Neptún (planéta)

Digitálna ilustrácia Neptúna

Neptún Je to ôsma planéta slnečnej sústavy v orbitálnej vzdialenosti, ľadový gigant a najvzdialenejší zo všetkých. To je tak, že Pluto prestal byť považovaný za planétu v roku 2006 a stal sa a trpaslík planéta ktorý je súčasťou pásu Kuiper.

Na nočnej oblohe Neptún to vyzerá ako malý modrý bod, o ktorom bolo známe len veľmi málo, až kým vesmírne misie v osemdesiatych rokoch, ako napríklad Voyager 2, neposkytli údaje o planéte a jej satelitoch.

Obrazy Voyager 2 ukázali prvýkrát planétu so zelenkavým modrým povrchom, so silnými búrkami a rýchlymi veternými prúdmi, ktoré produkujú tmavé anticyklonické škvrny. Sú veľmi podobné ako v prípade Jupitera, aj keď nie také trvalé ako tieto.

Atmosféra Neptúna je bohatá na metán a má veľmi slabý systém krúžkov. Planéta má magnetosféru, takže sa predpokladá, že má kovové jadro.

Doteraz bolo započítaných 15 satelitov Neptún, vrátane Tritona a Nereida ako hlavných satelitov.

[TOC]

Objav a história

Neptúnov objav bol výsledkom matematickej predikcie založenej na pozorovaniach poruchy na obežných dráhach urán a planét Saturn. Predtým v roku 1610 už Galileo všimol Neptúna rovnakým ďalekohľadom, aký objavil Jupitera, ale zamieňal ho s hviezdou. 

Dlho neskôr, v roku 1846, francúzsky matematik špecializovaný na nebeskú mechaniku Urbain Le Verrier študoval určité poruchy na obežných dráhach Saturn a Uranus. Najlepšie vysvetlenie bolo navrhnúť existenciu novej planéty, ktorá predpovedala obežnú dráhu a pozíciu v nebi. Ďalším krokom bolo nájsť planétu, takže Verrier presvedčil nemecký astronóm Johann Gottfried Galle, aby ho hľadal. 

V noci z 23. septembra 1846 Galle potvrdil zo svojho Observatória v Berlíne, existenciu novej planéty ao pár dní neskôr sa objavil Triton, jeho najväčší satelit.

Takmer súčasne v Cambridge v Anglicku, mladý matematik John Couch Adams, ktorý na tomto probléme už nejaký čas pracoval, urobil podobné predpovede. 

Neptún dlhuje svoje meno Bohu mora rímskej mytológie (rovnocenná s gréckym Bohom Poseidonom), po tradícii udeľovania menách planét božstiev rímskeho panteónu.

Neptún charakteristiky

Neptún v porovnaní so Zemou. (Zdroj: Wikimedia Commons)

Priemer Neptúna je takmer 4 -krát väčší ako priemer Zeme, ale asi tretina gigantického Jupitera.

Jeho hmotnosť je 17 -násobok hmoty Zeme a jej objem je 57 -krát väčší. Pokiaľ ide o svoju hmotnosť, zaberá tretie miesto planét slnečnej sústavy a štvrté miesto vo veľkosti.

Zhrnutie hlavných fyzikálnych charakteristík Neptúna

-Masa: 1 024 × 10²⁶ kg (17,147 -násobok Zeme)

-Stredné rádio: 24.622 km, ekvivalent 3,87 -násobku polomeru Zeme.

-Tvar: účtované na póloch vo faktore 0,983.

-Stredné rádio obežnej dráhy: 4 498 x 10⁹ km rovnocenný s 30.07 u.Do.

-Sklon rotácie: 30 ° vzhľadom na orbitálnu rovinu.

-Teplota -220 ° C (oblaky)

-Gravitácia: 11,15 m/s² (1,14 g)

-Vlastné magnetické pole: Áno, 14 mikrotesla v Ekvádore .

-Atmosféra: 84%vodík, 12%hélium, 2%metán, 0,01%amoniaku.

-Hustota: 1.640 kg/m³

-Satelity: 15 Známy doteraz.

-Prstene: Áno, sú slabé a zlúčeniny ľadových častíc a kremičitanov.

Hnutie

Neptún, ôsma planéta slnečnej sústavy, je plynný obr, ktorého obežná dráha okolo slnka má priemerný polomer 30 UA. Astronomická jednotka UA je rovnocenná s 150 miliónmi kilometrov a je priemernou vzdialenosťou medzi slnkom a Zemou.

Animácia, ktorá ukazuje Neptúnovú obežnú dráhu v červenej farbe, spolu s animáciou Uránu, čo je modrý bod. Zdroj: Wikimedia Commons.

To chce povedať, že polomer Neptúnovej trajektórie je 30 -krát väčší ako polomer Zeme, takže dokončenie návratu okolo slnka trvá 165 rokov.

Zvedavé údaje o Neptúne

-Je to planéta ďalej od Slnka, pretože Pluto, ktorý je po obežnej dráhe Neptúna, je teraz trpaslíka planéta.

-Neptún je najmenší zo štyroch obrovských planét (Jupiter, Saturn, Urán, Neptún).

-Neptúnova závažnosť je veľmi podobná závažnosti Zeme.

-Je to najchladnejšia planéta v slnečnej sústave s priemernou teplotou -221,4 ° C.

-Má systém prsteňov, ale na rozdiel od Saturn's, nie sú nepretržité, ale tvoria oblúky na celej orbitálnej trase.

Môže vám slúžiť: Pozdĺžne vlny: Charakteristiky, rozdiely, príklady

-Neptún je najhustejší z obrovských planét.

-Má hurikány s najrýchlejším vetrom slnečnej sústavy, ktorá môže dosiahnuť úžasné 2.100 km/h.

-Neptún má veľké tmavé miesto, víchrica veľkosti planéty Zeme. Táto škvrna, fotografovaná v roku 1989, zmizla v roku 1994, ale viedla k novému tmavému škvrnu.

-Triton, najväčší satelit z Neptúna, sa otočí opačným smerom k ostatným satelitom, a preto sa predpokladá, že ho zachytí planéta a nevytvorila s ním rovnakú úroveň.

-Triton (najväčší Neptún satelit) má sopky a gejzíry dusíka, je to však jedna z najchladnejších hviezd v slnečnej sústave (-235 ° C).

-Misia Voyager 2 išla v roku 1989 na 3 tisíc kilometrov od severného pólu Planet Neptún v roku 1989.

-12. júla 2011 Neptún dokončil svoju prvú úplnú obežnú dráhu od svojho objavenia 23. septembra 1846.

Rotačný pohyb

Neptún trvá takmer 16 hodín, kým sa otočí jej os. Zdroj: NASA.

Rotácia Neptúna je 15 hodín, 57 minút a 59 sekúnd, podľa najpresnejšieho merania doteraz.

Nie je ľahké určiť rýchlosť rotácie planéty, že sa oceňuje iba povrch jej atmosféry a tiež sa pohybuje. Je oveľa ľahšie určiť rýchlosť rotácie skalnatých planét.

Keď Voyager 2 prišiel do Neptúna v roku 1989. Dnes je známe, že toto opatrenie nie je presné, a to vďaka dôkladným meraním planétového vedca Ericha Karkoschka z Arizonskej univerzity.

Rýchlosť rotácie a magnetické pole

Rýchlosť rotácie ostatných obrovských planét sa meria pomocou impulzov emitovaných magnetickým poľom. Táto metóda sa však nevzťahuje na Neptúna, pretože ani os, ani stred magnetického dipólu sa nezhoduje s osou rotácie planéty, ako vidíme v nasledujúcom porovnávacom obrázku:

Magnetické pole obrovských planét. Zdroj: semená, m. 2011.Solárny systém. Siedme vydanie. Učenie sa.

Obrázok zobrazuje model magnetického poľa produkovaný dipólom (magnet), ktorý sa nachádza viac -menej v strede planéty. Tento model je tiež vhodný pre Magnetické pole Zeme.

Ale Neptúnové pole je neobvyklé v tom zmysle, že príspevky štvorca a vyššieho poriadku môžu byť väčšie ako dipólové pole. A ako vidíme na hornej časti, dipól je premiestnený zo stredu.

Potom Karkoschka vymyslel inú metódu, pričom použil viac ako päťsto obrázkov Hubble Telescope. Našiel dve charakteristické črty planéty, ktorú nazval: Funkcia južného polárneho a Južná polárna vlna. 

Od 90. rokov 20. storočia sa otáčali rovnakou rýchlosťou, čo potvrdzuje, že ide o skutočnú rýchlosť planéty.

Na tomto obrázku Filtre s farbami Neptún sa používajú na zvýraznenie tmavého bodu 2 a južného polárneho prvku, ktoré sa zdajú byť ukotvené na planéte. Zdroj: Erich Karkoschka.

Vietor v Neptúnovej atmosfére často presahuje rýchlosť zvuku. Veľká tmavá škvrna Neptúnu teda v priebehu času mení svoju relatívnu polohu, namiesto toho temná škvrna 2 a južná polárna charakteristika si zachovávajú svoje relatívne polohy. To naznačuje, že sú spojené s rotáciou planéty, ktorá umožnila Karkoschke určiť trvanie jedného dňa v Neptúne.

Kompozícia

V atmosfére Neptúna sú prvky ako vodík (84%), hélium (12%), metán (2%) a ďalšie plyny, ako je amoniak, etán a acetylén. Pod touto atmosférou je zmes vody, amoniaku v kvapalnom stave, metáne a roztavenom hornine, obsahujúcom oxid kremičitý, železo a nikel.

V nízkych oblastiach atmosféry sa zvyšujú koncentrácie metánu, amoniaku a vody. Na rozdiel od Uránu, dvojča planéty, má Neptúnovo kompozícia väčší objem oceánu.

Štruktúra

Planéta má skalnaté jadro obklopené ľadovou škrupinou, a to všetko pod hustou atmosférou a veľkou hrúbkou, ktorá zaberá tretiu časť rádiu. Je to podobné ako v prípade planéty Urána Twin Planet.

Na nasledujúcom obrázku môžete vidieť štruktúru Neptúna s ďalšími detailmi.

Vnútorná štruktúra Neptúna. Zdroj: Wikimedia Commons. Chocofrito/CC By-S (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0).

Neptún má štruktúru s dobre diferencovanými vrstvami:

-Horná vrstva: Je tvorené oblakami, ktoré sú väčšinou z vodíka a hélia av menšej miere metán a iné plyny. Zodpovedá približne 5-10% hmoty planéty.

-Atmosféra: Vodík, hélium a metán.

-Plášť: Pod atmosférou je veľký plášť planéty, kvapalná oblasť, v ktorej môžu teploty dosiahnuť 1.727 až 4.727 ° C. Skladá sa z vody, metánu a amoniaku v tekutine.

Môže vám slúžiť: Významné čísla: Pravidlá, príklady, vyriešené cvičenia

Plášť má medzi 10 až 15 pozemkovými masami a je bohatý na vodu, amoniak a metán. Táto zmes sa nazýva „ľad“, napriek tomu, že je horúca a hustá tekutina, a nazýva sa tiež voda a oceán amoniaku.

Samotný plášť má veľmi vysoké teploty, medzi 1.700 ° C a 4.700 ° C, okrem toho je tiež vysoká elektrická vodivosť.

-Jadro: Integrované silikou, železnou a niklovou horninou, podobne ako Urán, druhý ľadový a plynový gigant. Hmotnosť jadra je 1,2 -násobok hmotnosti zeme. Tlak v strede sa odhaduje na 700 GPa, čo je približne dvojnásobok v strede Zeme, s teplotami do 5.670 ° C.

Atmosféra

Atmosféra Neptúna je veľmi zaujímavá a zaslúži si špeciálnu sekciu. Začať je mimoriadne chladno, pretože je to najvzdialenejšia planéta na slnku a dostáva veľmi málo slnečného žiarenia. Z tohto dôvodu je teplota v hornej časti atmosféry v poradí -220 ° C.

Ale Neptún má vnútorný zdroj tepla, pravdepodobne v dôsledku kolízií hnacích elektrónov v plášti tekutiny a tiež zostávajúceho tepla počas ich tvorby.

Kvôli tomuto obrovskému teplotnému gradientu existujú obrovské prúdenie konvekcie, vďaka čomu je klimatický systém planéty veľmi extrémny.

A tak sa vyrábajú najväčšie búrky a hurikány slnečnej sústavy, o čom svedčí vytvorenie obrovských miest Anticyklonové prúdy, Kvôli vetrom na rozdiel od rôznych zemepisných šírok.

Medzi všetkými anticyklonickými systémami Neptúnu vyniká Veľké tmavé miesto, ktoré prvýkrát fotografovalo sonda Voyager 2 v roku 1989, keď išla na 3.000 kilometrov z planéty.

Pokiaľ ide o farbu, Neptún je ešte modernejší ako Urán, práve kvôli svojej väčšej koncentrácii metánu, ktorý absorbuje červenú vlnovú dĺžku a odráža modrú farbu. Existujú však aj ďalšie molekuly, ktoré prispievajú k jej farbe.

V dolnej oblasti atmosféry (troposféra) teplota klesá s výškou, ale v hornej oblasti (stratosféra) sa vyskytuje opak. Medzi týmito vrstvami je tlak 10 tisíc Pascalov (PA).

Nad stratosférou je tersosféra, ktorá sa postupne transformuje do exosféry, kde tlak klesá z 10 PA na 1 PA.

Neptún satelity

K dnešnému dňu bolo spočítaných 15 prírodných satelitov planéty. Najväčší z jeho satelitov a prvý, ktorý sa objavil v roku 1846, je Triton. V roku 1949 bol objavený druhý satelit, ktorý sa nazýva Nereida.

V roku 1989 misia Voyager 2 objavila ďalších šesť satelitov: Námade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa a Proteo.

Neskôr v roku 2003 sa objavia Halimedes, Sao, Lamedeia, Psiamate a Neso. Little Satellite 14 bol objavený v roku 2013 Inštitútom SETI, ktorý bol 23 -hodinovým orbitálnym obdobím.

Pozrime sa na niektoré podrobnosti o hlavných mesiacoch Neptúna:

Triton

Triton

Je to najväčší z Neptúnových satelitov s priemerom 2.700 km, asi 18 -krát menej ako jej hostiteľská planéta a takmer 5 -krát menej ako Zem.

Jeho orbitálna doba je takmer 6 dní, ale zvedavo otáča rotáciu Neptúna a ostatných satelitov. Okrem toho je jej obežná dráha naklonená 30 stupňov vzhľadom na orbitálnu rovinu planéty.

Je to najchladnejší objekt slnečnej sústavy s priemernou teplotou -235 ° C a tvorí sa o tri štvrtiny časť skaly a štvrtina ľadu. Na jeho povrchu sú geyers, s tmavými emanáciami smerom k atmosfére, zatiaľ čo povrch predstavuje pláne a niektoré sopky s krátermi 200 km.

Hlavné satelity Neptúna; Triton, Proteo, Nereida a Larisa

Nereid

Gerard Kuiper ho objavil v roku 1949, vďaka čomu odráža 14% slnečného svetla, ktoré dostáva.

Jeho veľkosť je ôsma časť Tritonu a má veľmi excentrickú obežnú dráhu, vzdialenosť nižšieho prístupu k Neptúnu je 1.354.000 km a najväčšie odstránenie 9.624.000 km, trvá 360 dní na jeho dokončenie. 

Proteus

Proteus

Tento nepravidelný satelit objavil v roku 1989 misia Voyager 2 a vo veľkosti zaberá druhé miesto medzi Neptúnovým satelitom. Je to nízka hustota a veľmi pórovitý satelit.

Napriek svojej veľkej veľkosti ho nemohli objaviť teleskopy, pretože je veľmi tmavý a odráža malé slnečné svetlo. Jeho priemerný priemer je rádovo 400 km, čo je 6,7 -krát menej ako Triton. 

Môže vám slúžiť: tepelná rovnováha: rovnice, aplikácie, cvičenia

Neptún krúžky

Bratstvo, rovnosť, sloboda je meno, ktoré dostávajú oblúky kruhu Adamsovho kruhu (najvzdialenejší) kruh. Vnútorný prsteň je Le Verrier. (Zdroj: Wikimedia Commons)

Neptún má päť tenkých a slabých krúžkov, ktoré sa skladajú hlavne z prachu a ľadových častíc. Predpokladá sa, že jeho pôvod je v troskách, ktoré zanechali zrážky medzi meteormi a prírodnými satelitmi planéty.

Prstene sú pomenované s priezviskom vedcov, ktorí najviac prispeli k ich objavu a štúdiu. Od najvnútornejších po najvzdialenejšie sú Galle, Le Verrier, Lassell, Arago a Adams.

K dispozícii je tiež prsteň, ktorého obežná dráha zdieľa so satelitom Galatea, ktorý vidíme na nasledujúcom obrázku:

Schéma piatich krúžkov Neptúna a ich mená. Zobrazuje sa aj obežná dráha niektorých satelitov. (Zdroj: NASA).

Kedy a ako pozorovať Neptúna

Nie je možné vidieť Neptúna voľným okom, dokonca aj s amatérskym teleskopom vyzerá tak malý, že ho možno zamieňať s hviezdou.

Z tohto dôvodu je najlepšie použiť počítačový program alebo aplikáciu, ktorý funguje ako planetárium. Pre operačný systém Android vyniká aplikácia Sky Maps, ktorá vám umožňuje rýchlo lokalizovať planéty a iné nebeské objekty s dostatočnou presnosťou.

Najlepší čas na pozorovanie je, keď je planéta v opozícii, to znamená, že Zem je medzi líniou, ktorá spája slnko s Neptúnom.

Tento jav sa vyskytuje každých 368 dní a do roku 2020 sa vyskytne 11. septembra. Samozrejme to nie je jedinou príležitosťou pozorovať Neptúna, ktorá je viditeľná aj v iných obdobiach roka.

S dobrým ďalekohľadom možno Neptún odlíšiť od hviezd pozadia, pretože vyzerá ako modro-zelený album. 

Neptún magnetosféra

Predtým komentoval zvláštnosti magnetického poľa Neptún. Magnetické póly planéty sú naklonené do 47 ° vzhľadom na os rotácie.

Magnetické pole je generované pohybom vodičov, ktoré tvoria tenkú sférickú vrstvu vo vnútri planéty. Ale v Neptúne sú magnetické póly posunuté zo stredu približne 0,5 rádiá na planéte.

Intenzita poľa v magnetickom Ekvádore je rádovo 15 mikrotetesov, ktorá je 27 -krát intenzívnejšia ako intenzita Zeme.

Geometria poľa je zložitá, pretože štvorcové príspevky môžu prekročiť príspevok dipólu, na rozdiel od pôdy, v ktorej je najrelevantnejším prínosom dipól.

Neptúnovo zvláštne magnetické pole. (Zdroj: Emaze.com)

Ten magnetosféra Neptún sa rozširuje na 35 -násobok polomeru na prednej strane nárazu a 72 rádií v chvoste.

Ten Magnetopause, ktoré je miestom, kde sa magnetický tlak vyrovnáva tlakom zložených častíc zo slnka, je medzi 23 až 27 rádiá na planéte.

Misie do Neptúnu

Voyager 2

Voyager 2

Jedinou vesmírnou misiou, ktorá prišla na obežnú dráhu Planet Neptún, bol Voyager 2, ktorý prišiel na planétu v roku 1982.

V tejto dobe boli známe iba dva satelity: Triton a Nereida. Ale vďaka misii Voyager 2 bolo objavených ďalších šesť: Námade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa a Proteo. Tieto satelity sú pomerne menšie ako Triton, s nepravidelným tvarom a menšími rádiovými dráhami.

Existuje podozrenie, že týchto šesť satelitov je pozostatkami kolízie so starým satelitom, ktorý havaroval s Tritonom, keď bol ten, ktorý bol zajatý silou gravitácie Neptúna.

Voyager 2 objavil aj nové krúžky v Neptúne. Hoci prvý z prsteňov bol objavený v roku 1968, jeho existencia a objav nových neboli možné až do príchodu tejto sondy v roku 1989.

Najbližší prístup kozmickej lode k planéte sa vyskytol 25. augusta 1989, ktorý sa uskutočnil vo vzdialenosti 4.800 km nad severným pólom Neptúna.

Pretože to bola posledná dôležitá planéta, ktorú mohla kozmická loď navštíviť, rozhodlo sa o tom. 

25. augusta 1989 loď šla do blízkeho zápasu s Mesiacom Nereida a potom dosiahla 4.400 km od Neptúnovej atmosféry a ten istý deň uplynul blízko Tritonu, najväčšieho mesiaca na planéte.

Kozmická loď overila existenciu magnetického poľa, ktoré obklopuje Neptúna a zistilo, že pole bolo premiestnené zo stredu a naklonené, podobne ako pole okolo Uránu.