Скільки триває один день у Нептуні

0 Comments

Нептун

Нептун — восьма планета Сонячної системи, середня відстань від Сонця 30,06 а. о. (4500 млн км), період обертання навколо Сонця 164,8 року, період обертання навколо осі — 17,8 годин, екваторіальний діаметр 49 500 км, маса 1,03×10 26 кг, склад атмосфери: CH4, H2, He. Відкритий в 1846 р. Йоганном Галле та його помічником Генріхом д’Аррестом за теоретичними прогнозами Урбена Левер’є та Джона Адамса. Значна віддаленість Нептуна від Землі істотно обмежує можливості його дослідження.

Нептун рухається навколо Сонця по еліптичній, близькій до круга (ексцентриситет — 0,009) орбіті; його середня відстань від Сонця в 30,058 разів більша, ніж у Землі, що складає приблизно 4500 млн км. Це означає, що світло від Сонця доходить до Нептуна трохи більше, ніж за 4 години. Тривалість року, тобто час одного повного оберту навколо Сонця, складає 164,8 земних років. Екваторіальний радіус планети — 24 750 км, що майже в чотири рази перевищує радіус Землі, при цьому власне обертання настільки швидке, що доба на Нептуні триває всього 17,8 годин. Хоча середня щільність Нептуна, яка дорівнює 1,67 г/см 3 , майже втричі менша земної, його маса через великі розміри планети в 17,2 рази більша, ніж маса Землі. Нептун виглядає на небі як зірка 7,8 зоряної величини (недоступна неозброєному оку); при сильному збільшенні має вид зеленуватого диска, позбавленого яких-небудь деталей. Нептун володіє магнітним полем, напруженість якого на полюсах приблизно удвічі більша, ніж на Землі.

Температура поверхневих областей — близько 38 K, але в міру наближення до центру планети вона зростає до (12 — 14)×10 3 K при тиску 7-8 мегабар.

Зі всіх елементів на Нептуні переважають водень і гелій, приблизно в такому ж співвідношенні, як і на Сонці: на один атом гелію припадає близько 20 атомів водню. У незв’язаному стані водню на Нептуні значно менше, ніж на Юпітері та Сатурні. Присутні також інші елементи, в основному легкі. На Нептуні, як і на інших планетах-гігантах, відбулася багатошарова диференціація речовини, в процесі якої утворилася протяжна крижана оболонка, як на Урані. За теоретичними оцінками, присутня і мантія, і ядро. Маса ядра разом з крижаною оболонкою згідно розрахунковим моделям може досягати 90% всієї маси планети.

Біля Нептуна рухається свита супутників. Найбільший з них — Тритон — має радіус 1600 км, що всього на 138 км менше радіуса Місяця, хоча його маса на порядок менша. Інші великі супутники — Протей і Нереїда — мають радіуси 200 км і 170 км та в 20 000 разів менші за масою, ніж Місяць.

Після прольоту „Вояджера-2” у 1989 році повз планету найбільш відомою деталлю на Нептуні стала Велика Темна Пляма в південній півкулі. Вона вдвічі менша за Велику Червону Пляму Юпітера (тобто в діаметрі приблизно дорівнює діаметру Землі). Вітри Нептуна несли Велику Темну Пляму на захід зі швидкістю 300 метрів за секунду. „Вояджер-2” також побачив меншу темну пляму в південній півкулі і невелику непостійну білу хмару. Вона могла бути потоком, що відходить від нижніх прошарків атмосфери до верхніх, але справжня її природа залишається загадкою.

Цікаво, що спостереження в 1994 році показали, що Велика Темна Пляма зникла. Вона або просто розсіялась, або до певного часу її закрили інші частини атмосфери. Через декілька місяців було виявлено нову Темну Пляму в північній півкулі Нептуна. Це вказує на те, що атмосфера Нептуна змінюється швидко, можливо через легкі зміни в температурах верхніх і нижніх хмар.

