Как была открыта планета нептун исследование космоса математические расчеты

Открытие Нептуна

Открытие Нептуна – восьмой планеты, относящейся к Солнечной системе, является важнейшим событием 19 века. Оно свершилось за счёт уникальных предварительных вычислений. Произошло это в стенах обсерватории в Берлине в 1846 году (24 сентября). Но этой новости предшествовала продолжительная история, связанная с многочисленными поисками, исследованиями, открытиями.

Прежние наблюдения

Есть версии, связанные с тем, что Нептун астрономы могли наблюдать ранее, до официального оглашения факта его открытия.

С Земли увидеть его невооружённым глазом практически невозможно, т. к. видимая звёздная величина составляет 7,7 единиц. Поэтому первые исследования стартовали со времён изобретения телескопа. Есть версия, что Г. Галилей в 1612 г. наблюдал эту планету. Повторил своё исследование он ещё через год. На основании исследований учёный пришёл к выводам, что обнаруженное тело представляет собой звезду неподвижного типа, которая относится к Юпитеру.

Ещё одним учёным, имевшим связь с планетой, стал Д. Гершель. В 1846 г. в адрес В. Струве он отправил письмо, в котором содержалась информация о том, что он уже наблюдал Нептун 14 июля 1830 года. Несмотря на мощность телескопа, он ошибочно отнёс объект к категории светил. В 1847 году астроном из Америки в ходе исследования архивных записей обнаружил, что 8, а также 10 мая 1795 года один французский специалист также наблюдал звезду на месте нахождения Нептуна.

Урбен Леверье, математик, открывший Нептун «на кончике пера»

Особенности открытия

Открытие Нептуна предполагает богатую уникальную историю, которая предшествовала данному событию. Поскольку планета располагается на внушительной дистанции от нашего светила, отыскать её можно исключительно с помощью телескопа.

Историческая справка, связанная с обнаружением этого тела, начинается с деятельности Алексиса Бувара, который стал автором точных математических расчётов. В них была выведена траектория орбитального пути Урана, однако в процессе проведения оптимальных наблюдений были обнаружены несоответствия. Вследствие этого, учёные стали отмечать, что поблизости располагается относительно крупный объект.

Впоследствии за работы по изучению взялись такие известные специалисты, как Джон Адамс и Урбен Леверье. Они работали по отдельности, но подтверждали одну и ту же гипотезу. Посредством результатов исследовательских мероприятий они старались рассказать всему миру о том, что Нептун – это планета. Тем временем И. Галле применил расчёты, созданные Леверье, и отыскал объект в 1 градусе от его указаний и в 12 градусов от координат, предоставленных Адамсом.

Между учёными возник спор за первенство в этом открытии. Представители общественности решили, что его заслуживают оба учёных. Поэтому в 1846 г. они были официально признаны первооткрывателями планеты Нептун. Своё название небесное тело получило в честь божества из Рима, которое правило морскими водами. Теперь известно, кто открыл Нептун.

Особенности обнаружения

Едва получив письмо от своего коллеги (23 сентября), Иоганн Галле этим же вечером принялся за наблюдение. Берлинская обсерватория не имела планов по изучению нового объекта, поэтому для проведения исследовательских работ требовалось получение соответствующего разрешения от директора Энке. Он был дотошным и скрупулёзным человеком, поэтому к стремлению молодого учёного отнёсся скептически. Однако впоследствии согласился и выдал заветную «лицензию». Помочь Галле согласился студент Генрих Дарре, которому на тот момент времени было 24 года.

Иоганн Готтфрид Галле

В ходе наблюдений применялся рефрактор в 23 сантиметра. Его изготовитель – И. Фраунгофер. Для того чтобы отыскать данное космическое тело, можно было использовать 2 способа.

Поначалу открытие Нептуна не представлялось возможным, поэтому Дарре был вынужден предложить третий, альтернативный вариант наблюдений: применить карту звёздного неба и заниматься сверкой светил, нанесённых на карту, с теми, которые реально присутствуют на ночном небе. Практически сразу же после наступления полуночи Галле назвал звезду, величина которой равнялась 8. Она не была найдена на карте, а положение отличалось от показаний Леверье на 52 минуты. На следующую ночь наблюдения продолжились. В этот раз уже применялся телескоп с окуляром, позволяющим получить 320-кратное увеличение. Именно в это время была получена более-менее подробная справка о светиле.

Генрих Луи Д’Арре

Выбор названия

Открытие Нептуна не означало, что дело завершено и может быть отправлено в «копилку достижений». Ведь учёным предстояло определиться с названием этого космического объекта. Галле в письме, адресованном Леверье, предложил наименование «Янус». Но научное сообщество было убеждено, что это заслуга исключительно Леверье, поэтому он и должен был выбирать название. Он предложил назвать планету именно тем именем, которое она имеет сегодня.

Мифы об открытии планеты

Теперь уже рассмотрено и изучено, кто открыл Нептун. Осталось разобраться с тем, какие мифы таит в себе данная история. Один из них заключается в том, что наблюдение было якобы предсказано Нострадамусом, который сделал это за 300 лет до фактического события. Однако современные исследователи убеждены в том, что его астрологические расчёты были неточными, и в них присутствовали грубейшие ошибки.

Мировоззренческие характеристики события

Открытие данного космического тела стало важнейшим событием для всего научного мира, т. к. оно поспособствовало подтверждению справедливости всей гелиоцентрической системы Коперника, закона Ньютона. Многие учёные до сих пор считают открытие планеты, которая ранее не была видимой, результатом подготовки союза небесной механики.

Таким образом, процесс открытия рассматриваемого космического объекта – сложный и длительный. Несмотря на наличие большого количества помощников, принимавших участие в этом процессе, основным человеком, свершившим это открытие, стал Леверье.

Источник

История открытия планеты Нептун

История о том, как было установлено местоположение планеты Нептун, необычна. Небесное тело обнаружили почти случайно, и произошло это сначала на бумаге — в результате математических расчетов. «Планета, открытая на кончике пера» — так называют Нептун некоторые ученые.

История открытия восьмой планеты и наименования

Первым Нептун заметил Галилео Галилей еще в начале XVII в., но принял его за звезду. После 1612 г. планета начала удаляться от Земли, и обнаружить ее астрономической техникой тех времен стало невозможно.

В первой половине XIX в. английский ученый Т. Дж. Хасси высказал предположение, что имевшее место аномальное перемещение Урана по своей орбите может объясняться наличием рядом крупного космического объекта.

Через несколько лет французский астроном А. Бувар математическим путем смог определить орбитальную траекторию Урана, однако оптические наблюдения не подтвердили его расчеты. Это тоже могло значить, что рядом с планетой находится нечто, на нее влияющее.

К исследованиям приступило сразу несколько ученых. Новое небесное тело обнаружили, и на право называться первооткрывателем претендовали Дж. Адамс и У. Леверье. В 1846 г. этот спор был разрешен: оба астронома были официально признаны первыми.

Читайте также:  Как будет на латинском атропина сульфат

Но в самом конце ХХ в. ученые определили, что корректнее первооткрывателем восьмой планеты все-таки считать У. Леверье: его расчеты имели меньшую погрешность.

Небесное тело было названо в честь астронома, хотя другие исследователи настаивали на именах Океан или Янус. Сам Леверье дал восьмой планете Солнечной системе имя в честь римского бога морей — за синий цвет ее поверхности.

Что принесло науке открытие Нептуна

Открытие Нептуна не только объяснило орбитальное поведение Урана.

Оно также окончательно подтвердило справедливость гелиоцентрической теории строения Солнечной системы, которую высказал Н. Коперник.

Кроме того, была подтверждена справедливость теории всемирного тяготения И. Ньютона.

А также появились доказательства того, что небесные тела можно обнаружить благодаря предварительным математическим вычислениям, а не только непосредственному визуальному наблюдению.

Краткое описание и характеристики Нептуна

После того как Плутон был исключен из списка планет, Нептун стал по расположению самым дальним от Солнца объектом планетарного типа в нашей системе. Он находится на расстоянии в среднем 4,5 млрд км от Звезды, свет которой идет сюда больше 4 часов.

Высокая эксцентричность нептунианской орбиты (по вытянутости она уступает только венерианской) приводит к тому, что порой планета оказывается ближе к Солнцу, чем ее сосед Уран, а иногда — дальше, чем Плутон.

Нептун летит в пространстве со скоростью 5,5 км/с, проходя полностью один орбитальный круг почти за 165 земных лет. Очередной местный год начался там в июле 2011 г. Смена сезонов на Нептуне тоже есть, каждое время года длится примерно по 40 лет.

Между Землей и планетой в разные периоды от 4,3 до 4,6 млрд км. Это не дает возможности землянам увидеть планету невооруженным глазом: нужен телескоп с минимум 200-кратным увеличением и 250-миллиметровой линзой. При наблюдении Нептун будет выглядеть шаром синего цвета. Окраска объясняется большим содержанием в газовой оболочке метана.

16 часов длится оборот гиганта вокруг своей оси, и столько же времени движется вместе с планетой ее магнитное поле. Атмосфера из-за отсутствия у объекта твердой поверхности ведет себя иначе. Около экватора газовая оболочка совершает 1 оборот за 18 часов, около полюсов — за 12. Это объясняет возникновение нептунианских ураганов, самых сильных в Солнечной системе. Их скорость может достигать 600 м/с.

Самый крупный зафиксированный вихрь — Большое темное пятно размером около 13х6,5 тыс. км (что сопоставимо с габаритами Земли). Скорость ветров на его границах достигала сверхзвуковой. Пятно постоянно меняло свои очертания. Не понятно, насколько долго этот вихрь бушевал на планете.

Обнаружен он был зондом «Вояджер-2» только в 1989 г. Не ясно и точное время его исчезновения — отсутствие урагана зафиксировал в 1994 г. космический телескоп «Хаббл» при попытке сфотографировать объект.

Основные физические характеристики Нептуна:

Среди всех планет Солнечной системы Нептун — третий по массе и четвертый по диаметру. Он тяжелее Земли в 17 раз и в 4 раза больше ее по длине экватора.

Строение Нептуна напоминает Уран. Верхнюю часть планеты (до 20% ее массы) занимает газовая оболочка, ниже — мантия из смеси жидких метана и аммиака. Ученые называют нептунианскую мантию ледяной, но со льдом ее роднит только высокая плотность. В действительности это скорее кипящий океан с температурой +1700…+4700°С. Ниже мантии расположено ядро из солей кремния и чистого железа. Температура здесь достигает +5500°С.

В верхних слоях атмосферы Нептуна находятся преимущественно водород (80%) и гелий (20%). По мере приближения к поверхности в воздухе увеличивается содержание метана, придающего небесному телу синий цвет. Привычное явление для нижних слоев газовой оболочки — сероводородные и аммиачные облака.

Кольцевая система Нептуна

Нептунианские кольца были обнаружены только через 120 лет после открытия самой планеты — в 1968 г. Сначала их наличие было только научным предположением. Окончательно подтвердил существование колец в 1989 г. корабль «Вояджер-2».

Количество колец — 5, они находятся на расстоянии 42-63 тыс. км и состоят из кремниевых солей и водяного льда, но красноватый оттенок выдает присутствие в них органических веществ.

Все эти образования названы в честь ученых, внесших свой вклад в изучение Нептуна:

Последнее кольцо неоднородное, отличается наличием 5 отдельных дуг, каждая из которых имеет собственное название. Ученые пока не могут объяснить этот феномен. Возможно, объединиться дугам в единое целое не дает гравитация нептунианского ступника Галатеи, который вращается в непосредственной близости от этого кольца.

Спутники синего гиганта

Нептун имеет 14 открытых на сегодня естественных лун, самая крупная из них — Тритон, обнаруженный через 2 недели после открытия самой планеты. Этот ледяной спутник со множеством действующих криовулканов единственный из соседей движется в ретроградном направлении.

Он постепенно сближается с центральной планетой и однажды разрушится, превратившись в шестое кольцо. Масса Тритона составляет примерно 99,5% от общего веса всех местных спутников.

Второй из нептунианских лун открыли Нереиду. Это случилось в 1949 г. До сих пор спутник остается одним из наименее изученных в Солнечной системе. Следующие 6 объектов обнаружила в 1989 г. станция «Вояджер-2». Последние мелкие сателлиты были открыты уже в XXI в.

Источник

Открытие Нептуна

Нептун был открыт в 1846 р. в результате математических вычислений, проведенных независимо друг от друга и практически одновременно Адамсом и Леверрье. История этого открытия изобилует неожиданными подробностями и осложнена неприязнью, существовавшей между некоторыми из главных действующих лиц. Чрезвычайно интересный отчет обо всем этом содержится в работе профессора Смарта (Smаr W. M.John Coach Adams and the Discovery of Neptune.— Royal Astron. Society, 1947). Хочу рассмотреть только один аспект этой истории.

Чтобы освежить в памяти читателя то, что время от времени говорилось по поводу этого открытия, я начну с нескольких типичных высказываний. В своей книге The Story of the Heavens (1886) P. Болл (Sir Robert Ball) писал: «. имя Леверрье поднялось на высоту, нигде и никогда не превзойденную. «, «. глубочайшие размышления на протяжении многих месяцев. «, «. долгий сложнейший труд, направляемый совершенным искусством математика. «. Автор не отказывает себе также в применении небольшой дозы романтической популяризации: «. если эллипс и не обладает законченной простотой окружности, то он, по крайней мере, привлекает богатством форм. являясь линией абсолютного изящества, вызывающей в нас самые возвышенные представления. » и т. д., но о Нептуне он говорит как профессионал. Одна замечательная современная книга по истории астрономии (1938 г.) содержит фразу: «. вероятно, самый смелый математический замысел столетия. поразительная попытка, равной которой не знает история. «.

* ( Связь этой задачи с «задачей трех тел» вводит многих в заблуждение и по сей день.)

* ( То есть момента, когда NUS становится прямой линией (я применяю сокращения: S, U, N).)

** ( Площадь всего эллипса равна πab, и она заметается за время р.)

*** ( Строго говоря, у. м. имеет в качестве множителя массу планеты, но масса U не играет роли, и я ее всюду опускаю.)

Читайте также:  Как будет на осетинском дура

Орбита U имеет период 84 года и эксцентриситет ε, примерно равный 1/20. После того как влияние всех тел, кроме 5 и возможного N, будет учтено, мы можем считать, что U, S и N являются единственными телами системы; мы можем также предположить (это общеизвестно), что все движения происходят в одной плоскости. Значения θ (для U) в разные моменты t (мы будем иногда писать θ(t), чтобы подчеркнуть, что θ берется «в момент t») могут рассматриваться как материал, доставляемый наблюдениями (хотя фактически наблюдения производятся, конечно, с Земли). Значения r для разных t не могут быть непосредственно измерены, и поэтому точность их определения значительно меньше.


Таблица I

* ( Наблюдения после 1840 г. были недоступны и не использовались. Уран был открыт в 1781 г. Чтобы предупредить недоумение читателя по поводу небольшого несоответствия в датах, замечу, что экстраполяция на 1780 г. вполне надежна.)

При отсутствии N у. м. А постоянен (как отмечено выше, это не что иное, как 2-й закон Кеплера); фактически N увеличивает А в моменты, предшествующие t, и уменьшает его в последующие моменты. График А как функции t поэтому поднимается до максимума при t = t, и моей первой идеей было использовать это обстоятельство для нахождения t. Так и можно было бы поступить, если бы все наблюдения были абсолютно точными (и метод вследствие этого имел бы то теоретическое преимущество, что он не требовал бы знания эксцентриситетов). Но значение А в момент t зависит от значения r в этот момент, в результате чего определение А оказывается слишком неточным. Таким образом, этот метод отпадает, но он возрождается из пепла в другом виде. Нам понадобятся еще некоторые предварительные замечания.

* ( Collected Works, v. I, с. 11. Для нас важны именно эти данные (а не исправленные, приведенные у Смарта), Значения фактически являются средними за 3 года.)

Значение для 1843 г, является экстраполяцией; оно и выведенные из него результаты снабжены значком (е).

Я хотел бы подчеркнуть, что не собираюсь пренебрегать даже высшими степенями е, если они не сопровождаются множителем ь (е 4 радиан примерно равен 1″). Искажение значения, найденного для t, является, однако, исключением. Но эффект эксцентриситетов е в искажении t вряд ли больше, чем то расхождение, которое они дают между временем противостояния и временем максимального сближения. Простой подсчет показывает, что это расхождение в худшем случае не превышает 0,8 года.

* ( Орбиты могут иметь «солнца» масс, отличающихся на О (m).)

Но каждое из последних слагаемых имеет множитель m, и мы можем опустить встречающиеся О (em). В частности, мы можем при вычислении υ отбросить все е-члены. Это означает, что мы можем вычислять υ, как если бы орбиты U и N были круговыми, а в этом случае υ имеет равные по абсолютной величине и обратные по знаку значения в точках t, симметричных относительно t. Иначе говоря, если мы положим t = t + τ, то

является нечетной * функцией τ, т. е.

Применяя формулы для косинуса и синуса суммы и приводя подобные члены, получим (с новыми константами, зависящими от t, которые, однако, нас не интересуют)

Выражение, стоящее в фигурной скобке, является нечетной функцией τ. Поэтому, если мы будем комбинировать противоположные по знаку и равные по абсолютной величине значения τ и построим δ * (τ) и ρ (τ) так, чтобы удовлетворялись соотношения


Таблица II

* ( И полученные значения для τ = 6 при t = 22 и t = 22,4 менее надежны, чем другие, вследствие резкого изменения в поведении В гладкой кривой.)

Нам требуются достаточно большие значения τ для того, чтобы значения δ * (τ) имели достаточное число значащих цифр, а также для того, чтобы располагать достаточно большим интервалом, в котором мы могли бы установить, что ρ(τ) постоянно. Нам также требуется место для маневрирования вокруг окончательного значения t. Таким образом, метод оказывается успешным благодаря тому «счастливому» обстоятельству, что 1822 г. достаточно удален от концов интервала наблюдений (1780-1840 гг.). Но ведь какое-то «везение» всегда необходимо.

* ( Для этого используются два дифференциальных уравнения второго порядка. Формула содержит «квадратуры», но при выполнении фактических вычислений интегрирование требует не больше времени, чем простое умножение. Сравнительно легко составить таблицу с двумя входами для υ(τ, λ)/m.)

После того как t определено, следовало бы угадать расстояние а1 до N; период N тогда вычислялся бы по формуле 84 ( a1 /a) 3 /2 лет, и мы смогли бы предсказать положение N в 1846 г. В то время очевидной догадкой было (по эмпирическому закону Боде) a1 /a = 2; но, к несчастью, N является первым исключением из этого закона, так как истинное значение a1 /a = 1,58. Адаме и Леверрье действительно начали со значения 2 (Адаме во втором туре вычислений спустился до 1,942). С нашей точки зрения * слишком большое a1 ведет к непропорционально более плохим результатам, чем слишком малое а1, и поэтому разумно в качестве первой попытки взять 1,8. Это дает для 1846 г. результат с ошибкой в 10°, а при поисках обычно практикуются такие отклонения телескопа.

* ( Вычисления, основанные на теории возмущений, должны исходить из предположительного значения a1; мы же а1 выбираем Ё в конце.)

В более близкое к нам время небольшие ненормальности в поведении N и U были исследованы с точки зрения возможности существования транснептуновой планеты (ненормальности, относящиеся к U, оказались более податливыми), и в 1930 г. вблизи предсказанного места была открыта планета Плутон. Но это было чистейшей случайностью: Плутон имеет массу, вероятно, не большую, чем 1 /10 массы Земли, так что его влияние на N и U безнадежно покрывается ошибками наблюдений.

* ( «Wen Gott betrugt, ist wohl betrogen».)

** ( Этот подвох делает «очевидный» подход, использующий хорошо известное разложение

Начнем с двух хорошо известных формул. Первую мы заимствуем из аналитической геометрии: полярное уравнение эллиптической орбиты имеет вид

Вторую мы заимствуем из динамики: 2-й закон Кеплера записывается в виде

Применяя точки для обозначения дифференцирования по t, будем иметь

Первым приближением (с е = 0) является θ = nt + ε. Применяя (6) с индексами 1 и 2, будем оперировать с Δ, помня, что мы можем брать первое приближение для любого множителя при m.

Первое слагаемое равно Δn + O(еm). Второе равно

а интегрируя, получаем

* ( Мы рассматривали Δn и Δα как независимые величины (последняя вообще не входит в окончательную формулу для Δθ; это означает, что мы допускаем разные массы для двух «солнц». Это обстоятельство играет роль в некоторых более тонких рассмотрениях, на которых я здесь не останавливаюсь.)

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.

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.

Читайте также:  Как варить рыбный бульон чтобы он был прозрачным

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

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.

Погода и климат

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.

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:

Источник

Имя, Названия, Аббревиатуры, Сокращения
Добавить комментарий