НЕПТУН (ПЛАНЕТА): КАРАКТЕРИСТИКЕ, САСТАВ, ОРБИТА, КРЕТАЊЕ, СТРУКТУРА - АРТЕ - 2025

Нептун је осма планета Сунчевог система по орбиталној удаљености, ледени гигант и најудаљенија од свих. То је случај откако је Плутон 2006. године престао да се сматра планетом, постајући патуљасту планету која је део Куиперовог појаса.

На ноћном небу Нептун изгледа као мала плавкаста тачка о којој се знало врло мало, све док свемирске мисије касних осамдесетих, попут Воиагера 2, нису пружиле податке о планети и њеним сателитима.

Слика 1. Нептун који је Воиагер 2 фотографисао 1989. године на слици су приказане тамне мрље услед атмосферских олуја. (Извор: НАСА)

Слике Воиагера 2 први пут су показале планету са плаво-зеленом површином, са јаким олујама и брзим струјама ветра, стварајући тамне антициклонске мрље. Веома су слични онима Јупитера, мада нису тако трајни као ови.

Атмосфера Нептуна је богата метаном и има веома слаб систем прстена. Планета има магнетосферу, због чега се претпоставља да има метално језгро.

До сада је бројено 15 сателита Нептуна, међу којима су главни сателити Тритон и Нереида.

Откриће и историја

Откриће Нептуна било је резултат математичког предвиђања, заснованог на запажањима поремећаја у орбитама планета Уран и Сатурн. Претходно 1610. године, Галилео је већ видео Нептун истим телескопом који је користио за откривање луна Јупитера, али погрешно је прихватио то.

Много касније, 1846. године, француски математичар специјализован за небеску механику Урбаин Ле Верриер, проучавао је одређене узнемирености у орбитама Сатурна и Урана. Најбоље објашњење било је предлагање постојања нове планете, од које је он предвидио орбиту и положај на небу. Следећи корак је био проналазак планете, па је Ле Верриер уверио немачког астронома Јоханна Готтфриеда Галлеа да га потражи.

У ноћи 23. септембра 1846. Галле је са своје опсерваторије у Берлину потврдио постојање нове планете и за неколико дана појавио се Тритон, њен највећи сателит.

Скоро истовремено у Цамбридгеу у Енглеској млади математичар Јохн Цоуцх Адамс, који је такође радио неко време на овом проблему, направио је слична предвиђања.

Нептун дугује своје име богу мора у римској митологији (еквивалентно грчком богу Посејдону), следећи традицију давања планета по божанствима римског пантеона.

Опште карактеристике

Пречник Нептуна готово је 4 пута већи од пречника Земље, али око трећине гигантског Јупитера.

Слика 2. Нептун у поређењу са Земљом. (Извор: викимедиа цоммонс)

Његова маса је 17 пута већа од Земљине, а запремина 57 пута већа. По маси, она је трећа међу планетима Сунчевог система и четврта по величини.

Резиме главних физичких карактеристика Нептуна

-Маса: 1.024 × 10 ²⁶ кг (17.147 пута више него на Земљи)

-Средњи радијус : 24.622 км, што је 3,87 пута више од полупрека Земље.

Облик: спљоштен на половима са фактором 0,983.

-Меанов радијус орбите: 4.498 к 10 ⁹ км еквивалентно 30.07 АУ

- Нагиб осе ротације : 30 ° у односу на орбиталну равнину.

-Температура: -220ºЦ (облаци)

-Гравитација: 11.15 м / с ² (1.14г)

-Соло магнетно поље: Да, 14 микротесла на екватору.

-Атмосфера: Водоник 84%, Хелијум 12%, Метан 2%, Амонијак 0,01%.

-Густина: 1.640 кг / м ³

-Сателити: 15 познатих до данас.

Прстени: Да, танки су и састоје се од честица леда и силиката.

Превод покрета

Нептун, осма планета Сунчевог система, гасни је гигант чија орбита око Сунца има средњи радијус од 30 АУ. Астрономска јединица АУ износи 150 милиона километара и просечна је удаљеност између Сунца и Земље.

Слика 3. Анимација која приказује Нептунову орбиту црвеном бојом, заједно с Ураном који је плава тачка. Извор: Викимедиа Цоммонс.

То значи да је радијус пута Нептуна 30 пута већи од Земље, тако да је потребно 165 година да се заврши једна револуција око Сунца.

Забавне чињенице о Нептуну

-То је планета најудаљенија од Сунца, јер је Плутон, који је после орбите Нептуна, сада патуљаста планета.

-Нептуне је најмања од четири џиновске планете (Јупитер, Сатурн, Уран, Нептун).

-Гравитација Нептуна је врло слична оној на Земљи.

-То је најхладнија планета Сунчевог система, са просечном температуром -221,4ºЦ.

-Има систем прстенова, али за разлику од оних Сатурна, они нису непрекинути, већ уместо тога творе лукове дуж своје орбиталне стазе.

-Нептуне је најгушћа од џиновских планета.

-Има урагане с најбржим ветровима Сунчевог система, који могу достићи запањујућих 2.100 км / х.

-Нептуне има Велику мрачну тачку, вхирпоол у ​​величини планете Земље. Овај спот, фотографиран 1989. године, нестао је 1994. године, али је створио нову Тамну тачку.

-Тритон, највећи сателит Нептуна, ротира се у супротном смеру од својих других сателита, због чега се сматра да га је заробила планета и да се није истовремено формирао.

-Тритон (највећи сателит Нептуна) има вулкане и гејзере азота, међутим једна је од најхладнијих звезда Сунчевог система (-235ºЦ).

-Мисија Воиагер 2 прешла је 3000 километара од северног пола планете Нептун 1989. године.

- 12. јула 2011. године, Нептун је завршио прву пуну орбиту од свог открића 23. септембра 1846. године.

Ротационо кретање

Слика 4. Нептуну је потребно скоро 16 сати да изврши потпуни обрт око своје осе. Извор: НАСА.

Ротација Нептуна износи 15 сати, 57 минута и 59 секунди, према најтачнијим мерењима до сада.

Није лако одредити брзину ротације планете која показује само површину своје атмосфере и која се такође креће. Много је лакше одредити брзину ротације каменитих планета.

Када је Воиагер 2 1989. стигао до Нептуна, процењен је период ротације од 16 сати 6,5 секунди. Данас се зна да је ово мерење нетачно, захваљујући мукотрпним мерењима планетарног научника Ерицха Каркосцхка са Универзитета у Аризони.

Брзина ротације и магнетно поље

Брзина ротације осталих огромних планета мери се импулсима које емитује магнетно поље. Међутим, ова метода се не односи на Нептун, јер се ни ос ни средиште магнетног дипола не подударају са оси ротације планете, као што видимо на следећој компаративној слици:

Слика 5. Магнетно поље огромних планета. Извор: Семе, М. 2011. Соларни систем. Седмо издање. Ценгаге Леарнинг.

На слици је приказан модел магнетног поља произведеног диполом (магнетом), смештеним више или мање у центру планете. Овај модел је такође погодан за Земљино магнетно поље.

Али поље Нептуна је аномалично, у смислу да четворополни и улази вишег реда могу бити већи од диполног поља. И као што видимо на слици, дипол је померен из центра.

Тако је Каркосцхка осмислила другачију методу, користећи више од петсто слика са Хуббле телескопа. Открио је две карактеристичне особине планете које је назвао: Јужни поларни значај и Јужни поларни талас.

Они се ротирају истом брзином од деведесетих, потврђујући да је то истинска брзина планете.

Слика 6. На овој слици Нептуна обојени филтри користе се за истицање Мрачне тачке 2 и Јужне полне карактеристике, које су, изгледа, усидрене на планету. Извор: Ерицх Каркосцхка.

Слика на слици 5 (горе) приказује боје и контрасте модификоване филтрима да би се нагласиле атмосферске карактеристике планете.

Као што смо рекли, вјетрови у атмосфери Нептуна често прелазе брзину звука.

Тако Велика мрачна тачка Нептуна варира свој релативни положај током времена, док Тамна тачка 2 и Јужна поларна карактеристика задржавају свој релативни положај. Ово сугерише да су везани за ротацију планете, што је омогућило Каркосцхки да тачно одреди дужину дана на Нептуну.

Састав

Елементи као што су водоник (84%), хелијум (12%), метан (2%) и други гасови попут амонијака, етана и ацетилена налазе се у атмосфери Нептуна. Под овом атмосфером налази се мешавина воде, течног амонијака, метана и растаљеног камења, која садржи силицијум, гвожђе и никл.

Повећане концентрације метана, амонијака и воде налазе се у нижим пределима атмосфере. За разлику од Урана, планете близанаца, Нептунов састав има већи волумен океана.

Структура

Планета има стеновито језгро окружено леденом шкољком, а све под густом и густом атмосфером и заузима трећину свог радијуса. Слично је са планетом близанцем Ураном.

Следећа слика детаљније приказује структуру Нептуна.

Слика 7. Унутрашња структура Нептуна. Извор: Викимедиа Цоммонс. Цхоцофрито / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0).

Нептун има структуру са добро диференцираним слојевима:

- Горњи слој: сачињавају га облаци који су углавном водоник и хелијум, а у мањој мери и метан и други гасови. Одговара отприлике 5-10% масе планете.

- Атмосфера : водоник, хелијум и метан.

- Плашт: под атмосфером се налази велики плашт планете, течно подручје где температуре могу достићи између 1,727 и 4,727 ° Ц. Састоји се од воде, метана и амонијака у течном стању.

Огртач се креће од 10 до 15 копнених маса и богат је водом, амонијаком и метаном. Ова мешавина се назива „лед“, упркос томе што је врућа и густа течност, а назива се и оцеан воде и амонијака.

Сам плашт има веома високе температуре, између 1.700 ° Ц и 4.700 ° Ц, а његова електрична проводљивост је такође висока.

- Језгро: сачињено од силика, гвожђа и никла, налик на Уран, други гигант леда и гаса. Маса језгра је 1,2 пута већа од Земљине. Притисак у центру процењује се на 700 ГПа, што је отприлике дупло више него у центру Земље, са температурама до 5.670 ºЦ.

Атмосфера

Атмосфера Нептуна је веома занимљива и заслужује посебан део. За почетак, изузетно је хладно, с обзиром да је најудаљенија планета од Сунца и прима врло мало сунчевог зрачења. Због тога је температура у горњем делу атмосфере око -220 ºЦ.

Али Нептун има унутрашњи извор топлоте, вероватно због сударања електрона проводљивости у флуидном плашту, као и због преостале топлоте током његовог формирања.

Због овог огромног температурног градијента настају огромне конвекцијске струје, што чини климатски систем планете врло екстремним.

Тако настају највеће олује и урагани у Сунчевом систему, о чему сведочи формирање огромних мрља антициклонских струја, услед супротстављених ветрова на различитим географским ширинама.

Међу свим антициклонским системима Нептуна издваја се Велика мрачна тачка, коју је први пут фотографирала сонда Воиагер 2 1989. године, када је прошла 3.000 километара од планете.

Што се тиче боје, Нептун је чак плавији од Урана, управо због веће концентрације метана који апсорбује црвену таласну дужину и одражава плаву таласну дужину. Али постоје и други молекули који доприносе његовој боји.

У доњем подручју атмосфере (тропосфера) температура се смањује с висином, али у горњој регији (стратосфера) догађа се супротно. Између ових слојева притисак износи 10 хиљада паскала (Па).

Изнад стратосфере се налази термосфера која се постепено трансформише у егзосферу, где се притисак смањује са 10 Па на 1 Па.

Нептунски сателити

До данас је бројено 15 природних сателита планете. Највећи од његових сателита и први који је откривен 1846. године је Тритон. 1949. откривен је други сателит, назван Нереида.

1989. године мисија Воиагер 2 открила је још шест сателита: Наиад, Тхаласса, Деспина, Галатеа, Лариса и Протеус.

Касније 2003. откривени су Халимедес, Сао, Лаомедеиа, Псамате и Несо. Мали сателит 14 открио је 2013. године институт СЕТИ, а његов орбитални период био је 23 сата.

Погледајмо неке детаље о главним месецима Нептуна:

Тритон

Највећи је сателит Нептуна, пречника 2700 км, око 18 пута мањи од планете домаћина и готово 5 пута мањи од Земље.

Њен орбитални период је скоро 6 дана, али знатижељно је да се окреће у супротном смеру од ротације Нептуна и осталих његових сателита. Поред тога, његова орбита је нагнута за 30 степени у односу на орбиталну равнину планете.

То је најхладнији објект Сунчевог система, са просечном температуром -235 ºЦ, а састоји се од три четвртине стена и четвртине леда. На њеној површини налазе се гејзири, с тамном еманацијом према атмосфери, док на површини су равнице и неки вулкани с кратером од 200 км.

Слика 8. Главни сателити Нептуна; Тритон, Протеус, Нереида и Лариса. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Нереид

Открио га је Герард Куипер 1949. године, захваљујући чињеници да одбија 14% сунчеве светлости коју добија.

Његова величина је једна осма од Тритона и има веома ексцентричну орбиту, најближа удаљеност Нептуна је 1.354.000 км, а најдаље даљина 9.624.000 км, а потребно је 360 дана.

Протеус

Слика 9. Братство, једнакост, слобода назив је лукова Адамовог прстена (најудаљеније). Унутрашњи прстен је Ле Верриер. (Извор: викимедиа цоммонс)

Нептун има пет танких и слабих прстенова, састављених углавном од честица прашине и леда. Верује се да је њено порекло у крхотинама које су оставили судари метеора и природних сателита планете.

Прстенови су добили по презименима научника који су највише допринели њиховом откривању и проучавању. Од унутрашњости до најудаљеније то су Галле, Ле Верриер, Ласселл, Араго и Адамс.

Постоји и прстен чију орбиту дели са сателитом Галатеа, што можемо видети на следећој слици:

Слика 10. Дијаграм пет прстенова Нептуна и њихова имена. Приказана је и орбита неких сателита. (Извор: НАСА).

Када и како посматрати Нептун

Нептун се не може видјети голим оком, чак је и аматерским телескопом толико мали да се звијезда може погрешно замијенити.

Да бисте то учинили, најбоље је користити рачунарски програм или апликацију која делује као планетаријум. За оперативни систем Андроид издваја се апликација Ски Мапс која вам омогућава да брзо пронађите планете и друге небеске објекте са значајном прецизношћу.

Најбоље време за посматрање је када је планета у опозицији, односно, Земља је између линије која спаја Сунце са Нептуном.

Ова појава се јавља сваких 368 дана, а до 2020. године десиће се 11. септембра. То сигурно није једина прилика за посматрање Нептуна, што је видљиво и у друго доба године.

Добрим телескопом Нептун се може разликовати од позадинских звезда, јер изгледа као плаво-зелени диск.

Нептунова магнетска сфера

Раније су коментарисане посебности Нептуновог магнетног поља. Магнетни полови планете су нагнути 47 ° у односу на ос ротације.

Магнетно поље настаје кретањем проводљивих флуида који формирају танки сферни слој унутар планете. Али на Нептуну се магнетни полови помичу из центра за око 0,5 радијуса од планете.

Интензитет поља на магнетном екватору је величине 15 микротесла, што је 27 пута интензивније него на Земљи.

Геометрија поља је сложена, јер четворополни доприноси могу прелазити допринос дипола, за разлику од Земље у којој је најважнији допринос дипола.

Слика 11. Посебно магнетно поље Нептуна. (Извор: емазе.цом)

Нептунова магнетосфера протеже се до 35 пута више од свог радијуса на предњем делу удара и 72 радијуса на репу.

Магнетопауза, место на коме је магнетни притисак једнак притиску наелектрисаних честица са Сунца, налази се између 23 и 27 радијуса од планете.

Мисије у Нептун

Воиагер 2

Једина свемирска мисија на орбити око планете Нептун био је Воиагер 2, који је на планету стигао 1982. године.

У то време била су позната само два сателита: Тритон и Нереида. Али захваљујући мисији Воиагер 2, откривено је још шест: Наиад, Тхаласса, Деспина, Галатеа, Лариса и Протеус. Ови сателити су прилично мањи од Тритона, неправилног облика и мање орбита полупречника.

Сумња се да су ових шест сателита остаци судара древног сателита који се сударио са Тритоном када је потоњи снимљен гравитационим потезом Нептуна.

Воиагер 2 је такође открио нове прстенове на Нептуну. Иако је први од прстенова откривен 1968. године, његово постојање и откриће нових није било могуће све до доласка наведене сонде 1989. године.

Најближе приближавање свемирске летелице планети догодило се 25. августа 1989. године, а одвијало се на удаљености од 4.800 км изнад северног пола Нептуна.

Пошто је ово била последња велика планета коју је свемирска летелица могла да посети, одлучено је да се изврши уско летење месеца Тритон, слично ономе што је урађено са Воиагер 1, којим су летели Сатурн и његов месец Титан.

25. августа 1989. године, свемирски брод је блиски сусрет са месецом Нереидом пре него што је стигао на 4.400 км од атмосфере Нептуна и истог дана прошао близу Тритона, највећег месеца планете.

Свемирска летелица је верификовала постојање магнетног поља које окружује Нептун и открила је да је поље измештено из центра и нагнуто, слично пољу око Урана.

Референце

1. Н + 1. Дијаманти од 200 килограма падају на Уран и Нептун. Опоравак од: нмас1.орг.
2. Повелл, М. Планете голих очију на ноћном небу (и како их препознати). Опоравак од: нудееиепланетс.цом.
3. Семе, М. 2011. Соларни систем. Седмо издање. Ценгаге Леарнинг.
4. Википедиа. Планетарни прстен. Опоравак од: ес.википедиа.орг.
5. Википедиа. Аннеаук д'Нептуне. Опоравак од: фр.википедиа.орг.
6. Википедиа. Истраживање Нептуна. Опоравак од: ен.википедиа.орг.
7. Википедиа. Нептун (планета). Опоравак од: ес.википедиа.орг.