Открытие нептуна

Обнаружение новой планеты

Иоганн Готфрид Галле

Генрих Луи д’Арре

Иоганн Галле, получив письмо Леверье 23 сентября, тем же вечером приступил к наблюдениям. Поскольку поиск новой планеты не входил в плановые наблюдения Берлинской обсерватории, на внеплановую работу нужно было получить разрешение директора обсерватории И. Ф. Энке, который отличался большой педантичностью в соблюдении регламента наблюдений и изрядным скепсисом в отношении инициатив молодых сотрудников. Поначалу Энке отказал Галле, но после настойчивых просьб последнего дал согласие, поскольку уходил на празднование своего юбилея (23 сентября 1846 Энке исполнилось 55 лет).
Помочь Галле в поисках новой планеты с энтузиазмом вызвался 24-летний студент Генрих д’Арре (в некоторых российских источниках его фамилию транскрибируют как д’Аррест).

Для наблюдений был использован ахроматический 23-сантиметровый рефрактор, изготовленный компанией И.Фраунгофера.

Для поиска новой планеты было два возможных пути:

  • 1.По видимому перемещению относительно звёзд (в этом случае каждую звезду в районе предполагаемого нахождения новой планеты надо было наблюдать дважды с интервалом в несколько дней, фиксируя её точные координаты);
  • 2.По видимому диску, размер которого, как указывал Леверье, должен был составлять порядка 3″.

Поначалу Галле, направив телескоп в указанную Леверье точку неба, не обнаружил новой планеты. Тогда д’Арре предложил третий способ поиска: использовать карту звёздного неба, сличая светила, нанесённые на карту с теми, которые реально наблюдаются на небе. Поскольку неизвестной планеты на карте не может быть, ей окажется звезда, не обозначенная на звёздной карте. Для этого требовалась достаточно подробная и точная звёздная карта, и такая карта в Берлинской обсерватории имелась. Это была карта звёздного атласа Берлинской академии наук, составленная Карлом Бремикером и напечатанная в конце 1845 года. (К сентябрю 1846 года эта карта ещё не была разослана в обсерватории Великобритании и Франции).

Взяв карту Бремикера, Галле и д’Арре продолжили наблюдения. Галле по очереди называл звёзды, их положение и блеск, а д’Арре отмечал их на карте. Сразу же после полуночи (в 0 часов 0 минут 14 секунд 24 сентября) Галле назвал звезду примерно 8-й звёздной величины, которую д’Арре на карте не нашёл. Её положение отличалось от указанного Леверье на 52′. С этим известием, несмотря на поздний час, д’Арре побежал к Энке, который присоединился к наблюдениям молодых коллег, и они втроём наблюдали за обнаруженным объектом до его захода в 2 ч 30 мин. Окончательной уверенности, что наблюдаемое светило является новой планетой, у них не было, поскольку из-за слабости выбранного окуляра телескопа диск светила они рассмотреть так и не смогли. Было решено продолжить наблюдения на следующую ночь. Наблюдения вечером 24 сентября велись уже в телескоп с окуляром, дающим 320-кратное увеличение, и в этот вечер все трое наблюдателей смогли, во-первых, разглядеть у нового светила диск размером примерно 3″, а во-вторых, обнаружить его видимое собственное движение — примерно 70″ к западу, что полностью совпадало с оценками Леверье. После этого никаких сомнений не оставалось: новая планета Солнечной системы открыта. Об этом открытии Галле уведомил Леверье письмом от 25 сентября.

Опоздавший Адамс

Английский математик и астроном Джон Кауч Адамс (1819-1892 гг.) к моменту открытия Нептуна был еще совсем молодым ученым, только что выдержавшим экзамен на магистерскую степень.

В это же время занялся исследованием неправильностей в движение планеты Уран и к 1846 г. понял, что причина этих явлений — существование еще одной планеты, более отдаленной от Солнца.

О своих расчетах Адамс сообщил королевскому астроному Айри, но тот не придал особого значения выводам молодого ученого.

Лишь в 1847 г. работа Адамса, посвященная странному поведению Урана, была опубликована. В ней приводились все необходимые расчеты, но Адамс… опоздал.

