Neptun | |||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Planetă | |||||||||||||||||||||
Neptun din Voyager 2 (1989) | |||||||||||||||||||||
Deschidere | |||||||||||||||||||||
Descoperitor | Urbain Jean Joseph Le Verrier [1] , John Cooch Adams [1] , Johann Gottfried Galle [1] și Heinrich Louis d'Arré | ||||||||||||||||||||
Locația descoperirii | Berlin , Germania | ||||||||||||||||||||
data deschiderii | 23 septembrie 1846 [2] | ||||||||||||||||||||
Metoda de detectare | calcul | ||||||||||||||||||||
Caracteristici orbitale [3] [a] | |||||||||||||||||||||
Periheliu |
4.452.940.833 km 29,76607095 a. e. |
||||||||||||||||||||
Afeliu |
4.553.946.490 km 30,44125206 a.s. e. |
||||||||||||||||||||
Axa majoră ( a ) |
4.503.443.661 km 30,10366151 a.s. e. |
||||||||||||||||||||
Excentricitatea orbitală ( e ) | 0,011214269 | ||||||||||||||||||||
perioada siderale |
60.190,03 [4] zile 164,79 ani |
||||||||||||||||||||
Perioada sinodica de circulatie | 367,49 zile [5] | ||||||||||||||||||||
Viteza orbitală ( v ) | 5,4349 km/s [5] | ||||||||||||||||||||
Anomalie medie ( M o ) | 267,767281° | ||||||||||||||||||||
Înclinație ( i ) |
1,767975° 6,43° față de ecuatorul solar |
||||||||||||||||||||
Longitudinea nodului ascendent ( Ω ) | 131,794310° | ||||||||||||||||||||
Argumentul periapsis ( ω ) | 265,646853° | ||||||||||||||||||||
Al cărui satelit | soare | ||||||||||||||||||||
sateliți | paisprezece | ||||||||||||||||||||
caracteristici fizice | |||||||||||||||||||||
contracție polară | 0,0171 ± 0,0013 | ||||||||||||||||||||
Raza ecuatorială | 24 764 ± 15 km [6] [b] | ||||||||||||||||||||
Raza polară | 24 341 ± 30 km [6] [b] | ||||||||||||||||||||
Raza medie | 24622 ± 19 km [7] | ||||||||||||||||||||
Suprafața ( S ) | 7,6408⋅10 9 km² [4] [b] | ||||||||||||||||||||
Volumul ( V ) | 6.254⋅10 13 km³ [5] [b] | ||||||||||||||||||||
Masa ( m ) |
1.0243⋅10 26 kg [5] 17.147 Pământ |
||||||||||||||||||||
Densitatea medie ( ρ ) | 1,638 g/cm³ [5] [b] | ||||||||||||||||||||
Accelerația gravitației la ecuator ( g ) | 11,15 m/s² [5] [b] (1,14 g ) | ||||||||||||||||||||
A doua viteză de evacuare ( v 2 ) | 23,5 km/s [5] [b] | ||||||||||||||||||||
Viteza de rotație ecuatorială |
2,68 km/s 9648 km/h |
||||||||||||||||||||
Perioada de rotație ( T ) |
0,6653 zile [8] 15 h 57 min 59 s |
||||||||||||||||||||
Înclinarea axei | 28,32° [5] | ||||||||||||||||||||
Ascensiunea dreaptă polul nord ( α ) | 19 h 57 m 20 s [6] | ||||||||||||||||||||
Declinația Polului Nord ( δ ) | 42.950° [6] | ||||||||||||||||||||
Albedo |
0,29 ( Bond ) 0,41 ( geom. ) [5] |
||||||||||||||||||||
Amploarea aparentă | 8,0–7,78 [5] | ||||||||||||||||||||
Diametru unghiular | 2,2"—2,4" [5] | ||||||||||||||||||||
Temperatura | |||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||
bara de nivel 1 |
|
||||||||||||||||||||
0,1 bar (tropopauză) |
|
||||||||||||||||||||
Atmosferă [5] | |||||||||||||||||||||
Compus:
|
|||||||||||||||||||||
Fișiere media la Wikimedia Commons | |||||||||||||||||||||
Informații în Wikidata ? |
Neptun este a opta și cea mai îndepărtată planetă de Soare din sistemul solar . Masa sa depășește masa Pământului de 17,2 ori și este a treia dintre planetele sistemului solar, iar din punct de vedere al diametrului ecuatorial , Neptun ocupă locul patru, depășind Pământul de 3,9 ori [9] . Planeta este numită după Neptun, zeul roman al mărilor [10] .
Descoperit la 23 septembrie 1846 [11] , Neptun a devenit prima planetă descoperită datorită calculelor matematice [12] . Descoperirea unor schimbări imprevizibile în orbita lui Uranus a dat naștere ipotezei unei planete necunoscute, influenței perturbatoare gravitaționale căreia se datorează. Neptun a fost găsit pe orbita prezisă. În curând a fost descoperit cel mai mare satelit al său , Triton , iar în 1949, Nereida . Neptun a fost vizitat doar de o singură navă spațială, Voyager 2 , care a zburat pe lângă planetă în perioada 24-25 august 1989. Cu ajutorul lui, au fost descoperite inelele lui Neptun și 6 dintre sateliții săi [13] . Ceilalți sateliți cunoscuți ai lui Neptun au fost descoperiți în secolul 21.
Neptun este apropiat ca compoziție de Uranus și ambele planete diferă de planetele gigantice mai mari Jupiter și Saturn . Uneori, Uranus și Neptun sunt plasați într-o categorie separată de „ giganți de gheață ” [12] . Atmosfera lui Neptun, ca și cea a lui Jupiter și Saturn, este formată în principal din hidrogen și heliu [12] , alături de urme de hidrocarburi și posibil azot , dar conține o proporție mai mare de gheață : apă, amoniac și metan . Intestinele lui Neptun și Uranus sunt formate în principal din gheață și piatră [14] . Urmele de metan din atmosfera exterioară sunt responsabile de culoarea albastră a planetei [15] .
Atmosfera lui Neptun are unele dintre cele mai puternice vânturi ale oricărei planete din Sistemul Solar ; după unele estimări, vitezele lor pot ajunge la 600 m/s [16] . Temperatura lui Neptun în atmosfera superioară este aproape de −220 °C [9] [17] . În centrul lui Neptun, temperatura este, conform diverselor estimări, de la 5000 K [18] la 7000–7100 °C [19] [20] , ceea ce este comparabil cu temperatura de la suprafața Soarelui și comparabilă cu temperatura internă a majorității planetelor cunoscute. Neptun are un sistem de inele slab și fragmentat , posibil descoperit încă din anii 1960, dar nu a fost confirmat în mod sigur de Voyager 2 până în 1989 [21] .
12 iulie 2011 marchează exact un an neptunian – sau 164,79 ani pământeni – de la descoperirea lui Neptun [22] [23] .
Masa lui Neptun ( 1,0243⋅10 26 kg ) [5] se află între masa Pământului și masa giganților gazosi mari . Raza ecuatorială a lui Neptun este de 24.764 km [6] , care este de aproape 4 ori mai mare decât cea a Pământului. Neptun și Uranus sunt adesea considerați o subclasă de giganți gazoși numiți „ giganți de gheață ” datorită dimensiunilor lor mai mici și compoziției diferite (concentrație mai mică de gaze volatile) [24] . Atunci când caută exoplanete, Neptun este folosit ca metonimă : exoplanetele descoperite cu o masă similară sunt adesea numite „Neptuni” [25] , iar astronomii folosesc adesea și „Jupiters” ca metonimă [25] .
Distanța medie dintre Neptun și Soare este de 4,55 miliarde km (30,1 UA [10] ) și durează 164,79 ani pentru a finaliza o revoluție în jurul Soarelui. Pe 12 iulie 2011, Neptun și-a încheiat prima revoluție completă de la descoperirea planetei în 1846 [4] . De pe Pământ, a fost văzut altfel decât în ziua descoperirii, ca urmare a faptului că perioada de revoluție a Pământului în jurul Soarelui (365,25 zile) nu este un multiplu al perioadei de revoluție a lui Neptun. Orbita eliptică a planetei este înclinată cu 1,77° față de orbita Pământului. Excentricitatea orbitală este de 0,011, deci distanța dintre Neptun și Soare se modifică cu 101 milioane km [3] . Înclinarea axială a lui Neptun este de 28,32° [26] , care este similară cu înclinarea Pământului și a lui Marte. Drept urmare, planeta se confruntă cu schimbări sezoniere similare. Cu toate acestea, datorită perioadei orbitale lungi a lui Neptun, anotimpurile durează aproximativ patruzeci de ani pământeni fiecare [27] .
Perioada de rotație a lui Neptun în jurul axei sale este de aproximativ 16 ore [4] . Neptun are cea mai pronunțată rotație diferențială dintre toate planetele din sistemul solar. Perioada de revoluție la ecuator este de aproximativ 18 ore, iar la poli - 12 ore. Aceasta duce la o deplasare puternică a vântului latitudinal [28] . Câmpul magnetic al planetei face o revoluție în 16 ore [29] .
Rezonanțe orbitaleNeptun are o mare influență asupra centurii Kuiper, care este foarte îndepărtată de aceasta. Centura Kuiper este un inel de planete minore înghețate, similar centurii de asteroizi dintre Marte și Jupiter , dar mult mai extins. Se întinde de la orbita lui Neptun (30 UA ) la 55 UA de la Soare [30] . Forța gravitațională a lui Neptun are cel mai semnificativ efect asupra Centurii Kuiper, comparabil proporțional cu forța gravitațională a lui Jupiter pe centura de asteroizi . În timpul existenței sistemului solar, unele regiuni ale centurii Kuiper au fost destabilizate de gravitația lui Neptun, iar în structura centurii s-au format goluri. Un exemplu este regiunea între 40 și 42 UA. e. [31]
Orbitele obiectelor care pot fi ținute în această centură pentru un timp suficient de lung sunt determinate de așa-numitele. rezonanţe seculare cu Neptun. Pentru unele orbite, acest timp este comparabil cu timpul întregii existențe a sistemului solar [32] . Aceste rezonanțe apar atunci când perioada de revoluție a unui obiect în jurul Soarelui se corelează cu perioada de revoluție a lui Neptun ca numere naturale mici, cum ar fi 1:2 sau 3:4. Dacă, de exemplu, un obiect se rotește în jurul Soarelui de două ori mai lent decât Neptun, atunci va merge exact la jumătatea drumului, în timp ce Neptun se va întoarce la poziția inițială. Cea mai dens populată parte a centurii Kuiper, care include peste 200 de obiecte cunoscute, se află într-o rezonanță 2:3 cu Neptun [33] . Aceste obiecte fac o revoluție la fiecare 1½ rotație a lui Neptun și sunt cunoscute ca „plutinos” deoarece printre ele se află unul dintre cele mai mari obiecte ale centurii Kuiper - Pluto [34] . Deși orbitele lui Neptun și Pluto sunt foarte aproape una de alta, rezonanța 2:3 le va împiedica să se ciocnească [35] . În alte zone, mai puțin populate, există rezonanțe 3:4, 3:5, 4:7 și 2:5 [36] .
În punctele sale Lagrange (L 4 și L 5 ) - zone de stabilitate gravitațională - Neptun deține mulți asteroizi troieni. Troienii lui Neptun sunt în rezonanță 1:1 cu ea. Troienii sunt foarte stabili pe orbite și, prin urmare, ipoteza captării lor de către câmpul gravitațional al lui Neptun este îndoielnică. Cel mai probabil s-au format împreună cu el [37] .
Structura internă a lui Neptun seamănă cu structura internă a lui Uranus. Atmosfera reprezintă aproximativ 10-20% din masa totală a planetei, iar distanța de la suprafață până la sfârșitul atmosferei este de 10-20% din distanța de la suprafață la nucleu. În apropierea miezului, presiunea poate ajunge la 10 GPa. S-a găsit mult metan , amoniac și apă în straturile inferioare ale atmosferei [18] .
Treptat, această regiune mai întunecată și mai fierbinte se condensează într-o manta lichidă supraîncălzită, unde temperaturile ajung la 2000-5000 K. Masa mantalei lui Neptun o depășește pe cea a pământului, conform diverselor estimări, de 10-15 ori și este bogată în apă, amoniac, metan și alți compuși [2] . Planetologii numesc această substanță gheață, deși este un lichid fierbinte și foarte dens. Acest lichid extrem de conductiv electric este uneori denumit oceanul apos de amoniac [38] . La o adâncime de 7000 km, condițiile sunt astfel încât metanul se descompune în cristale de diamant, care „cad” pe miez [39] . Conform unei ipoteze, partea superioară a mantalei planetei ar putea fi un ocean de carbon lichid cu „diamante” solide plutitoare [40] .
Miezul lui Neptun este compus din fier , nichel și silicați și se crede că are o masă de 1,2 ori mai mare decât cea a Pământului [14] . Presiunea din centru ajunge la 7 Mbar . Temperatura din centru poate ajunge la 5400 K [18] .
Atât cu magnetosfera cât și câmpul magnetic , puternic înclinat cu 47 ° față de axa de rotație a planetei și extinzându-se până la 0,55 din raza sa (aproximativ 13.500 km), Neptun seamănă cu Uranus. Înainte ca Voyager 2 să ajungă la Neptun , oamenii de știință credeau că magnetosfera înclinată a lui Uranus era rezultatul „rotației sale laterale”. Cu toate acestea, acum, după ce au comparat câmpurile magnetice ale acestor două planete, oamenii de știință cred că o astfel de orientare ciudată a magnetosferei în spațiu poate fi cauzată de mareele din regiunile interioare. Un astfel de câmp se poate datora mișcării convective a fluidului într-un strat intermediar sferic subțire de fluide electric conductoare ale acestor două planete (o combinație presupusă de amoniac, metan și apă) [41] , care antrenează un dinam hidromagnetic [42] .
Câmpul magnetic de pe suprafața ecuatorială a lui Neptun este estimat la 1,42 μ T cu un moment magnetic de 2,16⋅10 17 Tm³. Câmpul magnetic al lui Neptun are o geometrie complexă cu componente nebipolare relativ mari, inclusiv un moment cvadrupol puternic care poate depăși momentul dipolului în putere . În schimb, Pământul, Jupiter și Saturn au un moment cvadrupol relativ mic, iar câmpurile lor sunt mai puțin deviate de la axa polară [43] .
Unda de șoc din arc a lui Neptun, unde magnetosfera începe să încetinească vântul solar, trece la o distanță de 34,9 razele planetei. Magnetopauza , unde presiunea magnetosferei echilibrează vântul solar, este situată la o distanță de 23-26,5 raze Neptun. Coada magnetosferei se întinde până la o distanță de 72 de raze Neptun și, posibil, mult mai departe [43] .
În atmosfera superioară s-au găsit hidrogen și heliu cu cantități mici de metan . Benzile vizibile de absorbție a metanului apar la lungimi de undă de peste 600 nm (în porțiunea roșie și în infraroșu a spectrului ). Ca și în cazul lui Uranus, absorbția luminii roșii de către metan este un factor major în a conferi atmosferei lui Neptun o nuanță albastră, deși albastrul strălucitor al lui Neptun este diferit de acvamarinul mai moderat al lui Uranus [10] . Deoarece conținutul de metan din atmosfera lui Neptun nu este mult diferit de cel al lui Uranus, se presupune că există și o componentă, încă necunoscută, a atmosferei care contribuie la apariția culorii albastre [10] .
Atmosfera lui Neptun este împărțită în 2 regiuni principale: troposfera inferioară , unde temperatura scade odată cu înălțimea, și stratosfera, unde temperatura, dimpotrivă, crește odată cu înălțimea. Limita dintre ele, tropopauza , este la un nivel de presiune de 0,1 bar [10] . Stratosfera face loc termosferei la un nivel de presiune mai mic de 10 −4 - 10 −5 microbari. Termosfera trece treptat în exosferă [44] .
Modelele troposferei lui Neptun sugerează că, în funcție de înălțime, este formată din nori de compoziție variabilă. Norii de nivel superior sunt în zona de presiune sub un bar, unde temperatura favorizează condensarea metanului. La presiuni cuprinse între unu și cinci bari, se formează nori de amoniac și hidrogen sulfurat . La presiuni peste 5 bari, norii pot consta din amoniac, sulfură de amoniu, hidrogen sulfurat și apă. Mai adânc, la o presiune de aproximativ 50 de bari, pot exista nori de gheață de apă la o temperatură de 0 °C. De asemenea, este posibil ca în această zonă să se găsească nori de amoniac și hidrogen sulfurat [41] .
Neptun este singura planetă gigantică care prezintă umbre de nori [10] aruncate pe stratul de nori de dedesubt. Norii mai înalți sunt localizați la o altitudine de 50-100 km deasupra stratului principal de nori [10] .
Un studiu al spectrului lui Neptun sugerează că stratosfera sa inferioară este tulbure din cauza condensării produselor de fotoliză ultravioletă ai metanului, cum ar fi etanul și acetilena [18] [45] . Urme de cianură de hidrogen și monoxid de carbon au fost găsite și în stratosferă [45] . Stratosfera lui Neptun este mai caldă decât stratosfera lui Uranus datorită concentrației mai mari de hidrocarburi [45] .
Din motive necunoscute, termosfera planetei este anormal de fierbinte: aproximativ 750 K [46] . Pentru o temperatură atât de ridicată, planeta este prea departe de Soare pentru ca aceasta să încălzească termosfera cu radiații ultraviolete. Poate că această încălzire este o consecință a interacțiunii atmosferei cu ionii care se mișcă în câmpul magnetic al planetei. Potrivit unei alte versiuni, baza mecanismului de încălzire sunt undele gravitaționale din regiunile interioare ale planetei, care sunt împrăștiate în atmosferă. Termosfera conține urme de monoxid de carbon și apă, posibil din surse externe precum meteoriți și praf [41] .
Una dintre diferențele dintre Neptun și Uranus este nivelul activității meteorologice . Voyager 2 , care a zburat lângă Uranus în 1986, a înregistrat o activitate atmosferică extrem de slabă. Spre deosebire de Uranus, Neptun a experimentat schimbări vizibile ale vremii în timpul sondajului Voyager 2 în 1989 [47] .
Vremea de pe Neptun se caracterizează printr-un sistem extrem de dinamic de furtuni, cu vânturi atingând, pentru atmosfera planetei, viteze transonice (circa 600 m/s) [16] . În cursul urmăririi mișcării norilor permanenți, a fost înregistrată o modificare a vitezei vântului de la 20 m/s în direcția est la 325 m/s în vest [49] .
În stratul superior de nori, vitezele vântului variază de la 400 m/s de-a lungul ecuatorului până la 250 m/s la poli [41] . Cele mai multe vânturi de pe Neptun bat în direcția opusă rotației planetei în jurul axei sale [50] . Schema generală a vântului arată că la latitudini mari direcția vântului coincide cu direcția de rotație a planetei, iar la latitudini joase este opusă acesteia. Se crede că diferențele de direcție ale curenților de aer sunt un efect de suprafață și nu o manifestare a unor procese atmosferice profunde [45] . Conținutul de metan , etan și acetilenă din atmosferă în regiunea ecuatorială este de zeci și sute de ori mai mare decât în regiunea polilor. Această observație poate fi considerată ca o dovadă în favoarea existenței upwelling -ului la ecuatorul lui Neptun și a scufundării gazelor mai aproape de poli [45] . În 2007, s-a observat că troposfera superioară a polului sudic al lui Neptun era cu 10°C mai caldă decât restul Neptunului, care are o medie de −200°C [51] . Această diferență de temperatură este suficientă pentru ca metanul, care este înghețat în alte regiuni ale atmosferei superioare a lui Neptun, să se infiltreze în spațiu la polul sud. Acest „punct fierbinte” este o consecință a înclinării axiale a lui Neptun, al cărui pol sudic se află deja în fața Soarelui de un sfert de an neptunian, adică aproximativ 40 de ani pământeni . Pe măsură ce Neptun orbitează încet spre partea opusă a Soarelui, polul sudic va intra treptat în umbră, iar Neptun va expune soarele la polul nord. Astfel, eliberarea de metan în spațiu se va deplasa de la polul sud la nord [52] .
Datorită schimbărilor sezoniere, s-a observat că benzile de nori ale emisferei sudice ale lui Neptun cresc în dimensiune și albedo . Această tendință a fost observată încă din 1980 și a continuat până în 2020 odată cu debutul unui nou sezon pe Neptun. Anotimpurile se schimbă la fiecare 40 de ani [27] .
În 1989, Voyager 2 de la NASA a descoperit Great Dark Spot , o furtună anticiclonică persistentă de mare viteză care măsoară 13.000 × 6600 km [47] . Această furtună atmosferică semăna cu Marea Pată Roșie a lui Jupiter, dar pe 2 noiembrie 1994, Telescopul Spațial Hubble nu a detectat-o în locul inițial. În schimb, o nouă formațiune similară a fost descoperită în emisfera nordică a planetei [53] .
Scooterul este o altă furtună găsită la sud de Marea Pată Întunecată. Numele său provine de la faptul că chiar și cu câteva luni înainte de apropierea lui Voyager 2 de Neptun, era clar că acest grup de nori se mișca mult mai repede decât Marea Pată Întunecată [50] . Imaginile ulterioare au făcut posibilă detectarea și mai rapidă decât grupurile de nori „Scooter”. Little Dark Spot , a doua cea mai intensă furtună observată în timpul întâlnirii cu planeta Voyager 2 din 1989, se află mai la sud. Inițial, părea complet întunecat, dar centrul luminos al petei întunecate minore a devenit mai vizibil pe măsură ce se apropia, așa cum se poate observa în majoritatea fotografiilor clare de înaltă rezoluție [54] .
Se crede că „petele întunecate” ale lui Neptun sunt situate la altitudini mai mici în troposferă decât norii mai strălucitori și mai vizibili [55] .
