Neptun (planet)

Digitalna ilustracija Neptuna

Neptun To je osmi planet sončnega sistema v orbitalni razdalji, ledeni velikan in najbolj oddaljen od vseh. To je tako, saj je Pluton leta 2006 prenehal šteti za planet in postal pritlikavi planet ki je del pasu Kuiper.

V nočnem nebu Neptuna je videti kot majhna modrikasta točka, o kateri je bilo znano zelo malo, dokler vesoljske misije osemdesetih, kot je Voyager 2, niso zagotovilo podatkov o planetu in njegovih satelitih.

Slike Voyager 2 so prvič pokazale planet z zelenkasto modro površino, z močnimi nevihtami in hitrimi vetrnimi tokovi, ki proizvajajo temne anticiklonske lise. So zelo podobni tistim iz Jupitra, čeprav niso tako trajni kot ti.

Neptunovo atmosfero je bogato z metanom in ima zelo rahlo obroče. Planet ima magnetosfero, zato se domneva, da ima kovinsko jedro.

Doslej je bilo preštetih 15 satelitov Neptuna, vključno z Tritonom in Nereido kot glavnimi sateliti.

[TOC]

Odkritje in zgodovina

Odkritje Neptuna je bilo posledica matematične napovedi, ki temelji na opazovanjih motenj v orbitih planetov Uranus in Saturn. Prej leta 1610 je Galileo že opazil Neptuna z istim teleskopom, ki ga je uporabljal za odkrivanje Jupitrovih lun, a ga je zmedel z zvezdo. 

Dolgo kasneje, leta 1846, je francoski matematik, specializiran za nebesno mehaniko Urbain Le Verrier, preučeval določene motnje v orbiti Saturn in Uran. Najboljša razlaga je bila predlaganje obstoja novega planeta, ki je napovedal orbito in položaj v nebesih. Naslednji korak je bil najti planet, zato je Verrier prepričal nemškega astronoma Johanna Gottfrieda Galle, da bi ga iskal. 

V noči na 23. septembra 1846 je iz svojega observatorija v Berlinu potrdil obstoj novega planeta in nekaj dni kasneje se je pojavil Triton, njegov največji satelit.

Skoraj istočasno v Cambridgeu v Angliji, mlademu matematiku Johnu Couchu Adamsu, ki je prav tako nekaj časa delal na tej težavi, je naredil podobne napovedi. 

Neptun dolguje svoje ime bogu morskega morja rimske mitologije (enakovredno grškemu bogu Posejdonu), ki sledi tradiciji podelitve planetov imena božanstev rimskega panteona.

Značilnosti Neptuna

Neptun v primerjavi z zemljo. (Vir: Wikimedia Commons)

Premer Neptuna je skoraj 4 -krat večji od premera zemlje, vendar približno tretjina velikanskega Jupitra.

Njegova masa je 17 -krat večja od Zemlje in volumna je 57 -krat večja. Kar zadeva svojo maso, zaseda tretje mesto planetov sončnega sistema in četrto mesto po velikosti.

Povzetek glavnih fizičnih značilnosti Neptuna

-Masa: 1.024 × 10²⁶ kg (17.147 -krat večja zemlja)

-Srednji radio: 24. 24.622 km, kar ustreza 3,87 -kratni polmer zemlje.

-Oblika: zaračunano na drogovih v faktorju 0,983.

-Srednji radio orbite: 4.498 x 10⁹ km enakovredno 30,07 u.Do.

-Naklon rotacije osi: 30 ° glede na orbitalno ravnino.

-Temperatura: -220 ° C (oblaki)

-Gravitacija: 11,15 m/s² (1.14G)

-Lastno magnetno polje: Da, 14 mikrotesla v Ekvadorju .

-Atmosfera: 84%vodik, 12%helija, 2%metan, 0,01%amoniaka.

-Gostota: 1.640 kg/m³

-Sateliti: 15 znanih do danes.

-Prstani: Da, so šibke in spojine ledenih delcev in silikatov.

Prevodno gibanje

Neptun, osmi planet sončnega sistema, je plinast velikan, katerega orbita okoli sonca ima povprečni polmer 30 ua. Astronomska enota UA je enaka 150 milijonov kilometrov in je povprečna razdalja med soncem in zemljo.

Animacija, ki prikazuje orbito Neptuna v rdeči barvi, skupaj z Uranovo, ki je modra točka. Vir: Wikimedia Commons.

To želi reči, da je polmer Neptunove poti 30 -krat večji od zemlje, zato traja 165 let, da se vrne okoli sonca.

Radovedni podatki o Neptunu

-Je planet dlje od sonca, saj je Pluton, ki je po Neptunovi orbiti, zdaj pritlikavi planet.

-Neptun je najmanjši od štirih velikanskih planetov (Jupiter, Saturn, Uran, Neptun).

-Resnost Neptuna je zelo podobna kot na Zemlji.

-Je najhladnejši planet v osončju s povprečno temperaturo -221,4 ° C.

-Ima sistem obročev, vendar za razliko od Saturna niso neprekinjene, ampak tvorijo loke po celotni njegovi orbitalni poti.

Vam lahko služi: vzdolžni valovi: značilnosti, razlike, primeri

-Neptun je najgostejši od velikanskih planetov.

-Ima orkane z najhitrejšimi vetrovi sončnega sistema, ki lahko doseže nekaj neverjetnih 2.100 km/h.

-Neptun ima veliko temno mesto, vrtinec velikosti planeta. Ta madež, fotografiran leta 1989, je izginil leta 1994, a je sprožil novo temno mesto.

-Triton, največji satelit Neptuna, se v nasprotni smeri obrne na svoje druge satelite.

-Triton (največji satelit Neptuna) ima dušikove vulkane in gejzirje, vendar je ena najbolj hladnih zvezd v osončju (-235 ° C).

-Misija Voyager 2 je leta 1989 prešla na 3 tisoč kilometrov od severnega pola planeta Neptuna.

-12. julija 2011 je Neptun opravil prvo popolno orbito od svojega odkritja 23. septembra 1846.

Rotacijsko gibanje

Neptun traja skoraj 16 ur, da se obrne okoli svoje osi. Vir: NASA.

Vrtenje Neptuna je 15 ur, 57 minut in 59 sekund, glede na najbolj natančne meritve do danes.

Ni lahka naloga določiti hitrost vrtenja planeta, ki jo cenijo le površina njene atmosfere in se premika tudi. Veliko lažje je določiti hitrost vrtenja skalnih planetov.

Ko je Voyager 2 v Neptun prispel leta 1989. Danes je znano, da ta ukrep ni natančen, zahvaljujoč temeljitim meritvam planetarnega znanstvenika Ericha Karkoschke z univerze v Arizoni.

Hitrost vrtenja in magnetno polje

Hitrost vrtenja drugih velikanskih planetov se meri z impulzi, ki jih oddaja magnetno polje. Vendar ta metoda ne velja za Neptun, saj niti osi niti središče magnetnega dipola ne sovpadata z vrtenjem osi planeta, kot vidimo v naslednji primerjalni sliki:

Magnetno polje velikanskih planetov. Vir: Semena, m. 2011.Sončni sistem. Sedma izdaja. Cengage učenje.

Slika prikazuje model magnetnega polja, ki ga proizvaja dipol (magnet), ki se nahaja bolj ali manj v središču planeta. Ta model je primeren tudi za zemeljsko magnetno polje.

Toda Neptunovo polje je nepravilno, v smislu, da so lahko prispevki kvadratnih in višjega reda večji od dipolskega polja. In kot vidimo na zgornji sliki, se dipol izhaja iz središča.

Nato je Karkoschka zasnovala drugačno metodo z uporabo več kot petsto slik Hubble teleskopa. Našel je dve značilni značilnosti planeta, ki ga je poklical: Južna polarna funkcija in Južni polarni val. 

Ti se od devetdesetih let zasukajo z isto hitrostjo, kar potrjuje, da je to resnična hitrost planeta.

V tej sliki barvnih filtrov Neptune se uporabljajo za poudarjanje temne točke 2 in funkcije Južne polar, ki se zdi, da je zasidrana na planetu. Vir: Erich Karkoschka.

Vetrovi v atmosferi Neptuna pogosto presegajo hitrost zvoka. Tako se velika temna točka Neptuna sčasoma spreminja svoj relativni položaj, namesto tega pa temna točka 2 in južna polarna značilnost ohranjata svoje relativne položaje. To kaže, da so povezani z vrtenjem planeta, kar je Karkoschki omogočilo, da v Neptunu določi trajanje enega dne.

Kompozicija

V atmosferi Neptuna obstajajo elementi, kot so vodik (84%), helij (12%), metan (2%) in drugi plini, kot so amoniak, etan in acetilen. V tej atmosferi je mešanica vode, amoniaka v tekočem stanju, metanu in staljeni kamni.

V nizkih regijah atmosfere se povečujejo koncentracije metana, amoniaka in vode. Za razliko od Urana, Twin Planet, sestava Neptuna ima večjo količino oceana.

Struktura

Planet ima skalnato jedro, obkroženo z ledeno lupino, vse pod gosto atmosfero in veliko debelino, ki zaseda tretji del svojega radia. Podobno je kot na planetu dvojčka Uranus.

Na naslednji sliki si lahko ogledate strukturo Neptuna z več podrobnostmi.

Notranja struktura Neptuna. Vir: Wikimedia Commons. Chocofrito/cc by-s (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/4.0.

Neptun ima strukturo z dobro diferenciranimi plastmi:

-Zgornji sloj: Sestavljajo ga oblaki, ki so večinoma vodika in helija ter v manjši meri metan in drugi plini. Ustreza približno 5-10% mase planeta.

-Atmosfera: Vodik, helij in metan.

-Plašč: Pod ozračjem je velik plašč planeta, tekoče območje, kjer lahko temperature dosežejo med 1.727 do 4.727 ° C. Sestavljen je iz vode, metana in amoniaka v tekočem stanju.

Vam lahko služi: pomembne številke: pravila, primeri, rešene vaje

Plašč ima med 10 in 15 kopenskih masah in je bogat z vodo, amonijakom in metanom. Ta mešanica se imenuje "led", čeprav je vroča in gosta tekočina, prav tako pa se imenuje voda in amonijak ocean.

Sam plašč ima zelo visoke temperature, med 1.700 ° C in 4.700 ° C, poleg tega je tudi njegova električna prevodnost visoka.

-Jedro: Integrirano s silicijevjem, železom in nikljenjem, podobno kot Uran, drugi ledeni in plinski velikan. Masa jedra je 1,2 -krat večja od zemlje. Tlak v središču je ocenjen na 700 GPa, približno dvakrat več kot v središču zemlje, s temperaturami do 5.670 ° C.

Atmosfera

Neptunovo ozračje je zelo zanimivo in si zasluži poseben odsek. Za začetek je izjemno hladen, saj je najbolj oddaljen planet na soncu in prejema zelo malo sončnega sevanja. Zaradi tega je temperatura na vrhu atmosfere v vrstnem redu -220 ° C.

Toda Neptun ima notranji vir toplote, verjetno zaradi trkov vožnje elektronov v tekočem plašču in tudi preostale vročine med tvorbo.

Zaradi tega ogromnega temperaturnega gradienta obstajajo ogromni konvekcijski tokovi, zaradi česar je podnebni sistem planeta zelo skrajno.

In tako nastanejo največje nevihte in orkani sončnega sistema, kar dokazuje tvorba ogromnih točk Anticiklonski tokovi, Zaradi vetrov, ki nasprotujejo različnim širinam.

Med vsemi anticiklonskimi sistemi Neptuna izstopajo veliko temno točko, ki jo je prvič fotografirala sonda Voyager 2 leta 1989, ko je šla na 3.000 kilometrov od planeta.

Kar zadeva barvo, je Neptune še bolj modrikast kot Uran, ravno zaradi večje koncentracije metana, ki absorbira rdečo valovno dolžino in odraža modro. Obstajajo pa tudi druge molekule, ki prispevajo k njegovi barvi.

V spodnjem območju atmosfere (troposfera) se temperatura znižuje z višino, v zgornjem območju (stratosferi) pa se pojavi nasprotno. Med temi plastmi je tlak 10 tisoč paskal (PA).

Nad stratosfero je termosfera, ki se postopoma pretvori v eksosfero, kjer se tlak zmanjšuje od 10 Pa na 1 Pa.

Neptunski sateliti

Do danes je bilo preštetih 15 naravnih satelitov planeta. Največji od njegovih satelitov in prvi, ki so ga odkrili leta 1846, je Triton. Leta 1949 so odkrili drugi satelit, imenovan Nereida.

Leta 1989 je misija Voyager 2 odkrila še šest satelitov: Náyade, Talasa, Desina, Galatea, Larisa in Proteo.

Kasneje leta 2003 so odkrili Halimedes, Sao, Lamedeia, Psáte in Neso. Little satelit 14 je leta 2013 odkril Inštitut Seti, ki je bilo njegovo 23 -urno orbitalno obdobje.

Poglejmo nekaj podrobnosti o glavnih lunah Neptuna:

Triton

Triton

Je največji od Neptunovih satelitov s premerom 2.700 km, približno 18 -krat manj kot njegov gostiteljski planet in skoraj 5 -krat manj kot Zemlja.

Njegovo orbitalno obdobje je skoraj 6 dni, a radovedno obrne vrtenje Neptuna in drugih satelitov. Poleg tega je njegova orbita naklonjena 30 stopinj glede na orbitalno ravnino planeta.

Je najhladnejši predmet sončnega sistema s povprečno temperaturo -235 ° C in ga tvori tri četrtine dela in četrtina ledu. Na njegovi površini so geji, s temnimi emanacijami proti atmosferi, medtem ko površina predstavlja ravnice in nekaj vulkanov z kraterji 200 km.

Glavni sateliti Neptuna; Triton, Proteo, Nereida in Larisa

Nereid

Gerard Kuiper ga je odkril leta 1949, zahvaljujoč, da odraža 14% sončne svetlobe, ki jo prejme.

Njegova velikost je osmi del Tritona in ima zelo ekscentrično orbito, razdalja nižjega pristopa do Neptuna je 1.354.000 km in največja odstranitev 9.624.000 km, traja 360 dni, da ga dokončate. 

Proteus

Proteus

Ta nepravilni satelit je leta 1989 odkrila misija Voyager 2 in po velikosti zaseda drugo mesto med Neptunovimi sateliti. Je nizka gostota in zelo porozen satelit.

Kljub veliki velikosti ga teleskopi ne bi mogli odkriti, ker je zelo temen in odraža majhno sončno svetlobo. Njegov povprečni premer je od vrstnega reda 400 km, 6,7 -krat manj kot Triton. 

Vam lahko služi: toplotno ravnovesje: enačbe, aplikacije, vaje

Neptunski obroči

Bratstvo, enakost, svoboda je ime, ki ga sprejema loki Adams (najbolj oddaljen). Notranji obroč je Le Verrier. (Vir: Wikimedia Commons)

Neptun ima pet tankih in šibkih obročev, v glavnem sestavljen iz prahu in ledu. Verjame se, da je njen izvor v odpadkih, ki jih zapustijo trki med meteorji in naravnimi sateliti planeta.

Prstani so imenovani z priimkom znanstvenikov, ki so največ prispevali k njihovemu odkritju in študiju. Od najpomembnejšega do najboljših so Galle, Le Verrier, Lassell, Arago in Adams.

Obstaja tudi prstan, katerega orbita se deli s satelitom Galatea, ki ga lahko vidimo na naslednji sliki:

Shema petih obročev Neptuna in njihovih imen. Prikazana je tudi orbita nekaterih satelitov. (Vir: NASA).

Kdaj in kako opazovati Neptun

Ni mogoče videti Neptuna s prostim očesom, tudi z amaterskim teleskopom je videti tako majhen, da ga je mogoče zamenjati z zvezdo.

Za to je najbolje uporabiti računalniški program ali aplikacijo, ki deluje kot planetarij. Za operacijski sistem Android izstopa aplikacija Sky Maps, ki vam omogoča hitro iskanje planetov in drugih nebesnih predmetov z dovolj natančnosti.

Najboljši čas za opazovanje je, ko je planet v nasprotju, to je, da je zemlja med črto, ki združuje sonce z Neptunom.

Ta pojav se pojavi vsakih 368 dni in do leta 2020 se bo zgodil 11. septembra. Seveda ni edina priložnost za opazovanje Neptuna, ki je viden tudi v drugih letnih časih leta.

Z dobrim teleskopom lahko Neptun razlikujemo od zvezd v ozadju, saj je videti kot modro-zeleni album. 

Magnetosfera Neptuna

Prej komentirajo posebnosti magnetnega polja Neptuna. Magnetni drogovi planeta so nagnjeni v 47 ° glede na osi vrtenja.

Magnetno polje nastane z gibanjem vodnikov, ki tvorijo tanko sferično plast znotraj planeta. Toda v Neptunu se magnetni drogovi preselijo iz središča za približno 0,5 radijskih sprejemnikov na planetu.

Intenzivnost polja v magnetnem Ekvadorju je vrstnega reda 15 mikrotesla, saj je 27 -krat bolj intenzivna kot intenzivna.

Geometrija polja je zapletena, saj lahko kvadratni prispevki presežejo dipolski prispevek, za razliko od zemljišča, v kateri je najpomembnejši prispevek Dipol.

Neptunovo posebno magnetno polje. (Vir: Emaze.CO)

The magnetosfera Neptun sega na 35 -krat večji polmer na udarni sprednji strani in 72 radijskih sprejemnikov v repu.

The Magnetopavza, ki je kraj, kjer je magnetni tlak izenačen s tlakom obremenjenih delcev od sonca, na planetu je med 23 in 27 radijskimi napravami.

Misije v Neptun

Voyager 2

Voyager 2

Edina vesoljska misija, ki je prišla na orbito na planet Neptun, je bila Voyager 2, ki je na planet prispela leta 1982.

V tem času sta bili znani le dva satelita: Triton in Nereida. Toda zahvaljujoč misiji Voyager 2 je bilo odkritih še šest: Náyade, Talasa, Desina, Galatea, Larisa in Proteo. Ti sateliti so precej manjši od Tritona, z nepravilno obliko in manjšimi radijskimi orbiti.

Sumimo, da je teh šest satelitov ostanki trka s starim satelitom, ki je strmoglavil s Tritonom.

Voyager 2 je odkril tudi nove prstane v Neptunu. Čeprav je bil prvi od prstanov odkrit leta 1968, njen obstoj in odkritje novih ni bilo mogoče do prihoda te sonde leta 1989.

Najbližji pristop vesoljskega plovila na planetu se je zgodil 25. avgusta 1989, ki je potekal na razdalji 4.800 km nad severnim polom Neptuna.

Ker je bil to zadnji pomemben planet, ki ga je lahko obiskal vesoljsko plovilo, je bilo odločeno. 

25. avgusta 1989 se je ladja odpravila na tesno tekmo z Luno Nereida, preden je dosegla 4.400 km od atmosfere Neptuna in istega dne je minilo blizu Tritona, največje lune na planetu.

Vesoljsko plovilo je preverilo obstoj magnetnega polja, ki obdaja Neptun, in odkrilo, da je polje izpodrivano iz središča in nagnjeno, podobno kot polje okoli Urana.