Склад атмасферы Нэптуна. Агульныя звесткі аб планеце Няптун

У мітусні дзён свет для звычайнага чалавека парой памяншаецца да памераў працы і дома. Між тым, калі зірнуць на неба, можна пераканацца, калі нікчэмна гэта ў маштабах Сусвету. Можа быць, таму юныя рамантыкі мараць прысвяціць сябе заваявання космасу і вывучэнню зорак. Навукоўцы-астраномы ні на секунду не забываюць, што, акрамя Зямлі з яе праблемамі і радасцямі, ёсць мноства іншых далёкіх і загадкавых аб'ектаў. Адзін з іх - планета Нептун, восьмая па ступені аддаленасці ад Сонца, недаступная для непасрэднага назірання і таму ўдвая прыцягальная для даследчыкаў.

Як усё пачыналася

Яшчэ ў сярэдзіне XIX стагоддзя Сонечная сістэма, на думку навукоўцаў, ўтрымоўвала ўсяго сем планет. Суседзі Зямлі, бліжэйшыя і аддаленыя, вывучаліся з выкарыстаннем усіх даступных дасягненняў у галіне тэхнікі і вылічэнняў. Многія характарыстыкі спачатку апісваліся тэарэтычна, а ўжо затым знаходзілі практычныя пацверджання. З разлікам арбіты Урана справа ішла некалькі інакш. Томас Джон Хасэ, астраном і святар, выявіў неадпаведнасць рэальнай траекторыі руху планеты меркаванай. Выснова мог быць толькі адзін: існуе аб'ект, які ўплывае на арбіту Урана. Па сутнасці, гэта было першае паведамленне аб планеце Нептун.

Праз амаль дзесяць гадоў (у 1843 г.) адначасова двое даследчыкаў разлічылі, па якой арбіце можа рухацца планета, вымушаюць газавага гіганта пацясніцца. Гэта былі ангелец Джон Адамс і француз Урбен Жан Жозэф Левер'е. Незалежна адзін ад аднаго, але з рознай дакладнасцю яны вызначылі шлях руху цела.

Выяўленне і абазначэнне

Няптун быў знойдзены на начным небе астраномам Іаганам называецца Готфрыдам Гальле, да якога прыйшоў Левер'е са сваімі разлікамі. Французскі вучоны, пасля які падзяліў з Гальле і Адамсам славу першаадкрывальніка, памыліўся ў вылічэннях толькі на градус. Афіцыйна Няптун з'явіўся ў навуковых працах 23 верасня 1846 года.

Першапачаткова планету прапаноўвалася назваць імем двухаблічнага Януса, але такое абазначэнне не прыжылося. Астраномы больш натхніліся параўнаннем новага аб'екта з царом мораў і акіянаў, гэтак жа чужога зямной цьвердзі, як, мяркуючы па ўсім, і адкрытая планета. Імя Нептуна прапанаваў Левер'е і падтрымаў В. Я. Струве, які ўзначальваў Пулковской абсерваторыі. Назва была дадзена, заставалася толькі зразумець, які склад атмасферы Нэптуна, ці ёсць яна наогул, што хаваецца ў яго нетрах і гэтак далей.

У параўнанні з Зямлёй

З моманту адкрыцця прайшло нямала часу. Сёння аб восьмы планеце Сонечнай сістэмы мы ведаем значна больш. Няптун значна пераўзыходзіць Зямлю па памерах: яго дыяметр больш амаль у 4 разы, а маса - у 17 разоў. Значная аддаленасць ад Сонца не пакідае сумневаў, што надвор'е на планеце Няптун таксама адчувальна адрозніваецца ад зямной. Тут няма і не можа быць жыцця. Справа нават ня ў ветры ці нейкіх незвычайных з'явах. Атмасфера і паверхня Нептуна ўяўляюць сабой практычна адну структуру. Гэта характэрная асаблівасць усіх газавых гігантаў, да ліку якіх адносіцца і дадзеная планета.

уяўная паверхню

Планета па шчыльнасці значна саступае Зямлі (1,64 г / см³), дзякуючы чаму ступіць на яе паверхню няпроста. Ды і як такой яе няма. Ўзровень паверхні дамовіліся апазнаваць па велічыні ціску: падатная і хутчэй падобная на вадкасць «цьвердзь» знаходзіцца ў ніжэйшых пластах атмасферы, дзе ціск раўняецца аднаму бару, і, па сутнасці, з'яўляецца яе часткай. Любое паведамленне аб планеце Няптун як пра галактыкі канкрэтнага памеру грунтуецца на такім азначэнні ўяўнай паверхні гіганта.

Атрыманыя з улікам гэтай асаблівасці параметры выглядаюць наступным чынам:

• дыяметр ў раёне экватара складае 49,5 тыс. км;

• памер яго ў плоскасці палюсоў - амаль 48,7 тыс. км.

Суадносіны гэтых характарыстык робіць Няптун па форме далёкім ад круга. Ён, падобна Блакітны планеце, некалькі уплощен з палюсоў.

Склад атмасферы Нэптуна

Сумесь газаў, ахутвае планету, па змесце моцна адрозніваецца ад зямной. Пераважную частку складае вадарод (80%), другую пазіцыю займае гелій. Гэты інэртны газ ўносіць значны ўклад у склад атмасферы Нэптуна - 19%. Метан складае менш за адсотак, таксама тут сустракаецца аміяк, але ў нязначнай колькасці.

Як ні дзіўна, адзін працэнт метану ў складзе моцна адбіваецца на тым, якая атмасфера ў Нептуна і які ўвесь газавы гігант з пункту гледжання вонкавага назіральніка. Гэта хімічнае злучэнне складае аблокі планеты і не адлюстроўвае светлавыя хвалі, якія адпавядаюць чырвонаму колеру. У выніку для праляталых міма касмічных апаратаў Няптун аказваецца афарбаваным у насычаны блакітны. Гэты колер - адна з загадак планеты. Навукоўцам пакуль да канца не вядома, што сапраўды прыводзіць да паглынання чырвонай частцы спектру.

Усім газавым гігантам ўласціва наяўнасць атмасферы. Нептуна сярод іх вылучае менавіта колер. Дзякуючы падобным характарыстыках яго называюць ледзяной планетай. Які замёр метан, сваім існаваньнем дадае вага параўнанні Нептуна з айсбергам, уваходзіць і ў склад мантыі, навакольнага ядро планеты.

Унутраная будова

Асяродак касмічнага аб'екта змяшчае жалеза, нікель, злучэння магнію і крэмнію. Па сваёй масе ядро прыкладна роўна ўсёй Зямлі. Пры гэтым, у адрозненне ад іншых элементаў ўнутранай структуры, яно валодае шчыльнасцю, праўзыходнай аналагічны параметр Блакітны планеты ў два разы.

Ядро пакрыта, як ужо гаварылася, мантыяй. Яе склад шмат у чым падобны з атмасферным: тут прысутнічаюць аміяк, метан, вада. Маса пласта роўная пятнаццаці зямным, пры гэтым ён моцна нагрэць (да 5000 Да). Мантыя не мае выразнай мяжы, і атмасфера планеты Нептун плаўна перацякае ў яе. Сумесь гелія і вадароду складае верхнюю частку ў структуры. Плыўнае ператварэнне аднаго элемента ў іншы і размытыя межы паміж імі - ўласцівасці, характэрныя для ўсіх газавых гігантаў.

цяжкасці даследаванні

Высновы пра тое, якая атмасфера ў Нептуна, што характэрна для яго структуры, робяцца шмат у чым на аснове ўжо атрыманых дадзеных аб уране, Юпітэры і Сатурне. Аддаленасць планеты ад Зямлі значна ўскладняе яе вывучэнне.

У 1989 году зблізку Нептуна пралятаў касмічны апарат "Вояджэр-2". Гэта была адзіная сустрэча ледзянога гіганта з зямным пасланнікам. Плённасць яе, зрэшты, відавочная: большую частку звестак пра Няптун навуцы прадаставіў менавіта гэты карабель. У прыватнасці, "Вояджэр-2" выявіў Вялікае і Малое цёмныя плямы. Абодва зачерненных ўчастка добра былі бачныя на фоне блакітны атмасферы. На сённяшні дзень незразумела, якая прырода гэтых утварэнняў, але мяркуецца, што гэта віхравыя патокі або цыклоны. Яны з'яўляюцца ў верхніх пластах атмасферы і на велізарнай хуткасці праносяцца вакол планеты.

вечны рух

Многія параметры абумоўлівае наяўнасць атмасферы. Нептуна характарызуе не толькі незвычайны колер, але і пастаяннае рух, якое ствараецца ветрам. Хуткасць, з якой аблокі аблятаюць планету ў раёне экватара, перавышае тысячу кіламетраў у гадзіну. Рухаюцца яны пры гэтым у процілеглым адносна кручэння самога Нэптуна вакол восі кірунку. Пры гэтым абгортваецца планета яшчэ хутчэй: поўны паварот займае ўсяго 16 гадзін і 7 хвілін. Для параўнання: адзін абарот вакол Сонца займае амаль 165 гадоў.

Чарговая загадка: хуткасць ветру ў атмасферы у газавых гігантаў павялічваецца пры выдаленні ад Сонца і дасягае піка на Няптун. Гэта з'ява пакуль не атрымала абгрунтавання, як і некаторыя тэмпературныя асаблівасці планеты.

размеркаванне цяпла

Надвор'е на планеце Няптун характарызуецца паступовым змяненнем тэмпературы ў залежнасці ад вышыні. Той пласт атмасферы, дзе размяшчаецца умоўная паверхню, цалкам адпавядае другому назве касмічнага цела (ледзяная планета). Тэмпература тут апускаецца амаль да -200 ºC. Калі перамяшчацца ад паверхні вышэй, то будзе адчувальна павелічэнне цяпла аж да 475º. Навукоўцы да гэтага часу не знайшлі годнага тлумачэння такім перападам. Як мяркуецца, Няптун валодае унутраным крыніцай цяпла. Такі «абагравальнік» павінен выпрацоўваць у два разы больш энергіі, чым прыходзіць на планету ад Сонца. Цяпло ад гэтай крыніцы ў спалучэнні з далятаюць сюды ад нашай зоркі энергіяй, верагодна, і з'яўляецца прычынай моцных вятроў.

