Орбита нептуна

Определение массы небесных тел

Закон всемирного тяготения Ньютона позволяет измерить одну из важнейших физических характеристик небесного тела — его массу.

Массу небесного тела можно определить:

а) из измерений силы тяжести на поверхности данного тела (гравиметрический способ);

б) по третьему (уточненному) закону Кеплера;

в) из анализа наблюдаемых возмущений, производимых небесным телом в движениях других небесных тел.

Первый способ применим пока только к Земле, и заключается в следующем.

На основании закона тяготения ускорение силы тяжести на поверхности Земли легко находится из формулы (1.3.2).

Ускорение силы тяжести g (точнее, ускорение составляющей силы тяжести, обусловленной только силой притяжения), так же как и радиус Земли R ,определяется из непосредственных измерений на поверхности Земли. Постоянная тяготения G достаточно точно определена из опытов Кэвендиша и Йолли, хорошо известных в физике.

С принятыми в настоящее время значениями величин g, R и G по формуле (1.3.2) получается масса Земли. Зная массу Земли и ее объем, легко найти среднюю плотность Земли. Она равна 5,52 г/см3

Третий, уточненный закон Кеплера позволяет определить соотношение между массой Солнца и массой планеты, если у последней имеется хотя бы один спутник и известны его расстояние от планеты и период обращения вокруг нее.

Действительно, движение спутника вокруг планеты подчиняется тем же законам, что и движение планеты вокруг Солнца и, следовательно, третье уравнение Кеплера может быть записано в этом случае так:

(2.2.1)

где М — масса Солнца, кг;

т — масса планеты, кг;

m_c — масса спутника, кг;

Т — период обращения планеты вокруг Солнца, с;

t_c — период обращения спутника вокруг планеты, с;

a — расстояния планеты от Солнца, м;

а_с — расстояния спутника от планеты, м;

Разделив числитель и знаменатель левой части дроби этого уравнения па т и решив его относительно масс, получим

)= (2.2.2)

Отношение для всех планет очень велико; отношение же наоборот, мало (кроме Земли и ее спутника Луны) и им можно пренебречь. Тогда в уравнении (2.2.2) останется только одно неизвестное отношение , которое легко из него определяется. Например, для Юпитера определенное таким способом обратное отношение равно 1 : 1050.

Так как масса Луны, единственного спутника Земли, сравнительно с земной массой достаточно большая, то отношением в уравнении (2.2.2) пренебрегать нельзя. Поэтому для сравнения массы Солнца с массой Земли необходимо предварительно определить массу Луны. Точное определение массы Луны является довольно трудной задачей, и решается она путем анализа тех возмущений в движении Земли, которые вызываются Луной.

Под влиянием лунного притяжения Земля должна описывать в течение месяца эллипс вокруг общего центра масс системы Земля — Луна.

По точным определениям видимых положений Солнца в его долготе были обнаружены изменения с месячным периодом, называемые “лунным неравенством”. Наличие “лунного неравенства” в видимом движении Солнца указывает на то, что центр Земли действительно описывает небольшой эллипс в течение месяца вокруг общего центра масс “Земля — Луна”, расположенного внутри Земли, на расстоянии 4650 км от центра Земли. Это позволило определить отношение массы Луны к массе Земли, которое оказалось равным . Положение центра масс системы “Земля — Луна” было найдено также из наблюдений малой планеты Эрос в 1930—1931 гг. Эти наблюдения дали для отношения масс Луны и Земли величину . Наконец, по возмущениям в движениях искусственных спутников Земли отношение масс Луны и Земли получилось равным . Последнее значение наиболее точное, и в 1964 г. Международный астрономический союз принял его как окончательное в числе других астрономических постоянных. Это значение подтверждено в 1966 г. вычислением массы Луны по параметрам обращения ее искусственных спутников.

С известным отношением масс Луны и Земли из уравнения (2.26) получается, что масса Солнца M_? в 333 000 раз больше массы Земли, т.е.

Mз = 2 1033 г.

Зная массу Солнца и отношение этой массы к массе любой другой планеты, имеющей спутника, легко определить массу этой планеты.

Массы планет, не имеющих спутников (Меркурий, Венера, Плутон), определяются из анализа тех возмущений, которые они производят в движении других планет или комет. Так, например, массы Венеры и Меркурия определены по, тем возмущениям, которые они вызывают в движении Земли, Марса, некоторых малых планет (астероидов) и кометы Энке — Баклунда, а также по возмущениям, производимым ими друг на друга.

земля планета вселенная гравитация

Небесные спутники

Нептун имеет 14 известных лун по
состоянию на 2019 год. Его самый большой небесный спутник, Тритон, является
единственной большой луной Солнечной системы, которая имеет ретроградную
орбиту, что означает, что она движется вокруг Нептуна в противоположном
направлении, чем вращение планеты-хозяина. Это любопытное орбитальное
направление может свидетельствовать о том, что Тритон не всегда был луной.

Возможно, он когда-то представлял
собой  двойную систему, похожую на
карликовую планету Плутон и ее луну Харон. Когда он проходил мимо, гравитация
Нептуна «похитила» Тритона из пары и «заперла» его на своей орбите. У Тритона
тонкая атмосфера, которая, кажется, становится теплее, но ученые не знают,
почему.

Пять известных колец камней и пыли
окружают Нептун – все названы в честь астрономов, которые помогли раскрыть
подробности о его ветреном мире: Галле, Леверье, Лассел, Араго, и Адамс. Нептун
также имеет несколько частичных колец, известных как дуги.

Только один космический корабль
когда-либо посещал его темно-синий мир. Это Voyager 2, выпущенный в космос в 1989 году. Хотя многие ученые выступали
с предложениями послать на Нептун дополнительные корабли – эта инициатива пока
не была одобрена.

До тех пор, пока не будет разработан другой план посещения Нептуна, исследователям придется утолять свое любопытство издалека, опираясь на наблюдения с космического телескопа Хаббла, а также на телескопы, основание которых твердо установлено на земле.

Вы можете обсудить эту статью на нашем форуме, достаточно нажать на кнопку ниже.

Как наблюдать Нептун и Уран

Эти планеты похожи по размерам, но при обзоре Нептун найти сложнее. Однако отыщите Уран и сразу же заметите второго гиганта.

Величина Нептуна достигает 7.8-8. Уран при обзоре превосходит яркость любой звезды, а вот Нептун уступает. Поэтому осторожнее используйте диаграммы, и внимательно изучайте участки. Даже самые маленькие телескопы отображают звезды 8-9 величины. Поэтому Нептун проявит себя.

Диск Нептуна показывается в 6-дюймовом телескопе. Но при неблагоприятных условиях его не получится разглядеть. Его свет устойчивый и кажется плотным.

Свое ретроградное движение Нептун начал 15 июня, расположившись на 2.5° восточнее Лямбды Водолея. Планета смещалась в западном направлении в течение лета и достигла оппозиции 4 сентября. 22 ноября начнется перемещение в восточном направлении.

Факты о планете Нептун

• Нептун ни кем не был известен до 1846 года.
• Планета не видна невооруженным глазом и впервые обнаружена в 1846 году при помощи математических вычислений. Названа в честь римского бога моря.
• Планета быстро вращается вокруг своей оси.
• Нептун — самый маленький из ледяных гигантов.
• Несмотря на то, что по размерам планета меньше газового гиганта Урана, он имеет большую массу. Атмосфера Нептуна состоит в основном из водорода, гелия и метана. Внутреннее ядро ​​планеты предположительно твердое.
• Метан поглощает красный свет, что окрашивает планету в голубой цвет. На снимках космических обсерваторий видны парящие облака в атмосфере.
• У Нептуна, очень ураганный климат.
• Большие бури кружатся со скоростью 600 метров в секунду в верхних слоях атмосферы. Один из самых больших наблюдаемых штормов был зафиксирован в 1989 году. Он назывался Великим Темным Пятном. Это явление продолжалось около пяти лет.
• У Нептуна очень тонкие кольца, предположительно состоящие изо льда и мелкой пыли и, возможно, углерода.
• У него имеется 14 лун.
• Самая интересная луна — это Тритон, ледяной мир, извергающий гейзеры льда из азота. Скорее всего, Тритон был захвачен гравитационным притяжением Нептуна очень давно. Это, наверное, самый холодный мир в Солнечной системе.
• К планете отправляли всего одну космическую обсерваторию «Вояджер-2» в 1989 году. Он прислал первые снимки планеты с близкого расстояния. Позже Yubble также изучал планету.

Открытие планеты Нептун

Неведомые космические тела ещё предстоит открыть, а планета Нептун известна людям уже более 160 лет. Началось же всё с обычных астрономических таблиц, увидевших свет в 1821 году. На них была изображена орбита планеты Уран.

Теоретически-рассчитанную окружность сравнил с действительной английский священник и астроном-любитель Томас Джон Хасси (1792-1854) в 1834 году

Святой отец обратил внимание на то, что теория не совпала с практикой. Уран отклонился от намеченной траектории

Это было не бог весть какое расстояние, но факт указывал на то, что возле газового гиганта существует какое-то иное большое космическое тело. Именно оно и влияет на голубовато-зеленоватого красавца и уводит его в сторону.

Астроном-любитель поделился своими наблюдениями с коллегами. В 1843 году британский математик и астроном Джон Кауч Адамс (1819-1892) рассчитал орбиту предполагаемой планеты. Независимо от него, специалист по небесной механике французский математик Урбен Жан Жозеф Леверье (1811-1877) также произвёл соответствующие вычисления. Рассчитанная им орбита отличалась от орбиты Адамса на 11°.

Леверье обратился к немецкому астроному Иоганну Готтфриду Галле (1812-1910), чтобы последний проверил его математические выкладки на практике. Тот любовался ночным небом из Берлинской обсерватории и имел все технические возможности для установления истины.

Иоганн Галле подключил к этому вопросу увлечённого астрономией студента Генриха Луи д’Арре (1822-1875). Вместе они изучили положение звёзд в той области, где должна была бы находиться предполагаемая планета. Затем свои наблюдения сравнили с картой звёздного неба. Одна из далёких блеклых звёзд поменяла своё местоположение. Она сдвинулась относительно других неподвижных светил.

Не было сомнения – это вовсе не звезда, а далёкая планета, отражающая солнечный свет. Ещё три ночи тщательных наблюдений окончательно убедили астрономов, что Леверье не ошибся в своих расчётах. В бездонной космической бездне по своей орбите двигалась планета. Она находилась дальше Урана и, по сути, вполне могла влиять на его траекторию движения.

Так была обнаружена восьмая планета Солнечной системы. Официальной датой её открытия считается – 23 сентября 1846 года. А вот кто конкретно из людей являлся первооткрывателем? На основании вышесказанного видно, что к данному знаменательному историческому событию приложило руку несколько человек. Кстати, Леверье в своих расчётах ошибся всего на 1°, в то время как Адамс на целых 12°. К тому же французский математик проявил настойчивость и довёл дело до логического конца. Напрашивается вывод: все козыри на руках у Леверье.

Но здесь есть маленький нюанс. Урбен Леверье француз, а Джон Кауч Адамс – британец. Так что признание первооткрывателя представляло из себя отнюдь не борьбу самолюбий отдельных людей – в данном случае была затронута честь страны. Гордые британцы никак не могли уступить пальму первенства каким-то французам, которых они за глаза называли «лягушатниками».

Естественно разгорелись жаркие споры. И хотя по всем показателям Леверье был впереди, политические соображения оказались выше здравого смысла. Франция в конце концов уступила, но не полностью сдала свои позиции, а пошла на компромисс. Джона Кауча Адамса и Урбена Леверье признали сооткрывателями новой планеты.

В наши дни воз и ныне там. Этот щепетильный вопрос так и висит в воздухе. Так что наверное разумнее считать первооткрывателем Нептуна уважаемого немецкого астронома Иоганна Галле. Именно он первым увидел эту планету в телескоп, хоть и с подачи француза Леверье.

Планету открыли, нужно было подумать о названии. Самое первое предложил Иоганн Галле. Он окрестил далёкое космическое тело Янусом – богом входа и выхода, начала и конца в древнеримской мифологии. В данном случае планета являлась концом Солнечной системы и началом безбрежного далёкого пространства, неподвластного силам жёлтой звезды.

Бог морей Нептун

Нептун – бог морей в древнеримской мифологии. Это божество безраздельно властвовало над подводным миром. А так как водная гладь во много раз превосходит сушу, то и власти у Нептуна было гораздо больше нежели у других богов. Океан, в понимании людей, также велик и загадочен как бескрайний Космос. Ассоциация напрашивалась сама собой. Далёкой таинственной планете, вращающейся в тёмной бездне, как раз и подходило имя могучего подводного божества.

Так что новый 1847 год восьмая планета Солнечной системы встретила уже не безымянной

Ей присвоили официальное название Нептун, положив конец спорам и разногласиям в этом важном вопросе.

Возмущения орбиты Урана и их интерпретация

Гипотетическая внешняя планета оказывает гравитационное воздействие на орбиту Урана, в положении a ускоряя его движение, а в положении b — замедляя. На рисунке Уран ближе к Солнцу и обращается против часовой стрелки.

Вскоре после открытия Урана в 1781 году У. Гершелем в движении этой планеты стали выявляться непонятные аномалии — она то «отставала» от расчётного положения, то опережала его

Русский астроном, академик Андрей Лексель, доказавший, что открытый Гершелем объект — планета, обратил внимание на аномалии движения Урана ещё в 1783 году. Изучив особенности движения планеты, Лексель предположил, что на Уран воздействует притяжение неизвестного космического тела, орбита которого расположена ещё дальше от Солнца

Но после смерти Лекселя в 1784 году его идея оставалась вне поля зрения научного сообщества на протяжении десятилетий.

«Проблема Урана» вновь обрела актуальность в 20-х годах XIX века. В 1821 году французский астроном Алексис Бувар опубликовал таблицы положения Урана на много лет вперёд. Но в течение последующих 10 лет данные непосредственных наблюдений Урана всё больше расходились с таблицами Бувара, что вызвало в научном сообществе необходимость объяснения этого феномена. В 1831—1832 годах были выдвинуты следующие гипотезы для объяснения непонятного «поведения» Урана:

1. Уран в своём движении испытывает сопротивление газо-пылевой среды, которая заполняет межпланетное пространство. Это сопротивление и вызывает систематические отклонения от расчётной траектории, построенной без учёта какого-либо сопротивления среды.
2. Уран обладает не открытым ещё спутником, который вызывает наблюдаемые отклонения.
3. Незадолго перед открытием Урана Гершелем произошло столкновение этой планеты или её сближение с кометой, резко изменившее орбиту Урана.
4. Закон притяжения Ньютона не остаётся абсолютно справедливым на таких больших расстояниях от Солнца, на каком находится Уран, и далее.
5. На движение Урана оказывает влияние ещё одна, до сих пор не открытая и не известная планета (см. рисунок).

Варианты 1—3 были отвергнуты астрономическим сообществом практически сразу, в отношении варианта 4 большинство астрономов испытывало серьёзный скептицизм. Таким образом, наиболее вероятной оставалась гипотеза за № 5.

В ряде источников первым человеком, предположившим существование заурановой планеты, называется английский астроном Томас Хасси, хотя Хасси высказал это предположение более чем через 40 лет после А. И. Лекселя. После публикации таблиц Бувара, Хасси на основе собственных наблюдений обнаружил аномалии в орбите Урана и предположил, что они могут быть вызваны наличием внешней планеты. После этого Хасси посетил Бувара в Париже и обсудил с ним вопрос об этих аномалиях. Бувар обещал Хасси провести расчёты, необходимые для поиска гипотетической планеты, если найдёт время для этого. В ноябре 1834 года Хасси направил письмо Д. Б. Эйри (в 1835 году ставшему директором Гринвичской обсерватории), где отметил:

Эйри на это ответил:

Поскольку продолжительность обращения Урана вокруг Солнца составляет 84 года, письмо Эйри охладило энтузиазм Хасси в поисках заурановой планеты.

Но, несмотря на скепсис Эйри, уже к 1836 году в мировом астрономическом сообществе сложилось представление о том, что за орбитой Урана есть достаточно массивная планета и её надо искать. В пользу этого высказывались, например, в 1835 году известный немецкий астроном Э. Б. Вальц и директор обсерватории в Палермо Н. Каччиаторе. Последний даже сообщил, что он наблюдал в мае 1835 года движущееся небесное светило, представляющее, по-видимому, планету, расположенную за орбитой Урана.

Французский астроном Луи Вартман, узнав о наблюдениях Каччиаторе, опубликовал в том же 1836 году заметку, в которой сообщил, что ещё в сентябре 1831 года он также наблюдал движущееся небесное светило и счёл, что это — новая планета, которая должна находиться примерно на двойном расстоянии от Солнца по сравнению с Ураном, а её период обращения должен составлять, следовательно, около 243 лет.

Осталось неизвестным, действительно ли Вартман и Каччиаторе наблюдали новую планету, но, во всяком случае, их слова говорят не только о распространённости гипотезы о существовании неизвестной планеты, но и о том, что был уже поставлен вопрос о местонахождении этой планеты — за орбитой Урана. В то же время точных расчётов характеристик этой планеты и её орбиты не было сделано до середины 1840-х годов в силу чрезвычайной сложности этой задачи небесной механики — как принципиальных, так и технических. Эйри по этому поводу занимал неизменно скептическую позицию, считая задачу в принципе неразрешимой.

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.

Спутники и кольца Нептуна

На сегодняшний день известно, что Нептун имеет тринадцать спутников. Из этих тринадцати только одна обладает большой и сферической формой. Существует научная теория, согласно которой Тритон — самый крупный из спутников Нептуна, представляет собой карликовую планету, которая была захвачена гравитационным полем и поэтому его естественное происхождение остается под вопросом. Доказательства этой теории исходит от ретроградной орбиты Тритона — спутник вращается в противоположном направлении по отношению к Нептуну. Кроме того, С зарегистрированной температурой поверхности -235 °C, Тритон является самым холодным известный объектом в Солнечной системе.

Считается, что Нептун имеет три основных кольца: Адамса, Леверье и Галле. Эта кольцевая система намного слабее, чем у других газовых гигантов. Кольцевая система планеты настолько тусклая, что некоторое время считалось кольца неполноценны. Однако изображения, которые передал Voyager 2 показали, что это на самом деле не так и кольца полностью опоясывают планету.

Для полного оборота по орбите вокруг Солнца Нептуну требуется 164.8 земных лет. 11 июля 2011 года было обозначено завершение первого полного оборота планеты с момента ее открытия в 1846 году.

Нептун был обнаружен Жаном Жозефом Леверье. Планета оставалась неизвестной для древних цивилизаций в силу того, что не была видно с Земли невооруженным взглядом. Первоначально планета называлась Леверье, в честь ее первооткрывателя. Но научное сообщество быстро отказалось от этого названия и было выбрано название Нептун.

Планета была названа Нептун в честь древнеримского бога моря.

Нептун обладает второй по величине силой тяжести в Солнечной системе, уступая только Юпитеру.

Самый большой спутник Нептуна носит название Тритон, он был обнаружен спустя 17 дней после того, как был обнаружен сам Нептун.

В атмосфере Нептуна можно наблюдать шторм, похожий на Большое красное пятно Юпитера. Данный шторм имеет объем сопоставимый с объемом Земли и известен также как Великое Темное Пятно.

Протеус

Этот спутник является третьим по размерам в семье спутников Нептуна. Также он является третьим по удаленности от планеты: дальше него движутся только Тритон и Нереида. Нельзя сказать, что этот спутник выделяется чем-то особенным, но тем не менее он был выбран учеными для создания его трехмерной компьютерной модели, основанной на снимках «Вояджера 2» (справа).

Пожалуй, описание остальных спутников подробным делать не стоит, поскольку табличные данные о них (и то неполные), вполне исчерпывающе говорят о них как о маленьких планетках, подобных которым очень много среди спутников планет Солнечной системы. По тем немногим данным, что есть, трудно говорить об их индивидуальности. Хотя, будущее наверняка позволит некоторым из них заинтересовать астрономов.

Заключение

Нептун — восьмая планета от Солнца и четвертая по размеру среди планет. Несмотря на это 4-е место, Уран уступает Нептуну в массе. Нептун может быть увиден в бинокль (если Вы знаете точно, куда смотреть), но даже в большой телескоп вряд ли можно видеть что-нибудь, кроме небольшого диска. Нептун — довольно сложная планета для наблюдений. Ее блеск в противостояния едва переваливает за 8-ую звездную величину. Тритон — самый большой и яркий спутник — ненамного ярче 14-й звездной величины. Для обнаружения диска планеты нужно использовать большие увеличения. Кольцо Нептуна с Земли обнаружить очень и очень сложно, а визуально — почти невозможно.

Только одному космическому аппарату «Вояджер 2» удалось достичь столь удаленной планеты, как Нептун. Другие проекты пока еще только проекты. Нептун был посещен только одним космическим кораблем: «Вояджером-2» 25 августа 1989-го года. Почти все, что мы знаем о Нептуне, мы знаем благодаря этой встрече.

Общие сведения

Нептун удален от Солнца на 30 а.е., диаметр планеты — 49,5 тыс. км, что около 4-х земных, масса — около 17 масс Земли. Период обращения вокруг центрального светила — 165 неполных лет. Средняя температура — 55 К. В римской мифологии Нептун (Греч. Посейдон) был богом моря.

На сегодняшний момент (1997-й год), Нептун — самая далекая от нас планета, так как из-за вытянутости орбиты Плутона, с 1979-го по июль 1999-го года последняя планета находится ближе к Солнцу. У имеющих небольшие оптические инструменты есть уникальная возможность разглядеть самую далекую планету Солнечной системы. («Возможность была…» — свежая приписка. Я, имеющий плохонькую 6-сантиметровую ЗРТ ее не упустил. А вы? Я также провел уникальные наблюдения планеты Нептун в те несколько дней, когда она еще была наиболее удаленной от Земли, но уже не самой далекой от Солнца. Такое интересное взаимное расположение Солнца, Земли и Нептуна длилось с начала по 24 июня 1999-го года, но из-за позднего восхода Нептуна, появившегося лишь на светлейшем ночном небе июня, совершить подвиг получилось только 23-го числа).

С 1994-го года проводятся исследования планеты с помощью телескопа имени Хаббла. На этой паре полученных им изображений представлены два полушария Нептуна. Еще четыре снимка этого телескопа спрятано в фотоаппарате.

Большое Темное Пятно. После пролета «Вояджера-2» мимо планеты, наиболее известной деталью на Нептуне стало Большое Темное Пятно в южном полушарии. Оно в два раза меньше чем Большое Красное Пятно Юпитера (т.е. в диаметре примерно равное Земле). Ветры Нептуна несли Большое Темное Пятно к западу со скоростью 300 метров в секунду. «Вояджер-2» также видел меньшее темное пятно в южном полушарии и небольшое непостоянное белое облако. Оно могло быть потоком, отходящим от нижних слоев атмосферы к верхним, но истинная природа его остается пока тайной.

Любопытно, что наблюдения на HST в 1994-м году показали, что Большое Темное Пятно исчезло. Оно или просто рассеялось или, к настоящему времени, закрыто другими частями атмосферы. Несколько месяцев спустя, HST обнаружил новое темное Пятно в северном полушарии Нептуна. Это указывает на то, что атмосфера Нептуна изменяется быстро, возможно, из-за легких изменений в температурах верхних и нижних облаков. На трех снимках справа показано движение облаков в районе Пятна.

Интересные факты о Нептуне

1. Наиболее отдаленный планетарный объект

Да, у многих все еще возникает путаница. В 1846 году заметили Нептун, и он сразу занял последнее место. Но в 1930-м году отыскали Плутон, расположенный еще дальше. Правда его орбита эллиптичная и порой планета подходит ближе, чем Нептун.

Ситуация перевернулась в 2006 году, когда Международный астрономический союз вычеркнул Плутон из планетарного перечня. Решение все еще кажется спорным, но МАС выдвинул требования к планетарным объектам. В итоге, Нептун — планета с самым большим расстоянием от Солнца.

1. Наименьший газовый гигант

Солнечная система располагает четырьмя газовыми гигантами, среди которых крошкой считается именно Нептун. Правда уступает Урану всего на 18%, зато выигрывает по плотности (1.638 г/см3) среди всех.

1. Гравитация почти земная

Перед нами газовый и ледяной шар с возможным каменным ядром. У нас нет возможности стать на поверхность, потому что ее просто нет. Но на определенном уровне (1 бар) гравитация на 17% тяжелее земной. Планета в 17 раз превосходит нас по массе и в 4 раза крупнее.

1. Имя первооткрывателя все еще спорно

Первым за Нептуном мог наблюдать Галилео Галилей, потому что одна из звезд отмечена в позиции планеты. Но он не определил объект как планетарный. Эту честь приписывают Уберну Леверье и Джону Адамсу, которые отдельно выполнили расчеты и указали на присутствие крупного тела.

Иоганн Галле первым наблюдал планету по этим указаниям, поэтому оба ученых заявили о своем праве на открытие. Общество признало их равноправный вклад.

1. Самые мощные ветра

Интересные факты о Нептуне не могли обойти этот момент. Вас все еще пугает земной ураган? Тогда слетайте к Нептуну, где ветер способен разогнаться до 2100 км/ч. Ученые не понимают, как такое возможно на ледяной планете. Может быть именно мороз снижает трение.

1. Самая холодная планета

В верхнем слое градус падает к -221.45°С, что втрое ниже зарегистрированного на Земле. То есть, как только вы окажитесь на планете, то моментально заледенеете. Конечно, Плутон еще морознее, но ведь это больше не планета.

1. Имеет кольцевую систему

Многие и не догадываются, что это так, потому что кольца Нептуна темные и слабые. Их сложно отыскать в телескоп, но всего насчитывают 5: Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс. Состоят на 20% из пыли и небольших осколков. Полагают, что они сформировались не так давно и намного моложе колец Урана. Могли произойти при захвате Тритона, когда спутник разрушил другие луны, ставшие кольцами.

1. Тритон – крупный пленник

Тритон – крупнейшая луна в семействе Нептуна. Но она вращается по ретроградной орбите, поэтому думают, что не сформировалась на месте, а притянулась планетарной гравитацией из пояса Койпера. В будущем подойдет еще ближе и разорвется на мелкие части.

1. Всего один посетитель

К Нептуну летали всего раз в 1989 году. Это был аппарат Вояджер-2, отдаленный на 3000 км от северного полюса. Ему удалось осмотреть атмосферу, а также приблизиться к Тритону. На снимках отобразилось Большое Темное Пятно, которое позже исчезло.

1. Пока никаких миссий

Мы располагаем лишь серией фото планеты, сделанных Вояджером-2, и пока нет четких планов по возвращению. Современные миссии сосредоточены на Марсе и спутниках Юпитера. Полагали, что Кассини может наведаться к Нептуну, но потом решили, что не хватит топлива и путь слишком долгий. Но в 2030-х гг. может осуществиться проект по изучению внешних планет и пояса Койпера, или же полет Арго в 2019 году. Так что у нас есть шансы на триумфальное возвращение.

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;

Состав Нептуна

Ученые считают что Нептун состоит в основном из водорода и гелия, воды и силикатов. Тем не менее, Нептун не имеет твердой поверхности, как Земля. Ядро планеты состоит из камня и льда.

Нептун окружен густыми быстро движущимися облаками. Они перемещаются со скоростями до 1100 километров в час. Ветры Нептуна достигают скорости 2000 км. в час.

Облака, которые наиболее удалены от поверхности планеты, состоят в основном из замерзшего метана. Остальные облака состоят из сероводорода.

Нептун можно увидеть с Земли без телескопа. Он находится в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля. Экваториальный диаметр Нептуна составляет 49 528 км. Известно также, что Нептун в 17 раз массивней чем Земля. Планета имеет кольца и 11 спутников на своей орбите.

Среднее расстояние от планеты до Солнца 4495060000 км. Полный оборот Нептуна вокруг Солнца занимает 165 лет, вокруг своей оси – 16 часов и 7 минут.

​Из-за его удаленности от Солнца, Нептун получает очень мало солнечной энергии. Нормальная температура на поверхности Нептуна – минус 218  градусов по Цельсию.

Температура в центре Нептуна около 7000 градусов по Цельсию, то есть такая же как и на поверхности Солнца. Нептун имеет магнитосферу, похожую на магнитосферу Урана.

Крупнейший спутник Нептуна – Тритон. Имеет диаметр 2705 км.

Это единственный большой спутник в Солнечной системе, который вращается в направлении противоположном тому, в котором вращается его планета.

Колец у Нептуна четыре, одно из которых гораздо менее заметно чем другие. Есть данные об их составе. Голубой цвет планеты обусловлен поглощением красной части спектра солнечного света метаном.

Нептун был посещен космическим аппаратом Voyager – 2. Это произошло 25 августа 1989. Большинство наших знаний о планете было получено именно после этого визита.

В римской мифологии Нептун (по-гречески – Посейдон) – Бог моря.

После открытия планеты было замечено, что его орбита не согласуется с законами Ньютона. Когда Галилей наблюдал Нептун, он подумал, что это звезда.

Возможно, своим строением планета похожа на Уран. Она состоит в основном из различных пород и льда. Атмосфера состоит в основном из водорода, гелия и фракций метана.

​Являясь типичной газовой планетой, Нептун обладает быстрыми ветрами и сильными бурями. Ветра Нептуна самые быстрые в Солнечной системе, и достигают 2000 км / ч. Как Юпитер и Сатурн, Нептун имеет внутренний источник тепла – он расходует в два раза больше энергии, чем получает от Солнца. Самой большой достопримечательностью Нептуна является Большое Темное Пятно в южном полушарии. Размерами оно примерно с половину Большого Красного Пятна на Юпитере (около диаметра Земли).

Нептун имеет 14 известных спутников. Все небольшие нерегулярные луны, которые лежат за пределами Нереиды, были обнаружены после 2002 года.

Луна	орбитальная большая ось (км)	орбитальный период (d)	эксцентричность	орб. включительно (º)	диаметр (км)
Наяда	48227	0,294	0,0003	4,691	96 × 60 × 52
Таласса	50074	0,311	0,0002	0,135	108 × 100 × 52
Деспина	52526	0,335	0,0002	0,068	180 × 148 × 128
Галатея	61953	0,429	0,0001	0,034	204 × 184 × 144
Ларисса	73548	0,555	0,0014	0,205	216 × 204 × 168
68S / 2004 N1	105300	0,936	0,0000	0,000	16-20
Протей	117646	1,122	0,0005	0,075	436 × 416 × 402
Тритон	354749	5.877R	0,0000	156,865	2705
Нереида	5513818	360,13	0,7507	7,090	340
Галимеда	16611000	1879,1	0,2646	112,898	62
Сао	22228000	2912,7	0,1365	49,907	44
Лаомедея	23567000	3171,3	0,3969	34,049	42
Псамафа	48096000	9074.3R	0,3809	137,679	40
Несо	49285000	9740.3R	0,5714	131,265	60

История открытия планеты Нептун

История открытия этой планеты довольно любопытна и необычна. Это открытие было триумфом ньютоновской физики, так как стало доказательством, что движение планет полностью подчиняется законам тяготения.

Всё началось с того, что в 1821 году французский астроном Алексис Бувар опубликовал вычисленные таблицы орбиты Урана, который был открыт 40 лет назад. Но при дальнейших наблюдениях этой планеты стали заметны отклонения данных в таблицах и полученных на практике.

Английский астроном Томас Хасси предположил, что отклонения в движении Урана можно объяснить воздействием на него еще одной планеты, которая находится еще дальше. Он встретился с Буваром и они обсудили эту возможность, после чего Бувар решил провести расчёты еще раз, с учётом наличия неизвестной планеты. Но он этого так и не сделал.

Затем этой проблемой занялся Джон Куч Адамс, английский астроном, который в 1843 году вычислил орбиту предполагаемой планеты, которая могла бы оказать наблюдаемое возмущение на планету Урана. Но и он это дело забросил, хотя и отправил результаты королевскому астроному.

Довёл дело до конца Урбен Леверье, французский математик, работавший в Парижской обсерватории. Он самостоятельно провёл все расчеты, однако астрономы Парижской обсерватории не захотели поискать гипотетическую планету. Тогда Леверье убедил в своей правоте астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готтфрида Галле и тот согласился помочь. А студент той же обсерватории Генрих д’Арре предложил сравнить вид неба в нужном месте на текущий момент с недавней картой звёздного неба. Это позволило бы заметить смещение некоторых объектов.

Урбен Леверье, открывший Нептун путём вычислений.

Метод дал замечательный результат. Потребовался всего час поисков и новая планета была найдена. Отклонение от вычисленного Леверье положения составило всего 1 градус. Затем директор Берлинской обсерватории Иоганн Энке тоже две ночи принимал участие в наблюдениях открытого небесного тела и его передвижение было зафиксировано. Так было доказано, что это именно планета, а не звезда.

Нептун был открыт 23 сентября 1846 года, а вся троица, сделавшая это, считается его первооткрывателями. Урбен Леверье сделал вычисления и открыл Нептун «на кончике пера», Иоганн Галле сделал это непосредственно с помощью телескопа, а студент Генрих д’Арри предложил способ, как сделать поиски успешными и тоже принимал в этом непосредственное участие.

Конечно, англичане на этом не успокоились, возник спор, кого считать первооткрывателем – Адамса, который провёл расчеты раньше, или Леверье, который довёл дело до конца. Их даже считали равноправными первооткрывателями. Но в итоге справедливость восторжествовала – Леверье победил. Его расчёты оказались точнее, и он доказал их практически, открыв планету Нептун не только на бумаге.

Кстати, эту планету еще некоторое время называли «планетой Леверье». Потом сам Леверье дал ей название Нептун, а Василий Струве, директор Пулковской обсерватории, его утвердил.

Спутники планеты Нептун

Лунная семья Нептуна представлена 14-ю спутниками, где все кроме одного обладают именами в честь греческой и римской мифологии. Они разделены на 2 класса: регулярные и нерегулярные. Первые – Наяда, Таласса, Деспина, Галатея, Ларисса, S/2004 N 1 и Протей. Расположены ближе всего к планете и маршируют по круговым орбитам.

Спутники отдалены от планеты на расстояние 48227 км до 117 646 км, и все, кроме S/2004 N 1 и Протея, обходят планету меньше, чем ее орбитальный период (0.6713 дня). По параметрам: 96 x 60 x 52 км и 1.9 × 1017 кг (Наяда) до 436 x 416 x 402 км и 5.035 × 1017 кг (Протей).

Хаббл зафиксировал позицию спутника S/2004 N 1, отдаленного на 4.8 млрд. км

Все спутники, кроме Протея и Лариссы, вытягиваются по своей форме. Спектральный анализ показывает, что они сформировались из водяного льда с примесью темного материала.

Неправильные следуют по наклонным эксцентричным или ретроградным орбитам и проживают на большой отдаленности. Исключение – Тритон, вращающийся вокруг Нептуна по круговому орбитальному пути.

В списке нерегулярных можно найти Тритон, Нереид, Галимеда, Сао, Лаомедеа, Несо и Псамафа. По размеру и массе они практически устойчивые: от 40 км в диаметре и 1.5 × 1016 кг в массе (Псамафа) до 62 км и 9 х 1016 кг (Галимеда).

Отдельно рассматриваются Тритон и Нереид, потому что это крупнейшие нерегулярные луны в системе. Тритон вмещает 99.5% орбитальной массы Нептуна.

Цветовая мозаика Тритона, запечатленная Вояджером-2 в 1989 году

Они близко вращаются к планете и обладают необычными эксцентриситетами: у Тритона – практически идеальный круг, а у Нереиды – наиболее эксцентричная.

Самый большой спутник Нептуна – Тритон. Его диаметр охватывает 2700 км, а масса – 2.1 х 1022 кг. Его размера хватает, чтобы добиться гидростатического баланса. Тритон движется по ретроградному и квазикруговому пути. Его наполняет азот, двуокись углерода, метан и водяные льды. Альбедо – больше 70%, поэтому считается одним из наиболее ярких объектов. Поверхность выглядит красноватой. Удивляет и тем, что обладает своим атмосферным слоем.

Плотность спутника – 2 г/см3, а значит 2/3 массы отдано на скальные породы. Также может присутствовать вода в жидком состоянии и подземный океан. На юге расположена крупная полярная шапка, древние кратерные шрамы, каньоны и уступы.

Есть мнение, что Тритон был притянут гравитацией и ранее считался частью пояса Койпера. Приливное притяжение приводит к сближению. Между планетой и спутником может произойти столкновение через 3.6 млрд. лет.

Нереида стоит на третьем месте по величине в лунной семье. Вращается по проградной, но крайне эксцентрической орбите. Спектроскоп нашел льды на поверхности. Возможно, именно хаотическое вращение и вытянутая форма приводят к нерегулярным изменениям видимой величины.

История обнаружения

Первым открыли Тритон. Его обнаружил в 1846 г. Уильям Лассел через 17 дней после открытия самой планеты. Свое имя Тритон получил в 1880 г., но на протяжении 100 лет за неимением других сателлитов его называли просто спутником Нептуна.

Поскольку собственное свечение атмосферы не позволяло разглядеть ближайшие луны, открытие началось с отдаленных, и Нереида долгое время считалась самым дальним сателлитом. Ее открыл Джерард Койпер в обсерватории Макдоналда с помощью телескопа Отто Струве в мае 1949 г.

В 1977 г. НАСА в рамках исследования дальних планет Солнечной системы запустило аппарат «Вояджер-2», который летом 1989 г. достиг Нептуна. В результате были открыты Галатея, Деспина, Протей, Наяда и Таласса, а также подтвердилось существование Лариссы.

Космический зонд «Вояджер-2». Credit: m.fishki.net.

Сателлит Ларисса — один из тех, что открывали дважды. Впервые был обнаружен еще в мае 1981 г. Тогда Гарольд Рейтсема, Уильям Хаббард, Ларри Лебовски и Дэвид Толен, используя наземный телескоп, изучали ближайшие к Нептуну звезды и заметили затемнение. Это могло являться доказательством наличия еще одного спутника, которое подтвердилось в июле 1989 г.

В 2002 г. Мэтью Холман, Джон Кавеларс, Томми Грав, Уэсли Фрейзер и Дэн Милисавлжевик в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо выявили Галимеду, Сао и Лаомедею. Позже выяснилось, что это был не весь список новых лун: тогда же были получены снимки Несо, но группа астрономов под руководством Мэтью Холмана заметила его на снимках только в 2003 г.

В этом же 2003 г. в обсерватории Мауна-Кеа Скотт Шеппард, Дэвид Джуитт и Джен Клина открыли Псамафу.