Меню
Началочувства

Състав на атмосферата на Нептун. Обща информация за планетата Нептун

Дълго време Нептун беше в сянката на други планети в Слънчевата система, заемайки скромно осмо място. Астрономите и изследователите предпочитаха да изучават големи небесни тела, като насочваха своите телескопи към газовите гиганти Юпитер и Сатурн. Скромният Плутон, който се смяташе за последната девета планета на Слънчевата система, получи дори повече внимание от научната общност. От откриването си планетата Нептун и интересните факти за нея не представляват голям интерес за научния свят; цялата информация за нея е случайна.

Изглеждаше, че след решението на Пражката XXVI Генерална асамблея на Международния астрономически съюз да признае Плутон за планета джудже, съдбата на Нептун ще се промени драматично. Въпреки значителните промени в състава на слънчевата система обаче, Нептун сега наистина се намира в покрайнините на близкия космос. След триумфалното откриване на планетата Нептун изследванията на газовия гигант са ограничени. Подобна картина се наблюдава днес, когато нито една космическа агенция не смята изследването на осмата планета на Слънчевата система за приоритет.

История на откриването на Нептун

Преминавайки към осмата планета от Слънчевата система, трябва да признаем, че Нептун не е толкова огромен, колкото своите братя Юпитер, Сатурн и Уран. Планетата е четвъртият газов гигант, тъй като по размери отстъпва и на трите. Диаметърът на планетата е само 49,24 хиляди км, докато Юпитер и Сатурн имат диаметри съответно 142,9 хиляди км и 120,5 хиляди км. Уран, макар и по-нисък от първите два, има размер на планетарния диск от 50 хиляди км. и надминава четвъртата газова планета. Но по отношение на теглото тази планета със сигурност е една от първите три. Масата на Нептун е 102 на 1024 кг и изглежда доста впечатляващо. В допълнение към всичко това е най-масивният обект сред другите газови гиганти. Плътността му е 1,638 k/m3 и е по-висока от тази на огромните Юпитер, Сатурн и Уран.

Притежавайки такива впечатляващи астрофизични параметри, осмата планета също беше удостоена с почетно име. Поради синия цвят на повърхността си планетата е кръстена на древния бог на моретата Нептун. Това обаче беше предшествано от любопитна история на откриването на планетата. За първи път в историята на астрономията планета е открита чрез математика и изчисления, преди да бъде видяна през телескоп. Въпреки факта, че Галилей получи първата информация за синята планета, официалното му откритие се състоя почти 200 години по-късно. Поради липсата на точни астрономически данни от неговите наблюдения, Галилей смята новата планета за далечна звезда.

Планетата се появи на картата на Слънчевата система в резултат на разрешаването на многобройни спорове и разногласия, които отдавна царуваха сред астрономите. Още през 1781 г., когато научният свят стана свидетел на откриването на Уран, бяха отбелязани леки орбитални флуктуации на новата планета. За масивно небесно тяло, което се върти в елиптична орбита около Слънцето, подобни колебания не са характерни. Още тогава се предполагаше, че зад орбитата на новата планета в космоса се движи друг голям небесен обект, който с гравитационното си поле влияе върху положението на Уран.

Загадката остава неразгадана през следващите 65 години, докато британският астроном Джон Куч Адамс не представя за обществено достояние данните от своите изчисления, в които доказва съществуването на друга неизвестна планета в околослънчева орбита. Според изчисленията на французина Лаверие, планета с голяма маса се намира непосредствено зад орбитата на Уран. След като два източника веднага потвърдиха наличието на осма планета в Слънчевата система, астрономите от цял ​​свят започнаха да търсят това небесно тяло в нощното небе. Резултатът от търсенето не закъсня. Още през септември 1846 г. германецът Йохан Гал открива нова планета. Ако говорим за това кой е открил планетата, тогава самата природа се намеси в процеса. Науката предостави данни за новата планета на човека.

Първоначално възникнаха известни трудности с името на новооткритата планета. Всеки от астрономите, участвали в откриването на планетата, се опита да й даде име, съзвучно със собственото им име. Само благодарение на усилията на директора на Пулковската императорска обсерватория Василий Струве името Нептун най-накрая беше присвоено на синята планета.

Какво донесе на науката откриването на осмата планета?