Історія відкриття планети схожа на детектив. Після того, як в 1781 році Вільям Гершель відкрив Уран і розрахував параметри його орбіти, незабаром виявилися загадкові аномалії в русі цієї планети: вона то „відставала” від розрахунків, то їх „випереджала”. Орбіта Урана не відповідала закону Ньютона. Це і навело на думку про існування ще однієї планети за Ураном, що могла б своїм гравітаційним тяжінням спотворювати орбіту планети Уран.

В 1832 році у звіті Британської Асоціації розвитку науки Джордж Ері, який згодом став королівським астрономом, відзначав, що за 11 років помилка в положенні Урана досягла майже півхвилини дуги. Незабаром після опублікування звіту Ері одержав від Британського астронома-аматора, преподобного доктора Хасея, лист, у якому висувалося припущення, що ці аномалії зумовлені впливом поки ще невідкритої „зауранової” планети. Очевидно, це було першою пропозицією шукати планету. Ері не схвалив ідею Хасея, і пошуки не були розпочаті.

А ще за рік до цього талановитий молодий студент Джон Адамс відзначив у своїх записах: „На початку цього тижня з’явивилася думка зайнятися відразу ж після одержання ступеня дослідженням аномалій в орбіті Урана, що дотепер не пояснені. Треба з’ясувати, чи можуть вони бути зумовлені впливом невідкритої планети і, якщо можливо, визначити хоча б приблизно елементи її орбіти, що може призвести до її відкриття”.

Адамс одержав можливість приступити до розв’язання цієї задачі тільки через два роки, і до жовтня 1843 р. попередні обчислення були закінчені. Адамс вирішив показати їх Ері, проте зустрітися з королівським астрономом йому не вдалося. Адамсу залишалося лише повернутися в Кембрідж, залишивши для Ері результати проведених розрахунків. З незрозумілих причин Ері відреагував на роботу Адамса негативно, ціною чого виявилася втрата Англією пріоритету у відкритті нової планети.

Незалежно від Адамса над проблемою зауранової планети працював у Франції інший вчений, Урбен Левер’є. 10 листопада 1845 р. він представив у Французькій Академії Наук результати свого теоретичного аналізу руху Урана, звернувши увагу на розбіжності між даними спостережень і розрахунків: „Це можна пояснити впливом зовнішнього чинника, що я оціню в другому тракті”. Такі оцінки були проведені в першій половині 1846 р. і Левер’є виступив з вказівкою де варто шукати нову планету.

Отримавши другий тракт Левер’є, Ері звернув увагу на дуже близький збіг результатів досліджень Адамса і Левер’є, що стосуються руху гаданої планети, яка „збурює” орбіту Урана, і навіть підкреслив це на спеціальному засіданні Ради інспекторів Грінвіча. Але він, як і раніше, не поспішав починати пошуки і став клопотатися про них лише в липні 1846 р., зрозумівши, яке згодом обурення може викликати його пасивність.

Тим часом Левер’є 31 серпня 1846 р. закінчив ще одне дослідження, у якому була отримана остаточна система елементів орбіти шуканої планети і зазначене її місце на небі. Але у Франції, як і в Англії, астрономи все ніяк не приступали до пошуків, і 18 вересня Левер’є звернувся до Йоганна Гале, асистента Берлінської обсерваторії, який 23 вересня разом із студентом Даре розпочав пошуки. Їх обчислення базувалися на результатах спостережень Юпітера, Сатурна і самого Урана. У перший же вечір планета була виявлена, вона знаходилася зовсім близько від розрахованого місця. Звістка про відкриття планети „на кінчику пера”, що стала одним з найяскравіших тріумфів небесної механіки, незабаром облетіла весь науковий світ. За традицією планета одержала назву Нептун, на честь античного бога.

Близько року між Францією та Англією йшла боротьба за пріоритет відкриття, до якої, як це часто буває, самі герої безпосереднього відношення не мали. Зокрема, між Адамсом і Левер’є встановилося повне порозуміння, і вони залишалися друзями до кінця життя.

12 цікавих фактів про планету Нептун

Добірка з 12 найцікавіших та захопливих фактів про Нептун — восьму та найдальшу планету Сонячної системи.

Нептун знайшли на основі математичних розрахунків

Нептун знайшли 23 вересня 1846 року німецькі астрономи Йоганн Галле та Генріх д’Арре. Це було випадкове відкриття. Вони керувалися розрахунками, виконаними французьким ученим Урбеном Левер’є.

Нептун очима Voyager 2. Джерело: NASA/JPL-Caltech/Kevin M. Gill

Річ у тім, що через деякий час після відкриття Урана (воно відбулося в 1781 році) астрономи виявили, що у своєму русі сьома планета від Сонця відхиляється від свого розрахункового положення. Це призвело до появи теорії існування ще не відкритої восьмої планети, чия гравітація впливає на орбіту Урану. Відразу кілька вчених взялися розрахувати місцеперебування цього невідомого небесного тіла, це призвело до своєрідних астрономічних перегонів. Переможцем із неї вийшов Урбен Левер’є.

Галілей спостерігав Нептун за два століття до його відкриття

Видима зоряна величина Нептуна дуже мала, щоб його можна було побачити на земному небі неозброєним оком. Планету можна спостерігати лише у телескоп. Однак Йоганн Галле та Генріх д’Арре були не першими, хто зумів це зробити. Насправді першою людиною, яка побачила Нептун, був Галілео Галілей. Він відзначив планету на замальовках, зроблених 28 грудня 1612 року, а потім 28 січня 1613 року.

Фрагмент записів Галілео Галілея, на яких він зазначив положення Нептуна

На жаль, через примітивність свого телескопа, Галілей не міг розглянути диск планети та прийняв її за зорю. Відомо, що надалі ще кілька астрономів також спостерігали Нептун, але теж не зрозуміли, що це планета.

Нептун міг отримати інше ім’я

Після відкриття восьмої планети було запропоновано кілька варіантів її назви. Так, Йоган Гале висунув кандидатуру Янус. Зі свого боку, Урбен Левер’є спочатку запропонував назвати планету Нептуном, але потім змінив своє рішення і захотів назвати її на свою честь. Англійські астрономи підтримували назву Океан.

Зображення Нептуна, отримане за допомогою нової системи адаптивної оптики. Джерело: ESO/P. Weilbacher (AIP)

За восьмою планетою все ж таки закріпилася назва Нептун. Це продовжувало традицію називати планети на честь богів і, крім того, дуже добре поєднувалося з її блакитним кольором.

Нептун найдальша планета Сонячної системи

Нептун є найдальшою планетою Сонячної системи. Його орбіта проходить на відстані приблизно 4,5 млрд км від Землі. Нептун здійснює один оберт навколо Сонця за 164 роки. Отже, якщо рахувати за нептуніанським календарем, з моменту відкриття планети пройшло трохи більше одного місцевого року.

Нептун очима Voyager 2. Джерело: NASA/JPL-Caltech/Kevin M. Gill

Нептун відвідував лише один космічний апарат

Через дуже значне віддалення від Землі, Нептун є вкрай важкою ціллю для вивчення. За всю історію його поки що відвідував лише один космічний апарат. Ця честь випала зонду Voyager 2, який виконав близький проліт восьмої планети в серпні 1989 року.

Voyager 2 на околицях Нептуна в уявленні художника. Джерело: NASA

Нептун є крижаним гігантом

Діаметр Нептуна становить 49 тисяч кілометрів, його маса в 17 разів перевищує масу Землі. За своєю внутрішньою будовою планета нагадує Уран. У той час як атмосфера Нептуна в основному складається з водню та гелію, в його мантії домінують вода, метан та аміак. У центрі знаходиться кам’яно-крижане ядро. Астрономи виділяють такі об’єкти в окрему категорію крижаних гігантів.

Внутрішня структура крижаних гігантів

Нептун має кільця

Нептун має власну кільцеву систему, яка складається з п’яти основних кілець. Вони набагато менші та тьмяніші від знаменитих кілець Сатурна і переважно складаються з частинок, швидше за все покритих органічним матеріалом, що надає їм червонуватий відтінок.

Кільця Нептуна. Джерело: NASA/Voyager 2 Team

Серед кілець Нептуна особливо вирізняється кільце Адамс. Воно містить п’ять «дуг» — ділянок із підвищеною щільністю речовини. На думку астрономів, своїм існуванням вони завдячують гравітаційному впливу супутників планети.

На Нептуні йдуть дощі з діамантів

У міру занурення вглиб Нептуна температура та тиск у його надрах стрімко наростають. Результати комп’ютерного моделювання говорять про те, що на глибині близько семи тисяч км вони досягають такої величини, що метан розпадається на його елементи: вуглець та водень. Легший водень підіймається в атмосферу Нептуна, а вуглець під дією навколишнього середовища перетворюється на кристали алмазу і потім повільно опускається до ядра планети.

Діамантовий дощ (концепт). Джерело: space.com

У Нептуна був аналог Великої червоної плями

Під час візиту до Нептуна апарат Voyager 2 зазнімкував у його атмосфері великий шторм. За аналогією зі знаменитою Великою червоною плямою астрономи назвали її Великою темною плямою.

Велика темна пляма Нептуна. Джерело: NASA

Щоправда, на відміну від свого юпітеріанського аналога, Велика темна пляма виявилася набагато менш довговічною. При спробі зняти його в 1994 році за допомогою телескопа Hubble з’ясувалося, що воно повністю зникло. Водночас астрономи неодноразово фіксували нові великі шторми на Нептуні.

На Нептуні віють найшвидші вітри в Сонячній системі

Нептун це домівка для найшвидших вітрів у Сонячній системі. Їхня максимальна швидкість досягає 2400 км/год. Це приблизно вдвічі більше швидкості звуку на Землі. Швидше за все, такі потужні вітри пов’язані з теплом, яке виходить з надр планети. Річ у тім, що Нептун випромінює у 2,61 раза більше енергії, ніж отримує від Сонця. Точна природа джерела внутрішнього тепла планети поки залишається предметом дискусій серед астрономів.

Хмари в атмосфері Нептуна. Джерело: NASA/JPL

Нептун втратив майже всі супутники

На відміну від інших планет-гігантів, кожна з яких має сімейство з декількох масивних місяців, у Нептуна є лише один справді великий супутник – Тритон. При цьому, Тритон рухається ретроградною орбітою навколо планети. Це говорить про те, що в далекому минулому він був захоплений гравітацією Нептуна і спочатку сформувався в зовсім іншому регіоні Сонячної системи.

Глобальна мозаїка Тритона. Джерело: NASA/JPL/USGS

Астрономи вважають, що захоплення Тритона призвело до повної дестабілізації споконвічного супутникового сімейства планети. Це призвело до низки грандіозних зіткнень, під час яких «рідні» супутники Нептуна виявилися зруйнованими. Згодом із їхніх уламків зібралося кілька невеликих супутників, які досі обертаються навколо планети.

У майбутньому Нептун знищить Тритон

Втім, хоча Тритон і пережив усі великі супутники Нептуна, у майбутньому на нього теж чекає неприваблива доля. Результати спостережень свідчать, що він поступово наближається до планети. Згодом супутник перейде межу Роша. Після цього гравітація Нептуна розірве Тритон на багато частин. Вони утворять навколо планети гігантське кільце, яке за своєю масою та розмірами перевершуватиме кільця Сатурна. Надалі уламки Тритона поступово випадуть на Нептун.

Порівняння орбіт Нептуна та Тритона. Джерело: wikipedia.org

Щоправда, ці події відбудуться ще нескоро. Розрахунки показують, що руйнація Тритона відбудеться приблизно через 3,6 мільярда років.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine

Popular: