Сколько лететь до Нептуна полёт к гиганту от Земли

Сколько лететь до Нептуна

Расстояние в 4,55 миллиарда километров луч света преодолевает примерно за 4 часа 10 минут. Радиосигнал, посланный аппаратом «Вояджер-2», находившимся на расстоянии 45000 км от объекта, путешествовал по Земле более 6 часов. Ученые примерно подсчитали, сколько лететь до Нептуна на ракете со 2-й космической скоростью. Теоретически космический корабль проведет в полете 12 лет. Практика покорения ближайшего пространства позволяет только мечтать об этом.

Нептун и пояс Койпера

От орбиты Нептуна, на расстоянии около 30 а.е от Солнца на 55 а.е., лежит пояс Койпера, где сосредоточено большое количество малых планет. Это как пояс астероидов между Юпитером и Марсом.

Планета Нептун оказывает сильное гравитационное воздействие на весь пояс Койпера, так как практически находится на его границе. Нептун придал ему ту форму, которая существует сейчас. Многие объекты пояса Койпера находятся в орбитальном резонансе с Нептуном и, следовательно, имеют стабильные орбиты. То есть за время существования Солнечной системы Нептун построил там всех «на кону».

Следовательно, один из объектов пояса Койпера — Плутон также находится в орбитальном резонансе 2: 3 с Нептуном. Хотя их орбиты иногда проходят очень близко, они никогда не столкнутся, поскольку в это время они всегда находятся в одних и тех же местах, далеко друг от друга. Плутон совершает оборот вокруг Солнца и Нептуна — полтора, и подобных объектов много. Все получили название «плутино», но есть и другие с разным резонансом — «тутино» и т.д.

Вот и помечтаем

Гипотетический космический экипаж приземлился на поверхность планеты. Он не будет чувствовать под ногами твердую землю, как на Земле. Поверхность называется «замороженной», но на практике это поля плотной горячей жидкости с высокой электропроводностью. Дышать нужно будет метаном, сероводородом, ацетиленом. Состав атмосферы несовместим с жизнью биологического организма.

Романтический синий цвет атмосферы обусловлен водородом, метаном и гелием. Оттенок отличается от содержащегося в нем аквамарина Урана, что наводит ученых на мысль о существовании неизвестного компонента газовой смеси, который еще не был обнаружен.

Нептун славится ураганами, скорость ветра достигает 600 м / с. И это на фоне приближения температуры «воздуха» к абсолютному нулю. Отличительной особенностью является наличие Большого темного пятна. Это устойчивое миграционное образование сверхзвукового характера, напоминающее эпицентры земных ураганов.

Вокруг планеты вращаются 14 спутников. Алгоритм их движения по небу землянину представить невозможно. Однако простая компьютерная программа легко справится, даже с учетом ретроградного движения самого большого спутника Тритона.

Исследования

Серп Нептуна и Тритона

Большое расстояние Нептуна от Земли и его особое положение в космосе затрудняют наблюдение за планетой. Появление больших телескопов с мощной оптикой расширило возможности ученых. Все исследования Нептуна основаны на данных миссии «Вояджер 2». Далекая голубая планета, которая летает у края известного нам мира, полна загадок и секретов, о которых мы до сих пор практически ничего не знаем.

New Horizons захватил Нептун и его спутник Тритон. Фотография сделана 10 июля 2014 года с расстояния 3,96 миллиарда километров.

Структура Нептуна

Нептун, как и Уран, имеет два слоя: ядро ​​и мантию. Само ядро ​​твердое и в 1,2 раза массивнее планеты Земля. Мантия — это невероятно горячая и густая жидкость, состоящая из воды, аммиака и метана. В этом случае вес мантии колеблется от десяти до пятнадцати масс суши.

Несмотря на то, что Нептун и Уран очень похожи по строению, у них есть существенные различия. В то время как Уран излучает примерно такое же количество тепла, которое получает от Солнца, Нептун излучает почти в 2,61 раза больше энергии, чем получает. Температуры поверхности двух космических тел сопоставимы, но Нептун получает только 40% солнечного света, то есть количество, которое получает Уран. Кроме того, огромное количество внутреннего тепла на планете способствует образованию чрезвычайно быстрых ветровых течений в верхних слоях атмосферы.

Изображения Нептуна

Изображения Нептуна и его спутников из «Вояджера-2» сильно недооценены. Более захватывающим, чем даже сам Нептун, является его гигантский спутник Тритон, который по размеру и плотности похож на Плутон. Тритон мог быть захвачен Нептуном, о чем свидетельствует его ретроградное (по часовой стрелке) движение по орбите вокруг Нептуна. Гравитационное взаимодействие между спутником и планетой генерирует тепло и поддерживает активность Тритона. Его поверхность имеет множество кратеров и геологически активна.

Кольца Нептуна

Кольца Нептуна.

Его кольца тонкие, тусклые и почти невидимые с Земли. «Вояджер-2» сделал снимок, когда они были освещены солнцем. Изображение сильно переэкспонировано (10 минут).

Облака Нептуна

Облачный слой планеты

Несмотря на большое расстояние от Солнца, Нептун имеет очень динамичный климат, в том числе самые сильные ветры в солнечной системе. «Большое темное пятно», видимое на снимке, уже исчезло и показывает нам, насколько быстро происходят изменения на самой далекой планете.

Самая полная карта Тритона на сегодняшний день

Карта Тритона.

Пол Скенк из Института Луны и планет (Хьюстон, США) переработал старые данные «Вояджера», чтобы раскрыть более подробную информацию. В результате получилась карта обоих полушарий, хотя большая часть северного полушария отсутствует из-за того, что во время прохождения зонда оно находилось в тени.

Гейзеры Тритона

Гейзер на поверхности спутника.

Полет «Вояджера-2» возле Тритона преподнес два сюрприза. Во-первых, на спутнике почти нет кратеров, что указывает на то, что его поверхности всего около 10 миллионов лет, что очень мало с геологической точки зрения. Во-вторых, «Вояджер» обнаружил своего рода извержение нагретых солнцем газов, которые испарились и превратились в облака мелкой пыли, а затем унесены тонкой атмосферой.

Нептун с поверхности Тритона в представлени художника

Нептун с поверхности Тритона глазами художника.

На этом изображении объединены два изображения «Вояджера». Гладкие равнины предполагают, что поверхность Тритона была изменена ледяными вулканами.

Погода и климат

рассчитать среднюю температуру Нептуна невозможно, потому что у него нет твердой поверхности. Ядро планеты нагревается до 5500 ° C, в мантии температура колеблется от 4700 ° C до 1700 ° C, а самое холодное место — верхняя часть тропосферы — остывает до -213°.

Из-за земного наклона оси вращения восьмая планета подвержена смене времен года. Правда, длятся они очень долго — чуть более 40 лет. С 1980 года лето продолжается на южной стороне, а в 2020 году наступит на север.

Атмосфера над экватором вращается медленнее полюсов. Из-за этого возникают гигантские ураганы, достигающие невероятных 600 м / с. Самым крупным вихрем считается Большое темное пятно, наблюдавшееся в период с 1989 по 1994 год. Его размер достигал 13 * 6,6 тыс. Км. В то же время здесь бушевали два других крупных урагана, расположенных южнее предыдущего. В 2017 году в районе экватора был зафиксирован вихрь диаметром 9000 км.

Интересные факты о Нептуне

Нептун — самая маленькая из всех планет-гигантов Солнечной системы.

Поглощение красного света метаном — самый важный фактор, придающий атмосфере Нептуна синий оттенок.

Во время пролета космического корабля «Вояджер-2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое темное пятно, похожее на Большое красное пятно на Юпитере, но 2 ноября 1994 года космический телескоп Хаббла его не обнаружил на прежнем месте.

Изменяющаяся погода на Нептуне относительно Урана считается следствием более высокой внутренней температуры. В то же время Нептун находится в полтора раза дальше от Солнца, чем Уран, и получает только 40% от того количества солнечного света, которое получает другой ледяной гигант.

Масса самого большого спутника Тритона составляет более 99,5% от общей массы всех спутников Нептуна.

Затраты топлива

Межпланетные миссии, которые человечество отправит к Нептуну, должны учитывать расстояние звезды от Солнца. Сегодня можно снабжать энергией транспортные средства, направляющиеся в дальние уголки Солнечной системы, только с помощью плутония-238. Такое путешествие невозможно без радиоизотопного источника электроэнергии (сокращенно РИТЭГ). Космический корабль на солнечной энергии не выйдет за пределы Юпитера.

Таким образом, на борту орбитальной станции «Кассини», запущенной 15 октября 1997 года с миссией по изучению Сатурна, одновременно находились 3 РИТЭГа с 33 кг плутония-238. Станция, направляющаяся к ледяному гиганту, должна иметь как минимум такое же топливо или больше изотопов.

Запущенная 19 января 2006 года автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты», на борту которой был установлен только 1 РИТЭГ, была пролетным, а не орбитальным космическим полетом. Информация, собранная станцией о Нептуне за 2 недели, транслировалась на Землю в течение 1 года. Такая задержка передачи информации неприемлема для орбитального зонда. Чтобы ускорить передачу информации, космическую станцию ​​необходимо оснастить более мощными источниками энергии.

Основные характеристики Нептуна

После долгих наблюдений выяснилось, что Нептун не имеет твердой поверхности. Как и другие планеты-гиганты, восьмая планета отличается отсутствием четкой границы между атмосферой и воображаемой поверхностью. Атмосфера Нептуна находится в постоянном движении, совершая дифференциальные вращения. В экваториальной зоне период вращения планеты на 5 часов больше, чем на полюсах. Эта разница в атмосфере голубого гиганта создает колоссальное смещение воздуха, способствуя усилению ветров. На восьмой планете постоянно дуют ветры, скорость которых равна космической скорости — 600 с. Резкое изменение направления воздушных потоков является причиной штормов, большинство из которых по масштабу сопоставимы с размерами Красного Пятна Юпитера.

Темное пятно в атмосфере Нептуна. Объект, очень напоминающий по структуре и динамике Красное Пятно, представляет собой область колоссальной бури на Юпитере.

Химический состав атмосферы далекой планеты похож по составу на структуру звездного вещества. В воздушной оболочке Нептуна преобладает водород, количество которого в зависимости от высоты слоев колеблется в пределах 50-80%. Остальная часть приземного слоя воздуха состоит на 19% из гелия, чуть менее 1,5% — из метана. Синий цвет космического бога объясняется наличием в атмосфере метана, который полностью поглощает красные волны в спектральном диапазоне. В отличие от Урана, который выглядит как слабое место в объективе телескопа, Нептун имеет темно-синий цвет. Это подводит ученых к мысли о присутствии в атмосфере планеты помимо метана и других компонентов, влияющих на спектр цветовой гаммы. Это могут быть аэрозоли в виде кристаллов аммиака и водяного льда.

Точная глубина атмосферного слоя до сих пор неизвестна. Есть информация о наличии двух слоев: тропосферы и стратосферы. Благодаря данным, полученным с «Вояджера-2», удалось рассчитать атмосферное давление в тропопаузе, которое составляет всего 0,1 бар. Что касается теплового баланса, из-за большого расстояния от Солнца над Нептуном царит царство холода. Температура достигает 200 ° C со знаком минус. Высокая температура в термосфере — загадка для ученых. В этой области наблюдается значительный скачок температуры, который достигает значений 476 градусов Цельсия со знаком плюс.

Атмосфера Нептуна на 80% состоит из водорода (H₂). Гелий в воздушной оболочке планеты составляет 15%. По своему химическому составу газовый гигант напоминает звезду на раннем этапе своего образования.

Наличие высокой температуры в термосфере планеты указывает на наличие процессов ионизации в атмосфере Нептуна. По другой версии, гравитационные силы самой планеты взаимодействуют с атмосферой, генерируя кинетическую энергию в процессе трения.

Что касается самой планеты, не исключено, что Нептун имеет твердое ядро. Об этом свидетельствует сильное магнитное поле планеты. Вокруг ядра находится толстый слой мантии, который представляет собой горячее светящееся жидкое вещество. Предположительно мантия Нептуна состоит из аммиака, метана и воды. Воображаемая поверхность планеты — это горячий лед. Ввиду последнего фактора планета считается ледяным гигантом, где большая часть газов заморожена.

По своему строению Нептун очень похож на структуру других газовых планет-гигантов, однако, в отличие от Юпитера и Урана, газовые компоненты представлены замороженным льдом

Строение планеты

Строение Нептуна

Математические расчеты позволили создать теоретическую модель строения Нептуна. В его центре твердое ядро, по массе схожее с Землей, в составе есть железо, силикаты, никель. Поверхность выглядит как вязкая масса из аммиака, воды и модифицированного льдом метана, втекающая в атмосферу без четких границ. Температура ядра ядра достаточно высока — достигает 7000 градусов — но из-за высокого давления затвердевшая поверхность не плавится. Масса Нептуна превышает массу Земли в 17 раз и составляет 1,0243х10 в 26 кг.

История открытия и исследования

Урбен Леверье — первооткрыватель Нептуна

Галилей первым заметил Нептун в 17 веке, но считал его звездой, расположенной недалеко от Юпитера. Двумя веками позже астрономы рассчитали траекторию орбиты Урана, но после наблюдений обнаружили, что планета движется не так, как они ожидали. Наиболее логичным объяснением было то, что Уран находился под влиянием другого небесного тела: неизвестной планеты.

11 лет спустя математик Джон Коуч Адамс вычислил возможную орбиту восьмой планеты, а Урбен Леверье улучшил свои данные. Операторы Кембриджской обсерватории попытались найти небесное тело на основе расчетов, но потерпели неудачу. Студент Берлинской обсерватории Генрих Д’Арре вместе с директором Йоханнесом Энке предприняли вторую попытку, которая оказалась успешной. Нептун был открыт 23 сентября 1846 года.

В 1998 году Леверье был признан первооткрывателем планеты, поскольку его данные были более точными, чем данные Адамса.

Магнитосфера

Магнитное поле гиганта получило значительную мощность, его основанием считается проводящая жидкая мантия. Смещение магнитной оси относительно географической оси на 47 градусов заставляет магнитосферу изменять форму после вращения планеты. Этот мощный щит отражает энергию солнечного ветра.

Атмосфера и температура на Нептуне

Верхние слои атмосферы в основном состоят из водорода (80%) и гелия (19%) с небольшим количеством метана. Метан поглощает красный свет, придавая планете голубоватый цвет. Однако этот эффект гораздо менее выражен на Уране и выглядит синим, в то время как цвет Нептуна темно-синий. Точно неизвестно, почему это так. Предполагается, что в атмосфере этой планеты, помимо метана, есть еще некая компонента, сильно поглощающая красную часть спектра.

В верхних слоях атмосферы, где давление очень низкое, метан конденсируется и образует облака. Внизу, при увеличении давления, облака уже состоят из сероводорода и аммиака. Еще ниже находятся облака аммиака, сероводорода, воды и сульфида аммония. Там, где давление достигает 50 бар, а температура около 0 градусов, облака состоят из замороженной воды.

Следовательно, на разной высоте в верхних слоях атмосферы Нептуна есть ступеньки облаков разного типа. Внизу атмосфера мутная из-за продуктов распада метана под воздействием ультрафиолета.

На этом изображении отчетливо видно вертикальное наслоение облаков.

В атмосфере Нептуна есть слой, называемый термосферой, и температура там аномально высокая — 750 К. Почему это так, неизвестно, поскольку Нептун находится намного дальше от Солнца, чем Уран, где такого эффекта нет. Он получает очень мало солнечного тепла и не может быть таким горячим. Возможно, это потепление вызвано гравитацией или взаимодействием заряженных ионов в магнитосфере с атмосферным газом.

В атмосфере Нептуна, в отличие от Урана, фиксируются очень сильные ветры — до 600 м / с. Они дуют с разной скоростью, причем на высоких широтах по направлению вращения планеты, а на низких — против.

Сейчас верхняя часть атмосферы Нептуна на Южном полюсе на 10 градусов теплее, чем остальная часть планеты. Поэтому в космосе происходит потеря метана, в то время как в других местах он немного холоднее и ледянее. Причина в том, что последние 40 лет Нептун был обращен к Солнцу с Южного полюса из-за наклона оси. Когда наступит лето в Северном полушарии, на Северном полюсе будет теплее, и оттуда начнет вытекать метан.

Из-за смены сезонов меняются и полосы облаков в полушариях. Следовательно, сейчас в Южном полушарии теплее и облаков больше. После 2020 года начнется новый сезон, и все изменится.

В 1989 году «Вояджер-2» пролетел и сфотографировал огромный штормовой вихрь над Нептуном размером 13 000 x 6600 км. Его назвали Великим темным пятном, потому что оно выделялось более темным цветом. В 1994 году телескоп Хаббл больше его не нашел.

Эти штормы образуются ниже облачного слоя и поэтому кажутся более темными. Они могут существовать несколько месяцев, а затем исчезнуть. Они также могут постепенно терять свой цвет, но продолжают существовать как циклон.

Время перелета

Чтобы долететь до Нептуна на современной ракете с минимальным расходом топлива, траектория полета космического корабля должна проходить по эллипсу, точка которого находится ближе всего к Солнцу на орбите Земли и является самой дальней точкой на пути Нептуна. Наибольшая полуось этой орбиты будет составлять 15,5 атмосферных единиц. В этом случае продолжительность полета будет составлять половину времени обращения вокруг Солнца по этой орбите — это эквивалент 29-30 земных лет.

Нептун чрезвычайно далек — 4,5 миллиарда км от Солнца.

Карта поверхности планеты Нептун

Откуда это известно

«Вояджер-1» и «Вояджер-2» внесли большой вклад в освоение космоса. Зонды были запущены в 1977 году на Юпитере, Сатурне и Уране.

Путешественник 1

«Вояджер-2» внес значительный вклад в исследование Нептуна. В августе 1989 года он пролетел неподалеку на расстоянии 5000 км от верхней границы атмосферы. Благодаря зонду астрономы уточнили данные о кольцах планеты, обнаружили 6 новых спутников.

На вопрос, как долго лететь от Земли до Нептуна, «Вояджер-2» ответил точно. Он стартовал с Земли 20.08.2019. 1977 г., и 12 лет спустя, 24.08. 1989 г пролетел с космического корабля на расстояние 48 тыс. Км. Чтобы сократить запланированное время полета почти на 20 лет, была разрешена скорость, превышающая первую космическую скорость, а также гравитационный маневр возле Юпитера.

Путешественник 2

Ранее космические аппараты серии Pioneer запускались для изучения планет Венеры и Марса, но теперь связь с ними потеряна. Зонд «Вояджер-2» вошел в межзвездное пространство в 2018 году, но остается под наблюдением ученых.

Последний космический аппарат New Horizons, запущенный американцами в 2006 году к Плутону, сфотографировал Нептун и Тритон одновременно с расстояния 23 астрономических единиц в июле 2010 года. Новейшие технологии и оборудование для исследования космоса позволяют более эффективно воссоздавать знания о космосе планета.

Физические характеристики Нептуна

Нептун — четвертая по величине планета Солнечной системы и третья по массе.

Температура Нептуна в верхних слоях атмосферы близка к -220 ° C, а в центре может достигать 7000 ° C, что сравнимо с поверхностью Солнца.

Средний радиус Нептуна составляет 24 622 ± 19 километров, что чуть меньше четырех радиусов Земли.

Поверхность Нептуна составляет 7,6408 миллиарда квадратных километров.

Средняя плотность Нептуна составляет 1638 граммов на кубический сантиметр.

Ускорение свободного падения на Нептуне составляет 11,15 метра в секунду в квадрате (1,14 г).

Масса Нептуна составляет 1,0243 x 1026 кг, или 17,147 земных масс.

Магнитное поле Нептуна наклонено на 47 ° по отношению к оси вращения планеты.

Атмосфера планеты

Атмосфера Нептуна — это внешняя газовая оболочка планеты, ее толщина составляет около 5000 километров, ее основной состав — водород и гелий. Нет четко определенной границы между атмосферой и ледяным покровом; плотность постепенно увеличивается под массой верхних слоев. Ближе к поверхности газы под давлением превращаются в кристаллы, которых становится все больше, а затем эти кристаллы полностью превращаются в ледяную корку. Глубина переходного слоя около 3000 км

Самая далекая планета солнечной системы

«Но как насчет Плутона?» Вы можете спросить. На самом деле не все так просто, как кажется на первый взгляд. С момента своего открытия в 1846 году Нептун по праву считался самой далекой планетой от Солнца. Но в 1930 году был открыт маленький Плутон, который находится еще дальше. Только вот есть нюанс, орбита Плутона сильно вытянута по эллипсу таким образом, что в определенные моменты своего движения Плутон находится ближе к Солнцу, чем Нептун. В последний раз подобное астрономическое явление происходило с 1978 по 1999 год: в течение 20 лет Нептун снова носил титул «самой далекой от Солнца планеты» по всем параметрам».

Некоторые астрономы, чтобы избавиться от этого недоразумения, даже предлагали «понизить» Плутон с названия планеты, мол, всего лишь маленького небесного тела, летящего на орбиту, или присвоить ему статус «карликовой планеты». «Однако споры по этому поводу все еще продолжаются.

Состав и поверхность планеты Нептун

Планета Нептун — один из двух ледяных гигантов во внешней Солнечной системе (другая планета — Уран). Большая часть (80% или более) массы планеты состоит из горячей и плотной жидкости (воды, метана и аммиака) и небольшого скалистого ядра. Из планет-гигантов Нептун — самая плотная.

Ученые считают, что под холодными облаками Нептуна может быть океан сверхтеплой воды. Он не переполняется, потому что невероятно высокое давление удерживает его внутри.

Планета Нептун не имеет твердой поверхности. Его атмосфера, состоящая в основном из водорода, гелия и метана, простирается на большие глубины. Он постепенно тает с водой и другим растопленным льдом, образуя более тяжелую и твердую сердцевину. Ядро имеет примерно такую ​​же массу, что и Земля.

История изучения Нептуна

Нептун — самая далекая планета Солнечной системы, и расстояние от нее огромно. С Земли это трудно изучать, поэтому в основном используется космический телескоп Хаббл».

Из всех космических кораблей только один приблизился к Нептуну, «Вояджер-2», 25 августа 1989 года. Таким образом, это была важная задача, и ученые изменили его траекторию, так что аппарат летел близко к Тритону, даже рискуя сделать это. В результате он пролетел близко к Нереиде, затем на 4400 км от атмосферы Нептуна, а затем приблизился к Тритону. Все это произошло за один день.

Только «Вояджер-2» посетил Нептун.

Расстояние от «Вояджера-2» было настолько большим, что сигнал, передаваемый в одном направлении, длился 246 минут, поэтому зонд работал практически автономно, под управлением предварительно загруженных программ. Он успешно выполнил свою миссию и передал множество изображений и научных данных. Фактически, большая часть информации о Нептуне поступает от «Вояджера 2».

В день встречи «Вояджера-2» 25 августа 1989 года с Нептуном даже велась ночная трансляция «Нептун всю ночь» с сообщениями об этом событии.

Затем в 2014 году космический корабль New Horizons пересек орбиту Нептуна, но он находился в режиме гибернации и его целью был Плутон.

Запуск космических кораблей к Нептуну сейчас не планируется. НАСА планировало запустить миссию Neptune Orbiter в 2016 году, но пока неизвестно, будет ли он когда-либо запущен. Сейчас приоритетом исследований является Уран, а не Нептун.

Спутники

Изображение Нептуна и Тритона

В настоящее время известно 14 спутников Нептуна. Возможно, в будущем их количество увеличится за счет новых открытий. Самым крупным телом, на которое повлияла планета, является луна Тритон, которую люди обнаружили только через 17 дней после открытия гиганта.

Тритон — округлое тело, покрытое льдом. На поверхности находятся криовулканы, регулярно выбрасывающие в космос различные вещества. Сейчас спутник находится на расстоянии примерно 354 760 км от гиганта и оказывает на него сильное влияние. Есть теория, что именно благодаря Тритону на поверхности планеты высоки температуры. Более того, спутник постепенно притягивается к Нептуну и однажды войдет в его атмосферу. Тогда луна рассыплется и станет частью колец.

Бушующие ветра

Снимок ветров Нептуна

Как уже упоминалось выше, ураганы на Нептуне довольно часты. Ветер летит над поверхностью с огромной скоростью, которая в среднем составляет 1000 км / ч. Что интересно, они часто движутся против оси вращения планеты. Кроме того, благодаря непрерывным наблюдениям ученые смогли установить, что масштаб и скорость ветра увеличиваются по мере удаления Нептуна от Солнца. Однако они пока не могут объяснить, с чем это связано.

Распознать штормы с Земли практически невозможно, это может сделать только телескоп Хаббла, и даже при подходящих условиях. Поэтому для наблюдения используются космические аппараты. Самый известный из них — «Вояджер-2». Он был запущен в 1977 году вдали от Солнца. Его основная задача — изучить далекие планеты системы и попытаться попасть как можно дальше в глубины космоса. В 1989 году «Вояджер-2» достиг Нептуна и сделал фотографии. Изображения помогли лучше понять планету.

Общие сведения о планете

Нептун после понижения Плутона является самой дальней из планет Солнечной системы. Его среднее расстояние от центральной звезды составляет 4,5 миллиарда км. Солнечный свет преодолевает расстояние от Нептуна за 253 минуты.

Расстояние от Земли до Нептуна колеблется от минимум 4,3 миллиарда км до максимум 4,553 миллиарда км. Такая удаленность тел друг от друга не позволяет наблюдать планету в небе невооруженным глазом. Увидеть это поможет телескоп с двухсоткратным увеличением и диаметром не менее 250 мм. Нептун выглядит как сферическое синее тело. Он получил этот цвет благодаря своей газовой оболочке с высоким содержанием метана, который поглощает красную часть спектра.

Характерной чертой Нептуна является невероятная скорость движения атмосферных масс. Вихри в его атмосфере могут достигать 600 м / с, что делает их самыми быстрыми из планетарных ураганов Солнечной системы.

Размер

Как уже говорилось выше, она в 17 раз больше нашей Земли. На изображении ниже показано сравнение размеров наших планет.

Особенности планеты

Нептун имеет ярко-синий вид из-за высокой плотности облаков в атмосфере планеты, эти облака скрывают химические соединения, до сих пор совершенно неизвестные нашей науке, которые при поглощении солнечным светом становятся синими. Год на Нептуне равен нашим 165 годам, именно в этот период Нептун завершает свой полный цикл на орбите вокруг Солнца. Но день на Нептуне не длится столько же, сколько год, они даже короче, чем на Земле, так как они длятся всего 16 часов.

Как узнали про Нептун

Галилео Галилей в семнадцатом веке тоже наблюдал планету в свой небольшой телескоп, но не понимал, что он видел. Поэтому лавры первооткрывателей достались другим ученым. Предшественниками открытия были Алексис Бувар и Т. Хасси, отметившие непонятные отклонения орбиты Урана. Ученые предположили, что на Уран влияет планета, которая еще не открыта. Другие астрономы, которые также заметили эти резонансы, не завершили свои исследования.

Лавры первооткрывателя планеты достались французу Урбену Леверье. Открытию предшествовали его расчеты, основанные на идеях Буварда и Хасси. Астроном наблюдал Нептун в телескоп Берлинской обсерватории 23.09.1846 точно в предусмотренном месте.

Наблюдение

Изображение телескопа Нептуна

Наиболее комфортное время для наблюдения за Нептуном — с августа по сентябрь. Сейчас он находится на кратчайшем расстоянии от Земли, но из-за яркости всего 7,8 м его нельзя увидеть невооруженным глазом. Точно зная, где находится планета, ее можно будет увидеть в бинокль 7×50, но она будет выглядеть как потускневшая звезда.

Чтобы убедиться, что вы видите Нептун, вам нужно использовать телескоп не менее 200 мм с увеличением 200x. Таким образом, угловой размер диска планеты во время наблюдения составит 5 см, а при использовании 400-миллиметрового оборудования вы сможете увидеть некоторые точки на поверхности.

Кольца

Наверняка, когда вы слышите о кольцах планет, сразу приходит в голову Сатурн, но на самом деле он далеко не единственный обладатель колец. У нашего Нептуна тоже есть кольца, хотя и не такие большие и красивые, как у Сатурна. Всего у Нептуна пять колец, названных в честь открывших их астрономов: Галле, Леверье, Лассель, Араго и Адамс.

Кольца Нептуна состоят из мелкой гальки и космической пыли (много частиц микронного размера), по структуре они чем-то похожи на кольца Юпитера и их сложно достаточно заметить, так как они черные. Ученые считают, что кольца Нептуна относительно молоды, по крайней мере, они намного моложе колец соседнего Урана.

Астрофизические параметры восьмой планеты

На таком большом расстоянии Нептун практически не виден оптическими приборами. Это связано с тем, что планета почти не ползет по небосводу и ее легко спутать со слегка сверкающей звездой. Орбитальный путь бога моря длится 60 тысяч лет. Другими словами, когда Нептун вернется на место, где он был открыт в 1846 году, на Земле пройдет 60 000 лет.

Расположение планет солнечной системы по порядку. За четырьмя планетами земной группы следуют четыре газовых планеты-гиганта, один ряд из которых замыкает Нептун.

Астрофизические параметры орбиты восьмой планеты были рассчитаны на начальном этапе. Было установлено, что Нептун имеет следующие орбитальные характеристики:

• в перигелии планета расположена от Солнца на расстоянии 4 452 940 833 км;
• в афелии Нептун приближается к главной звезде на расстояние 4,553,946,490 км;
• эксцентриситет орбиты всего 0,011214269;
• Нептун движется по орбите со скоростью 5,43 км / с;
• нептуновые дни длятся 15 часов 8 минут;
• наклон оси Нептуна — 28,32°.

Из приведенных выше данных видно, что планета довольно внушительно ведет себя в космосе, за исключением высокой скорости, с которой Нептун вращается вокруг своей оси. Угол наклона объекта относительно плоскости эклиптики позволяет Солнцу равномерно освещать поверхность этого далекого и холодного мира. Такое положение объекта предусматривает смену сезона, продолжительность которого составляет около 40 лет.

Что касается физических параметров, то точные данные были получены только в конце 20 века. Нептун оказался четвертой по величине планетой Солнечной системы после своих старших братьев Юпитера, Сатурна и Урана. Диаметр этого далекого объекта составляет 49 244 км. Характерно, что расхождения между полярным и экваториальным сжатием Нептуна незначительны. Планета представляет собой практически идеальный шар, который почти в 4 раза больше нашей планеты. Масса Нептуна 1.0243 · 10²⁶ кг. Это меньше, чем у Юпитера и Сатурна, но в 17 раз больше массы Земли.

Сравнение размеров планеты Нептун с другими планетами солнечной системы. Уран и Нептун четко различаются по размеру газовых гигантов Юпитера и Сатурна.

Расчеты, полученные позднее космическим зондом «Вояджер-2», позволили составить представление о плотности восьмой планеты, которая составляет 1,638 г / см³. Это в три раза меньше, чем у Земли. С учетом этого планета была отнесена к категории планет газовых гигантов. Несмотря на это, ученые считают Нептун планетой переходного типа от планет земной группы к планетным объектам газообразной и ледяной структуры. По массе Нептун в 17 раз превосходит Землю, по массе он значительно меньше Юпитера — всего лишь 1/19 массы самой большой планеты. По силе притяжения голубая планета уступает по параметрам только Юпитеру.

Орбита и вращение планеты Нептун

Сутки на Нептуне длится около 16 часов. Планета совершает полный оборот вокруг Солнца примерно за 165 земных лет (60190 земных дней).

Иногда Нептун даже дальше от Солнца, чем карликовая планета Плутон. Очень эксцентричная овальная орбита Плутона перемещает его внутри орбиты Нептуна на период 20 лет каждые 248 земных лет. Этот момент, когда Плутон находится ближе к Солнцу, чем Нептун, случился совсем недавно, с 1979 по 1999 год.

Ось вращения Нептуна наклонена на 28º от плоскости его орбиты вокруг Солнца, что аналогично наклону осей Марса и Земли. Это означает, что Нептун переживает времена года так же, как и мы на Земле. Однако его год такой длинный, что каждому из четырех сезонов больше 40 лет.

Орбита и радиус

Пропорции планет (Нептун справа)

Орбита Нептуна представляет собой почти идеальный круг, а его эксцентриситет составляет всего 0,011. По этой причине, когда он вращается вокруг Солнца, расстояние от него немного изменяется по сравнению с общим расстоянием. Планета совершает полный оборот вокруг звезды за 164,8 земных года, скорость движения в космосе составляет около 5,45 км / с.

Как и другие планеты, Нептун вращается вокруг собственной оси, которая наклонена на 28,3 градуса. По этой причине на поверхности бывают сезоны с характерными изменениями погодных условий. Но здесь они длятся 40 лет.

Сутки на Нептуне длится 16 часов, на столько вращается магнитное поле на 360 градусов. Полярные оси совершают один оборот за 12 часов, а газовая оболочка — за 18. Эта разница во вращении способствует появлению сильных ураганов.