I dagarnas liv och rörelse är världen för en vanlig människa ibland reducerad till storleken på jobbet och hemmet. Under tiden, om du tittar på himlen, kan du se hur obetydlig den är på universums skala. Kanske är det därför unga romantiker drömmer om att ägna sig åt erövringen av rymden och studiet av stjärnorna. Forskare-astronomer glömmer inte för en sekund att det, förutom jorden med dess problem och glädjeämnen, finns många andra avlägsna och mystiska föremål. En av dem är planeten Neptunus, den åttonde i termer av avstånd från solen, otillgänglig för direkt observation och därför dubbelt attraktiv för forskare.
Hur allt började
Även i mitten av 1800-talet innehöll solsystemet, enligt forskare, bara sju planeter. Jordens grannar, nära och fjärran, har studerats med hjälp av alla tillgängliga framsteg inom teknik och datoranvändning. Många egenskaper beskrevs först teoretiskt och fann först därefter praktisk bekräftelse. Med beräkningen av Uranus bana var situationen något annorlunda. Thomas John Hussey, astronom ochprästen, upptäckte en diskrepans mellan den verkliga banan för planetens förmodade rörelse. Det kan bara vara en slutsats: det finns ett föremål som påverkar Uranus omloppsbana. Detta var faktiskt den första rapporten om planeten Neptunus.
Efter nästan tio år (1843) beräknade två forskare samtidigt i vilken bana planeten kunde röra sig, vilket tvingade gasjätten att göra plats. Det var engelsmannen John Adams och fransmannen Urbain Jean Joseph Le Verrier. Oberoende av varandra, men med olika noggrannhet, bestämde de kroppens väg.
Detektering och beteckning
Neptunus hittades på natthimlen av astronomen Johann Gottfried Galle, till vilken Le Verrier kom med sina beräkningar. Den franske vetenskapsmannen, som senare delade upptäckarens ära med Galle och Adams, gjorde ett misstag i beräkningarna med bara en grad. Neptunus dök officiellt upp i vetenskapliga tidningar den 23 september 1846.
Initi alt föreslogs att planeten skulle döpas efter den tvåansiktiga Janus, men denna beteckning slog inte rot. Astronomer var mer inspirerade av jämförelsen av det nya objektet med kungen av haven och oceanerna, lika främmande för jordens himlavalv som, uppenbarligen, den öppna planeten. Namnet Neptunus föreslogs av Le Verrier och stöddes av V. Ya. Struve, som ledde Pulkovo-observatoriet. Namnet gavs, det återstod bara att förstå vad sammansättningen av Neptunus atmosfär är, om den överhuvudtaget existerar, vad som döljer sig i dess djup osv.
Jämfört med jorden
Mycket tid har gått sedan öppningen. Idag är det ungefär den åttondeplaneten i solsystemet vet vi mycket mer. Neptunus är mycket större än jorden: dess diameter är nästan 4 gånger större och dess massa är 17 gånger. Ett avsevärt avstånd från solen lämnar inga tvivel om att vädret på planeten Neptunus också skiljer sig väsentligt från jorden. Det finns inget och kan inte finnas liv här. Det handlar inte ens om vinden eller några ovanliga fenomen. Atmosfären och ytan av Neptunus är nästan samma struktur. Detta är ett karakteristiskt drag för alla gasjättar, inklusive denna planet.
Imaginär yta
Planeten är betydligt sämre i densitet än jorden (1,64 g/cm³), vilket gör det svårt att trampa på dess yta. Ja, och som sådan är det inte. Ytans nivå var överens om att identifieras av storleken på trycket: ett böjligt och ganska vätskeliknande "fast ämne" är beläget i de nedre lagren av atmosfären, där trycket är lika med en bar, och faktiskt, är en del av det. Varje rapport om planeten Neptunus som ett kosmiskt objekt av en viss storlek är baserad på denna definition av den imaginära ytan av en jätte.
Parametrarna som erhålls med denna funktion i åtanke är följande:
- diameter nära ekvatorn är 49,5 tusen km;
- dess storlek i polernas plan är nästan 48,7 tusen km.
Förhållandet mellan dessa egenskaper gör att Neptunus är långt ifrån en cirkel i form. Den är, liksom den blå planeten, något tillplattad vid polerna.
