Нептун
Описание
Нептун - восьмая по счету (и последняя) планета от Солнца и, как и Юпитер, Уран и Сатурн, принадлежит к семейству молодых газообразных планет. Невидимый невооруженным глазом, он был открыт в 1846 году.
После открытия Урана в 1781 году астрономы смогли точно высчитать орбиту планеты с помощью законов планетарного движения и силы тяготения, открытых Иоганном Кеплером и Исааком Ньютоном. После открытия Урана было снято табу с неколебимости количества планет. После его открытия стало ясно, что в предыдущие годы Уран наблюдали много раз, описывая его как неяркую звезду. Аристотелевская идея, что число блуждающих тел, "планет" в этимологическом смысле слова, должно равняться семи (пять, включая Сатурн, плюс Солнце и Луна), настолько укоренилась, что никто никогда не следил за средним периодом движения этого неяркого объекта..
Итак, стали думать, что, кроме Урана, могут существовать другие тела, находящиеся на орбите Солнца. Гипотеза появилась, видимо, когда в 1821 году Алексис Бувард высчитал реальную орбиту Урана по проекции, основываясь на законах Ньютона. Оказалось, что орбиты не совпадают.
Среди астрономов получила распространение гипотеза, что наблюдаемая аномалия связана с воздействием на Урон неизвестного тела, не находящегося на его орбите. Исходя из математических расчетов, уже в том же 1821 году Фридрих Бессель выдвинул в письме к Г. Ольберсу предположение, что существуют и более далекие планеты. Их молодой коллега Флеминг энергично и компетентно подошел к этой проблеме и, конечно, добился бы результата, если бы не преждевременная смерть в 1840 году.
Начинания Флеминга были подхвачены двумя другими астрономами, работавшими независимо друг от друга: Джоном Каучем Адамсом и Урбеном Леверье. Адаме приступил к этой работе сразу же после окончания Кембриджа в 1843 году; он исходил из предположения, что гипотетическая планета должна находиться на расстоянии 38,4 а. е., в два раза дальше, чем Уран. Это значение было очень близко к подсчитанному на основании правила Тициуса - Воде (эмпирическое постоянное соотношение, позволяющее предсказать расстояние планет от Солнца). Решение Адамса было представлено Эйри в Гринвичскую обсерваторию, но его проигнорировали, потому что посчитали, что проблема математически неразрешима.
Во Франции Леверье под руководством Ф. Арого начал работать над своей гипотезой в июне 1845 года и представил ее на рассмотрение Парижской академии наук в следующем году. Отдавая себе отчет, что французские коллеги не имеют ни малейшего желания искать эту гипотетическую планету, Леверье одновременно передал свои данные Эйри. Тогда Эйри наконец понял, что работа Адамса заслуживает внимания, но не сообщил ему, что ею занялся, и ничего не сказал о работе Леверье.
В Англии в Кембриджской обсерватории поиски начались в июле 1846 года, но Дж. Челлис решил проигнорировать данные, которые у него были, и повел безрезультатный поиск в слишком широком направлении.
В августе 1846 года Леверье представил другой, более подробный, труд о положении планеты, ее массе и орбитальных элементах. Его похвалили за математическую сноровку, но никто не стал проверять его предположения с помощью наблюдений. В конце концов Леверье обратился к Иоганну Галле, ассистенту Берлинской обсерватории. Галле получил письмо Леверье 23 сентября Э 846 года. В ту же ночь вместе с одним своим студентом Генрихом д'Аррестом он направил телескоп в указанном направлении, и уже через час они обнаружили восьмую планету неподалеку от места, указанного в расчетах.
Открытие было приписано Леверье, принимая во внимание, что немцы нашли Нептун по его данным. Когда англичане стали претендовать на авторство, воспротивилась Парижская академия наук, и посыпался град взаимных обвинений. В конце концов, полемика утихла, и когда стало ясно, что Адаме тоже внес свой вклад, он получил справедливое признание.
