Нептун: характеристика планеты

    
 

          Введение.

 

Нептун – восьмая планета от Солнца, большая планета Солнечной системы, относится к планетам – гигантам. Ее орбита пересекается с орбитой Плутона в некоторых местах. Еще орбиту Нептуна пересекает комета Галилея. Астрологический знак Нептуна J. 

  Открытие Нептуна 

Нептун - это предпоследняя  планета в солнечной системе. Ее орбита пересекается с орбитой  Плутона в некоторых местах. Комета Галилея еще пересекает ее орбиту, в отличии от Плутона. Ее экваториальный диаметр такой же, как и у Урана, хотя расположена на 1627 млн. км дальше от Урана (Уран расположен в 2869 млн. км от Солнца). Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что эту планету не смогли заметить в XVII веке.

Одним из ярких достижений науки, одним из свидетельств неограниченной познаваемости природы было открытие планеты Нептун путем вычислений - "на кончике пера".

Уран - планета, следующая  за Сатурном, который много веков  считался самой из далеких планет, была открыта В. Гершелем в конце XVIII в. Уран с трудом виден невооруженным глазом. К 40-м годам XIX в. точные наблюдения показали, что Уран едва заметно уклоняется от того пути, по которому он должен следовать с учетом возмущений со стороны всех известных планет. Таким образом, теория движения небесных тел, столь строгая и точная, подверглась испытанию.

Леверье (во Франции) и Адамс (в Англии) высказали предположение, что, если возмущения со стороны известных  планет не объясняют отклонение в  движении Урана, значит, на него действует  притяжение еще не известного тела. Они почти одновременно рассчитали, где за Ураном должно быть неизвестное тело, производящее своим притяжением эти отклонения. Они вычислили орбиту неизвестной планеты, ее массу и указали место на небе, где в данное время должна была находиться неведомая планета. Эта планета и была найдена в телескоп на указанном ими месте в 1846 г. Ее назвали Нептуном. Нептун не виден невооруженным глазом. Так, разногласие между теорией и практикой, казалось, подрывавшее авторитет материалистической науки, привело к ее триумфу. 

Современные данные о Нептуне. 

Звездный период обращения  в годах

164,7

Синодический период обращения, сутки

368

Среднее расстояние от Солнца, а. е.

30,06

Среднее расстояние от Солнца, млн. км

4496

Наклонение орбиты к эклиптике

1? 46'

Масса (Земля - 1)

17,3

Плотность, кг/м3

1700

Экваториальный диаметр, в d Земли

3,9

Экваториальный диаметр, км

50000

Сжатие

1/60

Звездный период вращения вокруг своей оси

15,8 суток

Наклон экватора к  плоскости орбиты

29?

Число известных спутников  у планеты

2 

Внутреннее  строение 

Внутреннее строение Нептуна напоминает внутреннее строение Урана. Атмосфера составляет примерно 10—20 % от общей массы планеты, и  расстояние от поверхности до конца  атмосферы составляет 10—20 % расстояния от поверхности до ядра. Вблизи ядра давление может достигать 10 ГПа. Объёмные концентрации метана, аммиака и воды найдены в нижних слоях атмосферы.

 

Внутреннее строение Нептуна:

1. Верхняя атмосфера,  верхние облака

2. Атмосфера, состоящая  из водорода, гелия и метана

3. Мантия, состоящая  из воды, аммиака и метанового льда

4. Каменно-ледяное  ядро 

Постепенно эта  более тёмная и более горячая  область уплотняется в перегретую жидкую мантию, где температуры достигают 2000—5000 К. Масса мантии Нептуна превышает  Земную в 10—15 раз, по разным оценкам, и  богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. По общепринятой в планетологии терминологии, эту материю называют ледяной, даже при том, что это горячая, очень плотная жидкость. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводимостью, иногда называют океаном водного аммиака. На глубине 7000 км условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро. Согласно одной из гипотез, имеется целый океан «алмазной жидкости». Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов и весит как полагают в 1,2 раза больше Земли. Давление в центре достигает 7 мегабар, что в миллионы раз больше, чем на поверхности Земли. Температура в центре, возможно, достигает 5400 К. 
 

     

Кольца  Нептуна. 

 Наземные наблюдения звездных покрытий в начале и середине 80-х годов показали присутствие частичных колец (дуг или арок) на расстоянии нескольких радиусов от центра Нептуна. Вояджер обнаружил систему экваториальных круговых колец. С внешней стороны этих колец на расстоянии 62 900 км от центра планеты обнаружены три оптически толстые арки протяженностью 4 градуса, 4 градуса и 10 градусов в кольце по долготе. Вероятно, эти арки наблюдались во время покрытий звезд с Земли.

     Система колец Нептуна содержит два узких кольца Адамса (1989N1R) и Леверье (1989N2R) на расстояниях от центра Нептуна 62 930 км и 53 200 км соответственно, широкое кольцо Галле (1989N3R), находящееся на расстоянии 41 900 км, и второе широкое кольцо Лассела (1989N4R), протянувшееся от кольца Леверье до расстояния примерно 59 000 км. Оно ограничено с внешней стороны кольцом Араго на расстоянии 57 000 километров.

     Внешнее кольцо Адамса содержит три дуги или арки, получившие названия Liberty, Equality и Fraternity (Свобода, Равенство и Братство). 
 

Орбита  и вращение 

Среднее расстояние между Нептуном и Солнцем — 4,55 млрд км (около 30,1 средних расстояний между Солнцем и Землёй, или 30,1 а. е.), и полный оборот вокруг Солнца у него занимает 164,79 лет. 12 июля 2011 года Нептун завершит свой первый с момента открытия планеты в 1846 году полный оборот. С Земли он будет виден иначе, чем в день открытия, в результате того, что период обращения Земли вокруг Солнца (365,25 дней) не является кратным периоду обращения Нептуна. Эллиптическая орбита планеты наклонена на 1,77° относительно орбиты Земли. Вследствие наличия эксцентриситета 0,011, расстояние между Нептуном и Солнцем изменяется на 101 млн км — разница между перигелием и афелием, то есть ближайшей и самой отдалённой точками положения планеты вдоль орбитального пути. Осевой наклон Нептуна — 28,32°, что похоже на наклон оси Земли и Марса. В результате этого планета испытывает схожие сезонные изменения. Однако из-за длинного орбитального периода Нептуна сезоны длятся в течение сорока лет каждый. 

Сидерический период вращения для Нептуна равен 16,11 часов. Вследствие осевого наклона, сходного с Земным (23°), изменения в сидерическом периоде вращения в течение его длинного года не являются значимыми. Поскольку Нептун не имеет твёрдой поверхности, его атмосфера подвержена дифференциальному вращению. Широкая экваториальная зона вращается с периодом приблизительно 18 часов, что медленнее, чем 16,1-часовое вращение магнитного поля планеты. В противоположность экватору, полярные области вращаются за 12 часов. Среди всех планет Солнечной системы такой вид вращения наиболее ярко выражен именно у Нептуна. Это приводит к сильному широтному сдвигу ветров. 
 
 
 
 
 

Заключение. 

В заключение хотелось бы отметить, что изучение большинства  планет только начинается. Не исключено  наличие еще одной (а может  быть и нескольких) внешней планеты. Может быть кто-либо из присутствующих здесь когда-нибудь успешно “примарсится” или откроет ту самую неизвестную планету!