Нептун


Самая удаленная от центра планета Солнечной системы, названная Нептуном в честь древнеримского бога морей, была открыта 23 сентября 1846 года.


Масса Нептуна в 17 раз превышает массу Земли, но в 19 раз меньше массы Юпитера. Как и все остальные планеты-гиганты, расположенные за поясом астероидов, Нептун не имеет твердой поверхности, поскольку состоит из газов, которые уплотняются по мере увеличения давления ближе к центру планеты.


На Нептуне дуют самые сильные среди планет Солнечной системы ветры. «Вояджер-2», обнаруживший на нем в 1989 году гигантский шторм, названный Большим Темным Пятном (по аналогии с Большим Красным Пятном на Юпитере), зафиксировал сверхзвуковую скорость перемещения воздушных масс, достигающую 2400 км/ч (670 м/с). Такие невообразимые скорости можно объяснить колоссальным перепадом температур в атмосфере Нептуна – в верхних ее слоях температура составляет около ‒220°С, а ближе к центру, по различным оценкам, может доходить до +7000–7100°С, что сопоставимо с температурой на поверхности Солнца. В отличие от Большого Красного Пятна на Юпитере, наблюдаемого уже в течение трех столетий, Большое Темное Пятно на Нептуне полностью исчезло – в ноябре 1994 года орбитальный телескоп «Хаббл» не смог обнаружить его.


Как и на Земле, на Нептуне по мере изменения положения полюсов планеты относительно Солнца происходит смена времен года. При этом каждый из четырех сезонов длится по 40 земных лет.


Нептун имеет незначительно развитую систему колец, состоящих из ледяных частиц, покрытых силикатной пылью, придающей кольцам красноватый оттенок. Судя по результатам наблюдений, структура колец непостоянна, их форма со временем меняется. Кроме того, при наблюдении колец Нептуна в них были обнаружены своеобразные уплотнения – дуги или арки, природа которых еще не объяснена учеными: согласно законам механики, такие уплотнения должны были бы за достаточно короткое время распределиться в однородное кольцо. Возможно, собираться в такие скопления вещество колец заставляет притяжение расположенного поблизости еще не открытого спутника планеты.


Строение Нептуна



Атмосфера Нептуна, толщина которой составляет 10–20 % от диаметра планеты, по составу близка к атмосфере Урана. Водород в ней составляет около 80 %, а гелий – около 19 %. Наличие в атмосфере метана придает планете характерный синий цвет. В отличие от Урана с его более зеленоватым оттенком при том же содержании метана, Нептун имеет ярко выраженный лазурный цвет. Предполагается, что на окраску атмосферы помимо метана влияет еще один, пока неизвестный, компонент.


В нижних слоях атмосферы обнаружено высокое содержание метана, аммиака и воды. Как и на Уране, в слоях атмосферы с достаточным давлением формируются облака из аммиака, сероводорода, сульфида аммония и воды.


По мере роста давления с увеличением глубины атмосферные газы уплотняются в перегретую жидкую мантию, которую в соответствии с общепринятой терминологией называют ледяной. Из-за наличия такой мантии, называемой иногда «океаном водного аммиака», Нептун, как и Уран, выделяют в отдельную категорию ледяных гигантов.


Предполагается, что на глубине около 7000 километров давление становится настолько большим, что из метана начинают образовываться алмазные кристаллы, которые затем оседают на ядро планеты, образуя целый слой «алмазной жидкости».


Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов. Давление в центре планеты достигает 7 мегабар, что в 7 миллионов раз больше, чем на поверхности Земли.


Несмотря на то, что Нептун находится в 1,5 раза дальше от Солнца, чем Уран, он не только не холоднее соседа, но и отдает значительное количество тепла в космическое пространство, что Урану не свойственно. Учитывая, что обе планеты схожи по строению и составу, этот феномен очень интересует ученых, но пока не может быть объяснен ‒ недостаточно данных.


Сравнение размеров Земли и Нептуна



Нептун нельзя увидеть на ночном небе невооруженным глазом. Галилеевы спутники Юпитера и самые крупные объекты пояса астероидов гораздо ярче и, следовательно, заметнее этой планеты.


Нептун является первой планетой, обнаруженной благодаря математическим расчетам. Английский астроном Томас Хасси в ходе наблюдений обнаружил непредвиденные изменения в орбите Урана и выдвинул предположение, что их причиной может быть внешняя планета. В 1843 году британский математик и астроном Джон Кауч Адамс вычислил ее орбиту и даже отправил результаты своих расчетов королевскому астроному сэру Джорджу Эйри, который в ответном письме попросил разъяснений. По неизвестным причинам Адамс не стал продолжать переписку и в дальнейшем не возвращался к этому вопросу. Примерно в то же время француз Урбен Леверье независимо от Адамса произвел собственные математические расчеты, в результате которых вычислил орбиту гипотетической восьмой планеты, но это не сподвигло астрономов из Парижа на ее поиски. Позже Джордж Эйри сравнил результаты Леверье с полученными ранее расчетами Адамса и убедил директора Кембриджской обсерватории начать поиски, которые продолжались в течение августа и сентября 1846 года, но не увенчались успехом. Одновременно с этим Леверье удалось убедить заняться поисками планеты астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готтфрида Галле. Студент этой обсерватории Генрих д’Арре предложил Галле сравнить недавно нарисованную карту неба на предсказанном Леверье участке с видом неба на текущий момент, чтобы заметить передвижение планеты относительно неподвижных звезд. Планета была обнаружена в первую же ночь наблюдений – 23 сентября 1846 года ‒ в пределах 1° от координат, предсказанных Леверье, и примерно в 12° от координат, вычисленных Адамсом. Последовавший за открытием планеты спор между англичанами и французами за право считать открытие Нептуна своим завершился решением объявить Леверье и Адамса сооткрывателями. Лишь в 1998 году случайно были обнаружены документы из Гринвичской обсерватории, на основании которых право на открытие Нептуна Адамсом было признано незаслуженным.


Споры вокруг открытия «внешней от Урана планеты» некоторое время мешали определиться с названием. Галле предлагал назвать ее «Янусом», англичане настаивали на варианте «Океан». Леверье без излишней скромности попытался назвать планету в свою честь и даже был поддержан директором Парижской обсерватории, но эта инициатива не нашла одобрения за пределами Франции. Тогда Леверье предложил другое название – «Нептун», в честь древнеримского бога морей, соответствующего греческому Посейдону. Именно этому названию отдал предпочтение директор Пулковской обсерватории Императорской академии наук Василий Струве, о чем и сообщил на съезде академии в Петербурге в декабре 1846 года. Со временем наименование «Нептун» стало общепринятым и за пределами Российской империи.


Исследования Нептуна затруднены его значительной удаленностью. Большая часть данных об этой планете получена во время пролета космического аппарата «Вояджер-2» в 3000 километров над северным полюсом Нептуна в августе 1989 года. С появлением орбитального телескопа «Хаббл» и мощных наземных телескопов стало возможным постоянное наблюдение Нептуна, в том числе и возникающих в глубине его атмосферы штормов, порожденных теплом от сжимающегося ядра планеты.


12 июля 2011 года исполнился ровно один нептунианский год (164,79 земных лет) с момента открытия Нептуна 23 сентября 1846 года ‒ за это время планета совершила один полный оборот вокруг Солнца.


Эта статья из крутого проекта «Умный плакат «Солнечная система»! Хочешь узнать о нем подробнее? Тогда жми сюда!