Komposition av Neptunus atmosfär
Blandningen av gaser som omsluter planeten,innehållet skiljer sig mycket från jordens. Den överväldigande majoriteten är väte (80%), den andra positionen upptas av helium. Denna inerta gas ger ett betydande bidrag till sammansättningen av atmosfären i Neptunus - 19%. Metan är mindre än en procent, ammoniak finns även här, men i små mängder.
Konstigt nog påverkar en procent metan i kompositionen i hög grad vilken typ av atmosfär Neptunus har och hur hela gasjätten ser ut från en extern observatörs synvinkel. Denna kemiska förening utgör planetens moln och reflekterar inte ljusvågor som motsvarar rött. Som ett resultat visar sig Neptunus vara en djupblå färg för att passera rymdfarkoster. Denna färg är ett av planetens mysterier. Forskare vet ännu inte helt vad som exakt leder till absorptionen av den röda delen av spektrumet.
Alla gasjättar har en atmosfär. Det är färgen som skiljer Neptunus bland dem. På grund av dessa egenskaper kallas det en isplanet. Frusen metan, som genom sin existens lägger vikt vid jämförelsen av Neptunus med ett isberg, är också en del av manteln som omger planetens kärna.
Intern struktur
Kärnan i ett rymdobjekt innehåller järn, nickel, magnesium och kiselföreningar. När det gäller massa är kärnan ungefär lika med hela jorden. Samtidigt, till skillnad från andra delar av den inre strukturen, har den en densitet som är dubbelt så hög som den på den blå planeten.
Kärnan täcks, som redan nämnts, av manteln. Dess sammansättning liknar på många sätt atmosfärisk: härammoniak, metan, vatten finns. Lagrets massa är lika med femton jordens, medan det är starkt uppvärmt (upp till 5000 K). Manteln har ingen tydlig gräns, och atmosfären på planeten Neptunus flyter smidigt in i den. En blandning av helium och väte utgör den övre delen av strukturen. Den smidiga omvandlingen av ett element till ett annat och de suddiga gränserna mellan dem är egenskaper som är karakteristiska för alla gasjättar.
Forskningssvårigheter
Slutsatser om atmosfären i Neptunus, som är typisk för dess struktur, är till stor del baserade på redan erhållna data om Uranus, Jupiter och Saturnus. Planetens avstånd från jorden gör det mycket svårare att studera den.
1989 flög rymdfarkosten Voyager 2 nära Neptunus. Detta var isjättens enda möte med den jordiska budbäraren. Dess fruktbarhet är dock uppenbar: det var detta skepp som gav den mesta informationen om Neptunus till vetenskapen. Speciellt upptäckte Voyager 2 de stora och små mörka fläckarna. Båda svärtade områdena var tydligt synliga mot bakgrund av den blå atmosfären. Hittills är det inte klart vad dessa formationer har för karaktär, men det antas att det rör sig om virvelströmmar eller cykloner. De dyker upp i den övre atmosfären och sveper runt planeten i hög hastighet.
Evig rörelse
Många parametrar bestämmer närvaron av atmosfären. Neptunus kännetecknas inte bara av sin ovanliga färg, utan också av den ständiga rörelsen som skapas av vinden. Hastigheten med vilken moln cirklar planeten runt ekvatorn överstiger tusen kilometer i timmen. Samtidigt rör de sig i motsatt riktning mot själva Neptunus rotation runt axeln. Samtidigt vänder planeten ännu snabbare: en fullständig rotation tar bara 16 timmar och 7 minuter. Som jämförelse: ett varv runt solen tar nästan 165 år.
Ett annat mysterium: vindhastigheten i gasjättarnas atmosfär ökar med avståndet från solen och når en topp på Neptunus. Detta fenomen har ännu inte bevisats, liksom några av planetens temperaturegenskaper.
Värmedistribution
Vädret på planeten Neptunus kännetecknas av en gradvis förändring i temperaturen beroende på höjden. Det lagret av atmosfären, där den villkorade ytan är belägen, motsvarar helt och hållet det andra namnet på den kosmiska kroppen (isplaneten). Temperaturen här sjunker till nästan -200 ºC. Om du rör dig från ytan högre, kommer det att bli en märkbar ökning av värmen upp till 475º. Forskare har ännu inte hittat en värdig förklaring till sådana skillnader. Neptunus ska ha en intern värmekälla. En sådan "värmare" borde producera dubbelt så mycket energi som den kommer till planeten från solen. Värmen från denna källa, i kombination med energin som kommer hit från vår stjärna, är förmodligen orsaken till de starka vindarna.