К этому времени Нептун был уже обнаружен, определено его точное положение и основные элементы орбиты. И сделали это французский математик и специалист по небесной механике Урбен Леверье и немецкий астроном Иоганн Галле.

Нептун и пояс Койпера

Пояс Койпера вокруг орбиты Нептуна

За пределами орбиты Нептуна располагается пояс Койпера – большой круг, окутывающий Солнечную систему. Он состоит из планет и астероидов разного происхождения. Например, Плутон, который долгое время считался девятой планетой, находится в данной области.

Орбита Нептуна лежит практически на внутренней границе пояса Койпера. Более того, планета и сформировала его. Вращаясь вокруг Солнца, она оказывает гравитационное воздействие на ближайшие объекты, находящиеся за пределами системы. Те поддаются влиянию гиганта и также начинают двигаться по определенной траектории, образуя гигантский диск толщиной примерно в 15 а.е.

История открытия

Орбита небесного тела является наиболее длинной. Полностью планета проделывает полный оборот вокруг светила за 164,79 земных лет. Такая неторопливость и сбила с толку великого Галилео Галилея, который впервые наблюдал небесное тело в 1612 году. Он счел его неподвижной звездой. Что и стоило ему славы первооткрывателя, а встреча с Нептуном задержалась почти на двести лет.

В 1821 году исследователь Урана Алексис Бувар обновлял астрономические таблицы его орбиты. Стало понятно, что имеются странные аномалии, вызвать которые могло только другое небесное тело, скорее всего — планета. Но более подробно к этому вопросу ученые не возвращались еще более 20-ти лет. В 1843 году английский астроном Джон Куч Адамс смог вычислить орбиту гипотетически существующей планеты. Его расчеты причин изменений орбиты Урана были отправлены королевскому астроному, но углубляться в новые исследования никто не стал.

Чуть позже расчеты произвел Урбен Леверье. Парижские коллеги не поддержали его. И только в июне 1846 года удалось убедить директора обсерватории в Кембридже начать поиски математически рассчитанной планеты. Два месяца велись наблюдения, но обработку результатов отложили, поэтому планету так и не идентифицировали.

В сентябре 1846 года Леверье обратился к берлинским астрономам. Ему помог студент, Генрих д’Арре, предложив сравнить карту Лаверье с актуальным небом. Только так можно было подтвердить движение небесного тела. Догадка подтвердилась при первом же наблюдении. Сам директор обсерватории Иоганн Энке Галле лично присутствовал при наблюдениях, убеждаясь — это действительно неизвестная ранее планета. Открытие Нептуна зарегистрировано 23 сентября 1846 года.

Британские и французские ученые еще долго оспаривали пальму первенства открытия Нептуна. В конце-концов решили поделить это право между Адамсом и Леверье. Но уже в 20-ом веке в архиве Гринвичской обсерватории нашлись документы, которые позволили историкам оспорить заслуги Адамса. Его расчеты были приблизительными, а отказ от дальнейших исследований позволяет назвать притязания британцев на равные права в открытии Нептуна настоящим воровством.

Исследование

Единственным кораблем, побывавшим возле Нептуна, остается Вояджер-2. Его пролет состоялся в 1989 году на отдаленности в 4800 км над северным полюсом. Это была последняя крупная планета, поэтому решили также посетить Тритон. Аппарат успел взглянуть на Нереиду. Удалось подтвердить наличие магнитного поля у планеты и зафиксировать, что оно смещено от центра.

Вояджер-2 отметил период вращения оси, а также активную погодную систему. Он нашел 6 новых спутников и отобразил кольца. Сейчас миссии к Нептуну не планируются. Но в 2020-2030-х гг. могут запустить Флагманский проект. В 2019 году может отправиться корабль Арго, который посетит Юпитер, Сатурн, Нептун и пояс Койпера.

Участок с транс-нептуновыми объектами все еще остается огромной тайной. Поэтому в ближайшие десятки лет ученые все же решатся отправить туда зонд на разведку, а также узнать больше о составе планеты Нептун.

Полезные статьи:

  • Интересные факты о Нептуне;
  • Нептун и Плутон;
  • Нептун и Земля
  • Жизнь на Нептуне
  • Кто открыл Нептун?
  • Как Нептун получил свое имя?
  • Сколько спутников у Нептуна?

