Планета Нептун — мешканець околиці нашої сонячної системи, максимальне відалення від Сонця і ледь розпочаті дослідження забезпечили Нептуну славу самої загадкової планети нашої системи. Навіть виявили її не шляхом візуального спостереження. Спочатку астрономи вирахували орбіту і місцезнаходження теоретично. А адже Нептун ніяк не назвеш «малюком» — це четверта за величиною діаметра і третя за масою планета. І це сама Блакитна в Сонячній системі планета, що обумовлено великим вмістом в атмосфері метану в з’єднанні з невідомою поки речовиною. З огляду на ще й вкрай неспокійний Клімат, часті і потужні бурі, то назва планети дуже характерно. Нептун — грізний і непередбачуваний бог таємничих морських глибин. Таємниці і неймовірні факти стали його фірмовим знаком.
Зміст:
Історія відкриття
Орбіта небесного тіла є найбільш довгою. Повністю планета проробляє повний оборот навколо світила за 164,79 земних років. Така неквапливість і збила з пантелику великого Галілео Галілея, який вперше спостерігав небесне тіло в 1612 році. Він визнав його нерухомою зіркою. Що і коштувало йому слави першовідкривача, а зустріч з Нептуном затрималася майже на двісті років.
У 1821 році дослідник Урану Алексіс Бувар оновлював астрономічні таблиці його орбіти. Стало зрозуміло, що є дивні аномалії, викликати які могло тільки інше небесне тіло, швидше за все — планета. Але більш докладно до цього питання вчені не поверталися ще більше 20-ти років. У 1843 році англійський астроном Джон Куч Адамс зміг обчислити орбіту гіпотетично існуючої планети. Його розрахунки причин змін орбіти урану були відправлені королівському астроному, але заглиблюватися в нові дослідження ніхто не став.
Трохи пізніше розрахунки справив Урбен Леверье. Паризькі колеги не підтримали його. І тільки в червні 1846 року вдалося переконати директора обсерваторії в Кембриджі почати пошуки математично розрахованої планети. Два місяці велися спостереження, але обробку результатів відклали, тому планету так і не ідентифікували.
У вересні 1846 року Левер’є звернувся до берлінських астрономів. Йому допоміг студент, Генріх д’арре, запропонувавши порівняти карту Лаверье з актуальним небом. Тільки так можна було підтвердити рух небесного тіла. Здогад підтвердилася при першому ж спостереженні. Сам директор обсерваторії Йоганн Енке Галле особисто був присутній при спостереженнях, переконуючись — це дійсно невідома раніше планета. Відкриття Нептуна зареєстровано 23 вересня 1846 року.
Британські та французькі вчені ще довго оскаржували пальму першості відкриття Нептуна. Зрештою вирішили поділити це право між Адамсом і Левер’є. Але вже в 20-му столітті в архіві Грінвічській обсерваторії знайшлися документи, які дозволили історикам оскаржити заслуги Адамса. Його розрахунки були приблизними, а відмова від подальших досліджень дозволяє назвати домагання британців на рівні права у відкритті Нептуна цим злодійством.
Назва
Спочатку планета взагалі не мала назви, її згадували як «зовнішня планета», «наступна за Ураном» або просто як «планета Леверье». Галле, запропонував назвати відкрите небесне тіло Янусом, англійські астрономи — Океаном. Ім’я бога морів було запропоновано самим Левер’є, хоча сподівався, що перевагу віддадуть “планеті Левер’є”. Але такий варіант підтримувався тільки у Франції. Інший Науковий світ одностайно присвоїв планеті ім’я “Нептун”.
В астрономії Нептун позначається символом — це стилізований тризуб повелителя морів.
Характеристики планети
Майже всі відомі дані про планету базуються на спостереженні через телескопи і даних астрономічного зонда «Вояджер-2». Неозброєним оком побачити Нептун неможливо.
