Главная В избранное Контакты News О проекте Планы сайта Карта
счетчик сайта
Размер шрифта:

Кратко:

Учёные, предсказавшие существование планеты Нептун.

Урбен Жан Жозеф Леверье французский математик и астроном.

Урбен Жан Жозеф Леверье (1811-1877) — французский математик и астроном.

Английский математик Джон Кауч Адамс

Английский математик Джон Кауч Адамс (1819-1892).

 

Относительные размеры
Нептуна и Земли:

Относительные размеры Нептуна и Земли. Нептун - четвёртая по диаметру (диаметр экватора Нептуна в 3,9 раза больше диаметра экватора Земли) и третья по массе (масса Нептуна в 17,2 раза больше массы Земли) планета Солнечной системы.

Диаметр экватора Нептуна в 3,9 раза больше диаметра экватора Земли, а масса Нептуна в 17,2 раза больше массы Земли.

Параметры Нептуна:

Видимая звёздная величина от 8.02 до 7.78;

Среднее расстояние от Земли (большая полуось орбиты): 4 503 443 661 км (30,10366151 а.е.);

Средняя орбитальная скорость (v): 5,43 км/с;

Сидерический период обращения: 60 190 дней (164,8 лет);

Наклон оси: 1,767975°;

Масса (m): 1,0243×1026(кг);

Экваториальный радиус: 24764 ± 15 км (3.883 Земных)

Полярный радиус: 24,341 ± 30 км (3.829 Земных)

Средняя плотность (ρ): 1,638 г/см³;

Ускорение свободного падения на экваторе (g): 11,15 м/с² (1,14 g);

Вторая космическая скорость (v2): 23,5 км/с;

Экваториальная скорость вращения: 2,68 км/с или 9648 км/ч;

Период вращения (T): 15 ч 57 мин 59 с.

 

 

Интересно знать:

Сколько бы Вы весили на планете Нептун?
Введите свой вес, затем нажмите Go! На Нептуне Вы будете весить:

Узнайте, сколько бы Вы весили на планете Нептун?

 

С момента открытия в 1846 году Нептун облетел Солнце один раз.

Четыре фото Нептуна с космического телескопа Хаббл с интервалом между съемкой в несколько часов показывают различные фазы Нептуна при вращении. Фото сделано 12 июля 2011 г. в честь празднования "пробега" полного оборота Нептуном вокруг Солнца с того времени, как он был открыт (1846+165=2011).
Планета Нептун. Фото космического телескопа Хаббл.

12 июля 2011 г. Нептун совершил полный оборот вокруг Солнца со времени своего открытия в 1846 году. Интересно отметить, что виден он был всё же иначе, чем в день открытия, из-за того, что период обращения Земли вокруг Солнца не является кратным периоду обращения Нептуна вокруг Солнца.

 

Планета Нептун

© Владимир Каланов


После открытия Урана в 1781 году астрономы долго не могли объяснить причины отклонений в движении этой планеты по орбите от тех параметров, которые определялись законами движения планет, открытыми Иоганном Кеплером. Предполагали, что за орбитой Урана может находиться ещё одна крупная планета. Но правильность такого предположения нужно было доказать, для чего необходимо было выполнить сложные расчёты.

Планета Нептун. Фото сделано американским космическим аппаратом Вояджер-2 с расстояния 4.4 млн.км. Большое Тёмное Пятно (названное так по аналогии со знаменитым Большим Красным Пятном на Юпитере) - устойчивое вихревое образование в атмосфере планеты, постоянный циклон с поперечником, почти равным поперечнику Земли.  Планета Нептун. Фото в условных цветах АМС Вояджер-2 с применением голубого, зелёного фильтров, а также фильтра с длиной волны абсорбции (поглощения) метана. Красные области иллюстрируют отражение солнечного света до его вхождения в плотные метановые слои. Изображение показывает повсеместную затуманенность, которая покрывает всю планету и представляет собой полупрозрачный слой, который пропускает солнечный свет глубже в атмосферу в центре, чем на периферии.

Открытие Нептуна.

С древних времён люди знали о существовании пяти планет, которые видны невооруженным глазом: Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна.