Положение и движение Нептуна

  • Орбита Нептуна;
  • Осевой наклон Нептуна
  • Расстояние до Нептуна;
  • Расстояние от Нептуна до Солнца
  • Сколько лететь до Нептуна;
  • День на Нептуне

Строение Нептуна

  • Размеры Нептуна;
  • Радиус Нептуна
  • Состав Нептуна;
  • Масса Нептуна;
  • Диаметр Нептуна;

Поверхность Нептуна

  • Поверхность Нептуна
  • Атмосфера Нептуна;
  • Погода на Нептуне
  • Гравитация на Нептуне
  • Температура на Нептуне;
  • Цвет Нептуна;

Кольца Нептуна

У Нептуна, как и у других планет-гигантов, есть система колец. Они очень слабые и состоят, предположительно, из ледяных и пылевых частиц. Впервые эти кольца были обнаружены «Вояджером-2». С Земли их, конечно, не видно.

Кольца Нептуна на снимке «Вояджера-2».

Всего у Нептуна 5 колец, которые названы именами учёных, приложивших усилия к открытию планеты – Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс. Самое широкое кольцо Ласселла, шириной 4000 км. Этот учёный всего через 17 дней после открытия планеты обнаружил её спутник Тритон.

А вот кольцо Леверье, первооткрывателя, шириной всего 113 км. Другие кольца еще уже, самое узкое – кольцо Адамса, шириной в 35 км, но оно и самое яркое.

Краткое описание и характеристики Нептуна

После того как Плутон был исключен из списка планет, Нептун стал по расположению самым дальним от Солнца объектом планетарного типа в нашей системе. Он находится на расстоянии в среднем 4,5 млрд км от Звезды, свет которой идет сюда больше 4 часов.

Нептун летит в пространстве со скоростью 5,5 км/с, проходя полностью один орбитальный круг почти за 165 земных лет. Очередной местный год начался там в июле 2011 г. Смена сезонов на Нептуне тоже есть, каждое время года длится примерно по 40 лет.

Между Землей и планетой в разные периоды от 4,3 до 4,6 млрд км. Это не дает возможности землянам увидеть планету невооруженным глазом: нужен телескоп с минимум 200-кратным увеличением и 250-миллиметровой линзой. При наблюдении Нептун будет выглядеть шаром синего цвета. Окраска объясняется большим содержанием в газовой оболочке метана.

Планета Нептун при наблюдении в очень мощный телескоп с Земли. Credit: Skyscrapers, Inc.

16 часов длится оборот гиганта вокруг своей оси, и столько же времени движется вместе с планетой ее магнитное поле. Атмосфера из-за отсутствия у объекта твердой поверхности ведет себя иначе. Около экватора газовая оболочка совершает 1 оборот за 18 часов, около полюсов — за 12. Это объясняет возникновение нептунианских ураганов, самых сильных в Солнечной системе. Их скорость может достигать 600 м/с.

Самый крупный зафиксированный вихрь — Большое темное пятно размером около 13х6,5 тыс. км (что сопоставимо с габаритами Земли). Скорость ветров на его границах достигала сверхзвуковой. Пятно постоянно меняло свои очертания. Не понятно, насколько долго этот вихрь бушевал на планете.

Структура планеты Нептун. Credit: universetoday.ru.

Обнаружен он был зондом «Вояджер-2» только в 1989 г. Не ясно и точное время его исчезновения — отсутствие урагана зафиксировал в 1994 г. космический телескоп «Хаббл» при попытке сфотографировать объект.

Основные физические характеристики Нептуна:

  • средний радиус — 24,6 тыс. км;
  • масса — 100 скстлн т (секстиллион — 10 в 21 степени);
  • средняя плотность тверди — 1,6 г/куб. см.

Среди всех планет Солнечной системы Нептун — третий по массе и четвертый по диаметру. Он тяжелее Земли в 17 раз и в 4 раза больше ее по длине экватора.

Строение Нептуна напоминает Уран. Верхнюю часть планеты (до 20% ее массы) занимает газовая оболочка, ниже — мантия из смеси жидких метана и аммиака. Ученые называют нептунианскую мантию ледяной, но со льдом ее роднит только высокая плотность. В действительности это скорее кипящий океан с температурой +1700…+4700°С. Ниже мантии расположено ядро из солей кремния и чистого железа. Температура здесь достигает +5500°С.

