Нептун: Синий гигант на краю Солнечной системы

Общая характеристика

Нептун — восьмая и самая далёкая планета от Солнца. Это второй ледяной гигант (после Урана), мир бурь и холода, который замыкает границы нашей системы. Интересно, что Нептун стал первой планетой, открытой не случайным наблюдением, а с помощью математических расчётов — её существование предсказали задолго до того, как увидели в телескоп.

Ключевые факты:

• Диаметр: 49 244 км (почти как у Урана, в 3.9 раза больше Земли).
• Масса: 17 масс Земли (чуть тяжелее Урана, хотя немного меньше по размеру).
• Расстояние от Солнца: 4.5 млрд км (в 30 раз дальше, чем Земля).
• Сутки: 16 часов 6 минут.
• Год: 165 земных лет (с момента открытия в 1846 году он ещё не сделал полный оборот вокруг Солнца! Первый "нептунианский год" с момента открытия завершится только в 2011 году).
• Температура в верхних облаках: -218°C (холодно, но почему-то теплее, чем на Уране, который ближе к Солнцу).
• Спутники: 14 известных.
• Кольца: Есть, но слабые и тёмные.

Почему Нептун синий?

Если Уран — бледно-зелёный, то Нептун — ярко-синий. Долгое время думали, что это просто из-за метана в атмосфере (как у Урана), но оказалось, что секрет в другом.

Насыщенный синий цвет Нептуну придаёт не только метан (который поглощает красный свет), но и наличие неизвестного пока компонента в атмосфере, который и даёт этот глубокий ультрамариновый оттенок. Возможно, это какая-то форма сероводорода или других соединений.

Атмосфера и бури: Самые быстрые ветры

Несмотря на огромное расстояние от Солнца (и очень малое количество солнечного тепла), на Нептуне происходит невероятное — там самые сильные ветры в Солнечной системе.

• Скорость ветра: До 2100 км/ч (сверхзвуковые ветры)! Для сравнения: самый сильный ураган на Земле — около 300 км/ч.
• Большое Тёмное Пятно: Когда "Вояджер-2" пролетал мимо Нептуна в 1989 году, он увидел гигантский ураган размером с Землю, похожий на Большое Красное Пятно Юпитера. Его назвали Большим Тёмным Пятном. Когда через несколько лет "Хаббл" посмотрел на Нептун, пятно исчезло, но появились новые. Атмосфера Нептуна очень динамичная и постоянно меняется.
• Облака: На Нептуне есть белые облака из кристаллов метанового льда, которые быстро движутся и меняются.

Откуда берётся энергия для таких бурь, если Солнце там светит в 900 раз слабее, чем на Земле? Учёные считают, что источник — внутреннее тепло планеты. Нептун излучает в 2.6 раза больше тепла, чем получает от Солнца (в отличие от Урана, у которого почти нет избыточного тепла).

Внутреннее строение

Нептун устроен похоже на Уран, но немного плотнее.

1. Атмосфера: Водород, гелий и метан.
2. Мантия: Горячая, плотная жидкость из воды, аммиака и метана (тот самый "лёд" под давлением). Эту мантию иногда называют "водно-аммиачным океаном". Учёные предполагают, что там может идти дождь из алмазов! Метан под колоссальным давлением распадается, углерод сжимается и образует кристаллы алмазов, которые падают вглубь, как осадки.
3. Ядро: Каменисто-ледяное ядро размером примерно с Землю.

Кольца Нептуна

У Нептуна тоже есть кольца, но они очень тёмные, тонкие и слабые. Их трудно разглядеть с Земли. Особенность колец Нептуна — они неоднородны. Есть участки, где материала больше (сгустки), они называются дуги. Почему они не размазались равномерно по орбите — загадка. Возможно, их удерживает гравитация маленького спутника.

Спутники Нептуна: Тритон — главная жемчужина

У Нептуна 14 известных спутников. Но один из них — Тритон — просто уникален.

Тритон:

• Это самый крупный спутник Нептуна (почти диаметр Луны, но чуть меньше).
• Обратное вращение: Тритон — единственный крупный спутник в Солнечной системе, который вращается вокруг планеты в сторону, противоположную её вращению (ретроградная орбита). Это значит, что он не сформировался рядом с Нептуном, а был захвачен гравитацией из пояса Койпера (области ледяных тел за Нептуном).
• Гейзеры: "Вояджер-2" обнаружил на Тритоне действующие гейзеры, выбрасывающие азот на высоту до 8 км! Значит, там есть геологическая активность и источник тепла.
• Поверхность: Тритон покрыт азотным льдом и метаном. Температура там около -235°C — это одно из самых холодных мест, которое изучали космические аппараты.
• Будущее: Тритон постепенно приближается к Нептуну по спирали (из-за приливных сил). Через несколько сотен миллионов лет он будет разорван гравитацией и превратится в новое кольцо вокруг Нептуна (возможно, даже более эффектное, чем у Сатурна).

Другие спутники:

• Нереида: Имеет очень вытянутую орбиту.
• Протей: Тёмный, бесформенный спутник (как картофелина), весь в кратерах.

История открытия: Математическая находка

Нептун открыли не случайно. Астрономы заметили, что Уран движется не совсем так, как должен по расчётам. Французский математик Урбен Леверье и британец Джон Адамс независимо друг от друга рассчитали, где должна находиться неизвестная планета, которая своим притяжением влияет на орбиту Урана.

Леверье отправил свои расчёты в Берлинскую обсерваторию, и 23 сентября 1846 года немецкий астроном Иоганн Галле нашёл Нептун всего в одном градусе от предсказанной позиции! Это был триумф небесной механики.

Исследование Нептуна

Как и Уран, Нептун посещал всего один космический аппарат — "Вояджер-2" (NASA) в 1989 году. Он пролетел мимо, сфотографировал Большое Тёмное Пятно, изучил Тритон и открыл несколько новых спутников.

С тех пор Нептун наблюдают только "Хаббл", "Джеймс Уэбб" и наземные телескопы. Учёные мечтают отправить к нему орбитальный аппарат, но из-за огромного расстояния (добираться около 10-12 лет) и сложности миссии это дело отдалённого будущего.

Интересный факт: С момента открытия в 1846 году Нептун совершил только один полный оборот вокруг Солнца. Его "год" длится 165 земных лет. Этот первый "юбилейный" год завершился в 2011 году. Мы живём в эпоху, когда люди впервые увидели возвращение Нептуна в ту же точку орбиты, где его открыли!