Состав Нептуна

Нептун – представитель ледяных гигантов Солнечной системы. Нашему взору открывается атмосфера, охватывающая 5-10% планетарной массы и простирающаяся на 20% к ядру. Ниже представлен рисунок строения планеты Нептун.

Внутреннее строение Нептуна

Далее идет мантия, нагретая до 1727°С-4727°С. Она в 10-15 раз превосходит земную массу и содержит водный, аммиачный и метановый запасы. Этот микс именуют ледяным, хотя в реальности вещество отличается плотностью и высоким нагревом. Ядро твердое, но точный состав и пропорции остаются загадкой. Можно лишь предполагать на основе принятых планетарных моделей.

В центре Нептуна много никеля, железа и силикатов, а по массе в 1.2 раза превышает земную. Давление в центре поднимается до 7 Мбар, что вдвое выше нашего. Обстановка в центре накаляется до 5400 К. На глубине в 7000 км метан трансформируется в алмазные кристаллы, опускающиеся вниз в виде града.

Сравнение размеров Урана и Нептуна

Строение Нептуна

Характеристики Нептуна были получены только с помощью одного космического аппарата «Вояджер-2». Все фотографии, были получены именно с него. В 1989 году, он прошел в 4,5 тыс. км от планеты, обнаружив несколько новых спутников и зафиксировав «Большое темное пятно», наподобие «Красного пятна» на Юпитере.

Строение Нептуна по своему составу, очень близко к Урану. Он тоже является газообразной планетой с твердым ядром, массой примерно с Землю и температурой, как на поверхности Солнца – до 7000 К. При этом, общая масса Нептуна примерно в 17 раз более массы Земли. Ядро восьмой планеты, окутывает мантия из воды, метанового льда и аммиака. Далее идет атмосфера, она включает в себя 80% водорода, 19% гелия и около 1% метана. Из метана состоят и верхние облака планеты, которые поглощают спектр красного цвета солнечных лучей, поэтому в цвете планете доминирует синий. Температура верхних слоев составляет – 200 °С. В атмосфере Нептуна зафиксированы самые сильные ветра, среди всех известных планет. Их скорость может достигать 2100 км/ч! Располагаясь на расстоянии 30 а. е., полный оборот вокруг Солнца, занимает у Нептуна почти 165 земных лет, поэтому, с момента своего открытия, он совершит свой первый полный оборот только в 2011 году.

Спутники Нептуна

Уильям Лассель открыл самый большой спутник – Тритон, уже через пару недель, после открытия самого Нептуна. Его плотность составляет 2 г/см³, следовательно, по массе он превосходит на 99% все спутники планеты. Хотя размеры его, чуть больше Луны.

Он обладает ретроградной орбитой и скорее всего, очень давно, был захвачен полем Нептуна, из расположенного рядом, пояса Койпера. Это поле, постоянно притягивает спутник к планете все ближе и ближе. Поэтому в недалеком, по космическом меркам, будущем (через 100 млн. лет) он столкнется с Нептуном, в результате чего могут образоваться кольца, более мощные и заметные, чем сейчас наблюдаются у Сатурна. На Тритоне присутствует атмосфера, что может означать, наличие жидкого океана, под ледяной корой кромкой поверхности. Т.к. Нептун в римской мифологии был морским богом, все его спутники названы в честь римских морских богов, поменьше рангом. Среди них можно выделить Нереиду, Протей, Деспину, Таласу и Галатею. Масса всех этих спутников, составляет менее 1% от массы Тритона!

Характеристики Нептуна

• Масса: 1,025*1026 кг (в 17 раз больше Земли)
• Диаметр на экваторе: 49528 км (в 3,9 раз больше Земли)
• Диаметр на полюсе: 48680 км
• Наклон оси: 28,3°
• Плотность: 1,64 г/см³
• Температура верхних слоев: около – 200 °C
• Период обращения вокруг оси (сутки): 15 часов 58 минут
• Расстояние от Солнца (среднее): 30 а. е. или 4,5 млрд. км
• Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 165 лет
• Скорость вращения по орбите: 5,4 км/с
• Эксцентриситет орбиты: e = 0,011
• Наклон орбиты к эклиптике: i = 1,77°
• Ускорение свободного падения: 11 м/с²
• Спутники: есть 13 шт.

У Нептуна достаточно много спутников – целых 14, но большинство из них все еще изучаются. Самые крупные – Тритон, о котором мы уже рассказывали, Протей, Нереида и Ларисса.

Тритон Протей Нереида Ларисса

вторник, 14 февраля 2012 г.

НЕПТУН – ПОСЛЕДНЯЯ ПЛАНЕТА

Объем : 6,25×10 13 км³ ;
Масса : 10,24×10 25 кг ;
Плотнос ть : 1 640 кг/ м³;
Период вращения : 15 ч 58 минут;
Период обращения : 164,8 лет;
Расстояние от Солнца : 4 503 млн. км;
Мин. расстояние от Земли : 4 300 млн. км;
Орбитальная скорость : 5,43 км/с;
Экваториальная скорость : 2,68 км/с;
Длина по экватору : 155 524 км;
Наклон орбиты : 1,77°;
Ускор. свободного падения: 11,15 м/с²;
Спутники : 13 (Тритон, Протей, Нереида, Галатея, Ларисса и т.д)

В 1930 году, когда была обнаружена еще одна планета – Плутон, Нептун лишился своего звания “последней планеты Солнечной системы”. Так продолжалось до 2006 года, когда ученые вплотную стали исследовать Пояс Койпнера, и обнаружили в нем множество заледеневших небесных тел по размерам и строению похожих на Плутон. С тех пор Плутон не является девятой планетой, а относится к класификации карликовых планет, а Нептун вновь обрел титул последней планеты в Солнечной системе.
Нептун – четвертая по диаметру и третья по массе планета, которая, как и Уран, относится скорее не к газовым, а к ледяным гигантам. По массе Нептун в 17 раз превосходит Землю, и почти в 20 раз уступает Юпитеру. Диск Нептуна смог бы поглотить в себе около 58 планет, размером с нашу Землю. Восьмая планета движется по орбите вокруг Солнца на расстоянии 30,1 астрономических единиц или более 4,5 млрд км, со средней скоростью 19 548 км/ч (в 5,5 раз медленнее обращения Земли). Для того чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца Нептуну требуется преодолеть около 28.3 млрд км по орбите. Такой путь планета проходит за 60 150 дней, т.е один год Нептуна длится 164,8 земных лет. Один интересный факт: 12 июля 2011 исполнился ровно один Нептунианский год, с момента открытия планеты 23 сентября 1846 года.

Нептун расположен от Солнца в 30 раз дальше чем Земля,
в 5,8 раз дальше Юпитера и почти в два раза чем Уран

Атмосфера и внутреннее строение

Внутреннее строение Нептуна в большей степени похоже на строение Урана, чем Юпитера и Сатурна. Масса атмосфера Нептуна равна примерно 15 % от общего веса планеты, для сравнения Земная атмосфера составляет лишь одну миллионную долю от общей массы Земли. Верхние и средние слои воздушной оболочки восьмой планеты, состоят, как и у всех гигантов из водорода (80 %) и гелия (19 %). Оставшийся один процент – вода, метан, аммиак, сероводород и другие элементы. В нижних слоях атмосферы увеличивается содержание ледяных частиц – в основном водяных и аммиачных. По мере погружения и приросте давления все газовые составляющие уплотняются и нагреваются, переходя в перегретую жидкую мантию, где температура достигает 2000-5000 °С. Ледяная мантия Нептуна, как и мантия Урана, богата содержанием воды, метана, аммиака и других соединений. Такая “горячая ледяная жидкость”, подобно жидкому водородному океана Юпитера, обладает высокой электропроводностью и позволяет генерировать магнитную сферу вокруг планеты. Толщина мантии Нептуна около 7 000 км, давление в нижней ее части составляет около 10 ГПа или 100 тысяч земных атмосфер. При таких условиях, вся составляющая верхней мантии (аммиак, метан, вода) распадается на твердые частицы, их еще называют алмазные кристаллы, которые в свою очередь оседают на ядро. Ядро, в центре планеты, твердое и состоит из железа, никеля и различных силикатов. Его масса в 1,2 раза больше, чем у ядра Земли, а радиус предположительно от 9 000 до 13 000 км. Давление в центре Нептуна в 7-8 млн раз выше, чем давлении на поверхности Земли. а температура может подниматься до 5 200 °С (почти как на поверхности Солнца 5 500 °С).

4. Внутреннее ледяное ядро из железа и камней и омывающий
его алмазно-кристаллический океан – радиус 9-13 тыс. км

Вместо него новое похожее образование было обнаружено в северном полушарии планеты

Наблюдение и исследование Нептуна

Единственный зонд, добравшийся до крайних планет Солнечной системы Урана и Нептуна стала межпланетная космическая станция “Вояджер-2”. Аппарат с земной поверхности был запущен 20 августа 1977 года и после двенадцатилетнего космического полета добрался до околопланетной орбиты, сблизившийся тем самым на 48 тыс км от видимых облаков Непутна. Все снимки, сделанные Вояджером и сигналы подаваемые с Земли аппарату, перемещались со скоростью света и достигали конечной цели примерно за 250 минут. Благодаря полученным изображениям, ученые установили наличие у планеты слабой системы колец из каменных ледяных частиц. Внешняя граница кольца заканчивалась на расстоянии 63 000 км от центра планеты или 38 200 км от видимой поверхности Нептуна. 25 августа 1989 года “Вояджер-2” пролетел мимо двух спутников Тритона и Нереиды, в этот же день аппарат максимально приблизился к планете на расстояние всего 4 400 км. Кроме того зонд подтвердил существования магнитного поля Нептуна и открыл пять новых спутников планеты: Наяда, Таласса, Деспина, Галатея и Протей.

Спустившись к синему океану, мы попадаем в объятия мощного урагана. Нашу капсулу подхватывает ветровой поток и увлекает в восточном направлении. Трудно что-либо рассмотреть в бушующем вихре. Видно лишь светлое грязноватое облако, надвигающееся на нас откуда-то сверху. Но покинем синий, давящий мир и отправимся к Тритону. Здесь есть, на что посмотреть. Ледяная поверхность расцвечена розовыми, белыми, жёлтыми красками. Зависаем над ледяным озером и осматриваем его ступенчатые берега. Они высокие, не меньше километра, и тоже ледяные. Летим на юг. Внезапно, прямо перед нами, вздымается мощный фонтан. Газовый столб устремляется ввысь и, словно столкнувшись с невидимой стеной, растекается в стороны, превращаясь в подобие снега.

Подробно изучить Нептун ещё только предстоит. Все сведения о планете получены при посредстве «Вояджера-2» в 1989 году. Удалось установить состав и характеристики атмосферы и магнитосферы. Были открыты четыре кольца и шесть спутников, три из которых удалось сфотографировать. Наблюдались полярные свечения, вычислена долгота нептунианского дня. В 2011 году исполнился только год с момента открытия синей планеты. Правда, год по исчислению нептунианскому. Но наверняка к следующей годовщине мы узнаем много интересного об этой красивой планете, носящей имя самого Нептуна, грозного, но справедливого.