Neptun to ósma planeta od Słońca. W niektórych miejscach jego orbita przecina się z orbitą Plutona. Jaką planetą jest Neptun? Należy do kategorii gigantów. Znak zodiaku - J.
Parametry
Gigantyczna planeta Neptun okrąża Słońce po orbicie eliptycznej bliskiej kołowej. Długość promienia wynosi 24 750 kilometrów. Ta liczba jest czterokrotnie większa niż na Ziemi. Prędkość obrotu własnej planety jest tak duża, że długość dnia wynosi 17,8 godziny.
Planeta Neptun znajduje się około 4500 milionów kilometrów od Słońca, więc światło dociera do obiektu w nieco ponad cztery godziny.
Chociaż średnia gęstość Neptuna jest prawie trzy razy mniejsza niż Ziemi (wynosi 1,67 g/cm³), jego masa jest 17,2 razy większa. Wynika to z dużego rozmiaru planety.
Cechy składu, warunków fizycznych i struktury
Neptun i Uran to planety oparte na zestalonych gazach z piętnastoprocentową zawartością wodoru i niewielką ilością helu. Jak sugerują naukowcy, niebieski olbrzym nie ma wyraźnej struktury wewnętrznej. Bardzowydaje się prawdopodobne, że wewnątrz Neptuna znajduje się gęste jądro o niewielkich rozmiarach.
Atmosfera planety składa się z helu i wodoru z niewielkimi domieszkami metanu. Na Neptunie często występują duże burze, ponadto charakterystyczne są dla niego wiry i silne wiatry. Te ostatnie wieją w kierunku zachodnim, ich prędkość może dochodzić do 2200 km/h.
Zauważono, że prędkość prądów i strumieni planet olbrzymów wzrasta wraz z odległością od Słońca. Wyjaśnienie tego wzoru nie zostało jeszcze znalezione. Dzięki zdjęciom wykonanym przez specjalny sprzęt w atmosferze Neptuna możliwe stało się szczegółowe zbadanie chmur. Podobnie jak Saturn czy Jowisz, ta planeta ma wewnętrzne źródło ciepła. Jest w stanie wyemitować do trzech razy więcej energii niż otrzymuje od Słońca.
Wielki krok naprzód
Według dokumentów historycznych Galileusz widział Neptuna 28.12.2016 r. Za drugim razem udało mu się zaobserwować nieznane ciało kosmiczne 29 stycznia 1613 roku. W obu przypadkach naukowiec wziął planetę za gwiazdę stałą, która jest w koniunkcji z Jowiszem. Z tego powodu Galileuszowi nie przypisuje się odkrycia Neptuna.
Ustalono, że podczas okresu obserwacji w 1612 roku planeta była w pozycji stojącej i właśnie w dniu, w którym Galileusz zobaczył ją po raz pierwszy, przesunęła się do tyłu. Proces ten obserwuje się, gdy Ziemia wyprzedza na swojej orbicie zewnętrzną planetę. Ponieważ Neptun znajdował się niedaleko stacji, jego ruch był zbyt słaby, aby móczauważ niewystarczająco mocny teleskop Galileusza.
W 1781 roku Herschelowi udało się odkryć Urana. Następnie naukowiec obliczył parametry jego orbity. Na podstawie uzyskanych danych Herschel doszedł do wniosku, że w procesie ruchu tego obiektu kosmicznego wystąpiły tajemnicze anomalie: albo wyprzedzał obliczoną, albo pozostawał w tyle. Fakt ten pozwolił nam założyć, że za Uranem znajduje się inna planeta, która zniekształca trajektorię swojego ruchu przez przyciąganie grawitacyjne.
W 1843 Adams był w stanie obliczyć orbitę tajemniczej ósmej planety, aby wyjaśnić zmiany orbity Urana. Naukowiec wysłał dane o swojej pracy do królewskiego astronoma - J. Aireya. Wkrótce otrzymał list z odpowiedzią z prośbą o wyjaśnienie niektórych kwestii. Adams zaczął tworzyć wymagane szkice, ale z jakiegoś powodu nigdy nie wysłał wiadomości, a następnie nie rozpoczął poważnych prac nad tym problemem.
Bezpośrednie odkrycie planety Neptun było wynikiem wysiłków Le Verrier, Galle i d'Are. 23 września 1846 roku, mając do dyspozycji dane o układzie elementów orbity poszukiwanego obiektu, przystąpili do pracy nad ustaleniem dokładnej lokalizacji tajemniczego obiektu. Już pierwszego wieczoru ich wysiłki zostały uwieńczone sukcesem. Odkrycie planety Neptun nazwano wówczas triumfem mechaniki niebieskiej.
Wybierz nazwę
Po odkryciu giganta zaczęli zastanawiać się, jak mu nadać imię. Pierwszą opcję zaproponował Johann Galle. Chciał ochrzcić odległy obiekt kosmiczny Janus na cześć symbolizującego bogapoczątek i koniec w starożytnej mitologii rzymskiej, ale ta nazwa nie przypadła do gustu wielu. O wiele cieplej została przyjęta propozycja Struvego, dyrektora Obserwatorium Pułkowo. Jego wersja – Neptun – stała się ostateczną. Przyznanie oficjalnej nazwy gigantycznej planecie położyło kres licznym sporom i nieporozumieniom.
Jak zmieniły się pomysły dotyczące Neptuna
Sześćdziesiąt lat temu informacje o niebieskim gigancie były inne niż dzisiaj. Pomimo tego, że okresy gwiezdne i synodyczne rotacji wokół Słońca były stosunkowo dokładnie znane, nachylenie równika do płaszczyzny orbity, istniały dane, które ustalono mniej dokładnie. Tak więc masę oszacowano na 17,26 Ziemi zamiast rzeczywistych 17,15, a promień równikowy - na 3,89, a nie 3,88 od naszej planety. Jeśli chodzi o okres gwiazdowy obrotu wokół osi, uważano, że wynosi on 15 godzin 8 minut, czyli o pięćdziesiąt minut mniej niż rzeczywisty.
Były również nieścisłości w niektórych innych parametrach. Na przykład, zanim Voyager 2 zbliżył się do Neptuna tak blisko, jak to możliwe, zakładano, że pole magnetyczne planety ma podobną konfigurację do ziemskiego. W rzeczywistości przypomina z wyglądu tak zwany rotator pochylony.
Trochę o rezonansach orbitalnych
Neptun jest w stanie wpłynąć na pas Kuipera znajdujący się w dużej odległości od niego. Ten ostatni jest reprezentowany przez pierścień mniejszych planet lodowych, podobny do pasa asteroid między Jowiszem a Marsem, ale o znacznie większym zasięgu. Pas Kuipera jest pod silnym wpływem przyciągania grawitacyjnego Neptuna,co skutkuje równymi lukami w jego strukturze.
Orbity tych obiektów, które są utrzymywane we wskazanym pasie przez długi czas, są ustalane przez tak zwane rezonanse świeckie z Neptunem. W niektórych przypadkach czas ten jest porównywalny z okresem istnienia Układu Słonecznego.
Strefy stabilności grawitacyjnej Neptuna nazywane są punktami Lagrange'a. W nich planeta zawiera dużą liczbę asteroid trojańskich, jakby ciągnąc je po całej orbicie.
Cechy struktury wewnętrznej
Pod tym względem Neptun jest podobny do Urana. Atmosfera stanowi około dwudziestu procent całkowitej masy omawianej planety. Im bliżej rdzenia, tym wyższe ciśnienie. Maksymalna wartość to około 10 GPa. Niższa atmosfera zawiera stężenie wody, amoniaku i metanu.
Elementy wewnętrznej struktury Neptuna:
- Górne chmury i atmosfera.
- Atmosfera utworzona przez wodór, hel i metan.
- Płaszcz (lód metanowy, amoniak, woda).
- Rdzeń z kamienia i lodu.
Charakterystyka klimatyczna
Jedną z różnic między Neptunem a Uranem jest stopień aktywności meteorologicznej. Według danych otrzymanych z sondy Voyager 2 pogoda na niebieskim olbrzymu zmienia się często i znacząco.
Zidentyfikowaliśmy niezwykle dynamiczny system burz z wiatrami, które osiągają prędkość nawet 600 m/s – prawie naddźwiękową (większość z nich wieje w kierunku przeciwnym do obrotu Neptuna wokół własnegooś).
W 2007 roku ujawniono, że górna troposfera południowego bieguna planety jest o dziesięć stopni Celsjusza cieplejsza niż w pozostałej części świata, gdzie temperatura wynosi około -200 ºС. Taka różnica wystarczy, aby metan z innych stref górnej atmosfery przedostał się w przestrzeń w rejonie bieguna południowego. Powstały „gorący punkt” jest konsekwencją osiowego nachylenia niebieskiego olbrzyma, którego południowy biegun jest zwrócony ku Słońcu od czterdziestu ziemskich lat. W miarę jak Neptun powoli przesuwa się po orbicie w przeciwną stronę wskazanego ciała niebieskiego, biegun południowy będzie stopniowo całkowicie przechodził w cień. W ten sposób Neptun wystawi swój północny biegun na Słońce. W konsekwencji strefa uwalniania metanu w kosmos przeniesie się do tej części planety.
Eskorty Gigantów
Neptun to planeta, która według dzisiejszych danych ma osiem satelitów. Wśród nich jeden duży, trzy średnie i cztery małe. Przyjrzyjmy się bliżej trzem największym.
Tryton
To największy satelita, jaki ma gigantyczna planeta Neptun. Został odkryty przez W. Lassella w 1846 roku. Triton znajduje się 394 700 km od Neptuna i ma promień 1600 km. Ma mieć atmosferę. Obiekt jest zbliżony rozmiarami do Księżyca. Według naukowców przed schwytaniem Neptuna Tryton był niezależną planetą.
Nereid
To drugi co do wielkości satelita rozważanej planety. Średnio jest 6,2 miliona kilometrów od Neptuna. Promień Nereidy wynosi 100 kilometrów, a średnica jest dwa razy większa. W celuaby dokonać jednego obrotu wokół Neptuna, ten satelita zajmuje 360 dni, czyli prawie cały rok ziemski. Odkrycie Nereid nastąpiło w 1949 roku.
Proteusz
Ta planeta zajmuje trzecie miejsce nie tylko pod względem wielkości, ale także odległości od Neptuna. Nie oznacza to, że Proteus ma jakieś szczególne cechy, ale to jego naukowcy zdecydowali się stworzyć trójwymiarowy interaktywny model na podstawie obrazów z aparatu Voyager 2.
Pozostałe satelity to małe planety, których w Układzie Słonecznym jest bardzo dużo.
Funkcje nauki
Neptun - która planeta pochodzi ze Słońca? Ósma. Jeśli dokładnie wiesz, gdzie jest ten olbrzym, możesz to zobaczyć nawet za pomocą potężnej lornetki. Neptun to dość trudne do zbadania ciało kosmiczne. Wynika to częściowo z faktu, że jego jasność jest nieco większa niż ósma magnitudo. Na przykład jeden z powyższych satelitów - Triton - ma jasność równą czternastu magnitudo. Do zlokalizowania dysku Neptuna wymagane są duże powiększenia.
Sonda Voyager 2 zdołała dotrzeć do obiektu takiego jak Neptun. Planeta (patrz zdjęcie w artykule) przyjęła gościa z Ziemi w sierpniu 1989 roku. Dzięki danym zebranym przez ten statek naukowcy mają przynajmniej trochę informacji o tym tajemniczym obiekcie.
Dane z Voyagera
Neptun to planeta, która miała Wielką Ciemną Plamę na półkuli południowej. To jestnajsłynniejszy szczegół dotyczący obiektu, uzyskany w wyniku pracy statku kosmicznego. Średnica tego miejsca była prawie równa Ziemi. Wiatry Neptuna niosły go z ogromną prędkością 300 m/sw kierunku zachodnim.
Według obserwacji HST (Kosmicznego Teleskopu Hubble'a) w 1994 roku, Wielka Ciemna Plama zniknęła. Zakłada się, że albo uległ rozproszeniu, albo został pokryty przez inne części atmosfery. Kilka miesięcy później dzięki teleskopowi Hubble'a udało się odkryć nową Plamę, która znajduje się już na północnej półkuli planety. Na tej podstawie możemy wywnioskować, że Neptun jest planetą, której atmosfera zmienia się gwałtownie – przypuszczalnie z powodu niewielkich wahań temperatur w dolnych i górnych chmurach.
Dzięki Voyagerowi 2 ustalono, że opisywany obiekt posiada pierścienie. Ich obecność została ujawniona w 1981 roku, kiedy jedna z gwiazd zaćmiła Neptuna. Obserwacje z Ziemi nie przyniosły większych rezultatów: zamiast pełnych pierścieni widoczne były tylko słabe łuki. Po raz kolejny na ratunek przyszedł Voyager 2. W 1989 roku aparat wykonał szczegółowe zdjęcia pierścieni. Jeden z nich ma ciekawą zakrzywioną strukturę.
Co wiadomo o magnetosferze
Neptun to planeta z dziwnie zorientowanym polem magnetycznym. Oś magnetyczna jest nachylona pod kątem 47 stopni w stosunku do osi obrotu. Na Ziemi znalazłoby to odzwierciedlenie w niezwykłym zachowaniu igły kompasu. W ten sposób biegun północny znajdowałby się na południe od Moskwy. Innym niezwykłym faktem jest to, że dla Neptuna oś symetrii pola magnetycznego nie przechodziprzez jego środek.
Pytania bez odpowiedzi
- Dlaczego na Neptunie wieją tak silne wiatry, kiedy jest bardzo daleko od Słońca? Aby przeprowadzić takie procesy, wewnętrzne źródło ciepła znajdujące się w głębi planety nie jest wystarczająco silne.
- Dlaczego w zakładzie brakuje wodoru i helu?
- Jak opracować stosunkowo niedrogi projekt do jak najpełniejszej eksploracji Urana i Neptuna za pomocą statku kosmicznego?
- W wyniku jakich procesów powstaje niezwykłe pole magnetyczne planety?
Nowoczesne badania
Stworzenie dokładnych modeli Neptuna i Urana w celu wizualnego opisania procesu powstawania lodowych olbrzymów okazało się trudnym zadaniem. Aby wyjaśnić ewolucję tych dwóch planet, wysunięto znaczną liczbę hipotez. Według jednego z nich oba olbrzymy pojawiły się z powodu niestabilności w podstawowym dysku protoplanetarnym, a później ich atmosfery zostały dosłownie zdmuchnięte przez promieniowanie dużej gwiazdy klasy B lub O.
Według innej koncepcji Neptun i Uran uformowały się stosunkowo blisko Słońca, gdzie gęstość materii jest wyższa, a następnie przeniosły się na swoje obecne orbity. Ta hipoteza stała się najbardziej powszechna, ponieważ może wyjaśniać istniejące rezonanse w pasie Kuipera.
Obserwacje
Neptun - która planeta pochodzi ze Słońca? Ósma. I nie da się tego zobaczyć gołym okiem. Wielkość giganta wynosi od +7,7 do +8,0. Więc jest ciemniejszy niż wieluobiekty niebieskie, w tym planeta karłowata Ceres, księżyce Jowisza i niektóre asteroidy. Do zorganizowania wysokiej jakości obserwacji planety potrzebny jest teleskop o co najmniej dwustukrotnym powiększeniu i średnicy 200-250 milimetrów. W lornetce 7x50 niebieski olbrzym będzie widoczny jako słaba gwiazda.
Zmiana średnicy kątowej rozważanego obiektu kosmicznego mieści się w zakresie 2,2-2,4 sekundy kątowej. Wynika to z faktu, że planeta Neptun znajduje się w bardzo dużej odległości od Ziemi. Niezwykle trudno było wydobyć fakty dotyczące stanu powierzchni błękitnego olbrzyma. Wiele się zmieniło wraz z pojawieniem się Teleskopu Kosmicznego Hubble'a i najpotężniejszych instrumentów naziemnych wyposażonych w optykę adaptacyjną.
Obserwacje planety w zakresie fal radiowych pozwoliły ustalić, że Neptun jest źródłem nieregularnych błysków, a także promieniowania ciągłego. Oba zjawiska można wyjaśnić wirującym polem magnetycznym niebieskiego olbrzyma. Na zimniejszym tle w podczerwonej strefie widma wyraźnie widoczne są zaburzenia w głębi atmosfery planety, tzw. burze. Są one generowane przez ciepło emanujące z kurczącego się rdzenia. Dzięki obserwacjom możesz jak najdokładniej określić ich wielkość i kształt, a także śledzić ich ruchy.
Tajemnicza planeta Neptun. Ciekawe fakty
- Przez prawie sto lat ten niebieski olbrzym był uważany za najbardziej odległego w całym Układzie Słonecznym. I nawet odkrycie Plutona nie zmieniło tego przekonania. Neptun - co to za planeta? ósmy, nieostatni, dziewiąty. Czasami jednak okazuje się, że jest najdalej od naszej oprawy. Faktem jest, że Pluton ma wydłużoną orbitę, która czasami jest bliżej Słońca niż orbita Neptuna. Niebieskiemu gigantowi udało się odzyskać status najdalszej planety. A wszystko dzięki temu, że Pluton został przeniesiony do kategorii obiektów karłowatych.
- Neptun jest najmniejszym z czterech znanych gazowych olbrzymów. Jego promień równikowy jest mniejszy niż w przypadku Urana, Saturna i Jowisza.
- Jak wszystkie planety gazowe, Neptun nie ma stałej powierzchni. Nawet gdyby statek kosmiczny zdołał się do niego dostać, nie byłby w stanie wylądować. Zamiast tego nastąpiłoby nurkowanie w głąb planety.
- Grawitacja Neptuna jest nieco większa niż grawitacja Ziemi (o 17%). Oznacza to, że siła grawitacji działa na obie planety niemal w ten sam sposób.
- Neptun potrzebuje 165 ziemskich lat, aby okrążyć Słońce.
- Niebieski, nasycony kolor planety jest wyjaśniony przez najsilniejsze linie takiego gazu, jak metan, dominujące w odbitym świetle giganta.
Wniosek
W procesie eksploracji kosmosu ogromną rolę odegrało odkrycie planet. Neptun i Pluton, a także inne obiekty, zostały odkryte w wyniku żmudnej pracy wielu astronomów. Najprawdopodobniej to, co obecnie ludzkość wie o Wszechświecie, to tylko niewielka część prawdziwego obrazu. Kosmos to wielka tajemnica, a jej rozwikłanie zajmie ponad sto lat.
