Таким образом, в верхней атмосфере Нептуна на разных высотах постепенно формируются различные типы облаков. Внизу атмосфера покрыта продуктами распада метана под воздействием ультрафиолетового света.
Планета Нептун
Нептун — восьмая по удаленности от Солнца и самая удаленная планета Солнечной системы. Он является газовым гигантом и относится к категории солнечных планет внешней системы. Плутон находится вне каталога планет, поэтому Нептун находится в конце цепочки.
Поскольку его невозможно найти без приборов, он был открыт относительно недавно. С близкого расстояния ее наблюдал только один раз в 1989 году космический зонд «Вояджер-2». Давайте узнаем, что представляет собой планета Нептун, в интересных фактах.
Нептун вернул себе звание самой удаленной от Солнца планеты после того, как Плутон был классифицирован как карликовая планета. Он вращается вокруг звезды на среднем расстоянии 4,5 миллиарда километров.
Интересный факт: На таком расстоянии солнечный свет достигает Нептуна примерно за 253 минуты.
Расстояние между Землей и самой удаленной планетой составляет от 4,3 до 4,553 миллиарда километров. Таким образом, с течением времени Нептун приближается на 253 миллиона километров и снова удаляется. Из-за такого большого расстояния люди не могут наблюдать за планетой без специального оборудования. Чтобы увидеть его, необходим телескоп с радиусом не менее 12,5 сантиметров и двукратным увеличением. Но даже там планета видна лишь как крошечное пятнышко.
Нептун имеет голубой цвет. Это связано с большим количеством метана в атмосфере. Вещество поглощает красные цвета, находящиеся на его поверхности, делая их невидимыми для глаза. Планета также обладает самыми быстрыми ветрами в Солнечной системе. По нему проносятся ураганы со скоростью до 2400 км/ч.
Размер, масса и орбита планеты Нептун
Диаметр Нептуна по экватору составляет 24 764 километра, что в четыре раза больше Земли. Она в 17 раз тяжелее Земли, но в 19 раз легче Юпитера. Поэтому Нептун располагается между настоящими планетами-гигантами, такими как Юпитер и Сатурн, и планетами земной группы.
Ближайшие к Нептуну планеты — это Уран, который находится ближе всего к Солнцу, и Плутон, который в настоящее время классифицируется как карликовая планета.
Орбита Нептуна не строго круговая, а слегка эллиптическая, с эксцентриситетом 0,011 и углом 1,770 по отношению к Земле. Поэтому они слегка смещены. Из-за эллиптичности орбиты расстояние Нептуна от Солнца меняется незначительно, на 101 миллион километров, и в среднем составляет около 4,55 миллиарда километров, или 30,1 а.е.
Нептун проходит полную орбиту за 164,79 земных лет, совершая свою первую орбиту с момента открытия в 2011 году.
Нептун вращается вокруг Земли с осевым наклонением 28,320. Земля и Марс имеют примерно одинаковое осевое наклонение, поэтому у Нептуна тоже есть сезонные изменения, только гораздо медленнее. Сезон там длится около 40 земных лет.
Нептун вращается вокруг своей оси за 16 часов, что соответствует времени вращения его магнитного поля. Однако, поскольку это газовая планета, фактическая скорость вращения отличается на разных широтах. Например, более широкий экваториальный пояс делает один оборот за 18 часов, в то время как более узкие центральный и полярный пояса вращаются быстрее. Периферийные области совершают один оборот за 12 часов. Эта большая разница более выражена для Нептуна, чем для других планет.
Состав и поверхность Нептуна
Планеты Уран и Нептун относятся к особой категории ледяных гигантов, и на то есть веские причины. В центре Нептуна находится каменистое ядро из силикатов и металлов, за которым следует ледяная мантия из метанового льда, воды и аммиака. Затем существует атмосфера, состоящая из гелия, водорода и метана.
Но не стоит думать, что мантия Нептуна — это привычный нам лед, ледяная жидкость. На самом деле мантия очень горячая, потому что давление в ней достигает огромных величин. Температура достигает от 2 000 до 5 000 К, почти как на поверхности солнца. Но вещество, которое образуется при таких экстремальных давлениях, все еще называют льдом, хотя это очень плотная, очень горячая жидкость, состоящая в основном из аммиака. Это особое состояние, называемое «теплый лед».
Считается, что кристаллы алмаза образуются из метана на глубине 7000 километров под воздействием огромного давления и температуры, а затем оседают вблизи ядра. Возможно, там даже есть огромный алмазный слой.
Нереида — вторая луна, обнаруженная на Нептуне. Он получил свое название от морских нимф, героинь греческих мифов. Нереида — третья по величине луна ледяного гиганта.
Температура ядра
Этот газовый гигант, как и другие планеты его класса, имеет резкий переход от ледяной атмосферы к раскаленному ядру. Диаметр Нептуна достигает 4 Земных шаров. Ее атмосфера покрывает 10-20% длины планеты от ее поверхности до ядра.
Температура повышается с увеличением давления в нелинейной зависимости. В жидкой мантии она составляет от 2000 до 5000 градусов по Кельвину. Максимальное значение, измеренное в интерьере, составляет 7000 градусов Цельсия. Это выше, чем на поверхности Солнца.
Поверхность газового гиганта
Газовые гиганты не имеют твердой коры, как планеты типа Земли, поэтому о рельефе не может быть и речи. Граница между атмосферой и твердым телом не существует в этих небесных объектах в привычном для нас понимании.
Область, где давление составляет 1 бар, считается местом, где происходит такое разделение. Из этого определения следует, что поверхность Нептуна имеет среднюю температур у-201,15 °C. Эта область содержит вещество в виде аммиачного и метанового льда.
Аномальные скачки температуры и климат
Хотя Нептун считается самой холодной планетой, он гораздо теплее своего соседа и близнеца Урана, когда мы приближаемся к его поверхности.
Ученые называют две наиболее вероятные причины этого:
- Взаимодействие атмосферы с ионами, вызванное магнитным полем ледяного гиганта,
- гравитационные волны, исходящие от ядра планеты.
Кроме того, стратосфера Нептуна содержит больше углеводородов, поэтому она горячее, чем ожидали ученые.
Самая горячая область тропосферы нашей планеты находится на ее южном полюсе. В этой зоне температура на 10 °C выше, чем в остальных, где температура составляе т-200 °C. В верхних частях температур а-221°C.
Более высокие температуры на южном полюсе объясняются подъемом метана из атмосферных слоев. Источник: anirov.gallery.ru
Эта аномалия вызвана двумя факторами:
- Осевой наклон Нептуна,
- Осевой наклон Нептуна, его положение на орбите вокруг Солнца.
В результате в южном полушарии планеты лето длится почти 40 земных лет. В 2020 году произойдет смена времен года, и самая теплая часть атмосферы переместится на север.
Если говорить об общем температурном фоне планеты, то она излучает в космос в 2,61 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Причины этого пока не выяснены астрономами.
Ученые рассматривают три теории:
- Радиогенное потепление,
- образование других углеводородов из метана, в результате чего выделяется водород,
- конвекция, которая происходит в нижних слоях атмосферы и вызывает замедление гравитационных волн.
По результатам наблюдений «Вояджера-2» были получены следующие модели ветра:
- Средняя скорость в восточном направлении составляет 20 м/с, а в западном — 325 м/с,
- в центре бури скорости достигают значений более 600 м/с.
Климат Нептуна в основном характеризуется сильными штормами. В отличие от штормов Юпитера, эти штормы нестабильны. Большое темное пятно, наблюдаемое космическим зондом, не было обнаружено, когда Нептун исследовали 5 лет спустя с помощью телескопа Хаббл. На его месте астрономы обнаружили похожий объект в другом полушарии.
Самый большой вихрь, наблюдавшийся на Нептуне, имел диаметр 9000 км. Это ¾ размера нашей планеты.
Поскольку эти бури длятся до нескольких месяцев, астрономы пришли к выводу, что они имеют вихревую структуру. Чаще всего эти темные пятна рассеиваются по мере продвижения через экватор.
Такие бури формируются ниже облачного слоя, поэтому они кажутся более темными. Они могут присутствовать в течение нескольких месяцев, а затем исчезают. Они также могут постепенно терять свой цвет, но сохраняться в виде циклона.
Внутреннее тепло
Хотя Нептун является газовым гигантом, он имеет каменистое ядро. Планета черпает из него большую часть своего тепла. Центр Нептуна имеет температуру, сравнимую с температурой поверхности Солнца — 7000 К (поверхность Солнца оценивается в 5800 К). Как восьмая планета генерирует такое количество тепловой энергии, пока неизвестно. Вероятно, в нем происходят те же процессы, что и в недрах Земли (радиоактивные процессы с калием-40).
Вырабатываемое планетой собственное тепло превышает тепло солнца на 161 %. Сама планета отдает в 2,61 раза больше тепловой энергии, чем принимает.
Климат
Поскольку Нептун имеет очень толстый слой атмосферы, астрономам нелегко достичь его поверхности».
Бабочка «Вояджер» запечатлела изображения планеты в нескольких диапазонах, дав ученым по крайней мере некоторые основания для открытия.
Если рассматривать уровень условной «поверхности» на уровне, где атмосферное давление составляет 1 атмосферу (давление у поверхности Земли), то температура достигае т-201,15°C. В верхних слоях атмосферы, однако, температура падает д о-221,4°C.
Из-за аномальной разницы температур между ядром и атмосферой внутри планеты формируются невероятные конвекционные течения от ядра к поверхности. Восьмая планета создает самые сильные ветры и штормы, скорость которых достигает 600 м/с.
На Нептуне постоянно происходят штормы, которые удалось зафиксировать «Вояджеру». Размер Большого темного пятна составляет 13000 км х 6600 км.
Аномалии
Нептун имеет осевой наклон 28,32 градуса по отношению к плоскости эклиптики, что очень похоже на Землю. Поэтому у него тоже есть времена года, только длятся они по 40 лет.
Как и Земля, Нептун имеет один из своих полюсов, расположенный ближе к Солнцу, чем остальная часть планеты. И именно на полюсе ученые обнаружили, что температура там на 10 градусов выше, чем в окружающем пространстве. Однако по мере движения планеты по орбите эта точка смещается.
Больше космоса и интересных фактов на канале Telegram.