До Нептуна долетел только один зонд, "Вояджер-2", в августе 1989 года. Он пролетел на высоте всего 4500 км над Северным полюсом, и благодаря данным, полученным с помощью бортового радара, стало возможным точно подсчитать период вращения планеты, который составляет 16 ч 3 мин, на 3 часа меньше, чем считали астрономы.
Планета Нептун
Техникам, которые руководили полетом, пришлось бороться с тусклым освещением, потому что Нептун находится в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля. С этой трудностью блестяще справились, и зонд передал великолепные изображения этой голубой планеты. Зонд "Вояджер" обнаружил 6 новых спутников, которые добавились к тем двум, что раньше наблюдали с Земли. Все спутники вращаются в ту же сторону, что и Нептун, кроме Тритона, который всегда повернут к планете одной и той же стороной.
Недра Нептуна похожи на недра других газообразных планет, в частности Урона.
Плотность планеты можно сравнить с плотностью Юпитера, но гораздо меньшая масса не дала образоваться внутри планеты металлическому водороду. Как и у Урана, над ядром (самым большим из всех ядер газообразных планет) находится слой молекулярных гелия и водорода, затем идут еще два слоя, а потом плотные облака. Самые верхний слой состоит из кристаллов замерзшего метана, а самый нижний - менее прозрачный и, возможно, содержит еще замерзший аммоний или сероводород.
Атмосфера Нептуна более подвижна, чем атмосфера Урана, и характеризуется большими пятнами, которые держатся подолгу. В атмосфере дуют сильнейшие ветры со скоростью более 2000 км/ч против направления вращения планеты с востока на запад, создавая нечто вроде полосы вдоль параллелей; к полюсам скорость ветров уменьшается.
Интенсивность голубой окраски, присущей планете, связана с наличием в атмосфере метана.
Нептун имеет очень мощный источник внутреннего тепла, отмечено, что он излучает энергию, в три раза превышающую получаемую от Солнца. Тепло в центральных областях связано с конвективным движением, которое, в свою очередь, возникает из-за сильных ветров в атмосфере.
Нептун также обладает магнитным полем, вероятно, обусловленным мантией; его интенсивность составляет половину интенсивности магнитного поля Урана. Магнитная ось и ось вращения образуют угол 47o.
Вид Нептуна с Тритона
Нептун окружен системой из четырех колец, двух основных и двух второстепенных. Видимый диск состоит из рассеянной материи, который простирается до самой внешней части атмосферы. Масса нептунианских колец гораздо больше массы колец Юпитера. Звездные затменности позволили земным наблюдателям обнаружить существование незамкнутых дуг на орбите вокруг Нептуна, но благодаря зонду "Вояджер-2" стало ясно, что в действительности это более плотные слои внутри одного из основных колец.
До встречи "Вояджера-2" и Нептуна считалось, что у планеты только два спутника, Тритон и Нереида, с наклоном орбит в 20o и 30o по отношению к экваториальной плоскости планеты. Зонд открыл еще 6 спутников с диаметрами 50-200 км, которые находятся почти на той же плоскости, что и экваториальная плоскость Нептуна, и обращаются в ту же сторону, что и планета. Тритон же - единственный большой спутник в Солнечной системы с ретроградным движением, который обращается вокруг планеты в сторону, противоположную направлению вращения.
По недавним гипотезам считается, что Тритон, так же, как и Плутон и его спутник Харон, происходит из полосы Эдгеворта - Купера.
Характеристики Нептуна
Средняя удаленность от Солнца - 4496,6 млн.км (минимальная - 4456; максимальная - 4537)
Экваториальный диаметр - 49 528 км
Средняя скорость орбитального движения вокруг Солнца - 5,4 км/с
Период вращения - 16 ч 06 мин
Период обращения - 164,8 лет
Известные спутники - 8
Масса (Земля = 1) - 17,135
Объем (Земля = 1) - 57,675
Средняя плотность - 1,64 г/см3
Средняя температура на поверхности - -220оС
Отклонение оси - 28о48'
Отклонение орбиты по отношению к эклиптике - 1,8о
Атмосфера - водород, гелий, метан
Дополнительно