Аднак ні сонечнае святло, ні ўнутраны «абагравальнік» не могуць павысіць тэмпературу на паверхні так, каб тут была адчувальная змена часоў года. І хоць іншыя ўмовы для гэтага выконваюцца, адрозніць зіму ад лета на Няптун немагчыма.

магнітасфэра

Даследавання "Вояджэра-2" дапамаглі навукоўцам даведацца многае пра магнітнае поле Нэптуна. Яно моцна выдатна ад зямнога: крыніца размяшчаецца не ў ядры, а ў мантыі, дзякуючы чаму магнітная вось планеты моцна зрушаная адносна яе цэнтра.

Адна з функцый поля - абарона ад сонечнага ветру. Форма магнітасфэры Нептуна моцна выцягнута: ахоўныя лініі ў той частцы планеты, якая асветлена, размяшчаюцца на адлегласці ў 600 тыс. Км ад паверхні, а з процілеглага боку - больш чым у 2 млн км.

Вояджэр зафіксаваў нестабільнасць напружання поля і размяшчэння магнітных ліній. Такія ўласцівасці планеты таксама яшчэ не растлумачаны да канца навукай.

кольцы

У канцы XIX стагоддзя, калі навукоўцы ўжо не шукалі адказ на пытанне аб тым, ці ёсць атмасфера на Няптун, перад імі паўстала іншая задача. Неабходна было растлумачыць, чаму па шляху руху восьмы планеты зоркі пачыналі гаснуць для назіральніка некалькі раней, чым да іх набліжаўся Нептун.

Вырашыць праблему атрымалася толькі праз амаль стагоддзе. У 1984 годзе з дапамогай магутнага тэлескопа атрымалася разгледзець самае яркае кольца планеты, пасля названае імем аднаго з першаадкрывальнікаў Нептуна - Джона Адамса.

Далейшыя даследаванні выявілі яшчэ некалькі падобных утварэнняў. Менавіта яны зачынялі зоркі на шляху руху планеты. Сёння астраномы лічаць Нептуна уладальнікам шасці кольцаў. У іх крыецца яшчэ адна загадка. Кольца Адамса складаецца з некалькіх дужак, якія размяшчаюцца на некаторай адлегласці адзін ад аднаго. Прычына такога размяшчэння няясная. Частка даследчыкаў схіляюцца да думкі, што ўтрымлівае іх у такім становішчы сіла гравітацыйнага поля аднаго з спадарожнікаў Нептуна - Галатаў. Іншыя прыводзяць важкі контраргумент: памеры яе гэтак малыя, што наўрад ці яна справілася б з задачай. Магчыма, побач існуе яшчэ некалькі невядомых спадарожнікаў, якія дапамагаюць Галатаў.

У цэлым кольцы планеты - відовішча, якое саступае па вялікай і прыгажосці падобным фарміраванням Сатурна. Не апошнюю ролю ў некалькі цьмяным знешнім выглядзе гуляе склад. Кольцы ў асноўным утрымліваюць груды метанового лёду, пакрытага злучэннямі крэмнія, якія добра паглынаюць святло.

спадарожнікі

Няптун - уладальнік (па апошніх дадзеных) 13 спадарожнікаў. Большасць з іх маюць невялікія памеры. Выбітныя параметры толькі ў Трытона, толькі трохі саступае ў дыяметры Месяцы. Склад атмасферы Нэптуна і Трытона розны: спадарожнік мае газавую абалонку з сумесі азоту і метану. Гэтыя рэчывы надаюць вельмі цікавы выгляд планеце: змёрзлы азот з ўключэннямі з метанового лёду стварае на паверхні ў раёне Паўднёвага полюса цяперашні буянства фарбаў: пералівы жоўтага спалучаюцца з белым і ружовым.

Лёс прыгажуна Трытона, між тым, не такая радасная. Навукоўцы прадказваюць яму сутыкненне з Нэптунам і паглынанне ім. У выніку восьмая планета стане ўладальніцай новага кольца, па яркасці параўнальнага з ўтварэннямі Сатурна і нават апераджальнага іх. Астатнія спадарожнікі Нептуна значна саступаюць трытоны, частка з іх нават не мае пакуль назвы.

Восьмая планета Сонечнай сістэмы шмат у чым адпавядае сваёй назве, на выбары якога адбілася і наяўнасць атмасферы, - Нептун. Яе склад спрыяе з'яўленню характэрнага блакітнага колеру. Няптун нясецца скрозь незразумелае нам прастору, падобна богу мораў. І аналагічна акіянскіх глыбінь тая частка космасу, якая пачынаецца за Нэптунам, захоўвае масу таямніц ад чалавека. Навукоўцам будучага толькі трэба будзе іх адкрыць.