Кольца Нептуна

Кольца Нептуна могут состоять из частиц льда, покрытые силикатами. Также они включают материал, основанный на углеродистом веществе. Многие учёные убеждены в том, что именно этот феномен придаёт им красноватый цвет.

Схема спутников и колец Нептуна

Теперь стоит поговорить об общих характеристиках этих объектов.

1. Галле. Внутреннее кольцо имеет название Галле. Ширина его равняется порядка 2 000 км. Вращение происходит на дистанции от самой планеты, составляющей 41 000 – 43 000 км. Средняя оптическая глубина достигает отметки 10^-4, что составляет 0,15 км. Пыль присутствует в нём в концентрации 40-70%.
2. Леверье. Орбитальный радиус кольца равняется 53 200 км, однако ширина невелика и составляет 113 км. Нормальное значение оптической глубины приближается к отметке 0,0062, что пребывает в соответствии с параметром 0,7 км. Доля пыли такая же, как и у Галле.
3. Лассел. Это кольцо является слабым. На его материл приходиться пространство, расположенное между Леверье и Араго. Средний показатель оптической глубины составляет 10^-4, что в эквиваленте равно 0,4 км. Фракции пыли обнаружены в объёме 20-40%.
4. Адамс. Этот объект является максимально изученным. Он является узким и эксцентричным. Ширина его составляет порядка 35 км. Параметр оптической глубины приближается к уровню 0,011 (или 0,4 км). Доля пылевых частиц в сравнении с другими космическими телами является более низким. В наиболее яркой области находятся дуги, частицы их скоординированы вместе. С течением времени в них происходили всевозможные изменения, которые были обнаружены прогрессивными космическими устройствами.

Несмотря на наличие большой базы знаний, кольца Нептуна не являются изученными в полной мере.

Кольца могут состоять из ледяных частиц, покрытых силикатами, или основанным на углероде материалом, — наиболее вероятно, это он придаёт им красноватый оттенок.

Относительно узкое, самое внешнее, расположенное в 63 000 км от центра планеты — кольцо Адамса; кольцо Леверье на удалении в 53 000 км от центра и более широкое; более слабое кольцо Галле на расстоянии в 42 000 км. Кольцо Араго расположено на расстоянии в 57 000 км. От внешних границ кольца Леверье до внутренних границ кольца Араго располагается широкое кольцо Лассел.

Общие характеристики

Внутреннее кольцо называют Галле, оно около 2000 км в ширину и вращается на расстоянии 41,000-43,000 км от планеты. Галле — очень слабое, со средней оптической глубиной около 10 в -4 степени, что эквивалентно глубине 0,15 км. Доля пыли в нем приблизительно составляет от 40% до 70% .

Следующее, называется Леверье, его орбитальный радиус около 53200 км, оно узкое, шириной около 113 км. Его нормальная оптическая глубина составляет 0,0062 ± 0,0015, что соответствует глубине 0,7 ± 0,2 км. Количество пыли в нем колеблется от 40% до 70%. Небольшая луна Деспина, которая вращается внутри него на расстоянии 52 526 км от Нептуна, может играть определенную роль в его формировании, выступая в качестве его «пастуха».

Кольцо Лассел, является слабым, его материал занимает пространство между Леверье (около 53200 км от Нептуна) и Араго (расстояние 57200 км от планеты). Его средняя оптическая глубина составляет около 10 в -4 степени, что соответствует эквивалентной глубине 0,4 км. Пылевые фракции находятся в диапазоне от 20% до 40%.

Существует небольшой пик яркости у внешнего края, расположенном в 57200 км от Нептуна и имеющем размер 100 км в ширину. Некоторые ученые называют этот пик планетарным кольцом Араго, но тем не менее, многие издания не упоминают о нем.

Кольцо Адамс является наиболее изученным. Оно узкое, слегка эксцентричное, шириной около 35 км. Его оптическая глубина около 0,011 ± 0,003, что соответствует глубине около 0,4 км.