В верхних слоях атмосферы Нептуна находятся преимущественно водород (80%) и гелий (20%). По мере приближения к поверхности в воздухе увеличивается содержание метана, придающего небесному телу синий цвет. Привычное явление для нижних слоев газовой оболочки — сероводородные и аммиачные облака.

№8

Самый
крупный спутник Нептуна — Тритон. Он
был обнаружен через месяц после того,
как была
открыта планета. Тритон
был открыт британским астрономом
Уильямом Ласселлом в
1846 году. Второй спутник, Нереиду,
обнаружили только через 3 года, в 1949
году. Благодаря
Voyager 2 и телескопу Хаббла на сегодня
известно 14 спутников этой планеты.

Стоит немного больше внимания уделить Тритону. В отличие от других спутников, этот движется в противопоожном направлении вокруг планеты. По этой причине астрономы сделали предположение, что Тритон — это не оригинальный спутник Нептуна, а небесное тело, которое захватила гравитация планеты, и заставила вращаться вокруг нее.

Рекомендуем также прочитать: Интересные факты о Сатурне для детей и его описание

Доклад №2

Человечество, со времен открытия Коперником солнечной системы, пыталось рассмотреть в звездном небе новые созвездия и планеты. Так произошло с планетами Нептун и Плутон. Эти две планеты открыты путем математических вычислений, а затем их существование доказано фактами.

А начиналась эта история в марте 1781 года, когда Вильямом Гершелем, была замечена новая планета в районе созвездия Близнецов. Первая планета, открытая при помощи телескопа. Назвали эту планету Уран, она стала седьмой в Солнечной системе. Планета совершала полный период вращения около Солнца за 84 года. Поэтому открытие восьмой планеты немного затянулось. Ведя постоянные наблюдения за Ураном, двое ученых, независимо друг от друга сделали теоретические раскладки о существовании еще одной планеты. Уран делал весьма заметное отклонение от траектории, что можно было объяснить только существованием рядом небесного объекта очень приличных размеров. Один ученый, это француз Урбан Леверье, другой — молодой англичанин Джон Адамс. На доклад Адамса, сделанный на несколько недель раньше, внимания не обратили. А доклад Леверье восприняли со всей серьезностью. Но в результате справедливость восстановили, и Леверье и Адамс сейчас являются открывателями планеты. Назвали ее Нептун. Открытие подтвердилось 1846 году, астрономом Иоганном Галле. Местонахождение Нептуна рассчитано очень точно, погрешность составила всего один градус. Нептун имеет третью массу и 24622 километра в радиусе.

Уже в 1848 году, американец Пирс, сопоставил все возможные отклонения от траектории Нептуна и предсказал наличие девятой планеты. Активным поиском занимался Персиваль Ловелл, который высказал свои предположения, что новая планета имеет период вращения 282 года и составляет 13 величину. С 1908 года производил фотографирование звезд через телескоп, в районе созвездия Близнецов. Звезда 15 величины не привлекла его внимания, а именно она оказалась новой планетой. Генри Пикеринг, также работавший в этой обсерватории, произвел похожие вычисления и обнаружил звезду пятнадцатой величины, хорошо заметную на фотографиях Ловелла за 1914 год. История повторилась. Планету назвали Плутон, в честь Бога подземного мира.

9 класс

Основы о Нептуне

Нептун — восьмая планета в Солнечной системе. Он находится так далеко от Солнца, что для его вращения почти 165 лет. Нептун сопровождается как минимум четырнадцатью лунами. Мы можем обнаружить других, но, как и Уран, Нептун до сих пор изучался очень кратко. Атмосфера Нептуна очень активная. Это подметено регулярными штормами и сильными ветрами. Это единственная планета, которая была открыта в теории до того, как была открыта на практике, что является убедительным свидетельством эффективности ньютоновской механики.

Изображение NASA / Voyager 2 Team , через Wikimedia Commons

источники

Внутренне тепло

Пока никто не знает, почему Нептун нагревается внутри. Планета расположена самой последней, но находится в одной температурной категории с Ураном. По факту, Нептун производит в 2.6 раз больше энергии, чем получает от звезды.

Внутренний нагрев в сочетании с морозным пространством приводит к серьезному температурному колебанию. Формируются ветры, способные разогнаться до 2100 км/ч. Внутри есть каменистое ядро, прогревающееся на тысячи градусов. Вы можете посмотреть какая поверхность Нептуна на верхнем фото, чтобы запомнить главные формирования атмосферы гиганта.

Полезные статьи:

  • Интересные факты о Нептуне;
  • Нептун и Плутон;
  • Нептун и Земля
  • Жизнь на Нептуне
  • Кто открыл Нептун?
  • Как Нептун получил свое имя?
  • Сколько спутников у Нептуна?

Положение и движение Нептуна

  • Орбита Нептуна;
  • Осевой наклон Нептуна
  • Расстояние до Нептуна;
  • Расстояние от Нептуна до Солнца
  • Сколько лететь до Нептуна;
  • День на Нептуне

Строение Нептуна

  • Размеры Нептуна;
  • Радиус Нептуна
  • Состав Нептуна;
  • Масса Нептуна;
  • Диаметр Нептуна;

Поверхность Нептуна

  • Поверхность Нептуна
  • Атмосфера Нептуна;
  • Погода на Нептуне
  • Гравитация на Нептуне
  • Температура на Нептуне;
  • Цвет Нептуна;

Последняя картинка

У последней картинки нет подписи, и ещё она перекрывает фон от цитат. Надо бы это дело переделать как-то. ~Нирваньчик~ øβς 19:09, 6 мая 2014 (UTC)

Подправил и картинку, и содержание.—Mvk608 04:39, 7 мая 2014 (UTC)

Здесь находятся завершившиеся обсуждения. Просьба не вносить изменений.

Рецензирование статьи Открытие Нептуна

Статья получила статус добротной и по мнению ряда участников, достойна номинирования в ХС.—Mvk608 15:14, 9 мая 2014 (UTC)

Пожалуйста, переформулируйте на своё усмотрение подпись к File:Gravitational perturbation.svg: нынешняя не соответствует ни рисунку, ни здравому смыслу. Смысл-то просто в том, что в положении a поле внешней планеты ускоряет движение внутренней, в положении b — замедляет его. Retired electrician (talk) 04:04, 10 мая 2014 (UTC)

Сделано—Mvk608 04:48, 10 мая 2014 (UTC)

Замечания

  • Главное в статье не хватает того, как именно был осуществлен расчёт орбиты планеты. Какой математический аппарат был использован? Вероятно была решена расширенная задача двух тел, что представляет собой систему дифференциальных уравнений. Как её решали? Аналитически или некими приближенными методами. Кстати в книге «Гребенников Е. А., Рябов Ю. А. Поиски и открытия планет», упомянутой в статье, есть целый раздел, посвященный непосредственно расчёту.
  • Половина статьи без источников. В существующих источниках необходимо проверить оформление и существование.
    • ссылки «Открытие Нептуна. Британский кейс. (англ.)» и «Frommers: Deutsches Museum (accessed September 25th 2010)» не работают
    • ссылки на статьи и книги необходимо оформить шаблонами «статья» и «книга»
    • «Гребенников Е. А., Рябов Ю. А. Поиски и открытия планет» — о каком издании идёт речь в сносках? В статье зачем-то приведено два. Книга, между прочим, доступна в полном тексте и можно было бы везде страницы проставить.
  • Невнятное оформление некоторых численных данных:
    • Расхождение … составляло … 1°,9
    • составила 0″,1 — что вообще имеется ввиду? — Saidaziz 05:16, 10 мая 2014 (UTC)

Поздний анализ

Нептун в 1989 году, полученный зондом » Вояджер-2″.

Расхожее мнение о том, что открытие Нептуна следует «приписать и Адамсу, и Леверье», недавно было подвергнуто сомнению, поставив под сомнение отчеты Эйри, Чаллиса и Адамса в 1846 году.

В 1999 году переписка Адамса с Эйри, утерянная Гринвичской королевской обсерваторией, была заново открыта в Чили среди имущества астронома Олина Дж. Эггена после его смерти. В интервью в 2003 году историк Николас Коллерстрем пришел к выводу, что притязания Адамса на Нептун были намного слабее, чем предполагалось, поскольку он неоднократно колебался в отношении точного местоположения планеты с оценками в пределах 20 градусов дуги. По словам Коллерстрома, роль Эйри как ограниченного начальника, сознательно игнорирующего молодой интеллект, была в значительной степени построена после того, как была обнаружена планета, чтобы повысить репутацию Адамса, а, следовательно, и Британии. В более поздней статье Шихана, Коллерстрома и Ваффа в журнале Scientific American более смело утверждалось, что «Британцы украли Нептун», а в заключении говорилось: «Это достижение принадлежит только Леверье».

Состав и поверхность Нептуна

Планеты Уран и Нептун относят к отдельному классу ледяных гигантов, и неспроста. В центре Нептун имеет скалистое ядро, состоящее из силикатов и металлов, затем идёт ледяная мантия из метанового льда, воды и аммиака. Затем располагается атмосфера из гелия, водорода и метана.

Строение планеты Нептун.

Однако не надо думать, что в мантии Нептуна находится привычный нам лёд – замёрзшая жидкость. На самом деле мантия очень горячая, так как давление там достигает огромных цифр. Температура достигает 2000 — 5000 К, практически как на поверхности Солнца. Но при этом вещество, образованное при таких экстремальных давлениях, всё равно называют льдом, хотя оно представляет собой очень плотную и очень горячую жидкость, преимущественно из аммиака. Это особое состояние, которое называется «горячий лёд».

Есть гипотеза, что на глубине 7000 км под действием огромного давления и температуры из метана образуются алмазные кристаллы, оседающие затем ближе к ядру. Возможно, там есть даже огромный алмазоносный слой.

Спутники синего гиганта

Нептун имеет 14 открытых на сегодня естественных лун, самая крупная из них — Тритон, обнаруженный через 2 недели после открытия самой планеты. Этот ледяной спутник со множеством действующих криовулканов единственный из соседей движется в ретроградном направлении.

Он постепенно сближается с центральной планетой и однажды разрушится, превратившись в шестое кольцо. Масса Тритона составляет примерно 99,5% от общего веса всех местных спутников.

Второй из нептунианских лун открыли Нереиду. Это случилось в 1949 г. До сих пор спутник остается одним из наименее изученных в Солнечной системе. Следующие 6 объектов обнаружила в 1989 г. станция «Вояджер-2». Последние мелкие сателлиты были открыты уже в XXI в.

Состав и структура

«Поверхность» Нептуна – одно из наиболее активных мест в Солнечной системе

При радиусе в 24622 км Нептун стоит на 4-м месте по величине среди солнечных планет. По массе (1.0243 х 1026 кг) в 17 раз превосходит земную. Присутствие метана впитывает красные длины волн и отбивает синие. Ниже представлен рисунок строения Нептуна.

Внутренняя структура Нептуна

Состоит из скалистого ядра (силикаты и металлы), мантии (водные, метановые и аммиачные льды), а также гелиевой, метановой и водородной атмосферы. Последняя делится на тропосферу, термосферу и экзосферу.

В тропосфере температура уменьшается с высотой, а в стратосфере растет с повышением. В первой давление удерживается на 1-5 бар, поэтому здесь и расположена «поверхность».

Верхний слой состоит из водорода (80%) и гелия (19%). Можно отметить облачные формирования. Сверху температура позволяет метану конденсироваться, а также есть аммиачные, водные, сульфидно-аммониевые и сероводородные облака. В нижних областях давление достигает 50 бар, а температурная отметка – 0.

Атмосфера Нептуна с отображением характерных особенностей

В термосфере наблюдается высокий нагрев (476.85°C). Нептун крайне далеко расположен от звезды, поэтому нужен другой механизм нагрева. Это может быть контакт атмосферы с ионами в магнитном поле или же гравитационные волны самой планеты.

Поверхность Нептуна лишена твердости, поэтому атмосфера вращается дифференциально. Экваториальная часть совершает обороты с периодом в 18 часов, магнитное поле – 16.1 часов, а полярная зона – 12 часов. Именно поэтому возникают сильные ветры. Три масштабных зафиксировал Вояджер-2 в 1989 году.

Первый шторм простирался на 13000 х 6600 км и смахивал на Большое Красное Пятно Юпитера. В 1994 году телескоп Хаббл попытался отыскать Большое Темное Пятно, но его не было. Зато на территории северного полушария образовалось новое.

Большое Темное Пятно, запечатленное телескопом Хаббл

Скутер – еще один шторм, представленный светлым облачным покровом. Они находятся южнее Большого Темного Пятна. В 1989 году также заметили и Маленькое Темное Пятно. Сначала оно казалось полностью темным, но когда аппарат приблизился, то удалось зафиксировать яркое ядро.

Состав и поверхность

Эту разновидность объектов именуют ледяными гигантами. Присутствует скалистое ядро (металлы и силикаты), мантия, созданная из воды, метанового льда, аммиаков и водородной, гелиевой и метановой атмосферы. Детальное строение Нептуна просматривается на рисунке.

Внутреннее строение Нептуна

В ядре присутствует никель, железо и силикаты, а по массе в 1.2 раз обходит нашу. Центральное давление возрастает до 7Мбар, что вдвое выше нашего. Обстановка накаляется до 5400 К. На глубине в 7000 км метан трансформируется в алмазные кристаллы, которые опускаются вниз в виде града.

Мантия достигает в 10-15 раз превосходит земную массу и наполнена аммиачной, метановой и водной смесью. Вещество называют ледяным, хотя в реальности это плотная раскаленная жидкость. Атмосферный слой простирается на 10-20% от центра.

В нижних атмосферных слоях можно заметить, как возрастают метановые, водные и аммиачные концентрации.

Спутники Нептуна

Вид Нептуна со спутника Тритон, в представлении художника

Первый спутник – Тритон – был замечен спустя месяц после грандиозного открытия Нептуна. Его масса равняется 99% от всей системы спутников. Появление Тритона связывают с возможным захватом из пояса Койпера. Пояс Койпера — обширная область, заполненная объектами размером с небольшой спутник, но есть немногие из них размером с Плутон и некоторые, может даже и больше. За поясом Койпера располагается облако Оорта — место откуда к нам прилетают кометы. Облако Оорта простирается почти на полпути к ближайшей звезде.

Тритон — одна из трех лун в нашей системе, обладающая атмосферой. Тритон единственный имеет сферическую форму. Всего в компании Нептуна 14 небесных тел, названных именами более мелких богов морских глубин.

Размер, масса и орбита

При радиусе в 24622 км это четвертая по крупности планета, которая вчетверо крупнее нашей. С массой 1.0243 х 1026 кг обходит нас в 17 раз. Эксцентриситет составляет всего 0.0086, а расстояние от Солнца до Нептуна – 29.81 а.е. в приближенном состоянии и 30.33. а.е. на максимальном.

Полярное сжатие0,0171

± 0,0013

Экваториальный

радиус

24 764

± 15 км

Полярный радиус24 341 ± 30 км
Площадь поверхности7,6408·109 км²
Объём6,254·1013 км³
Масса1,0243·1026 кг
Средняя плотность1,638 г/см³
Ускорение свободного

падения на экваторе

11,15 м/с²
Вторая космическая

скорость

23,5 км/c
Экваториальная скорость

вращения

2,68 км/с 9648 км/ч
Период вращения0,6653 дня 15 ч 57 мин 59 с
Наклон оси28,32°
Прямое восхождение

северного полюса

19ч 57м 20с
Склонение северного полюса42,950°
Альбедо0,29 (Бонд) 0,41 (геом.)
Видимая звёздная величина8,0—7,78m
Угловой диаметр2,2″—2,4″

На сидерический оборот уходит 16 часов, 6 минут и 36 секунд, а на орбитальный проход – 164.8 лет. Наклон оси Нептуна – 28.32° и напоминает земной, поэтому планета проходит сквозь похожие сезонные перемены. Но стоит прибавить фактор длительной орбиты, и получим сезон с продолжительностью в 40 лет.

Планетарная орбита Нептуна влияет на пояс Койпера. Из-за гравитации планеты некоторые объекты лишаются стабильности и создают разрывы в поясе. В некоторых пустых участках проходит орбитальный путь. Резонанс с телами – 2:3. То есть, тела завершают 2 орбитальных прохода на каждые 3 у Нептуна.

Перигелий4 452 940 833 км 29,76607 а. е.
Афелий4 553 946 490 км 30,44125 а. е.
Большая полуось4 503 443 661 км 30,10366 а. е.
Эксцентриситет

орбиты

0,011214
Сидерический период

обращения

60 190,03 дня 164,79 года
Синодический

периодобращения

367,49 дня
Орбитальная скорость5,4349 км/с
Средняя аномалия267,7672°
Наклонение1,767975°
Долгота восходящего узла131,7943°
Аргумент перицентра265,6468°
Чей спутникСолнца
Спутники

Ледяной гигант располагает троянскими телами, устроившимися на точках Лагранжа L4 и L5. Некоторые даже поражают своей стабильностью. Скорее всего, они просто создались рядом, а не притянулись гравитационно позже.

Обнаружение новой планеты[править | править код]

Иоганн Готфрид Галле

Генрих Луи д’Арре

Иоганн Галле, получив письмо Леверье 23 сентября, тем же вечером приступил к наблюдениям. Поскольку поиск новой планеты не входил в плановые наблюдения Берлинской обсерватории, на внеплановую работу нужно было получить разрешение директора обсерватории И. Ф. Энке, который отличался большой педантичностью в соблюдении регламента наблюдений и изрядным скепсисом в отношении инициатив молодых сотрудников. Поначалу Энке отказал Галле, но после настойчивых просьб последнего дал согласие, поскольку уходил на празднование своего юбилея (23 сентября 1846 Энке исполнилось 55 лет). Помочь Галле в поисках новой планеты с энтузиазмом вызвался 24-летний студент Генрих д’Арре (в некоторых российских источниках его фамилию транскрибируют как д’Аррест).

Для наблюдений был использован ахроматический 23-сантиметровый рефрактор, изготовленный компанией И.Фраунгофера.

Для поиска новой планеты было два возможных пути:

  • 1.По видимому перемещению относительно звёзд (в этом случае каждую звезду в районе предполагаемого нахождения новой планеты надо было наблюдать дважды с интервалом в несколько дней, фиксируя её точные координаты);
  • 2.По видимому диску, размер которого, как указывал Леверье, должен был составлять порядка 3″.

Поначалу Галле, направив телескоп в указанную Леверье точку неба, не обнаружил новой планеты. Тогда д’Арре предложил третий способ поиска: использовать карту звёздного неба, сличая светила, нанесённые на карту с теми, которые реально наблюдаются на небе. Поскольку неизвестной планеты на карте не может быть, ей окажется звезда, не обозначенная на звёздной карте. Для этого требовалась достаточно подробная и точная звёздная карта, и такая карта в Берлинской обсерватории имелась. Это была карта звёздного атласа Берлинской академии наук, составленная Карлом Бремикером и напечатанная в конце 1845 года. (К сентябрю 1846 года эта карта ещё не была разослана в обсерватории Великобритании и Франции).

Взяв карту Бремикера, Галле и д’Арре продолжили наблюдения. Галле по очереди называл звёзды, их положение и блеск, а д’Арре отмечал их на карте. Сразу же после полуночи (в 0 часов 0 минут 14 секунд 24 сентября) Галле назвал звезду примерно 8-й звёздной величины, которую д’Арре на карте не нашёл. Её положение отличалось от указанного Леверье на 52′. С этим известием, несмотря на поздний час, д’Арре побежал к Энке, который присоединился к наблюдениям молодых коллег, и они втроём наблюдали за обнаруженным объектом до его захода в 2 ч 30 мин. Окончательной уверенности, что наблюдаемое светило является новой планетой, у них не было, поскольку из-за слабости выбранного окуляра телескопа диск светила они рассмотреть так и не смогли. Было решено продолжить наблюдения на следующую ночь. Наблюдения вечером 24 сентября велись уже в телескоп с окуляром, дающим 320-кратное увеличение, и в этот вечер все трое наблюдателей смогли, во-первых, разглядеть у нового светила диск размером примерно 3″, а во-вторых, обнаружить его видимое собственное движение — примерно 70″ к западу, что полностью совпадало с оценками Леверье. После этого никаких сомнений не оставалось: новая планета Солнечной системы открыта. Об этом открытии Галле уведомил Леверье письмом от 25 сентября.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий