Нептун - сердце морского гиганта
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Нептун
 Нептун
Строение и атмосфера
 
Нептун - сердце морского гиганта

Планета Нептун

Времена года на Нептуне

    Смена времен года на Нептyне, как и на 3емле, происходит по мере движения планеты вдоль орбиты, потому как ось вращения Нептyна отклонена от вертикального положения на 28°, что напоминает наклон земной оси (23,5°). Только вот продолжительность каждого сезона там гораздо длиннее - 41 год! Когда в сторону Солнца обращено южное полушарие Нептуна, то над районом южного полюса 41 год длится полярный день, и в южном полушарии все это время - лето. Оно началось там как раз в 2005 году и продлится до 2046 года. В этот период вокруг северного полюса Нептуна будет царить полярная ночь. С приходом лета в южное полушарие изменились и атмосферные процессы на Нептуне - возникло несколько крупных вихрей, которые меняют свою форму и даже исчезают совсем. Эти изменения наблюдаются с помощью космического телескопа «Хаббл», расположенного на орбите вокруг Земли, поскольку в обычные телескопы атмосферные образования на Нептуне разглядеть трудно.
    В областях планеты, удаленных от полюсов, Солнце восходит и заходит с обычной частотой, соответствующей времени оборота Нептуна вокруг своей оси. Вот в этом он оказался намного проворнее Земли - сутки на нем длятся всего лишь 16 часов 7 минут. Поэтому за свой год Нептун успевает сделать 89 630 оборотов вокруг оси, то есть именно столько нептyнских дней в его году! Таким образом, каждый из сезонов длится примерно по 22 400 нептунских суток.
    Расположенный в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, Нептyн не виден невооруженным глазом, поэтому он долгое время и оставался неизвестным. С его открытием наука получила очень важное звено для понимания того, как сформировались планеты Солнечной системы. В сравнительной планетологии, науке о геологическом строении планет, Нептун, как и его «близнец» Уран, занимает промежуточное положение между планетами земной группы и газовыми гигантами - Юпитером и Сатурном, которые иногда даже называют несформировавшимися звездами. При образовании Солнечной системы наименее летyчие химические элементы остались в нагретых окрестностях Солнца, и из них создались Меркурий, Венера, Земля, Луна и Марс - планеты с большой плотностью, среди которых есть даже имеющие железное ядро. Летучие, легкие химические элементы были вынесены во внешнюю область Солнечной системы, где из них возникли газовые планеты - гиганты - Юпитер и Сатурн. А на наиболее холодной окраине сконденсировались газово - ледяные Уран и Нептун, которые тоже называют планетами - гигантами, хотя они по диаметру в 2-3 раза меньше Юпитера и Сатурна, но все-таки в 4 раза больше 3емли.

Ураганы в царстве холода

    Толщина газовой оболочки вокруг Нептуна достигает нескольких тысяч километров - от пяти до восьми, по разным расчетам. В ее составе 80% водорода, 19% гелия и 1% метана. Метан хорошо рассеивает синие лучи, что придает Нептуну цвет, вполне соответствующий его «морскому» названию - синий со слабым зеленоватым оттенком (водород и гелий бесцветные газы). Динамика атмосферы Нептуна весьма активная, несмотря на то что планета расположена очень далеко от Солнца и получает от светила в 900 раз меньше энергии на единицу площади, чем Земля. Температура на внешней поверхности облаков чрезвычайно низкая - всего лишь -214°С. Однако Нептун излучает в пространство энергии в 2,5 раза больше, чем ему достается от Солнца. Это свидетельствует о том, что внутри планеты происходит выделение энергии.

Погода на Нептуне
Фотографии телескопа "Хаббл" от 1996, 1998 и 2002 г. Хорошо видны сезонные изменения планеты.
ПЛАНЕТА НЕПТУН
"Вояджер-2" обнаружил длинные светлые облака, похожие на перистые, плавающие высоко в атмосфере.
Погода на Нептуне

    О причине такого процесса четкого суждения нет - это может быть либо естественный радиоактивный распад в породах каменного ядра Нептyна, либо высвобождение гравитационной энергии, если его недра все еще сжимаются в продолжающемся процессе формирования планеты. В любом случае атмосфера нагревается изнутри и находится в постоянном движении. Ветры дуют с запада на восток, перенося воздух в направлении, параллельном экватору. Вблизи полюсов их скорость намного больше, чем около экватора. Удивительно, что у планеты, атмосфера которой с наружной стороны самая холодная в Солнечной системе, скорости ветров - самые большие. Не последнюю роль в этом играют и низкие температyры, уменьшающие вязкость газов, образующих атмосферу, а также быстрое вращение самой планеты. На Нептуне ветры достигают ураганной силы, перемещаясь со скоростью до 700 км/ч (200 м/с). На Земле ураганом считается ветер, скорость которого превышает 30 м/с. Такие ветры оказались большим сюрпризом для ученых, предполагавших до полета «Вояджера», что холодная атмосфера Нептуна представляет собой малоподвижное «сонное царство», а вместо этого обнаружился бушующий мир ураганов.

Темные пятна представляют собой антициклоны: большие системы с повышенным давлением, вращающиеся в верхней части холодных облаков Нептуна. Два темных пятна видны на изображении, полученном "Вояджер-2" в 1989 г.: вверху слева - БТП размером с Землю и Темное пятно 2 около нижнего края. Внизу показано изменение БТП, снимки с интервалом в 18 часов.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Наиболее крупные атмосферные вихри на Нептуне достигают нескольких тысяч километров в поперечнике. На общем светло-синем фоне планеты эти образования имеют вид овалов очень темного, гycто-синего цвета, за что получили название «темных пятен». Они возникают в атмосфере на определенное время, иногда достаточно длительное - несколько месяцев или даже лет, а затем постепенно рассасываются и исчезают. Самый крупный из наблюдавшихся до сих пор ураганов, названный Большим Темным пятном, располагался в южном полушарии Нептуна в 1989 году, когда около планеты пролетала станция «Вояджер-2». Диаметр этого вихря превышал диаметр нашей Земли (БТП - 13 тысяч км в длинну и 6.6 тысяч км в ширину). На снимках хорошо видны детали строения громадного урагана - темная центральная часть и окаймляющее ее светлое кольцо облаков, постоянно движущихся по кругу с гигантской скоростью. Это был огромный вихрь, в центре которого виднелись глубинные, более темные слои атмосферы Нептyна. Этот вихрь сопровождался ярким облаком, названным "Скутер". Проведенное недавно компьютерное моделирование показало, что "скутеры" - это облака метана, которые часто могут находится около темных пятен. Светлые полосы облаков на широте Большого пятна, маленькие облаканад ним и едва видимые темные выступы на его западном конце, являются примерами динамических погодных систем Нептуна, которые могут заметно меняться за один суточный оборот планеты.
    Вообще Большое Темное Пятно было одним их первых открытий «Вояджера-2» в южном полушарии. Ветры Нептуна несли Большое Темное Пятно к западу со скоростью 300 м/с. Время кругооборота вещества в нем – 16 дней.
    Пять лет спустя (1994 году) на снимках, сделанных с околоземной орбиты космическим телескопом «Хаббл», Большого Темного пятна обнаружено не было: этот ураган либо затих, либо оказался закрыт сверху сплошной облачной пеленой. Для всех темных пятен в атмосфере Нептуна характерна яркая белая кайма с приполярной стороны. Это, скорее всего, метановый иней на наиболее холодных участках облаков. А несколько месяцев спустя космический телескоп вторично обнаружил новое темное Пятно в северном полушарии Нептуна. Это указывает на то, что атмосфера Нептуна изменяется очень быстро.

Ледяная твердь

    О внутренней структуре Нептуна известно не так уж много, ведь судить о ней можно только на основе косвенных данных, поскольку сейсмического зондирования этой планеты не проводилось. Диаметр Нептуна - 49 600 км - почти в 4 раза больше, чем у 3емли, а его объем превышает земной в 58 раз. Но вот по массе Нептун лишь в 17 раз больше Земли. Из этих данных определено, что средняя плотность Нептyна составляет около трети земной - всего лишь 1,6 г/см3, то есть примерно в полтора раза больше, чем у воды.
    Низкие плотности характерны для всех четырех планет-гигантов - Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Причем первые два - наименее плотные, они состоят преимущественно из газов, а более плотные «близнецы» Уран и Нептун - в основном изо льдов.

"Вояджер-2" в 1989 году запечатл на одном снимке Нептун и Тритоном в серповидной фазе. Эта фотография была сделана из-за планеты почти сразу. Такой снимок невозможно получить с Земли.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    По расчетам, в центре Нептуна должно находиться каменное или железокаменное ядро диаметром в 1,5-2 раза больше нашей 3емли. Основную часть Нептуна составляет расположенный вокруг этого плотного ядра слой толщиной около 8 000 км, состоящий главным образом из водных, аммиачных и метановых льдов, к которым, возможно, примешан и каменный материал. По расчетам, температура в этом слое должна с глубиной увеличиваться от +2 500 до +5 500°С. Однако лед при этом не испаряется, поскольку он находится в недрах Нептуна, где давление в несколько миллионов раз выше, чем атмосферное давление на Земле. Такие чудовищные «объятия» прижимают молекулы друг к другy, удерживая их от разлетания в стороны и испарения. Вероятно, вещество там находится в ионном состоянии, когда атомы и молекулы «раздавлены» на отдельные заряженные частицы - ионы и электроны.
    Конечно, трудно вообразить себе подобный «лед», поэтому иногда этот слой Нептуна называют «ионным океаном», хотя представить его в виде обычной жидкости также весьма затруднительно. Затем следует третий слой - внешняя газовая оболочка толщиной около 5 000 км. Эта атмосфера, состоящая из водорода и гелия, переходит в ледяной слой постепенно, без резко выраженной границы, по мере того, как плотность вещества увеличивается под давлением вышележащих слоев. В глубоких частях атмосферы газы преобразуются в кристаллы, своего рода иней. Этих кристаллов в более глубоких слоях становится все больше, и они начинают напоминать пропитанную водой снеговую кашу, а еще глубже - полностью преобразуются в лед, находящийся под действием огромного давления. Переходный слой от газовой до ледяной оболочки довольно широкий - около 3 000 км. В общей массе Нептуна на газы приходится 5%, на льды 75%, а на каменный материал 20%.


Магнитное поле Нептуна

    Крупнейшее образование, связанное с Нептуном, - его магнитосфера, простирающаяся от планеты на гигантское расстояние - 650 тысяч километров, что в 13 раз больше диаметра самой планеты. Магнитное поле у Нептуна впервые было обнаружено в 1989 году во время пролета близ планеты «Вояджера-2». Оказалось, что магнитная ось Нептуна отклонена от оси вращения планеты на 47°, поэтому магнитная ось при вращении Нептуна меняет свое положение в пространстве почти на 90°, отчего за несколько часов кардинально изменяется форма магнитосферы. Она поворачивается к потоку заряженных частиц, летящих от Солнца (солнечный ветер) то боком, подобно магнитосфере Земли, то «макушкой», подобно магнитосфере Урана. Полный цикл занимает 16 часов 7 минут. В результате этого силовые линии в магнитном хвосте, вытянутом за Нептуном, то идут параллельно друг другу, то скручиваются в жгут.
    Такая магнитосфера с сильно меняющейся формой уникальна среди всех планет. К тому же магнитная ось значительно, на 13 500 км, то есть примерно на половину радиуса планеты, удалена от ее центра. Столь сильное смещение обусловлено удаленным расположением слоя жидкого водорода, в котором при движении электрически заряженных частиц и генерируется магнитное поле. Время от времени над Нептуном возникает свечение, называемое на Земле полярным сиянием. Это газ в верхних слоях атмосферы взаимодействует с частицами больших энергий, прилетающими с солнечным ветром. Из-за сильного наклона магнитной оси сияния на Нептуне располагаются вовсе не над его полюсами, а на удалении от них на 40-50°, поэтому их уже нельзя назвать полярными. Если бы так было на Земле, то сияния наблюдались бы не в Сибири, Гренландии и Антарктиде, а в Южной Европе, Средней Азии, Японии и Новой Зеландии.

http://up-brands.ru/firmennyiy-stil/ логотип и фирменный стиль.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru