Какая температура на нептуне днем и ночью. Планета Нептун. Характеристики, внутреннее строение Нептуна. Атмосфера и климат. Большое темное пятно и шторм на Нептуне. Наблюдение за Нептуном

Дата написания: 02.05.2024

Время на чтение: 27 минут

Ни для кого не будет секретом то, что Земля является единственной обитаемой планетой в нашей Солнечной системе. Все планеты, кроме Земли, отличает отсутствие пригодной для дыхания атмосферы, а многие из них еще и слишком жаркие или наоборот - замерзшие миры.

Планеты нашей Солнечной системы с соблюдением масштабных размеров, в нижней левой части картинки - орбиты планет / изображение NASA

«Обитаемая зона» существует в каждой звездной системе имеющей планеты, она представляет собой некоторую условную область, при нахождении в которой на планетах возможно существование воды в жидкой фазе. В связи с чем на таких планетах или их спутниках, возникают условия подходящие для появления жизни, похожей на земную.

Итак, горячие и холодные миры в нашей Солнечной системе! Что же именно мы знаем про температуры их поверхностей и что влияет собственно на эти температуры?

Фотография Меркурия полученная с американской автоматической межпланетной станции Мессенджер / фото NASA

Из восьми планет Солнечной системы Меркурий находится ближе всех к Солнцу, таким образом можно было бы ожидать, что он будет самым «горячим» в нашем списке. Однако, так как он не имеет атмосферы и вращается вокруг своей оси очень медленно, температура на его поверхности колеблется в довольно широких диапазонах.

Медленное вращение вокруг оси приводит к тому, что сторона Меркурия обращенная к Солнцу разогревается до 427 °C. Между тем, на противоположной стороне, температуры падают до -173 °C, таким образом, средняя температура Меркурия будет 67 °C.

Венера невероятно жаркий и враждебный мир, из-за сочетания его плотной атмосферой и близости к Солнцу / изображение NASA / JPL

Венера - вторая по близости планета к Солнцу, также может похвастаться высокой температурой на поверхности, до 470 °C. Такая температура на поверхности Венеры обусловлена парниковым эффектом, медленным вращением вокруг оси, а также близостью к Солнцу. Из-за плотной атмосферы суточные колебания температуры незначительны, несмотря на нахождение на самой границе зоны обитаемости, жизнь на Венере в нашем понимании невозможна.

Парниковые газы и плотность атмосферы Венеры создали сильнейший парниковый эффект, значительная часть солнечного тепла удерживается атмосферой планеты, а поверхность представляет собой бесплодный и расплавленный ландшафт. На поверхности Венеры находятся тысячи древних вулканов извергавших лаву в прошлом, сотни кратеров, кора планеты - очень тонкая, она ослаблена высокими температурами и мало препятствует извержениям лавы наружу. Крайне негостеприимное место по любым меркам!

Земля - третья планета от Солнца, она до сих пор является единственной известной нам обитаемой планетой. Средняя температура Земной поверхности составляет 7,2 °С и она изменяется в зависимости от ряда факторов. Существенное влияние на температуры северного и южного полушарий планеты оказывает наклон оси, это означает, что в определенные времена года одно из полушарий получает больше света от Солнца, а другое полушарие наоборот - меньше.

Но несмотря на все это, на Земле также есть экстремальные места, например, в Антарктиде была зафиксирована рекордно низкая температура -91,2 °C, а в Долине Смерти, расположенной в районе пустыни Мохаве, США, была достигнута положительная температура в 56,7 °C.

Тонкая атмосфера Марса, видимая на горизонте, слишком слаба для сохранения тепла на планете / изображение NASA

Средняя температура на поверхности Марса -55 °С, но температурные колебания на Красной планете также имеют место. На экваторе температуры достигают значений 20 °C, в то время как на полюсах столбики термометра опускаются до -153 °C. Но в среднем на Марсе гораздо холоднее, чем на Земле, это связано с его тонкой атмосферой, которая не может удерживать тепло получаемое от Солнца, а также с тем, что он находится на внешнем краю обитаемой зоны.

Юпитер - газовый гигант и самая большая планета Солнечной системы / фото NASA/JPL/University

Юпитер - газовый гигант и самая большая планета Солнечной системы. Он не имеет поверхности и поэтому мы не можем измерить её температуру, однако измерения проведенные в верхней части атмосферы Юпитера показали температуру приблизительно -145 °C, с приближением к центру планеты мы видим повышение температуры из-за атмосферного давления.

В точке, где атмосферное давление Юпитера в десять раз больше, чем на Земле, температура достигает 21 °С, которую мы считаем комфортной, а в ядре планеты температура достигает до 35 700 °C - горячее, чем на поверхности Солнца.

Сатурн и его кольца, фото передано космическим аппаратом Кассини / NASA / JPL / Space Science Institute / Gordan Ugarkovic

Сатурн -вторая по размерам планета после Юпитера, холодный газовый гигант, со средней температурой -178 °С. Из-за наклона оси Сатурна, южные и северные полушария нагреваются по-разному, в результате чего на планете присутствуют сезонные колебания температуры и мощные ветры. Так же как и у Юпитера температура в верхних слоях атмосферы Сатурна довольно низкая, но ближе к центру планеты температура растет. Как предполагается, в ядре планеты температура достигать 11 700 °С.

Изображение Урана полученное с космического аппарата Вояджер-2 в 1986 году / фото NASA/JPL/Voyager

Уран - в отличие от газовых гигантов Юпитера и Сатурна, которые состоят в основном из водорода и гелия, в недрах Урана, а также похожего на него Нептуна отсутствует металлический водород, зато в больших количествах присутствует лёд, в высокотемпературных модификациях, именно по этому эти две планеты были выделены в отдельный класс - «Ледяные гиганты». Температура Урана при давлении 0.1 бар составляет -224 °C, что делает его самой холодной планетой Солнечной системы, Уран даже холоднее чем Нептун, который находится дальше него от Солнца.

Изображение Нептуна полученное с космического аппарата Вояджер-2 / фото NASA/JPL/Voyager

Температура верхних слоев атмосферы Нептуна опускается -218 °С, планета является вторым самым холодным местом нашей Солнечной системы. Но как и все газовые гиганты, Нептун имеет горячее ядро, температура которого составляет около 7000 ° C. Погода на планете - разрушительная, шторма и ветры достигают сверхзвуковых скоростей, большинство ветров на Нептуне дуют в направлении обратном вращению планеты, на обще схеме ветров видно, что на высоких широтах направление ветров совпадает с вращением планеты, а на низких - противоположно ему.

Подводя итог, можно сказать, что наша Солнечная система кидается из крайности в крайность - от экстремально низких температур, к невыносимо жарким, и в целом есть только несколько мест, которые являются достаточно пригодными для поддержания жизни. И из всех мест Земля - единственная планета максимально подходящая для поддержания постоянной жизни.

Это две планеты почти одинакового размера с похожим химическим составом; они меньше и плотнее Юпитера и Сатурна.
Каждая из этих планет находится в центре миниатюрной системы спутников и колец.
Каждая из этих планет явно пострадала от сильного столкновения с другим космическим телом в очень давние времена.

Атмосферы Урана и Нептуна, как и Юпитера и Сатурна, в основном состоят из водорода и гелия. Но Уран и Нептун астрономы называют ледяными планетами, потому что под их атмосферами находятся массивные тела из каменистых пород и различных льдов. На самом деле вода находится настолько глубоко внутри этих планет и под таким высоким давлением, что вся представляет собой горячую жидкость. Но когда миллиарды лет назад эти планеты образовались в результате слияния мелких тел, попавшая в них вода была полностью замерзшей.

На сегодняшний момент, планеты солнечной системы для исследователей и ученых представляют лишь научный интерес. Но возможно в будущем и экономическая выгода скажет свое слово. Космические объекты, удаленные на тысячи километров, могут стать плацдармами по добыче ценных пород минералов.
Учеными проводились эксперименты над алмазами, а в частности над их поведением в экстремальной среде. В результате эксперимента стало известно о возможности существования, на удаленных планетах Уран и Нептун огромных "алмазных айсбергов" бороздящих алмазные моря.В ходе экспериментов алмазы подвергали воздействию огромных температур, давлению многократно превышающему земное. И главной неожиданностью стало то, что при плавлении алмаз по свойствам схож с обычной водой.Наличие алмазных морей, по мнению ученых, выдают необычные магнитные поля этих планет, имеющие характерный наклон относительно своей оси вращения. А так же то, что на этих планетах находится в огромных количествах углерод, являющийся основным компонентом структуры алмаза.Но утверждать это со стопроцентной уверенностью не стоит, а доказать это возможно лишь отправив к этим планетам научные зонды или симулировав природные условия этих планет в лабораториях.

Уран

Уран — третья по размеру планета Солнечной системы после Юпитера и Сатурна. Уран состоит главным образом из горных пород и льда, но обладает мощной водородной и гелиевой атмосферой. Голубой оттенок придает атмосфере Урана небольшое количество метана, который поглощает в основном красный свет. Это изображение было получено в 1986 году станцией "Вояджер-2" — единственным космическим кораблем когда-либо сближавшимся с Ураном. Уран имеет множество спутников и систему колец. Уран и Нептун очень похожи между собой. Уран немного крупнее, но имеет меньшую массу.
Пожалуй, самая большая загадка Урана - это крайне необычное направление оси его вращения, которая наклонена на 98 градусов, то есть ось вращения Урана лежит почти в плоскости его орбиты. Поэтому движение Урана вокруг Солнца совершенно особенное - он катится вдоль своей орбиты, переворачиваясь с боку на бок, подобно колобку. Такие особенности движения и вращения Урана не согласуются с общей картиной возникновения планет из допланетного облака, все части которого вращались в одном итом же направлении вокруг Солнца. Остается предполагать, что уже сформировавшаяся планета Уран столкнулась с каким-то другим довольно крупным небесным телом, в результате чего ее ось вращения сильно отклонилась от первоначального направления, да так и осталась в этом аномальном положении.

Этот пристальный взгляд, брошенный на наклонный газовый гигант Уран, показал драматические детали атмосферы планеты и системы ее колец. Это замечательное наземное изображение было сделано с использованием камеры близкого инфракрасного диапазона и системы адаптивной оптики телескопа Кек для уменьшения размытия, вызываемого земной атмосферой. Съемка, сделанная в июле 2004 года, показывает нам обе стороны Урана. На обоих снимках высокие (белые) облачные структуры в основном сосредоточены в северном (правом от нас) полушарии. Облака промежуточной высоты показаны зеленым цветом, а низкие - синим. На фоне этой сине-голубой искусственной раскраски красные оттенки четко выделяют слабые кольца. Из-за очень большого наклона оси вращения сезонные изменения на Уране очень сильные. Осень в южном полушарии Урана наступила в 2007 году.

Как и на других планетах-гигантах, в атмосфере Урана наблюдаются признаки сильных ветров, дующих параллельно экватору планеты. В основном это ветры, несущиеся с запада на восток с ураганными скоростями от 140 до 580 км/ч. А вот вдоль экватора ветры дуют в обратном направлении, но тоже очень сильные - 350 км/ч.
Под газовой оболочкой должен располагаться океан из воды, аммиака и метана с температурой поверхности 2200 градусов С. Атмосферное давление на уровне океана - 200 тыс. земных атмосфер. В отличие от Сатурна и Юпитера на Уране нет металлического водорода, и аммиачно-метаново-водная оболочка толщиной 10 тыс. километров переходит в центральное каменно-железное ядро из твердых пород. Температура там достигает 7000 С, а давление - 6 млн атмосфер.
Судить о внутреннем строении Урана возможно лишь по косвенным признакам. Масса планеты была определена с помощью расчетов, основанных на астрономических наблюдениях за гравитационным воздействием, которое оказывает Уран на свои спутники. Хотя по объему Уран в 60 раз больше нашей Земли, масса его лишь в 14,5 раз превышает земную. Это из-за того, что средняя плотность Урана 1,27 г/см 3 , то есть чуть больше чем у воды. Такие низкие плотности типичны для всех четырех планет - гигантов, состоящих преимущественно из легких химических элементов. Считается, что в самом центре Урана расположено каменное ядро, сложенное главным образом из окислов кремния. Диаметр ядра в 1,5 раза больше всей нашей Земли. Вокруг него - оболочка из смеси водного льда и каменных пород. Еще выше следует глобальный океан жидкого водорода, а затем - очень мощная атмосфера. По другой модели предполагается, что у Урана и вовсе нет каменного ядра. В таком случае Уран должен выглядеть как огромный шар из снеговой "каши", состоящий из смеси жидкости и льда, окутанный газовой оболочкой.

Несмотря на сложность наземных наблюдений таких слабых далеких объектов, как спутники Урана, астрономы прошлого открыли практически все крупные спутники этой гигантской планеты. Главные спутники Урана расположены в следующем порядке (считая от планеты): Миранда (Дж. Койпер - 1948), Ариэль (У. Ласселл - 1851), Умбриэль (У. Ласселл - 1851), Титания (У. Гершель - 1787), Оберон (У. Гершель - 1787).
Титания самый большой спутник в системе Урана. Снимки Титании, сделанные с высоким разрешением, показали, что древних ударных кратеров здесь значительно меньше, чем на Обероне, причем особенно мало крупных кратеров. Так как они, несомненно, когда-то существовали, действовал какой-то процесс, который привел к их разрушению. Вся поверхность спутника изрезана системой рифтов и пересекающихся извилистых долин, очень похожих на русла рек. Наиболее длинные достигают почти 1000 км в длину. Некоторые из них окружены системами светлых отложений на поверхности. Интересные сведения были получены в поляриметрическом эксперименте: поверхность покрыта слоем пористого материала. Скорее всего, это водяной иней, конденсировавшийся на поверхности после излияний воды в трещинах (вспомним спутник Юпитера Европу).

Миранда - это странный мир, у которого наверняка было бурное прошлое. Самый близкий к Урану из его больших спутников, Миранда имеет диаметр около 300 миль и была открыта в 1948 году американским исследователем планет Жераром Койпером. Весьма подробно исследованный космическим аппаратом Вояджер 2 в 1986 г., этот далекий темный мир оказался достаточно необычным. На Миранде были обнаружены уникальные, непонятные особенности рельефа, позволяющие предположить, что она подвергалась разломам по крайней мере 5 раз за время эволюции. Наряду со знаменитым "шевроном" - яркой областью, имеющей форму буквы V прямо под центром этого монтажа из изображений Миранды с наивысшим разрешением, на нем можно увидеть беспорядочное наложение хребтов и долин, старые, покрытые кратерами, и гладкие молодые поверхности, темные каньоны глубиной до 12 миль. Большой кратер (ниже центра) - Алонсо, имеющий диаметр 15 миль.

С 1919 года Международный астрономический союз решил установить общепринятую номенклатуру обозначений планет, спутников и особенных структур на их поверхности. Для далекой системы спутников Урана были выбраны имена героев шекспировских пьес. Так, один из далеких и второй по величине спутник Урана был назван в честь Оберона, царя из комедии "Сон в летнюю ночь". А впечатляющий и воистину королевских размеров кратер на его поверхности был назван в честь Гамлета (справа от центра картинки). На сегодняшней картинке Вы видите поверхность Оберона,как его увидел космический аппарат Вояджер-2 .

Как на поверхности Ариэля образовались ущелья?Была развита теория, в которой из-за нагрева, вызванного приливным влиянием Урана, происходили "землетрясения" и значительные смещения частей поверхности спутника. Теперь на замерзшем Ариэле видна густая сеть желобов, многие из которых внутри покрыты неизвестным веществом. Ариэль - второй по расстоянию от Урана спутник после Миранды. Он состоит наполовину из водяного льда и наполовину из камня. Ариэль был открыт Вилльямом Ласселом в 1851 году.

10.

В конце сентября 2010 года две планеты Солнечной системы находились на земном небе ровно напротив Солнца — Юпитер и Уран. Следовательно, обе планеты были в самых близких к Земле точках своих орбит. Юпитер находился всего в 33 световых минутах от нас, а свет от Урана летел к нам 2.65 часа. Обе планеты были отлично видны в небольшие телескопы. Сегодняшняя тщательно спланированная композиция — результат сложения нескольких фотографий с различной выдержкой, полученных 27 сентября. На картинке отлично видны оба газовых гиганта, замеченные в таком особенном пространственном расположении, а также можно найти и самые яркие спутники. Слабый зелёный диск далёкого Урана находится в левом верхнем углу фотографии. Слева от диска можно заметить два из пяти имеющих названия самых больших спутников планеты. В правой части изображения царит величественный газовый гигант Юпитер. Четыре его галилеевых спутника выстроились в ряд. Самый далёкий — это Каллисто. Он находится слева. Там же, у самого диска планеты расположились Европа и Ио. А Ганимед в одиночестве занял место справа от Юпитера.
Как ни печально, но, по всей видимости, в обозримом будущем об Уране и его спутниках вряд ли станет известно что-либо новое. Скарее всего, обнаружится еще несколько спутников - маленьких и сильно удаленных от планеты. А вот на новый полет к Урану в ближайшую пару столетий надеяться вряд ли приходится - разве что произойдет какое-то чудо в технике космических полетов, которое позволит летательным аппаратам перемещаться гораздо быстрее, чем сейчас. Дело в том, что лишь в середине ХХII века вновь сложится то благоприятное расположение планет, при котором станция, запущенная с Земли к Урану, сможет получить по пути «гравитационную поддержку» от Юпитера и Сатурна. Только тогда, наверное, и состоится третье - после тех, что были сделаны в XVIII и ХХ веках астрономом Гершелем и космическим роботом «Вояджером» - открытие самой таинственной из планет Солнечной системы.

Нептун

11.

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 12 спутников, известные ныне, были неизвестны до XX века.Эта картинка была получена космическим аппаратом Вояджер 2 в 1989 году. Нептун был самой удаленной от Солнца планетой до 1999 года, когда движущийся по эллипсу Плутон получил обратно этот статус. Нептун, подобно Урану, состоит преимущественно из воды, метана и аммиака, окружен толстой газовой атмосферой, состоящей в основном из водорода и гелия, и имеет множество спутников и колец. Спутник Нептуна Тритон не похож на другие и имеет на своей поверхности активные вулканы. Загадка необычной орбиты Тритона вокруг Нептуна остается предметом дискуссий и догадок.
О внутренней структуре Нептуна известно не так уж много, ведь судить о ней можно только на основе косвенных данных, поскольку сейсмического зондирования этой планеты не проводилось. Диаметр Нептуна - 49 600 км - почти в 4 раза больше, чем у 3емли, а его объем превышает земной в 58 раз. Но вот по массе Нептун лишь в 17 раз больше земмли. Из этих данных определено, что средняя плотность Нептyна составляет около трети земной, то есть примерно в полтора раза больше, чем у воды. Низкие плотности характерны для всех четырех планет-гигантов - Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Причем первые два - наименее плотные, они состоят преимущественно из газов, а более плотные «близнецы» Уран и Нептун - в основном изо льдов. По расчетам, в центре Нептуна должно находиться каменное или железокаменное ядро диаметром в 1,5-2 раза больше нашей 3емли. Основную часть Нептуна составляет расположенный вокруг этого плотного ядра слой толщиной около 8 000 км, состоящий главным образом из водных, аммиачных и метановых льдов, к которым, возможно, примешан и каменный материал. По расчетам, температура в этом слое должна с глубиной увеличиваться от +2 500 до +5 500°С. Однако лед при этом не испаряется, поскольку он находится в недрах Нептуна, где давление в несколько миллионов раз выше, чем атмосферное давление на Земле. Такие чудовищные «объятия» прижимают молекулы друг к другy, удерживая их от разлетания в стороны и испарения. Вероятно, вещество там находится в ионном состоянии, когда атомы и молекулы «раздавлены» на отдельные заряженные частицы - ионы и электроны. Конечно, трудно вообразить себе подобный «лед», поэтому иногда этот слой Нептуна называют «ионным океаном», хотя представить его в виде обычной жидкости также весьма затруднительно. Затем следует третий слой - внешняя газовая оболочка толщиной около 5 000 км. Эта атмосфера, состоящая из водорода и гелия, переходит в ледяной слой постепенно, без резко выраженной границы, по мере того, как плотность вещества увеличивается под давлением вышележащих слоев. В глубоких частях атмосферы газы преобразуются в кристаллы, своего рода иней. Этих кристаллов в более глубоких слоях становится все больше, и они начинают напоминать пропитанную водой снеговую кашу, а еще глубже - полностью преобразуются в лед, находящийся под действием огромного давления. Переходный слой от газовой до ледяной оболочки довольно широкий - около 3 000 км. В общей массе Нептуна на газы приходится 5%, на льды 75%, а на каменный материал 20%.

12.

За два часа до ближайшего сближения с Нептуном в 1989 году автоматический космический аппарат Вояджер 2 получил это изображение. На нем были впервые обнаружены длинные светлые облака, похожие на перистые, плавающие высоко в атмосфере Нептуна. Можно даже увидеть тени от этих облаков на более низких облачных слоях. Атмосфера Нептуна в основном состоит из невидимых водорода и гелия. Своим синим цветом Нептун обязан небольшому количеству метана в атмосфере, который поглощает в основном красный свет. На Нептуне дуют самые быстрые ветры в солнечной системе, их порывы достигают скорости 2000 километров в час. Существуют предположения, что в плотной, горячей среде под облаками Урана и Нептуна могут образовываться алмазы.

13.

10 октября 1846 года Уильям Лассел наблюдал свежеоткрытую планету Нептун. Он хотел подтвердить наблюдения, которые он проводил на предыдущей неделе, и догадки о том, что вокруг Нептуна возможно существует кольцо. Однако теперь он открыл спутник у этой планеты. Лассел вскоре показал, что кольцо, которое он увидел ранее, было ошибкой, связанной с дисторсией его телескопа. Спутник же Тритон остался. Вояджер 2 запечатлел удивительные рельефные особенности, засвидетельствовал наличие тонкой атмосферы, а также существование на Тритоне ледяных вулканов. Тритон движется вокруг Нептуна в обратном направлении по сравнению с остальными крупными телами Солнечной системы по сильно наклоненной к плоскости эклиптики орбите. Любопытно, что Вояджер 2 подтвердил существование замкнутых колец вокруг Нептуна. Однако Лассел все равно не смог бы их обнаружить, так как кольца очень-очень тонкие.
Главным сюрпризом Тритона оказалась его современная геологическая активность, которую до полета «Вояджера» никто и не предполагал. На снимках обнаружены газовые гейзеры - темные столбы азота, идущие строго вертикально до высоты 8 км, где они начинают стелиться параллельно поверхности Тритона и вытягиваться в «хвосты» длиной до 150 км. Обнаружено десять действующих гейзеров. Все они «дымят» в южной полярной области, над которой Солнце в этот период находилось в зените. Причиной активности газовых гейзеров считают нагрев Солнцем, приводящий к плавлению азотного льда на некоторой глубине, где имеются также водный лед и метановые соединения темного цвета. Давление газовой смеси, возникающее в глубинном слое при его нагреве всего на 4°С, хотя и небольшое, но вполне достаточное, чтобы выбросить газовый фонтан высоко в разреженную атмосферу Тритона.
Тритон, Ио и Венера - единственные тела в Солнечной системе помимо Земли, которые, как известно, проявляют вулканическую активность в настоящее время. Также интересно обратить внимание, что вулканические процессы, происходящие во внешней Солнечной системе, различны. Извержения на Земле и Венере (и на Марсе в прошлом) состоят из горного материала и управляются внутренней теплотой планет. Извержения на Ио состоят из серы или составов серы и управляются приливными взаимодействиями с Юпитером. Извержения Тритона состоят из летучих веществ, таких как азот или метан, и управляются сезонным нагревом от Солнца.
14.

Мягко скользя по далеким просторам Солнечной системы, Вояджер 2 сфотографировал Нептун и Тритон, обоих в фазе полумесяца в 1989 году. Эта фотография газовой планеты-гиганта и его укрытого облаками спутника была сделана после того, как корабль прошел точку максимального сближения с Нептуном. Как вы понимаете, такое изображение невозможно получить наземному наблюдателю: на Нептун невозможно посмотреть "сбоку" с Земли, поскольку мы находимся намного ближе к Солнцу. Необычная точка зрения Вояджера лишила Нептун его привычного голубого оттенка, обусловленного прямым рассеянием солнечного света. Зато видно покраснение к краю, вызванное теми же причинами, что и красный цвет заходящего Солнца на Земле. Нептун чуть меньше и чуть массивнее Урана. Нептун обладает несколькими темными кольцами. Кроме того, известно, что эта планета излучает больше света, чем получает от Солнца.

15.

Протей - второй по величине спутник Нептуна, следующий за таинственным Тритоном. Протей был открыт только в 1982 году космическим аппаратом Вояджер-2. Это достаточно странно, т.к. Нептун имеет меньший спутник - Нереиду - который был открыт 33 годами раньше. Причина, почему Протей не был открыт ранее, заключается в том, что его поверхность очень темная, а его орбита расположена ближе к Нептуну. Второй по массе спутник Нептуна составляет лишь четверть процента от массы Тритона.По форме Протей похож на коробку с нечетным количеством сторон. Если бы он был немного массивнее, его собственная гравитация придала бы ему сферическую форму.

16.

Спутник Нептуна Деспина очень маленький — его диаметр равен только 148 км. Крошечная Деспина была открыта в 1989 году на снимках, которые сделали камеры корабля Вояджер-2 . Изучая снимки Вояджера-2 20 лет спустя, любитель обработки изображений (и профессор философии) Тед Стрик заметил то, на что ранее ученые не обратили внимание. На изображениях видна тень Деспины на верхних голубых облаках Нептуна, когда она проходила по диску планеты. На сегодняшней картинке Вы видите изображение, составленное из четырех архивных снимков, сделанных 24 августа 1989 года и разделенных промежутком в девять минут. Что разглядеть Деспину на изображении, ее поверхность сделали искусственно более яркой. Деспина в древнегреческой мифологии является дочерью бога морей Посейдона. Напомним, что Нептун — бог морей в древнеримской мифологии.

17.

В 1960-х годах весна пришла в южное полушарие Нептуна. Поскольку Нептун делает полный оборот вокруг Солнца за 165 земных лет, каждое время года там длится более сорока лет. Астрономы обнаружили, что за последние годы Нептун стал ярче. Снимки космического телескопа им.Хаббла, сделанные в 1996 году, показывают, что по сравнению с 2002 годом Нептун выглядел значительно темнее. Освещение в южном полушарии увеличилось за счет отражения света от белых облачных полос. Экватор Нептуна наклонен к плоскости его орбиты на 29 градусов. Этот наклон похож на земной, который составляет 23.5 градуса. Поэтому на Нептуне вполне могут быть сезонные изменения погоды, аналогичные земным, несмотря на то, что интенсивность солнечного света на поверхности удаленного газового гиганта в 900 раз меньше, чем на Земле. Лето пришло в южное полушарие Нептуна в 2005 году.

18.

На Нептуне есть пятна. Поверхность этого самого далекого в солнечной системе газового гиганта имеет почти однородный синий цвет, создаваемый небольшим количеством метана, плавающего в плотной атмосфере из почти бесцветных водорода и гелия. Однако, появляются и темные пятна, которые представляют собой антициклоны: большие системы с повышенным давлением, вращающиеся в верхней части холодных облаков Нептуна. Два темных пятна видны на изображении, полученном автоматическим космическим аппаратом "Вояджер-2" в 1989 г.: вверху слева - Большое темное пятно размером с Землю и Темное пятно 2 около нижнего края. Яркое облако, названное "Скутер", сопровождает Большое темное пятно. Проведенное недавно компьютерное моделирование показало, что "скутеры" - это облака метана, которые часто могут находится около темных пятен. Последующие изображения Нептуна, полученные на Космическом телескопе им. Хаббла в 1994 г. показали, что оба этих темных пятна разрушились и возникли новые пятна.

Еще в 2004 году никаких реальных планов полета к Нептуну не существовало. Считалось, что долететь туда за разумный срок с работоспособными приборами можно лишь при благоприятном расположении планет-гигантов, получая от каждой из них гравитационный импульс, ускоряющий станцию в нужном направлении. Такое расположение планет наступит в середине ХХII века. Ситуация изменилась в 2004 году, когда вплотную приступили к разработке сценариев полета к Нептуну. С основной станции, которая станет искусственным спутником Нептуна, намечено отправить в глубь атмосферы планеты три небольших зонда, чтобы узнать структуру газовой оболочки у полюса, в умеренных широтах и в районе экватора. Еще два посадочных аппарата предлагается десантировать на поверхность крупнейшего спутника - Тритона. Они должны будут дать сведения о так называемой полярной шапке и экваториальной области. Намечено установить сейсмометры для регистрации сотрясений, которые должны происходить при выбросах газа азотными гейзерами. По одному из проектов, для перелета запланировано использовать обычный ракетный двигатель и гравитационную помощь планет-гигантов, затратив на дорогу 12 лет. Проблемой может оказаться торможение при подлете к Нептуну. Потребуется много топлива, но из-за этого придется взять меньше научных приборов. Поэтому предполагается снизить скорость полета, используя для торможения не топливо, а атмосферу Нептуна. Такой метод аэрозахвата позволит, не затратив ни капли топлива, одним маневром в течение получаса перейти с пролетной траектории на орбитy вокруг планеты. Пока еще он не использовался в космических полетах. По второму проекту, предполагается снабдить станцию ионным двигателем и радиоизотопным термогенератором, топливом для которого служит радиоактивный плутоний. Но такой полет будет проходить намного медленнее, он займет около 20 лет. При запуске в 2016 году станция достигнет Нептуна лишь в 2035 году.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ О НЕПТУНЕ

Нептун — это прежде всего гигант из газа и льда.

Нептун - восьмая планета Солнечной системы.

Нептун — самая далёкая от Солнца планета с тех пор, как Плутон разжаловали до звания карликовой планеты.

Ученые не знают, как на холодной ледяной планете вроде Нептуна облака могут двигаться так быстро. Они предполагают, что холодные температуры и поток жидких газов в атмосфере планеты могут снижать трение настолько, что ветры набирают существенную скорость.

Из всех планет в нашей системе Нептун — самая холодная.

Верхние слои атмосферы планеты имеют температуру -223 градуса по Цельсию.

Нептун вырабатывает больше тепла, чем получает его от Солнца.

В атмосфере Нептуна преобладают такие химические элементы, как водород, метан и гелий.

Атмосфера Нептуна плавно переходит в жидкий океан, а тот — в промёрзшую мантию. Поверхности как таковой у этой планеты нет.

Предположительно, Нептун обладает каменным ядром, масса которого примерно равна массе Земли. Ядро Нептуна состоит из силикатного магния и железа.

Магнитное поле Нептуна в 27 раз мощнее земного.

Гравитация Нептуна всего на 17% сильнее таковой на Земле.

Нептун является ледяной планетой, состоящей из аммиака, воды и метана.

Интересен тот факт, что сама планета вращается в противоположную сторону от вращения облаков.

На поверхности планеты в 1989 году было обнаружено Большое темное пятно.

СПУТНИКИ НЕПТУНА

У Нептуна официально зарегистрированное количество 14 спутников. Спутники Нептуна названы в честь греческих богов и героев: Протей, Таласа, Наяда, Галатея, Тритон и другие.

Крупнейшим спутником Нептуна является Тритон.

Тритон движется вокруг Нептуна по ретроградной орбите. Это значит, что его орбита вокруг планеты лежит задом наперед по сравнению с другими лунами Нептуна.

Скорее всего, Нептун когда то захватил Тритон — то есть луна не образовалась на месте, как остальные луны Нептуна. Тритон заперт в синхронном вращении с Нептуном и медленно движется по спирали к планете.

Тритон, примерно через три с половиной миллиарда лет будет разорван его гравитацией, после чего его обломки образуют ещё одно кольцо вокруг планеты. Это кольцо может быть более мощным, чем кольца Сатурна.

Масса Тритона составляет более, чем 99,5 % от суммарной массы всех остальных спутников Нептуна

Тритон, скорее всего, когда-то был карликовой планетой в поясе Койпера.

КОЛЬЦА НЕПТУНА

У Нептуна есть шесть колец, но они гораздо меньше, чем у Сатурна, и увидеть их непросто.

Кольца Нептуна состоят в основном из замёрзшей воды.

Считается, что кольца планеты - остатки когда-то разорванного спутника.

ПОСЕЩЕНИЕ НЕПТУНА

Для того, чтобы корабль достиг Нептуна, ему необходимо проделать путь, который по времени займет примерно 14 лет.

Единственным космическим аппаратом, посетившим Нептун, является .

В 1989 году «Вояджер-2» прошёл на расстоянии в 3000 километров от северного полюса Нептуна. Он облетел небесное тело 1 раз.

Во время своего пролета «Вояджер-2» изучил атмосферу Нептуна, его кольца, магнитосферу и познакомился с Тритоном. «Вояджер-2» также взглянул на «Большое темное пятно» Нептуна, вращающуюся систему штормов, которая исчезла, если верить наблюдениям космического телескопа Хаббла.

Прекрасные фотографии Нептуна, сделанные «Вояджером-2», надолго останутся единственным, что у нас есть

К сожалению, в ближайшие годы никто не планирует снова исследовать планету Нептун.

> > > Температура

Какая температура на Нептуне – самой далекой планете Солнечной системы: исследование, расстояние от Солнца, показатель верхней атмосферы, аномалии температуры.

Солнечная система интересно устроена. Мы располагаем целой планетарной коллекцией, где объекты отличаются по орбите, составу и нагреву. Есть раскаленные тела, но присутствуют и настоящие ледяные миры.

Нептун расположен дальше всех от Солнца и лишен привычного поверхностного слоя. Но при пролете Вояджера нам удалось провести замер показателей температуры планеты Нептун на поверхности (в верхней атмосфере): от -218°C к -200°C.

Среднее расстояние от Солнца до Нептуна составляет 30.11 а.е., но дистанция может сократиться до 29.81 а.е. и возрасти до 30.33 а.е.

Вращение оси происходит за 16 часов, 6 минут и 36 секунд, а орбитальный проход – 164.8 лет. Осевой наклон составляет 28.32°, что напоминает земной показатель, поэтому Нептун проходит сквозь похожие сезонные колебания, но они длятся по 40 лет.

Температура поверхности Нептуна

Из-за состава технически вычислить точный температурный показатель ледяных гигантов не получится. Поэтому ученые концентрируются на замеры на уровне, где давление – 1 бар.

На этом уровне фиксируется нагрев в -201.15°C. В таких условиях метан начинает конденсироваться, а также формируются аммиачные и сероводородные облака. Но температура меняется с углублением в планету. В центре отмечают раскаленность температуры Нептуна в 7000°C, а ветры разгоняются до 2100 км/ч.

Аномалии и вариации в температуре Нептуна

Странно, но на южном полюсе есть точка, где температура на 10 градусов выше. Она появляется, потому что эта сторона повернута к солнечному свету. При орбитальном движении полюса меняются, и точка возникнет уже на северном.

Больше всего вопросов вызывает внутренний нагрев. Нептун отдален от звезды на 50% дальше, чем Уран, но их температуры практически сходятся.

Зависимость изменения температуры атмосферы на Уране и Нептуне с увеличением давления

Чем глубже опустимся, тем выше температурная отметка. Выходит так, что Нептун производит в 2.61 раз больше энергии, чем поглощает от звезды. Планета расположена далеко, но ее нагрева хватает, чтобы создавать наиболее стремительные ветры в системе.

Ранее статус самой холодной планеты охватывал Плутон (-240°C), но теперь Нептун занял его место.

Нептун – восьмая планета Солнечной системы: открытие, описание, орбита, состав, атмосфера, температура, спутники, кольца, исследование, карта поверхности.

Нептун - восьмая от Солнца и самая удаленная планета Солнечной системы. Это газовый гигант и представитель категории солнечных планет внешней системы. Плутон вылетел из планетарного списка, поэтому Нептун замыкает цепочку.

Ее нельзя отыскать без приборов, поэтому нашли относительно недавно. В близком подходе наблюдали всего раз при пролете аппарата Вояджер-2 в 1989 году. Давайте узнаем какая планета Нептун в интересных фактах.

Интересные факты о планете Нептун

О нем не знали древние

Нептун нельзя отыскать без использования инструментов. Впервые его заметили лишь в 1846 году. Позицию вычислили математически. Имя дано в честь морского божества у римлян.

Стремительно вращается на оси

Экваториальные облака выполняют оборот за 18 часов.

Наименьший среди ледяных гигантов

Он меньше Урана, но превосходит по массе. Под тяжелой атмосферой скрываются слои водорода, гелия и метановых газов. Есть вода, аммиак и метановый лед. Внутреннее ядро представлено скалой.

Атмосфера наполнена водородом, гелием и метаном

Метан Нептуна впитывает красный цвет, поэтому планета выглядит синей. Высокие облака постоянно дрейфуют.

Активный климат

Стоит отметить крупные штормы и мощные ветры. Одна из масштабных бурь зафиксирована в 1989 году – Большое темное пятно, длившееся 5 лет.

Есть тонкие кольца

Представлены ледяными частичками, смешанными с пылевыми зернами и углеродосодержащим веществом.

Есть 14 спутников

Самым интересным спутником Нептуна выступает Тритон – морозный мир, выпускающий частички азота и пыли из-под поверхности. Может быть притянутым планетарной гравитацией.

Отправили одну миссию

В 1989 году мимо Нептуна пролетел Вояджер-2, приславший первые крупномасштабные снимки системы. Также за планетой наблюдал телескоп Хаббл.

Размер, масса и орбита планеты Нептун

При радиусе в 24622 км это четвертая по крупности планета, которая вчетверо крупнее нашей. С массой 1.0243 х 10 26 кг обходит нас в 17 раз. Эксцентриситет составляет всего 0.0086, а расстояние от Солнца до Нептуна – 29.81 а.е. в приближенном состоянии и 30.33. а.е. на максимальном.

Полярное сжатие	0,0171
Экваториальный	24 764
Полярный радиус	24 341 ± 30 км
Площадь поверхности	7,6408·10 9 км²
Объём	6,254·10 13 км³
Масса	1,0243·10 26 кг
Средняя плотность	1,638 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе	11,15 м/с²
Вторая космическая скорость	23,5 км/c
Экваториальная скорость вращения	2,68 км/с 9648 км/ч
Период вращения	0,6653 дня 15 ч 57 мин 59 с
Наклон оси	28,32°
Прямое восхождение северного полюса	19 ч 57 м 20 с
Склонение северного полюса	42,950°
Альбедо	0,29 (Бонд) 0,41 (геом.)
Видимая звёздная величина	8,0-7,78 m
Угловой диаметр	2,2"-2,4"

На сидерический оборот уходит 16 часов, 6 минут и 36 секунд, а на орбитальный проход – 164.8 лет. Наклон оси Нептуна – 28.32° и напоминает земной, поэтому планета проходит сквозь похожие сезонные перемены. Но стоит прибавить фактор длительной орбиты, и получим сезон с продолжительностью в 40 лет.

Планетарная орбита Нептуна влияет на пояс Койпера. Из-за гравитации планеты некоторые объекты лишаются стабильности и создают разрывы в поясе. В некоторых пустых участках проходит орбитальный путь. Резонанс с телами – 2:3. То есть, тела завершают 2 орбитальных прохода на каждые 3 у Нептуна.

Ледяной гигант располагает троянскими телами, устроившимися на точках Лагранжа L4 и L5. Некоторые даже поражают своей стабильностью. Скорее всего, они просто создались рядом, а не притянулись гравитационно позже.

Состав и поверхность планеты Нептун

Эту разновидность объектов именуют ледяными гигантами. Присутствует скалистое ядро (металлы и силикаты), мантия, созданная из воды, метанового льда, аммиаков и водородной, гелиевой и метановой атмосферы. Детальное строение Нептуна просматривается на рисунке.

В ядре присутствует никель, железо и силикаты, а по массе в 1.2 раз обходит нашу. Центральное давление возрастает до 7Мбар, что вдвое выше нашего. Обстановка накаляется до 5400 К. На глубине в 7000 км метан трансформируется в алмазные кристаллы, которые опускаются вниз в виде града.

Мантия достигает в 10-15 раз превосходит земную массу и наполнена аммиачной, метановой и водной смесью. Вещество называют ледяным, хотя в реальности это плотная раскаленная жидкость. Атмосферный слой простирается на 10-20% от центра.

В нижних атмосферных слоях можно заметить, как возрастают метановые, водные и аммиачные концентрации.

Спутники планеты Нептун

Лунная семья Нептуна представлена 14-ю спутниками, где все кроме одного обладают именами в честь греческой и римской мифологии. Они разделены на 2 класса: регулярные и нерегулярные. Первые – Наяда, Таласса, Деспина, Галатея, Ларисса, S/2004 N 1 и Протей. Расположены ближе всего к планете и маршируют по круговым орбитам.

Спутники отдалены от планеты на расстояние 48227 км до 117 646 км, и все, кроме S/2004 N 1 и Протея, обходят планету меньше, чем ее орбитальный период (0.6713 дня). По параметрам: 96 x 60 x 52 км и 1.9 × 10 17 кг (Наяда) до 436 x 416 x 402 км и 5.035 × 10 17 кг (Протей).

Все спутники, кроме Протея и Лариссы, вытягиваются по своей форме. Спектральный анализ показывает, что они сформировались из водяного льда с примесью темного материала.

Неправильные следуют по наклонным эксцентричным или ретроградным орбитам и проживают на большой отдаленности. Исключение – Тритон, вращающийся вокруг Нептуна по круговому орбитальному пути.

В списке нерегулярных можно найти Тритон, Нереид, Галимеда, Сао, Лаомедеа, Несо и Псамафа. По размеру и массе они практически устойчивые: от 40 км в диаметре и 1.5 × 10 16 кг в массе (Псамафа) до 62 км и 9 х 10 16 кг (Галимеда).

Отдельно рассматриваются Тритон и Нереид, потому что это крупнейшие нерегулярные луны в системе. Тритон вмещает 99.5% орбитальной массы Нептуна.

Они близко вращаются к планете и обладают необычными эксцентриситетами: у Тритона – практически идеальный круг, а у Нереиды – наиболее эксцентричная.

Самый большой спутник Нептуна – Тритон. Его диаметр охватывает 2700 км, а масса – 2.1 х 10 22 кг. Его размера хватает, чтобы добиться гидростатического баланса. Тритон движется по ретроградному и квазикруговому пути. Его наполняет азот, двуокись углерода, метан и водяные льды. Альбедо – больше 70%, поэтому считается одним из наиболее ярких объектов. Поверхность выглядит красноватой. Удивляет и тем, что обладает своим атмосферным слоем.

Плотность спутника – 2 г/см 3 , а значит 2/3 массы отдано на скальные породы. Также может присутствовать вода в жидком состоянии и подземный океан. На юге расположена крупная полярная шапка, древние кратерные шрамы, каньоны и уступы.

Есть мнение, что Тритон был притянут гравитацией и ранее считался частью пояса Койпера. Приливное притяжение приводит к сближению. Между планетой и спутником может произойти столкновение через 3.6 млрд. лет.

Нереида стоит на третьем месте по величине в лунной семье. Вращается по проградной, но крайне эксцентрической орбите. Спектроскоп нашел льды на поверхности. Возможно, именно хаотическое вращение и вытянутая форма приводят к нерегулярным изменениям видимой величины.

Атмосфера и температура планеты Нептун

На возвышении атмосфера Нептуна состоит из водорода (80%) и гелия (19%) с небольшими метановыми примесями. Синий оттенок появляется из-за того, что метан впитывает красный свет. Атмосфера делится на два главных шара: тропосфера и стратосфера. Между ними есть тропопауза с давлением в 0.1 бар.

Спектральный анализ показывает, что стратосфера туманная из-за скопления смесей, созданных контактом УФ-лучей и метана. В ней заметны монооксид углерода и цианистый водород.

Пока никто не может объяснить, почему термосфера раскалена до 476.85°C. Нептун крайне далеко расположен от звезды, поэтому нужен другой механизм нагрева. Это может быть контакт атмосферы с ионами в магнитном поле или же гравитационные волны самой планеты.

Нептун лишен твердой поверхности, поэтому атмосфера вращается дифференциально. Экваториальная часть совершает обороты с периодом в 18 часов, магнитное поле – 16.1 часов, а полярная зона – 12 часов. Именно поэтому возникают сильные ветры. Три масштабных зафиксировал Вояджер-2 в 1989 году.

Первый шторм простирался на 13000 х 6600 км и смахивал на Большое Красное Пятно Юпитера. В 1994 году телескоп Хаббл попытался отыскать Большое Темное Пятно, но его не было. Зато на территории северного полушария образовалось новое.

Скутер – еще один шторм, представленный светлым облачным покровом. Они находятся южнее Большого Темного Пятна. В 1989 году также заметили и Маленькое Темное Пятно. Сначала оно казалось полностью темным, но когда аппарат приблизился, то удалось зафиксировать яркое ядро.

Кольца планеты Нептун

Планета Нептун располагает 5-ю кольцами, наименованных в честь ученых: Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс. Представлены пылью (20%) и небольшими осколками породы. Их сложно отыскать, потому что лишены яркости и отличаются по величине и плотности.

Иоганн Галле был первым, кто рассмотрел планету в увеличительный прибор. Кольцо идет первым и отдалено на 41000-43000 км от Нептуна. Леверье занимает в ширину всего 113 км.

На отдаленности в 53200-57200 км с шириной в 4000 км находится кольцо Ласселла. Это наиболее широкое кольцо. Ученый нашел Тритон через 17 дней после обнаружения планеты.

На 100 км простирается кольцо Араго, расположенное в 57200 км. Франсуа Араго наставлял Леверье и активно выступал в споре о планете.

Адамс в ширину простирается всего на 35 км. Но это кольцо самое яркое у Нептуна и его легко найти. Обладает пятью дугами, три из которых именуют Свобода, Равенство, Братство. Полагают, что дуги были гравитационно пойманы Галатеей, расположенной внутри кольца. Взгляните на фото колец Нептуна.

Кольца темные и созданы из органических соединений. Вмещают много пыли. Полагают, что это молодые формирования.

История изучения планеты Нептун

Нептун не фиксировали до 19-го века. Хотя, если внимательно рассмотреть зарисовки Галилея с 1612 года, то можно заметить, что точки наводят на расположение ледяного гиганта. Так что раньше планету просто принимали за звезду.

В 1821 году Алексис Бувар выпустил схемы, отображающие орбитальный путь Урана. Но дальнейший обзор показал отклонения от чертежа, поэтому ученый подумал, что рядом есть крупное тело, влияющее на путь.

За детальное изучение орбитального прохода Урана принялся Джон Адамс в 1843 году. Независимо от него в 1845-1846-х гг. трудился Урбе Леверье. Своими знаниями он поделился с Иоганном Галле в Берлинской обсерватории. Последний подтвердил, что рядом есть что-то большое.

Открытие планеты Нептун вызывало много споров относительно первооткрывателя. Но научный мир признал заслуги Леверье и Адамса. Но в 1998 году посчитали, что все же первый сделал больше.

Сначала Леверье предложил наименовать объект в свою честь, что вызвало массу возмущения. Зато второе его предложение (Нептун) стало современным названием. Дело в том, что оно вписывалось в традиции наименования. Ниже представлена карта Нептуна.

Карта поверхности планеты Нептун

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить