną pusrutulį.

Tritono geizeriai

Antroji planeta (po Urano), atrasta „šiuolaikinėje eroje“ – Neptūnas – yra ketvirta pagal dydį ir aštunta planeta atstumu nuo Saulės. Jis buvo pavadintas romėnų jūrų dievo vardu, panašus į Poseidoną tarp graikų. Po Urano atradimo viso pasaulio mokslininkai pradėjo ginčytis, nes... jo orbitos trajektorija ne visai atitiko Niutono atrastą universalųjį gravitacijos dėsnį.

Tai suteikė jiems idėją apie kitos dar nežinomos planetos egzistavimą, kuri savo gravitaciniu lauku paveikė septintosios planetos orbitą. Praėjus 65 metams po Urano atradimo, 1846 metų rugsėjo 23 dieną buvo atrasta Neptūno planeta. Ji buvo pirmoji planeta, atrasta naudojant matematinius skaičiavimus, o ne per ilgus stebėjimus. Anglas Johnas Adamsas skaičiavimus pradėjo dar 1845 m., tačiau jie nebuvo visiškai teisingi. Juos tęsė iš Prancūzijos kilęs astronomas ir matematikas Urbainas Le Verjė. Planetos padėtį jis apskaičiavo tokiu tikslumu, kad ji buvo rasta jau pirmąjį stebėjimų vakarą, todėl planetos atradėju pradėtas laikyti Le Verrier. Britai protestavo ir po ilgų diskusijų visi pripažino nemažą Adamso indėlį, jis taip pat laikomas Neptūno atradėju. Tai buvo proveržis skaičiavimo astronomijoje! Iki 1930 metų Neptūnas buvo laikomas tolimiausia ir paskutine planeta. Dėl Plutono atradimo jis tapo paskutiniu. Tačiau 2006 m. IAU, Tarptautinė astronomų sąjunga, patvirtino tikslesnę „planetos“ apibrėžimo formuluotę, o Plutonas buvo pradėtas laikyti „nykštukine planeta“, o Neptūnas vėl tapo paskutine mūsų saulės sistemos planeta.

Neptūno struktūra

Neptūno charakteristikos buvo gautos naudojant tik vieną erdvėlaivį „Voyager 2“. Visos nuotraukos darytos iš jo. 1989 m. jis pravažiavo 4,5 tūkstančio km nuo planetos, atradęs keletą naujų palydovų ir užfiksavęs „Didžiąją tamsiąją dėmę“, panašią į „raudonąją dėmę“ Jupiteryje.

Neptūno struktūra savo sudėtyje yra labai artima Uranui. Tai taip pat dujinė planeta, turinti kietą šerdį, maždaug tokios pat masės kaip ir Žemės, o temperatūra panaši į Saulės paviršiaus temperatūrą – iki 7000 K. Be to, bendra Neptūno masė yra maždaug 17 kartų didesnė už Žemės masę. . Aštuntosios planetos šerdį gaubia vandens, metano ledo ir amoniako mantija. Toliau ateina atmosfera, joje yra 80% vandenilio, 19% helio ir apie 1% metano. Viršutiniai planetos debesys taip pat susideda iš metano, kuris sugeria raudoną saulės spindulių spektrą, todėl mėlyna dominuoja planetos spalvoje. Viršutinių sluoksnių temperatūra – 200 °C. Neptūno atmosferoje pučia stipriausi vėjai iš visų žinomų planetų. Jų greitis gali siekti 2100 km/h! Įsikūręs 30 a atstumu. Tai yra, pilnai apsisukimui aplink Saulę Neptūnui reikia beveik 165 Žemės metų, todėl nuo atradimo jis pirmą pilną apsisukimą padarys tik 2011 m.

Neptūno mėnuliai

Viljamas Lassellas didžiausią mėnulį Tritoną atrado praėjus vos porai savaičių po paties Neptūno atradimo. Jo tankis yra 2 g/cm³, todėl savo mase jis 99% viršija visus planetos palydovus. Nors jo dydis yra šiek tiek didesnis nei Mėnulio.

Jis turi retrogradinę orbitą ir greičiausiai labai seniai buvo užfiksuotas Neptūno lauko iš netoliese esančios Kuiperio juostos. Šis laukas nuolat traukia palydovą arčiau ir arčiau planetos. Todėl artimiausiu metu pagal kosminius standartus (po 100 milijonų metų) jis susidurs su Neptūnu, dėl to gali susidaryti žiedai, galingesni ir pastebimesni nei šiuo metu stebimi aplink Saturną. Tritonas turi atmosferą, o tai gali reikšti, kad po ledine pluta paviršiaus pakraštyje yra skystas vandenynas. Nes Neptūnas romėnų mitologijoje buvo jūrų dievas, visi jo mėnuliai pavadinti žemesnio rango romėnų jūrų dievų vardais. Tarp jų yra Nereidas, Proteusas, Despina, Talasa ir Galatėja. Visų šių palydovų masė yra mažesnė nei 1% Tritono masės!

Neptūno charakteristikos

Masė: 1,025 * 1026 kg (17 kartų daugiau nei Žemės)
Skersmuo ties pusiauju: 49 528 km (3,9 karto didesnis už Žemę)
Skersmuo ties stulpu: 48680 km
Ašies pasvirimas: 28,3°
Tankis: 1,64 g/cm³
Viršutinių sluoksnių temperatūra: apie – 200 °C
Apsisukimo aplink ašį laikotarpis (dienos): 15 valandų 58 minutės
Atstumas nuo Saulės (vidutinis): 30 a. e arba 4,5 milijardo km
Orbitos aplink Saulę laikotarpis (metai): 165 metai
Orbitos greitis: 5,4 km/s
Orbitos ekscentriškumas: e = 0,011
Orbitos polinkis į ekliptiką: i = 1,77°
Gravitacijos pagreitis: 11 m/s²
Palydovai: yra 13 vnt.

Pačiame Saulės sistemos pakraštyje yra mėlynoji Neptūno planeta. Dar visai neseniai ši planeta turėjo aštuntą eilės numerį planetų serijoje, uždarydama dujinių milžiniškų planetų grupę. Šiandien, kai Plutonas buvo perkvalifikuotas į nykštukinę planetą, Neptūnas buvo paskutinė žinoma planeta Saulės sistemoje. Koks yra šis tolimas pasaulis? Kokia yra paskutinė planeta mūsų žvaigždės sistemoje?

Saulė, esanti 4,5 milijardo km atstumu nuo planetos, atrodo kaip ryški didelė žvaigždė

Aštuntosios planetos atradimo istorija

1846 m. ​​astronomijos istorijoje įvyko reikšmingas įvykis. Pirmą kartą didelis dangaus objektas buvo aptiktas ne vizualiai stebint dangaus sferą. Planeta buvo atrasta atliekant matematinius skaičiavimus, kurie leido apskaičiuoti objekto vietą. Tokiems veiksmams mokslininkus paskatino neįprastas septintosios Saulės sistemos planetos Urano elgesys. Dar 1781 metais astronomai, stebėdami trečiąjį dujų milžiną, aptiko periodinius Urano orbitos svyravimus, kurie rodė, kad planetą veikia išorinės gravitacinės jėgos. Šis faktas leido manyti, kad už Urano orbitos buvo koks nors didelis dangaus kūnas.

Dėl Urano ir Neptūno artumo (atstumas tarp objektų yra 10,876 AU), planetos glaudžiai sąveikauja viena su kita, darydamos įtaką viena kitos orbitos parametrams.