Astfel, ele par a fi un fel de găuri în stratul superior de nor. Deoarece aceste furtuni sunt persistente și pot exista câteva luni, se consideră că au o structură turbionar [28] . Adesea asociate cu petele întunecate sunt nori de metan mai strălucitori, permanenți, care se formează în tropopauză [56] .
Persistența norilor însoțitori indică faptul că unele dintre fostele „pete întunecate” pot continua să existe ca un ciclon , chiar dacă își pierd culoarea închisă. Petele întunecate se pot disipa dacă se deplasează prea aproape de ecuator sau printr-un alt mecanism încă necunoscut [57] . În 2017, astronomii care au folosit telescopul Observatorului Keck (Insulele Hawaii) au fotografiat un uragan în apropierea ecuatorului lui Neptun cu un diametru de ~ 9000 km sau aproximativ 3/4 din diametrul Pământului [58] .
Se crede că vremea mai variată de pe Neptun în comparație cu Uranus se datorează temperaturii interne mai ridicate [59] . În același timp, Neptun este de o ori și jumătate mai îndepărtat de Sunthan Uranus și primește doar 40% din cantitatea de lumină solară pe care o primește Uranus . Temperaturile de suprafață ale acestor două planete sunt aproximativ egale [59] . Troposfera superioară a lui Neptun atinge o temperatură foarte scăzută de -221,4 °C. La o adâncime la care presiunea este de 1 bar, temperatura atinge −201,15 °C [60] . Gazele merg mai adânc, dar temperatura crește constant. Ca și în cazul lui Uranus, mecanismul de încălzire este necunoscut, dar discrepanța este mare: Uranus radiază de 1,1 ori mai multă energie decât primește de la Soare [61] . Neptun radiază de 2,61 ori mai mult decât primește, sursa sa internă de căldură adaugă 161% la energia primită de la Soare [62] .
Deși Neptun este cea mai îndepărtată planetă de Soare, energia sa internă este suficientă pentru a genera cele mai rapide vânturi din sistemul solar . Au fost propuse mai multe explicații posibile, inclusiv încălzirea radiogenă de către miezul planetei (similar cu încălzirea Pământului prin potasiu-40 radioactiv ) [59] , formarea altor hidrocarburi din metan cu ascensiunea ulterioară a hidrogenului eliberat [59] [ 63] , precum și convecția în partea inferioară a atmosferei, ceea ce duce la decelerația undelor gravitaționale peste tropopauză [64] [65] .
Pentru formarea giganților de gheață - Neptun și Uranus - sa dovedit dificil să se creeze un model precis. Modelele actuale sugerează că densitatea materiei din regiunile exterioare ale sistemului solar a fost prea scăzută pentru formarea unor corpuri atât de mari prin metoda tradițional acceptată de acumulare a materiei pe miez. Au fost înaintate multe ipoteze pentru a explica evoluția lui Uranus și Neptun. Unul dintre ei crede că ambii giganți de gheață nu s-au format prin acumulare, ci au apărut din cauza instabilităților din discul protoplanetar primordial , iar mai târziu atmosferele lor au fost „expulsate” de radiația unei stele masive de tip spectral O sau B [66] .
Un alt concept este că Uranus și Neptun s-au format mai aproape de Soare, unde densitatea materiei era mai mare, și ulterior s-au mutat pe orbitele lor actuale [67] . Această ipoteză de migrare este susținută de capacitatea de a explica mai bine populația de obiecte mici observată în regiunea trans-neptuniană [68] . În prezent, cea mai larg acceptată [69] explicație a acestei ipoteze este cunoscută sub numele de modelul de la Nisa , care explorează influența migratoare a Neptunului și a altor planete gigantice asupra structurii Centurii Kuiper [69] .
Neptun are 14 sateliți [5] , iar unul dintre ei are mai mult de 99,5% din masa lor totală [c] , și doar este suficient de masiv pentru a deveni sferoidal. Acesta este Triton , descoperit de William Lassell la doar 17 zile după descoperirea lui Neptun. Spre deosebire de toți ceilalți sateliți mari ai planetelor din sistemul solar, Triton are o orbită retrogradă . Este posibil să fi fost capturat de gravitația lui Neptun mai degrabă decât să fi fost format in situ și ar fi putut fi cândva o planetă pitică din Centura Kuiper [70] . Este suficient de aproape de Neptun pentru a fi în permanență în rotație sincronă . Datorită accelerației mareelor, Triton se îndreaptă încet spre Neptun, iar în cele din urmă va fi distrus la atingerea limitei Roche [71] , rezultând un inel care poate fi mai puternic decât cel al lui Saturn . Conform calculelor specialiștilor de la Centrul de Radiofizică și Spațiu de la Universitatea Cornell , acest lucru se va întâmpla în aproximativ 3,6 miliarde sau 1,4 miliarde de ani, în funcție de care dintre extremele Cassini este rotația hamiltoniană a lui Triton în epoca actuală [71] . În 1989, temperatura Triton a fost estimată la -235 °C (38 K) [72] . La acea vreme, era cea mai mică valoare măsurată pentru obiectele din sistemul solar cu activitate geologică [73] . Triton este unul dintre cei trei sateliți ai planetelor din sistemul solar care au atmosferă (împreună cu Io și Titan ). Nu este exclusă existența unui ocean lichid sub crusta de gheață a lui Triton, similar cu oceanul Europei [74] .
Al doilea satelit cunoscut (în funcție de momentul descoperirii) al lui Neptun este Nereida , un satelit de formă neregulată, cu una dintre cele mai mari excentricități orbitale dintre ceilalți sateliți ai sistemului solar. O excentricitate de 0,7507 îi conferă un apocentru de 7 ori periapsia [d] [75] .
Din iulie până în septembrie 1989, Voyager 2 a descoperit 6 noi sateliți ai lui Neptun [76] . Printre acestea se numără Proteus , un satelit cu formă neregulată. Este interesant prin faptul că este un exemplu de cât de mari pot fi corpurile cerești, care, în ciuda dimensiunii și masei lor, nu sunt trase într-o minge de propria gravitație [77] . A doua lună ca mărime a lui Neptun este doar un sfert de procent din masa lui Triton [77] .
Cele mai interioare patru luni ale lui Neptun sunt Naiada , Thalassa , Despina și Galatea . Orbitele lor sunt atât de aproape de Neptun încât se află în inelele sale. Alături de ei, Larissa , a fost descoperită inițial în 1981 în timp ce ascundea o stea. La început, ocultarea a fost atribuită arcurilor inelelor, dar când Voyager 2 a vizitat Neptun în 1989, s-a dezvăluit că ocultarea a fost produsă de un satelit. Între 2002 și 2003, au fost descoperite încă 5 luni neregulate ale lui Neptun, care a fost publicat în 2004 [78] [79] . Luna 14, numită mai târziu Hipocampus , a fost descoperită în 2009, imaginile Hubble în 2013; dimensiunea sa este estimată la 16-20 km. Deoarece Neptun era zeul roman al mărilor, lunile sale sunt numite după zeitățile marine mai mici [80] .
Neptun are un sistem de inele , deși mult mai puțin semnificativ decât, de exemplu, Saturn . Inelele pot fi compuse din particule de gheață acoperite cu silicați sau un material pe bază de carbon , cel mai probabil dându-le o nuanță roșiatică [81] .
Neptun nu este vizibil cu ochiul liber, deoarece magnitudinea sa este între +7,7 și +8,0 [5] . Astfel, sateliții galileeni ai lui Jupiter, planeta pitică Ceres și asteroizii (4) Vesta , (2) Pallas , (7) Iris , (3) Juno și (6) Hebe sunt mai strălucitori decât ea pe cer [82] . Un telescop cu o mărire de 200x sau mai mare și un diametru de cel puțin 200-250 mm este necesar pentru observarea cu încredere a planetei [83] . În acest caz, puteți vedea pe Neptun ca un mic disc albăstrui, similar cu Uranus [84] . Cu un binoclu 7×50 , poate fi văzută ca o stea slabă [83] .
Datorită distanței mari a lui Neptun față de Pământ, diametrul său unghiular variază doar în 2,2-2,4 secunde de arc [5] [85] . Aceasta este cea mai mică valoare dintre planetele sistemului solar, astfel încât observarea vizuală a detaliilor suprafeței lui Neptun este dificilă. Prin urmare, au existat foarte puține date telescopice despre el înainte de apariția telescopului spațial Hubble și a telescoapelor mari cu optică adaptivă la sol . În 1977, de exemplu, nici măcar perioada de rotație a lui Neptun nu era cunoscută în mod sigur [86] [87] .
Pentru un observator pământesc, la fiecare 367 de zile, Neptun intră într-o mișcare retrogradă aparentă, formând astfel bucle imaginare deosebite pe fundalul stelelor în timpul fiecărei opoziții . În aprilie și iulie 2010 și în octombrie și noiembrie 2011, aceste bucle orbitale l-au apropiat de coordonatele unde a fost descoperit în 1846 [88] .
În domeniul radio, se observă radiații continue de la Neptun și erupții neregulate. Ambele sunt explicate prin câmpul magnetic rotativ al planetei [41] . În partea infraroșu a spectrului, pe un fundal mai rece, sunt clar vizibile perturbațiile în adâncurile atmosferei lui Neptun (așa-numitele „furtuni”), generate de căldura din miezul contractant. Observațiile fac posibilă stabilirea formei și dimensiunii acestora cu un grad ridicat de certitudine, precum și urmărirea mișcărilor acestora [89] [90] .
Conform schițelor, Galileo Galilei l-a observat pe Neptun pe 27 și 28 decembrie 1612, iar apoi pe 28 ianuarie 1613. Cu toate acestea, în ambele cazuri, Galileo a confundat planeta cu o stea fixă în legătură cu Jupiter pe cerul nopții [91] . Prin urmare, Galileo nu este considerat descoperitorul lui Neptun [91] .
În timpul primei perioade de observații din decembrie 1612, Neptun se afla într-un punct de staționare, tocmai în ziua observațiilor, a trecut la mișcarea înapoi. Mișcarea aparentă înapoi este observată atunci când Pământul depășește planeta exterioară pe orbita sa. Deoarece Neptun era aproape de stație, mișcarea planetei era prea slabă pentru a fi văzută cu micul telescop al lui Galileo [92] .
În 1821 Alexis Bouvard a publicat tabelele astronomice ale orbitei lui Uranus [93] .
Observațiile ulterioare au arătat abateri semnificative ale mișcării reale a lui Uranus de la tabele. În special, astronomul englez T. Hussey , pe baza propriilor observații, a descoperit anomalii pe orbita lui Uranus și a sugerat că acestea ar putea fi cauzate de prezența unei planete exterioare. În 1834, Hussey l-a vizitat pe Bouvard la Paris și a discutat cu el problema acestor anomalii. Bouvard a fost de acord cu ipoteza lui Hussey și a promis că va efectua calculele necesare pentru a găsi o planetă ipotetică dacă ar putea găsi timp pentru asta, dar nu s-a ocupat de această problemă în viitor. În 1843 , John Cooch Adams a calculat orbita unei ipotetice a opta planete pentru a explica schimbarea orbitei lui Uranus. El i-a trimis calculele lui Sir George Airy , astronomul regal, care a cerut clarificări într-o scrisoare de răspuns. Adams a început să noteze un răspuns, dar din anumite motive nu l-a trimis niciodată și nu a insistat să lucreze în continuare serios pe această problemă [94] [95] .
Urbain Le Verrier , independent de Adams, și-a efectuat propriile calcule în 1845-1846, dar astronomii Observatorului din Paris nu i-au împărtășit entuziasmul și nu au început să caute presupusa planetă. În iunie 1846, după ce a citit prima estimare a longitudinii planetei publicată de Le Verrier și convins de asemănarea acesteia cu estimarea lui Adams, Airy l-a convins pe directorul Observatorului Cambridge , D. Challis, să înceapă căutarea planetei, care a continuat fără succes. pe tot parcursul lunii august și septembrie [96] [97] . Challis l-a observat de două ori pe Neptun, dar din cauza faptului că a amânat procesarea rezultatelor observațiilor pentru o dată ulterioară, nu a reușit să identifice planeta dorită la timp [96] [98] .
Între timp, Le Verrier a reușit să-l convingă pe astronomul Observatorului din Berlin, Johann Gottfried Halle , să caute planeta. Heinrich d'Arré , student la observator, i-a sugerat lui Galle să compare o hartă recent desenată a cerului din jurul locației prezise de Le Verrier cu vederea cerului în momentul actual, pentru a observa mișcarea planetei în raport cu stelele fixe. Planeta a fost descoperită în prima noapte, după aproximativ o oră de căutare. Împreună cu directorul observatorului, Johann Encke , au continuat să observe timp de două nopți partea de cer în care se afla planeta, în urma cărora au reușit să detecteze mișcarea acesteia în raport cu stele și să se asigure că aceasta este într-adevăr o nouă planetă [99] . Neptun a fost descoperit la 23 septembrie 1846, la 1° din coordonatele prezise de Le Verrier și aproximativ 12° din coordonatele prezise de Adams.
Descoperirea a fost urmată de o dispută între britanici și francezi pentru dreptul de a considera descoperirea lui Neptun ca fiind a lor. În cele din urmă, s-a ajuns la un consens și s-a decis să se considere Adams și Le Verrier drept co-descoperitori. În 1998, au fost redescoperite așa-numitele „hârtii Neptun” (de semnificație istorică, lucrări de la Observatorul Greenwich ), care fuseseră însușite de astronomul Olin J. Eggen , erau în posesia sa de aproape trei decenii și au fost găsite doar în posesia sa după moartea sa. [100] .
După revizuirea documentelor, unii istorici consideră acum că Adams nu merită drepturi egale la descoperirea lui Neptun cu Le Verrier (care, însă, a fost pusă sub semnul întrebării: de exemplu, de către Dennis Rawlins din 1966). În 1992, într-un articol din revista Dio, D. Rawlins a numit cererile britanicilor de a recunoaște drepturi egale ale lui Adams la descoperire drept furt [101] . „Adams a făcut niște calcule, dar era puțin sigur unde se află Neptun”, a spus Nicholas Kollestrum de la University College London în 2003 [102] .
Pentru ceva timp după descoperire, Neptun a fost numit pur și simplu „planeta exterioară de la Uranus” sau „planeta lui Le Verrier”. Prima persoană care a venit cu ideea unui nume oficial a fost Galle, care a propus numele „ Janus ”. În Anglia, Chiles a sugerat un alt nume: „Ocean” [103] .
Pretinzând că are dreptul să dea un nume planetei pe care a descoperit-o, Le Verrier a propus să o numească Neptun, susținând în mod fals că un astfel de nume a fost aprobat de biroul francez de longitudini [104] . În octombrie, a încercat să numească planeta cu propriul său nume – „Le Verrier” – și a fost susținut de directorul observatorului , Francois Arago , dar această inițiativă a întâmpinat o rezistență semnificativă în afara Franței [105] . Almanahurile franceze au returnat foarte repede numele Herschel pentru Uranus, în onoarea descoperitorului său William Herschel , și Le Verrier pentru noua planetă [106] .
Directorul Observatorului Pulkovo, Vasily Struve , a preferat numele „Neptun”. El a anunțat motivele alegerii sale la congresul Academiei Imperiale de Științe de la Sankt Petersburg din 29 decembrie 1846 [107] . Profesorul Gauss și profesorul Encke au aprobat această desemnare [107] . În mitologia romană , Neptun este zeul mării și corespunde grecului Poseidon [80] . Necesitatea unui astfel de nume corespundea numelor altor planete, care, cu excepția Pământului, au fost numite după zeitățile mitologiei grecești și romane [108] .
De la descoperirea sa până în 1930, Neptun a fost cea mai îndepărtată planetă cunoscută de Soare. După descoperirea lui Pluto , Neptun a devenit penultima planetă, cu excepția anilor 1979-1999, când Pluto era mai aproape de Soare în interiorul orbitei lui Neptun [109] . Descoperirea în centura Kuiper din 1992 a unor noi obiecte trans-neptuniene a condus la o discuție dacă Pluto ar trebui considerat o planetă sau dacă ar trebui recunoscut ca parte a centurii Kuiper [110] . În 2006, Uniunea Astronomică Internațională a adoptat o nouă definiție a termenului „planetă” și a clasificat pe Pluto drept planetă pitică și, astfel, a făcut din nou Neptun cea mai îndepărtată planetă din sistemul solar [111] .
La sfârșitul anilor 1960, ideile despre Neptun erau oarecum diferite de cele de astăzi. Deși perioadele siderale și sinodice de revoluție în jurul Soarelui erau relativ precis cunoscute, distanța medie de la Soare, înclinarea ecuatorului față de planul orbitei, au existat și parametri măsurați mai puțin precis. În special, masa a fost estimată la 17,26 Pământ în loc de 17,15; raza ecuatorială de 3,89 în loc de 3,88 față de pământ. Perioada stelară de rotație în jurul axei a fost estimată la 15 ore și 8 minute în loc de 15 ore și 58 de minute, ceea ce este cea mai semnificativă discrepanță între cunoștințele actuale despre planetă și cunoștințele din acel moment [112] .
În unele momente, au existat discrepanțe mai târziu. Inițial, înainte de zborul lui Voyager 2, se presupunea că câmpul magnetic al lui Neptun are aceeași configurație ca și câmpurile Pământului și Saturn . Conform celor mai recente idei, domeniul lui Neptun are forma așa-zisului. „rotator înclinat”. „Polii” geografici și magnetici ai lui Neptun (dacă reprezentăm câmpul său ca un echivalent dipol) s-au dovedit a fi la un unghi unul față de celălalt de peste 45 °. Astfel, atunci când planeta se rotește, câmpul ei magnetic descrie un con [113] .
Voyager 2 a făcut cea mai apropiată apropiere de Neptun pe 25 august 1989. Deoarece Neptun a fost ultima planetă importantă care a putut fi vizitată de o navă spațială, s-a decis să se facă un zbor apropiat în apropiere de Triton, indiferent de consecințele pentru calea de zbor. O sarcină similară a avut de înfruntat Voyager 1 - un zbor lângă Saturn și cel mai mare satelit al său, Titan. Imaginile lui Neptun transmise pe Pământ de Voyager 2 au devenit baza pentru o apariție în 1989 la Serviciul Public de Radiodifuziune a unui program de toată noaptea numit „Neptun All Night” [114] .
În timpul întâlnirii, semnalele de la aparate au mers pe Pământ timp de 246 de minute. Prin urmare, în cea mai mare parte, misiunea Voyager 2 s-a bazat pe echipe preîncărcate pentru a se întâlni cu Neptun și Triton, mai degrabă decât pe comenzile de pe Pământ. Voyager 2 a făcut o trecere destul de aproape de Nereida înainte de a trece la doar 4.400 km de atmosfera lui Neptun pe 25 august. Mai târziu în acea zi, Voyager a zburat pe lângă Triton [115] .
Voyager 2 a confirmat existența câmpului magnetic al planetei și a constatat că acesta este înclinat, ca și câmpul lui Uranus. Problema perioadei de rotație a planetei a fost rezolvată prin măsurarea emisiilor radio. Voyager 2 a arătat, de asemenea, sistemul meteorologic neobișnuit de activ al lui Neptun. Au fost descoperiți 6 noi sateliți ai planetei și ai inelului, dintre care, după cum s-a dovedit, au fost mai mulți [76] [115] .
Neptune Odyssey este o misiune de sondă spațială dezvoltată de NASA către Neptun. Lansarea misiunii este programată pentru 2031; se așteaptă ca sonda să ajungă la Neptun în 2043 [116] .
Administrația Spațială Națională din China explorează conceptul de lansare a sondelor de tip Voyager, numite provizoriu Interstellar Express [117] . Ambele sonde sunt programate să se lanseze în 2024 în direcții diferite pentru a studia părțile opuse ale heliosferei. O a doua sondă, numită IHP-2, va zbura pe lângă Neptun în ianuarie 2038 [118] .
Neptun a apărut în multe adaptări științifico-fantastice și cinematografice [119] [120] .
Așadar, în romanul lui Olaf Stapledon „ The Last and First Men ” a fost ultimul loc în care oamenii au trăit în timpul distrugerii sistemului solar [121] . În filmul Ad Astra (2019), protagonistul, interpretat de Brad Pitt , călătorește la Neptun pentru a-și găsi tatăl astronaut [122] . Neptun a fost prezentat și în serialul animat Futurama , episodul pilot din Star Trek: Enterprise și episodul al nouălea din cel de-al nouălea sezon al serialului de televiziune Doctor Who [ 123] .
Simbolul astronomic al lui Neptun este o versiune stilizată a tridentului zeului Neptun [124] . Există un simbol alternativ care descrie inițialele lui Le Verrier , care a descoperit planeta. Acest caracter nu mai este folosit [125] .
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
Dicționare și enciclopedii |
| |||
|
Neptun | ||
---|---|---|
Lunii lui Neptun |
| ![]() |
Caracteristici | ||
Deschidere | ||
Cercetare | ||
Troienii lui Neptun |
| |
Alte | ||
Vezi si Categorie: Neptun sistem solar |
Lunii lui Neptun | |
---|---|
Triton | |
Regulat | |
Neregulat | |
Vezi si |
Neptun cu nave spațiale | Explorarea lui|
---|---|
Zbor | Voyager 2 (1989) |
Misiuni planificate | |
Vezi si | |
Tipul aldine indică AMC-uri active |
sistem solar | |
---|---|
![]() | |
Steaua centrală și planetele | |
planete pitice | Ceres Pluton Haumea Makemake Eris Candidați Sedna Orc Quaoar Pistolă-pistol 2002 MS 4 |
Sateliți mari | |
Sateliți / inele | Pământ / ∅ Marte Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uranus / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Candidați Orca quwara |
Primii asteroizi descoperiți | |
Corpuri mici | |
obiecte artificiale | |
Obiecte ipotetice | |