До 1989 г. човечеството се задоволява с визуално наблюдение на синия гигант, като успява да изчисли само основните му астрофизични параметри и да изчисли истинския му размер. Както се оказва, Нептун е най-отдалечената планета в Слънчевата система, разстоянието от нашата звезда е 4,5 милиарда километра. Слънцето блести в нептуновото небе като малка звезда, чиято светлина достига повърхността на планетата за 9 часа. Земята е отделена от повърхността на Нептун на 4,4 милиарда километра. 12 години бяха необходими на космическия кораб "Вояджър 2", за да достигне орбитата на синия гигант, като това стана възможно благодарение на успешна гравитационна маневра, която станцията извърши в близост до Юпитер и Сатурн.

Нептун се движи по доста правилна орбита с нисък ексцентрицитет. Отклонението между перихелий и афелий е не повече от 100 милиона км. Планетата прави едно завъртане около нашата звезда за почти 165 земни години. За справка, едва през 2011 г. планетата направи пълна обиколка около Слънцето от откриването си.

Открит през 1930 г., Плутон, считан до 2005 г. за най-отдалечената планета в Слънчевата система, е по-близо до Слънцето в определени моменти от далечния Нептун. Това се дължи на факта, че орбитата на Плутон е много издължена.

Положението на Нептун в орбита е доста стабилно. Ъгълът на наклона на оста му е 28° и е почти идентичен с ъгъла на наклон на нашата планета. В тази връзка на синята планета има смяна на сезоните, която поради дългия орбитален път продължава дълги 40 години. Периодът на въртене на Нептун около собствената му ос е 16 часа. Въпреки това, поради факта, че на Нептун няма твърда повърхност, скоростта на въртене на неговата газова обвивка на полюсите и на екватора на планетата е различна.

Едва в края на 20 век човек успява да получи по-точна информация за планетата Нептун. Космическата сонда "Вояджър 2" прелетя покрай синия гигант през 1989 г. и предостави на земляните близки изображения на Нептун. След това най-отдалечената планета в Слънчевата система се разкри в нова светлина. Станаха известни подробности за астрофизическото обкръжение на Нептун, както и от какво се състои атмосферата му. Както всички предишни газови планети, тя има няколко спътника. Най-голямата луна на Нептун, Тритон, беше открита от Вояджър 2. Планетата също има своя собствена система от пръстени, която обаче е по-ниска по мащаб от ореола на Сатурн. Информацията, получена от автоматичната сонда, е най-новата и уникална по рода си информация, въз основа на която сме добили представа за състава на атмосферата и условията, които царят в този далечен и студен свят.

Днес осмата планета от нашата звездна система се изучава с помощта на космическия телескоп Хъбъл. Въз основа на неговите изображения е съставен точен портрет на Нептун, определен е съставът на атмосферата, от какво се състои и са идентифицирани редица характеристики и характеристики на синия гигант.

Характеристики и кратко описание на осмата планета

Специфичният цвят на планетата Нептун се дължи на плътната атмосфера на планетата. Не е възможно да се определи точният състав на покривалото от облаци, покриващо ледената планета. Въпреки това, благодарение на изображенията, получени с помощта на Хъбъл, беше възможно да се проведат спектрални изследвания на атмосферата на Нептун:

  • горните слоеве на атмосферата на планетата са 80% водород;
  • останалите 20% идват от смес от хелий и метан, от които само 1% присъства в газовата смес.

Наличието на метан и някои други, все още неизвестни компоненти в атмосферата на планетата определят нейния яркосин лазурен цвят. Подобно на други газови гиганти, атмосферата на Нептун е разделена на две области - тропосфера и стратосфера - всяка от които се характеризира със свой собствен състав. В зоната на преход на тропосферата към екзосферата се образува облак, състоящ се от пари на амоняк и сероводород. В цялата атмосфера на Нептун температурните параметри варират между 200-240 градуса по Целзий под нулата. На този фон обаче една особеност на атмосферата на Нептун е любопитна. Говорим за необичайно висока температура в един от участъците на стратосферата, която достига стойности от 750 K. Това вероятно се дължи на взаимодействието на долните слоеве на атмосферата с гравитационните сили на планетата и действието на на магнитното поле на Нептун.

Въпреки високата плътност на атмосферата на осмата планета, нейната климатична активност се счита за доста слаба. Освен силните ураганни ветрове със скорост от 400 м/с, на синия гигант не са забелязани други поразителни метеорологични явления. Бурите на далечна планета са често срещано явление, характерно за всички планети от тази група. Единственият спорен аспект, който поражда сериозни съмнения сред климатолозите и астрономите относно пасивността на климата на Нептун, е наличието в неговата атмосфера на Големи и Малки тъмни петна, чиято природа е подобна на природата на Голямото червено петно ​​на Юпитер.

Долните слоеве на атмосферата плавно се трансформират в слой от амоняк и метанов лед. Наличието на доста впечатляващата гравитационна сила на Нептун обаче предполага, че ядрото на планетата може да е твърдо. В подкрепа на тази хипотеза високата стойност на ускорението на гравитацията е 11,75 m/s2. За сравнение, на Земята тази стойност е 9,78 m/s2.

Теоретично вътрешната структура на Нептун изглежда така:

  • желязо-каменно ядро, което има маса 1,2 пъти по-голяма от масата на нашата планета;
  • мантията на планетата, състояща се от амоняк, вода и метанов горещ лед, чиято температура е 7000K;
  • долната и горната атмосфера на планетата, изпълнени с изпарения на водород, хелий и метан. Масата на атмосферата на Нептун е 20% от масата на цялата планета.

Трудно е да се каже какви са действителните размери на вътрешните слоеве на Нептун. Това вероятно е огромна компресирана газова топка, студена отвън и нагрята до много високи температури отвътре.

Тритон е най-голямата луна на Нептун

Космическата сонда "Вояджър 2" откри цяла система от спътници на Нептун, от които днес са идентифицирани 14. Най-големият обект е спътник, наречен Тритон, чиято маса е 99,5% от масата на всички останали спътници на осмата планета. Друго е любопитно. Тритон е единственият естествен спътник на Слънчевата система, който се върти в посока, обратна на посоката на въртене на планетата майка. Възможно е някога Тритон да е бил подобен на Плутон и да е бил обект в пояса на Кайпер, но след това да е бил уловен от синия гигант. След изследване от Вояджър 2 се оказа, че Тритон, подобно на спътниците на Юпитер и Сатурн - Йо и Титан - има своя собствена атмосфера.

Времето ще покаже колко полезна ще бъде тази информация за учените. Междувременно изследването на Нептун и околностите му върви изключително бавно. Според предварителните изчисления изследването на граничните райони на нашата Слънчева система ще започне не по-рано от 2030 г., когато се появят по-напреднали космически апарати.

Ако имате въпроси, оставете ги в коментарите под статията. Ние или нашите посетители ще се радваме да им отговорим

Нептун, както се вижда от Вояджър 2

Според учените Нептун е едно от най-студените места в Слънчевата система. Температурата на горния облачен слой на планетата (където налягането е 0,1 бара) може да падне до 55 градуса по Келвин. Това е -218 градуса по Целзий.

Температура на Нептун

Средната температура на атмосферата, при ниво, където налягането е 1 бар (което е приблизително равно на налягането на 1 атмосфера, както е на повърхността на Земята), е 73 K (-200 по Целзий).

Но има една странна аномалия на южния полюс на планетата. Там е с 10 градуса по-топло, отколкото на други места на гиганта. Тази така наречена „гореща точка“ се появява, защото южният полюс в момента е обърнат към Слънцето. Докато се движите през орбита, осветеността на различните региони се променя. С течение на времето северният полюс ще стане по-топъл, а южният ще се охлади.

Ако направим едно виртуално пътуване до центъра на планетата, ще открием, че нейното нагряване рязко нараства с дълбочината. Както всички планети, температурата на вътрешните слоеве е много по-висока от тази на повърхността.

Температурата в ядрото е 7000 градуса по Целзий, което е малко по-високо от това на повърхността на Слънцето.

Огромната температурна разлика между центъра и повърхността му създава огромни бури. Скоростта на вятъра е около 2100 км/ч, което ги прави най-бързите в Слънчевата система.

Каква е температурата на планетата в сравнение с други обекти в Слънчевата система? На Плутон е само 33 Келвина, което е по-студено, отколкото на Нептун. Но Плутон вече не е планета, така че не може да бъде най-студената планета в Слънчевата система. На Уран температурата на облачния слой (при ниво на налягане от 1 бар) е средно 76 Келвина. Други планети са много по-топли, до +425 градуса по Целзий на повърхността на Меркурий.

· · · ·

Характеристики на планетата:

  • Разстояние от Слънцето: 4496,6 милиона км
  • Диаметър на планетата: 49 528 км*
  • Ден на планетата: 16 ч. 06 мин**
  • Година на планетата: 164,8 години***
  • t° на повърхността: °C
  • атмосфера: Състои се от водород, хелий и метан
  • сателити: 14

* диаметър по екватора на планетата
**период на въртене около собствената си ос (в земни дни)
***период на обикаляне около Слънцето (в земни дни)

Нептун е последният от четирите газови гиганта, принадлежащи към Слънчевата система. Той е на осмо място по отдалеченост от слънцето. Заради синия си цвят планетата получи името си в чест на древния римски владетел на океана - Нептун. Планетата има 14 известни в момента спътника и 6 пръстена.

Презентация: планета Нептун

Структура на планетата

Огромното разстояние до Нептун не ни позволява точно да установим вътрешната му структура. Математическите изчисления са установили, че диаметърът му е 49 600 km, той е 4 пъти по-голям от диаметъра на Земята, 58 пъти по обем, но поради ниската си плътност (1,6 g/cm3) масата му е само 17 пъти по-голяма от земната.

Нептун е съставен предимно от лед и принадлежи към групата на ледените гиганти. Според изчисленията центърът на планетата е твърдо ядро, което е 1,5-2 пъти по-голямо в диаметър от земното. Основата на планетата е слой от метан, вода и амонячен лед. Базовата температура варира от 2500-5500 градуса по Целзий. Въпреки такава висока температура, ледът остава в твърдо състояние, това се дължи на високото налягане в недрата на планетата, то е милиони пъти по-високо, отколкото на Земята. Молекулите са толкова плътно притиснати една към друга, че се смачкват и разпадат на йони и електрони.

Атмосферата на планетата

Атмосферата на Нептун е външната газова обвивка на планетата, нейната дебелина е приблизително 5000 километра, основният й състав е водород и хелий. Няма ясно изразена граница между атмосферата и ледения слой; плътността постепенно нараства под масата на горните слоеве. По-близо до повърхността газовете под налягане се превръщат в кристали, които стават все по-многобройни и след това тези кристали напълно се трансформират в ледена кора. Дълбочината на преходния слой е приблизително 3000 km

Луните на планетата Нептун

Първият спътник на Нептун е открит през 1846 г. от Уилям Ласел почти едновременно с планетата и е наречен Тритон. В бъдеще космическият кораб Voyager 2 проучи добре този спътник, получавайки интересни изображения, в които ясно се виждат каньони и скали, езера от лед и амоняк, както и необичайни вулкани-гейзери. Сателитът Тритон се отличава от другите по това, че има и обратно движение по посока на орбитата си. Това кара учените да спекулират, че Тритон преди това не е бил свързан с Нептун и се е образувал извън влиянието на планетата, може би в лентата на Кайпер, и след това е бил „заловен“ от гравитацията на Нептун. Друг спътник на Нептун, Нереид, е открит много по-късно през 1949 г. и по време на космическата мисия на апарата "Вояджър 2" са открити няколко малки спътника на планетата наведнъж. Същият апарат откри и цяла система от слабо осветени пръстени на Нептун. В момента последният от откритите спътници е Псамафа през 2003 г., а планетата има общо 14 известни спътника.

> Повърхността на Нептун

Повърхността на планетата Нептун– леден гигант на Слънчевата система: състав, структура със снимки, температура, тъмно петно ​​от Хъбъл, изследване на Вояджър 2.

Нептун принадлежи към семейството на ледените гиганти в Слънчевата система и следователно няма твърда повърхност. Синьо-зелената мъгла, която наблюдаваме, е резултат от илюзия. Това са върховете на дълбоки газови облаци, които отстъпват място на вода и друг разтопен лед.

Ако се опитате да ходите по повърхността на Нептун, веднага ще паднете. По време на спускане температурата и налягането ще се повишат. Така повърхностната точка се маркира на мястото, където налягането достига 1 бар.

Състав и структура на повърхността на Нептун

С радиус от 24 622 km, Нептун е 4-та по големина слънчева планета. Масата му (1,0243 x 10 26 kg) е 17 пъти по-голяма от тази на Земята. Наличието на метан абсорбира червените дължини на вълните и отхвърля сините. По-долу има чертеж на структурата на Нептун.

Състои се от скалисто ядро ​​(силикати и метали), мантия (вода, метан и амонячен лед), както и атмосфера от хелий, метан и водород. Последната е разделена на тропосфера, термосфера и екзосфера.

В тропосферата температурата намалява с надморска височина, а в стратосферата се повишава с увеличаване на надморската височина. В първия налягането се поддържа на 1-5 бара, поради което "повърхността" се намира тук.

Най-горният слой се състои от водород (80%) и хелий (19%). Могат да се забележат облачни образувания. В горната част температурата позволява на метана да кондензира, а също така има облаци от амоняк, вода, амониев сулфид и сероводород. В по-ниските зони налягането достига 50 бара, а температурната маркировка е 0.

Силно нагряване се наблюдава в термосферата (476,85°C). Нептун е изключително далеч от звездата, така че е необходим различен механизъм за нагряване. Това може да е контактът на атмосферата с йони в магнитното поле или гравитационните вълни на самата планета.

Повърхността на Нептун е лишена от твърдост, така че атмосферата се върти различно. Екваториалната част се върти с период от 18 часа, магнитното поле - 16,1 часа, а полярната зона - 12 часа. Ето защо се появяват силни ветрове. Три големи са записани от Вояджър 2 през 1989 г.

Първата буря се простираше над 13 000 x 6 600 км и изглеждаше като голямото червено петно ​​на Юпитер. През 1994 г. телескопът Хъбъл се опита да открие Голямото тъмно петно, но то не беше там. Но на територията на северното полукълбо се е образувала нова.

Скутер е друга буря, представена от лека облачност. Те се намират на юг от Голямото тъмно петно. През 1989 г. е забелязано и Малкото тъмно петно. Първоначално изглеждаше напълно тъмно, но когато устройството се приближи, беше възможно да се открие ярко ядро.

Вътрешно топло

Все още никой не знае защо Нептун се затопля вътре. Планетата е разположена последна, но е в същата температурна категория като Уран. Всъщност Нептун произвежда 2,6 пъти повече енергия, отколкото получава от звездата.

Вътрешното отопление, комбинирано с мразовито пространство, води до сериозни температурни колебания. Образуват се ветрове, които могат да ускорят до 2100 км/ч. Вътре има скалисто ядро, което се загрява до хиляди градуси. Можете да погледнете повърхността на Нептун на горната снимка, за да запомните основните образувания на атмосферата на гиганта.

> > > Температура

Каква е температурата на Нептун– най-отдалечената планета от Слънчевата система: изследване, разстояние от Слънцето, индикатор за горната атмосфера, температурни аномалии.

Слънчевата система е интересна. Имаме цяла планетарна колекция, където обектите се различават по орбита, състав и отопление. Има горещи тела, но има и истински ледени светове.

Нептун се намира най-далече от Слънцето и няма обичайния повърхностен слой. Но по време на прелитането на Вояджър успяхме да измерим температурата на планетата Нептун на повърхността (в горните слоеве на атмосферата): от -218°C до -200°C.

Средното разстояние от Слънцето до Нептун е 30,11 AU, но разстоянието може да бъде намалено до 29,81 AU. и да се увеличи до 30,33 au.

Оста се завърта за 16 часа, 6 минути и 36 секунди, а орбиталното преминаване отнема 164,8 години. Аксиалният наклон е 28,32°, което е подобно на земното, така че Нептун преминава през подобни сезонни колебания, но те продължават 40 години.

Температура на повърхността на Нептун

Поради състава им е технически невъзможно да се изчисли точната температура на ледените гиганти. Затова учените се концентрират върху измерванията на ниво, където налягането е 1 бар.

На това ниво нагряването е регистрирано при -201,15°C. При такива условия метанът започва да кондензира и се образуват облаци от амоняк и сероводород. Но температурата се променя, докато навлизате по-дълбоко в планетата. В центъра температурата на Нептун е пламтяща - 7000°C, а ветровете достигат 2100 км/ч.

Аномалии и вариации в температурата на Нептун

Странно, но на южния полюс има точка, където температурата е с 10 градуса по-висока. Появява се, защото тази страна е обърната към слънчевата светлина. По време на орбитално движение полюсите се променят и точката ще се появи на север.

Най-големият проблем е вътрешното отопление. Нептун е 50% по-далеч от звездата от Уран, но температурите им са почти еднакви.

Зависимостта на промените в атмосферната температура от Урани Нептун с нарастващо налягане

Колкото по-дълбоко отиваме, толкова по-висока е температурата. Оказва се, че Нептун произвежда 2,61 пъти повече енергия, отколкото поглъща от звездата. Планетата се намира далеч, но нейната топлина е достатъчна, за да създаде най-бързите ветрове в системата.

Плутон (-240°C) преди това имаше титлата за най-студена планета, но сега Нептун зае нейното място.