Tačiau pirmosios prielaidos ilgą laiką liko tik hipotezės, kol 1845-46 metais anglų astronomas ir matematikas Johnas Couchas Adamsas sėdo atlikti matematinių skaičiavimų. Nepaisant to, kad jo mokslinis darbas, įrodęs kitos planetos egzistavimą, nesukėlė sumaišties mokslo bendruomenėje, Adamso pastangos nenuėjo veltui. Pažodžiui po metų prancūzas Laverrier, atlikdamas panašų darbą, patvirtino Adamso skaičiavimų teisingumą, pridėdamas įrodymų, patvirtinančių naujos planetos egzistavimą. Tik gavus du nepriklausomus skaičiavimus, mokslo bendruomenė naktiniame danguje karštligiškai pradėjo ieškoti paslaptingo objekto skaičiavimais nustatytame Saulės sistemos plote. Tašką šiam klausimui pavyko padaryti vokiečiui Johannui Hallei, kuris 1846 m. ​​rugsėjo 23 d. iš tikrųjų atrado naują planetą Saulės sistemos pakraštyje.

Su pavadinimu ypatingų sunkumų nekilo. Stebint per teleskopą planetinis diskas turėjo ryškų mėlyną atspalvį. Dėl to nauja planeta buvo pavadinta senovės romėnų jūrų dievo Neptūno garbei. Taigi po Jupiterio, Saturno ir Urano dangaus skliautas pasipildė kitu dievu. Nuopelnas už tai tenka Pulkovo observatorijos direktoriui Vasilijui Struvei, kuris pirmasis pasiūlė tokį pavadinimą.

Atstumo diagrama: Neptūnas – Žemė ir Neptūnas – Saulė. Norint pažymėti tokius didžiulius atstumus astrofizikoje, įprasta operuoti su astronominiais vienetais - A.E.

Atrastas dangaus kūnas pasirodė gana didelio dydžio, o tai tikrai galėjo turėti įtakos Urano padėčiai orbitoje. Naujai atrasta planeta yra Saulės sistemos pakraštyje, 4,5 milijardo kilometrų atstumu nuo Saulės. Mūsų Žemę nuo aštuntosios planetos skiria ne mažesnis atstumas – 4,3 milijardo kilometrų.

Aštuntosios planetos astrofiziniai parametrai

Esant tokiam dideliam atstumui, Neptūnas vos matomas optiniams instrumentams. Tai paaiškinama tuo, kad planeta vos šliaužia per dangaus skliautą ir gali būti lengvai supainiota su blankiai mirksinčia žvaigžde. Jūros dievo orbitinis kelias trunka 60 tūkstančių metų. Kitaip tariant, kai Neptūnas grįš į vietą, kur buvo atrastas 1846 m., Žemėje bus praėję 60 tūkst.

Saulės sistemos planetų išsidėstymas tvarka. Po keturių antžeminių planetų seka keturios dujinės milžiniškos planetos, kurių rangą užbaigia Neptūnas.

Aštuntosios planetos orbitos astrofiziniai parametrai buvo apskaičiuoti ankstyvoje stadijoje. Nustatyta, kad Neptūnas turi šias orbitos charakteristikas:

• perihelyje planeta yra 4 452 940 833 km atstumu nuo Saulės;
• prie afelio Neptūnas artėja prie pagrindinio kūno 4 553 946 490 km atstumu;
• orbitos ekscentricitetas yra tik 0,011214269;
• Neptūnas orbitoje juda 5,43 km/s greičiu;
• Neptūno dienos trunka 15 valandų ir 8 minutes;
• Neptūno ašinis posvyris yra 28,32°.

Iš aukščiau pateiktų duomenų aišku, kad planeta erdvėje elgiasi gana įspūdingai, išskyrus didelį greitį, kuriuo Neptūnas sukasi aplink savo ašį. Objekto pasvirimo kampas ekliptikos plokštumos atžvilgiu leidžia Saulei tolygiai apšviesti šio tolimo ir šalto pasaulio paviršių. Tokia objekto padėtis užtikrina metų laikų kaitą, kurios trukmė – apie 40 metų.

Kalbant apie fizikinius parametrus, tikslūs duomenys buvo gauti tik XX amžiaus pabaigoje. Paaiškėjo, kad Neptūnas yra ketvirta pagal dydį Saulės sistemos planeta po savo vyresniųjų brolių Jupiterio, Saturno ir Urano. Šio tolimo objekto skersmuo yra 49 244 km. Būdinga tai, kad neatitikimai tarp Neptūno poliarinio ir pusiaujo suspaudimo yra nereikšmingi. Planeta yra beveik tobula sfera, kuri yra beveik 4 kartus didesnė už mūsų planetą. Neptūno masė yra 1,0243·10²⁶ kg. Tai mažiau nei Jupiterio ir Saturno, bet 17 kartų didesnė už Žemės masę.

Neptūno planetos dydžio palyginimas su kitomis Saulės sistemos planetomis. Uranas ir Neptūnas aiškiai išsiskiria, palyginti su dujų milžinų Jupiterio ir Saturno dydžiu.

Vėliau iš „Voyager 2“ kosminio zondo atlikti skaičiavimai leido susidaryti idėjų apie aštuntosios planetos tankį, kuris yra 1,638 g/cm³. Tai tris kartus mažiau nei tas pats Žemės parametras. Dėl šios priežasties planeta buvo priskirta dujų milžinų planetai. Nepaisant to, mokslininkai mano, kad Neptūnas yra pereinamoji planeta iš antžeminių planetų į dujinės ir ledinės struktūros planetinius objektus. Nors Neptūnas yra 17 kartų masyvesnis už Žemę, jo masė gerokai mažesnė už Jupiterį – tik 1/19 didžiausios planetos masės. Mėlynosios planetos gravitacija nusileidžia tik Jupiterio gravitacijai.

Pagrindinės Neptūno savybės

Po ilgų stebėjimų paaiškėjo, kad Neptūnas neturi kieto paviršiaus. Kaip ir kitoms milžiniškoms planetoms, aštuntoji planeta pasižymi tuo, kad tarp atmosferos ir įsivaizduojamo paviršiaus nėra aiškios ribos. Neptūno atmosfera nuolat juda, vyksta diferencinis sukimasis. Pusiaujo zonoje planetos sukimosi laikotarpis yra 5 valandomis ilgesnis nei ašigalių. Dėl šio mėlynojo milžino atmosferos skirtumo įvyksta didžiulis oro poslinkis, kuris prisideda prie stipraus vėjo atsiradimo. Aštuntoje planetoje nuolat pučia vėjai, kurių greitis yra kosminis greitis – 600 s. Staigus oro srautų krypties pasikeitimas sukelia audras, kurių daugumą galima palyginti su Jupiterio Raudonosios dėmės dydžiu.

Tamsi dėmė Neptūno atmosferoje. Objektas, savo struktūra ir dinamika labai primenantis Raudonąją dėmę – milžiniškos Jupiterio audros sritį.

Tolimos planetos atmosferos cheminė sudėtis primena žvaigždžių materijos struktūrą. Neptūno oro apvalkale vyrauja vandenilis, kurio kiekis svyruoja tarp 50-80% priklausomai nuo sluoksnių aukščio. Likusiame oro paviršiaus sluoksnyje 19% helio, kiek mažiau nei 1,5% metano. Mėlyna kosminio dievo spalva paaiškinama metano buvimu atmosferoje, kuris spektriniame diapazone visiškai sugeria raudonas bangas. Skirtingai nuo Urano, kuris teleskopo objektyve atrodo kaip blyški dėmė, Neptūnas turi giliai mėlyną spalvą. Tai skatina mokslininkus galvoti apie planetos atmosferoje, be metano ir kitų komponentų, turinčių įtakos spalvų spektrui. Tai gali būti aerozoliai, pateikiami amoniako kristalų ir vandens ledo pavidalu.

Tikslus atmosferos sluoksnio gylis vis dar nežinomas. Yra informacijos apie dviejų sluoksnių - troposferos ir stratosferos - buvimą. Dėl duomenų, gautų iš „Voyager 2“, buvo galima apskaičiuoti atmosferos slėgį tropopauzėje, kuris yra tik 0,1 baro. Kalbant apie temperatūros balansą, dėl didžiulio atstumo nuo Saulės Neptūne karaliauja šalčio karalystė. Temperatūra siekia 200 °C su minuso ženklu. Mokslininkams paslaptis – termosferoje užfiksuota aukšta temperatūra. Šioje srityje buvo pastebėtas reikšmingas temperatūros šuolis, pasiekęs 476 laipsnių Celsijaus vertes su pliuso ženklu.

Neptūno atmosferą sudaro 80% vandenilio (H₂). Planetos oro apvalkale helio yra 15%. Savo chemine sudėtimi dujų milžinas primena žvaigždę pradinėse formavimosi stadijose.

Aukštos temperatūros buvimas planetos termosferoje rodo, kad Neptūno atmosferoje vyksta jonizacijos procesai. Pagal kitą versiją, pačios planetos gravitacinės jėgos sąveikauja su atmosfera, trinties procese generuodamos kinetinę energiją.

Kalbant apie pačią planetą, gali būti, kad Neptūnas turi tvirtą branduolį. Tai liudija stiprus planetos magnetinis laukas. Aplink šerdį yra storas mantijos sluoksnis, kuris yra karšta ir kaitinama skysta medžiaga. Manoma, kad Neptūno mantija susideda iš amoniako, metano ir vandens. Įsivaizduojamas planetos paviršius yra karštas ledas. Dėl paskutinio faktoriaus planeta laikoma ledo milžine, kurioje didžioji dalis dujų yra užšalusios.

Savo struktūra Neptūnas yra labai panašus į kitų dujų milžiniškų planetų struktūrą, tačiau, skirtingai nei Jupiteris ir Uranas, dujinius komponentus vaizduoja sušalęs ledas.

Naujausi Neptūno tyrimai ir garsūs atradimai

Didžiulis atstumas, skiriantis mūsų pasaulius, neleidžia intensyviai ir išsamiai tyrinėti Neptūno. Saulės šviesa paliečia aštuntosios planetos atmosferos paviršių užtrunka keturias valandas. Iki šiol tik vienam iš Žemės paleistam erdvėlaiviui pavyko pasiekti Neptūno apylinkes. Tai įvyko 1989 m., praėjus 12 metų po „Voyager 2“ kosminio starto. Atradus Neptūną, Saulės sistemos dydis išaugo beveik dvigubai. Netgi planetos atradimo metu buvo galima atrasti didžiausią jos palydovą, kuris gavo niūrų pavadinimą Triton. Šis palydovas turi sferinę planetos formą. Vėliau buvo galima nustatyti dar 12 netaisyklingos formos mėnulių.

Neptūnas turi 13 natūralių palydovų. Didžiausi iš jų yra Triton, Nereid, Proteus ir Thalassa.

Po „Voyager“ skrydžio paaiškėjo, kad Tritonas yra šalčiausia vieta Saulės sistemoje. Palydovo paviršiuje užfiksuota -235⁰ C temperatūra.

Mokslininkai mano, kad šiuos objektus užfiksavo milžiniška planeta iš Kuiperio juostos. Neptūno žiedų prigimtis panaši. Iki šiol buvo atrasti trys pagrindiniai planetos žiedai: Adamso, Laverrier ir Halle žiedai.

Vėlesni tolimiausios Saulės sistemos planetos tyrimai buvo susiję su Neptūno orbitos skrydžiu. Paleidimas buvo planuotas 2016 m., tačiau zondo paleidimą teko atidėti. Manoma, kad dabar vyksta darbas siekiant išplėsti būsimų tyrimų užduotis, įskaitant zondo veikimą išoriniuose Saulės sistemos regionuose.