Планета відноситься до газових гігантів, займаючи серед них останнє, четверте місце. Але по щільності він лідер – 1,638 гр/см3. Радіус його в чотири рази більше земного і становить 25000км. За загальноприйнятою гіпотезою планета являє собою гігантський куля з льоду, скельних порід і газу. Лід, що покриває Нептун, по масі в 17 разів перевершує масу Землі.
За будовою припускають його близьким до Урану, це тришаровий сфероїд. Поверхні, аналогічної земної або марсіанської, Нептун не має. Зсередини розжарений, зовні дуже холодний. За іншою теорією мантія ядра планети становить розпечена Алмазна рідина. Внутрішня мантія — водний аміак з метановим льодом. Ядро складається в основному з заліза і нікелю.
Атмосфера і клімат
Радіотелескоп «Хаббл» дозволив визначити, що атмосфера Нептуна має приблизно 80% водню, 19% гелію і 1% метану. Тому з Землі Нептун бачиться яскраво-блакитним. По яскравості забарвлення він перевершує навіть уран, що має набагато більше метану в атмосфері. Вчені припускають, що метан Нептуна знаходиться в з’єднанні з невідомою речовиною. Хмари обертаються в протилежну сторону від обертання самого небесного тіла.
Планета надто далека від Сонця, тому верхні шари атмосфери тримається на рівні -221°С. При цьому Нептун випромінює тепла не більше, ніж отримує від нашої зірки, майже в 2,5 рази.
За деякими даними ядро Нептуна — друге Сонце, тому нагрівається серце планети до +7000°С. Такі перепади температури породжують небачені за масштабами шторму.
Атмосфера Нептуна має широтні смуги. Всі вони вкрай неспокійні-бурі тут звичайне явище. У деяких широтах вітер досягає швидкості 600 км / сек. Бурі (або «темні плями») були зафіксовані «Вояджером-2». Він же передав дані про особливо потужні урагани, вітер в центрі яких досягав 2100 км/сек. За масштабами вони рівні Великому червоному плямі Юпітера, тільки тривають всього по кілька місяців. Вихрові антициклони з’являються і в тропосфері (Великі і Малі темні плями). Досить часті тут і сполохи північного сяйва.
Незвичайним явищем на восьмій планеті є “білі шторми”, які називаються «Скутер». Вони набагато менше темних плям, існують ще більш короткий період часу. Припускають, що це своєрідні зливові системи.
Обертання і орбіта
Як вже говорилося, через найдовшу орбіту нептуніанський рік триває 164,79 земних років. У липні 2011 року якраз завершився один виток планети навколо світила.
Інші параметри планети також дивні і незрозумілі:
- Її вісь нахилена всього на 28,32°, це досить близько до показника Землі. І, хоча він так далеко від сонця”, на ньому є чітко виражена зміна пір року. Відбувається вона один раз в 40 років. Пояснити таку виражену сезонність у найвіддаленішої планети вчені поки не можуть
- Дивовижна і швидкість обертання Нептуна навколо своєї осі. Повний оборот відбувається за 16 годин. Це вище показників «земної групи». Ніч при цьому більш тривала, ніж день
- Орбіта восьмої планети максимально близька за формою до кола. Це пояснюється тим, що ексцентриситет її, орбіти (0,0097) другий найменший після Венери. По цій орбіті Нептун летить з другою космічною швидкістю (23,5 км/сек)
- Гравітація Нептуна також близька до Земної (11,15 м/сек2).
Супутники і кільця
Як всі відомі газові гіганти, Нептун має багато супутників. На сьогоднішній день їх виявлено тринадцять. Перший, найбільший, Тритон, був виявлений через рік після відкриття самого Нептуна. Але наступні супутники розгледіли тільки в 20-тому столітті. Всі вони отримали назви згідно з іменами міфологічної свити Нептуна.
Тритон гідний окремої згадки. Вчені не без підстави вважають, що це швидше за все колишня карликова планета, що потрапила в зону гравітації Нептуна. Про це говорить ретроградне (зворотне) рух супутника в порівнянні з іншими. Він єдиний з супутників має форму кулі. Це справжній світ льоду, найхолодніше місце Сонячної системи, де температура опускається нижче -235°С. Крізь лід на його поверхні постійно відбуваються викиди пилу і азоту. Через кілька сотень мільйонів років Тритон притягнеться до Нептуну, розіб’ється об його поверхню в пил і стане ще одним кільцем.
Сьогодні таких кілець виявлено шість. Вперше їх достовірно розгледіли в 70-их роках минулого століття. Їм присвоїли імена астрономів, який брав участь у відкритті Нептуна — Леверье, Лассел, Галле, Аламс і Араго. Основними вважають кільця Леверье, Адамса і Галле. Кільця Нептуна не настільки явно виражені, тому їх повноцінна будова за допомогою знімків з “Вояджера-2” в 1989 році. Кільця Нептуна містять різний лід і вуглецеві частинки.
Дослідження
До моменту зближення “Вояджера-2” з орбітою Нептуна даних про планету практично не було. У серпні 1989 році апарат облетів планету, зробивши серію знімків. Саме зонд допоміг виявити незвичайні особливості Тритона. Основним завданням апарату було вивчення магнітного поля планети, спостереження за супутниками, атмосферними явищами, рухом Нептуна по орбіті.
Було з’ясовано, що вісь планети щодо магнітного поля має нахил в 47°, тому виникають коливання. За силою це магнітне поле в 27 разів сильніше земного. При русі полюса як би описують конуси.
Дослідження ускладнювалися величезною відстанню. Сигнал від апарату досягав Землі тільки через чотири години. Але чудові знімки і дані про склад атмосфери зробили дванадцятирічну місію «Вояджера-2» найуспішнішою в 20-му столітті.
Запуск спектрального телескопа «Хаббл» дали нові відомості про хімічний склад атмосфери і процеси в ній. Але наступні дослідження поки відкладалися. Новий зонд планується запустити не раніше 20-тих років нинішнього століття. За попередніми даними цей посланець Землі буде біля Нептуна не раніше 2030-3035 року. Нова місія повинна вивчити околиці планети і найближчі райони космосу.
Відкриття Нептуна збільшило розмір нашої системи майже в два рази. Сонячному світлу потрібно 4 години 40 хвилин, щоб торкнутися верхніх шарів нептуніанської атмосфери.
Незвичайні факти
Нептун взагалі може претендувати на звання «Самої незвичайної планети», за багатьма параметрами. Але є кілька дійсно унікальних фактів:
- деякі об’єкти Сонячної системи з числа недавно виявлених, резонують з Нептуном;
- на честь планети названий хімічний елемент нептуній, внесений в періодичну таблицю під номером 93 в 1948 році;
- деякий період Нептун перестав вважатися найдальшою планетою. Це сталося після відкриття Плутона, але в 2006 році було прийнято нове тлумачення терміна “планета”, згідно з яким Плутон перейшов в розряд карликових. Після цього Нептун знову став останньою планетою нашої системи;
- не так давно на поверхні виявлена “гаряча точка”, де температура вище на 10 градусів. Метан в ній випаровується в атмосферу набагато швидше. Пояснити її утворення, вчені поки не в силах;
- «Вояджер-2» виявив на поверхні криореки;
- Тритон єдиний місяць в Сонячній системі, який холодніше планети-господаря.
Уявлення про Нептун ще півстоліття тому сильно відрізнялися від сьогоднішніх. Розбіжності були незначними, але для астрономії розбіжність навіть 50 хвилин в оцінці періоду обертання навколо своєї осі мають величезне значення. «Вояджер-2» змінив уявлення про магнітне поле Нептуна. Можливо, в майбутньому земляни зможуть дізнатися про космічного «морського Бога» набагато більше. Поки Нептун не поспішає відкривати людині свої таємниці.