De cele mai multe ori este necesar să se calculeze perturbațiile câmpului gravitațional din locația cunoscută a altor corpuri. Când studiază traseul Uranus, problema era opusă: știind perturbările, era necesar să găsim locul planetei care le-a provocat. Această sarcină a fost decisă de astronomul Leverrier și de cărturarul Adams. Numai prin calcule matematice, ele indicau un loc pe cer în cazul în care ar trebui să fie o planetă necunoscută. Când astronomul Halle a trimis un telescop în acest loc, a găsit o nouă planetă. Acesta a fost modul în care oamenii au descoperit planeta - Neptun.
Aceasta descoperire a dovedit încă o dată că teoria structurii universului creat de Copernic este corectă, descoperirea lui Neptun numai pe calcule au confirmat corectitudinea formulelor lui Newton, care se bazează toate calculele în astronomie.
De ceva timp după descoperire, Neptun a fost pur și simplu denumit "planeta exterioară din Uranus" sau "planeta Leverrier". Prima persoană care a prezentat ideea unui nume oficial a fost Halle, care a propus numele Janus. În Anglia, Chiles a propus un alt nume: Oceanul.
În mitologia romană, Neptun este zeul mării și corespunde Poseidonului grecesc.
Cu o masă de 1.0243 × 1026 kg, Neptun este o legătură intermediară între Pământ și giganți mari de gaze. Masa lui este de 17 ori mai mare decât Pământul, dar este doar 1/19 din masa lui Jupiter. Raza ecuatorie a Neptunului este de 24,764 km, ceea ce este de aproape 4 ori mai mare decât pământul. Neptunul și Uranusul sunt adesea considerați o subclasă de giganți de gaze, numiți "giganți de gheață" din cauza dimensiunilor lor mai mici și a unei concentrații mai mari de substanțe volatile. Căutarea ekzoplanet Neptun folosit ca metonimie: ekzoplanety detectată cu greutate similară adesea numită „Neptun“ este adesea folosit ca astronomii metonimie Jupiter ( „Jupiter“).
2.1 Structura internă
Structura internă a lui Neptun seamănă cu structura interioară a Uranusului. Atmosfera este de aproximativ 10-20% din masa totală a planetei, iar distanța de la suprafață până la capătul atmosferei este de 10-20% din distanța de la suprafață la miez. În apropierea miezului, presiunea poate ajunge la 10 gigapascali. Concentrațiile volumetrice de metan, amoniac și apă se găsesc în atmosfera inferioară.
Structura internă a lui Neptun:
1. Atmosferă superioară, nori superioară
2. Atmosferă constând din hidrogen, heliu și metan
3. manta constând din apă, amoniac și gheață de metan
4. Miez de gheață din piatră
La o adâncime de 7.000 de kilometri, condițiile sunt de așa natură încât metanul se descompune în cristale de diamant care "cad" pe miez. Miezul lui Neptun este compus din fier, nichel și silicați. Miezul este considerat a cântări de 1,2 ori dimensiunea Pământului. Presiunea din centru ajunge la 7 megabari, ceea ce este de milioane de ori mai mare decât la suprafața Pământului. Temperatura în centru poate ajunge la 5400 Kelvin.
La o presiune între unul și cinci bare, se crede că se formează nori de amoniac și hidrogen sulfurat. La o presiune mai mare de 5 baruri, norii pot consta din aceiași amoniac, sulfură de amoniu, hidrogen sulfurat și apă. Mai profund, la o presiune de aproximativ 50 bari, poate fi nori de gheață cu apă, unde temperatura este de 0 ° C, este posibil ca nu poate fi găsit un nor de amoniac și hidrogen sulfurat. Nori de înaltă altitudine de Neptun au fost observate în funcție de umbrele aruncate de ele pe stratul de opaque cloud sub nivelul. Printre acestea se numără fâșiile de nor, care sunt "înfășurate" în jurul planetei la o anumită latitudine. În aceste grupuri periferice, lățimea ajunge la 50-150 de kilometri, iar acestea sunt la 50-110 km deasupra stratului principal de nor. Studiu de spectru Neptun sugerează că stratosferei sale inferioare umbrita datorită produse de condensare ultraviolete fotoliză de metan, etan și acetilenă. Urmele de cianură de hidrogen și de monoxid de carbon se găsesc și în stratosfera. Stratosfera lui Neptun este mai caldă decât stratosfera lui Uranus din cauza concentrației ridicate de hidrocarburi. Din motive inexplicabile, termosfera planetei are o temperatură anormal de ridicată de circa 750 Kelvin. Pentru o astfel de temperatură ridicată, planeta este prea departe de Soare, astfel încât să poată încălzi termosfera cu radiații ultraviolete. Poate că aceasta este o consecință a interacțiunii atmosferice cu ioni în câmpul magnetic al planetei. Un alt candidat pentru mecanismul de încălzire: valuri de gravitate din regiunile interioare ale planetei, care sunt împrăștiate în atmosferă. Termosfera conține urme de monoxid de carbon și apă, care au ajuns acolo, probabil, din surse externe, cum ar fi meteoriții și praful.
Și magnetosfera ei, iar câmpul magnetic este puternic înclinat cu 47 ° în raport cu axa sa de rotație și care se extinde până la 0,55 din raza planetei (aproximativ 13500 km), Neptun seamănă cu uraniu. Înainte de a ajunge la Voyager 2 Neptun, oamenii de știință au crezut că magnetosfera înclinată a lui Uranus a fost rezultatul "rotației sale laterale". Cu toate acestea, după ce au comparat câmpurile magnetice ale acestor două planete, oamenii de știință cred acum că o astfel de orientare ciudată a magnetosferei în spațiu poate fi cauzată de mareele din regiunile interioare. Un astfel de câmp poate apărea din cauza mișcărilor convective ale lichidului în strat intermediar sferic subțire lichide conductive ale celor două planete (combinația așteptat de amoniac, metan și apă), care acționează dinam hydromagnetic. Câmpul magnetic de pe suprafața neptunului ecuatorial este estimat la 1,42 T pentru un moment magnetic de 2,16 × 1017 Tm³. câmpul magnetic al lui Neptun are o geometrie complexă, care include o privznosy relativ mare de la bipolară Comp nu, inclusiv momentul cvadrupolari puternic că puterea poate depăși dipol. În schimb, Pământul, Jupiter și Saturn au un moment quadrupol relativ mic și câmpurile lor sunt mai puțin deflectate de la axa polare. Unda de șoc a capului de la Neptun, unde magnetosfera începe să încetinească vântul solar, trece la o distanță de 34.9 raze planetare. Magnetopauza, unde presiunea magnetosferei echilibrează vântul solar, se află la o distanță de 23-26.5 de raze de Neptun. Coada magnetosferei durează aproximativ la o rază de 72 de rază de Neptun, și este foarte probabil ca mult mai departe.
Una dintre diferențele dintre Neptun și Uranus este nivelul activității meteorologice. "Voyager 2", zburând în apropiere de Uranus în 1986, a înregistrat o activitate foarte slabă a atmosferei. Spre deosebire de Uranus, Neptun a demonstrat schimbări meteorologice considerabile în timpul filmărilor cu Voyager 2 în 1989.
3.2 Căldură internă
Vremea mai diversă pe Neptun, în comparație cu Uranus, se crede a fi o consecință a unei temperaturi interne mai ridicate. În acest caz, Neptun este de două ori mai îndepărtat de Soare decât Uranus și primește doar 40% din lumina soarelui pe care Uranus îl primește. Temperaturile de suprafață ale acestor două planete sunt aproximativ egale. Zonele superioare ale troposferei lui Neptun ating o temperatură foarte scăzută de -221,4 ° C. La o adâncime în care presiunea este egală cu 1 bar, temperatura ajunge la -201,15 ° C. Deplasați mai mult gazele, dar temperatura crește constant. Ca Uranus, mecanismul de încălzire este necunoscut, dar o nepotrivire de mare: uraniu emite energie mai 1.1 decât primește de la soare. Neptun radiază 2,61 ori mai mult decât primește de la Soare. În ciuda faptului că Neptun - planeta cea mai îndepărtată de Soare, energia sa internă este suficientă pentru disponibilitatea cele mai rapide vânturi din sistemul solar. Mai multe explicații posibile, inclusiv miez de încălzire radiogenică planetei (ca pământul se încălzește potasiu 40, de exemplu), disocierea metanului altor hidrocarburi cu lanț, în atmosferă de Neptun și convecție în atmosfera inferioară, ceea ce conduce la inhibarea undelor de greutate deasupra tropopauzei.
Perioada de rotație sidereală pentru Neptun este de 16.11 ore. Datorita pantei axiale asemanatoare cu cea a Pamantului (23 °), schimbarile din perioada de rotatie sidereala pe parcursul anului lung nu sunt semnificative. Din moment ce Neptun nu are o suprafață solidă, atmosfera sa este supusă unei rotații diferențiale. Zona ecuatorie largă se rotește cu o perioadă de aproximativ 18 ore, ceea ce este mai lent decât rotația de 16,1 ore a câmpului magnetic al planetei. În contrast cu ecuatorul, regiunile polare se rotesc în 12 ore. Aceasta este una dintre trăsăturile distinctive ale lui Neptun - printre toate planetele sistemului solar, această rotație este cea mai pronunțată pentru el. Și aceasta conduce la o puternică schimbare latitudinală a vânturilor.
Simularea planetelor exterioare și a centurii Kuiper: a) înainte ca Jupiter și Saturn să intre în rezonanță 2: 1; b) împrăștierea obiectelor Belt Kuiper în sistemul solar după schimbarea orbitei lui Neptun; c) După ejectarea corpurilor din centura Kuiper de către Jupiter.
Pentru formarea giganților de gheață - Neptun și Uranus - a fost dificil să se creeze un model precis. Modelele moderne cred că densitatea materiei în regiunile exterioare ale sistemului solar este prea mică pentru a forma astfel de corpuri mari prin metoda tradițional acceptată de acumulare a materiei în nucleu. Pentru a explica evoluția Uranus și a Neptunului, au fost prezentate mai multe ipoteze.
Unul dintre ei spune că ambele giganți de gheață nu sunt formate de acreție, și au fost cauzate de instabilități în cadrul discului protoplanetare originale, iar mai târziu atmosfera lor au fost „suflat departe“ de radiații a unei stele masive de clasa B. O sau
Un alt concept este că Uranus și Neptun s-au format aproape de Soare, unde densitatea materiei a fost mai mare și ulterior a trecut pe orbite actuale. Ipoteza deplasării lui Neptun este populară, deoarece permite explicarea rezonanțelor actuale în centura Kuiper, în special, rezonanța 2: 5. Când Neptun sa mutat afară, el a întâlnit obiecte din prototipul Kuiper, creând noi rezonanțe și schimbând haotic orbitele existente. Se crede că obiectele discului împrăștiat au fost în poziția actuală datorită interacțiunii cu rezonanțele create de migrarea lui Neptun.
Neptun are în prezent 13 sateliți. Cea mai mare dintre ele cântărește mai mult de 99,5 procente din masele tuturor sateliților de la Neptun combinate, și numai este suficient de masiv pentru a deveni sferoidale. Este Triton, descoperit de William Lassell la doar 17 zile după descoperirea lui Neptun. Spre deosebire de toți ceilalți sateliți majori ai planetelor din sistemul solar, Triton are o orbită retrogradă. Poate că a fost capturat de gravitatea lui Neptun și nu sa format în loc și, probabil, a fost o dată o planetă pitic în centura Kuiper. Este suficient de aproape ca Neptun să fie fixat în rotație sincronă. Datorită accelerației mareelor Triton gyrates încet la Neptun, și, în cele din urmă, vor fi distruse atunci când limita Roche, formând astfel un inel care poate fi mai puternic decât inelul lui Saturn (acest lucru are loc printr-o scară relativ mică astronomice perioada de timp: de la 10 la 100 de milioane de ani). În 1989, Triton a fost considerat cel mai rece obiect al sistemului solar, a cărui temperatură a fost măsurată, cu o temperatură presupusă de -235 ° C (38 K). Triton este unul dintre cei trei sateliți ai planetelor sistemului solar, având o atmosferă (alături de Io și Titan). Existența unui ocean lichid asemănător cu oceanul din Europa este indicată sub crusta de gheață a lui Triton.
Al doilea (în timp de descoperire) satelit cunoscut al lui Neptun este Nereid, un satelit de formă neregulată, cu una dintre cele mai înalte excentricități ale orbitei printre alți sateliți ai sistemului solar. Excentricitatea la 0.7512 îi conferă un apoapid, de 7 ori periapsis.
Neptunul nu este vizibil cu ochiul liber, deoarece magnitudinea lui se situează între +7,7 și +8,0. Astfel sateliții Galilean Jupiter pitic planeta Ceres și asteroizii 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 și 6 Juno GEB mai strălucitoare l pe cer. Într-un telescop sau o pereche bună de binocluri, puteți vedea Neptun ca un mic alb albastru, asemănător cu Uranus.
Datorită distanței dintre Neptun și Pământ, diametrul unghiular al planetei variază numai în secunde de 2.2-2.4 secunde - cea mai mică valoare între planetele rămase ale sistemului solar. Mărimea ei unghiulară mică creează mari dificultăți pentru observațiile vizuale; cele mai multe date telescopice despre Neptun au fost destul de limitate până la apariția telescopului spațial Hubble și a telescoapelor mari pe sol cu optică adaptivă. În 1977, de exemplu, chiar și perioada de rotație a lui Neptun era discutabilă.
Observările lui Neptun în banda de unde radio arată că planeta este o sursă de radiație continuă și rachete neregulate. Ambele sunt explicate prin câmpul magnetic rotativ al planetei. În porțiunea în infraroșu a spectrului, la furtuni Neptun un fundal rece clar vizibile, ceea ce permite un grad ridicat de încredere stabilit forma și mărimea lor, și, de asemenea, pentru a urmări mișcarea lor.
"Voyager 2" a confirmat existența câmpului magnetic al planetei și a constatat că este înclinată, ca și câmpul Uranus. Problema perioadei de rotație a planetei a fost rezolvată prin măsurarea emisiei radio. Voyager 2 a arătat, de asemenea, sistemul meteorologic neobișnuit de activ al lui Neptun. S-au descoperit șase sateliți noi ai planetei și inele, care, după cum sa dovedit, au fost mai multe.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: