НЕПТУН Ст. преподаватель кафедры

НЕПТУН Ст. преподаватель кафедры теоретической физики М. Л. Гожа 1

Уран (слева) и Нептун (справа) сформировались в схожих условиях и выглядят почти как братья-близнецы - как в натуральных (вверху), так и в усиленных (внизу) цветах ( NASA) • На протяжении первых 650 миллионов лет существования Урана и Нептуна последний находился не дальше, а ближе к Солнцу. И только затем произошла перестройка орбит этих планет: они как бы поменялись местами, и Нептун "отодвинулся" к окраинным областям. 2

История открытия • Нептун был открыт 23 • Джон Кауч Адамс, молодой сентября 1846 года. кембриджский математик, независимо занимался той же • Французский астроном Урбан задачей и еще в сентябре 1845 Жан Жозеф Леверрье понял, года рассчитал положение новой что слабые возмущения планеты. Английская наблюдаемого движения астрономическая Урана свидетельствуют о общественность гравитационном влиянии проигнорировала эти результаты. новой, еще неизвестной планеты. Леверрье рассчитал, • Однако, в отличие от где должна находиться эта традиционной версии позорно планета. Иоганн Галлей навел проигнорированного в эту точку неба телескоп английскими астрономами берлинской обсерватории - и замечательного предсказания, на там был Нептун. Планета самом деле данные Адамса, оказалась всего в 1° от похоже, были достаточно предсказанного Леверрье неопределенными, а его положения. предсказания положения планеты постоянно менялись. 3

Орбитальные характеристики • Среднее расстояние от Солнца 4 498 252 900 км (30, 06896348 а. е. ) • Орбитальный период 164, 88 года • Средняя орбитальная скорость 5, 432 км/с Эксцентриситет орбиты 0, 008 585 87 • Наклон орбиты к плоскости эклиптики 1, 769 • Известные спутники 14 4

Физические характеристики • Экваториальный диаметр 49 528 км • Полярный диаметр 48 681 км • Масса 1, 0243× 1026 кг (17, 2 земных) • Плотность 1, 638 г/см 3 • Ускорение силы тяжести в зоне экватора 11, 15 м/с2 (1, 14 g) • Период вращения 16, 11 ч. (16 ч. 6 мин. 36 сек. ) • Средняя температура верхней облачной поверхности • - 153°C (экватор) 5 • - 193°C (средние широты)

Внутреннее строение • Полагают, что Нептун имеет ядро из расплавленных скальных пород, окруженное внешним ядром из частично расплавленной смеси аммиака, воды и метана, не разделённой на слои. • В общей массе Нептуна на газы приходится 5%, на льды 75%, а на каменный материал 20%. 6

Возможный химический состав атмосферы • Состав атмосферы Нептуна: водород (примерно 67%) • гелий (31%) • метан (2%). • Кроме этих основных компонентов, атмосфера содержит малые примеси: ацетилен C 2 H 2, диацетилен C 4 H 2, этилен C 2 H 4 и этан C 2 H 6, а также угарный газ CO и молекулярный азот N 2. • Атмосфера : Водород. . 85% Гелий. . . . 13% Метан. . . . 2% 7

Атмосфера • Температура атмосферы Нептуна выше, чем у Урана, и составляет около 60 К. Следовательно, Нептун имеет собственный внутренний источник тепла - он излучает в 2, 7 раза больше энергии, нежели получает от Солнца. • Синий цвет Нептуна является результатом поглощения красного света в атмосфере этим газом - как и на Уране. 8

Облака • На фото, сделанном Вояджером-2, виден вертикальный рельеф облаков. Это метановые облака к северу от экватора вблизи терминатора. Хорошо заметны тени, которые они отбрасывают на основной облачный слой. 9

Ветры • Наблюдения “Хаббла” в 1996, 1998 годах подтвердили большую изменчивость атмосферы. На Нептуне наблюдаются сильнейшие ветры, параллельные экватору планеты, большие бури и вихри. На планете самые быстрые в Солнечной системе ветры, достигающие 700 м/с. Ветры дуют на Нептуне в западном направлении, против вращения планеты. 10

Большое темное пятно • Наиболее заметная структура в южном полушарии, обнаруженная "Вояджером- 2", была названа Большим тёмным пятном. Эта обширная циклоническая система размером с Землю. Располагаясь на 20° к югу от экватора, оно вращалось против часовой стрелки с периодом около 16 дней. К 1994 г. оно исчезло, но космический телескоп им. Хаббла обнаружил новое темное пятно в северном полушарии. Согласно современным представлениям, темные пятна в атмосфере Нептуна - дыры в первом слое облаков, позволяющие увидеть более глубокие облачные слои. 11

Магнитное поле • Вояджер-2 обнаружил, что ось магнитного поля Нептуна наклонена на 46° к оси вращения планеты, и смещена от центра планеты на расстояние в 0, 55 радиуса планеты. Полагают, что магнитное поле Нептуна порождается не ядром планеты, а мантией, богатой аммиаком. Кроме того, Вояджер обнаружил на Нептуне полярные сияния, хотя и гораздо более слабые, чем на Земле. Они имеют сложный характер и распространяются на больших участках планеты, не только вокруг магнитных полюсов. 12