Neptunus struktur, enligt NASA. Författare och pava: NASA.

Som en gasjätte (eller isjätte) har Neptunus ingen fast yta. Som ni vet är den blågröna skivan som vi alla såg på NASA-fotografier inte planetens yta. Det vi ser är faktiskt toppen av mycket djupa gasmoln, och om en person försökte stå på en av dessa toppar skulle han helt enkelt börja falla genom planetens gaslager. Under denna höst skulle han känna en kontinuerlig ökning av temperatur och tryck tills han äntligen kom till den "fasta" kärnan. Detta kommer att vara ytan, som (som i fallet med andra gasjättar) definieras inom astronomi som en punkt i atmosfären där trycket når ett värde av en bar. Ytan på Neptunus är en av de mest aktiva och dynamiska platserna i hela vår solsystem.

Medelradien för planeten är 24 622 ± 19 kilometer, vilket gör Neptunus till den fjärde största planeten i solsystemet. Men med en massa på 1,0243*1026 kilogram - ungefär 17 gånger jordens massa - är det den tredje största planeten i vårt system. På grund av mindre storlek och högre koncentrationer flyktiga ämnen i förhållande till Jupiter och Saturnus kallas Neptunus (liksom Uranus) ofta för en isjätte – en av underklasserna av gigantiska gasplaneter.

Liksom med Uranus gör absorption av rött ljus av metan i atmosfären att Neptunus ser blå ut. Eftersom mängden metan i atmosfären i Neptunus nästan liknar den i Uranus, finns det förmodligen någon okänd komponent som är ansvarig för mer ljus färg Neptunus.

Två huvudområden kan urskiljas i Neptunus atmosfär: troposfären, där temperaturen minskar med höjden; och stratosfären, där temperaturen stiger med höjden. I troposfären varierar trycket från en till fem bar (100 och 500 kPa), därför är Neptunus "yta" belägen inom denna region. Därför kan vi säga att Neptunus "yta" består av 80% väte och 19% helium. Atmosfärens övre lager genomsyras av rörliga molnband som har olika sammansättning, beroende på höjd och tryck. På den övre nivån är temperaturer lämpliga för att metan ska kondensera, molnen här är sammansatta av ammoniak, ammoniumsulfid, vätesulfid och vatten.

Bilden av Neptunus till vänster erhölls under testning av den adaptiva optiken hos MUSE-instrumentet installerat på VLT. Bilden till höger är från rymdteleskopet Hubble. Observera att båda bilderna är tagna annan tid. Bildkredit och upphovsrätt: ESO / P. Weilbacher, AIP / NASA / ESA / MH Wong & J. Tollefson, UC Berkeley.

För mer låga nivåer moln av ammoniak och svavelväte tros också finnas. PÅ lägre områden troposfären, där trycket är cirka 50 bar (5 MPa) och temperaturen är 273 K (0 °C), bör moln bestående av vattenis finnas.

Eftersom Neptunus inte är en fast kropp, genomgår dess atmosfär differentiell rotation. Så ekvatorialzon roterar med en period av cirka 18 timmar, och rotationsperioden för polarområdena överstiger inte 12 timmar. Denna differentiella rotation är mer uttalad än någon annan planet i solsystemet, och det resulterar i en mycket starka vindar och stormar. Tre av de mest imponerande av dem sågs 1989 av rymdsonden Voyager 2. Den största stormen nådde 13 000 kilometer i längd och 6 600 kilometer i bredd, vilket är jämförbart med storleken på den stora röda fläcken på Jupiter. Tyvärr, känd som den stora mörka fläcken, sågs denna storm inte fem år senare när forskare sökte efter den med rymdteleskopet Hubble.

Av skäl som fortfarande är okända för astronomer är Neptunus ovanligt het. Trots att denna planet ligger mycket längre från solen än Uranus och får 40 % mindre solljus, är temperaturen på dess yta ungefär densamma som Uranus. Faktum är att Neptunus utstrålar 2,6 gånger mer energi än vad den tar emot från solen.

Sådan Ett stort antal inre värme, på gränsen till kylan i yttre rymden, skapar en enorm temperaturskillnad. Och detta orsakar uppkomsten av ultrasnabba vindar på Neptunus. högsta hastighet vindar på Jupiter kan nå 500 km/h. Detta är dubbelt så hög hastighet som de flesta starka orkaner på marken. Men det är ingenting jämfört med Neptunus. Astronomer har räknat ut att vindarna på Neptunus kan nå 2 100 km/h.

Djupt inuti kan Neptunus fortfarande ha en riktigt fast yta, men temperaturen i detta område kommer att vara tusentals grader, vilket räcker för att smälta berget. Det är alltså inte möjligt att stå på "ytan" av Neptunus, än mindre gå på den.

I dagarnas liv och rörelse är världen till för vanlig person ibland reduceras till storleken på arbete och hem. Under tiden, om du tittar på himlen, kan du se hur obetydlig den är. Kanske är det därför unga romantiker drömmer om att ägna sig åt att erövra rymden och studera stjärnorna. Forskare-astronomer glömmer inte för en sekund att det, förutom jorden med dess problem och glädjeämnen, finns många andra avlägsna och mystiska föremål. En av dem är planeten Neptunus, den åttonde i termer av avstånd från solen, otillgänglig för direkt observation och därför dubbelt attraktiv för forskare.

Hur allt började

Tillbaka i mitten av 1800-talet innehöll solsystemet, enligt forskare, bara sju planeter. Jordens grannar, nära och fjärran, har studerats med hjälp av alla tillgängliga framsteg inom teknik och datoranvändning. Många egenskaper beskrevs först teoretiskt och fann först därefter praktisk bekräftelse. Med beräkningen av Uranus bana var situationen något annorlunda. Thomas John Hussey, en astronom och präst, upptäckte en diskrepans mellan den verkliga banan för planetens förmodade rörelse. Det kan bara vara en slutsats: det finns ett föremål som påverkar Uranus omloppsbana. Faktum är att detta var den första rapporten om planeten Neptunus.

Nästan tio år senare (1843) beräknade två forskare samtidigt i vilken bana planeten kunde röra sig, vilket tvingade gasjätten att göra plats. Det var engelsmannen John Adams och fransmannen Urbain Jean Joseph Le Verrier. Oberoende av varandra, men med olika noggrannhet, bestämde de kroppens rörelseväg.

Detektering och beteckning

Neptunus hittades på natthimlen av astronomen Johann Gottfried Galle, till vilken Le Verrier kom med sina beräkningar. Den franske vetenskapsmannen, som senare delade upptäckarens ära med Galle och Adams, gjorde ett misstag i beräkningarna med bara en grad. Neptunus dök officiellt upp vetenskapliga artiklar 23 september 1846.

Ursprungligen föreslogs planeten att kallas med ett namn, men en sådan beteckning slog inte rot. Astronomer blev mer inspirerade av jämförelsen av det nya objektet med kungen av haven och oceanerna, lika främmande för jordens himlavalv som uppenbarligen och öppen planet. Namnet Neptunus föreslogs av Le Verrier och stöddes av V.Ya.

Jämfört med jorden

Det har gått mycket tid sedan öppningen. Idag vet vi mycket mer om den åttonde planeten i solsystemet. Neptunus är mycket större än jorden i storlek: dess diameter är nästan 4 gånger större och dess massa är 17 gånger. Ett avsevärt avstånd från solen lämnar inga tvivel om att vädret på planeten Neptunus också skiljer sig väsentligt från jorden. Det finns inget och kan inte finnas liv här. Det handlar inte ens om vinden eller något ovanliga fenomen. Atmosfären och ytan av Neptunus är nästan samma struktur. Det framträdande funktion alla gasjättar, inklusive denna planet.

imaginär yta

Planeten är betydligt sämre i densitet än jorden (1,64 g / cm³), vilket gör det svårt att trampa på dess yta. Ja, och som sådan är det inte. Man kom överens om att identifiera ytnivån efter storleken på trycket: ett böjligt och ganska vätskeliknande "fast ämne" är beläget i de nedre där trycket är lika med en bar, och faktiskt är en del av det. Varje rapport om planeten Neptunus som ett kosmiskt objekt av en specifik storlek är baserad på en sådan definition av jättens imaginära yta.

Parametrarna som erhålls med denna funktion i åtanke är följande:

diametern nära ekvatorn är 49,5 tusen km;

dess storlek i polernas plan är nästan 48,7 tusen km.

Förhållandet mellan dessa egenskaper gör att Neptunus är långt ifrån en cirkel i form. Den är, liksom den blå planeten, något tillplattad vid polerna.

Sammansättningen av atmosfären i Neptunus

Blandningen av gaser som omsluter planeten skiljer sig mycket till innehållet från jordens. Den överväldigande majoriteten är väte (80%), den andra positionen upptas av helium. Denna inerta gas ger ett betydande bidrag till sammansättningen av atmosfären i Neptunus - 19%. Metan är mindre än en procent, ammoniak finns även här, men i små mängder.

Märkligt nog påverkar en procent metan i kompositionen i hög grad vilken typ av atmosfär Neptunus har och hur hela gasjätten ser ut från en extern observatörs synvinkel. Det kemisk förening utgör planetens moln och reflekterar inte ljusvågor som motsvarar rött. Som ett resultat, för de som går förbi, visar sig Neptunus vara målad i rikt blått. Denna färg är ett av planetens mysterier. Forskare vet ännu inte helt vad som exakt leder till absorptionen av den röda delen av spektrumet.

Alla gasjättar har en atmosfär. Det är färgen som skiljer Neptunus bland dem. På grund av dessa egenskaper kallas det en isplanet. Frusen metan, som genom sin existens lägger vikt vid jämförelsen av Neptunus med ett isberg, är också en del av manteln som omger planetens kärna.

Inre struktur

Kärnan i rymdobjektet innehåller järn, nickel, magnesium och kiselföreningar. När det gäller massa är kärnan ungefär lika med hela jorden. Dock till skillnad från andra element inre struktur, den har en densitet som är dubbelt så stor som den blå planeten.

Kärnan täcks, som redan nämnts, av manteln. Dess sammansättning liknar på många sätt atmosfärisk: ammoniak, metan, vatten finns här. Lagrets massa är lika med femton jordens, medan det är starkt uppvärmt (upp till 5000 K). Manteln har ingen tydlig gräns, och atmosfären på planeten Neptunus flyter smidigt in i den. Blandningen av helium och väte är övre del i struktur. Den smidiga omvandlingen av ett element till ett annat och de suddiga gränserna mellan dem är egenskaper som är karakteristiska för alla gasjättar.

Forskningssvårigheter

Slutsatser om vilken typ av atmosfär Neptunus har, som är typisk för dess struktur, görs till stor del på basis av redan erhållna data om Uranus, Jupiter och Saturnus. Planetens avstånd från jorden komplicerar avsevärt dess studie.

1989 flög han nära Neptunus rymdskepp Voyager 2. Detta var det enda mötet med den jordiska budbäraren. Dess fruktbarhet är dock uppenbar: mest Det var detta skepp som gav information om Neptunus till vetenskapen. Speciellt upptäckte Voyager 2 de stora och små mörka fläckarna. Båda svärtade områdena var tydligt synliga mot bakgrund av den blå atmosfären. Hittills är det inte klart vad dessa formationer har för karaktär, men det antas att det rör sig om virvelströmmar eller cykloner. De dyker upp i den övre atmosfären och sveper runt planeten i hög hastighet.

Evig rörelse

Många parametrar bestämmer närvaron av atmosfären. Neptunus kännetecknas inte bara av sin ovanliga färg, utan också av den ständiga rörelsen som skapas av vinden. Hastigheten med vilken moln cirklar planeten runt ekvatorn överstiger tusen kilometer i timmen. Samtidigt rör de sig i motsatt riktning mot själva Neptunus rotation runt axeln. Samtidigt vänder planeten ännu snabbare: en fullständig rotation tar bara 16 timmar och 7 minuter. Som jämförelse: ett varv runt solen tar nästan 165 år.

Ett annat mysterium: vindhastigheten i gasjättarnas atmosfär ökar med avståndet från solen och når en topp på Neptunus. Detta fenomen har ännu inte bevisats, liksom några av planetens temperaturegenskaper.

Värmefördelning

Vädret på planeten Neptunus kännetecknas av en gradvis förändring av temperaturen beroende på höjden. Det lagret av atmosfären, där den villkorade ytan är belägen, motsvarar helt det andra namnet ( is planet). Temperaturen här sjunker till nästan -200 ºC. Om du rör dig från ytan högre, kommer det att bli en märkbar ökning av värmen upp till 475º. Forskare har ännu inte hittat en värdig förklaring till sådana skillnader. Neptunus tros ha intern källa värme. En sådan "värmare" borde producera dubbelt så mycket energi som den kommer till planeten från solen. Värmen från denna källa, i kombination med energin som kommer hit från vår stjärna, är förmodligen orsaken till starka vindar.

Däremot kan varken solljus eller en intern "värmare" höja temperaturen på ytan så att årstidernas växlingar märks här. Och även om andra förhållanden för detta observeras, är det omöjligt att skilja vintern från sommaren på Neptunus.

Magnetosfär

Utforskningen av Voyager 2 hjälpte forskare att lära sig mycket om Neptunus magnetfält. Det skiljer sig mycket från jordens: källan ligger inte i kärnan, utan i manteln, på grund av vilken planetens magnetiska axel är starkt förskjuten i förhållande till dess centrum.

En av fältets funktioner är skydd mot solvinden. Formen på Neptunus magnetosfär är mycket långsträckt: skyddslinjerna i den del av planeten som är upplyst är belägna på ett avstånd av 600 tusen km från ytan och på motsatt sida - mer än 2 miljoner km.

Voyager registrerade inkonsekvensen av fältstyrkan och placeringen av magnetlinjerna. Sådana egenskaper hos planeten är inte heller helt förklarade av vetenskapen.

Ringar

PÅ sent XIXårhundradet, när forskare inte längre letade efter ett svar på frågan om det finns en atmosfär på Neptunus, uppstod en annan uppgift framför dem. Det var nödvändigt att förklara varför stjärnorna längs den åttonde planetens väg började gå ut för observatören lite tidigare än Neptunus närmade sig dem.

Problemet löstes först efter nästan ett sekel. 1984, med hjälp av ett kraftfullt teleskop, var det möjligt att betrakta planetens ljusaste ring, senare uppkallad efter en av Neptunus upptäckare, John Adams.

Ytterligare forskning fann flera fler liknande formationer. Det var de som stängde stjärnorna längs planetens väg. Idag anser astronomer att Neptunus har sex ringar. De innehåller ett annat mysterium. Adamsringen består av flera bågar som ligger på ett avstånd från varandra. Orsaken till denna placering är oklar. Vissa forskare är benägna att tro att kraften i gravitationsfältet hos en av Neptunus satelliter, Galatea, håller dem i denna position. Andra ger ett tungt vägande motargument: dess storlek är så liten att den knappast skulle ha klarat uppgiften. Kanske finns det flera okända satelliter i närheten som hjälper Galatea.

I allmänhet är planetens ringar ett spektakel, sämre i imponerande och skönhet jämfört med liknande formationer av Saturnus. Inte den sista rollen i en något dunkel utseende kompositionsspel. Ringarna innehåller huvudsakligen block av metanis belagda med kiselföreningar som absorberar ljus väl.

satelliter

Neptunus är ägare (enligt de senaste uppgifterna) till 13 satelliter. De flesta av dem är små i storleken. Endast Triton har enastående parametrar, som bara är något sämre i diameter än Månen. Sammansättningen av atmosfären i Neptunus och Triton är annorlunda: satelliten har ett gashölje av en blandning av kväve och metan. Dessa ämnen ger mycket intressant utsikt planet: fruset kväve med inneslutningar från metanis skapar ett verkligt upplopp av färger på ytan i sydpolsregionen: överflöden av gult kombineras med vitt och rosa.

Ändå är den stilige Tritons öde inte så rosa. Forskare förutspår att den kommer att kollidera med Neptunus och uppslukas av den. Som ett resultat kommer den åttonde planeten att bli ägare till en ny ring, jämförbar i ljusstyrka med Saturnus formationer och till och med före dem. De återstående satelliterna i Neptunus är betydligt sämre än Triton, några av dem har inte ens ett namn än.

Den åttonde planeten i solsystemet motsvarar till stor del dess namn, vars val också påverkades av närvaron av atmosfären - Neptunus. Dess sammansättning bidrar till utseendet på en egenskap blå färg. Neptunus rusar genom rymden obegripligt för oss, som havets gud. Och likaså havets djup den delen av kosmos som börjar bortom Neptunus håller många hemligheter för människan. Framtidens forskare har ännu inte upptäckt dem.

class="del1">

Detalj:

Planeten Neptunus

Allmän information om Neptunus

© Vladimir Kalanov,
hemsida"Kunskap är makt".

Efter upptäckten av Uranus 1781 kunde astronomer under lång tid inte förklara orsakerna till avvikelserna i denna planets rörelse i omloppsbana från de parametrar som bestämdes av lagarna för planetarisk rörelse som upptäcktes av Johannes Kepler. Det antogs att bortom Uranus omloppsbana kan det finnas en annan stora planeten. Men riktigheten av ett sådant antagande måste bevisas, för vilket det var nödvändigt att utföra komplexa beräkningar.

Neptunus från ett avstånd av 4,4 miljoner km.

Neptunus. Foto i villkorade färger.

Upptäckten av Neptunus

Upptäckten av Neptunus "i spetsen av en penna"

Sedan urminnes tider har människor känt till existensen av fem planeter som är synliga för blotta ögat: Merkurius, Venus, Mars, Jupiter och Saturnus.

Och så beräknade den begåvade engelske matematikern John Couch Adams (1819-1892), som just hade tagit examen från St. John's College i Cambridge, 1844-1845 den ungefärliga massan av transuranplaneten, elementen i dess elliptiska bana och heliocentriska longitud. Därefter blev Adams professor i astronomi och geometri vid University of Cambridge.

Adams baserade sina beräkningar på antagandet att den önskade planeten skulle befinna sig på ett avstånd av 38,4 astronomiska enheter från solen. Detta avstånd föreslog Adams den så kallade Titius-Bode-regeln, som fastställer proceduren för den ungefärliga beräkningen av planeternas avstånd från solen. I framtiden kommer vi att försöka prata om denna regel mer i detalj.

Adams presenterade sina beräkningar för chefen för Greenwich Observatory, men de ignorerades.

Några månader senare, oberoende av Adams, gjorde även den franske astronomen Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811-1877) beräkningarna och lämnade in dem till Greenwich Observatory. Här kom man genast ihåg Adams beräkningar och sedan 1846 lanserades ett observationsprogram vid Cambridge Observatory, men det gav inga resultat.

Sommaren 1846 gjorde Le Verrier en mer detaljerad rapport vid Paris Observatory, introducerade sina kollegor för sina beräkningar, som var desamma och till och med mer exakta än Adams. Men franska astronomer, som uppskattade Le Verriers matematiska skicklighet, visade inte mycket intresse för problemet med att hitta en transuranplanet. Detta kunde inte annat än göra mäster Le Verrier besviken, och den 18 september 1846 skickade han ett brev till assistenten vid Berlins observatorium, Johann Gottfried Galle (1812-1910), där han i synnerhet skrev: "... Gör dig besväret att rikta teleskopet till konstellationen Vattumannen. Du hittar en planet av den nionde magnituden inom 1° från ekliptikan på longituden 326°..."

Upptäckten av Neptunus på himlen

Den 23 september 1846, omedelbart efter mottagandet av brevet, riktade Johann Galle och hans assistent, seniorstudent Heinrich d'Arre, ett teleskop till konstellationen Vattumannen och upptäckte en ny, åttonde planet nästan exakt på den plats som Le Verrier angav.

Vetenskapsakademin i Paris meddelade snart att en ny planet "på spetsen av en penna" upptäcktes av Urbain Le Verrier. Britterna försökte protestera och krävde att John Adams skulle erkännas som upptäckaren av planeten.

Vem gavs öppningsprioriteten - England eller Frankrike? Öppningsprioriteten gavs till ... Tyskland. Moderna encyklopediska referensböcker visar att planeten Neptunus upptäcktes 1846 av Johann Galle enligt W.Zhs teoretiska förutsägelser. Le Verrier och J.K. Adams.

Det förefaller oss som om den europeiska vetenskapen har agerat rättvist i denna fråga i förhållande till alla tre vetenskapsmän: Halle, Le Verrier och Adams. Namnet på Heinrich d'Arre, som då var assistent till Johann Galle, fanns också kvar i vetenskapens historia. Även om Halle och hans assistents arbete i termer av volym och intensitet var mycket mindre än det som Adams och Le Verrier gjorde, som utförde komplexa matematiska beräkningar, som många matematiker på den tiden inte gjorde, med tanke på att problemet var olösligt. .

Den upptäckta planeten kallades Neptunus vid namnet av den antika romerska havsguden (de gamla grekerna hade Poseidon i "positionen" som havsguden). Namnet Neptunus valdes naturligtvis enligt traditionen, men det visade sig vara ganska framgångsrikt i den meningen att planetens yta liknar det blå havet, där Neptunus har ansvaret. Förresten, det blev möjligt att definitivt bedöma planetens färg bara nästan ett och ett halvt sekel efter dess upptäckt, när den amerikanska rymdfarkosten i augusti 1989, efter att ha avslutat ett forskningsprogram nära Jupiter, Saturnus och Uranus, flög över Nordpolen Neptunus på en höjd av endast 4500 km och överförde bilder av denna planet till jorden. Voyager 2 är fortfarande den enda rymdfarkosten som hittills har skickats i närheten av Neptunus. Visserligen erhölls även en del extern information om Neptunus med hjälp av, även om den befinner sig i omloppsbana nära jorden, d.v.s. i närliggande utrymme.

Planeten Neptunus kunde mycket väl ha upptäckts av Galileo, som märkte den, men misstog den ovanlig stjärna. Sedan dess, i nästan tvåhundra år, fram till 1846, förblev en av solsystemets gigantiska planeter i dunkel.

Allmän information om Neptunus

Neptunus, den åttonde planeten i termer av avstånd från solen, är cirka 4,5 miljarder kilometer (30 AU) från stjärnan (min. 4.456, max. 4.537 miljarder km).

Neptunus, liksom Neptunus, tillhör gruppen av gasformiga jätteplaneter. Diametern på dess ekvator är 49528 km, vilket är nästan fyra gånger större än jordens (12756 km). Rotationsperioden runt dess axel är 16 timmar 06 minuter. Revolutionsperioden runt solen d.v.s. Längden på ett år på Neptunus är nästan 165 jordår. Volymen av Neptunus är 57,7 gånger jordens volym och massan är 17,1 gånger jordens. Den genomsnittliga densiteten av materia är 1,64 (g/cm³), vilket är märkbart högre än på Uranus (1,29 (g/cm³)), men betydligt mindre än på jorden (5,5 (g/cm³)). Tyngdkraften på Neptunus är nästan en och en halv gånger jordens.

Från antiken fram till 1781 ansåg folk att Saturnus var den mest avlägsna planeten. Uranus upptäcktes 1781 och "pressade" solsystemets gränser med hälften (från 1,5 miljarder km till 3 miljarder km).

Men efter 65 år (1846) upptäcktes Neptunus, och han "tänjde" solsystemets gränser ytterligare en och en halv gång, d.v.s. upp till 4,5 miljarder km i alla riktningar från solen.

Som vi ska se senare blev detta inte gränsen för det utrymme som vårt solsystem ockuperade. 84 år efter upptäckten av Neptunus, i mars 1930, upptäckte amerikanen Clyde Tombaugh en annan planet – som kretsade runt solen på ett genomsnittligt avstånd av cirka 6 miljarder km från den.

Det är sant att International Astronomical Union 2006 berövade Pluto planetens "titel". Enligt forskare visade sig Pluto vara för liten för en sådan titel och överfördes därför till kategorin dvärgar. Men detta förändrar inte sakens väsen - ändå är Pluto, som en kosmisk kropp, en del av solsystemet. Och ingen kan garantera att det inte finns mer bortom Plutos omloppsbana rymdkroppar, som kan komma in i solsystemet som planeter. I alla fall, bortom Plutos omloppsbana, är utrymmet fyllt med en mängd olika rymdobjekt, vilket bekräftas av närvaron av det så kallade Edgeworth-Kuiper-bältet, som sträcker sig till 30-100 AU. Vi kommer att prata om detta bälte lite senare (se om "Kunskap är makt").

Atmosfär och yta av Neptunus

Neptunus atmosfär

Molnrelief av Neptunus

Atmosfären i Neptunus består huvudsakligen av väte, helium, metan och ammoniak. Metan absorberar den röda delen av spektrumet och överför blå och gröna färger. Därför verkar färgen på Neptunus yta grönaktigt blå.

Atmosfärens sammansättning är som följer:

Huvudkomponenter: väte (H2) 80 ± 3,2%; helium (He) 19±3,2%; metan (CH 4) 1,5 ± 0,5 %.
Föroreningskomponenter: acetylen (C 2 H 2), diacetylen (C 4 H 2), etylen (C 2 H 4) och etan (C 2 H 6), samt kolmonoxid (CO) och molekylärt kväve (N 2) ;
Aerosoler: ammoniakis, vattenis, ammoniumhydrosulfid (NH 4 SH) is, metanis (? - tveksamt).

Temperatur: vid 1 bar: 72 K (-201 °C);
vid en trycknivå på 0,1 bar: 55 K (–218 °C).

Med utgångspunkt från en höjd av cirka 50 km från atmosfärens ytskikt och vidare till en höjd av flera tusen kilometer är planeten täckt av silvriga cirrusmoln, huvudsakligen bestående av frusen metan (se bilden uppe till höger). Bland molnen observeras formationer som liknar atmosfärens cyklonvirvlar, precis som det äger rum på Jupiter. Sådana virvlar ser ut som fläckar och dyker upp och försvinner med jämna mellanrum.

Atmosfären förvandlas gradvis till en vätska, och sedan fast planeter, som förväntat, huvudsakligen bestående av samma ämnen - väte, helium, metan.

Atmosfären i Neptunus är mycket aktiv: mycket starka vindar blåser på planeten. starka vindar. Om vi ​​kallade vindarna på Uranus med en hastighet på upp till 600 km/h orkaner, hur ska man då kalla vindarna på Neptunus som blåser med en hastighet av 1000 km/h? Det finns inga starkare vindar på någon annan planet i solsystemet.

Neptunus är den åttonde planeten i vårt solsystem. Forskare upptäckte det allra första på grundval av ständiga observationer av himlen och djup matematisk forskning. Urbain Joseph Le Verrier delade efter långa diskussioner sina observationer med Berlins observatorium, där de studerades av Johann Gottfried Galle. Det var där som den 23 september 1846 upptäcktes Neptunus. Sjutton dagar senare hittades också hans satellit, Triton.

Planeten Neptunus ligger på ett avstånd av 4,5 miljarder km från solen. I 165 år passerar den sin bana. Det kan inte ses med blotta ögat, eftersom det ligger på ett betydande avstånd från jorden.

I atmosfären av Neptunus regerar de starkaste vindarna, enligt vissa forskare kan de nå hastigheter på 2100 km / h. 1989, under Voyager 2-flyget södra halvklotet planeten identifierades som en stor mörk fläck, exakt samma som den stora röda fläcken på planeten Jupiter. I den övre atmosfären är Neptunus temperatur nära 220 grader Celsius. Temperaturen i Neptunus centrum sträcker sig från 5400°K till 7000-7100°C, vilket motsvarar temperaturen på solens yta och den inre temperaturen på de flesta planeter. Neptunus har ett fragmenterat och svagt ringsystem som upptäcktes redan på 1960-talet men som officiellt bekräftades 1989 av Voyager 2.

Historien om upptäckten av planeten Neptunus

Den 28 december 1612 utforskade Galileo Galilei Neptunus och sedan den 29 januari 1613. Men i båda fallen antog han att Neptunus var en fixstjärna som förenade Jupiter på himlen. Det är därför upptäckten av Neptunus inte tillägnades Galileo.

I december 1612, under den första observationen, är Neptunus på plats, och på observationsdagen bytte han till bakåtrörelse. Retrograd rörelse spåras när vår planet kör om yttre planeten längs dess axel. Eftersom Neptunus var nära stationen var dess rörelse för svag, och Galileo kunde inte se den med sitt lilla teleskop.

Alexis Bouvard demonstrerade 1821 astronomiska tabeller över planeten Uranus omloppsbana. Senare observationer visade kraftiga avvikelser från de tabeller han skapade. Med tanke på denna omständighet föreslog forskaren att en okänd kropp stör Uranus omloppsbana med sin gravitation. Han skickade sina beräkningar till Astronomer Royal, Sir George Airy, som bad Cook om ett förtydligande. Han hade redan börjat utarbeta ett svar, men av någon anledning skickade han det inte och insisterade inte på att arbeta med denna fråga.

1845-1846 genomförde Urbain Le Verrier, oberoende av Adams, snabbt sina beräkningar, men hans landsmän delade inte hans entusiasm. Efter att ha granskat Le Verriers första uppskattning av Neptunus longitud och dess likhet med Adams uppskattning kunde Airy övertyga James Chiles, chef för Cambridge Observatory, att påbörja sökningen, som varade från augusti till september. Två gånger observerade Chiles faktiskt Neptunus, men som ett resultat av det faktum att han försenade bearbetningen av resultaten med mer sen deadline, misslyckades han med att identifiera planeten i tid.

Vid den här tiden övertygade Le Verrier astronomen Johann Gottfried Galle, som arbetar vid Berlins observatorium, att börja leta. Heinrich d'Arre, en student vid observatoriet, föreslog att Halle skulle jämföra den karta över himlen som ritats i regionen Le Verriers förutsagda plats med utsikten över himlen kl. det här ögonblicket att observera planetens rörelse i förhållande till fixstjärnorna. Den första natten upptäcktes planeten efter cirka 1 timmes sökande. Johann Encke, tillsammans med direktören för observatoriet, fortsatte att observera den del av himlen där planeten var belägen under 2 nätter, vilket resulterade i att de upptäckte dess rörelse i förhållande till stjärnorna och kunde försäkra sig om att det var faktiskt ny planet. Den 23 september 1846 upptäcktes Neptunus. Det är inom 1° från Le Verriers koordinater och ungefär 12° från koordinaterna som förutspåtts av Adams.

Omedelbart efter upptäckten följde en tvist mellan fransmännen och britterna om rätten att betrakta upptäckten av planeten som sin egen. Som ett resultat nådde de en konsensus och bestämde sig för att betrakta Le Verrier och Adams som medupptäckare. 1998 hittades återigen "Neptunus-papperen", som olagligt tillägnats av astronomen Olin J. Eggen och förvarades hos honom i trettio år. Efter hans död hittades de i hans ägo. Vissa historiker anser efter att ha granskat dokumenten att Adams inte förtjänar lika rättigheter som Le Verrier för att upptäcka planeten. Detta har i princip ifrågasatts tidigare, till exempel sedan 1966 av Dennis Rawlins. I tidningen Dio publicerade han en artikel som krävde att Adams lika rätt till upptäckt skulle erkännas som stöld. "Ja, Adams gjorde några beräkningar, men han var lite osäker på var Neptunus var," sa Nicholas Kollestrum 2003.

Ursprunget till namnet Neptunus

Under en viss tid efter upptäckten betecknades planeten Neptunus som "Le Verriers planet" eller som "den yttre planeten från Uranus". Halle var den första som föreslog idén om ett officiellt namn, vilket föreslog namnet "Janus". Chiles i England föreslog namnet "Ocean".

Le Verrier, som hävdade att han hade rätt att ge ett namn, föreslog att kalla det Neptunus, och trodde felaktigt att detta namn erkändes av den franska longitudbyrån. Forskaren försökte döpa planeten i oktober efter sitt eget namn "Leverrier" och fick stöd av direktören för observatoriet, men detta initiativ stötte på motstånd utanför Frankrike. Almanackor gav snabbt namnet Herschel (efter William Herschel, upptäckaren) för Uranus och Le Verrier för den nya planeten.

Men trots detta kommer Vasily Struve, chef för Pulkovo-observatoriet, att stanna vid namnet "Neptunus". Han meddelade sitt beslut vid den kejserliga vetenskapsakademins kongress den 29 december 1846, som ägde rum i St. Petersburg. Detta namn fick stöd utanför Rysslands gränser och blev mycket snart accepterat. internationellt namn planeter.

fysiska egenskaper

Neptunus har en massa på 1,0243 × 1026 kg och sticker ut mellanliggande mellan de stora gasjättarna och jorden. Hans vikt är sjutton gånger mer jord och 1/19 av Jupiters massa. När det gäller Neptunus ekvatorialradie motsvarar den 24 764 km, vilket är nästan fyra gånger jordens. Uranus och Neptunus klassas ofta som gasjättar ("isjättar") på grund av deras höga koncentrationer av flyktiga ämnen och deras mindre storlek.

Inre struktur

Det är omedelbart värt att notera det inre struktur Planeten Neptunus liknar Uranus struktur. Atmosfären är ungefär 10-20% av planetens totala massa, avståndet från ytan till atmosfären är 10-20% av avståndet från planetens yta till kärnan. Trycket nära kärnan kan vara 10 GPa. Koncentrationer av ammoniak, metan och vatten finns i den lägre atmosfären.

Denna varmare och mörkare region kondenseras gradvis till en överhettad flytande mantel, vars temperatur når 2000 - 5000 K. Vikten av planetens mantel överstiger jordens med tio till femton gånger, enligt olika uppskattningar är den rik på ammoniak, vatten , metan och andra föreningar. Denna materia kallas enligt allmänt accepterad terminologi isig, även om det är en tät och mycket het vätska. Denna vätska, som har en hög elektrisk ledningsförmåga, kallas ofta havet av vattenhaltig ammoniak. Metan på ett djup av 7 tusen km sönderdelas till diamantkristaller, "faller" på kärnan. Forskare har antagit att det finns ett helt hav av "diamantvätska". Planetens kärna består av nickel, järn och silikater och väger 1,2 gånger mer än vår planet. I mitten når trycket 7 megabar, vilket är miljontals gånger större än jordens. I mitten når temperaturen 5400 K.

Neptunus atmosfär

Forskare har upptäckt helium och ett vattenfall i den övre atmosfären. På denna höjd är de 19% och 80%. Dessutom spåras spår av metan. Metanabsorptionsband spåras vid våglängder som överstiger 600 nm i de infraröda och röda delarna av spektrumet. Liksom med Uranus är absorptionen av rött ljus av metan nyckelfaktor ger blå nyans Neptunus, även om den ljusa azurblå skiljer sig från den milda akvamarinen i Uranus. Eftersom andelen metan i atmosfären inte skiljer sig mycket från den i Uranus atmosfär, föreslår forskare att det finns någon okänd komponent i atmosfären som bidrar till bildningen av blå färg. Atmosfären är uppdelad i två huvudregioner, nämligen den nedre troposfären, där det sker en minskning av temperaturen med höjden, och stratosfären, där ett annat mönster observeras - temperaturen ökar med höjden. Tropopausgränsen (belägen mellan dem) ligger vid en trycknivå på 0,1 bar. Vid en trycknivå under 10-4 - 10-5 mikrobar ersätts stratosfären av termosfären. Gradvis går termosfären in i exosfären. Modeller av troposfären tillåter oss att anta att den, med hänsyn till höjden, består av moln med ungefärliga sammansättningar. I tryckzonen under 1 bar finns det moln på den övre nivån, där temperaturen bidrar till metankondensation.

Moln av svavelväte och ammoniak bildas vid tryck mellan 1 och 5 bar. Vid högre tryck kan moln bestå av ammoniumsulfid, ammoniak, vatten och vätesulfid. Djupare, vid ett tryck på cirka 50 bar, kan moln av vattenis bildas, vid en temperatur på 0 °C. Forskare föreslår att denna zon kan innehålla moln av svavelväte och ammoniak. Dessutom är det möjligt att moln av svavelväte och ammoniak kan hittas i denna zon.

För en så låg temperatur är Neptunus för långt från solen för att den ska kunna värma upp termosfären med UV-strålning. Det är möjligt att detta fenomen är en konsekvens av atmosfärisk interaktion med joner som finns i planetens magnetfält. En annan teori säger att den huvudsakliga uppvärmningsmekanismen är gravitationsvågor från de inre områdena av Neptunus, som sedan skingras i atmosfären. Termosfären innehåller spår kolmonoxid och vattnet som kom dit ifrån Externa källor(damm och meteoriter).

Neptunus klimat

Det är från skillnaderna mellan Uranus och Neptunus - nivån på meteorologisk aktivitet. Voyager 2, som flög nära uran 1986, registrerade svag atmosfärisk aktivitet. Neptunus, till skillnad från Uranus, visade tydliga väderförändringar när undersökningen gjordes 1989.

Vädret på planeten är annorlunda dynamiskt system stormar. Dessutom kan vindhastigheten ibland nå cirka 600 m/s (överljudshastighet). Under spårningen av molnens rörelse märktes en förändring i vindhastigheten. österut från 20 m/s; på den västra - till 325 m / s. När det gäller det övre molnlagret, här varierar också vindhastigheten: längs ekvatorn från 400 m/s; vid polerna - upp till 250 m/s. Samtidigt ger de flesta vindar en riktning som är motsatt till Neptunus rotation runt sin axel. Diagrammet över vindarna visar att deras riktning på höga breddgrader sammanfaller med planetens rotationsriktning, och kl. låga breddgrader helt mitt emot det. Skillnaden i vindriktningen, som forskare tror, ​​är en konsekvens av "skärmeffekten" och är inte förknippad med djupa atmosfäriska processer. Halten av etan, metan och acetylen i atmosfären i ekvatorialområdet är tiotals eller till och med hundratals gånger högre än innehållet av dessa ämnen i polområdet. En sådan observation ger anledning att tro att uppströmning finns vid Neptunus ekvator och närmare polerna. År 2007 märkte forskare att den övre troposfären Sydpolen planeten var 10 °C varmare jämfört med resten av Neptunus, där medeltemperaturen är -200 °C. Dessutom är en sådan skillnad tillräckligt för att metan i andra områden i den övre atmosfären ska vara i frusen form, och gradvis läcka ut i rymden vid sydpolen.

Därför att säsongsmässiga förändringar molnbanden på planetens södra halvklot ökade i albedo och storlek. Denna trend spårades tillbaka 1980, enligt experter kommer den att pågå till 2020 med början av en ny säsong på planeten, som ändras vart fyrtio år.

Neptunus månar

För närvarande har Neptunus tretton kända månar. Den största av dem väger mer än 99,5 % av totalvikt alla satelliter på planeten. Det här är Triton, som upptäcktes av William Lassell sjutton dagar efter upptäckten av själva planeten. Triton har, till skillnad från andra stora satelliter i vårt solsystem, en retrograd bana. Det är möjligt att den fångades av Neptunus gravitation och kan ha varit en dvärgplanet tidigare. Det är på ett litet avstånd från Neptunus för att fixeras i synkron rotation. Triton, på grund av tidvattenacceleration, spiralerar långsamt mot planeten och som ett resultat, när Roche-gränsen nås, kommer den att förstöras. Som ett resultat bildas en ring som kommer att vara mer kraftfull än Saturnus ringar. Det antas att detta kommer att ske efter en period på 10 till 100 miljoner år.

Triton är en av tre satelliter som har en atmosfär (tillsammans med Titan och Io). Möjligheten av att det finns ett flytande hav under Tritons isskorpa, liknande Europas hav, påpekas.

Nästa upptäckta Neptunus satellit var Nereid. Den har en oregelbunden form och är en av de högsta orbitala excentriciteterna.

Mellan juli och september 1989 upptäcktes ytterligare sex nya satelliter. Bland dem är det värt att notera Proteus, som har en oregelbunden form och hög densitet.

De fyra inre månarna är Thalassa, Naiad, Galatea och Despina. Deras banor är så nära planeten att de är inom dess ringar. Larissa, efter dem, upptäcktes först 1981.

Mellan 2002 och 2003 upptäcktes ytterligare fem oregelbundna månar av Neptunus. Eftersom Neptunus ansågs vara den romerska havsguden, fick hans månar namn efter andra havsdjur.

Tittar på Neptune

Det är ingen hemlighet att Neptunus inte är synlig från jorden för blotta ögat. Dvärgplaneten Ceres, Jupiters galileiska månar och asteroiderna 2 Pallas, 4 Vesta, 3 Juno, 7 Iris och 6 Hebe ser ljusare ut på himlen. För att observera planeten behöver du ett teleskop med en förstoring på 200x och en diameter på minst 200-250 mm. I det här fallet kan du se planeten som en liten blåaktig skiva, som påminner om Uranus.

Var 367:e dag, för en jordisk observatör, går planeten Neptunus in i en uppenbar retrograd rörelse, och bildar vissa imaginära slingor mot bakgrund av andra stjärnor under varje opposition.

Observation av planeten i radiovågsområdet visar att Neptunus är en källa till oregelbundna blixtar och kontinuerlig strålning. Båda fenomenen förklaras av ett roterande magnetfält. I den infraröda delen av spektrumet spåras Neptunus stormar väl. Du kan ställa in deras storlek och form, samt exakt spåra deras rörelser.

NASA planerar att skjuta upp Neptune Orbiter till Neptune 2016. Till dags dato, nej exakta datum lanseringen kallas inte officiellt, denna enhet ingår inte i planen för att utforska solsystemet.

Neptunus är den åttonde planeten från solen. Det stänger den grupp av planeter som kallas gasjättar.

Historien om upptäckten av planeten.

Neptunus var den första planeten vars existens astronomer visste redan innan de såg den genom ett teleskop.

Uranus ojämna rörelse i sin omloppsbana fick astronomer att tro att orsaken till detta beteende hos planeten är gravitationspåverkan från en annan himlakropp. Efter att ha utfört de nödvändiga matematiska beräkningarna upptäckte Johann Galle och Heinrich d'Arre vid Berlins observatorium en avlägsen blå planet 23 september 1846.

Det är mycket svårt att exakt svara på frågan tack vare vem Neptunus hittades. Många astronomer har arbetat i denna riktning och dispyter om detta pågår fortfarande.

10 saker du behöver veta om Neptunus!

1. Neptunus är den mest avlägsna planeten i solsystemet och upptar den åttonde omloppsbanan från solen;
2. Matematiker var de första att veta om existensen av Neptunus;
   
3. Det finns 14 månar som kretsar kring Neptunus;
4. Nepputnas omloppsbana avlägsnas från solen med i genomsnitt 30 AU;
5. En dag på Neptunus varar 16 jordtimmar;
6. Neptunus har bara besökts av en rymdfarkost, Voyager 2;
7. Runt Neptunus finns ett system av ringar;
8. Neptunus har den näst högsta gravitationen efter Jupiter;
9. Ett år på Neptunus varar 164 jordår;
10. Atmosfären på Neptunus är extremt aktiv;

Astronomiska egenskaper

Betydelsen av namnet på planeten Neptunus

Liksom andra planeter har Neptunus sitt namn från grekisk och romersk mytologi. Namnet Neptunus, efter den romerska havsguden, passar planeten förvånansvärt bra på grund av dess underbara blå nyans.

Fysiska egenskaper hos Neptunus

Ringar och satelliter

Det finns 14 kända månar som kretsar kring Neptunus, uppkallade efter mindre havsgudar och nymfer från den grekiska mytologin.Planetens största måne är Triton. Den upptäcktes av William Lassell den 10 oktober 1846, bara 17 dagar efter upptäckten av planeten.

Triton är den enda sfäriska månen i Neptunus. De återstående 13 kända satelliterna på planeten har en oregelbunden form. Förutom sin korrekta form är Triton känd för att ha en retrograd bana runt Neptunus (satellitens rotationsriktning är motsatt till Neptunus rotation runt solen). Detta ger astronomer anledning att tro att Triton fångades gravitationsmässigt av Neptunus snarare än att den bildades med planeten. Nya studier av Neputna-systemet har också visat en konstant minskning av höjden på Tritons omloppsbana runt moderplaneten. Det betyder att Triton om miljoner år kommer att falla på Neptunus eller helt förstöras av planetens kraftfulla tidvattenkrafter.

Nära Neptunus finns också ett system av ringar. Studier visar dock att de är relativt unga och mycket instabila.

Planetfunktioner

Neptunus är extremt långt från solen, därför är den osynlig för blotta ögat från jorden. Det genomsnittliga avståndet från vår stjärna är cirka 4,5 miljarder kilometer. Och på grund av dess långsamma rörelse i omloppsbana, varar ett år på planeten 165 jordår.

Huvudaxel magnetiskt fält Neptunus är, liksom Uranus, starkt lutande med avseende på planetens rotationsaxel och är cirka 47 grader. Detta påverkade dock inte dess kraft, som är 27 gånger större än jordens.

Trots det stora avståndet från solen och, som ett resultat, mindre energi från stjärnan, är vindarna på Neptunus tre gånger starkare än på Jupiter och nio gånger starkare än på jorden.

1989 såg rymdfarkosten Voyager 2, som flög nära Neptunussystemet, en stor storm i atmosfären. Denna orkan, som den stora röda fläcken på Jupiter, var tillräckligt stor för att innehålla jorden. Hastigheten i hans rörelse var också enorm och uppgick till cirka 1200 kilometer i timmen. Dock sådana atmosfäriska fenomen inte lika länge som på Jupiter. Efterföljande observationer av rymdteleskopet Hubble fann inga bevis för denna storm.

planetarisk atmosfär

Atmosfären i Neptunus skiljer sig inte mycket från andra gasjättar. I grund och botten består den av två komponenter av väte och helium med små föroreningar av metan och olika isar.

Användbara artiklar som kommer att svara på det mesta intressanta frågor om Saturnus.

deep sky objekt