Нептун

История открытия

Официальной датой открытия планеты считается 23 сентября 1846 года, хотя еще Галилео Галилей наблюдал Нептун в 1612 и в 1613 годах, но посчитал, что это неподвижная звезда. В период наблюдения Нептун находился в точке стояния и движение планеты было слишком слабым, чтоб его было возможно заметить при помощи маленького телескопа Галилея. Лишь в начале 19го века после обнаружения отклонений реального движения от астрономических прогнозов в орбите Урана, родилась гипотеза о существовании соседней с Ураном планеты. Вычисления орбиты Нептуна были проведены независимо двумя математиками-астрономами - англичанином Джоном Кухом Адамсом в 1843 и французом Урбеном Леверье в 1845-46 гг. Но, если Адам не настаивал на дальнейшей серьезной проработке вопроса, то Леверье убедил астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готтфрида Галле начать поиски планеты. Планета была обнаружена Галле и студентом обсерватории Генрихом д’Арре. Итак, Нептун был официально открыт 23 сентября 1846 года, в пределах 1° от координат, которые предсказал Леверье, и примерно в 12° от координат, предсказанных Адамсом. После спора между англичанами и французами за право открытия, было принято решение считать Адамса и Леверье сооткрывателями.

Название

Первое время Нептун назывался просто «внешняя от Урана планета» или «планета Леверье». Галле первым предложил более официальное название – «Янус», директором Кембриджской обсерватории Д. Чэллисом было предложено название – «Океан». Современное название планеты «Нептун» было выдвинуто Леверье и, в итоге, поддержано в России и за ее пределами, и вскоре стало общепринятым. В римской мифологии Нептун – это бог моря (греч. Посейдон).

Состав и строение

Нептун похож по своему составу на Уран, и эти две планеты ученые помещают в категорию «ледяных гигантов». Ядра обеих планет состоят в основном из льдов и горных пород. Атмосфера планеты состоит из водорода и гелия, в ней же присутствуют следы углеводородов, возможно азота; так же в атмосфере Нептуна содержится высокая пропорция водного, аммиачного и метанового льдов. Глубокий синий цвет планеты обусловлен наличием следов метана, поглощающего красный свет, во внешних слоях атмосферы, а так же наличием пока неизвестного компонента, который способствует образованию цвета, отличного от цвета Урана, атмосферное содержание метана которого аналогично таковому на Нептуне. Термосфера Нептуна имеет аномально высокую температуру около 750 Кельвин. По одной из теорий, это явление связано с атмосферным взаимодействием с ионами в магнитном поле планеты. Согласно другой теории, причиной такого мощного разогрева являются волны гравитации из внутренних областей планеты, которые рассеиваются в атмосфере. Термосфера содержит следы угарного газа и воды, которая попала туда, возможно, из внешних источников, таких как метеориты и пыль. В нижних слоях обнаружены объемные концентрации метана, аммиака и воды. Известно, что мантия Нептуна содержит воду, аммиак и метан – эту горячую и плотную жидкость иногда называют океаном водного аммиака, и тем не менее общепринято называть эту жидкость «ледяной». На глубине 7000 км метан разлагается на алмазные кристаллы, возможно даже существование целого алмазного океана. В состав ядра планеты входит железо, никель и силикаты.

Магнитосфера

Магнитосфера и магнитное поле Нептуна наклонены на 47° относительно оси вращения планеты, что напоминает Уран. Сравнив магнитные поля обеих планет, ученые пришли к выводу, что подобная странная ориентация магнитосферы возможна вызвана приливами во внутренних областях. Так же известно, что географические и магнитный полюса планеты находятся по отношению к друг другу под углом более 45°. При вращении планеты, ее магнитное поле описывает конус.

Штормы

Известно, что на планете бушуют самые сильные ураганные ветры среди других планет СС, и их скорость может достигать 2100 км/ч, по оценкам некоторых ученых. В 1989 году «Вояджер-2» обнаружил на Нептуне аналогичное Большому красному пятну Юпитера – Большое темное пятно, это был шторм-антициклон размерами 13 000 на 6600 км. В 1994 году при помощи телескопа «Хаббл» было обнаружено новое образование уже на другом месте. Ученые полагают, что штормы-антициклоны на Нептуне появляются в тропосфере на более низких высотах, чем гораздо более заметные и яркие облака метана, поэтому они и кажутся темными дырами в верхнем слое облаков. Эти штормы могут существовать на протяжении нескольких месяцев и имеют вихревую структуру.

Внутреннее тепло планеты

Несмотря на тот факт, что Нептун – самая удаленная от Солнца планета, он испускает в 2,61 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Это внутренняя энергия обуславливает наличие самых быстрых ураганных ветров в Солнечной Системе.Ученые объясняют подобное явление радиогенным нагревом ядра планеты (как например, Земля греется калием-40), так же распадом метана на другие цепные углеводороды. По другой гипотезе, разогрев планеты обусловлен взаимодействием планеты Нептун и его спутника Тритона.

Спутники

На сегодняшний день известно 13 спутников Нептуна, названных в честь морских божеств, подвластных Нептуну-Посейдону: Тритон, Нереида, Протей, Таласса, Галатея, Ларисса, Деспина, Наяда, Сао, Несо, Галимеда, Псамафа, Лаомедея. Тритон был открыт вскоре после открытия Нептуна Уильямом Ласселом, остальные же 12 спутников были открыты лишь в 20 веке «Вояджером-2», посетившим Нептун лишь один раз 25 августа 1989 года. Тритон – самый массивный из всех спутников Нептуна. Масса Тритона составляет более, чем 99,5% от общей массы остальных 12 спутников. Тритон назван в честь древнегреческого бога Тритона, сына Посейдона. Уникальной особенностью Тритона является его ретроградное вращение. Орбита Тритона так же представляет собой почти правильную окружность. Данные особенности, скорее всего, свидетельствуют о том, что Тритон был отдельным небесным телом, возникшим в поясе Койпера и захваченным гравитационным полем Нептуна. Благодаря приливному взаимодействию между планетами, Тритон постепенно приближается к Нептуну, что в итоге приведет к его разрушению по достижении предела Роша. По прогнозам ученых, в результате образуется кольцо, которое может превзойти по мощности кольца Сатурна. Произойти данное явление может через 10-100 миллионов лет. Второй по массе спутник – Протей примечателен своей неправильной формой. Протей - самый крупный несферический спутник в Солнечной системе. Его масса составляет лишь одну четверть процента от массы Тритона.

Интересные факты

• Один год Нептуна равен 164,79 земным годам.
• Зона экватора планеты вращается с периодом около 18 часов, а магнитное поле планеты вращается за 16,1 час, тогда как полярные области вращаются за 12 часов. Подобное дифференциальное вращение наиболее ярко выражено у Нептуна из всех планет СС благодаря отсутствию у планеты твердой поверхности, что в итоге приводит к сильному сдвигу ветров по широтам.
• Гравитационная сила притяжения планеты оказывает сильное влияние на пояс Койпера, что сравнимо с влиянием силы гравитационного притяжения Юпитера на пояс астероидов. За время существования СС некоторые области пояса Койпера были выведены из строя гравитацией планеты, и в структуре пояса образовались промежутки.
• У Нептуна есть слаборазвитая система колец, состоящих из ледяных частиц.
• В центре Нептуна температура достигает 7000-7100 °C, что сравнимо с температурой на поверхности Солнца и внутренней температурой большинства известных планет.