Fizyczny

Neptune (Planet)

Cyfrowa ilustracja Neptuna

Neptun Jest to ósma planeta Układu Słonecznego w odległości orbitalnej, gigant lodowy i najbardziej zewnętrzny ze wszystkich. Dzieje się tak, ponieważ Pluton przestał być uważany za planetę w 2006 roku, stając się Planeta krasnoludków który jest częścią pasa Kuipera.

Na nocnym niebie Neptune wygląda jak mały niebieskawo, którego bardzo niewiele było znane, dopóki misje kosmiczne lat osiemdziesiątych, takie jak Voyager 2, dostarczyły danych na planecie i jej satelitach.

Obrazy Voyager 2 pokazały po raz pierwszy planetę z zielonkawą niebieską powierzchnią, z silnymi burzami i szybkimi prądami wiatrowymi, które wytwarzają ciemne plamy antycykloniczne. Są bardzo podobne do tych z Jowisza, choć nie tak trwałe w czasie, jak te.

Atmosfera Neptuna jest bogata w metan i ma bardzo słaby układ pierścieni. Planeta ma magnetosfera, więc zakłada się, że ma metalowy rdzeń.

Do tej pory policzyło 15 satelitów Neptuna, w tym Triton i Nereida jako główne satelity.

[TOC]

Odkrycie i historia

Odkrycie Neptuna było wynikiem prognozy matematycznej, oparte na obserwacjach zakłóceń na orbitach planet Uran i Saturn. Wcześniej w 1610 r.

Długo później, w 1846 r., Francuski matematyk specjalizujący się w mechanice niebieskiej Urbain Le Verrier, badał pewne zaburzenia na orbitach Saturna i Uranu. Najlepszym wyjaśnieniem było zaproponowanie istnienia nowej planety, która przewidywała orbitę i pozycję w niebie. Następnym krokiem było znalezienie planety, więc Verrier przekonał niemieckiego astronomu Johanna Gottfried Galle, aby go szukał.

W nocy 23 września 1846 r. Galle potwierdził ze swojego obserwatorium w Berlinie, istnienie nowej planety, a kilka dni później pojawił się Triton.

Niemal jednocześnie w Cambridge w Anglii, młody matematyk John Couch Adams, który również pracował nad problemem, dokonał podobnych prognoz.

Neptune zawdzięcza swoje imię Bogu morza mitologii rzymskiej (równoważne greckiemu Posejdonowi), zgodnie z tradycją przyznawania planów imion bóstw bóstw rzymskiego panteonu.

Charakterystyka Neptuna

Neptune w porównaniu do Ziemi. (Źródło: Wikimedia Commons)

Średnica Neptuna jest prawie 4 razy większa niż średnica ziemi, ale około jedna trzecia gigantycznego Jowisza.

Jego masa jest 17 razy większa niż Ziemi, a jej objętość jest 57 razy większa. Jeśli chodzi o masę, zajmuje trzecie miejsce planet układu słonecznego i czwarte miejsce w wielkości.

Podsumowanie głównych cech fizycznych Neptuna

-Masa: 1 024 × 10²⁶ KG (17 147 razy Ziemia)

-Medium Radio: 24.622 km, równoważne 3,87 razy promień Ziemi.

-Kształt: rozliczone na biegunach w czynniku 0,983.

-Średni radio orbity: 4498 x 10⁹ km równoważny 30,07 u.DO.

-Nachylenie osi obrotu: 30º w odniesieniu do płaszczyzny orbitalnej.

-Temperatura: -220ºC (chmury)

-Powaga: 11,15 m/s² (1,14 g)

-Własne pole magnetyczne: Tak, 14 Microtesla w Ekwadorze .

-Atmosfera: 84%wodór, 12%hel, 2%metan, 0,01%amoniaku.

-Gęstość: 1.640 kg/m³

-Satelity: 15 Znane do tej pory.

-Pierścienie: Tak, są słabe i związki cząstek lodowych i krzemianów.

Ruch tłumaczenia

Neptune, ósma planeta Układu Słonecznego, jest gazowym gigantem, którego orbita wokół Słońca ma średni promień 30 UA. Astronomiczna jednostka UA jest równoważna 150 milionów kilometrów i jest średnią odległością między słońcem a Ziemią.

Animacja, która pokazuje orbitę Neptuna w kolorze czerwonym, wraz z organem Uranu, który jest niebieskim punktem. Źródło: Wikimedia Commons.

To chce powiedzieć, że promień trajektorii Neptuna jest 30 razy większy niż promieni.

Ciekawe dane o Neptune

-To planeta dalej od słońca, ponieważ Pluton, który jest po orbicie Neptuna, jest teraz planeta karłowata.

-Neptune to najmniejszy z czterech gigantycznych planet (Jowisz, Saturn, Uran, Neptune).

-Istotność Neptuna jest bardzo podobna do nasilenia Ziemi.

-Jest to najzimniejsza planeta w Układzie Słonecznym, o średniej temperaturze -221,4ºC.

-Ma system pierścieni, ale w przeciwieństwie do Saturna, nie są ciągłe, ale tworzą łuki na trasie orbitalnej.

Może ci służyć: fale podłużne: cechy, różnice, przykłady

-Neptune jest najciekawszym z gigantycznych planet.

-Ma huragany z najszybszymi wiatrem układu słonecznego, które mogą osiągnąć niesamowite 2.100 km/h.

-Neptune ma dużą ciemną plamę, wir planety wielkości Ziemi. Ta plama, sfotografowana w 1989 roku, zniknęła w 1994 roku, ale dała początek nowej ciemnej plamce.

-Triton, największy satelita Neptuna, odwraca się w przeciwnym kierunku do innych satelitów, dlatego uważa się, że jest złapany przez planetę i nie tworzy z nim równorzędnego.

-Triton (największy satelita Neptune) ma wulkany azotu i gejzery, jednak jest to jedna z najzimniejszych gwiazd w układzie słonecznym (-235ºC).

-Misja Voyager 2 została osiągnięta do 3 tysięcy kilometrów od północnego bieguna planety Neptune w 1989 roku.

-12 lipca 2011 r. Neptune ukończył swoją pierwszą pełną orbitę od czasu swojego odkrycia 23 września 1846 r.

Ruch rotacyjny

Neptune zajmuje prawie 16 godzin, aby odwrócić się. Źródło: NASA.

Obrót Neptuna wynosi 15 godzin, 57 minut i 59 sekund, zgodnie z najdokładniejszym jak dotąd pomiarem.

Ustalenie prędkości obrotu planety nie jest łatwym zadaniem, że doceniana jest tylko powierzchnia jej atmosfery, a także porusza się. O wiele łatwiej jest określić prędkość obrotową skalistych planet.

Kiedy Voyager 2 przybył do Neptune w 1989 r. Oszacowano 16 -godzinny okres rotacji z 6,5 sekundą. Dziś wiadomo, że miara ta nie jest dokładna, dzięki dokładnym pomiarom naukowca planetarnego Ericha Karkoschki z Arizona University.

Prędkość obrotowa i pole magnetyczne

Prędkość obrotowa innych gigantycznych planet jest mierzona przez impulsy emitowane przez pole magnetyczne. Jednak ta metoda nie ma zastosowania do Neptuna, ponieważ ani oś, ani środek magnetyczny dipol nie pokrywają się z osą obrotu planety, jak widzimy na poniższym obrazie porównawczym:

Pole magnetyczne gigantycznych planet. Źródło: nasiona, m. 2011.Układ Słoneczny. Siódma edycja. Cengage Learning.

Obraz pokazuje model pola magnetycznego wytwarzany przez dipol (magnes), znajdujący się mniej więcej w środku planety. Ten model jest również odpowiedni dla pola magnetycznego Ziemi.

Ale pole Neptune jest anomalne w tym sensie, że wkład kwadratowy i wyższego rzędu może być większy niż pole dipolowe. I jak widzimy na górnej figurze, dipol jest wypierany ze środka.

Następnie Karkoschka opracował inną metodę, wykorzystując ponad pięćset zdjęć teleskopu Hubble. Znalazł dwie charakterystyczne cechy planety, którą nazwał: Funkcja polarna południowego I Południowa fala polarna.

Obróciły się z tą samą prędkością od lat 90. XX wieku, potwierdzając, że jest to prawdziwa prędkość planety.

Na tym obrazie kolorowych filtrów Neptune są używane do podkreślenia ciemnego punktu 2 i funkcji południowej polarnej, które wydają się być zakotwiczone na planecie. Źródło: Erich Karkoschka.

Wiatry w atmosferze Neptuna często przekraczają prędkość dźwięku. Zatem wielka ciemna plamka Neptuna zmienia swoją względną pozycję z czasem, zamiast tego ciemna plamka 2 i południowa charakterystyka polarna utrzymują swoje względne pozycje. Sugeruje to, że są one powiązane z rotacją planety, co pozwoliło Karkoschce określić czas trwania jednego dnia w Neptune.

Kompozycja

W atmosferze Neptuna istnieją pierwiastki takie jak wodór (84%), hel (12%), metan (2%) i inne gazy, takie jak amoniak, etan i acetylen. W tej atmosferze znajduje się mieszanka wody, amoniaku w stanie ciekłym, metan i stopiona skała, zawierająca krzemionkę, żelazo i nikiel.

W niskich obszarach atmosfery rośnie stężenie metanu, amoniaku i wody. W przeciwieństwie do Urana, Twin Planet, skład Neptuna ma większą objętość oceanu.

Struktura

Planeta ma skaliste jądro otoczone lodowatą skorupą, wszystko pod gęstą atmosferą i dużą grubością, zajmującą trzecią część radia. Jest podobny do tej z Uranu Twin Planet.

Na poniższym obrazie możesz zobaczyć strukturę Neptune z dodatkowymi szczegółami.

Wewnętrzna struktura Neptuna. Źródło: Wikimedia Commons. Chocofrito/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0).

Neptune ma strukturę z warstwami dobrze zróżnicowanymi:

-Najwyższa warstwa: Jest to utworzone przez chmury, które mają głównie wodór i hel, oraz w mniejszym stopniu metan i inne gazy. Odpowiada około 5-10% masy planety.

-Atmosfera: Wodór, hel i metan.

-Płaszcz: W atmosferze znajduje się wielki płaszcz planety, w ciekłym obszarze, w którym temperatury mogą osiągnąć między 1.727 do 4.727 ° C. Składa się z wody, metanu i amoniaku w stanie płynu.

Może ci służyć: znaczące liczby: zasady, przykłady, rozwiązane ćwiczenia

Płaszcz ma od 10 do 15 mas lądowych i jest bogaty w wodę, amoniak i metan. Ta mieszanka nazywa się „lodem”, mimo że jest gorącym i gęstym płynem, i nazywa się także wodą i oceanem amoniaku.

Sam płaszcz ma bardzo wysokie temperatury, między 1.700ºC i 4.700ºC, oprócz jego przewodności elektrycznej jest również wysoka.

-Rdzeń: Zintegrowane przez krzemionkę, żelazo i nikielne skałę, podobne do Uranu, drugiego giganta lodu i gazu. Masa jądra jest 1,2 razy większa niż ziemia. Ciśnienie w centrum jest szacowane na 700 GPa, w przybliżeniu dwukrotnie niż w środku ziemi, z temperaturami do 5.670 ° C.

Atmosfera

Atmosfera Neptuna jest bardzo interesująca i zasługuje na specjalną sekcję. Na początek jest wyjątkowo zimno, ponieważ jest to najbardziej odległa planeta na słońcu i otrzymuje bardzo mało promieniowania słonecznego. Z tego powodu temperatura u góry atmosfery jest rzędu -220 ° C.

Ale Neptune ma wewnętrzne źródło ciepła, prawdopodobnie ze względu.

Z powodu tego ogromnego gradientu temperatury istnieją ogromne prądy konwekcyjne, dzięki czemu system klimatyczny planety jest bardzo ekstremalny.

A zatem wytwarzane są największe burze i huragany układu słonecznego, o czym świadczy formowanie ogromnych miejsc Prądy antycykloniczne, Z powodu wiatrów przeciwnych różnych szerokości geograficznych.

Spośród wszystkich antycyklonicznych układów Neptuna wyróżnia się wielkim ciemnym punktem, po raz pierwszy sfotografowanym przez sondę Voyager 2 w 1989 roku, kiedy to osiągnął 3.000 kilometrów od planety.

Jeśli chodzi o kolor, Neptune jest jeszcze bardziej niebieskawe niż Uran, właśnie ze względu na jego większe stężenie metanu, które pochłania czerwoną długość fali i odzwierciedla niebieski. Ale są też inne cząsteczki, które przyczyniają się do jego koloru.

W dolnym obszarze atmosfery (troposfery) temperatura maleje wraz z wysokością, ale w górnym obszarze (stratosfera) występuje odwrotnie. Wśród tych warstw presja wynosi 10 tysięcy Pascals (PA).

Powyżej stratosfery znajduje się terminosfera, która stopniowo przekształca się w egzososphere, gdzie ciśnienie maleje z 10 pa do 1 pa.

Neptune satelity

Do tej pory policzyło 15 naturalnych satelitów planety. Największym z jego satelitów i pierwszym odkrytym w 1846 r. Jest Triton. W 1949 r. Odkryto drugi satelita, zwany Nereida.

W 1989 r. Misja Voyager 2 odkryła sześć kolejnych satelitów: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa i Proteo.

Później w 2003 roku odkryto Halimedes, Sao, Lamedeia, Psámate i Neso. Little Satellite 14 został odkryty w 2013 r.

Zobaczmy kilka szczegółów na temat głównych księżyców Neptuna:

Tryton

Jest to największy z satelitów Neptuna o średnicy 2.700 km, około 18 razy mniej niż jego planeta gospodarza i prawie 5 razy mniej niż Ziemia.

Jego okres orbitalny wynosi prawie 6 dni, ale co ciekawe obrót Neptuna i jego innych satelitów. Ponadto jego orbita jest pochylona 30 stopni w odniesieniu do płaszczyzny orbitalnej planety.

Jest to najzimniejszy obiekt układu słonecznego o średniej temperaturze -235 °. Na jego powierzchni znajdują się geyery, z ciemnymi emanacjami w kierunku atmosfery, podczas gdy powierzchnia przedstawia równiny i niektóre wulkany z kratery 200 km.

Główne satelity Neptuna; Triton, Proteo, Nereida i Larisa

Nereida

Został odkryty przez Gerarda Kuipera w 1949 roku.

Jego rozmiar jest ósmą częścią Triton i ma bardzo ekscentryczną orbitę, odległość niższego podejścia do Neptuna wynosi 1.354.000 km i największe usunięcie 9.624.000 km, zajęcia 360 dni na jego ukończenie.

Odmieniec

Ten nieregularny satelitarny został odkryty w 1989 r. Jest to niska gęstość i bardzo porowata satelita.

Mimo dużego rozmiaru nie można go było odkryć przez teleskopy, ponieważ jest bardzo ciemne i odzwierciedla małe światło słoneczne. Jego średnia średnica jest rzędu 400 km, co stanowi 6,7 razy mniej niż Triton.

Może ci służyć: Bilans termiczny: równania, zastosowania, ćwiczenia

Neptune pierścienie

Bractwo, równość, wolność to nazwa, którą otrzymuje łuki pierścienia Adamsa (najbardziej zewnętrzne). Pierścień wewnętrzny to Le Verrier. (Źródło: Wikimedia Commons)

Neptune ma pięć cienkich i słabych pierścieni, złożonych głównie z cząstek pyłu i lodu. Uważa się, że jego pochodzenie jest w gruzach pozostawionych przez kolizje między meteorami a naturalnymi satelitami planety.

Pierścienie nazywane są nazwiskiem naukowców, którzy najbardziej przyczynili się do ich odkrycia i studiów. Od najbardziej wewnętrznych po najbardziej zewnętrzne są Galle, Le Verrier, Lassell, Arago i Adams.

Istnieje również pierścień, którego orbita dzieli się z satelitą Galatea, który widzimy na poniższym obrazku:

Schemat pięciu pierścieni Neptuna i ich nazwisk. Pokazano również orbitę niektórych satelitów. (Źródło: NASA).

Kiedy i jak obserwować Neptuna

Nie można zobaczyć Neptuna z nagim okiem, nawet z amatorskim teleskopem wygląda tak małym, że można go mylić z gwiazdą.

W tym celu najlepiej korzystać z programu komputerowego lub aplikacji, która działa jako planetarium. W przypadku systemu operacyjnego Androida aplikacja Sky Maps wyróżnia się, co pozwala szybko zlokalizować planety i inne obiekty niebieskie z wystarczającą precyzją.

Najlepszym czasem do obserwacji jest to, że planeta jest w opozycji, to znaczy, że ziemia jest między linią, która jednoczy słońce z Neptunem.

Zjawisko to występuje co 368 dni, a do 2020 r. Odbędzie się to 11 września. Oczywiście nie jest to jedyna okazja do obserwacji Neptuna, która jest również widoczna o innych porach roku.

Z dobrym teleskopem, Neptune można odróżnić od gwiazd tła, ponieważ wygląda jak niebiesko-zielony album.

Neptune Magnetosfera

Wcześniej skomentował osobliwości pola magnetycznego Neptuna. Budy magnetyczne planety są pochylone w 47 °.

Pole magnetyczne jest generowane przez ruch przewodów, które tworzą cienką warstwę sferyczną wewnątrz planety. Ale w Neptune bieguny magnetyczne są wypierane z środka przez około 0,5 radiotelefów na planecie.

Intensywność pola w Ekwadorze magnetycznym jest rzędu 15 mikrotezli, co jest 27 razy intensywniejsze niż intensywniejsze niż intensywne.

Geometria pola jest złożona, ponieważ wkład kwadratowy może przekraczać wkład dipolowy, w przeciwieństwie do gruntów, w którym najbardziej odpowiednim wkładem jest dipol.

Osobliwe pole magnetyczne Neptuna. (Źródło: Emaze.com)

magnetosfera Neptune rozciąga się do 35 razy jego promienie na froncie uderzeniowym i 72 radiotelefach w ogonie.

Magnetopauza, które jest miejscem, w którym ciśnienie magnetyczne jest wyrównane z ciśnieniem obciążonych cząstek ze słońca, wynosi od 23 do 27 radiotelefów na planecie.

Misje do Neptuna

Voyager 2

Jedyną misją kosmiczną, która przyszła na orbitę planety Neptune, był Voyager 2, który przybył na planetę w 1982 roku.

W tym czasie znane były tylko dwa satelity: Triton i Nereida. Ale dzięki misji Voyager 2 odkryto sześć kolejnych: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa i Proteo. Te satelity są dość mniejsze niż Triton, z nieregularnym kształtem i mniejszymi orbitami radiowymi.

Podejrzewa się, że te sześć satelitów jest pozostałościami kolizji ze starym satelitą, który rozbił się z Tritonem, gdy ten ostatni został schwytany przez siłę grawitacji Neptune.

Voyager 2 odkrył także nowe pierścienie w Neptune. Chociaż pierwszy z pierścieni został odkryty w 1968 r., Jego istnienie i odkrycie nowych nie były możliwe, dopóki pojawia.

Najbliższe podejście statku kosmicznego do planety miało miejsce 25 sierpnia 1989 r., Które odbyło się w odległości 4.800 km nad północnym biegunem Neptun.

Ponieważ była to ostatnia ważna planeta, którą mógł odwiedzić statek kosmiczny, zdecydowano.

25 sierpnia 1989 r. Statek poszedł na bliski mecz z Nereida Moon, zanim osiągnął 4.400 km od atmosfery Neptuna i tego samego dnia minęło w pobliżu Triton, największego księżyca na planecie.

Statek kosmiczny zweryfikował istnienie pola magnetycznego otaczającego Neptuna i odkrył, że pole zostało przesunięte z środka i nachylone, podobne do pola wokół Uranu.