A Neptunusz légkörének hatása a bolygó hőmérsékleti rendszerére. A Neptunusz egy csodálatos bolygó. A Neptunusz bolygó légköre és hőmérséklete
A legszélén Naprendszer a kék bolygó található - Neptunusz. Egészen a közelmúltig ennek a bolygónak a nyolcadik sorszáma volt a bolygósorban, ezzel zárva a gázóriás bolygók csoportját. Ma, amikor a Plútót áthelyezték a törpebolygók kategóriájába, a Neptunusz az utolsó ismert bolygó a Naprendszerben. Mi ez a távoli világ? Melyik csillagrendszerünk utolsó bolygója?
A bolygótól 4,5 milliárd km-re lévő Nap fényes nagy csillagnak tűnik
A nyolcadik bolygó felfedezésének története
1846-ban jelentős esemény történt a csillagászat történetében. Először fedeztek fel nagy égi objektumot nem az égi szféra vizuális megfigyelésének eredményeként. A bolygót matematikai számításokkal fedezték fel, amelyek lehetővé tették az objektum helyének kiszámítását. Az ilyen cselekedetekhez a tudósok a Naprendszer hetedik bolygója, az Uránusz szokatlan viselkedését szorgalmazták. Még 1781-ben a csillagászok a harmadik gázóriást megfigyelve időszakos ingadozásokat fedeztek fel az Uránusz keringési útján, ami arra utalt, hogy külső gravitációs erők hatnak a bolygóra. Ez a tény adott okot arra a feltételezésre, hogy az Uránusz pályája mögött valamiféle nagy égitest található.
Az Uránusz és a Neptunusz közelsége miatt (az objektumok távolsága 10 876 AU) a bolygók szoros kölcsönhatásban vannak egymással, befolyásolva egymás pályaparamétereit
Az első feltevések azonban sokáig csak hipotézisek maradtak, mígnem 1845-46-ban John Coach Adams angol csillagász és matematikus matematikai számításokhoz ült. Annak ellenére, hogy egy másik bolygó létezését bizonyító tudományos munkája nem keltett feltűnést a tudományos közösségben, Adams erőfeszítései nem voltak hiábavalók. Szó szerint egy évvel később a francia Laverier belépett hasonló munka megerősítette Adams számításainak helyességét, bizonyítékokat adva egy új bolygó létezése mellett. Csak miután két független számítás érkezett, a tudományos közösség lázasan kutatni kezdett az éjszakai égbolton egy titokzatos objektum után a Naprendszer egy bizonyos területén. Ennek a kérdésnek sikerült pontot tennie a német Johann Halle-nak, aki már 1846. szeptember 23-án egy új bolygót fedezett fel a Naprendszer peremén.
A névvel kapcsolatban nem volt különösebb nehézség. A bolygókorongnak távcsövön keresztül nézve határozott kék árnyalata volt. Ez adta az új bolygó nevét Neptunusz, a tengerek ókori római istene tiszteletére. Így a Jupiter, a Szaturnusz és az Uránusz után az égboltot egy másik isten töltötte fel. Ennek érdeme a Pulkovo Obszervatórium igazgatója, Vaszilij Struve, aki elsőként javasolta ezt a nevet.
Távolsági séma: Neptunusz - Föld és Neptunusz - Nap. Az asztrofizikában ilyen hatalmas távolságok megjelölésére csillagászati egységekkel szokás operálni - A.E.
A felfedezett égitest meglehetősen nagy méretűnek bizonyult, ami valóban befolyásolhatja az Uránusz helyzetét a pályán. Az újonnan felfedezett bolygó a Naprendszer peremén található, 4,5 milliárd kilométerre a Naptól. Földünket nem kisebb távolság – 4,3 milliárd kilométer – választja el a nyolcadik bolygótól.
A nyolcadik bolygó asztrofizikai paraméterei
Ilyen hatalmas távolságban a Neptunusz alig látható az optikai műszerekben. Ez annak köszönhető, hogy a bolygó alig kúszik végig az égbolton, és könnyen összetéveszthető egy halványan pislákoló csillaggal. A tenger istenének keringési útja 60 ezer évig tart. Más szóval, amikor a Neptunusz visszatér arra a helyre, ahol 1846-ban felfedezték, 60 ezer éves lesz a Földön.
A Naprendszer bolygóinak sorrendje. A négy földi bolygót négy gázóriás bolygó követi, amelyek sorát a Neptunusz zárja le.
A nyolcadik bolygó pályájának asztrofizikai paramétereit már korai szakaszban kiszámították. Megállapították, hogy a Neptunusz a következő keringési jellemzőkkel rendelkezik:
- a perihéliumban a bolygó a Naptól 4 452 940 833 km távolságra van;
- az aphelionban a Neptunusz 4 553 946 490 km távolságra közelíti meg a főcsillagot;
- a pálya excentricitása csak 0,011214269;
- A Neptunusz 5,43 km/s sebességgel kering;
- A Neptun-napok 15 óra 8 percig tartanak;
- a Neptunusz tengelyirányú dőlése 28,32°.
A fenti adatokból látható, hogy a bolygó meglehetősen impozánsan viselkedik az űrben, kivéve azt a nagy sebességet, amellyel a Neptunusz a saját tengelye körül forog. A tárgynak az ekliptika síkjához viszonyított dőlésszöge lehetővé teszi, hogy a Nap egyenletesen megvilágítsa ennek a távoli és hideg világnak a felszínét. Az objektum ilyen helyzete biztosítja az évszakok váltakozását, melynek időtartama körülbelül 40 év.
Ami a fizikai paramétereket illeti, pontos adatok csak a 20. század végén születtek. A Neptunusz a negyedik legnagyobb bolygó a Naprendszerben, idősebb testvérei, a Jupiter, a Szaturnusz és az Uránusz mögött. Ennek a távoli objektumnak az átmérője 49 244 km. Jellemző, hogy a Neptunusz poláris és ekvatoriális összenyomódása közötti eltérések jelentéktelenek. A bolygó majdnem egy tökéletes golyó, ami majdnem négyszer akkora, mint a mi bolygónk. A Neptunusz tömege 1,0243 · 10²⁶ kg. Ez kevesebb, mint a Jupiter és a Szaturnusz, de 17-szerese a Föld tömegének.
A Neptunusz bolygó méretének összehasonlítása a Naprendszer többi bolygójával. Az Uránusz és a Neptunusz egyértelműen kiemelkedik a Jupiter és a Szaturnusz gázóriások méretéből.
A Voyager-2 űrszondától később kapott számítások lehetővé tették, hogy képet kapjunk a nyolcadik bolygó sűrűségéről, amely 1,638 g / cm³. Ez háromszor kevesebb, mint a Föld hasonló paramétere. Erre tekintettel a bolygót a gázóriás bolygók kategóriájába sorolták. Ennek ellenére a tudósok a Neptunust átmeneti típusú bolygónak tartják a földi bolygóktól a gáz- és jégszerkezetű bolygóobjektumokig. A Föld 17-szeresét meghaladó tömegű Neptunusz tömege jelentősen elmarad a Jupitertől – a legnagyobb bolygó tömegének mindössze 1/19-e. A kék bolygó gravitációs ereje a Jupiter paraméterei után a második.
A Neptunusz főbb jellemzői
Hosszas megfigyelések után kiderült, hogy a Neptunusznak nincs szilárd felülete. Más óriásbolygókhoz hasonlóan a nyolcadik bolygót is az jellemzi, hogy nincs egyértelmű határ a légkör és a képzeletbeli felszín között. A Neptunusz légköre állandó mozgásban van, és differenciális forgást tesz lehetővé. Az egyenlítői zónában a bolygó forgási ideje 5 órával hosszabb, mint a sarkokon. Ez a különbség a kék óriás légkörében óriási légeltolódást okoz, ami hozzájárul a legerősebb szelekhez. A nyolcadik bolygón folyamatosan fújnak a szelek, amelyek sebessége kozmikus sebesség - 600 s. A légáramlatok irányának éles változása okozza a viharokat, amelyek nagy része a Jupiter Vörös Foltjának méretéhez mérhető.
Sötét folt a Neptunusz légkörében. Az objektum, amely nagyon emlékeztet a Vörös Folt szerkezetére és dinamikájára, egy kolosszális vihar vidéke a Jupiteren.
Egy távoli bolygó légkörének kémiai összetétele hasonló a csillaganyag szerkezetéhez. A Neptunusz légburkában a hidrogén uralkodik, melynek mennyisége a rétegek magasságától függően 50-80% között változik. A felszíni levegőréteg többi része hélium 19%, valamivel kevesebb, mint 1,5% metán. Az űristen kék színét a metán légkörben való jelenléte magyarázza, amely teljesen elnyeli a vörös hullámokat a spektrális tartományban. Az Uránusszal ellentétben, amely úgy néz ki, mint egy halvány folt a teleszkóp lencséjén, a Neptunusz gazdag kék szín... Ez elvezeti a tudósokat arra az ötletre, hogy a bolygó légkörében is jelen legyen a metán és más olyan komponensek mellett, amelyek befolyásolják a színtartomány spektrumát. Ezek lehetnek aeroszolok ammóniakristályok és vízjég formájában.
A légköri réteg pontos mélysége még mindig nem ismert. Két réteg - a troposzféra és a sztratoszféra - jelenlétéről van információ. A Voyager-2-ből nyert adatoknak köszönhetően sikerült kiszámítani a tropopauzában a légköri nyomást, ami mindössze 0,1 bar. Ami a hőmérsékleti egyensúlyt illeti, a Naptól való nagy távolság miatt a hideg birodalma uralkodik a Neptunuszon. A hőmérséklet mínuszjellel eléri a 200 °C-ot. A termoszféra magas hőmérséklete rejtély a tudósok számára. Ezen a területen jelentős hőmérsékleti ugrást figyeltek meg, amely pluszjellel eléri a 476 Celsius-fokot.
A Neptunusz légkörének 80%-a hidrogén (H₂). A bolygó levegőburkában a hélium 15%. A maguk módján kémiai összetétel a gázóriás a kialakulásának korai szakaszában lévő csillaghoz hasonlít.
Elérhetőség magas hőmérsékletű a bolygó termoszférájában ionizációs folyamatok jelenlétét jelzi a Neptunusz légkörében. Egy másik változat szerint a bolygó gravitációs erői kölcsönhatásba lépnek a légkörrel, kinetikus energiát generálva a súrlódási folyamat során.
Ami magát a bolygót illeti, lehetséges, hogy a Neptunusznak szilárd magja van. Ezt bizonyítja a bolygó erős mágneses tere. A mag körül a köpeny vastag rétege található, amely forró és izzó folyékony anyag. Feltehetően a Neptun-köpeny ammóniából, metánból és vízből áll. A bolygó képzeletbeli felszíne forró jég. Ez utóbbi tényezőre tekintettel a bolygó jégóriásnak számít, ahol a gázok nagy része fagyott.
A Neptunusz szerkezetében nagyon hasonlít a gázóriások többi bolygójának szerkezetére, azonban a Jupiterrel és az Uránusszal ellentétben a gáznemű összetevőket fagyott jég képviseli.
A legújabb Neptun-kutatás és figyelemre méltó felfedezések
A világunkat elválasztó hatalmas távolság nem teszi lehetővé a Neptunusz intenzív és részletes tanulmányozását. Napfény négy óra alatt megérinti a nyolcadik bolygó légkörének felszínét. Tovább Ebben a pillanatban csak egy Földről indított űrhajónak sikerült eljutnia a Neptunusz közelébe. Ez 1989-ben történt, 12 évvel a Voyager 2 űrrepülése után. A Neptunusz felfedezésével a Naprendszer mérete csaknem megkétszereződött. Még a bolygó felfedezésének idején is sikerült felfedezni legnagyobb műholdját, amely a komor Triton nevet kapta. Ez a műhold gömb alakú bolygó alakja... Ezt követően további 12 holdat sikerült azonosítani, amelyek rendelkeznek szabálytalan alakú.
A Neptunusznak 13 van természetes műholdak... Közülük a legnagyobbak a Triton, a Nereid, a Proteus és a Thalassa.
A Voyager repülése után világossá vált, hogy a Triton a leghidegebb hely a Naprendszerben. A műhold felszínén -235 ⁰C hőmérsékletet regisztráltak.
A tudósok feltételezik, hogy ezeket a tárgyakat egy óriásbolygó fogta el a Kuiper-övből. A Neptunusz gyűrűinek természete hasonló. A mai napig a bolygó három fő gyűrűjét fedezték fel: az Adams-, a Laverrier- és a Halle-gyűrűket.
A Naprendszer legtávolabbi bolygójának későbbi tanulmányait az AMS "Neptune Orbiter" repülésével hozták összefüggésbe. A kilövést 2016-ra tervezték, de a szonda indítását el kellett halasztani. Feltehetően folynak a munkálatok a jövőbeni kutatások feladatainak bővítésén, amelyek magukban foglalják a szonda működését a Naprendszer peremvidékein.
A Neptunusz a nyolcadik bolygó a Naprendszerünkben. A tudósok az égbolt folyamatos megfigyelései és mélyreható matematikai kutatásai alapján fedezték fel először. Urbain Joseph Le Verrier hosszas viták után megosztotta megfigyeléseit a Berlini Obszervatóriummal, ahol Johann Gottfried Halle tanulmányozta azokat. 1846. szeptember 23-án ott fedezték fel a Neptunuszt. Tizenhét nappal később társát, Tritont is megtalálták.
A Neptunusz bolygó 4,5 milliárd km-re található a Naptól. 165 éve haladja meg a pályáját. Szabad szemmel nem látható, mivel jelentős távolságra van a Földtől.
A legerősebb szelek a Neptunusz légkörében uralkodnak, egyes tudósok szerint 2100 km / h sebességet is elérhetnek. 1989-ben, a Voyager 2 űrszonda elrepülése során a bolygó déli féltekén egy Nagy Sötét Folt tárult fel, pontosan ugyanaz, mint a Nagy Vörös Folt a Jupiter bolygón. A felső légkörben a Neptunusz hőmérséklete megközelíti a 220 Celsius-fokot. A Neptunusz középpontjában a hőmérséklet 5400 ° K és 7000-7100 ° C között mozog, ami megfelel a Nap felszíni hőmérsékletének és a legtöbb bolygó belső hőmérsékletének. A Neptunusz töredezett és gyenge gyűrűrendszerrel rendelkezik, amelyet az 1960-as években fedeztek fel, de a Voyager 2 hivatalosan 1989-ben megerősítette.
A Neptunusz bolygó felfedezésének története
Galileo Galilei 1612. december 28-án fedezte fel a Neptunuszt, majd 1613. január 29-én. De mindkét esetben összetévesztette a Neptunust egy állócsillaggal, amely a Jupiterrel együtt volt az égen. Éppen ezért a Neptunusz felfedezését nem tulajdonították Galileinek.
1612 decemberében, az első megfigyeléskor a Neptunusz állóponton van, és a megfigyelés napján átváltott hátrafelé mozgásra. A visszafelé mozgás akkor követhető nyomon, amikor bolygónk a tengelyén megelőzi a külső bolygót. Mivel a Neptunusz az állópont közelében volt, a mozgása túl gyenge volt ahhoz, hogy Galilei lássa kis távcsövével.
Alexis Bouvard 1821-ben az Uránusz bolygó pályájának csillagászati táblázatait mutatta be. A későbbi megfigyelések erős eltéréseket mutattak az általa készített táblázatoktól. Ezt a körülményt figyelembe véve a tudós azt javasolta, hogy az ismeretlen test a gravitációjával megzavarja az Uránusz pályáját. Számításait elküldte Sir George Airy királyi csillagásznak, aki magyarázatot kért Kuhtól. Már elkezdte felvázolni a választ, de valamiért nem küldte el, és nem ragaszkodott ahhoz, hogy foglalkozzon ezzel a kérdéssel.
1845-1846-ban Urbain Le Verrier Adamstől függetlenül gyorsan elvégezte számításait, de honfitársai nem osztoztak lelkesedésében. Miután áttekintette Le Verrier első becslését a Neptunusz hosszúsági fokára és annak Adams becsléséhez való hasonlóságára, Airy meggyőzte James Chilest, a Cambridge-i Obszervatórium igazgatóját, hogy kezdje meg a kutatást, amely augusztustól szeptemberig tartott. Chiles kétszer is megfigyelte a Neptunust, de amiatt, hogy több időre elhalasztotta az eredmények feldolgozását késői időpont, nem sikerült időben azonosítania a bolygót.
Ekkor Le Verrier rávette Johann Gottfried Halle csillagászt, aki a Berlini Obszervatóriumban dolgozik, hogy kezdje el a kutatást. Heinrich d'Arre obszervatórium hallgatója azt javasolta, hogy Halle hasonlítsa össze a Le Verrier megjósolt helyének régiójában lévő égbolt térképét a jelenlegi égbolttal, hogy megfigyelje a bolygó mozgását az állócsillagokhoz képest. Az első éjszaka a bolygót körülbelül 1 órás keresés után fedezték fel. Johannes Encke az obszervatórium igazgatójával együtt 2 éjszakán keresztül folytatta az égbolt azon részének megfigyelését, ahol a bolygó található, aminek eredményeként felfedezték a csillagokhoz viszonyított mozgását, és meg tudták győződni arról, hogy valójában egy új bolygó. 1846. szeptember 23-án fedezték fel a Neptunuszt. 1°-on belül van a Le Verrier-koordinátáktól és körülbelül 12°-on belül az Adams által megjósolt koordinátáktól.
Közvetlenül a felfedezés után vita alakult ki a franciák és a britek között a bolygó felfedezésének jogáról. Ennek eredményeként konszenzusra jutottak, és úgy döntöttek, hogy Le Verrier-t és Adamst társfelfedezőnek tekintik. 1998-ban ismét előkerültek a "Neptun-papírok", amelyeket illegálisan Olin J. Eggen csillagász tulajdonítottak el, és harminc évig nála őrizték. Halála után megtalálták őket nála. Egyes történészek a dokumentumok átdolgozása után úgy vélik, hogy Adams nem érdemel egyenlő jogokat Le Verrier-vel a bolygó felfedezéséhez. Ezt elvileg korábban is megkérdőjelezte, például 1966 óta Dennis Rawlins. A "Dio" magazinban közzétett egy cikket, amelyben azt követelte, hogy ismerjék el Adams egyenlőségét a lopás felfedezésével. "Igen, Adams végzett néhány számítást, de kissé bizonytalan volt a Neptunusz helyével kapcsolatban" - mondta Nicholas Collestrum 2003-ban.
A Neptun név eredete
A felfedezés után egy bizonyos ideig a Neptunusz bolygót "Le Verrier bolygónak" vagy "az Uránuszon kívüli bolygónak" nevezték. A hivatalos névvel kapcsolatos első ötletet Halle vetette fel, aki a „Janus” nevet javasolta. Az angliai chiles az "óceán" nevet javasolta.
Le Verrier azt állította, hogy joga van nevet adni, azt javasolta, hogy nevezzék el Neptunnak, mert tévesen azt hitte, hogy ezt a nevet a francia hosszúsági hivatal elismerte. A tudós októberben megpróbálta "Le Verrier" néven elnevezni a bolygót, és az obszervatórium igazgatója is támogatta, de ez a kezdeményezés Franciaországon kívül ellenállásba ütközött. Az Almanachok gyorsan visszahozták a Herschel nevet (William Herschel, a felfedező után) az Uránuszra és a Le Verrier nevet az új bolygóra.
Ennek ellenére Vaszilij Struve, a Pulkovo Obszervatórium igazgatója a „Neptunusz” névre fog összpontosítani. Döntését a Birodalmi Tudományos Akadémia 1846. december 29-i kongresszusán jelentette be, amelyre Szentpéterváron került sor. Ez a név Oroszországon kívül is támogatást kapott, és hamarosan a bolygó elfogadott nemzetközi elnevezése lett.
fizikai jellemzők
A Neptunusz tömege 1,0243 × 1026 kg, és közbenső kapcsolatként működik a nagy gázóriások és a Föld között. Súlya tizenhétszeres több földetés a Jupiter tömegének 1/19-e. Ami a Neptunusz egyenlítői sugarát illeti, 24 764 km-nek felel meg, ami majdnem négyszer nagyobb, mint a Földé. Az Uránuszt és a Neptunuszt gyakran a gázóriások közé ("jégóriások") sorolják, magas illékonyanyag-koncentrációjuk és kisebb méretük miatt.
Belső szerkezet
Azonnal meg kell jegyezni, hogy belső szerkezet a Neptunusz bolygó hasonló az Uránusz szerkezetéhez. A légkör a bolygó össztömegének hozzávetőlegesen 10-20%-a, a felszín és a légkör távolsága a bolygó felszíne és a mag közötti távolság 10-20%-a. Az atommag közelében a nyomás 10 GPa lehet. Az ammónia, metán és víz koncentrációja az alsó légkörben található.
Ez a forróbb és sötétebb terület fokozatosan túlhevült folyadékköpennyé tömörül, melynek hőmérséklete eléri a 2000-5000 K-t. A bolygó köpenyének tömege tíz-tizenötször nagyobb, mint a Földé, különböző becslések szerint gazdag. ammóniában, vízben, metánban és más vegyületekben. Ezt az anyagot az általánosan elfogadott terminológia szerint jegesnek nevezik, pedig sűrű és nagyon forró folyadék. Ezt a nagy elektromos vezetőképességű folyadékot gyakran a vizes ammónia óceánjának nevezik. 7 ezer km-es mélységben a metán gyémántkristályokká bomlik, "esik" a magra. A tudósok azt feltételezték, hogy a „gyémánt folyadékból” egy egész óceán van. A bolygó magja nikkelből, vasból és szilikátokból áll, súlya 1,2-szer nagyobb, mint bolygónk. Középen a nyomás eléri a 7 megabart, ami milliószor nagyobb, mint a Földén. A központban a hőmérséklet eléri az 5400 K-t.
A neptunusz légköre
A tudósok héliumot és vízesést fedeztek fel a felső légkörben. Ezen a magasságon 19% és 80%. Ezen kívül vannak nyomokban metán is. A metán abszorpciós sávokat 600 nm-nél nagyobb hullámhosszon követik a spektrum infravörös és vörös részén. Az Uránuszhoz hasonlóan a metán vörös fény elnyelése kulcsfontosságú tényező a Neptunusz kék árnyalatában, bár a fényes azúrkék eltér az Uránusz mérsékelt akvamarin színétől. Mivel a metán százalékos aránya a légkörben nem sokban különbözik az Uránusz százalékától, a tudósok arra utalnak, hogy a légkörben van valami ismeretlen összetevő, amely hozzájárul a kék szín kialakulásához. A légkör két fő régióra oszlik, nevezetesen az alsó troposzférára, ahol a hőmérséklet a magassággal csökken, és a sztratoszférára, ahol egy másik minta nyomon követhető - a hőmérséklet a magassággal nő. A tropopauza határa (köztük található) 0,1 bar nyomásszinten található. 10-4 - 10-5 mikrobar alatti nyomásszintnél a sztratoszférát termoszféra váltja fel. A termoszféra fokozatosan átmegy az exoszférába. A troposzféra modelljei azt sugallják, hogy a magasság alapján hozzávetőleges összetételű felhőkből áll. Az 1 bar alatti nyomászónában a felső szint felhőzetei vannak, ahol a hőmérséklet kedvez a metán lecsapódásának.
1 és 5 bar közötti nyomáson hidrogén-szulfid és ammónia felhők képződnek. Magasabb nyomáson a felhők ammónium-szulfidból, ammóniából, vízből és kénhidrogénből állhatnak. Mélyebben, körülbelül 50 bar nyomáson vízjégfelhők képződhetnek, amikor a hőmérséklet 0 °C. A tudósok szerint ez a zóna hidrogén-szulfid és ammónia felhőket tartalmazhat. Ezenkívül lehetséges, hogy ezen a területen hidrogén-szulfid és ammónia felhők találhatók.
Ilyen alacsony hőmérséklethez a Neptunusz túl messze van a Naptól ahhoz, hogy UV-sugárzással felmelegítse a termoszférát. Lehetséges, hogy ez a jelenség a bolygó mágneses mezejében lévő ionokkal való légköri kölcsönhatás következménye. Egy másik elmélet szerint a fő fűtési mechanizmus a Neptunusz belső régióiból származó gravitációs hullámok, amelyek ezt követően eloszlanak a légkörben. A termoszféra szén-monoxid- és víznyomokat tartalmaz, amelyeket külső források (por és meteoritok) zártak be.
A Neptunusz klímája
Ez az Uránusz és a Neptunusz közötti különbségekből adódik - a meteorológiai aktivitás szintje. A Voyager 2, amely 1986-ban az urán közelében repült, gyenge légköri aktivitást regisztrált. A Neptunusz, az Uránusszal ellentétben, jelentős időjárási változásokat mutatott, amikor 1989-ben forgatták.
A bolygó időjárását erős dinamikus viharrendszer jellemzi. Ezenkívül a szél sebessége néha elérheti a 600 m / s-ot (szuperszonikus sebesség). A felhők mozgásának nyomon követése során a szélsebesség változását figyelték meg. kelet felé 20 m/s-tól; nyugaton - 325 m / s-ig. Ami a felső felhőréteget illeti, itt is változik a szél sebessége: az Egyenlítő mentén 400 m/s-tól; az oszlopokon - 250 m / s-ig. Ebben az esetben a legtöbb szél olyan irányt ad, amely ellentétes a Neptunusz tengelye körüli forgásával. A szelek diagramja azt mutatja, hogy irányuk nagy szélességeken egybeesik a bolygó forgási irányával, alacsony szélességeken pedig teljesen ellentétes vele. A szelek irányának különbsége, amint azt a tudósok úgy vélik, a "képernyő-effektus" következménye, és nincs összefüggésben mély légköri folyamatokkal. A légkör etán-, metán- és acetiléntartalma az egyenlítői régióban tízszer, sőt százszor nagyobb, mint ezeknek az anyagoknak a pólusok tartományában. Ez a megfigyelés okot ad arra, hogy feltételezzük, hogy a Neptunusz egyenlítőjénél és a sarkokhoz közelebb van egy feláramlás. 2007-ben a tudósok észrevették, hogy a bolygó déli pólusának felső troposzférája 10 °C-kal melegebb, mint a Neptunusz többi részén, ahol az átlaghőmérséklet -200 °C. Ráadásul ez a különbség elég ahhoz, hogy a metán a felső légkör többi részében megfagyjon, és fokozatosan szivárogjon az űrbe a Déli-sarkon.
Az évszakos változások miatt a bolygó déli féltekén a felhősávok albedója és mérete megnőtt. Ezt a tendenciát 1980-ban követték nyomon, a szakértők szerint egészen 2020-ig fog tartani a bolygón egy új évszak kezdetével, amely negyvenévenként változik.
A Neptunusz holdjai
Jelenleg a Neptunusznak tizenhárom ismert műholdja van. Közülük a legnagyobb súlya a bolygó összes műholdjának össztömegének több mint 99,5%-a. Ez a Triton, amelyet William Lassell fedezett fel tizenhét nappal magának a bolygónak a felfedezése után. A Triton, ellentétben a Naprendszerünk többi nagy műholdjával, retrográd pályával rendelkezik. Lehetséges, hogy a Neptunusz gravitációja fogta el, és a múltban törpebolygó lehetett. Kis távolságra van a Neptunusztól, hogy szinkronizált forgásban rögzítsék. A Triton az árapálygyorsulás miatt lassan spirálisan halad a bolygó felé, és ennek következtében a Roche határérték elérésekor megsemmisül. Ennek eredményeként egy gyűrű keletkezik, amely erősebb lesz, mint a Szaturnusz gyűrűi. Feltételezések szerint ez 10-100 millió éven belül fog megtörténni.
A Triton egyike a három légkörű holdnak (a Titánnal és az Io-val együtt). Felhívják a figyelmet egy folyékony óceán létezésének lehetőségére a Triton jégkérge alatt, hasonlóan az Európa-óceánhoz.
A következő felfedezett Neptun műhold Nereid volt. Szabálytalan alakú, és a pálya legmagasabb excentricitásai közé tartozik.
1989 júliusa és szeptembere között további hat új műholdat fedeztek fel. Közülük érdemes megemlíteni a Proteust, amely szabálytalan alakú és nagy sűrűségű.
A négy belső hold: Thalassa, Naiad, Galatea és Despina. A pályájuk olyan közel van a bolygóhoz, hogy a gyűrűin belül vannak. A mellettük lévő Larissát először 1981-ben fedezték fel.
2002 és 2003 között a Neptunusz öt további szabálytalan műholdját fedezték fel. Mivel Neptunust a tengerek római istenének tartották, holdjait más tengeri lényekről nevezték el.
Neptunusz megfigyelése
Nem titok, hogy a Neptunusz szabad szemmel nem látható a Földről. A Ceres törpebolygó, a Jupiter galileai holdjai és a 2 Pallas, 4 Vesta, 3 Juno, 7 Iris és 6 Hebe aszteroidák fényesebben láthatók az égen. A bolygó megfigyeléséhez 200-szoros nagyítású, legalább 200-250 mm átmérőjű távcsőre van szükség. Ebben az esetben a bolygót egy kis kékes korongnak láthatja, amely az Uránuszra emlékeztet.
Egy földi megfigyelő számára 367 naponként a Neptunusz bolygó látszólagos retrográd mozgásba lép, és bizonyos képzeletbeli hurkokat képez a többi csillag hátterében az egyes oppozíciók időszakában.
A bolygó rádiófrekvenciás tartományban történő megfigyelése azt mutatja, hogy a Neptunusz szabálytalan kitörések és folyamatos sugárzás forrása. Mindkét jelenséget a forgó mágneses tér magyarázza. A spektrum infravörös részén a Neptunusz viharai jól követhetők. Beállíthatja méretüket és alakjukat, valamint pontosan követheti mozgásukat.
2016-ban a NASA a Neptune Orbiter űrszondát a Neptunusz felé indítja. A mai napig hivatalosan nem nevezték meg a pontos indulási dátumokat, ez a készülék nem szerepel a Naprendszer feltárásának tervében.
A Neptunusz a nyolcadik bolygó a Naptól és az utolsó ismert bolygó. Annak ellenére, hogy ez a harmadik legnagyobb tömegű bolygó, átmérőjét tekintve csak a negyedik. Kék színe miatt a Neptunusz a tenger római istenének nevét kapta.
Ahogy elkötelezi magát bizonyos tudományos felfedezések a tudósok gyakran vitáznak arról, hogy az elméletek közül melyik a megbízható. A Neptunusz felfedezése világos példája ennek a vitának.
A bolygó 1781-es felfedezése után a csillagászok észrevették, hogy pályája jelentős ingadozásoknak van kitéve, aminek elvileg nem szabadna lennie. Ennek az érthetetlen jelenségnek az igazolására hipotézist állítottak fel egy bolygó létezéséről, amelynek gravitációs tere okozza az Uránusz pályaeltéréseit.
A Neptunusz létezésével kapcsolatos első tudományos munkák azonban csak 1845-1846-ban jelentek meg, amikor John Coach Adams angol csillagász közzétette számításait ennek az akkor még ismeretlen bolygónak a helyzetéről. Azonban hiába nyújtotta be munkáját a Royal Scientific Society-hez (a vezető angol kutatószervezet), munkája nem váltotta ki a várt érdeklődést. Csak egy évvel később Jean Joseph Le Verrier francia csillagász is bemutatott olyan számításokat, amelyek feltűnően hasonlítottak Adams számításaihoz. Független értékelések eredményeként tudományos munka két tudós, a tudományos közösség végül egyetértett következtetéseikkel, és megkezdték a bolygó keresését az égbolt régiójában, amit Adams és Le Verrier tanulmányai jeleztek. Magát a bolygót 1846. szeptember 23-án fedezte fel Johann Gall német csillagász.
A Voyager 2 1989-es elrepülése előtt az emberiség nagyon kevés információval rendelkezett a Neptunusz bolygóról. A küldetés adatokat szolgáltatott a Neptunusz gyűrűiről, a holdak számáról, a légkörről és a forgásról. Ezenkívül a Voyager 2 feltárta a Neptunusz Triton holdjának jelentős jellemzőit. A világ űrügynökségei a mai napig nem terveznek küldetést erre a bolygóra.
A Neptunusz légkörének felső rétegei 80% hidrogén (H2), 19% hélium és kis mennyiségű metán. Az Uránuszhoz hasonlóan a Neptunusz kék színe a légköri metánnak köszönhető, amely a vörösnek megfelelő hullámhosszon nyeli el a fényt. Az Uránusszal ellentétben azonban a Neptunusznak mélyebb kék színe van, ami azt jelzi, hogy a Neptunusz légkörében olyan komponensek vannak jelen, amelyek nincsenek az Uránusz légkörében.
A Neptunusz időjárási viszonyai kettő megkülönböztető tulajdonságok... Először is, amint azt a Voyager 2 elrepülése során megjegyeztük, ezek az úgynevezett sötét foltok. Ezek a viharok léptéküket tekintve a Jupiter Nagy Vörös Foltjához hasonlíthatók, de időtartamukat tekintve jelentősen eltérnek egymástól. A Nagy Vörös Folt néven ismert vihar évszázadok óta tart, a Neptunusz sötét foltjai pedig csak néhány évig tarthatnak fenn. Ezt az információt a Hubble Űrteleszkóp megfigyelései erősítették meg, amelyet mindössze négy évvel a Voyager 2 felrepülése után küldtek a bolygóra.
A bolygó második figyelemre méltó időjárási jelensége a gyorsan mozgó viharok. fehér, amely a „Scooter” nevet kapta. A megfigyelések szerint ez egyfajta viharrendszer, amelynek méretei jóval kisebbek a méreteknél sötét foltokés a várható élettartam még rövidebb.
Más gázóriások légköréhez hasonlóan a Neptunusz légköre is szélességi sávokra oszlik. A szél sebessége ezen sávok némelyikében eléri a 600 m/s-ot, vagyis a bolygó szelei a leggyorsabbnak nevezhetők a Naprendszerben.
A neptunusz szerkezete
A Neptunusz tengelyének dőlése 28,3°, ami viszonylag közel áll a Föld 23,5°-ához. Figyelembe véve a bolygó Naptól való jelentős távolságát, a Neptunusz évszakainak a Földéhez hasonlítható jelenléte meglehetősen meglepő és teljesen feltáratlan jelenség a tudósok számára.
A Neptunusz holdjai és gyűrűi
Ma már ismert, hogy a Neptunusznak tizenhárom műholdja van. Ebből a tizenháromból csak egynek van nagy és gömb alakú. Van egy tudományos elmélet, amely szerint a Triton, a Neptunusz legnagyobb holdja egy törpebolygó, amelyet elfogtak. gravitációs mezőés ezért természetes eredete kérdéses. Ennek az elméletnek a bizonyítéka a Triton retrográd pályája – a műhold a Neptunusszal ellentétes irányba forog. Ráadásul -235 °C-os felszíni hőmérsékletével a Triton a leghidegebb ismert objektum a Naprendszerben.
A Neptunusznak három fő gyűrűje van: Adams, Le Verrier és Halle. Ez a gyűrűrendszer sokkal gyengébb, mint a többi gázóriásé. A bolygó gyűrűrendszere annyira homályos, hogy egy ideig a gyűrűket hibásnak tekintették. A Voyager 2 által közvetített képek azonban azt mutatták, hogy ez valójában nem így van, és a gyűrűk teljesen körülveszik a bolygót.
A Neptunusznak 164,8 földi évre van szüksége ahhoz, hogy teljesen megkerülje a Napot. 2011. július 11-én fejeződött be a bolygó első teljes forradalma 1846-os felfedezése óta.
A Neptunust Jean Joseph Le Verrier fedezte fel. A bolygó ismeretlen maradt az ókori civilizációk számára, mivel szabad szemmel nem volt látható a Földről. A bolygót eredetileg Le Verriernek hívták, felfedezője után. A tudományos közösség azonban gyorsan elhagyta ezt a nevet, és a Neptunusz nevet választották.
A bolygót Neptunusznak nevezték el az ókori római tengeristenről.
A Neptunusz a második legnagyobb gravitációval rendelkezik a Naprendszerben, csak a Jupiter után.
A Neptunusz legnagyobb holdját Tritonnak hívják, 17 nappal a Neptunusz felfedezése után fedezték fel.
A Jupiter Nagy Vörös Foltjához hasonló vihar figyelhető meg a Neptunusz légkörében. Ennek a viharnak a térfogata a Földéhez hasonló, és Nagy Sötét Foltnak is nevezik.
A Neptunusz a Voyager 2-ből nézve
A tudósok szerint a Neptunusz az egyik leghidegebb hely a Naprendszerben. A bolygó legfelső felhőrétegének (ahol a nyomás 0,1 bar) hőmérséklete 55 Kelvin-fokra csökkenhet. -218 Celsius fok van.
Neptunusz hőmérséklete
A légkör átlaghőmérséklete azon a szinten, ahol a nyomás 1 bar (ami megközelítőleg megegyezik 1 atmoszféra nyomásával, mint a Föld felszínén), 73 K (-200 Celsius).
De van egy furcsa anomália a bolygó déli pólusán. 10 fokkal melegebb van, mint az óriás más részein. Ez az úgynevezett "forró pont" azért jelent meg, mert a déli pólus jelenleg a nap felé néz. Ahogy mozog a pályán, a különböző régiók megvilágítása változik. Idővel az Északi-sarkon melegebb lesz, a Déli-sarkon pedig lehűl.
Ha virtuális utazást teszünk a bolygó középpontjába, azt tapasztaljuk, hogy a melegsége a mélységgel meredeken növekszik. Mint minden bolygó esetében, a belső rétegek hőmérséklete sokkal magasabb, mint a felszíné.
A maghőmérséklet 7000 Celsius fok, ami valamivel magasabb, mint a Nap felszíne.
A központ és a felszíne közötti hatalmas hőmérséklet-különbség hatalmas viharokat okoz. A szél sebessége körülbelül 2100 km / h, ami a leggyorsabb a Naprendszerben.
Milyen hőmérsékletű a bolygó a Naprendszer többi objektumához képest? A Plútónak csak 33 Kelvinje van, ami hidegebb, mint a Neptunusz. De a Plútó már nem bolygó, így nem biztos, hogy a Naprendszer leghidegebb bolygója. Az Uránuszon a felhőréteg hőmérséklete (1 bar nyomáson) átlagosan 76 Kelvin. Más bolygók sokkal melegebbek, akár +425 Celsius-fok is a Merkúr felszínén.
| · · · · | |
A Neptunusz a nyolcadik bolygó. Súlyban a harmadik helyen áll, méretben viszont a negyedik helyen áll. 17-szer könnyebb nála, bolygónk átmérője pedig négyszer kisebb.
A pólusoknál összenyomott gázgömb közel 50 000 km átmérőjű. Az 5,43 km/s-os keringési sebességgel keringő Neptunusz 164,8 év alatt repül el.
De a nap itt 6 óra 6 perc. A bolygó tengelyirányú dőlése 28 ° 32 ′, és csaknem 30 AU-val távolodik el a Naptól. e.
Szerkezet
A bolygóra vonatkozó szinte minden adat elméleti számításokból származik. Középen egy köpennyel körülvett mag nyugszik. És az egy sűrű atmoszférikus gubóba van csomagolva.
Mag szilárd, a Földéhez hasonló tömegű. Ez vas-nikkel kőzetadalékokkal. A mag 7 millió atmoszféra erővel van összenyomva 5200 ° C hőmérsékleten.
Palást. Ammónia, metán és víz folyékony keveréke. A kompressziója körülbelül 100 ezer atmoszféra, a fűtése 1700 ° C-tól 4700 ° C-ig terjed.
A Neptunusz belső szerkezete: 1. Felső légkör, felső felhők 2. Légkör, hidrogénből, héliumból és metánból 3. Köpeny, amely vízből, ammóniából és metánjégből áll 4. Kőzet-jég mag
Légkör. 82% hidrogénből és 17% héliumból áll. A maradék metán, amely a bolygó zamatos kék színét hozza létre. Minél magasabban van a felülettől, annál alacsonyabb a nyomás és annál alacsonyabb a hőmérséklet. A tropopauzában a nyomás 0,1 bar-ra, a hőmérséklet -220 ° C-ra csökken. Valójában a Neptunusz bolygó a hideg kék birodalma.
A sztratoszférában magasabban a hőmérséklet 475 ° C-ra emelkedik. A felső légkör folyamatos mozgásban. Az egyenlítői régiókban a metánfelhők sebessége meghaladja a 2000 km/h-t. Ahogy közeledik a pólusokhoz, a sebesség csökken. A felhőtömeg a Neptunusz forgási irányával szemben mozog.
hurrikánok. Az ülő légkörrel kapcsolatos várakozásokkal ellentétben a bolygó a hurrikánok birodalmaként tűnt fel. A hatalmas légköri örvények átmérője eléri az 5000 km-t. Világoskék háttéren sötétebb tónusú oválisokkal tűnnek ki. A hurrikánok itt hónapokig, sőt évekig tartanak.
Nagy sötét folt. Ez a leghíresebb megfigyelt hurrikán. Mérete 13000x6600 km. A hatalmas örvény 300 m/s sebességgel haladt nyugat felé, és öt évig figyelték meg. Aztán vagy kiderült, hogy felhős massza borítja, vagy véget ért.
Bolygógyűrűk
Az Uránusznak 6 gyűrűje van. A Neptunusz ezen formációinak megvannak a sajátosságai. Sőt, mind a hat gyűrűnek megvan a saját neve.
További részletek
Adams gyűrű. A legfényesebb és a legtávolabbi. Szélessége 50 km, a bolygó közepéig pedig 63 000 km. Ez viszont öt gyűrűből, úgynevezett íjból épül fel. Egy ilyen eszközt még nem magyaráztak meg, mert elméletileg a gyűrűknek össze kellett volna olvadniuk.
Galle gyűrű. A bolygóhoz legközelebbi gyűrű 2000 km széles. Tőle a Neptunusz központjába 42 000 km, és ez a legszembetűnőbb.
Le Verrier és Argo gyűrűk. Körülbelül 100 km szélesek és meglehetősen világos színűek. Az első gyűrűtől a bolygó közepéig 53 000 km, a másodiktól 57 000 km.
Lassel gyűrű. A Le Verrier és az Argo gyűrűk között található, és 4000 km széles. Nagyon átlátszó szerkezettel rendelkezik.
Az utolsó gyűrű leírhatatlansága és kifakultsága miatt nem kapott nevet. Ennek a szélessége névtelen gyűrű 500 km.
Valószínűleg a gyűrűk szilikát részecskéket tartalmaznak, amelyek beborítják a metánjeget. Emiatt a napsugarak gyengén verődnek vissza róluk.
A Neptunusz holdjai
A bolygónak összesen 14 műholdja van, de nem mindegyiket tanulmányozták részletesen. Tekintsük a legnagyobbat közülük.
A fő műhold átmérője 2707 km, és 354 000 km-re található a Neptunusztól. Szinte tökéletes körben 5,9 nap alatt kerüli meg a bolygót. A Triton légköre 10 km vastag, nagyrészt nitrogénnel. Felületi hőmérséklet - 235 °C. Valószínűleg az erős Neptunusz bolygó a jövőben felszakítja műholdját, és egy másik gyűrű is kifordul belőle.
A jégsapkával rendelkező Triton déli féltekére a gázgejzírek jellemzőek. Vannak kitörések és folyékony gázok. A felszínen a metán és a nitrogén megfagyva domborművessé válik. A Triton felszínén kevés becsapódási kráter található. Kiderült, hogy életkora nem haladja meg a 100 millió évet.
A Neptunusz második legnagyobb műholdja. Átmérője 420 km, távolsága a bolygótól 117647 km. Nincs légköre, de gazdag meteoritkráterekben.
80 km-rel kisebb, mint a Proteus. fő jellemzője- nagyon megnyúlt pálya. Eltávolítás innen gázóriás 9,6 és 14 millió km között van. A bolygó elrepülése 360 napig tart.
Mivel 74 ezer km távolságra van, egy 196 km átmérőjű sötét műhold 0,55 nap alatt veszi körül. Larissa felszínét becsapódási kráterek tarkítják.
Mágneses mező
A Neptunusz mágneses tengelyének elhelyezkedése drámaian befolyásolja a mágneses mező tulajdonságait és alakját. A tengely a bolygó középpontjától a sugarának felével van eltolva. A forgástengelyhez viszonyított dőlése 47°. Ezért az óriás magnetoszférája a napszél áramlása felé fordul akár oldalra, akár fenékig.
Ennek eredményeként a mágneses erővonalak párhuzamosak vagy köteggé csavarodhatnak. A bolygó felett néha megjelennek lumineszcencia, hasonló a földihez, poláris. De a neptuni aurorák nem a pólus felett, hanem sokkal lejjebb fordulnak elő.
Érdekes tények
- A Neptunusz a Naprendszer leghidegebb bolygója. De társa, Triton még gazdájánál is hidegebb.
- A neptuni szelek a legerősebbek bolygórendszerünkben. Sebességük elérheti a 2100 km/h-t.
- A Tritonnak saját légköre van, és vulkanikusan aktív.
Utazás a kék bolygóra
A kék óceánhoz ereszkedve egy erős hurrikán karjaiban találjuk magunkat. Kapszulánkat felkapja a szél, és keleti irányban elviszi. A tomboló forgatagban nehéz bármit is látni. Csak egy könnyű, koszos felhő látszik, valahonnan fentről közeledik felénk. De hagyjuk a kék, nyomasztó világot, és menjünk Tritonba. Van itt mit nézni. A jeges felületet rózsaszín, fehér és sárga festékek színezik. A jeges tó fölött lebegünk, és megvizsgáljuk lépcsőzetes partjait. Magasak, nem kevesebb, mint egy kilométer, és jég is. Délre repülünk. Hirtelen előttünk egy erős szökőkút emelkedik ki. A gázoszlop felfelé rohan, és mintha egy láthatatlan falnak ütközne, oldalra terül, és egyfajta hóvá változik.
Kutatás
A Neptunust még részletesen tanulmányozni kell. A bolygóról minden információt a Voyager 2-n keresztül szereztek be 1989-ben. Sikerült megállapítani a légkör és a magnetoszféra összetételét, jellemzőit. Négy gyűrűt és hat műholdat fedeztek fel, amelyek közül hármat lefényképeztek. Poláris lumineszcenciát figyeltek meg, és kiszámították a Neptun-nap hosszúsági fokát. 2011-ben mindössze egy év telt el a kék bolygó felfedezése óta. Igaz, az év a neptuni számítás szerint. De az biztos, hogy a következő évfordulóra sok érdekességet megtudhatunk erről a gyönyörű bolygóról, amely maga a Neptunusz nevét viseli, félelmetes, de igazságos.