И вот талантливый английский математик Джон Кауч Адамс (1819-1892), только что окончивший колледж Св. Джона в Кембридже, в 1844-1845 годах произвёл расчеты приблизительной массы трансурановой планеты, элементы её эллиптической орбиты и гелиоцентрическую долготу. Впоследствии Адамс стал профессором астрономии и геометрии Кембриджского университета.

В основу расчётов Адамс положил предположение, что искомая планета должна находиться на расстоянии 38,4 астрономической единицы от Солнца. Такое расстояние Адамсу подсказало так называемое правило Тициуса-Боде, устанавливающее порядок приближенного расчета расстояния планет от Солнца. В дальнейшем мы постараемся рассказать об этом правиле более подробно.

Свои расчёты Адамс представил руководителю Гринвичской обсерватории, но на них не обратили внимания.

Несколькими месяцами позже, независимо от Адамса расчёты произвёл и французский астроном Урбен Жан Жозеф Леверье (1811-1877) и представил их в Гринвичскую обсерваторию. Здесь сразу вспомнили о расчетах Адамса, и с 1846 года была развёрнута программа наблюдений в Кембриджской обсерватории, но результатов она не дала.

Летом 1846 г. Леверье сделал более подробный доклад в Парижской обсерватории, познакомил коллег со своими расчётами, которые были такими же и даже более точными, чем у Адамса. Но французские астрономы, оценив математическое мастерство Леверье, к проблеме поиска трансурановой планеты особого интереса не проявили. Это не могло не разочаровать мэтра Леверье, и он 18 сентября 1846 г. отправил письмо ассистенту Берлинской обсерватории Иоганну Готфриду Галле (1812-1910), в котором, в частности, писал: «… Потрудитесь направить телескоп в созвездие Водолея. Вы обнаружите планету девятой звёздной величины в пределах 1° от точки эклиптики с долготой 326°…»

23 сентября 1846 г., сразу же по получении письма, Иоганн Галле и его ассистент, студент-старшекурсник Генрих д’Арре направили телескоп в созвездие Водолея и обнаружили новую, восьмую планету почти точно в том месте, на которое указал Леверье.

Парижская академия наук заявила вскоре, что новую планету "на кончике пера" открыл Урбен Леверье. Англичане пытались протестовать и требовали признать первооткрывателем планеты Джона Адамса.

Кому же был отдан приоритет открытия - Англии или Франции? Приоритет открытия был признан за … Германией. В современных энциклопедических справочниках указано, что планету Нептун открыл в 1846 году Иоганн Галле по теоретическим предсказаниям У.Ж. Леверье и Дж.К. Адамса.

Нам кажется, что европейская наука поступила в этом вопросе справедливо по отношению ко всем троим учёным: Галле, Леверье и Адамсу. В истории науки осталось также и имя Генриха д’Арре, который тогда был ассистентом Иоганна Галле. Хотя, конечно, работа Галле и его ассистента по объёму и напряженности была значительно меньше той, которую проделали Адамс и Леверье, выполнив сложные математические расчеты, за которые не взялись многие учёные-математики того времени, считая задаче неразрешимой.

Открытую планету назвали Нептуном по имени древнеримского бога морей (у древних греков на "должности" бога морей числился Посейдон). Имя Нептуна было выбрано, конечно, по традиции, но оказалось достаточно удачным в том смысле, что поверхность планеты цветом напоминает синее море, где хозяйничает Нептун. Кстати говоря, о цвете планеты стало возможным определённо судить лишь спустя почти полтора века после её открытия, когда в августе 1989 г. американский космический аппарат «Вояджер-2», выполнив программу исследований вблизи Юпитера, Сатурна и Урана, пролетел над северным полюсом Нептуна на высоте всего 4500 км и передал на Землю снимки этой планеты. «Вояджер-2» остаётся пока единственным аппаратом, направленным в окрестности Нептуна. Правда, некоторые сведения внешнего характера о Нептуне получены также с помощью телескопа Хаббла, хотя он и находится на околоземной орбите, т.е. в ближайшем космосе.

Планета Нептун вполне могла быть открыта ещё Галилеем, который заметил её, но принял за необычную звезду. С тех пор ещё почти 200 лет, до 1846 года, одна из планет-гигантов Солнечной системы пребывала в неизвестности.

Общие сведения о планете Нептун.

Расстояние Земли и других планет от Солнца

Нептун, восьмая по расстоянию от Солнца планета, удалена от светила примерно на 4,5 миллиарда километров (30 а.е.) (min. 4,456, max. 4,537 млрд. км).

Нептун, как и Уран, относится к группе газообразных планет-гигантов. Диаметр его экватора равен 49528 км, что почти в четыре раза больше земного (12756 км). Период вращения вокруг своей оси – 16 ч. 06 мин. Период обращения вокруг Солнца т.е. продолжительность года на Нептуне составляет почти 165 земных лет. Объём Нептуна в 57,7 раза больше объёма Земли, а масса в 17,1 раза больше земной. Средняя плотность вещества равна 1,64 г/см3, что заметно больше, чем на Уране (1,29 г/см3), но значительно меньше, чем на Земле (5,5 г/см3). Сила тяготения на Нептуне почти в полтора раза больше земной.

Со времён глубокой древности и до 1781 года люди считали Сатурн самой далёкой планетой. Открытый в 1781 году Уран "раздвинул" границы Солнечной системы вдвое (от 1,5 млрд. км до 3 млрд. км).

Но через 65 лет (1846 г.) открыли Нептун, и он "раздвинул" границы Солнечной системы ещё в полтора раза, т.е. до 4,5 млрд. км во все стороны от Солнца.

Как мы увидим в дальнейшем, и это не стало пределом для пространства, занимаемого нашей Солнечной системой. Через 84 года после открытия Нептуна, в марте 1930 года, американец Клайд Томбо открыл ещё одну планету – Плутон, вращающуюся вокруг Солнца на среднем от него расстоянии около 6 млрд. км.

Правда, Международный Астрономический Союз в 2006 году лишил Плутон "звания" планеты. По мнению учёных, маловат ростом оказался Плутон для такого звания, а потому переведён был в разряд карликов. Но это не меняет суть дела - всё равно Плутон как космическое тело входит в состав Солнечной системы. И никто не поручится, что за орбитой Плутона больше нет космических тел, которые могли бы войти в состав Солнечной системы на правах планет. Во всяком случае и за орбитой Плутона пространство наполнено разнообразными космическими объектами, что подтверждается наличием так называемого пояса Эджворта-Койпера, простирающегося на 30-100 а.е. Об этом поясе мы поговорим чуть позже (см. пояс Эджворта-Койпера на "Знания-сила").

Атмосфера и поверхность Нептуна.

Планета Нептун. Фото АМС Вояджер-2 с расстояния 590 тыс. км. На фото видны подробности облачной атмосферы в естественных цветах.  Планета Нептун. Вертикальный рельеф протяженных облаков из замерзшего метана, расположенных на высоте 100-150 км над основным облачным слоем. Освещение Солнцем направлено с левой нижней стороны. Ширина облачных лент находится в пределах от 50 до 200 км.,высота - 50 км., видны тени от облаков шириной 30-50 км.

Атмосфера Нептуна состоит в основном из водорода, гелия, метана и аммиака. Метан поглощает красную часть спектра и пропускает синий и зелёный цвета. Поэтому цвет поверхности Нептуна кажется зеленовато-голубым.

Состав атмосферы следующий:

Основные компоненты: водород (H2) 80±3,2 %; гелий (He) 19±3,2 %; метан (CH4) 1,5±0,5 %.
Компоненты примесей: ацетилен (C2H2), диацетилен (C4H2), этилен (C2H4) и этан (C2H6), а также угарный газ (CO) и молекулярный азот (N2);
Аэрозоли: аммиачный лёд, водный лед, гидросульфидно-аммониевый (NH4SH) лёд, метановый лёд (? - под вопросом).

Температура: на уровне давления 1 bar: 72 K (–201 °C);
                     на уровне давления 0.1 bar: 55 K (–218 °C).

Начиная с высоты около 50 км от поверхностных слоёв атмосферы и далее до высоты в несколько тысяч километров планету покрывают серебристые перистые облака, состоящие преимущественно из замерзшего метана (см. фото справа вверху). Среди облаков наблюдаются образования, напоминающие циклонные завихрения атмосферы, подобно тому, как это имеет место на Юпитере. Такие завихрения выглядят в виде пятен и периодически возникают и исчезают.

Атмосфера постепенно переходит в жидкое, а затем и твёрдое тело планеты, как предполагается, состоящее в основном из тех же веществ - водорода, гелия, метана.

Атмосфера Нептуна очень активна: на планете дуют очень сильные ветры. Если ветры на Уране со скоростью до 600 км/ч мы называли ураганными, то как назвать ветры на Нептуне, которые дуют со скоростью 1000 км/ч ? Более сильных ветров нет ни на одной другой планете Солнечной системы.

Атмосферные образования Нептуна. Для атмосферы Нептуна характерно наличие значительного числа облаков и пятен циклонного типа, аналогичных юпитерианским. Выше на снимке (севернее) располагается "Большое Тёмное Пятно" в сопровождении ярких белых облаков, далее ниже (к югу) хорошо видно ещё одно штормовое образование - т.н. "скутер", ещё ниже - "Малое Тёмное Пятно 2" с ярким ядром. Фото АМС Вояджер-2. Большое тёмное пятно Нептуна. Фото АМС Вояджер-2 с расстояния 2,8 млн. км. Август 1989 г. Вращение шторма происходит в направлении против часовой стрелки. Различимы детали ок. 50 км. в поперечнике. Малое тёмное пятно D2 Нептуна. Фото АМС Вояджер-2 с расстояния 1,1 млн. км. Август 1989 г. Вращение материи в Малом пятне по часовой стрелке (в отличие от Большого пятна, где оно происходит в направлении против часовой стрелки). Различимы детали 20 км. в поперечнике.

Предполагается, что Нептун имеет достаточно сильный внутренний источник тепла, который порождает конвективное движение газов и, как следствие, сильные ветры в атмосфере. Этот источник вместе с солнечным теплом, хотя и в ничтожном количестве поступающим на Нептун, не позволяет температуре на поверхности планеты опуститься до абсолютного нуля. Впрочем, до этой черты не так уж далеко: температура в верхней части облаков равна примерно минус 220°С.

Ось вращения Нептуна имеет наклон к плоскости орбиты в 28°48', что означает наличие смены времён года на планете. Но чем зима может отличаться от лета, если Нептун находится в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, а средняя температура поверхности постоянно составляет минус 220°С ?

Фото Нептуна с телескопа Хаббл
Фото Нептуна с телескопа Хаббл в разные годы с целью изучения сезонных изменений.

Внутреннее строение Нептуна.

Атмосфера планеты постепенно сменяется мантией, толщина которой равна 10-15 тысяч км. У Нептуна имеется твёрдое ядро, которое занимает относительно больший объём, чем у Юпитера и Сатурна. Диаметр ядра составляет около 14000 км. Как и у Урана, ядро состоит преимущественно из силикатов. В центре планеты может быть и вода, и аммиак, и водород в жидком или твёрдом (металлическом) состоянии.

Внутреннее строение Нептуна. Атмосфера составляет примерно 10-20 % от общей массы планеты. Постепенно нижняя часть атмосферы уплотняется в перегретую жидкую мантию, где температуры достигают 2000-5000 К. Масса мантии Нептуна превышает Земную в 10-15 раз, по разным оценкам, и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. По общепринятой в планетологии терминологии, эту материю называют ледяной, даже при том, что это горячая, очень плотная жидкость (другое название: океан водного аммиака).
Внутреннее строение Нептуна.

Магнитное поле Нептуна.

Схема магнитного поля Нептуна.

Нептун имеет магнитное поле, ось которого имеет большой (почти 47°) наклон по отношению к оси вращения планеты. Отсюда - сложный характер изменения и распространения магнитного поля в пространстве. Особенности магнитного поля Нептуна были зафиксированы приборами автоматической станции «Вояджер-2».

>>>Читайте дальше: Кольца и спутники Нептуна.

Планета Нептун. Открытие Нептуна. Основные сведения о Нептуне.Кольца и спутники Нептуна.

 
 
Главная В закладки Контакты Новости О проекте Планы сайта
Rambler's Top100

 
© KV