Планета Нептун – загадка на окраине Солнечной системы

Планета Нептун — обитатель окраины нашей солнечной системы, максимальное удаление от Солнца и едва начатые исследования обеспечили Нептуну славу самой загадочной планеты нашей системы. Даже обнаружили ее не путем визуального наблюдения. Сначала астрономы высчитали орбиту и местонахождение теоретически. А ведь Нептун никак не назовешь «малышом» — это четвертая по величине диаметра и третья по массе планета. И это самая голубая в Солнечной системе планета, что обусловлено большим содержанием в атмосфере метана в соединении с неизвестным пока веществом. Учитывая еще и крайне неспокойный климат, частые и мощные бури, то название планеты очень характерно. Нептун — грозный и непредсказуемый бог таинственных морских глубин. Тайны и невероятные факты стали его фирменным знаком.

• История открытия
• Название
• Характеристики планеты
• Атмосфера и климат
• Вращение и орбита
• Спутники и кольца
• Исследования
• Необычные факты

История открытия

Орбита небесного тела является наиболее длинной. Полностью планета проделывает полный оборот вокруг светила за 164,79 земных лет. Такая неторопливость и сбила с толку великого Галилео Галилея, который впервые наблюдал небесное тело в 1612 году. Он счел его неподвижной звездой. Что и стоило ему славы первооткрывателя, а встреча с Нептуном задержалась почти на двести лет.

В 1821 году исследователь Урана Алексис Бувар обновлял астрономические таблицы его орбиты. Стало понятно, что имеются странные аномалии, вызвать которые могло только другое небесное тело, скорее всего — планета. Но более подробно к этому вопросу ученые не возвращались еще более 20-ти лет. В 1843 году английский астроном Джон Куч Адамс смог вычислить орбиту гипотетически существующей планеты. Его расчеты причин изменений орбиты Урана были отправлены королевскому астроному, но углубляться в новые исследования никто не стал.

Чуть позже расчеты произвел Урбен Леверье. Парижские коллеги не поддержали его. И только в июне 1846 года удалось убедить директора обсерватории в Кембридже начать поиски математически рассчитанной планеты. Два месяца велись наблюдения, но обработку результатов отложили, поэтому планету так и не идентифицировали.

В сентябре 1846 года Леверье обратился к берлинским астрономам. Ему помог студент, Генрих д’Арре, предложив сравнить карту Лаверье с актуальным небом. Только так можно было подтвердить движение небесного тела. Догадка подтвердилась при первом же наблюдении. Сам директор обсерватории Иоганн Энке Галле лично присутствовал при наблюдениях, убеждаясь — это действительно неизвестная ранее планета. Открытие Нептуна зарегистрировано 23 сентября 1846 года.

Британские и французские ученые еще долго оспаривали пальму первенства открытия Нептуна. В конце-концов решили поделить это право между Адамсом и Леверье. Но уже в 20-ом веке в архиве Гринвичской обсерватории нашлись документы, которые позволили историкам оспорить заслуги Адамса. Его расчеты были приблизительными, а отказ от дальнейших исследований позволяет назвать притязания британцев на равные права в открытии Нептуна настоящим воровством.

Название

Сначала планета вообще не имела названия, ее упоминали как «внешняя планета», «следующая за Ураном» либо просто как «планета Леверье». Галле, предложил назвать открытое небесное тело Янусом, английские астрономы — Океаном. Имя бога морей было предложено самим Леверье, хотя надеялся, что предпочтение отдадут «планете Леверье». Но такой вариант поддерживался только во Франции. Остальной научный мир единодушно присвоил планете имя «Нептун».

В астрономии Нептун обозначается символом — это стилизованный трезубец повелителя морей.

Характеристики планеты

Почти все известные данные о планете базируются на наблюдении через телескопы и данных астрономического зонда «Вояджер-2». Невооруженным глазом увидеть Нептун невозможно.

Планета относится к газовым гигантам, занимая среди них последнее, четвертое место. Но по плотности он лидер — 1,638 гр/см³. Радиус его в четыре раза больше земного и составляет 25000км. По общепринятой гипотезе планета представляет собой гигантский шар изо льда, скальных пород и газа. Лед, покрывающий Нептун, по массе в 17 раз превосходит массу Земли.

По строению предполагают его близким к Урану, это трехслойный сфероид. Поверхности, аналогичной земной или марсианской, Нептун не имеет. Изнутри раскален, снаружи очень холодный. По другой теории мантия ядра планеты составляет раскаленная алмазная жидкость. Внутренняя мантия — водный аммиак с метановым льдом. Ядро состоит в основном из железа и никеля.

Атмосфера и климат

Радиотелескоп «Хаббл» позволил определить, что атмосфера Нептуна имеет примерно 80% водорода, 19% гелия и 1% метана. Поэтому с Земли Нептун видится ярко-голубым. По яркости окраски он превосходит даже Уран, имеющего гораздо больше метана в атмосфере. Ученые предполагают, что метан Нептуна находится в соединении с неизвестным веществом. Облака вращаются в противоположную сторону от вращения самого небесного тела.

Планета слишком далека от Солнца, поэтому верхние слои атмосферы держится на уровне -221°С. При этом Нептун излучает тепла больше, чем получает от нашей звезды, почти в 2,5 раза.

По некоторым данным ядро Нептуна — второе Солнце, поэтому нагревается сердце планеты до +7000°С. Такие перепады температуры порождают невиданные по масштабам шторма.

Атмосфера Нептуна имеет широтные полосы. Все они крайне беспокойные — бури здесь обычное явление. В некоторых широтах ветер достигает скорости 600 км/сек. Бури (или «темные пятна») были зафиксированы «Вояджером-2». Он же передал данные об особо мощных ураганах, ветер в центре которых достигал 2100 км/сек. По масштабам они равны Большому красному пятну Юпитера, только длятся всего по несколько месяцев. Вихревые антициклоны появляются и в тропосфере (Большие и Малые темные пятна). Довольно часты здесь и всполохи северного сияния.

Необычным явлением на восьмой планете являются «белые шторма», которые называются «Скутер». Они намного меньше темных пятен, существуют еще более короткий период времени. Предполагают, что это своеобразные ливневые системы.

Вращение и орбита

Как уже говорилось, из-за самой протяженной орбиты нептунианский год длится 164,79 земных лет. В июле 2011 года как раз завершился один виток планеты вокруг светила.

Другие параметры планеты также удивительны и непонятны:

• Ее ось наклонена всего на 28,32°, это довольно близко к показателю Земли. И, хотя он так далеко от Солнца», на нем имеется четко выраженная смена времен года. Происходит она один раз в 40 лет. Объяснить такую выраженную сезонность у самой отдаленной планеты ученые пока не могут
• Удивительна и скорость вращения Нептуна вокруг своей оси. Полный оборот происходит за 16 часов. Это выше показателей «земной группы». Ночь при этом более продолжительна, чем день
• Орбита восьмой планеты максимально близка по форме к кругу. Это объясняется тем, что эксцентриситет ее орбиты (0,0097) второй наименьший после Венеры. По этой орбите Нептун летит со второй космической скоростью (23,5 км/сек)
• Гравитация Нептуна также близка к Земной (11,15 м/сек²).

Спутники и кольца

Как все известные газовые гиганты, Нептун имеет много спутников. На сегодняшний день их обнаружено тринадцать. Первый, самый крупный, Тритон, был обнаружен спустя год после открытия самого Нептуна. Но следующие спутники разглядели только в 20-том веке. Все они получили названия согласно именам мифологической свиты Нептуна.

Тритон достоин отдельного упоминания. Ученые не без основания считают, что это скорее всего бывшая карликовая планета, попавшая в зону гравитации Нептуна. Об этом говорит ретроградное (обратное) движение спутника по сравнению с другими. Он единственный из спутников имеет форму шара. Это настоящий мир льда, самое холодное место Солнечной системы, где температура опускается ниже -235°С. Сквозь лед на его поверхности постоянно происходят выбросы пыли и азота. Через несколько сотен миллионов лет Тритон притянется к Нептуну, разобьётся о его поверхность в пыль и станет еще одним кольцом.

Сегодня таких колец обнаружено шесть. Впервые их достоверно разглядели в 70-ых годах прошлого века. Им присвоили имена астрономов, который участвовал в открытии Нептуна — Леверье, Лассел, Галле, Аламс и Араго. Основными считают кольца Леверье, Адамса и Галле. Кольца Нептуна не столь явно выражены, поэтому их полноценное строение с помощью снимков с «Вояджера-2» в 1989 году. Кольца Нептуна содержат различный лед и углеродные частицы.

Исследования

До момента сближения «Вояджера-2» с орбитой Нептуна данных о планете практически не было. В августе 1989 году аппарат облетел планету, сделав серию снимков. Именно зонд помог обнаружить необычные особенности Тритона. Основной задачей аппарата было изучение магнитного поля планеты, наблюдение за спутниками, атмосферными явлениями, движением Нептуна по орбите.

Было выяснено, что ось планеты относительно магнитного поля имеет наклон в 47°, поэтому возникают колебания. По силе это магнитное поле в 27 раз сильнее земного. При движении полюса как бы описывают конусы.

Исследования затруднялись огромным расстоянием. Сигнал от аппарата достигал Земли только через четыре часа. Но великолепные снимки и данные о составе атмосферы сделали двенадцатилетнюю миссию «Вояджера-2» самой успешной в 20-ом веке.

Запуск спектрального телескопа «Хаббл» дали новые сведения о химическом составе атмосферы и о процессах в ней. Но следующие исследования пока откладывались. Новый зонд планируется запустить не ранее 20-тых годов нынешнего столетия. По предварительным данным этот посланец Земли будет возле Нептуна не ранее 2030-3035 года. Новая миссия должна изучить окраинные планеты и ближайшие районы космоса.

Открытие Нептуна увеличило размер нашей системы почти в два раза. Солнечному свету требуется 4 часа 40 минут, чтобы коснуться верхних слоев нептунианской атмосферы.

Необычные факты

Нептун вообще может претендовать на звание «Самой необычной планеты», по многим параметрам. Но есть несколько действительно уникальных фактов:

• некоторые объекты Солнечной, системы из числа недавно обнаруженных, резонируют с Нептуном;
• в честь планеты назван химический элемент нептуний, внесенный в периодическую таблицу под номером 93 в 1948 году;
• некоторый период Нептун перестал считаться самой дальней планетой. Это произошло после открытия Плутона, но в 2006 году было принято новое толкование термина «планета», согласно которому Плутон перешел в разряд карликовых. После этого Нептун вновь стал последней планетой нашей системы;
• не так давно на поверхности обнаружена «горячая точка», где температура выше на 10 градусов. Метан в ней испаряется в атмосферу намного быстрее. Объяснить ее образование ученые пока не в силах;
• «Вояджер-2» обнаружил на поверхности криореки;
• Тритон единственная луна в Солнечной системе, которая холоднее планеты-хозяина.

Представления о Нептуне еще полвека назад сильно отличались от сегодняшних. Расхождения были незначительными, но для астрономии расхождение даже в 50 минут в оценке периода вращения вокруг своей оси имеют огромное значение. «Вояджер-2» изменил представление о магнитном поле Нептуна. Возможно, в будущем земляне смогут узнать о космическом «морском боге» намного больше. Пока Нептун не спешит открывать человеку свои тайны.