Neptuun on kaheksas ja kaugeim planeet Päikesesüsteem. Neptuun on ka suuruselt neljas planeet läbimõõdult ja suuruselt kolmas planeet. Neptuuni mass on 17,2 korda suurem ja ekvaatori läbimõõt on 3,9 korda suurem kui Maa oma. Planeet sai nime Rooma merejumala järgi. Tema astronoomiline sümbol Neptune symbol.svg on stiliseeritud versioon Neptuuni kolmharust.

23. septembril 1846 avastatud Neptuunist sai esimene planeet, mis avastati pigem matemaatiliste arvutuste kui tavaliste vaatluste abil. Uraani orbiidil toimunud ettenägematute muutuste avastamine tekitas hüpoteesi tundmatust planeedist, mille gravitatsiooniline häiriv mõju need põhjustas. Neptuun leiti oma ennustatud asukohast. Peagi avastati selle satelliit Triton, kuid ülejäänud 12 tänapäeval tuntud satelliiti olid kuni 20. sajandini tundmatud. Neptuuni on külastanud vaid üks kosmoselaev Voyager 2, mis lendas planeedi lähedale 25. augustil 1989. aastal.

Neptuun on koostiselt sarnane Uraaniga ning mõlemad planeedid erinevad koostiselt suurematest hiidplaneetidest Jupiterist ja Saturnist. Mõnikord asetatakse Uraan ja Neptuun eraldi kategooria"jäähiiglased" Neptuuni atmosfäär, nagu ka Jupiteri ja Saturni atmosfäär, koosneb peamiselt vesinikust ja heeliumist koos süsivesinike ja võib-olla ka lämmastiku jälgedega, kuid sisaldab suuremat osa jääst: vett, ammoniaaki ja metaani. Neptuuni tuum, nagu ka Uraan, koosneb peamiselt jääst ja kivist. Põhjuseks on eelkõige metaani jäljed atmosfääri väliskihtides sinist värvi planeedid.

Atmosfääris Neptuuni kõige raevukas tugevad tuuled Päikesesüsteemi planeetide seas võivad mõnede hinnangute kohaselt nende kiirus ulatuda 2100 km/h. Voyager 2 möödalennul 1989. aastal lõunapoolkera Neptuun avastas nn Suure tumeda Laigu, mis sarnaneb Jupiteri Suure Punase Laiguga. Neptuuni temperatuur atmosfääri ülemistes kihtides on -220 °C lähedal. Neptuuni keskmes on temperatuur erinevatel hinnangutel vahemikus 5400 K kuni 7000-7100 °C, mis on võrreldav Päikese pinna temperatuuriga ja võrreldav enamiku teadaolevate planeetide sisetemperatuuriga. Neptuunil on nõrk ja killustatud rõngaste süsteem, mis avastati tõenäoliselt juba 1960. aastatel, kuid seda kinnitas usaldusväärselt alles 1989. aastal Voyager 2.

1948. aastal tehti planeedi Neptuuni avastamise auks ettepanek nimetada uus keemiline element numbril 93 Neptuunium.

12. juulil 2011 möödub Neptuuni avastamisest 23. septembril 1846 täpselt üks Neptuuni aasta ehk 164,79 maa-aastat.

Nimi

Mõnda aega pärast avastamist nimetati Neptuun lihtsalt "Uraani väliseks planeediks" või "Le Verrier' planeediks". Esimesena esitas ametliku nime idee Halle, kes pakkus välja nime "Janus". Inglismaal pakkus Tšiili välja teise nime: "Ookean".

Väites, et tal on õigus anda tema avastatud planeedile nimi, tegi Le Verrier ettepaneku nimetada see Neptuuniks, väites ekslikult, et Prantsuse pikkuskraadide büroo kiitis sellise nime heaks. Oktoobris üritas ta planeedile oma nime Le Verrier järgi anda ja teda toetas observatooriumi direktor François Arago, kuid algatus leidis väljaspool Prantsusmaad märkimisväärset vastuseisu. Prantsuse almanahhid andsid väga kiiresti Uraanile nime Herschel, selle avastaja William Herscheli auks, ja Le Verrier uue planeedi jaoks.

Pulkovo observatooriumi direktor Vassili Struve eelistas nimetust “Neptuun”. Valiku põhjused teatas ta kongressil Keiserlik Akadeemia Teadused Peterburis 29. detsembril 1846. aastal. See nimi leidis toetust väljaspool Venemaad ja sai peagi planeedi üldtunnustatud rahvusvaheliseks nimeks.

Rooma mütoloogias on Neptuun merejumal ja vastab kreekakeelsele Poseidonile.

Olek

Avastamisest kuni 1930. aastani oli Neptuun Päikesest kõige kaugemal teadaolev planeet. Pärast Pluuto avastamist sai Neptuunist eelviimane planeet, välja arvatud 1979-1999, mil Pluuto oli Neptuuni orbiidil. Kuiperi vöö uurimine 1992. aastal pani aga paljud astronoomid arutlema, kas Pluutot tuleks pidada planeediks või Kuiperi vöö osaks. 2006. aastal võttis Rahvusvaheline Astronoomialiit vastu termini "planeet" uue definitsiooni ja liigitas Pluuto kääbusplaneediks ning tegi seega Neptuunist taas viimase planeedi päikesesüsteemis.

Ideede areng Neptuuni kohta

1960. aastate lõpus olid ettekujutused Neptuuni kohta mõnevõrra erinevad tänapäevasest. Kuigi Päikese ümber tiirlemise sidereaalne ja sünoodiline periood, keskmine kaugus Päikesest ja ekvaatori kalle orbitaaltasandi suhtes olid suhteliselt täpselt teada, oli ka ebatäpsemalt mõõdetud parameetreid. Eelkõige hinnati massiks 17,15 asemel 17,26 Maa oma; ekvaatori raadius on Maast 3,88 asemel 3,89. Ümber telje pöörlemise sidereaalseks perioodiks hinnati 15 tundi 8 minutit 15 tunni ja 58 minuti asemel, mis on kõige olulisem lahknevus planeedi praeguste teadmiste ja tolle aja teadmiste vahel.

Mõnes punktis ilmnes hiljem lahknevusi. Algselt, enne Voyager 2 lendu, eeldati, et Neptuuni magnetväljal on sama konfiguratsioon kui Maa või Saturni väljal. Viimaste ideede kohaselt on Neptuuni väljal vorm nn. "kalduv rotaator". Neptuuni geograafilised ja magnetilised "poolused" (kui me kujutame ette selle välja dipooli ekvivalendina) osutusid üksteise suhtes rohkem kui 45° nurga all. Seega, kui planeet pöörleb, kirjeldab selle magnetväli koonust.

füüsilised omadused

Maa ja Neptuuni suuruste võrdlus

1,0243·1026 kg massiga Neptuun on vahelüli Maa ja suurte gaasihiiglaste vahel. Selle mass on 17 korda suurem kui Maa mass, kuid moodustab vaid 1/19 Jupiteri massist. Neptuuni ekvaatori raadius on 24 764 km, mis on peaaegu 4 korda suurem kui Maa oma. Neptuuni ja Uraani peetakse nende väiksema suuruse ja suurema lenduvate ainete kontsentratsiooni tõttu sageli gaasihiiglaste alamklassiks, mida nimetatakse "jäähiiglasteks". Eksoplaneetide otsimisel kasutatakse Neptuunit metonüümina: avastatud sarnase massiga eksoplaneete nimetatakse sageli "Neptuuniks" ja astronoomid kasutavad metonüümina sageli ka Jupiterit ("Jupiterid").

Orbiit ja pöörlemine

Ühe Neptuuni täispöörde jooksul ümber Päikese teeb meie planeet 164,79 pööret.

Keskmine kaugus Neptuuni ja Päikese vahel on 4,55 miljardit km (umbes 30,1 keskmine kaugus Päikese ja Maa vahel ehk 30,1 AU) ning pöörde ümber Päikese sooritamiseks kulub 164,79 aastat. Neptuuni ja Maa vaheline kaugus on 4,3–4,6 miljardit km. 12. juulil 2011 tegi Neptuun oma esimese täistiiru peale planeedi avastamist 1846. aastal. Maalt on see nähtav teisiti kui avastamispäeval, kuna Maa ümber Päikese tiirlemise periood (365,25 päeva) ei ole Neptuuni pöörde perioodi kordne. Planeedi elliptiline orbiit on Maa orbiidi suhtes 1,77° kaldega. Ekstsentrilisuse 0,011 olemasolu tõttu muutub Neptuuni ja Päikese vaheline kaugus 101 miljoni km võrra - erinevus periheeli ja afeeli vahel, see tähendab planeedi asukoha lähimate ja kaugemate punktide piki orbitaalteed. Neptuuni telje kaldenurk on 28,32°, mis on sarnane Maa ja Marsi telje kaldega. Selle tulemusena kogeb planeet sarnaseid hooajalisi muutusi. Kuid Neptuuni pika orbiidiperioodi tõttu kestavad aastaajad igaüks nelikümmend aastat.

