Кольца
Планета Нептун располагает 5-ю кольцами, наименованных в честь ученых: Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс. Представлены пылью (20%) и небольшими осколками породы. Их сложно отыскать, потому что лишены яркости и отличаются по величине и плотности.
Иоганн Галле был первым, кто рассмотрел планету в увеличительный прибор. Кольцо идет первым и отдалено на 41000-43000 км от Нептуна. Леверье занимает в ширину всего 113 км.
На отдаленности в 53200-57200 км с шириной в 4000 км находится кольцо Ласселла. Это наиболее широкое кольцо. Ученый нашел Тритон через 17 дней после обнаружения планеты.
На 100 км простирается кольцо Араго, расположенное в 57200 км. Франсуа Араго наставлял Леверье и активно выступал в споре о планете.
Адамс в ширину простирается всего на 35 км. Но это кольцо самое яркое у Нептуна и его легко найти. Обладает пятью дугами, три из которых именуют Свобода, Равенство, Братство. Полагают, что дуги были гравитационно пойманы Галатеей, расположенной внутри кольца. Взгляните на фото колец Нептуна.
Кольца Нептуна, наблюдаемые Вояджером-2 в 1989 году
Кольца темные и созданы из органических соединений. Вмещают много пыли. Полагают, что это молодые формирования.
Спутники
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.
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.
Вечное движение
Многие параметры обуславливает наличие атмосферы. Нептуна характеризует не только необычный цвет, но и постоянное движение, создаваемое ветром. Скорость, с которой облака облетают планету в районе экватора, превышает тысячу километров в час. Двигаются они при этом в противоположном относительно вращения самого Нептуна вокруг оси направлении. При этом оборачивается планета еще быстрее: полный поворот занимает всего 16 часов и 7 минут. Для сравнения: один оборот вокруг Солнца занимает почти 165 лет.
Очередная загадка: скорость ветра в атмосфере у газовых гигантов увеличивается при удалении от Солнца и достигает пика на Нептуне. Это явление пока не получило обоснования, как и некоторые температурные особенности планеты.
История открытия планеты Нептун
28 декабря 1612 года Галилео Галилей исследовал Нептун, а затем 29 января 1613 г. Но в обоих случаях он принял Нептун за неподвижную звезду, которая соединялась с Юпитером на небе. Именно поэтому открытие Нептуна Галилею не присвоили.
В декабре 1612 г. во время первого наблюдения Нептун находится в точке стояния, а в день наблюдения он перешел к попятному движению. Попятное движение прослеживается, когда наша планета обгоняет внешнюю планету по своей оси. Поскольку Нептун находился вблизи точки стояния, его движение было слишком слабым, и Галилей не смог его увидеть с помощью своего маленького телескопа.
Алексис Бувард в 1821 году продемонстрировал астрономические таблицы орбиты планеты Уран. Позже наблюдения показали сильные отклонения от созданных им таблиц. С учетом этого обстоятельства, ученый предположил, что неизвестное тело своей гравитацией возмущает орбиту Урана. Свои вычисления он отправил королевскому астроному сэру Джорджу Эйри, а тот попросил у Куха разъяснения. Он уже начал набрасывать ответ, но по каким-то причинам не отправил его и не стал настаивать над работой по этому вопросу.
В 1845-1846 годы Урбен Леверье независимо от Адамса быстро провел свои расчеты, но соотечественники его энтузиазма не разделяли. Ознакомившись с первой оценкой Леверье долготы Нептуна и ее схожести с оценкой Адамс, Эйри удалось убедить Джеймса Чайлза, директора Кембриджской обсерватории, начать поиски, которые продолжались с августа по сентябрь. Дважды Чайлз на деле наблюдал Нептун, но в результате того, что он отложил обработку результатов на более поздний срок, у него не вышло своевременно идентифицировать планету.
В это время Леверье убедил астронома Иоганна Готтфрида Галле, работающего в Берлинской обсерватории, заняться поисками. Студент обсерватории Гейнрих д’Арре предложил Галле сравнить нарисованную карту неба в районе предсказанного Леверье местоположения с видом неба на данный момент, чтобы наблюдать передвижение планеты относительно неподвижных звезд. В первую же ночь планета была обнаружена приблизительно после 1 часа поиска. Иоганном Энке, совместно с директором обсерватории, в течение 2 ночей продолжали наблюдение того участка неба, где располагалась планета, в результате чего они обнаружили ее передвижение относительно звезд и смогли удостовериться, что это на самом деле новая планета. 23 сентября 1846 года Нептун был обнаружен. Он находится в пределах 1° от координат Леверье и приблизительно в 12° от координат, которые были предсказаны Адамсом.
Сразу после открытия последовал спор между французами и англичанами за право считать открытие планеты своим. В результате они пришли к консенсусу и приняли решение считать Леверье и Адамса сооткрывателями. В 1998 году в очередной раз найдены «бумаги Нептуна», которые были присвоены астроному Олину Дж. Эггену незаконно и хранились у него на протяжении тридцати лет. После его смерти они были найдены в его владении. Некоторые историки после пересмотра документов полагают, что Адамс не заслуживает равных с Леверье прав на открытие планеты. В принципе это подвергалось сомнению и раньше, например, еще с 1966 года Деннисом Роулинсом. В журнале «Dio» он опубликовал статью с требованием признать равноправие Адамса на открытие воровством. «Да, Адамс сделал определенные вычисления, но он был несколько не уверен в том, где располагается Нептун», – заявил Николас Коллеструм в 2003 году.
Происхождение названия Нептун
Определенное время после открытия планета Нептун обозначалось как «планета Леверье» или как «внешняя от Урана планета». Первым идею об официальном наименовании выдвинул Галле, предложивший название «Янус». Чайлз в Англии предложил название «Океан».
Леверье, утверждая, что имеет право дать наименование, предложил назвать ее Нептуном, ошибочно полагая, что это название признано французским бюро долгот. Ученый попытался назвать планету в октябре по своему имени «Леверье» и был поддержан директором обсерватории, но эта инициатива натолкнулась на сопротивления за пределами Франции. Альманахи быстро вернули название Гершель (в честь Уильяма Гершеля, первооткрывателя) для Урана и Леверье для новой планеты.
Но, несмотря на это, Василий Струве, директор Пулковской обсерватории, остановится на названии «Нептун». О своем решении он заявил на съезде Императорской Академии наук 29 декабря 1846 года, который состоялся в Петербурге. Это название получило поддержку за границами России и очень скоро стало принятым международным наименованием планеты.
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.
Почему Нептун кажется голубым?
Нептун — восьмая планета в последовательности и самая удаленная планета нашей Солнечной системы. Если рассматривать диаметр планеты Нептун, это четвертая по величине планета; тем не менее, по сравнению с массой планеты Земля, масса в 17 раз больше.
Частицы или газы, существующие в любом материале, планете или области, представляют собой атрибуты этого материала, планеты или области. Основными компонентами планеты Нептун являются метан, гелий и газообразный водород, при этом газообразный метан играет важную роль в придании цвета земному шару. Дисперсия синего света наибольшая, так как в ВИБГЁР длины волн расположены в порядке возрастания, а синий имеет самую короткую длину волны, которая и распространяется больше всего.
Атмосфера Нептуна содержит в основном водород и гелий с небольшой примесью метана. Из-за атмосферного метана сосед Нептуна Уран имеет сине-зеленый цвет, но Нептун более живой, ярко-синий, а не зеленый, значит, должен быть какой-то неопознанный элемент, создающий более интенсивный цвет. Метан в тропосфере планеты Нептун поглощает красный свет солнечного света, но отражает синий свет солнечного света обратно в космос. Вот почему Нептун имеет видимый голубой оттенок.
Магнитосфера
Исследования «Вояджера-2» помогли ученым узнать многое о магнитном поле Нептуна. Оно сильно отлично от земного: источник располагается не в ядре, а в мантии, благодаря чему магнитная ось планеты сильно смещена относительно ее центра.
Одна из функций поля — защита от солнечного ветра. Форма магнитосферы Нептуна сильно вытянута: защитные линии в той части планеты, которая освещена, располагаются на расстоянии в 600 тыс. км от поверхности, а с противоположной стороны — более чем в 2 млн км.
Вояджер зафиксировал непостоянность напряжения поля и расположения магнитных линий. Такие свойства планеты также еще не объяснены до конца наукой.
Наблюдения
Нептун не виден невооружённым глазом, так как его звёздная величина находится между +7,7 и +8,0. Таким образом, Галилеевы спутники Юпитера, карликовая планета Церера и астероиды 4 Веста, 2 Паллада, 7 Ирида, 3 Юнона и 6 Геба ярче его на небе. Для уверенного наблюдения планеты необходим телескоп c увеличением от 200× и выше и диаметром не менее 200—250 мм. В этом случае можно увидеть Нептун как небольшой голубоватый диск, похожий на Уран. В бинокль 7×50 его можно заметить как слабую звезду.
Из-за значительности расстояния между Нептуном и Землёй угловой диаметр планеты меняется лишь в пределах 2,2—2,4 угловых секунд. Это наименьшее значение среди остальных планет Солнечной системы, поэтому визуальное наблюдение деталей поверхности данной планеты затруднено. Поэтому точность большинства телескопических данных о Нептуне была невысокой до появления космического телескопа «Хаббл» и крупных наземных телескопов с адаптивной оптикой. В 1977 году, к примеру, не был достоверно известен даже период вращения Нептуна.
Для земного наблюдателя каждые 367 дней Нептун вступает в кажущееся ретроградное движение, таким образом, образуя своеобразные воображаемые петли на фоне звёзд во время каждого противостояния. В апреле и июле 2010 года и в октябре и ноябре 2011 года эти орбитальные петли привели его близко к тем координатам, где он был открыт в 1846 году.
Наблюдения за Нептуном в диапазоне радиоволн показывают, что планета является источником непрерывного излучения и нерегулярных вспышек. И то и другое объясняют вращающимся магнитным полем планеты. В инфракрасной части спектра на более холодном фоне чётко видны волнения в глубине атмосферы Нептуна(т. н. «штормы»), порождённые теплом от сжимающегося ядра. Наблюдения позволяют с высокой долей достоверности установить их форму и размер, а также отслеживать их передвижения.
Трудности исследования
Выводы о том, какая атмосфера у Нептуна, что характерно для его структуры, делаются во многом на основе уже полученных данных об Уране, Юпитере и Сатурне. Удаленность планеты от Земли значительно затрудняет ее изучение.
В 1989 году вблизи Нептуна пролетал космический аппарат «Вояджер-2». Это была единственна встреча ледяного гиганта с земным посланником. Плодотворность ее, впрочем, очевидна: большую часть сведений о Нептуне науке предоставил именно этот корабль. В частности, «Вояджер-2» обнаружил Большое и Малое темные пятна. Оба зачерненных участка хорошо были видны на фоне голубой атмосферы. На сегодняшний день непонятно, какова природа этих образований, но предполагается, что это вихревые потоки или циклоны. Они появляются в верхних слоях атмосферы и на огромной скорости проносятся вокруг планеты.
Распределение тепла
Погода на планете Нептун характеризуется постепенным изменением температуры в зависимости от высоты. Тот слой атмосферы, где располагается условная поверхность, полностью соответствует второму названию (ледяная планета). Температура здесь опускается почти до -200 ºC. Если перемещаться от поверхности выше, то будет ощутимо увеличение тепла вплоть до 475º. Ученые до сих пор не нашли достойного объяснения таким перепадам. Как предполагается, Нептун обладает внутренним источником тепла. Такой «обогреватель» должен вырабатывать в два раза больше энергии, нежели приходит на планету от Солнца. Тепло от этого источника в сочетании с долетающей сюда от нашей звезды энергией, вероятно, и является причиной сильных ветров.
Однако ни солнечный свет, ни внутренний «обогреватель» не могут повысить температуру на поверхности так, чтобы здесь была ощутима смена времен года. И хотя другие условия для этого соблюдаются, отличить зиму от лета на Нептуне невозможно.
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.
Гость с Земли
Нептун находится чрезвычайно далеко в 4,5 млрд. км от Солнца, что в 30 раз дальше, чем Земля. Поэтому мы знаем о его строении крайне мало, и пока до него добрался только один посланец с нашей планеты. В августе 1989 года рядом с Нептуном пролетела автоматическая станция «Вояджер-2». Она покинула Землю 20 августа 1977 года, стартовав с космодрома на мысе Канаверал, и провела в пути к Нептуну ровно 12 лет, пролетев мимо остальных трех планет-гигантов Юпитера, Сатурна и Урана в 1979, 1981 и 1986 годах. Каждая из этих планет гравитационным воздействием изменяла курс станции и придавала ей дополнительную скорость. За время, когда станция находилась в окрестностях Нептуна, было получено огромное количество абсолютно новых сведений об этой планете. Были впервые обнаружены магнитное поле и система колец Нептуна, шесть его небольших спутников, достоверно установлено, что один оборот вокруг оси планета делает за 16 часов. На снимках крупнейшего спутника Тритона выявлена совершенно необычная поверхность с участками азотного льда и полярной шапкой из азотного инея. Но самым неожиданным было открытие на Тритоне азотных гейзеров газовых фонтанов, бьющих из недр спутника на 8 км вверх. Все измерения в окрестностях Нептуна, включая телевизионную съемку и самой планеты, и спутников, были выполнены автоматически, по заранее заложенной программе. Вмешательства человека на этом участке полета не предполагалось ведь радиосигнал от Земли достигнет Нептуна лишь через 4 часа 10 минут! За это время станция пролетит почти 200 000 км и полученная команда окажется уже бесполезной. Все снимки и результаты измерений научных приборов были записаны на цифровой магнитофон и переданы по радио на Землю постепенно, когда «Вояджер» уже значительно удалился от Нептуна. Поступавший со станции сигнал из-за далекого расстояния и небольшой мощности передатчика был очень слабым, поэтому данные передавались медленно, чтобы их было легче выделить из «радиошумов».
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.
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.
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
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.
Азотный мир Тритона
Одно из самых холодных тел в Солнечной системе это Тритон, наибольший из спутников Нептуна. Достоверные сведения о нем появились лишь в 1989 году после исследований со станции «Вояджер-2». Даже диаметр этого спутника, определенный наблюдениями в телескоп, был сильно преувеличен вместо 4 000 км он оказался равным 2 700 (это 3/4 диаметра нашей Луны). Вокруг спутника имеется сильно разреженная атмосфера толщиной около 10 км, которая состоит из азота с небольшой примесью метана. Давление этой атмосферы в 70 тысяч раз ниже, чем на Земле. Вместо ожидавшихся морей и озер жидкого азота на Тритоне обнаружилось царство льдов. Значительная территория вокруг его южного полюса покрыта льдом и инеем, поэтому отражает от 70 до 95% падающего на ее поверхность света. Причем льды и иней весьма экзотические азотные, поскольку температура на этом спутнике чрезвычайно низкая, около 240°С (а азот замерзает при 210°С). Однако Тритон не просто глыба льда. Средняя плотность этого спутника 2 г/см3. Поэтому считается, что он состоит из каменного ядра диаметром 2 000 км, окруженного слоем водного льда толщиной 350 км. На Тритоне обнаружены разнообразные формы рельефа, свидетельствующие о его геологической активности в прошлом. Трещины шириной 30 км и длиной до 1 000 км пересекают его поверхность. Еще одна особенность области, рельеф которых напоминает сетку на кожуре дыни. Подобного нет ни на одном из планетных тел. Эти участки покрыты ячейками поперечником 2030 км, которые окружены валами высотой 300 метров. Происхождение такого рельефа не вполне ясно. Скорее всего, это результат весьма экзотического криогенного (низкотемпературного) вулканизма, где роль расплавленной магмы играет холодная жидкость, которая поднимается из недр и замерзает на поверхности, образуя причудливые ледяные формы рельефа. Водный лед в условиях Тритона становится очень твердым и ведет себя как каменная горная порода, образуя высокие гряды, крутые склоны, трещины с резкими очертаниями. А вот метановый и азотный льды пластичные, они расползаются и создают пологий рельеф.
Главным сюрпризом Тритона оказалась его современная геологическая активность, которую до полета «Вояджера» никто и не предполагал. На снимках обнаружены газовые гейзеры темные столбы азота, идущие строго вертикально до высоты 8 км, где они начинают стелиться параллельно поверхности Тритона и вытягиваться в «хвосты» длиной до 150 км. Обнаружено десять действующих гейзеров. Все они «дымят» в южной полярной области, над которой Солнце в этот период находилось в зените. Причиной активности газовых гейзеров считают нагрев Солнцем, приводящий к плавлению азотного льда на некоторой глубине, где имеются также водный лед и метановые соединения темного цвета. Давление газовой смеси, возникающее в глубинном слое при его нагреве всего на 4°C, хотя и небольшое, но вполне достаточное, чтобы выбросить газовый фонтан высоко в разреженную атмосферу Тритона.
Каков настоящий цвет Нептуна?
Цвет Нептуна виден как яркий лазурно-синий. Причины цвета Нептуна заключаются в том, что верхняя атмосфера состоит из 80% водорода, 19% гелия и небольшого количества метана и других льдов, таких как аммиак и вода.
Метан поглощает свет на длине волны 2,3622e-5 дюймов (600 нм) и находится в красном конце видимой области спектра. Синий цвет Нептуна кажется синей сферой издалека, но по мере приближения можно наблюдать изменения в его облаках. Истинный цвет Нептуна — синий.
По имеющимся данным, более легкий метан облака плывут над нижним слоем облаков. Штормы бушуют по всему земному шару Нептуна. Основной синий оттенок планеты вызван поглощением красного и инфракрасного света метаном, окружающим Нептун в воздухе. Облака над большей частью абсорбции метана кажутся белыми, в то время как самые верхние облака кажутся желто-красными, как видно в блестящем пятне вверху.
Огромная экваториальная струя Нептуна со скоростью почти 900 миль в час (1448,4 км/ч) сосредоточена на темно-синей полосе к югу от тропиков Нептуна. Зеленая полоса света дальше на юг обозначает место, где окружающий воздух улавливает синий свет.
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.