Період поводження нептуна. Планета Нептун

Характеристики планети:

• Відстань від Сонця: 4 496,6 млн км
• Діаметр планети: 49 528 км*
• Доба на планеті: 16год 06хв**
• Рік на планеті: 164,8 роки***
• t° на поверхні: °C
• Атмосфера: Складається з водню, гелію та метану
• Супутники: 14

* Діаметр по екватору планети
** період обертання навколо власної осі(у земної доби)
*** період звернення по орбіті навколо Сонця (у земній добі)

Нептун - це останній із чотирьох газових гігантів, що належать сонячній системі. Він знаходиться на восьмому місці за віддаленістю від сонця. Через синій колір планета отримала свою назву на честь давньоримського владики океану - Нептуна. Планета має 14 супутників, відомих на даний момент, та 6 кілець.

Презентація: планета Нептун

Будова планети

Величезна відстань до Нептуна не дозволяє точно встановити його внутрішню структуру. Математичними розрахунками було встановлено, що його діаметр дорівнює 49600 км, він у 4 рази перевищує діаметр Землі, за обсягом у 58 разів, але завдяки низькій щільності (1.6 г/см3) маса всього в 17 разів перевищує земну.

Нептун складається здебільшого з льодів, і належить до групи крижаних гігантів. Згідно з проведеними розрахунками, центр планети є твердим ядром, яке по діаметру в 1.5-2 рази перевищує земне. Основу планети складає шар метанових, водних і аміачних льодів. Температура основи коливається в діапазоні від 2500-5500 градусів за Цельсієм. Незважаючи на таку високу температуру, лід залишається у твердому стані, це відбувається через високого тискуу надрах планети, воно в мільйони разів перевищує земне. Молекули настільки щільно притиснуті один до одного, що перебувають у роздавленому стані та розбиті на іони та електрони.

Атмосфера планети

Атмосфера Нептуна – зовнішня газова оболонка планети, товщина її приблизно дорівнює 5000 кілометрів, основний її склад – водень та гелій. Чітко вираженої межі між атмосферою та крижаним шаром немає, щільність поступово підвищується під масою верхніх шарів. Ближче до поверхні гази під тиском перетворюються на кристали, яких стає дедалі більше, а потім ці кристали повністю перетворюються на крижану кору. Глибина перехідного шару приблизно дорівнює 3000 км.

Супутники планети Нептун

Перший супутник Нептуна був відкритий в 1846 Вільямом Ласселом практично одночасно з планетою і отримав ім'я Тритон. У майбутньому космічний апарат "Вояджер-2" добре вивчив цей супутник, отримавши цікаві зображення на яких виразно простежуються каньйони та ркатери, озера з льоду та аміаку, а також незвичайні вулкани-гейзери. Супутник Тритон відрізняється від інших тим, що ще має зворотний рухза напрямом орбіти. Це наштовхує вчених на припущення, що Трітон раніше не ставився до Нептуна і сформувався поза впливом планети, можливо, в смузі Кейпера, а потім був захоплений гравітацією Нептуна. Інший супутник Нептуна Нереїда було відкрито набагато пізніше 1949 року, а під час космічної місії до апарату "Вояджер-2" виявили відразу кілька малих супутників планети. Цей же апарат відкрив і цілу систему слабо освітлених кілець Нептуна. На даний момент останній з відкритих супутників це Псамафа у 2003 році, а всього у планети 14 відомих супутників.

У метушні днів світ для звичайної людиничасом зменшується до розмірів роботи та будинку. Тим часом, якщо поглянути на небо, можна переконатися, наскільки мізерно це може бути, тому молоді романтики мріють присвятити себе підкоренню космосу і вивченню зірок. Вчені-астрономи ні на секунду не забувають, що, крім Землі з її проблемами та радощами, є безліч інших далеких та загадкових об'єктів. Один із них — планета Нептун, восьма за рівнем віддаленості від Сонця, недоступна для безпосереднього спостереження і тому подвійно приваблива для дослідників.

Як все починалося

Ще в середині XIXстоліття Сонячна система, на думку вчених, містила всього сім планет. Сусіди Землі, найближчі та віддалені, вивчалися з використанням усіх доступних досягнень у галузі техніки та обчислень. Багато характеристик спочатку описувалися теоретично, а потім знаходили практичні докази. З розрахунком орбіти Урана було дещо інакше. Томас Джон Хассі, астроном і священик, виявив невідповідність реальної траєкторії руху планети передбачуваної. Висновок міг бути лише один: існує об'єкт, що впливає на орбіту Урану. По суті це було перше повідомлення про планету Нептун.

Через майже десять років (1843 р.) одночасно двоє дослідників розрахували, якою орбітою може рухатися планета, що змушує газового гіганта потіснитися. Це були англієць Джон Адамс та француз Урбен Жан Жозеф Левер'є. Незалежно одна від одної, але з різною точністю вони визначили шлях руху тіла.

Виявлення та позначення

Нептуна знайшли на нічному небі астрономом Йоганном Готфрідом Галле, до якого прийшов Левер'є зі своїми розрахунками. Французький учений, який згодом розділив з Галле та Адамсом славу першовідкривача, помилився у обчисленнях лише на градус. Офіційно Нептун народився у наукових працях 23 вересня 1846 року.

Спочатку планету пропонувалося назвати ім'ям, але таке позначення не прижилося. Астрономи більше надихнулися порівнянням нового об'єкта з царем морів і океанів, так само чужого земної тверді, як, зважаючи на все, і відкрита планета. Ім'я Нептуна запропонував Левер'є і підтримав В. Я. Струве, який очолював Назва було дано, залишалося тільки зрозуміти, який склад атмосфери Нептуна, чи вона взагалі, що ховається в його надрах і так далі.

У порівнянні із Землею

З моменту відкриття минуло багато часу. Сьогодні про восьму планету Сонячної системи ми знаємо набагато більше. Нептун значно перевищує Землю за розмірами: його діаметр більше майже 4 рази, а маса — 17 раз. Значна віддаленість від Сонця не залишає сумніву, що погода на планеті Нептун також відчутно відрізняється від земної. Тут немає і не може бути життя. Справа навіть не у вітрі чи якихось незвичайних явищах. Атмосфера і поверхня Нептуна є практично однією структурою. Це характерна особливістьвсіх газових гігантів, до яких належить і дана планета.

Уявна поверхня

Планета за густиною значно поступається Землі (1,64 г/см³), завдяки чому ступити на її поверхню непросто. Та й як такої її немає. Рівень поверхні домовилися впізнавати за величиною тиску: податлива і швидше схожа на рідину «твердь» знаходиться в нижчих, де тиск дорівнює одному бару, і, по суті, є її частиною. Будь-яке повідомлення про планету Нептун як про космічний об'єкт конкретного розміру ґрунтується на такому визначенні уявної поверхні гіганта.

Отримані з урахуванням цієї особливості параметри виглядають так:

діаметр у районі екватора становить 49,5 тис. км;

розмір його у площині полюсів – майже 48,7 тис. км.

Співвідношення цих показників робить Нептун формою далеким від кола. Він, подібно до Блакитної планети, дещо сплощений з полюсів.