Neptuuni külgsuunaline pöörlemisperiood on 16,11 tundi. Maaga (23°) sarnase telje kalde tõttu ei ole külgsuunalise pöörlemisperioodi muutused selle pika aasta jooksul märkimisväärsed. Kuna Neptuunil pole kõva pind, selle atmosfäär allub erinevale pöörlemisele. Lai ekvatoriaalvöönd pöörleb ligikaudu 18-tunnise perioodiga, mis on aeglasem kui 16,1-tunnine pöörlemine magnetväli planeedid. Erinevalt ekvaatorist pöörlevad polaaralad iga 12 tunni järel. Kõigist Päikesesüsteemi planeetidest on seda tüüpi pöörlemine kõige tugevam Neptuunis. See toob kaasa tugeva laiuskraadi tuule nihke.

Orbitaalsed resonantsid

Diagramm näitab Neptuuni poolt tekitatud orbiidi resonantsi Kuiperi vöös: 2:3 resonants (Plutino), "klassikaline vöö", mille orbiidid Neptuun oluliselt ei mõjuta, ja 1:2 resonants (Tutino)

Neptuun renderdab suur mõju Kuiperi vöösse, mis on sellest väga kaugel. Kuiperi vöö on jäiste väikeste planeetide rõngas, mis sarnaneb Marsi ja Jupiteri vahelisele asteroidivööle, kuid on palju ulatuslikum. See ulatub Neptuuni orbiidist (30 AU) kuni 55 astronoomilise ühikuni Päikesest. Gravitatsioonijõud Neptuuni gravitatsioonil on Kuiperi pilvele kõige olulisem mõju (sealhulgas selle struktuuri kujunemise seisukohalt), mis on võrreldav Jupiteri gravitatsiooni mõjuga asteroidivööle. Päikesesüsteemi eksisteerimise ajal destabiliseerisid mõned Kuiperi vöö piirkonnad Neptuuni gravitatsiooni mõjul ja vöö struktuuris tekkisid lüngad. Näiteks on ala vahemikus 40–42 a. e.

Objektide orbiidid, mida saab selles vöös piisavalt kaua hoida, määratakse nn. igivana resonants Neptuuniga. Mõne orbiidi puhul on see aeg võrreldav kogu Päikesesüsteemi eksisteerimise ajaga. Need resonantsid ilmnevad siis, kui objekti tiirlemisperiood ümber Päikese on seotud Neptuuni tiirlemisperioodiga väikeste naturaalarvudena, näiteks 1:2 või 3:4. Nii stabiliseerivad objektid vastastikku oma orbiite. Kui objekt tiirleb ümber Päikese näiteks kaks korda kiiremini kui Neptuun, liigub see täpselt poole tee peal, samal ajal kui Neptuun naaseb oma algsesse asendisse.

Kuiperi vöö kõige tihedamini asustatud osa, mis hõlmab enam kui 200 teadaolevat objekti, on Neptuuniga 2:3 resonantsis]. Need objektid teevad ühe pöörde iga 1? Neptuuni orbiidid ja on tuntud kui "plutinood", kuna nende hulgas on üks suurimaid Kuiperi vöö objekte, Pluuto. Kuigi Neptuuni ja Pluuto orbiidid ristuvad, takistab 2:3 resonants nende kokkupõrget. Teistes, vähem asustatud piirkondades on resonants 3:4, 3:5, 4:7 ja 2:5. Lagrange'i punktides (L4 ja L5), gravitatsioonilise stabiilsuse tsoonides, hoiab Neptuun palju Trooja asteroide, justkui tõmbaks neid orbiidil kaasa. Neptuuni troojalased on temaga 1:1 resonantsis. Troojalased on oma orbiidil väga stabiilsed ja seetõttu on hüpotees nende tabamise kohta Neptuuni gravitatsioonivälja poolt ebatõenäoline. Tõenäoliselt moodustasid nad koos temaga.

Sisemine struktuur

Neptuuni sisemine struktuur sarnaneb Uraani sisestruktuuriga. Atmosfäär moodustab ligikaudu 10-20% planeedi kogumassist ja kaugus maapinnast atmosfääri lõpuni on 10-20% kaugusest maapinnast tuumani. Südamiku lähedal võib rõhk ulatuda 10 GPa-ni. Atmosfääri alumistes kihtides leidub metaani, ammoniaagi ja vee mahukontsentratsioone.

Neptuuni sisemine struktuur:
1. Ülemine atmosfäär, ülemised pilved
2. Vesinikust, heeliumist ja metaanist koosnev atmosfäär
3. Veest, ammoniaagist ja metaanjääst valmistatud mantel
4. Kivi-jää südamik

Järk-järgult tiheneb see tumedam ja kuumem piirkond ülekuumenenud vedeliku vahevööks, kus temperatuur ulatub 2000-5000 K. Neptuuni vahevöö mass on erinevatel hinnangutel 10-15 korda suurem kui Maa mass ning on rikas vee ja ammoniaagi poolest. , metaan ja muud ühendid. Planeediteaduses üldtunnustatud terminoloogia järgi nimetatakse seda ainet jäiseks, kuigi tegemist on kuuma ja väga tiheda vedelikuga. Seda väga juhtivat vedelikku nimetatakse mõnikord ammoniaagi vesiookeaniks. 7000 km sügavusel on tingimused sellised, et metaan laguneb teemantkristallideks, mis “kukuvad” tuumale. Ühe hüpoteesi kohaselt on "teemantvedelikku" terve ookean. Neptuuni tuum koosneb rauast, niklist ja silikaatidest ning selle mass arvatakse olevat 1,2 korda suurem kui Maa mass. Rõhk keskuses ulatub 7 megabaarini, see tähendab umbes 7 miljonit korda rohkem kui Maa pinnal. Kesklinnas võib temperatuur ulatuda 5400 K-ni.

Magnetosfäär

Neptuun meenutab Uraani nii oma magnetosfääri kui ka magnetväljaga, mis on planeedi pöörlemistelje suhtes tugevalt 47° nurga all ja ulatub 0,55 raadiuseni (umbes 13 500 km). Enne Voyager 2 Neptuunile jõudmist uskusid teadlased, et Uraani kallutatud magnetosfäär oli selle "külgsuunalise pöörlemise" tagajärg. Kuid nüüd, pärast nende kahe planeedi magnetväljade võrdlemist, usuvad teadlased, et magnetosfääri kummaline orientatsioon kosmoses võib olla põhjustatud loodetest sisepiirkondades. Selline väli võib ilmneda vedeliku konvektiivse liikumise tõttu nende kahe planeedi elektrit juhtivate vedelike õhukeses sfäärilises kihis (oletatav ammoniaagi, metaani ja vee kombinatsioon), mis juhib hüdromagnetilist dünamo. Magnetväli Neptuuni ekvatoriaalpinnal on hinnanguliselt 1,42 T magnetmomendi 2,16 1017 Tm ajal. Neptuuni magnetväljal on keeruline geomeetria, mis sisaldab suhteliselt suuri mittebipolaarsetest komponentidest pärit lisandeid, sealhulgas tugevat kvadrupoolmomenti, mis võib olla dipoolmomendist tugevam. Seevastu Maal, Jupiteril ja Saturnil on kvadrupoolmoment suhteliselt väike ja nende väljad kalduvad polaarteljest vähem kõrvale. Neptuuni vööri šokk, kus magnetosfäär hakkab päikesetuult aeglustama, läbib 34,9 planeediraadiuse kaugusel. Magnetopaus, kus magnetosfääri rõhk tasakaalustab päikesetuule, asub 23-26,5 Neptuuni raadiuse kaugusel. Magnetsaba ulatub ligikaudu 72 Neptuuni raadiuseni ja väga tõenäoliselt palju kaugemale.

Atmosfäär

Atmosfääri ülemistest kihtidest leiti vesinikku ja heeliumi, mis moodustavad antud kõrgusel vastavalt 80 ja 19%. Täheldatakse ka metaani jälgi. Märgatavad metaani neeldumisribad esinevad lainepikkustel üle 600 nm spektri punases ja infrapunases osas. Nagu Uraani puhul, neeldub metaan punast valgust kõige olulisem tegur, andes Neptuuni atmosfäärile sinise varjundi, kuigi Neptuuni särav taevasinine erineb Uraani mõõdukamast akvamariinivärvist. Kuna Neptuuni atmosfääri metaanisisaldus ei erine kuigivõrd Uraani omast, siis oletatakse, et atmosfääris on ka mõni seni teadmata komponent, mis aitab kaasa sinise värvuse tekkele. Neptuuni atmosfäär jaguneb kaheks peamiseks piirkonnaks: alumine troposfäär, kus temperatuur kõrgusega langeb, ja stratosfäär, kus temperatuur, vastupidi, tõuseb kõrgusega. Nende vaheline piir, tropopaus, on rõhutasemel 0,1 baari. Stratosfäär annab teed termosfäärile rõhutasemel, mis on madalam kui 10-4 - 10-5 mikrobaari. Termosfäär muutub järk-järgult eksosfääriks. Neptuuni troposfääri mudelid viitavad sellele, et olenevalt kõrgusest koosneb see erineva koostisega pilvedest. Pilved kõrgeim tase on rõhutsoonis alla ühe baari, kus temperatuur soodustab metaani kondenseerumist.

Voyager 2 tehtud fotol on näha pilvede vertikaalset reljeefi

Rõhul üks kuni viis baari tekivad ammoniaagi ja vesiniksulfiidi pilved. Rõhul, mis on suurem kui 5 baari, võivad pilved koosneda ammoniaagist, ammooniumsulfiidist, vesiniksulfiidist ja veest. Sügavamal, umbes 50-baarise rõhu juures, võivad vesijää pilved eksisteerida juba 0 °C juures. Samuti on võimalik, et selles piirkonnas võib esineda ammoniaagi ja vesiniksulfiidi pilvi. Neptuuni kõrgmäestiku pilvi jälgiti nende varjude järgi, mida nad heitsid allolevale läbipaistmatule pilvekihile. Nende hulgas on silmapaistvad pilveribad, mis "mähivad" ümber planeedi konstantsel laiuskraadil. Nende perifeersete rühmade laius on 50–150 km ja nad ise asuvad peamise pilvekihi kohal 50–110 km kõrgusel. Neptuuni spektriuuringud näitavad, et selle alumine stratosfäär on metaani ultraviolettfotolüüsiproduktide, nagu etaan ja atsetüleen, kondenseerumise tõttu hägune. Stratosfäärist leiti ka vesiniktsüaniidi ja süsinikmonooksiidi jälgi. Neptuuni stratosfäär on rohkema tõttu soojem kui Uraani stratosfäär kõrge kontsentratsioon süsivesinikud. Teadmata põhjustel on planeedi termosfääri anomaalselt kõrge temperatuur, umbes 750 K. Nii kõrge temperatuuri jaoks on planeet Päikesest liiga kaugel, et see ultraviolettkiirgusega termosfääri üles soojendaks. Võib olla, see nähtus on atmosfääri interaktsiooni tagajärg planeedi magnetväljas olevate ioonidega. Teise teooria kohaselt on küttemehhanismi aluseks planeedi sisemistest piirkondadest lähtuvad gravitatsioonilained, mis hajuvad atmosfääris. Termosfäär sisaldab süsinikmonooksiidi ja vee jälgi, mis sinna sattus, võib-olla välistest allikatest nagu meteoriidid ja tolm.

Kliima

Üks erinevusi Neptuuni ja Uraani vahel on meteoroloogilise aktiivsuse tase. 1986. aastal Uraani lähedal lennanud Voyager 2 registreeris äärmiselt nõrka atmosfääriaktiivsust. Erinevalt Uraanist näitas Neptuun Voyager 2 1989. aasta uuringu ajal märgatavaid ilmamuutusi.

Suur tume täpp (ülemine), tõukeratas (valge pilv keskel) ja väike tume täpp (all)

Neptuuni ilma iseloomustab äärmiselt dünaamiline tormide süsteem, kus tuuled ulatuvad kohati ülehelikiiruseni (umbes 600 m/s). Püsipilvede liikumist jälgides fikseeriti tuule kiiruse muutus 20 m/s ida pool kuni 325 m/s läänes. Ülemises pilvekihis varieerub tuule kiirus 400 m/s piki ekvaatorit kuni 250 m/s poolustel. Enamik tuuli Neptuunil puhub vastupidises suunas, kui planeet pöörleb ümber oma telje. Üldine tuulte muster näitab, et kõrgetel laiuskraadidel langeb tuulte suund kokku planeedi pöörlemissuunaga ja madalatel laiuskraadidel on see vastupidine. Arvatakse, et õhuvoolude suuna erinevused on pigem "nahaefekti" kui selle aluseks olevate atmosfääriprotsesside tagajärg. Metaani, etaani ja atsetüleeni sisaldus atmosfääris ekvaatori piirkonnas on kümneid ja sadu kordi suurem kui nende ainete sisaldus pooluse piirkonnas. Seda tähelepanekut võib pidada tõendiks ülesvoolu olemasolu kohta Neptuuni ekvaatoril ja selle vähenemise kohta poolustele lähemal. 2007. aastal täheldati, et Neptuuni lõunapooluse ülemine troposfäär oli 10 °C soojem kui ülejäänud Neptuuni osa, kus keskmine temperatuur on -200 °C. See temperatuuride erinevus on piisav, et metaan, mis on külmunud Neptuuni ülemistes atmosfäärikihtides, lekiks lõunapoolusel kosmosesse. see" kuum koht“- Neptuuni aksiaalse kalde tagajärg, mille lõunapoolus on olnud Päikese poole veerandi Neptuuni aastast, see tähendab ligikaudu 40 Maa-aastat. Kui Neptuun liigub aeglaselt mööda oma orbiiti Päikese vastasküljele, läheb lõunapoolus järk-järgult varju ja Neptuun asendab Päikese põhjapooluse. Seega liigub metaani kosmosesse paiskumine lõunapoolusest põhja poole. Sesoonsete muutuste tõttu on Neptuuni lõunapoolkeral täheldatud pilveribade suuruse ja albeedo suurenemist. Seda suundumust märgati juba 1980. aastal ja eeldatavasti jätkub 2020. aastal, kui Neptune'is on saabunud uus hooaeg. Aastaajad vahetuvad iga 40 aasta tagant.

Tormid

Suur tume laik, foto Voyager 2-st

1989. aastal avastas NASA kosmoselaev Voyager 2 Great Dark Spot, püsiva antitsükloni tormi, mille pikkus on 13 000–6600 km. See atmosfääritorm meenutas Jupiteri suurt punast laiku, kuid 2. novembril 1994 ei leidnud Hubble'i kosmoseteleskoop seda oma algsest asukohast. Selle asemel avastati planeedi põhjapoolkeral uus sarnane moodustis. Roller on veel üks Bolšoist lõuna pool leitud torm tume laik. Selle nimi tuleneb asjaolust, et mitu kuud enne Voyager 2 lähenemist Neptuunile oli selge, et see pilvederühm liigub palju kiiremini kui Suur Tume Laik. Järgnevad pildid paljastasid pilverühmad isegi kiiremini kui roller. Minor Dark Spot, teine ​​kõige intensiivsem torm, mida täheldati Voyager 2 lähenemisel planeedile 1989. aastal, asub veelgi lõuna pool. Algselt tundus see täiesti tume, kuid lähemale jõudes muutus Väikese Tumeda Laigu hele keskpunkt paremini nähtavaks, nagu on näha enamikul selgetelt fotodelt. kõrgresolutsiooniga. Arvatakse, et Neptuuni "tumedad laigud" pärinevad troposfäärist madalamal kõrgusel kui heledamad ja paremini nähtavad pilved. Seega näivad need olevat augud ülemises pilvekihis. Kuna need tormid on püsivad ja võivad kesta kuid, arvatakse, et neil on keerisstruktuur. Sageli on tumedate laikudega seotud heledamad ja püsivad metaanipilved, mis tekivad tropopausi ajal. Kaasnevate pilvede püsimine näitab, et mõned endised "tumedad laigud" võivad tsüklonina edasi eksisteerida, kuigi kaotavad oma tumeda värvi. Tumedad laigud võivad hajuda, kui nad liiguvad ekvaatorile liiga lähedale või mõne muu seni tundmatu mehhanismi kaudu.

Sisemine soojus

Arvatakse, et Neptuuni mitmekesisem ilm võrreldes Uraaniga on kõrgemate sisetemperatuuride tagajärg. Samal ajal on Neptuun Päikesest poolteist korda kaugemal kui Uraan ja saab ainult 40% päikesevalgus, mille Uraan vastu võtab. Nende kahe planeedi pinnatemperatuurid on ligikaudu võrdsed. Neptuuni ülemine troposfäär saavutab väga madala temperatuuri -221,4 °C. Sügavusel, kus rõhk on 1 bar, ulatub temperatuur -201,15 °C. Gaasid lähevad sügavamale, kuid temperatuur tõuseb pidevalt. Nagu Uraani puhulgi, on küttemehhanism teadmata, kuid lahknevus on suur: Uraan kiirgab 1,1 korda rohkem energiat kui Päikeselt saab. Neptuun kiirgab 2,61 korda rohkem kui vastu võtab sisemine allikas toodab 161% Päikeselt saadavast soojusest. Hoolimata asjaolust, et Neptuun on Päikesest kõige kaugemal asuv planeet, on selle siseenergia piisav päikesesüsteemi kiireimate tuulte tekitamiseks. Välja on pakutud mitmeid võimalikke seletusi, sealhulgas radiogeenne kuumenemine planeedi tuuma poolt (kuna Maad soojendab näiteks kaalium-40), metaani dissotsiatsioon Neptuuni atmosfääris teisteks ahelaga süsivesinikeks ja konvektsioon madalamas atmosfääris, mis viib gravitatsioonilainete pidurdamisele tropopausi kohal.

Haridus ja migratsioon

Välisplaneetide ja Kuiperi vöö simulatsioon: a) enne kui Jupiter ja Saturn tekkisid 2:1 resonantsi; b) Kuiperi vöö objektide hajumine Päikesesüsteemis pärast Neptuuni orbiidi muutumist; c) Pärast Kuiperi vöö kehade väljaviskamist Jupiteri poolt.

Jäähiiglaste Neptuuni ja Uraani teket on osutunud raskeks täpselt modelleerida. Praegused mudelid viitavad sellele, et aine tihedus Päikesesüsteemi välispiirkondades oli nii suurte kehade moodustamiseks liiga madal, kasutades traditsiooniliselt aktsepteeritud aine tuumale akretsiooni meetodit. Uraani ja Neptuuni evolutsiooni selgitamiseks on esitatud palju hüpoteese.

Üks neist usub, et mõlemad jäähiiglased ei tekkinud mitte akretsiooni teel, vaid tekkisid ürgse protoplanetaarse ketta sees valitseva ebastabiilsuse tõttu ning hiljem “puhutas ära” nende atmosfääri massiivse O- või B-klassi tähe kiirgus.

Teine kontseptsioon on see, et Uraan ja Neptuun tekkisid Päikese lähedal, kus aine tihedus oli suurem, ja liikusid seejärel oma praegustele orbiitidele. Neptuuni migratsioonihüpotees on populaarne, kuna see aitab selgitada Kuiperi vöö praegust resonantsi, eriti 2:5 resonantsi. Kui Neptuun liikus väljapoole, põrkas see kokku proto-Kuiperi vööobjektidega, tekitades uusi resonantse ja muutes kaootiliselt olemasolevaid orbiite. Arvatakse, et hajutatud kettaobjektid on oma praegustes positsioonides vastasmõjude tõttu Neptuuni migratsiooni tekitatud resonantsidega.

Ettepanek 2004. aastal arvuti mudel Alessandro Morbidelli Nice'i Côte d'Azuri observatooriumist väitis, et Neptuuni liikumist Kuiperi vöösse võis algatada 1:2 resonantsi teke Jupiteri ja Saturni orbiitidel, mis toimis omamoodi gravitatsioonijõuna, mis surus. Uraan ja Neptuun tõusid kõrgematele orbiitidele ja sunnivad oma asukohta muutma. Selle rände tagajärjel Kuiperi vööst väljatõrjumine võib seletada ka hilist raskepommitamist, mis toimus 600 miljonit aastat pärast Päikesesüsteemi teket ja Trooja asteroidide ilmumist Jupiteri lähedale.

Satelliidid ja helinad

Neptuunil on praegu teada 13 kuud. Suurima kuu mass moodustab üle 99,5% kõigi Neptuuni kuude kogumassist ja ainult see on piisavalt massiivne, et muutuda sfääriliseks. See on Triton, mille avastas William Lassell vaid 17 päeva pärast Neptuuni avastamist. Erinevalt kõigist teistest Päikesesüsteemi planeetide suurtest satelliitidest on Tritonil retrograadne orbiit. Selle võis pigem kinni püüda Neptuuni gravitatsioon, mitte tekkinud kohapeal, ja võis kunagi olla Kuiperi vöö kääbusplaneet. See on Neptuunile piisavalt lähedal, et on pidevalt sünkroonses pöörlemises.

Neptuun (ülal) ja Triton (all)

Loodete kiirenduse tõttu liigub Triton aeglaselt spiraalselt Neptuuni poole ja lõpuks hävib, kui jõuab Roche piirini, mille tulemuseks on rõngas, mis võib olla võimsam kui Saturni rõngad (astronoomilistel skaalal juhtub see suhteliselt lühikese aja jooksul). periood: 10 kuni 100 miljonit aastat). 1989. aastal oli Tritoni hinnanguline temperatuur –235 °C (38 K). Sel ajal oli see Päikesesüsteemi geoloogilise aktiivsusega objektide väikseim mõõdetud väärtus. Triton on üks kolmest päikesesüsteemi planeetide satelliidist, millel on atmosfäär (koos Io ja Titaniga). Võimalik, et Tritoni jäise maakoore all on Euroopa ookeaniga sarnane vedel ookean.

Teine (avastamise hetkeks) teadaolev Neptuuni satelliit on Nereid, ebakorrapärase kujuga satelliit, mille orbiidi ekstsentrilisus on teistest Päikesesüsteemi satelliitidest üks suurimaid. Ekstsentrilisus 0,7512 annab sellele 7 korda suurema apoapsi kui selle periapsis.

Neptuuni kuu Proteus

1989. aasta juulist septembrini avastas Voyager 2 6 uut Neptuuni satelliiti. Nende hulgas on tähelepanuväärne ebakorrapärase kujuga satelliit Proteus. See on tähelepanuväärne selle poolest, kui suur võib olla selle tihedusega keha, ilma et see tõmbaks enda gravitatsiooni tõttu kerakujuliseks. Neptuuni suuruselt teine ​​kuu moodustab vaid veerand protsenti Tritoni massist.

Neptuuni neli sisemist satelliiti on Naiad, Thalassa, Despina ja Galatea. Nende orbiidid on Neptuunile nii lähedal, et asuvad selle rõngaste sees. Järgmine, Larissa, avastati algselt 1981. aastal tähe varjamise ajal. Algselt omistati varjamine rõngakaaredele, kuid kui Voyager 2 1989. aastal Neptuuni külastas, avastati, et peituse tekitas satelliit. Aastatel 2002–2003 avastati veel 5 ebaregulaarset Neptuuni kuud, millest teatati 2004. aastal. Kuna Neptuun oli Rooma merejumal, on tema kuud nimetatud väiksemate merejumalate järgi.

Sõrmused

Voyager 2 poolt jäädvustatud Neptuuni rõngad

Neptuunil on rõngassüsteem, kuigi palju vähem oluline kui näiteks Saturnil. Rõngad võivad koosneda silikaatidega kaetud jäistest osakestest või süsinikupõhisest materjalist, mis annab neile kõige tõenäolisemalt punaka tooni. Neptuuni rõngaste süsteemil on 5 komponenti.
[redigeeri] Tähelepanekud

Neptuun pole palja silmaga nähtav, sest ta on suurusjärk on vahemikus +7,7 kuni +8,0. Seega on Galilei satelliidid Jupiter, kääbusplaneet Ceres ja asteroidid 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno ja 6 Hebe temast heledamad taevas. Planeedi enesekindlaks vaatlemiseks on vaja teleskoopi, mille suurendus on 200 või suurem ja mille läbimõõt on vähemalt 200-250 mm Sel juhul näete Neptuuni väikese sinaka kettana, mis sarnaneb Uraaniga. 7-50 binokliga võib seda näha nõrga tähena.

Neptuuni ja Maa vahelise olulise kauguse tõttu varieerub planeedi nurkläbimõõt vaid 2,2-2,4 kaaresekundi piires. See väikseim väärtus teiste Päikesesüsteemi planeetide hulgas, seega on selle planeedi pinnadetailide visuaalne jälgimine keeruline. Seetõttu oli enamiku Neptuuni teleskoopandmete täpsus kuni Hubble'i kosmoseteleskoobi ja suurte maapealsete adaptiivse optikateleskoopide tulekuni halb. Näiteks 1977. aastal ei olnud isegi Neptuuni pöörlemisperiood usaldusväärselt teada.

Maal vaatleja jaoks siseneb Neptuun iga 367 päeva tagant näilisesse tagasiliikumisse, moodustades iga opositsiooni ajal tähtede taustal omapäraseid kujuteldavaid silmuseid. 2010. aasta aprillis ja juulis ning 2011. aasta oktoobris ja novembris toovad need orbitaalsilmused selle lähedale koordinaatidele, kus see 1846. aastal avastati.

Neptuuni vaatlused raadiolainetel näitavad, et planeet on pideva kiirguse ja ebaregulaarsete põletuste allikas. Mõlemad on seletatavad planeedi pöörleva magnetväljaga. Spektri infrapunaosas on külmemal taustal selgelt nähtavad häired Neptuuni atmosfääri sügavustes (nn tormid), mis tekivad kokkutõmbuvast tuumast lähtuvast soojusest. Vaatlused võimaldavad suure kindlusega kindlaks teha nende kuju ja suuruse ning jälgida nende liikumist.

Uurimine

Voyager 2 pilt Tritonist

Voyager 2 jõudis Neptuunile kõige lähemale 25. augustil 1989. aastal. Kuna Neptuun oli viimane suurem planeet, mida kosmoseaparaat külastada sai, otsustati Tritonist lähedalt mööda lennata, olenemata sellest, millised on selle mõju lennutrajektoorile. Sarnase ülesandega seisis silmitsi Voyager 1 – möödalend Saturni ja selle suurima satelliidi Titani lähedal. Voyager 2 abil Maale edastatud Neptuuni kujutised said 1989. aastal avalik-õigusliku ringhäälingu (PBS) kogu öö kestva programmi aluseks Neptune All Night.

Lähenemise ajal liikusid seadme signaalid Maale 246 minutit. Seetõttu tugines Voyager 2 missioon Neptuunile ja Tritonile lähenemiseks enamasti eelsalvestatud käskudele, mitte Maa käskudele. Voyager 2 möödus Nereidist üsna lähedalt, enne kui möödus 25. augustil Neptuuni atmosfäärist vaid 4400 km kauguselt. Hiljem samal päeval lendas Voyager Tritoni lähedale.

Voyager 2 kinnitas planeedi magnetvälja olemasolu ja leidis, et see on kaldu nagu Uraani väli. Planeedi pöörlemisperioodi küsimus lahendati raadiokiirguse mõõtmisega. Voyager 2 paljastas ka Neptuuni ebatavaliselt aktiivse ilmastikusüsteemi. Avastati 6 uut planeedi satelliiti ja rõngaid, millest, nagu selgus, oli neid mitu.

2016. aasta paiku plaanis NASA saata Neptuunile kosmoseaparaadi Neptune Orbiter. Praegu pole hinnangulisi käivitamiskuupäevi välja kuulutatud ja strateegiline plaan Solar System Research ei hõlma enam seda seadet.

Neptuun on Päikesest kaheksas planeet. See täiendab planeetide rühma, mida nimetatakse gaasihiiglasteks.

Planeedi avastamise ajalugu.

Neptuunist sai esimene planeet, mille olemasolust astronoomid teadsid juba enne, kui nad seda läbi teleskoobi nägid.

Uraani ebaühtlane liikumine oma orbiidil on pannud astronoomid uskuma, et planeedi sellise käitumise põhjuseks on teise taevakeha gravitatsiooniline mõju. Olles teinud vajalikud matemaatilised arvutused, avastasid Johann Halle ja Heinrich d'Arre Berliini observatooriumis 23. septembril 1846 kauge sinise planeedi.

Küsimusele, tänu kellele Neptuun leiti, on väga raske täpselt vastata.Paljud astronoomid on selles suunas töötanud ja arutelud sellel teemal veel kestavad.

10 asja, mida pead Neptuuni kohta teadma!

1. Neptuun on Päikesesüsteemi kõige kaugem planeet ja asub Päikesest kaheksandal orbiidil;
2. Matemaatikud olid esimesed, kes teadsid Neptuuni olemasolust;
   
3. Neptuuni ümber tiirleb 14 satelliiti;
4. Neputna orbiit eemaldub Päikesest keskmiselt 30 AU võrra;
5. Üks päev Neptuunil kestab 16 Maa tundi;
6. Neptuuni on külastanud vaid üks kosmoselaev, Voyager 2;
7. Neptuuni ümber on rõngaste süsteem;
8. Neptuunil on Jupiteri järel suuruselt teine ​​gravitatsioon;
9. Üks aasta Neptuunil kestab 164 Maa aastat;
10. Neptuuni atmosfäär on äärmiselt aktiivne;

Astronoomilised omadused

Planeedi Neptuun nime tähendus

Sarnaselt teistele planeetidele on Neptuun oma nime saanud kreeka ja rooma mütoloogiast. Rooma merejumala järgi nimetus Neptuun sobis planeedile üllatavalt hästi tänu oma uhkele sinisele toonile.

Neptuuni füüsikalised omadused

Rõngad ja satelliidid

Neptuuni ümber tiirleb 14 teadaolevat kuud, mis on saanud nime väiksemate merejumaluste ja nümfide järgi. Kreeka mütoloogia.Planeedi suurim satelliit on Triton. Selle avastas William Lassell 10. oktoobril 1846, vaid 17 päeva pärast planeedi avastamist.

Triton on ainus Neptuuni satelliit, millel on sfääriline kuju. Planeedi ülejäänud 13 teadaolevat satelliiti on ebakorrapärase kujuga. Lisaks oma korrapärasele kujule on Triton tuntud selle poolest, et sellel on retrograadne orbiit ümber Neptuuni (satelliidi pöörlemissuund on vastupidine Neptuuni pöörlemisele ümber Päikese). See annab astronoomidele põhjust arvata, et Tritoni püüdis gravitatsiooniliselt Neptuun ja see ei tekkinud koos planeediga. Samuti on hiljutised Neputna süsteemi uuringud näidanud Tritoni orbiidi kõrguse pidevat vähenemist emaplaneedi ümber. See tähendab, et miljonite aastate pärast kukub Triton Neptuunile või hävib planeedi võimsate loodete jõudude poolt täielikult.

Neptuuni lähedal on ka ringsüsteem. Uuringud näitavad aga, et nad on suhteliselt noored ja väga ebastabiilsed.

Planeedi omadused

Neptuun on Päikesest äärmiselt kaugel ja on seetõttu Maast palja silmaga nähtamatu. Keskmine kaugus meie tähest on umbes 4,5 miljardit kilomeetrit. Ja selle aeglase liikumise tõttu orbiidil kestab üks aasta planeedil 165 Maa aastat.

Neptuuni magnetvälja peatelg, nagu ka Uraani oma, on planeedi pöörlemistelje suhtes tugevalt kaldu ja on umbes 47 kraadi. See aga ei mõjutanud selle võimsust, mis on 27 korda suurem kui Maa oma.

Hoolimata suurest kaugusest Päikesest ja sellest tulenevalt ka tähelt saadavast väiksemast energiast, on tuuled Neptuunil kolm korda tugevamad kui Jupiteril ja üheksa korda tugevamad kui Maal.

1989. aastal nägi Neptuuni süsteemi lähedal lennanud kosmoselaev Voyager 2 oma atmosfääris suurt tormi. See orkaan, nagu ka Jupiteri Suur Punane Laik, oli nii suur, et mahutas Maad. Tema liikumiskiirus oli samuti tohutu ja ulatus umbes 1200 kilomeetrini tunnis. Sellised atmosfäärinähtused ei kesta aga nii kaua kui Jupiteril. Hilisemad Hubble'i kosmoseteleskoobi vaatlused ei leidnud selle tormi kohta mingeid tõendeid.

Planeedi atmosfäär

Neptuuni atmosfäär ei erine palju teistest gaasihiiglastest. See koosneb peamiselt kahest komponendist vesinikust ja heeliumist koos väikeste metaani ja erinevate jääde lisanditega.

Kasulikud artiklid, mis vastavad kõige rohkem huvitavaid küsimusi Saturni kohta.

Süvakosmose objektid

Üldine teave Neptuuni kohta

© Vladimir Kalanov,
veebisait"Teadmine on jõud".

Pärast Uraani avastamist 1781. aastal ei suutnud astronoomid pikka aega selgitada selle planeedi orbiidil liikumise kõrvalekallete põhjuseid nendest parameetritest, mis määrati kindlaks Johannes Kepleri avastatud planeetide liikumise seadustega. Eeldati, et Uraani orbiidi taga võib olla veel üks suur planeet. Kuid selle oletuse õigsust tuli tõestada, mille jaoks oli vaja teha keerukaid arvutusi.

Neptuun 4,4 miljoni km kauguselt.

Neptuun. Foto valevärvides.

Neptuuni avastamine

Neptuuni avastamine "pliiatsi otsas"

Iidsetest aegadest on inimesed teadnud viie palja silmaga nähtava planeedi olemasolust: Merkuur, Veenus, Marss, Jupiter ja Saturn.

Ja nii arvutas andekas inglise matemaatik John Couch Adams (1819–1892), kes oli äsja Cambridge’i St. Johni kolledži lõpetanud, aastatel 1844–1845 transuraanse planeedi ligikaudse massi, selle elliptilise orbiidi elemendid ja heliotsentrilise pikkuskraadi. Adamsist sai seejärel Cambridge'i ülikooli astronoomia ja geomeetria professor.

Adams lähtus oma arvutustes eeldusest, et soovitud planeet peaks asuma Päikesest 38,4 astronoomilise ühiku kaugusel. Seda kaugust pakkus Adamsile välja nn Titius-Bode reegel, mis kehtestab planeetide Päikesest kauguse ligikaudse arvutamise protseduuri. Edaspidi püüame sellest reeglist täpsemalt rääkida.

Adams esitas oma arvutused Greenwichi observatooriumi juhile, kuid neile ei pööratud tähelepanu.

Mõni kuu hiljem, Adamsist sõltumatult, tegi prantsuse astronoom Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811-1877) arvutused ja esitas need Greenwichi observatooriumile. Siin meenusid neile kohe Adamsi arvutused ja alates 1846. aastast käivitati Cambridge'i observatooriumis vaatlusprogramm, kuid see ei andnud tulemusi.

1846. aasta suvel tegi Le Verrier Pariisi observatooriumis üksikasjalikuma ettekande ja tutvustas kolleegidele oma arvutusi, mis olid samad ja isegi täpsemad kui Adamsi omad. Kuid Prantsuse astronoomid, kes hindasid Le Verrier’ matemaatilisi oskusi, ei näidanud üles suurt huvi transuraaniplaneedi otsimise probleemi vastu. See ei saanud meister Le Verrier’le pettumust valmistada ja 18. septembril 1846 saatis ta Berliini observatooriumi assistendile Johann Gottfried Hallele (1812–1910) kirja, milles ta kirjutas eelkõige: “... Võtke vaevaks suunata teleskoop Veevalaja tähtkujule. Leiate üheksanda suurusjärgu planeedi 1° raadiuses ekliptikapunktist 326° pikkuskraadil..."

Neptuuni avastamine taevas

23. septembril 1846, kohe pärast kirja saamist, suunasid Johann Halle ja tema assistent, vanemõpilane Heinrich d'Arre teleskoobi Veevalaja tähtkujule ja avastasid uue, kaheksanda planeedi peaaegu täpselt Le Verrier' näidatud kohas.

Pariisi Teaduste Akadeemia teatas peagi, et Urbain Le Verrier avastas "pliiatsi otsast" uue planeedi. Britid üritasid protestida ja nõudsid, et John Adams tunnistataks planeedi avastajaks.

Kellele anti avastamise prioriteet – Inglismaale või Prantsusmaale? Avamise prioriteediks tunnistati... Saksamaa. Kaasaegsed entsüklopeedilised teatmeteosed näitavad, et planeedi Neptuun avastas 1846. aastal Johann Halle W.Zh teoreetiliste ennustuste kohaselt. Le Verrier ja J.K. Adams.

Meile tundub, et Euroopa teadus käitus selles küsimuses õiglaselt kõigi kolme teadlase: Galle'i, Le Verrieri ja Adamsi suhtes. Teadusajalukku jääb ka Heinrich d’Arre nimi, kes oli tollal Johann Halle assistent. Kuigi loomulikult oli Galle'i ja tema assistendi töö mahult ja intensiivsusest oluliselt väiksem kui Adamsi ja Le Verrier' oma, tehes keerukaid matemaatilisi arvutusi, mida paljud tolleaegsed matemaatikud ei teinud, pidades probleemi lahendamatuks.

Avastatud planeet sai nimeks Neptuun Vana-Rooma merejumala järgi (vanadel kreeklastel oli Poseidon merejumala “positsioonil”). Nimi Neptuun valiti muidugi traditsiooni järgi, kuid see osutus üsna edukaks selles mõttes, et planeedi pind meenutab sinist merd, kus valitseb Neptuun. Muide, planeedi värvi sai võimalikuks kindlalt hinnata alles ligi poolteist sajandit pärast selle avastamist, kui 1989. aasta augustis lendas Jupiteri, Saturni ja Uraani lähistel uurimisprogrammi lõpetanud Ameerika kosmoselaev üle põhja. Neptuuni poolus vaid 4500 km kõrgusel ja edastas pilte sellest planeedist Maale. Voyager 2 on siiani ainus kosmoselaev, mis on sihitud Neptuuni lähedusse. Tõsi, Neptuuni kohta saadi ka mõningane välisinfo abiga, kuigi see on Maa-lähedasel orbiidil, s.t. lähedalasuvas ruumis.

Planeedi Neptuun oleks võinud avastada Galilei, kes seda märkas, kuid pidas seda ebatavaliseks täheks. Sellest ajast alates, peaaegu kakssada aastat, kuni 1846. aastani, jäi üks Päikesesüsteemi hiidplaneetidest teadmatusse.

Üldine teave Neptuuni kohta

Neptuun, Päikesest kauguse kaheksas planeet, asub valgustist ligikaudu 4,5 miljardi kilomeetri (30 AU) kaugusel (min 4,456, max 4,537 miljardit km).

Neptuun, nagu , kuulub gaasiliste hiidplaneetide rühma. Selle ekvaatori läbimõõt on 49 528 km, mis on peaaegu neli korda suurem kui Maa oma (12 756 km). Pöörlemisperiood ümber oma telje on 16 tundi 06 minutit. Revolutsiooni periood ümber Päikese s.o. Aasta pikkus Neptuunil on peaaegu 165 Maa aastat. Neptuuni ruumala on 57,7 korda suurem kui Maa ruumala ja selle mass on 17,1 korda suurem Maa omast. Aine keskmine tihedus on 1,64 (g/cm³), mis on märgatavalt suurem kui Uraanil (1,29 (g/cm³)), kuid oluliselt väiksem kui Maal (5,5 (g/cm³)). Neptuuni gravitatsioonijõud on peaaegu poolteist korda suurem kui Maal.

Iidsetest aegadest kuni 1781. aastani pidasid inimesed Saturni kõige kaugemaks planeediks. 1781. aastal avastatud Uraan "laiendas" Päikesesüsteemi piire poole võrra (1,5 miljardilt km-lt 3 miljardile km-le).

Kuid 65 aastat hiljem (1846) avastati Neptuun, mis “laiendas” Päikesesüsteemi piire veel poolteist korda, s.o. kuni 4,5 miljardit km igas suunas Päikesest.

Nagu hiljem näeme, ei saanud see meie päikesesüsteemi poolt hõivatud ruumi piiriks. 84 aastat pärast Neptuuni avastamist, 1930. aasta märtsis, avastas ameeriklane Clyde Tombaugh teise planeedi, mis tiirles ümber Päikese keskmiselt umbes 6 miljardi km kaugusel.

Tõsi, Rahvusvaheline Astronoomialiit võttis 2006. aastal Pluutolt planeedi tiitli. Teadlaste sõnul osutus Pluuto sellise tiitli jaoks liiga väikeseks ja kanti seetõttu kääbuste kategooriasse. Kuid see ei muuda asja olemust – Pluuto kui kosmiline keha on siiski osa Päikesesüsteemist. Ja keegi ei saa garanteerida, et Pluuto orbiidist kaugemal pole enam kosmilisi kehasid, mis võiksid planeetidena Päikesesüsteemi osaks saada. Igal juhul on Pluuto orbiidist kaugemal ruum täidetud mitmesuguste kosmiliste objektidega, mida kinnitab nn Edgeworthi-Kuiperi vöö olemasolu, mis ulatub 30-100 AU-ni. Sellest vööst räägime veidi hiljem (vt “Teadmised on jõud”).

Neptuuni atmosfäär ja pind

Neptuuni atmosfäär

Neptuuni pilvede reljeef

Neptuuni atmosfäär koosneb peamiselt vesinikust, heeliumist, metaanist ja ammoniaagist. Metaan neelab spektri punase osa ning edastab siniseid ja rohelisi värve. Seetõttu näib Neptuuni pinnavärv rohekassinine.

Atmosfääri koostis on järgmine:

Põhikomponendid: vesinik (H 2) 80±3,2%; heelium (He) 19±3,2%; metaan (CH4) 1,5±0,5%.
Lisandite komponendid: atsetüleen (C 2 H 2), diatsetüleen (C 4 H 2), etüleen (C 2 H 4) ja etaan (C 2 H 6), samuti süsinikmonooksiid (CO) ja molekulaarne lämmastik (N 2) ;
Aerosoolid: ammoniaagijää, vesijää, ammooniumvesiniksulfiidi (NH 4 SH) jää, metaanjää (? - küsitav).

Temperatuur: 1 baari rõhutasemel: 72 K (–201 °C);
rõhutasemel 0,1 baari: 55 K (–218 °C).

Alates umbes 50 km kõrguselt atmosfääri pinnakihtidest ja edasi kuni mitme tuhande kilomeetri kõrguseni on planeet kaetud peamiselt jäätunud metaanist koosnevate rämpspilvedega (vt foto ülal paremal). Pilvede hulgas täheldatakse moodustisi, mis meenutavad atmosfääri tsüklonaalseid keeriseid, sarnaselt Jupiteril toimuvaga. Sellised keerised ilmuvad täppidena ja perioodiliselt ilmuvad ja kaovad.

Atmosfäär muutub järk-järgult vedelaks ja seejärel tahke eeldatakse, et planeedid koosnevad peamiselt samadest ainetest – vesinikust, heeliumist, metaanist.

Neptuuni atmosfäär on väga aktiivne: planeedil puhuvad väga tugevad tuuled. Kui nimetame tuuli Uraanil kiirusega kuni 600 km/h orkaanideks, siis kuidas me nimetame Neptuunil tuuli, mis puhuvad kiirusega 1000 km/h? Tugevamaid tuuli pole ühelgi teisel päikesesüsteemi planeedil.

Neptuun– Päikesesüsteemi kaheksas planeet: avastus, kirjeldus, orbiit, koostis, atmosfäär, temperatuur, satelliidid, rõngad, uurimine, pinnakaart.

Neptuun on Päikesest kaheksas planeet ja Päikesesüsteemi kõige kaugem planeet. Tegemist on gaasihiiglase ja kategooria esindajaga päikeseplaneedid väline süsteem. Pluuto on planeetide nimekirjast välja langenud, mistõttu Neptuun sulgeb ahela.

Seda ei leia ilma instrumentideta, seega leiti see suhteliselt hiljuti. Lähedast lähenemist täheldati vaid korra Voyager 2 möödalennul 1989. aastal. Uurime huvitavates faktides, mis planeet Neptuun on.

Huvitavad faktid planeedi Neptuuni kohta

Vanad inimesed ei teadnud temast

• Neptuuni ei leia instrumente kasutamata. Esimest korda märgati seda alles 1846. aastal. Asukoht arvutati matemaatiliselt. Nimi on antud roomlaste merejumala auks.

Pöörleb kiiresti ümber telje

• Ekvatoriaalpilved teevad pöörde 18 tunniga.

Jäähiiglaste seas väikseim

• See on väiksem kui Uraan, kuid massilt suurem. Raske atmosfääri all on vesiniku, heeliumi ja metaani gaaside kihid. Seal on vesi, ammoniaak ja metaanjää. Sisemist südamikku esindab kivi.

Atmosfäär on täidetud vesiniku, heeliumi ja metaaniga

• Neptuuni metaan neelab punast valgust, mistõttu tundub planeet sinine. Kõrged pilved triivivad pidevalt.

Aktiivne kliima

• Tähelepanu väärivad suured tormid ja võimsad tuuled. Üks ulatuslikest tormidest registreeriti 1989. aastal - Suur Tume Laik, mis kestis 5 aastat.

Seal on õhukesed rõngad

• Neid esindavad jääosakesed, mis on segatud tolmuterade ja süsinikusisaldusega ainetega.

Seal on 14 satelliiti

• Kõige huvitav kaaslane Neptuunit esindab Triton, härmas maailm, mis vabastab pinna alt lämmastiku- ja tolmuosakesi. Saab tõmmata planeedi gravitatsiooniga.

Saatis ühe missiooni

• 1989. aastal lendas Voyager 2 Neptuunist mööda, saates tagasi esimesed suuremahulised pildid süsteemist. Planeeti vaadeldi ka Hubble'i teleskoobiga.

Planeedi Neptuuni suurus, mass ja orbiit

24 622 km raadiusega on see suuruselt neljas planeet, meie omast neli korda suurem. Massiga 1,0243 x 10 26 kg ületab see meid 17 korda. Ekstsentrilisus on vaid 0,0086 ja kaugus Päikesest Neptuunini on 29,81 AU. ligikaudses olekus ja 30.33. a.e. maksimaalselt.

Polaarne kokkusurumine	0,0171
Ekvatoriaalne	24 764
Polaarraadius	24 341 ± 30 km
Pindala	7,6408 10 9 km²
Helitugevus	6.254 10 13 km³
Kaal	1,0243 10 26 kg
Keskmine tihedus	1,638 g/cm³
Kiirendus tasuta langeb ekvaatorile	11,15 m/s²
Teine ruum kiirust	23,5 km/s
Ekvatoriaalne kiirus pöörlemine	2,68 km/s 9648 km/h
Pöörlemisperiood	0,6653 päeva 15 h 57 min 59 s
Telje kalle	28,32°
Õige ülestõus põhjapoolus	19h 57m 20s
Põhjapooluse deklinatsioon	42,950°
Albedo	0,29 (võlakiri) 0,41 (geom.)
Ilmne suurusjärk	8,0-7,78 m
Nurga läbimõõt	2,2"-2,4"

Sideeriline pööre võtab aega 16 tundi, 6 minutit ja 36 sekundit ning orbiidi läbimine 164,8 aastat. Neptuuni telje kalle on 28,32° ja sarnaneb Maa omaga, seega läbib planeet sarnaseid hooajalisi muutusi. Kuid lisage pika orbiidi tegur ja saame hooaja pikkusega 40 aastat.

Neptuuni planeedi orbiit mõjutab Kuiperi vööd. Planeedi gravitatsiooni tõttu muutuvad mõned objektid ebastabiilseks ja tekitavad vöösse tühimikud. Mõnes tühjas piirkonnas on orbiidi tee. Resonants kehadega – 2:3. See tähendab, et kehad sooritavad Neptuunis iga 3 kohta 2 orbiidi läbipääsu.

Jäähiiglasel on Trooja kehad, mis asuvad Lagrange'i punktides L4 ja L5. Mõni isegi hämmastab oma stabiilsusega. Tõenäoliselt loodi need lihtsalt läheduses ja neid hiljem gravitatsiooniliselt ei meelitanud.

Planeedi Neptuuni koostis ja pind

Seda tüüpi objekte nimetatakse jäähiiglasteks. Seal on kivine tuum (metallid ja silikaadid), veest, metaanjääst, ammoniaagist ja vesiniku, heeliumi ja metaani atmosfäär valmistatud vahevöö. Neptuuni detailne struktuur on näha joonisel.

Tuum sisaldab niklit, rauda ja silikaate ning selle mass on 1,2 korda suurem kui meie oma. Keskrõhk tõuseb 7 Mbar-ni, mis on meie kahekordne. Olukord soojeneb temperatuurini 5400 K. 7000 km sügavusel muutub metaan teemantkristallideks, mis langevad rahe kujul alla.

Vahevöö ulatub 10–15-kordse maa massini ja on täidetud ammoniaagi, metaani ja vee seguga. Ainet nimetatakse jäiseks, kuigi tegelikult on tegemist tiheda kuuma vedelikuga. Atmosfäärikiht ulatub tsentrist välja 10-20%.

Atmosfääri madalamates kihtides on näha, kuidas metaani, vee ja ammoniaagi kontsentratsioonid suurenevad.

Planeedi Neptuuni kuud

Neptuuni kuuperekonda esindab 14 satelliiti, kus kõigil peale ühe on nimed Kreeka ja Rooma mütoloogia auks. Need on jagatud 2 klassi: tavalised ja ebaregulaarsed. Esimesed on Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S/2004 N 1 ja Proteus. Need asuvad planeedile kõige lähemal ja marsivad ringikujulistel orbiitidel.

Satelliidid ulatuvad planeedist 48 227–117 646 km kaugusele ning kõik peale S/2004 N 1 ja Proteuse tiirlevad ümber planeedi tiirlemisperioodist lühema ajaga (0,6713 päeva). Parameetrite järgi: 96 x 60 x 52 km ja 1,9 × 10 17 kg (Naiad) kuni 436 x 416 x 402 km ja 5,035 × 10 17 kg (Proteus).

Kõik satelliidid, välja arvatud Proteus ja Larissa, on pikliku kujuga. Spektraalanalüüs näitab, et need tekkisid tumeda materjaliga segatud vesijääst.

Ebakorrapärased järgivad kaldu ekstsentrilisi või retrograadseid orbiite ja elavad suurte vahemaade tagant. Erandiks on Triton, mis tiirleb ümber Neptuuni ringrajal.

Ebaregulaarsete nimekirjast võib leida Triton, Nereids, Halimeda, Sao, Laomedea, Neso ja Psamatha. Suuruse ja massi poolest on need praktiliselt stabiilsed: läbimõõduga 40 km ja massiga 1,5 × 10 16 kg (Psamapha) kuni 62 km ja 9 x 10 16 kg (Halimeda).

Tritonit ja nereide vaadeldakse eraldi, kuna need on süsteemi suurimad ebakorrapärased kuud. Triton sisaldab 99,5% Neptuuni orbiidi massist.

Nad pöörlevad planeedi lähedal ja neil on ebatavaline ekstsentrilisus: Tritonil on peaaegu täiuslik ring ja Nereidil on kõige ekstsentrilisem.

Neptuuni suurim satelliit on Triton. Selle läbimõõt on 2700 km ja mass on 2,1 x 10 22 kg. Selle suurus on hüdrostaatilise tasakaalu saavutamiseks piisav. Triton liigub mööda retrograadset ja kvaasiringikujulist rada. See on täidetud lämmastiku, süsinikdioksiidi, metaani ja vesijääga. Albedo on üle 70%, seetõttu peetakse seda üheks eredamaks objektiks. Pind tundub punakas. See on üllatav ka seetõttu, et sellel on oma atmosfäärikiht.

Satelliidi tihedus on 2 g/cm 3, mis tähendab, et 2/3 massist on antud kividele. Samuti võib sees olla vett vedel olek ja maa-alune ookean. Lõunas on suur polaarkübar, iidsed kraatriarmid, kanjonid ja äärekivid.

Arvatakse, et Tritonit tõmbas ligi gravitatsioon ja seda peeti varem Kuiperi vöö osaks. Loodete külgetõmme viib lähenemiseni. Kokkupõrge planeedi ja satelliidi vahel võib toimuda 3,6 miljardi aasta pärast.

Nereid on kuuperekonnas suuruselt kolmas. Pöörleb progressiivsel, kuid äärmiselt ekstsentrilisel orbiidil. Spekroskoop leidis pinnalt jääd. Võib-olla on kaootiline pöörlemine ja piklik kuju need, mis põhjustavad näilise suuruse ebakorrapäraseid muutusi.

Planeedi Neptuuni atmosfäär ja temperatuur

Kõrgemal kõrgusel koosneb Neptuuni atmosfäär vesinikust (80%) ja heeliumist (19%) koos väikeste metaanijälgedega. Sinine toon tekib seetõttu, et metaan neelab punast valgust. Atmosfäär jaguneb kaheks põhisfääriks: troposfäär ja stratosfäär. Nende vahel on tropopaus rõhuga 0,1 baari.

Spektraalanalüüs näitab, et stratosfäär on udune UV-kiirte ja metaani kokkupuutel tekkivate segude kuhjumise tõttu. See sisaldab süsinikmonooksiidi ja vesiniktsüaniidi.

Seni ei oska keegi seletada, miks termosfäär kuumutatakse 476,85°C-ni. Neptuun on tähest äärmiselt kaugel, mistõttu on vaja teistsugust küttemehhanismi. See võib olla atmosfääri kokkupuude ioonidega magnetväljas või planeedi enda gravitatsioonilainetega.

Neptuunil pole tahket pinda, mistõttu atmosfäär pöörleb erinevalt. Ekvatoriaalne osa pöörleb 18 tunni jooksul, magnetväli - 16,1 tundi ja polaarvöönd - 12 tundi. Seetõttu puhuvad tugevad tuuled. Kolm suurt salvestas Voyager 2 1989. aastal.

Esimene torm ulatus üle 13 000 x 6600 km ja nägi välja nagu Jupiteri suur punane täpp. 1994. aastal üritas Hubble'i teleskoop leida Suurt Tume täpp, aga teda polnud seal. Kuid põhjapoolkera territooriumile on tekkinud uus.

Roller on veel üks torm, mida esindab kerge pilvkate. Need asuvad Great Dark Spotist lõuna pool. 1989. aastal märgati ka Little Dark Spotit. Alguses tundus täiesti pime, kuid kui seade lähemale jõudis, oli võimalik tuvastada hele südamik.

Planeedi Neptuuni rõngad

Planeedil Neptuun on 5 teadlaste järgi nime saanud rõngast: Halle, Le Verrier, Lascelles, Arago ja Adams. Neid esindab tolm (20%) ja väikesed kivikillud. Neid on raske leida, kuna neil puudub heledus ning need erinevad suuruse ja tiheduse poolest.

Esimesena uuris planeeti suurendusinstrumendiga Johann Halle. Rõngas on esikohal ja asub Neptuunist 41 000–43 000 km kaugusel. Le Verrier on vaid 113 km lai.

53200-57200 km kaugusel laiusega 4000 km asub Lascellesi ring. See on kõige laiem rõngas. Teadlane leidis Tritoni 17 päeva pärast planeedi avastamist.

Arago ring, mis asub 57 200 km kaugusel, ulatub 100 km kaugusele. François Arago juhendas Le Verrier'd ja osales aktiivselt planeedi debatis.

Adams on vaid 35 km lai. Kuid see sõrmus on Neptuuni eredaim ja seda on lihtne leida. Sellel on viis kaar, millest kolm on nimega Vabadus, Võrdsus, Vennaskond. Arvatakse, et kaared püüdis gravitatsiooniliselt kinni rõnga sees asuv Galatea. Vaata fotot Neptuuni sõrmustest.

Sõrmused on tumedad ja valmistatud orgaanilised ühendid. Hoiab palju tolmu. Arvatakse, et tegemist on noorte koosseisudega.

Planeedi Neptuuni uurimise ajalugu

Neptuun registreeriti alles 19. sajandil. Kuigi kui uurite hoolikalt Galileo visandeid aastast 1612, märkate, et täpid osutavad jäähiiglase asukohale. Nii et varem peeti planeeti lihtsalt ekslikult täheks.

1821. aastal koostas Alexis Bouvard diagrammid, mis näitavad Uraani orbitaalteed. Kuid edasine ülevaade näitas kõrvalekaldeid joonisest, nii et teadlane arvas, et läheduses on suur keha, mis mõjutas rada.

John Adams alustas Uraani orbiidi läbipääsu üksikasjalikku uurimist 1843. aastal. Temast sõltumata 1845.-1846. Urbe Le Verrier töötas. Oma teadmisi jagas ta Berliini observatooriumis Johann Hallega. Viimane kinnitas, et läheduses on midagi suurt.

Planeedi Neptuuni avastamine tekitas selle avastaja suhtes palju poleemikat. Kuid teadusmaailm tunnustas Le Verrier’ ja Adamsi teeneid. Aga 1998. aastal leiti, et esimene oli rohkem teinud.

Algul tegi Le Verrier ettepaneku nimetada objekt tema auks, mis tekitas palju nördimust. Kuid tema teine ​​ettepanek (Neptuun) sai tänapäevaseks nimeks. Fakt on see, et see sobib nime traditsioonidega. Allpool on Neptuuni kaart.

Planeet Neptuuni pinna kaart

Pildi suurendamiseks klõpsake seda

Kaheksas planeet on gaasihiiglane Neptuun. Planeet on oma nime saanud Rooma merede ja ookeanide jumala järgi. Neptuun on läbimõõdult neljas ja massilt kolmas planeet. Selle mass on 17 korda suurem kui .

Galileo avastas Neptuuni esmakordselt aastatel 1612 ja 1613 ning jäädvustas ta oma joonistustes. Kuna Neptuun oli vaatluse ajal vahetus läheduses, arvas Galileo, et tegemist on tähega.
1812. aastal Alexis Bouvard, prantsuse astronoom avastuse poolest kuulus kaheksa komeeti ja astronoomiliste tabelite loomine, arvutas Uraani orbiidi. Ta nentis, et on olemas teatud taevakeha, mis orbiiti mõjutab. 1843. aastal arvutas John Adams Uraani orbitaalanomaalia parameetreid kasutades välja pakutud kaheksanda planeedi orbiidi.

Kaheksanda planeedi otsingutes osales aktiivselt prantsuse matemaatik ja astronoom Urbain Le Verrier. Uue kaheksanda planeedi otsimisega tegelesid Saksa observatoorium ja Johann Halle, kes kasutas helkurit. Ta tuli välja ideega võrrelda tõelist taevakaarti teleskoobi kaudu nähtava pildiga, keskendudes objektidele, mis liiguvad fikseeritud tähtede taustal.

Neptuuni mass on 17 korda suurem kui Maa mass. Planeedi raadius on 24 764 km, mis on neli korda suurem kui Maa raadius.

Neptuuni koostis sarnaneb Uraaniga.
Atmosfäär moodustab 5–10% planeedi kogumassist ja selle rõhk on 10 GPa. Atmosfääri alumisest osast leiti kontsentreeritud ammoniaagi, vesiniku ja vee lahust. Gaas muutub järk-järgult ülekriitiliseks (olek, kus rõhk ja temperatuur on palju kõrgemad kui aine kriitilise punkti rõhk ja temperatuur), moodustades temperatuuril 2000–5000 Kelvinit vedela või jääkooriku. See koorik sisaldab suur hulk vesi, ammoniaak ja metaan ning sellel on kõrge elektrijuhtivus. Arvatakse, et umbes 7000 km sügavusel tekib metaani lagunemisel teemantkristalle.
Südamik võib sisaldada rauda, ​​niklit ja räni rõhu all 7 mbar.

Planeedi atmosfäär koosneb 80% vesinikust ja 19% heeliumist. Samuti tuvastati vähesel määral metaani. Planeedi sinakas värvus on tingitud punase spektri neeldumisest metaani poolt.
Atmosfäär ise jaguneb kaheks tsooniks: troposfääriks (kus temperatuur kõrgusega väheneb) ja stratosfääriks (kus see juhtub vastupidi). Neid kahte tsooni eraldab tropopaus.
Atmosfääris võib esineda pilvi keemiline koostis mis varieerub sõltuvalt kõrgusest, koosnevad pilved ammoniaagist ja vesiniksulfiidist, vesiniksulfiidist ja veest.

Neptuunil on dipoolne magnetväli.

Planeet on ümbritsetud rõngastega, kuid erineb Saturni rõngastest. Need koosnevad jääosakestest, silikaatidest ja süsivesinikest.
Eristada saab kolme peamist rõngast: Adamsi ring (asub 63 000 km kaugusel Neptuunist), Le Verrier rõngas (53 000 km) ja Halle ring (42 000 km).

Neptuuni ilm on muutlik, tuuled puhuvad pinnal kiirusega 600 m/sek. Need tuuled puhuvad planeedi pöörlemisele vastupidises suunas. Voyager 2 avastas Suure tumeda koha 1989. aastal. tohutu suurus antitsüklon (13 000 km x 6600 km). Mõne aasta pärast plekk kadus.
Neptuuni ümbritseb 13 kuud. Suurima neist, Triton (kreeka mütoloogias oli Poseidoni poeg), avastas 1846. aastal William Lassell.

Kogu ajaloo jooksul on Neptuuni lähedal olnud ainult kosmoselaev Voyager 2. Signaal liikus sellest Maale 246 minutit.

Andmed planeedi Neptuuni kohta

Avatud	John Cooch Adams
avamiskuupäev	23. september 1846
Keskmine kaugus Päikesest	4 498 396 441 km
Minimaalne vahemaa Päikesest (periheel)	4 459 753 056 km
Maksimaalne kaugus Päikesest (apoheel)	4 537 039 826 km
Revolutsiooni periood ümber Päikese	164,79132 Maa aastat, 60 190,03 Maa päeva
Orbiidi ümbermõõt	28 263 736 967 km
keskmine kiirus orbiidi liikumised	19566 km/h
Keskmine planeedi raadius	24 622 km
Ekvaatori pikkus	154 704,6 km
Helitugevus	62 525 703 987 421 km 3
Kaal	102 410 000 000 000 000 000 000 000 kg
Tihedus	1,638 g/cm3
kogupindala	7 618 272 763 km 2
Pinna gravitatsioon (gravitatsioonikiirendus)	11,15 m/s 2
Teiseks põgenemiskiirus	84 816 km/h
Tähtede pöörlemisperiood (päeva pikkus)	0,671 Maa päeva, 16,11000 tundi
keskmine temperatuur	-214 °C
Atmosfääri koostis	Vesinik, heelium, metaan