Доля пыли составляет от 20% до 40%, ниже, чем у других. Небольшая луна Галатея, вращается внутри Адамса на расстоянии 61953 км от планеты, она держит частицы внутри узкого диапазона орбит, находясь в резонансе 42:43 с ним. Гравитационное влияние Галатеи создает 42 радиальных изгиба, с интервалом около 30 км.

Дуги в кольце Адамса

Самая яркая часть, состоит из дуг, в которых частицы, таинственным образом сгруппированы вместе. Оно, как известно, состоит из пяти коротких дуг, которые находятся в относительно узком диапазоне долгот от 247° до 294°.

Самая яркая и самая длинная была названа «Братство», его оптическая глубина оценивается в диапазоне 0,03-0,09, эквивалентная глубина соответственно находится в диапазоне 1.25-2.15 км, доля пыли в нем от 40% до 70%. Они чем-то напоминают дуги в кольце G Сатурна, хотя достаточно стабильны. Они были обнаружены наземными звездными покрытиями в 1980-х годах, космическим аппаратом Вояджер-2 в 1989 году, космическим телескопом Хаббла и наземными телескопами в 1997-2005 годах и они остаются примерно на той же орбитальной долготе.

Однако, некоторые изменения все же были замечены. Общая яркость дуг уменьшилась с 1986 года, а «Свобода» почти исчезла к 2003 году. «Братство» и «Равенство» 1 и 2 показали нерегулярные изменения их относительной яркости. Вероятно эти изменения связаны с обменом пылью между ними.

Причина существования дуг остается невыясненной.

Орбитальная динамика показывает, что они должны расползтись в единую структуру за несколько лет.

Проведённые и проводимые исследования

Кольца Нептуна, снятые «Вояджером-2»

Обнаружение первого элемента данной системы произошло в 1968 году. В этом процессе приняла участие команда астрономов, которую возглавлял Эдвард Гвинан. Однако впоследствии в кругах учёных речь велась о том, что данный объект мог быть неполным, т. е. иметь определённые дефекты. Посредством изображений, полученных с помощью «Вояджера» в 1989 г., данная задача была решена путём поиска ещё нескольких колец более слабого типа, обладающих массивной структурой. Причина, по которой это произошло, до сих пор не является изученной.

Самое удалённое и в то же время самое изученное кольцо под названием Адамс, как известно, на сегодняшний день, включает в себя 5 дуг. Их названия соответственно «Храбрость», «Свобода», «Равенство» (1 и 2), «Братство». Объяснить тот факт, почему эти дуги существуют, поначалу было проблематично, т. к. всевозможные гипотезы противоречили нормам и принципам законов механики. Но появилась возможность проведения новых исследований, доказавших воздействие гравитации Галатеи.

Результаты, к которым пришли учёные, наблюдая кольца Нептуна, могут быть объяснены наличием ещё одного спутника малого размера (до 6 км). В настоящее время он не открыт, но при появлении прогрессивной техники это можно исправить. Наблюдения, проведённые с земной поверхности, опубликованные в 2005 г., позволили понять, что эти элементы ведут себя непостоянно. Полученные обсерваториями изображения позволяют понять, что в 2002 и 2003 г. ситуация с момента отправки в космос «Вояджера-2» значительно изменилась.

Нептун

Физические характеристики

• Размер Нептуна: средний радиус – 24, 62 тыс. км, площадь поверхности – 7,65*10 9 кв. км.
• Масса Нептуна – 1,024*10 26 кг.
• Среднее значение плотности – 1,64 г/ куб. см.
• Ускорение свободного падения в экваториальной части планеты – 11,2 м/с 2 .

По строению Нептун напоминает своего соседа по Солнечной системе, ледяного гиганта Урана. Под газовой оболочкой, занимающей до 20% массы планеты, расположена ледяная мантия. Она представляет собой смесь жидких аммиака и метана. На самом деле, ледяной эту оболочку назвать трудно. Ее температура колеблется от 1700°С до 4700°С и она представляет собой огромный кипящий океан. Льдом эту жидкость прозвали за ее необычайную плотность.

Под мантией, уходящей вглубь на 7000 км, расположено ядро Нептуна. Оно состоит из железа и солей кремния, подвергнутый давлению в 7 мегабар и температуре в 5500°С.

Интересные факты о Нептуне

• Для полного оборота по орбите вокруг Солнца Нептуну требуется 164.8 земных лет. 11 июля 2011 года было обозначено завершение первого полного оборота планеты с момента ее открытия в 1846 году.

• Нептун был обнаружен Жаном Жозефом Леверье. Планета оставалась неизвестной для древних цивилизаций в силу того, что не была видно с Земли невооруженным взглядом. Первоначально планета называлась Леверье, в честь ее первооткрывателя. Но научное сообщество быстро отказалось от этого названия и было выбрано название Нептун.

• Планета была названа Нептун в честь древнеримского бога моря.

• Нептун обладает второй по величине силой тяжести в Солнечной системе, уступая только Юпитеру.

• Самый большой спутник Нептуна носит название Тритон, он был обнаружен спустя 17 дней после того, как был обнаружен сам Нептун.

Тритон и Нептун

• В атмосфере Нептуна можно наблюдать шторм, похожий на Большое красное пятно Юпитера. Данный шторм имеет объем сопоставимый с объемом Земли и известен также как Великое Темное Пятно.

• На планете существует еще одна известная буря — Малое Темное Пятно, но она значительно меньше. Ее размер сопоставим с размером Луны.

• Нептун очень быстро вращается вокруг своей оси, период обращения составляет около 16 часов

• Мимо Нептуна пролетал только один земной аппарат под названием Voyager 2, это произошло в 1989 году. Благодаря миссии, человечество получило первые ценные данные о системе спутников и колец планеты. Для того, чтобы сигналы от космического аппарата достигли Земли потребовалось 246 минут (четыре часа и шесть минут).

• Планета обладает очень динамичным климатом. Самый большой шторм, известный как Большое Темное Пятно произошел в 1989 году и длился около пяти лет.

Большое Темное Пятно (1989)

• Подобно другим газовым гигантам, Нептун имеет кольцевую систему. Учитывая весьма слабую отражающую способность колец, ученые полагают, что помимо ледяных частиц в их составе содержится достаточно большое количество углеродных частиц.

• На текущий момент известно 13 спутников Нептуна. Самым большим является Тритон — покрытый ледяной оболочкой мир, из под поверхности которого постоянно происходят выбросы частиц замороженного азота и пыли. Это самый холодный мир в Солнечной системе. Существует версия, что Тритон был пойман огромной гравитацией Нептуна и поэтому не может считаться естественным спутником Нептуна.

• Средняя температура поверхности Нептуна составляет -214 °С.

Структура колец Нептуна

В названиях колец увековечены имена ученых и астрономов и, в первую очередь, тех, кто принимал непосредственное участие в открытии восьмой планеты Солнечной системы: Галле, Леверье, Лассел, Араго и Адамс. Нептун также имеет слабые безымянные кольца совпадающие с орбитой спутника Галатеи. Орбиты Наяды, Талассы и Деспины также находятся между кольцами. Кольцо Адамса состоит из пяти ярких дуг. Четыре маленьких луны Нептуна имеют орбиты внутри кольцевой системы: Наяда и Таласса в промежутке между Галле и Леверье. Деспина вращается внутри Леверье, а Галатея лежит немного ниже Адамса, в безымянном слабом, узком колечке.

Кольцо Адамса

Кольцо Адамса является наиболее изученным. Оно узкое, слегка эксцентричное, шириной около 35 км. Его оптическая глубина около 0,011 ± 0,003, что соответствует глубине около 0,4 км. Доля пыли составляет от 20% до 40%, ниже, чем у других. Небольшая луна Галатея, вращается внутри Адамса на расстоянии 61953 км от планеты, она держит частицы внутри узкого диапазона орбит, находясь в резонансе 42:43 с ним. Гравитационное влияние Галатеи создает 42 радиальных изгиба, с интервалом около 30 км.

Самая яркая часть кольца Адамса, состоит из пяти коротких дуг, в которых частицы, таинственным образом сгруппированы вместе. Они чем-то напоминают дуги в кольце G Сатурна, хотя достаточно стабильны. Дуги получили французские имена: «Courage», «Liberte», «Egalite 1», «Egalite 2», и «Fraternite» (Храбрость или Отвага, Свобода, Равенство 1, Равенство 2 и Братство).

Самая яркая и самая длинная была названа «Братство», его оптическая глубина оценивается в диапазоне 0,03-0,09, эквивалентная глубина соответственно находится в диапазоне 1.25-2.15 км, доля пыли в нем от 40% до 70%. Общая яркость дуг уменьшилась с 1986 года, а «Свобода» почти исчезла к 2003 году. «Братство» и «Равенство» 1 и 2 показали нерегулярные изменения их относительной яркости. Вероятно эти изменения связаны с обменом пылью между ними.

Существование этих дуг было трудно объяснить, потому что законы механики предсказывают, что они должны были бы за достаточно короткий момент времени соединиться в однородное кольцо. Считалось, что в таком положении дуги удерживает гравитационное влияние спутника Нептуна — Галатеи, которая обращается вокруг Нептуна вблизи от внутренней границы кольца Адамса. Однако новые исследования показывают, что влияние гравитации Галатеи недостаточно для того, чтобы удерживать материал колец в том положении, в котором он находится сейчас. Наблюдаемые результаты можно объяснить присутствием ещё одного спутника Нептуна, который может иметь достаточно малый размер (до 6 км), и вследствие этого может быть ещё не открыт.

Кольцо Араго

Существует небольшой пик яркости у внешнего края, расположенном в 57200 км от Нептуна и имеющем размер 100 км в ширину. Некоторые ученые называют этот пик планетарным кольцом Араго, но тем не менее, многие издания не упоминают о нем.

Кольцо Лассела

Кольцо Лассела, самое широкое кольцо (4000 км) и прозрачное, является слабым, его материал занимает пространство между Леверье (около 53200 км от Нептуна) и Араго (расстояние 57200 км от планеты). Его средняя оптическая глубина составляет около 10 в -4 степени, что соответствует эквивалентной глубине 0,4 км. Пылевые фракции находятся в диапазоне от 20% до 40%.

Кольцо Леверье

Его орбитальный радиус около 53200 км, оно узкое, шириной около 113 км. Его нормальная оптическая глубина составляет 0,0062 ± 0,0015, что соответствует глубине 0,7 ± 0,2 км. Количество пыли в нем колеблется от 40% до 70%. Небольшая луна Деспина, которая вращается внутри него на расстоянии 52 526 км от Нептуна, может играть определенную роль в его формировании, выступая в качестве его «пастуха».

Кольцо Галле

Внутреннее кольцо (самое близкое к Нептуну) называют Галле, оно около 2000 км в ширину и вращается на расстоянии 41,000-43,000 км от планеты. Галле — очень слабое, со средней оптической глубиной около 10 в -4 степени, что эквивалентно глубине 0,15 км. Доля пыли в нем приблизительно составляет от 40% до 70% .

Наблюдения с поверхности Земли показали, что кольца Нептуна намного более непостоянны, чем считалось ранее. Изображения, полученные обсерваторией Кек (Гавайские острова) в 2002 и 2003 году, показывают значительные перемены по сравнению с изображениями «Вояджера-2». В частности, кажется, что дуга «Свобода» может исчезнуть всего через столетие. «Братство» и «Равенство» 1 и 2 показали нерегулярные изменения их относительной яркости. Вероятно эти изменения связаны с обменом пылью.