Däremot kan varken solljuset eller den interna "värmaren" höja temperaturen på ytan så att årstidernas växlingar märks här. Och även om andra villkor för detta är uppfyllda, är det omöjligt att skilja vinter från sommar på Neptunus.
Magnetosphere
Voyager 2-forskning har hjälpt forskare att lära sig mycket om Neptunus magnetfält. Den skiljer sig mycket från jordens: källan är inte belägen i kärnan utan i manteln, på grund av vilken planets magnetiska axel är mycket förskjuten från dess centrum.
En av fältets funktioner är skydd mot solvinden. Formen på Neptunus magnetosfär är mycket långsträckt: skyddslinjerna i den del av planeten som är upplyst är belägna på ett avstånd av 600 tusen km från ytan, och på den motsatta sidan - mer än 2 miljoner km.
Voyager registrerade inkonsekvensen i fältstyrkan och placeringen av magnetlinjerna. Sådana egenskaper hos planeten är inte heller helt förklarade av vetenskapen.
Rings
I slutet av 1800-talet, när forskare inte längre letade efter ett svar på frågan om det finns en atmosfär på Neptunus, uppstod en annan uppgift framför dem. Det var nödvändigt att förklara varför stjärnorna längs den åttonde planetens väg började blekna för observatören lite tidigare än Neptunus närmade sig dem.
Problemet löstes först efter nästan ett sekel. 1984, med hjälp av ett kraftfullt teleskop, var det möjligt att betrakta planetens ljusaste ring, senare uppkallad efter en av upptäckarna av Neptunus - John Adams.
Ytterligare forskning avslöjade flera liknande formationer. Det var de som stängde stjärnorna längs planetens väg. Idag anser astronomer att Neptunus har sex ringar. De innehåller ett annat mysterium. Adamsringen består av flera bågar placerade på någraavstånd från varandra. Orsaken till denna placering är oklar. Vissa forskare är benägna att tro att kraften i gravitationsfältet hos en av Neptunus satelliter, Galatea, håller dem i denna position. Andra ger ett tungt vägande motargument: dess storlek är så liten att den knappast skulle ha klarat uppgiften. Kanske finns det flera okända satelliter i närheten som hjälper Galatea.
I allmänhet är planetens ringar en syn sämre i imponerande och skönhet än liknande formationer av Saturnus. Inte den sista rollen i det något trista utseendet spelas av kompositionen. Ringarna innehåller huvudsakligen bitar av metanis belagd med kiselföreningar som absorberar ljus väl.
satelliter
Neptune är ägare (enligt de senaste uppgifterna) till 13 satelliter. De flesta av dem är små i storleken. Endast Triton har enastående parametrar, som bara är något sämre i diameter än Månen. Sammansättningen av atmosfären i Neptunus och Triton är annorlunda: satelliten har ett gashölje av en blandning av kväve och metan. Dessa ämnen ger planeten ett mycket intressant utseende: fruset kväve med inneslutningar från metanis skapar ett rejält upplopp av färger på ytan nära Sydpolen: överflöden av gult kombineras med vitt och rosa.
Den stilige Tritons öde är dock inte så rosa. Forskare förutspår att den kommer att kollidera med Neptunus och uppslukas av den. Som ett resultat kommer den åttonde planeten att bli ägare till en ny ring, jämförbar i ljusstyrka med Saturnus formationer och till och med före dem. De återstående satelliterna i Neptunus är betydligt sämre än Triton, några av demhar inte ens ett namn än.
Den åttonde planeten i solsystemet motsvarar till stor del dess namn, vars val också påverkades av närvaron av atmosfären - Neptunus. Dess sammansättning bidrar till utseendet på en karakteristisk blå färg. Neptunus rusar genom rymden obegripligt för oss, som havets gud. Och på samma sätt som havsdjupen, håller den delen av kosmos som börjar bortom Neptunus många hemligheter för människan. Framtidens forskare har ännu inte upptäckt dem.