Склад атмосфери Нептуна

Суміш газів, що огортає планету, за змістом дуже відмінна від земної. Переважну частину становить водень (80%), друга позиція займає гелій. Цей інертний газ робить значний внесок до складу атмосфери Нептуна — 19%. Метан становить менше відсотка, також тут зустрічається аміак, але у незначній кількості.

Як не дивно, один відсоток метану у складі сильно позначається на тому, яка атмосфера у Нептуна і який весь газовий гігант із погляду зовнішнього спостерігача. Це хімічне з'єднанняскладає хмари планети і не відображає світлові хвилі, відповідний червоний колір. У результаті для пролітаючих повз Нептун виявляється пофарбованим у насичений блакитний. Цей колір - одна із загадок планети. Вченим поки що до кінця не відомо, що точно призводить до поглинання червоної частини спектру.

Всім газовим гігантам властива наявність атмосфери. Нептуна у тому числі виділяє саме колір. Завдяки подібним характеристикам його називають крижаною планетою. Завмерлий метан, що своїм існуванням додає вагу порівнянню Нептуна з айсбергом, входить і до складу мантії, що оточує ядро ​​планети.

Внутрішня будова

Серцевина космічного об'єктамістить залізо, нікель, сполуки магнію та кремнію. За своєю масою ядро ​​приблизно дорівнює всій Землі. При цьому, на відміну від інших елементів внутрішньої структури, воно має щільність, що перевищує аналогічний параметр Блакитної планети вдвічі.

Ядро вкрите, як говорилося, мантією. Її склад багато в чому схожий на атмосферний: тут присутні аміак, метан, вода. Маса шару дорівнює п'ятнадцяти земним, при цьому він сильно нагрітий (до 5000 К). Мантія не має чіткої межі, і атмосфера планети Нептун плавно перетікає до неї. Суміш гелію та водню складає верхню частинуу структурі. Плавне перетворення одного елемента на інший розмиті кордониз-поміж них — властивості, характерні всім газових гігантів.

Проблеми дослідження

Висновки про те, яка атмосфера у Нептуна, що характерно для його структури, робляться багато в чому на основі вже отриманих даних про Уран, Юпітер і Сатурн. Відстань планети від Землі значно ускладнює її вивчення.

1989 року поблизу Нептуна пролітав космічний апарат "Вояджер-2". Це була єдина зустріч із земним посланцем. Плідність її, втім, очевидна: більшу частинувідомостей про Нептуну науці надав саме цей корабель. Зокрема, "Вояджер-2" виявив Велику та Малу темні плями. Обидва зачорнені ділянки добре видно на тлі блакитної атмосфери. На сьогоднішній день незрозуміло, якою є природа цих утворень, але передбачається, що це вихрові потоки або циклони. Вони з'являються у верхніх шарах атмосфери і величезної швидкості проносяться навколо планети.

Вічний рух

Багато параметрів спричиняє наявність атмосфери. Нептуна характеризує як незвичайний колір, а й постійний рух, що створюється вітром. Швидкість, з якою хмари облітають планету в районі екватора, перевищує тисячу кілометрів на годину. Рухаються вони у протилежному щодо обертання самого Нептуна навколо осі напрямі. При цьому обертається планета ще швидше: повний поворот займає лише 16 годин та 7 хвилин. Для порівняння: один оберт навколо Сонця займає майже 165 років.

Чергова загадка: швидкість вітру в атмосфері у газових гігантів збільшується при віддаленні від Сонця і досягає піку на Нептуні. Це явище поки не отримало обґрунтування, як і деякі температурні особливості планети.

Розподіл тепла

Погода планети Нептун характеризується поступовим зміною температури залежно від висоти. Той шар атмосфери, де розташовується умовна поверхня, повністю відповідає другій назві ( крижана планета). Температура тут знижується майже до -200 ºC. Якщо переміщатися від поверхні вище, то буде відчутно збільшення тепла до 475º. Вчені досі не знайшли гідного пояснення таких перепадів. Як передбачається, Нептун має внутрішні джерело тепла. Такий обігрівач повинен виробляти вдвічі більше енергії, ніж приходить на планету від Сонця. Тепло від цього джерела в поєднанні з енергією, що долітає сюди від нашої зірки, ймовірно, і є причиною сильних вітрів.

Однак ні сонячне світло, ні внутрішній обігрівач не можуть підвищити температуру на поверхні так, щоб тут була відчутна зміна пір року. І хоча інших умов для цього дотримуються, відрізнити зиму від літа на Нептуні неможливо.

Магнітосфера

Дослідження "Вояджера-2" допомогли вченим дізнатися багато про магнітне поле Нептуна. Воно дуже відмінне від земного: джерело розташовується над ядрі, а мантії, завдяки чому магнітна вісь планети сильно зміщена щодо її центру.

Одна з функцій поля – захист від сонячного вітру. Форма магнітосфери Нептуна сильно витягнута: захисні лінії у тій частині планети, яка освітлена, розташовуються на відстані 600 тис. км від поверхні, а з протилежного боку — більш ніж 2 млн км.

Вояджер зафіксував непостійність напруги поля та розташування магнітних ліній. Такі властивості планети також ще не пояснені до кінця наукою.

Кільця

У наприкінці XIXстоліття, коли вчені вже не шукали відповіді на питання про те, чи є атмосфера на Нептуні, перед ними постало інше завдання. Потрібно було пояснити, чому шляхом восьмої планети зірки починали гаснути для спостерігача дещо раніше, ніж до них наближався Нептун.

Вирішити проблему вдалося лише майже через століття. У 1984 році за допомогою потужного телескопа вдалося розглянути найяскравішу обручку планети, згодом названу ім'ям одного з першовідкривачів Нептуна - Джона Адамса.

Подальші дослідження виявили ще кілька подібних утворень. Саме вони закривали зірки на шляху прямування планети. Сьогодні астрономи вважають Нептуна володарем шести кілець. У них ще одна загадка. Кільце Адамса складається з декількох дужок, що розташовуються на певній відстані один від одного. Причина такого розміщення незрозуміла. Частина дослідників схиляються до думки, що утримує їх у такому становищі сила гравітаційного поля одного із супутників Нептуна – Галатії. Інші наводять вагомий контраргумент: розміри її настільки малі, що навряд чи вона впоралася б із завданням. Можливо, поруч є ще кілька невідомих супутників, які допомагають Галатеї.

Загалом кільця планети — видовище, яке поступається за значним і красою подібним формуванням Сатурна. Не останню роль у дещо тьмяному зовнішньому виглядіграє склад. Кільця в основному містять брили метанового льоду, покритого сполуками кремнію, які добре поглинають світло.

Супутники

Нептун - володар (за останніми даними) 13 супутників. Більшість із них мають невеликі розміри. Визначні параметри тільки у Тритона, який лише трохи поступається в діаметрі Місяцю. Склад атмосфери Нептуна та Тритона різний: супутник має газову оболонкуіз суміші азоту та метану. Ці речовини надають дуже цікавий виглядпланеті: замерзлий азот із включеннями з метанового льоду створює на поверхні в районі Південного полюса справжнє буйство фарб: переливи жовтого поєднуються з білим та рожевим.

Доля красеня Тритона, тим часом, не така райдужна. Вчені пророкують йому зіткнення з Нептуном та поглинання ним. В результаті восьма планета стане володаркою нового кільця, за яскравістю порівнянного з утвореннями Сатурна і навіть випереджає їх. Інші супутники Нептуна значно поступаються Тритону, частина з них навіть не має назви.

Восьма планета Сонячної системи багато в чому відповідає своїй назві, на виборі якої далася взнаки і наявність атмосфери, - Нептун. Її склад сприяє появі характерного блакитного кольору. Нептун мчить крізь незрозумілий нам простір, подібний до бога морів. І аналогічно океанським глибинам та частина космосу, яка починається за Нептуном, зберігає масу таємниць від людини. Вченим майбутнього лише їх відкрити.

Нептун - восьма і найдальша планета Сонячної системи. Нептун також є четвертою за діаметром та третьою за масою планетою. Маса Нептуна в 17,2 рази, а діаметр екватора в 3,9 рази більше за Землю. Планету було названо на честь римського бога морів. Його астрономічний символ Neptune symbol.svg – стилізована версія тризубця Нептуна.

Виявлений 23 вересня 1846 року, Нептун став першою планетою, відкритою завдяки математичним розрахункам, а чи не шляхом регулярних спостережень. Виявлення непередбачених змін в орбіті Урана породило гіпотезу про невідому планету, гравітаційним впливом якої вони і обумовлені. Нептун було знайдено у межах передбаченого становища. Незабаром було відкрито і його супутник Тритон, проте решта 12 супутників, відомих нині, були невідомі до XX століття. Нептун був відвіданий лише одним космічним апаратом, "Вояджером-2", який пролетів поблизу планети 25 серпня 1989 року.

Нептун за складом близький до Урану, і обидві планети відрізняються за складом від великих планет-гігантів - Юпітера і Сатурна. Іноді Уран і Нептун поміщають у окрему категорію"крижаних гігантів". Атмосфера Нептуна, подібно до атмосфери Юпітера і Сатурна, складається в основному з водню і гелію, поряд зі слідами вуглеводнів і, можливо, азоту, проте містить у собі більш високу пропорцію льодів: водного, аміачного, метанового. Ядро Нептуна, як і Урана, складається головним чином з льодів і гірських порід. Сліди метану в зовнішніх шарахатмосфери, зокрема, є причиною синього кольору планети.

В атмосфері Нептуна вирують найсильніші вітри серед планет Сонячної системи, за деякими оцінками, їх швидкості можуть досягати 2100 км/год. Під час прольоту «Вояджера-2» у 1989 році південній півкуліНептуна було виявлено так звану Велику темну пляму, аналогічну до Великої червоної плями на Юпітері. Температура Нептуна у верхніх шарах атмосфери близька -220 °C. У центрі Нептуна температура становить за різними оцінками від 5400 K до 7000-7100 °C, що можна порівняти з температурою поверхні Сонця і порівняно з внутрішньої температурою більшості відомих планет. Нептун має слабку і фрагментовану кільцеву систему, можливо, виявлену ще в 1960-ті роки, але достовірно підтверджену «Вояджером-2» лише 1989 року.

1948 року на честь відкриття планети Нептун було запропоновано назвати новий хімічний елементза номером 93 нептунієм.

12 липня 2011 виповнився рівно один Нептуніанський рік або 164,79 земних років - з моменту відкриття Нептуна 23 вересня 1846 року.

Назва

Якийсь час після відкриття Нептун позначався просто як «зовнішня від Урану планета» або як «планета Левер'є». Першим, хто висунув ідею про офіційне найменування, був Галле, який запропонував назву "Янус". В Англії Чайлз запропонував іншу назву: "Океан".

Стверджуючи, що має право дати найменування відкритої їм планети, Левер'є запропонував назвати її Нептуном, хибно стверджуючи, що таку назву схвалено французьким бюро довгот. У жовтні він намагався назвати планету за своїм ім'ям, «Левер'є», і був підтриманий директором обсерваторії Франсуа Араго, проте ця ініціатива натрапила на суттєвий опір за межами Франції. Французькі альманахи дуже швидко повернули назву Гершель для Урана, на честь її першовідкривача Вільяма Гершеля, та Левер'є для нової планети.

Директор Пулковської обсерваторіїВасиль Струве надав перевагу назві «Нептун». Про причини свого вибору він повідомив на з'їзді Імператорської Академіїнаук у Петербурзі 29 грудня 1846 року. Ця назва отримала підтримку за межами Росії і незабаром стала загальноприйнятим міжнародним найменуванням планети.

У римській міфології Нептун - бог моря і відповідає грецькому Посейдону.

Статус

З моменту відкриття і до 1930 року Нептун залишався найдальшим від Сонця. відомою планетою. Після відкриття Плутона Нептун став передостанньою планетою, крім 1979-1999 років, коли Плутон перебував усередині орбіти Нептуна. Однак дослідження поясу Койпера в 1992 році призвело до того, що багато астрономів почали обговорювати питання про те, чи вважати Плутон планетою або частиною пояса Койпера. У 2006 році Міжнародна астрономічна спілка прийняла нове визначення терміна «планета» і класифікувала Плутон як карликову планету, і таким чином знову зробив Нептун останньою планетою Сонячної системи.

Еволюція уявлень про Нептун

Ще наприкінці 1960-х уявлення про Нептуна дещо відрізнялися від сьогоднішніх. Хоча були відносно точно відомі сидеричний і синодичні періодизвернення навколо Сонця, середня відстань від Сонця, нахил екватора до площини орбіти, були параметри, виміряні менш точно. Зокрема, маса оцінювалася у 17,26 земних замість 17,15; екваторіальний радіус 3,89 замість 3,88 від земних. Зірковий період обертання навколо осі оцінювався о 15 годині 8 хвилин замість 15 годин і 58 хвилин, що є найбільш істотною розбіжністю поточних знаньпро планету зі знаннями на той час.

У деяких моментах різночитання були пізніше. Спочатку до польоту Вояджера-2 передбачалося, що магнітне поле Нептуна має таку ж конфігурацію, як поле Землі або Сатурна. За останніми уявленнями, поле Нептуна має вигляд т.з. "похилого ротатора". Географічні та магнітні «полюси» Нептуна (якщо уявити його поле дипольним еквівалентом) опинилися під кутом один до одного понад 45°. Таким чином, при обертанні планети її магнітне поле описує конус.

Фізичні характеристики

Зіставлення розмірів Землі та Нептуна

Маючи масу 1,0243·1026 кг Нептун є проміжною ланкою між Землею і великими газовими гігантами. Його маса у 17 разів перевищує земну, але становить лише 1/19 від маси Юпітера. Екваторіальний радіус Нептуна дорівнює 24764 км, що майже в 4 рази більше земного. Нептун і Уран часто вважаються підкласом газових гігантів, який називають «крижаними гігантами» через їх менший розмір і більшу концентрацію летких речовин. При пошуку екзопланет Нептун використовується як метонім: виявлені екзопланети зі схожою масою часто називають «Нептунами», а також часто астрономи використовують як метонім Юпітер («Юпітери»).

Орбіта та обертання

За один повний оборотНептуна навколо Сонця наша планета робить 164,79 обороти.

Середня відстань між Нептуном і Сонцем - 4,55 млрд км (близько 30,1 середніх відстаней між Сонцем і Землею, або 30,1 а. е.), і повний оберт навколо Сонця у нього займає 164,79 років. Відстань між Нептуном та Землею становить від 4,3 до 4,6 млрд км. 12 липня 2011 року Нептун завершив свій перший з моменту відкриття планети в 1846 повний оборот. З Землі він буде по-іншому, ніж у день відкриття, внаслідок того, що період звернення Землі навколо Сонця (365,25 днів) не є кратним періоду звернення Нептуна. Еліптична орбіта планети нахилена на 1,77° щодо орбіти Землі. Внаслідок наявності ексцентриситету 0,011 відстань між Нептуном і Сонцем змінюється на 101 млн км - різниця між перигелієм і афелієм, тобто найближчою і найвіддаленішою точками положення планети вздовж орбітального шляху. Осьовий нахил Нептуна - 28,32 °, що схоже на нахил осі Землі та Марса. В результаті цього планета зазнає схожих сезонних змін. Однак через довгий орбітального періодуНептуни сезони тривають протягом сорока років кожен.

Сидеричний період обертання для Нептуна дорівнює 16,11 години. Внаслідок осьового нахилу, подібного до Земного (23°), зміни в сидеричному періоді обертання протягом його довгого року не є значущими. Оскільки Нептун не має твердої поверхні, його атмосфера схильна до диференціального обертання. Широка екваторіальна зонаобертається з періодом приблизно 18 годин, що повільніше, ніж 16,1-годинне обертання магнітного поля планети. На противагу екватору, полярні області обертаються за 12 годин. Серед усіх планет Сонячної системи такий вид обертання найяскравіше виражений саме у Нептуна. Це призводить до сильного широтного зсуву вітрів.

Орбітальні резонанси

Діаграма показує орбітальні резонанси, викликані Нептуном у поясі Койпера: 2:3 резонанс (Плутіно), «класичний пояс», з орбітами, на які Нептун істотно не впливає, і 1:2 резонанс (Тутіно)

Нептун дуже впливає на дуже віддалений від нього пояс Койпера. Пояс Койпера - кільце з крижаних малих планет, подібне до пояса астероїдів між Марсом і Юпітером, але набагато протяжніше. Він розташовується в межах від орбіти Нептуна (30 а. е.) до 55 астрономічних одиницьвід сонця. Гравітаційна силатяжіння Нептуна має найбільш істотний вплив на хмару Койпера (у тому числі в плані формування його структури), порівнянну за часткою впливом сили тяжіння Юпітера на пояс астероїдів. За час існування Сонячної системи деякі області поясу Койпера були дестабілізовані гравітацією Нептуна і у структурі пояса утворилися проміжки. Як приклад можна навести область між 40 і 42 а. е.

Орбіти об'єктів, які можуть утримуватись у цьому поясі протягом досить довгого часу, визначаються т.з. віковими резонансами із Нептуном. Для деяких орбіт цей час можна порівняти з часом існування Сонячної системи. Ці резонанси з'являються, коли період обігу навколо Сонця співвідноситься з періодом звернення Нептуна як невеликі. натуральні числанаприклад, 1:2 або 3:4. Таким чином, об'єкти взаємостабілізують свої орбіти. Якщо, наприклад, об'єкт здійснюватиме оборот навколо Сонця вдвічі повільніше Нептуна, він пройде рівно половину шляху, тоді як Нептун повернеться у своє початкове становище.

Найбільш щільно населена частина пояса Койпера, що включає більше 200 відомих об'єктів, знаходиться в резонансі 2:3 з Нептуном]. Ці об'єкти роблять один оборот кожні 1? обороту Нептуна і відомі як «плутино», тому що серед них знаходиться один із найбільших об'єктів поясу Койпера – Плутон. Хоча орбіти Нептуна та Плутона перетинаються, резонанс 2:3 не дозволить їм зіткнутися. В інших, менш «населених» областях існують резонанси 3:4, 3:5, 4:7 та 2:5. У своїх точках Лагранжа (L4 and L5), зонах гравітаційної стабільності, Нептун утримує безліч астероїдів-троянців, ніби тягне їх за собою по орбіті. Троянці Нептуна перебувають із ним у резонансі 1:1. Троянці дуже стійкі на своїх орбітах і тому гіпотеза їхнього захоплення гравітаційним полем Нептуна малоймовірна. Швидше за все, вони сформувалися разом із ним.

Внутрішня будова

Внутрішня будова Нептуна нагадує внутрішня будоваУран. Атмосфера становить приблизно 10-20% загальної маси планети, і відстань від поверхні до кінця атмосфери становить 10-20% відстані від поверхні до ядра. Поблизу ядра тиск може досягати 10 гПа. Об'ємні концентраціїметану, аміаку та води знайдені у нижніх шарах атмосфери.

Внутрішня будова Нептуна:
1. Верхня атмосфера, верхні хмари
2. Атмосфера, що складається з водню, гелію та метану
3. Мантія, що складається з води, аміаку та метанового льоду.
4. Кам'яно-крижане ядро

Поступово ця темніша і гарячіша область ущільнюється в перегріту рідку мантію, де температури досягають 2000-5000 К. Маса мантії Нептуна перевищує земну в 10-15 разів, різним оцінкамі багата водою, аміаком, метаном та іншими сполуками. За загальноприйнятою в планетології термінології, цю матерію називають крижаною, навіть при тому, що це гаряча дуже щільна рідина. Цю рідину, що має високу електропровідність, іноді називають океаном водного аміаку. На глибині 7000 км. умови такі, що метан розкладається на алмазні кристали, які «падають» на ядро. Згідно з однією з гіпотез, є цілий океан «алмазної рідини». Ядро Нептуна складається із заліза, нікелю та силікатів і, як вважають, має масу в 1,2 рази більше, ніж у Землі. Тиск у центрі досягає 7 мегабарів, тобто приблизно в 7 млн ​​разів більше, ніж на поверхні Землі. Температура у центрі, можливо, сягає 5400 До.

Магнітосфера

І своєю магнітосферою, і магнітним полем, сильно нахиленим на 47° щодо осі обертання планети, і розповсюджується на 0,55 від її радіусу (приблизно 13 500 км), Нептун нагадує Уран. До прибуття до Нептуна "Вояджера-2" вчені вважали, що нахилена магнітосфера Урана була результатом його "бічного обертання". Однак тепер, після порівняння магнітних полів цих двох планет, вчені вважають, що така дивна орієнтація магнітосфери у просторі може бути викликана припливами у внутрішніх областях. Таке поле може з'явитися завдяки конвективним переміщенням рідини в тонкому сферичному прошарку електропровідних рідин цих двох планет (передбачувана комбінація з аміаку, метану та води), що приводить у дію гідромагнітне динамо. Магнітне поле на екваторіальній поверхні Нептуна оцінюється в 1,42 T протягом магнітного моменту 2,16·1017 Tm. Магнітне поле Нептуна має комплексну геометрію, що включає відносно великі включення від не біполярних компонентів, включаючи сильний квадрупольний момент, який може перевищувати по потужності дипольний. На противагу цьому – у Землі, Юпітера та Сатурна відносно невеликий квадрупольний момент, і їх поля менш відхилені від полярної осі. Головна ударна хвиля Нептуна, де магнітосфера починає уповільнювати сонячний вітер, проходить на відстані 34,9 планетарних радіусів. Магнітопауза, де тиск магнітосфери врівноважує сонячний вітер, знаходиться на відстані 23-26,5 радіусів Нептуна. Хвіст магнітосфери триває приблизно до відстані 72 радіуси Нептуна, і дуже ймовірно, що набагато далі.

Атмосфера

У верхніх шарах атмосфери виявлено водень та гелій, які становлять відповідно 80 та 19 % на даній висоті. Також спостерігаються сліди метану. Помітні смуги поглинання метану зустрічаються на довжинах хвиль вище 600 нм у червоній та інфрачервоній частині спектра. Як і у випадку з Ураном, поглинання червоного світла метаном є. найважливішим фактором, що надає атмосфері Нептуна синій відтінок, хоча яскрава блакить Нептуна відрізняється від більш помірного аквамаринового кольору Урану. Так як вміст метану в атмосфері Нептуна не сильно відрізняється від такого в атмосфері Урану, передбачається, що існує також якийсь поки невідомий компонент атмосфери, що сприяє утворенню синього кольору. Атмосфера Нептуна підрозділяється на 2 основні області: нижча тропосфера, де температура знижується разом із висотою, і стратосфера, де температура з висотою, навпаки, збільшується. Кордон між ними, тропопауза, знаходиться на рівні тиску 0,1 барів. Стратосфера змінюється термосферою лише на рівні тиску нижче, ніж 10-4 - 10-5 мікробарів. Термосфера поступово перетворюється на екзосферу. Моделі тропосфери Нептуна дозволяють вважати, що в залежності від висоти вона складається з хмар змінних складів. Хмари верхнього рівня знаходяться в зоні тиску нижче за один бар, де температура сприяє конденсації метану.

На фото, зробленому «Вояджером-2», видно вертикальний рельєф хмар

При тиску між одним і п'ятьма барами формуються хмари аміаку та сірководню. При тиску понад 5 барів хмари можуть складатися з аміаку, сульфіду амонію, сірководню та води. Глибше, при тиску приблизно 50 бар, можуть існувати хмари з водяного льоду, при температурі, що дорівнює 0 °C. Також, не виключено, що в цій зоні можуть бути знайдені хмари з аміаку та сірководню. Висотні хмари Нептуна спостерігалися по тінях, що відкидаються ними, на непрозорий хмарний шар нижче рівнем. Серед них виділяються хмарні смуги, які «обертаються» навколо планети на постійній широті. У цих периферичних груп ширина досягає 50-150 км, а самі вони знаходяться на 50-110 км вище за основний хмарний шар. Вивчення спектру Нептуна дозволяє припускати, що його нижча стратосфера затуманена через конденсацію продуктів ультрафіолетового фотолізу метану, таких як етан та ацетилен. У стратосфері також виявлено сліди ціановодню та чадного газу. Стратосфера Нептуна тепліша, ніж стратосфера Урану через вищу концентрацію вуглеводнів. З нез'ясованих причин термосфера планети має аномально високу температуру близько 750 К. Для такої високої температури планета занадто далека від Сонця, щоб воно могло так розігріти термосферу ультрафіолетовою радіацією. Можливо, дане явищеє наслідком атмосферної взаємодії з іонами у магнітному полі планети. Згідно з іншою теорією, основою механізму розігріву є хвилі гравітації з внутрішніх областей планети, які розсіюються в атмосфері. Термосфера містить сліди чадного газу та води, яка потрапила туди, можливо, із зовнішніх джерел, таких як метеорити та пил.

Клімат

Одна з відмінностей між Нептуном та Ураном – рівень метеорологічної активності. "Вояджер-2", що пролітав поблизу Урана в 1986 році, зафіксував вкрай слабку активність атмосфери. На відміну від Урану, Нептун демонстрував помітні погодні зміни під час зйомки з «Вояджер-2» у 1989 році.

Велика темна пляма (вгорі), Скутер (біла хмарка посередині), і Мала темна пляма (внизу)

Погода на Нептуні характеризується надзвичайно. динамічною системоюштормів, з вітрами, що досягають часом надзвукових швидкостей (близько 600 м/с). Під час відстеження руху постійних хмар було зафіксовано зміну швидкості вітру від 20 м/с східному напрямкудо 325 м/с на західному. У верхньому хмарному шарі швидкості вітрів відрізняються від 400 м/с вздовж екватора до 250 м/с на полюсах. Більшість вітрів на Нептуні дме у напрямку, зворотному обертанню планети навколо своєї осі. Загальна схемавітрів показує, що у високих широтах напрям вітрів збігається з напрямом обертання планети, але в низьких широтах протилежно йому. Відмінності у напрямку повітряних потоків, як вважають, наслідок «скін-ефекту», а не будь-яких глибинних атмосферних процесів. Вміст в атмосфері метану, етану та ацетилену в області екватора перевищує в десятки та сотні разів вміст цих речовин в області полюсів. Це спостереження може вважатися свідченням на користь існування апвеллінга на екваторі Нептуна та його зниження ближче до полюсів. У 2007 році було відмічено, що верхня тропосфера південного полюсаНептуна була на 10 °C тепліша, ніж решта Нептуна, де температура в середньому становить -200 °C. Така різниця в температурі є достатньою, щоб метан, який в інших областях верхньої частини атмосфери Нептуна знаходиться в замороженому вигляді, просочувався в космос на південному полюсі. Ця « гаряча точка- наслідок осьового нахилу Нептуна, південний полюс якого вже чверть нептуніанського року, тобто приблизно 40 земних років, звернений до Сонця. У міру того, як Нептун повільно просуватиметься орбітою до протилежної сторони Сонця, південний полюс поступово піде в тінь, і Нептун підставить Сонцю. північний полюс. Таким чином, вивільнення метану до космосу переміститься з південного полюса на північний. Через сезонні зміни хмарні смуги у південній півкулі Нептуна, як спостерігалося, збільшилися у розмірі й альбедо. Ця тенденція була помічена ще в 1980 році, і, як очікується, триватиме до 2020 року з настанням на Нептуні нового сезону. Сезони змінюються кожні 40 років.

Шторми

Велика темна пляма, фото з «Вояджера-2»

1989 року Велика темна пляма, стійкий шторм-антициклон розмірами 13 000 - 6600 км, було відкрито апаратом НАСА «Вояджер-2». Цей атмосферний шторм нагадував велику червону пляму Юпітера, проте 2 листопада 1994 року космічний телескоп «Хаббл» не виявив його на колишньому місці. Натомість нову схожу освіту було виявлено у північній півкулі планети. Скутер - це інший шторм, виявлений на південь від Великої темної плями. Його назва - наслідок того, що ще за кілька місяців до зближення «Вояджера-2» з Нептуном було ясно, що ця групка хмар переміщалася набагато швидше за Велику темну пляму. Наступні зображення дозволили виявити ще швидші, ніж скутер, групи хмар. Мала темна пляма, другий за інтенсивністю шторм, що спостерігався під час зближення «Вояджера-2» з планетою в 1989 році, розташована ще на південь. Спочатку воно здавалося повністю темним, але при зближенні яскравий центр Малої темної плями став виднішим, що можна помітити на більшості точних фотографій високою роздільною здатністю. Темні плями Нептуна, як вважають, народжуються в тропосфері на нижчих висотах, ніж яскравіші і помітні хмари. Таким чином вони здаються своєрідними дірками у верхньому хмарному шарі. Оскільки ці шторми мають стійкий характері і можуть існувати протягом кількох місяців, вони, як вважається, мають вихрову структуру. Часто зв'язуються з темними плямами яскравіші, незмінні хмари метану, які формуються в тропопаузі. Постійність супутніх хмар показує, що деякі колишні темні плями можуть продовжити своє існування як циклон, навіть при тому, що вони втрачають темне забарвлення. Темні плями можуть розсіятися, якщо вони рухаються надто близько до екватора або через якийсь невідомий поки механізм.

Внутрішнє тепло

Більш різноманітна погода на Нептуні, порівняно з Ураном, як вважають, – наслідок вищої внутрішньої температури. При цьому Нептун у півтора рази віддаленіший від Сонця, ніж Уран, і отримує лише 40 % від сонячного світла, яке отримує Уран. Поверхневі температури цих двох планет приблизно рівні. Верхні області тропосфери Нептуна досягають дуже низької температури -221,4 °C. На глибині, де тиск дорівнює 1 бар, температура досягає -201,15 °C. Глибше йдуть гази, проте температура стійко підвищується. Як і з Ураном, механізм нагріву невідомий, але невідповідність велика: Уран випромінює в 1,1 разів більше енергії, ніж отримує від Сонця. Нептун випромінює в 2,61 рази більше, ніж отримує, його внутрішнє джерело тепла виробляє 161% від одержуваного від Сонця. Незважаючи на те, що Нептун - найдальша планета від Сонця, його внутрішньої енергії достатньо для наявності найшвидших вітрів у Сонячній системі. Пропонується кілька можливих пояснень, включаючи радіогенне нагрівання ядром планети (як Земля гріється калієм-40, наприклад), дисоціація метану в інші ланцюгові вуглеводні в умовах атмосфери Нептуна, а також конвекція в нижній частині атмосфери, яка призводить до гальмування гравітаційних хвильнад тропопаузою.

Освіта та міграція

Симуляція зовнішніх планеті пояси Койпера: а) До того, як Юпітер і Сатурн вступили в резонанс 2:1; б) розсіяння об'єктів пояса Койпера в Сонячній системі після зміни орбіти Нептуна; c) Після викидання тіл пояса Койпера Юпітером.

Для формування крижаних гігантів – Нептуна та Урану – виявилося важко створити точну модель. Сучасні моделівважають, що щільність матерії у зовнішніх регіонах Сонячної системи була занадто низькою формування таких великих тіл традиційно прийнятим методомакреції матерії на ядро. Щоб пояснити еволюцію Урана та Нептуна, було висунуто безліч гіпотез.

Одна з них вважає, що обидва крижані гіганти не сформувалися методом акреції, а з'явилися через нестабільність усередині початкового протопланетного диска, і пізніше їх атмосфери були «здуті» випромінюванням масивної зіркикласу O чи B.

Інша концепція полягає в тому, що Уран та Нептун сформувалися близько до Сонця, де щільність матерії була вищою, і згодом перемістилися на поточні орбіти. Гіпотеза переміщення Нептуна має популярність, тому що дозволяє пояснити поточні резонанси в поясі Койпера, особливо резонанс 2:5. Коли Нептун рухався назовні, він стикався з об'єктами прото-пояса Койпера, створюючи нові резонанси та хаотично змінюючи існуючі орбіти. Вважається, що об'єкти розсіяного диска опинилися в поточному положенні через взаємодію з резонансами, які створюються міграцією Нептуна.

Запропонована у 2004 році комп'ютерна модель Алессандро Морбіделлі з обсерваторії Лазурного берегав Ніцці припустила, що переміщення Нептуна до пояса Койпера могло бути ініційоване формуванням резонансу 1:2 в орбітах Юпітера і Сатурна, який послужив свого роду гравітаційним зусиллям, яке штовхнуло Уран і Нептун на більш високі орбіти і змусило їх орбіти. Виштовхування об'єктів із пояса Койпера в результаті цієї міграції може також пояснити «Пізнє важке бомбардування», що відбулося через 600 мільйонів років після формування Сонячної системи, і появу у Юпітера троянських астероїдів.

Супутники та кільця

У Нептуна зараз відомо 13 супутників. Маса найбільшого становить більше, ніж 99,5% від сумарної маси всіх супутників Нептуна, і лише він масивний настільки, щоб стати сфероїдальним. Це Тритон, відкритий Вільямом Ласселом лише через 17 днів після відкриття Нептуна. На відміну від решти великих супутників планет у Сонячній системі, Тритон має ретроградну орбіту. Можливо, він був захоплений гравітацією Нептуна, а не сформувався на місці і, можливо, колись був карликовою планетоюу поясі Койпера. Він досить близький до Нептуна, щоб постійно перебувати у синхронному обертанні.

Нептун (вгорі) та Тритон (нижче)

Через приливне прискорення Тритон повільно рухається по спіралі до Нептуна, і, в кінцевому рахунку, буде зруйнований при досягненні межі Роша, в результаті чого утвориться кільце, яке може бути більш потужним, ніж кільця Сатурна (це відбудеться через відносно невеликий в астрономічних масштабах період часу: від 10 до 100 млн. років). У 1989 році Тритона було проведено оцінку температури, яка склала -235 ° C (38 К). На той момент це було найменше виміряне значення для об'єктів у Сонячній системі, що мають геологічною активністю. Тритон є одним із трьох супутників планет Сонячної системи, що мають атмосферу (поряд з Іо та Титаном). Не виключено існування під крижаною корою Тритону рідкого океану, подібного до океану Європи.

Другий (за часом відкриття) відомий супутник Нептуна - Нереїда, супутник неправильної формиз одним із найвищих ексцентриситетів орбіти серед інших супутників Сонячної системи. Ексцентриситет в 0,7512 дає їй апоапсиду, в 7 разів більшу за її періапсид.

Супутник Нептуна Протей

З липня до вересня 1989 року «Вояджер-2» виявив 6 нових супутників Нептуна. У тому числі примітний супутник Протей неправильної форми. Він примітний тим, яким великим може бути тіло його щільності, без стягування у сферичну форму своєю гравітацією. Другий масою супутник Нептуна становить лише чверть відсотка від маси Тритона.

Чотири найбільші внутрішні супутники Нептуна - Наяда, Таласса, Деспіна і Галатея. Їхні орбіти такі близькі до Нептуна, що знаходяться в межах його кілець. Наступна за ними, Ларісса, спочатку була відкрита в 1981 році при покритті зірки. Спочатку покриття було приписано дугам кілець, але коли «Вояджер-2» відвідав Нептун у 1989 році, з'ясувалося, що покриття було виготовлене супутником. Між 2002 та 2003 роком було відкрито ще 5 супутників Нептуна неправильної форми, що було анонсовано у 2004 році. Оскільки Нептун був римським богом морів, його супутники називають честь менших морських божеств.

Кільця

Кільця Нептуна, зняті «Вояджером-2»

Нептун має кільцеву систему, хоча набагато менш істотну, ніж, наприклад, Сатурн. Кільця можуть складатися з крижаних частинок, покритих силікатами, або заснованим на вуглеці матеріалом, - найімовірніше, це він надає їм червоного відтінку. У систему кілець Нептуна входить 5 компонентів.
[ред.] Спостереження

Нептун не видно неозброєним оком, оскільки його зіркова величиназнаходиться між +7,7 та +8,0. Таким чином, Галілеєві супутники Юпітера, карликова планета Церера та астероїди 4 Веста, 2 Паллада, 7 Іріда, 3 Юнона та 6 Геба яскравіші за нього на небі. Для впевненого спостереження планети необхідний телескоп зі збільшенням від 200 і вище та діаметром не менше 200-250 мм. У цьому випадку можна побачити Нептун як невеликий блакитний диск, схожий на Уран. У бінокль 7-50 його можна побачити як слабку зірку.

Через значну відстань між Нептуном і Землею кутовий діаметр планети змінюється лише в межах 2,2-2,4 кутових секунд. Це найменше значеннясеред інших планет Сонячної системи, тому візуальне спостереження деталей поверхні цієї планети утруднено. Тому точність більшості телескопічних даних про Нептуна була невисокою до появи космічного телескопа «Хаббл» та великих наземних телескопівз адаптивною оптикою. У 1977 року, наприклад, був достовірно відомий навіть період обертання Нептуна.

Для земного спостерігача кожні 367 днів Нептун входить у ретроградний рух, таким чином, утворюючи своєрідні уявні петлі на тлі зірок під час кожного протистояння. У квітні та липні 2010 року та у жовтні та листопаді 2011 року ці орбітальні петлі приведуть його близько до тих координат, де він був відкритий у 1846 році.

Спостереження за Нептуном у діапазоні радіохвиль показують, що планета є джерелом безперервного випромінювання та нерегулярних спалахів. І те й інше пояснюють магнітним полем планети, що обертається. В інфрачервоній частині спектра на більш холодному тлі чітко видно хвилювання в глибині атмосфери Нептуна (т. зв. «шторми»), породжене теплом від ядра, що стискається. Спостереження дозволяють з високою часткою достовірності встановити їх форму та розмір, а також відстежувати їх пересування.

Дослідження

Зображення Тритона з «Вояджера-2»

Найближче до Нептуна "Вояджер-2" підійшов 25 серпня 1989 року. Так як Нептун був останньою великою планетою, яку міг відвідати космічний апарат, було вирішено зробити близький проліт поблизу Тритона, не зважаючи на наслідки для траєкторії польоту. Схоже завдання стояло і перед «Вояджером-1» – проліт поблизу Сатурна та його найбільшого супутника – Титана. Зображення Нептуна, передані Землю «Вояджером-2», стали основою появи 1989 року у Публічної телемовної службі (PBS) програми протягом усього ніч під назвою «Нептун всю ночь».

Під час зближення сигнали з апарату йшли до Землі 246 хвилин. Тому здебільшого місія «Вояджера-2» спиралася на попередньо завантажені команди для зближення з Нептуном і Тритоном, ніж на команди із Землі. «Вояджер-2» зробив досить близький прохід поблизу Нереїди, перш ніж пройшов всього за 4400 км від атмосфери Нептуна 25 серпня. Пізніше того ж дня "Вояджер" пролетів поблизу Тритона.

Вояджер-2 підтвердив існування магнітного поля планети і встановив, що воно нахилене, як і поле Урана. Питання про період обертання планети було вирішено виміром радіовипромінювання. "Вояджер-2" також показав надзвичайно активну погодну систему Нептуна. Було відкрито 6 нових супутників планети та кілець, яких, як виявилося, було кілька.

Близько 2016 року НАСА планувала надіслати до Нептуна КА «Нептун Орбітер» (en:Neptune Orbiter). В даний час жодних можливих дат старту не називається, і стратегічний планДослідження Сонячної системи більше не включає цей апарат.

Нептун є восьмою планетою від Сонця та останньою з відомих планет. Незважаючи на те, що це третя за масивністю планета, вона є лише четвертою з погляду діаметра. Завдяки своєму синьому забарвленню Нептун отримав ім'я римського бога моря.

У міру здійснення тих чи інших наукових відкриттів у вчених часто виникають суперечки, яка саме з теорій заслуговує на довіру. Відкриття Нептуна є наочним прикладомтаких розбіжностей.

Після того, як 1781 була відкрита планета, астрономи помітили, що його орбіта схильна до значних коливань, яких в принципі бути не повинно. Як обґрунтування цього незрозумілого явищабула запропонована гіпотеза про існування планети, гравітаційне поле якої викликає орбітальні відхилення Урана.

Проте перші наукові праці, пов'язані з існуванням Нептуна, з'явилися лише в 1845-1846 роках, коли англійський астроном Джон Коуч Адамс опублікував свої розрахунки про становище цієї тоді ще невідомої планети. Однак, незважаючи на те, що він надав свою роботу Королівському науковому співтоваристві (провідній англійській науково-дослідній організації), його праця не викликала очікуваного інтересу. І лише через рік французький астроном Жан Жозеф Левер'є також представив розрахунки, які були напрочуд схожі на розрахунки Адамса. Внаслідок незалежних оцінок наукової роботидвох вчених, наукова спільнотанарешті погодилося з їхніми висновками і почало пошуки планети в області неба, на яку вказували дослідження Адамс і Левер'є. Планету як таку було виявлено 23 вересня 1846 року німецьким астрономом Йоганном Галлом.

До обльоту космічним апаратом Voyager 2 у 1989 році, про планету Нептун у людства було дуже мало інформації. Місія дозволила отримати дані про кільця Нептуна, кількість місяців, атмосферу та обертання. Крім того, Voyager 2 виявив суттєві особливості супутника Нептуна під назвою Тритон. На сьогоднішній день світові космічні агенції не планують жодних місій до цієї планети.

Верхні шари атмосфери Нептуна на 80% складаються з водню (H2), 19% гелію та невеликих домішок метану. Подібно до Урану, синє забарвлення Нептуна обумовлено його атмосферним метаном, який поглинає світло на довжині хвилі, що відповідає червоному кольору. Однак, на відміну від Урана, у Нептуна глибший синій колірщо говорить про присутність в атмосфері Нептуна компонентів, яких немає в атмосфері Урану.

Погодні умовина Нептуні мають дві відмінні риси. По-перше, як було відмічено під час прольоту місії Voyager-2, це так звані темні плями. Ці бурі можна порівняти за своїми масштабами з Великою червоною плямою на Юпітері, проте сильно відрізняються за своєю тривалістю. Шторм відомий як Велика Червона Пляма триває вже протягом багатьох століть, а темні плями Нептуна здатні існувати не більше кількох років. Інформацію про це вдалося підтвердити завдяки спостереженням космічного телескопа «Хаббл», який був спрямований на планету лише через чотири роки після того, як Voyager 2 здійснив свій обліт.

Другим примітним погодним явищемпланети є стрімко переміщаються шторму білого кольору, які отримали назву «Скутер» Як показали спостереження, це своєрідний тип зливової системи, розміри якої набагато менші, ніж розміри темних плям, а тривалість життя ще коротша.
Подібно до атмосфер інших газових гігантів, атмосфера Нептуна ділиться на широтні смуги. Швидкість вітру в деяких із цих смуг досягає майже 600 м/с, тобто вітру планети можна назвати найшвидшими у Сонячній системі.

Структура Нептуна

Нахил осі Нептуна становить 28,3°, що відносно близько 23.5° Землі. Враховуючи значну віддаленість планети від Сонця, наявність у Нептуна порівнянних із земними сезонів є досить дивовижним і до кінця невивченим для вчених явищем.

Супутники та кільця Нептуна

На сьогоднішній день відомо, що Нептун має тринадцять супутників. З цих тринадцяти тільки одна має велику і сферичну форму. Існує наукова теорія, згідно з якою Тритон - найбільший із супутників Нептуна, є карликовою планетою, яка була захоплена гравітаційним полем і тому його природне походження залишається під питанням. Докази цієї теорії походять від ретроградної орбіти Тритона - супутник обертається в протилежному напрямкупо відношенню до Нептуна. Крім того, З зареєстрованою температурою поверхні -235 °C, Тритон є найхолоднішим відомим об'єктом у Сонячній системі.

Вважається, що Нептун має три основні кільця: Адамса, Левер'є та Галле. Ця кільцева система набагато слабша, ніж у інших газових гігантів. Кільцева система планети настільки тьмяна, що якийсь час вважалося кільця неповноцінними. Однак зображення, які передав Voyager 2, показали, що це насправді не так і кільця повністю оперізують планету.

Для повного обороту орбітою навколо Сонця Нептуну потрібно 164.8 земних років. 11 липня 2011 року було позначено завершення першого повного обороту планети з моменту її відкриття у 1846 році.

Нептуна знайшли Жаном Жозефом Левер'є. Планета залишалася невідомою для давніх цивілізацій через те, що не було видно із Землі неозброєним поглядом. Спочатку планета називалася Левер'є, на честь її першовідкривача. Але наукова спільнота швидко відмовилася від цієї назви і була обрана назва Нептуна.

Планета була названа Нептуном на честь давньоримського бога моря.

Нептун володіє другою за величиною силою тяжкості в Сонячній системі, поступаючись лише Юпітеру.

Самий великий супутникНептуна зветься Тритон, він був виявлений через 17 днів після того, як був виявлений сам Нептун.

В атмосфері Нептуна можна спостерігати шторм, схожий на Велику червону пляму Юпітера. Цей шторм має обсяг, який можна порівняти з обсягом Землі і відомий також як Велика Темна Пляма.

Друга планета (після Урану), відкрита в «Новий час» – Нептун – є четвертою за розміром і восьмою планетою від Сонця. Його назвали на честь римського морського бога, аналогічного Посейдону у греків. Після відкриття Урану, вчені з усього світу почали сперечатися, т.к. траєкторія його орбіти не зовсім відповідала всесвітньому закону тяжіння, відкритого Ньютоном.

Це наштовхнуло їх на думку про існування ще однієї планети, поки не відомої, яка впливала своїм гравітаційним полем на орбіту сьомої планети. Через 65 років після відкриття Урана, 23 вересня 1846 року було відкрито планету Нептун. Вона була першою планетою, яку відкрили з допомогою математичних розрахунків, а чи не з допомогою довгих спостережень. Розрахунки розпочав англієць Джон Адамс ще 1845 року, але вони були не зовсім вірні. Їх продовжив Урбен Левер'є – астроном та математик, родом із Франції. Він розрахував становище планети з такою точністю, що її знайшли в перший вечір спостережень, тому Левер'є стали вважати першовідкривачем планети. Англійці запротестували і після тривалих суперечок, всі визнали чималий внесок Адамса, і він також вважається першовідкривачем Нептуна. Це був прорив у розрахунковій астрономії! Нептун до 1930 року, вважався найдальшою та останньою планетою. Відкриття Плутона зробило його передостаннім. Але 2006 року МАС — «Міжнародний Астрономічний Союз», прийняв більш точне формулювання визначення «планета», і Плутон став вважатися «карликовою планетою», а Нептун знову став останньою планетою нашої сонячної системи.

Будова Нептуна

Характеристики Нептуна були отримані лише за допомогою одного космічного апарату"Вояджер-2". Усі фотографії були отримані саме з нього. У 1989 році, він пройшов за 4,5 тис. км від планети, виявивши кілька нових супутників і зафіксувавши «Велике темна пляма», На зразок «Червоної плями» на Юпітері.

Будова Нептуна за своїм складом дуже близька до Урану. Він теж є газоподібною планетою з твердим ядром, масою приблизно з Землю та температурою, як на поверхні Сонця – до 7000 К. При цьому, загальна маса Нептуна приблизно в 17 разів більша за масу Землі. Ядро восьмої планети, огортає мантія з води, метанового льоду та аміаку. Далі йде атмосфера, вона включає 80% водню, 19% гелію і близько 1% метану. З метану складаються і верхні хмари планети, які поглинають спектр червоного кольору сонячних променівтому в кольорі планети домінує синій. Температура верхніх шарів становить – 200 °С. В атмосфері Нептуна зафіксовані найсильніші вітри серед усіх відомих планет. Їхня швидкість може досягати 2100 км/год! Розташовуючись з відривом 30 а. е., повний оборот навколо Сонця, займає у Нептуна майже 165 земних років, тому, з моменту свого відкриття, він здійснить свій перший повний оборот лише у 2011 році.

Супутники Нептуна

Вільям Лассель відкрив найбільший супутник – Трітон, вже за кілька тижнів, після відкриття самого Нептуна. Його щільність становить 2 г/см³, отже, за масою він перевищує на 99% усі супутники планети. Хоча розміри його, трохи більше за Місяць.

Він має ретроградну орбіту і швидше за все, дуже давно, був захоплений полем Нептуна, з розташованого поряд, пояса Койпера. Це поле постійно притягує супутник до планети все ближче і ближче. Тому в недалекому, за космічними мірками, майбутньому (через 100 млн. років) він зіткнеться з Нептуном, у результаті можуть утворитися кільця, потужніші і помітніші, ніж зараз спостерігаються у Сатурна. На Тритоні присутня атмосфера, що може означати наявність рідкого океану, під крижаною корою крайкою поверхні. Т.к. Нептун у римській міфології був морським богом, всі його супутники названі на честь римських морських богів, меншим за рангом. Серед них можна виділити Нереїду, Протей, Деспін, Талас і Галатею. Маса всіх цих супутників становить менше 1% від маси Тритона!

Характеристики Нептуна

Маса: 1,025*1026 кг (у 17 разів) більше Землі)
Діаметр на екваторі: 49528 км (у 3,9 разів більше за Землю)
Діаметр на полюсі: 48 680 км
Нахил осі: 28,3°
Щільність: 1,64 г/см³
Температура верхніх шарів: близько – 200 °C
Період обігу навколо осі (доба): 15 годин 58 хвилин
Відстань від Сонця (середня): 30 а. е. або 4,5 млрд. км
Період звернення навколо Сонця по орбіті (рік): 165 років
Швидкість обертання орбітою: 5,4 км/с
Ексцентриситет орбіти: e = 0,011
Нахил орбіти до екліптики: i = 1,77 °
Прискорення вільного падіння: 11 м/с²
Супутники: є 13 шт.