Планеты Солнечной Системы. Планета Нептун

Размещено на http://www.allbest.ru/

Доклад

по астрономии на тему: «Планеты Солнечной Системы. Планета Нептун»

Нептун является восьмой планетой нашей Солнечной Системы. Обнаруженный 23 сентября 1846 года, он стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений. Согласно зарисовкам, Галилео Галилей наблюдал Нептун 28 декабря 1612 года, а затем 29 января 1613 года. Однако в обоих случаях Галилей принял планету за неподвижную звезду в соединении с Юпитером на ночном небе. Во время первого периода наблюдений в декабре 1612 года Нептун был в точке стояния, как раз в день наблюдений он перешёл к попятному движению. Видимое попятное движение наблюдается, когда Земля обгоняет по своей орбите внешнюю планету. Поскольку Нептун был вблизи точки стояния, движение планеты было слишком слабым, чтобы быть замеченным с помощью маленького телескопа Галилея. Поэтому открытие Нептуна не приписывают Галилею. Позднее в 19 веке исследования проводились такими учеными как Алексис Бувард, Джон Кух Адамс, Урбен Леверье. Принято считать, что планету открыли В 1846 году Урбен Леверье, Иоганн Галле, Генрих д'Арре. Некоторое время после открытия Нептун обозначался просто как «внешняя от Урана планета» или как «планета Леверье». Директор Пулковской обсерватории Василий Струве отдал предпочтение названию «Нептун». О причинах своего выбора он сообщил на съезде Императорской Академии наук в Петербурге 29 декабря 1846 года. Это название получило поддержку за пределами России и вскоре стало общепринятым международным наименованием планеты.

Единственный зонд, достигший Нептуна - Вояджер 2. Именно он сообщил о бушующих ураганах на поверхности планеты, до этого считалось что Нептун - сонное ледяное царство. Снимки с зонда позволили определить состав атмосферы планеты и ее строение. Также Вояджер подтвердил существование системы колец Нептуна.

Физические характеристики и строение планеты

Нептун является четвёртой по диаметру и третьей по массе планетой Солнечной Системы. Его диаметр составляет 49528 км (в 3,9 раза больше диаметра Земли) и обладает массой в 1,0243·10²⁶ кг (в 17,2 раза тяжелее Земли). Нептун по составу близок к Урану, и обе планеты отличаются по составу от более крупных планет-гигантов -- Юпитера и Сатурна. Нептун состоит по большей части изо льдов, поэтому иногда Уран и Нептун помещают в отдельную категорию «ледяных гигантов»,. Согласно проведенным расчетам, центр планеты представляет собой твердое ядро, которое главным образом состоит из льдов и горных пород, а по диаметру в 1.5-2 раза превышает земное. Основу планеты составляет слой метановых, водных и аммиачных льдов. Температура основы колеблется в диапазоне от 2500-5500 градусов Цельсия. Несмотря на столь высокую температуру, лед остается в твердом состоянии, это происходит из-за высокого давления в недрах планеты, оно в миллионы раз превышает земное. Молекулы настолько плотно прижаты друг к другу, что находятся в раздавленном состоянии и разбиты на ионы и электроны.

Атмосфера Нептуна нептун солнечный планета гелий

Атмосфера Нептуна - внешняя газовая оболочка планеты, толщина ее примерно равна 5000 километров, основной ее состав - водород и гелий Также наблюдаются следы метана. Заметные полосы поглощения метана встречаются на длинах волн выше 600 нм в красной и инфракрасной части спектра. Как и в случае с Ураном, поглощение красного света метаном является важнейшим фактором, придающим атмосфере Нептуна синий оттенок, хотя яркая лазурь Нептуна отличается от более умеренного аквамаринового цвета Урана. Так как содержание метана в атмосфере Нептуна не сильно отличается от такового в атмосфере Урана, предполагается, что существует также некий, пока неизвестный, компонент атмосферы, способствующий образованию синего цвета.. Четко выраженной границы между атмосферой и ледяным слоем нет, плотность постепенно повышается под массой верхних слоев. Ближе к поверхности газы под давлением превращаются в кристаллы, которых становится все больше, а после эти кристаллы полностью преобразуются в ледяную кору. Глубина переходного слоя примерно равна 3000 км Нептун - это самая ветреная планета солнечной системы. Точная причина этого еще не известна, но есть предположение, что бушующие на поверхности ураганы связаны с происходящими в глубине недр планеты процессами формирования. Эти процессы разогревают планету изнутри, что приводит к движению газовых масс с огромной скоростью, достигающей 2100 км/ч.

Климат на планете

Одно из различий между Нептуном и Ураном - уровень метеорологической активности, то есть заметные погодные перемены. Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими почти сверхзвуковых скоростей (около 600 м/с). В ходе отслеживания движения постоянных облаков было зафиксировано изменение скорости ветра от 20 м/с в восточном направлении к 325 м/с на западном. Большинство ветров на Нептуне дуют в направлении, обратном вращению планеты вокруг своей оси. Общая схема ветров показывает, что на высоких широтах направление ветров совпадает с направлением вращения планеты, а на низких широтах противоположно ему.

В 1989 году Большое тёмное пятно, устойчивый шторм-антициклон размерами 13 000 Ч 6600 км, был открыт аппаратом НАСА«Вояджер-2». Этот атмосферный шторм напоминал Большое красное пятно Юпитера, однако 2 ноября 1994 года космический телескоп «Хаббл»не обнаружил его на прежнем месте. Вместо него новое похожее образование было обнаружено в северном полушарии планеты. Скутер -- это другой шторм, обнаруженный южнее Большого тёмного пятна. Его название -- следствие того, что ещё за несколько месяцев до сближения «Вояджера-2» с Нептуном было ясно, что эта группка облаков перемещалась гораздо быстрее Большого тёмного пятна. Последующие изображения позволили обнаружить ещё более быстрые, чем «скутер», группы облаков. Малое тёмное пятно, второй по интенсивности шторм, расположено ещё южнее. «Тёмные пятна» Нептуна, как полагают, рождаются в тропосфере на более низких высотах, чем более яркие и заметные облака. Таким образом, они кажутся своеобразными дырами в верхнем облачном слое. Поскольку эти штормы носят устойчивый характер и могут существовать в течение нескольких месяцев, они, как считается, имеют вихревую структуру.

(на рис. Большое и Малое Темные Пятна)

Более разнообразная погода на Нептуне, по сравнению с Ураном, как полагают, -- следствие более высокой внутренней температуры. При этом Нептун в полтора раза удалённее от Солнца, чем Уран, и получает лишь 40 % от солнечного света, который получает Уран. Поверхностные же температуры этих двух планет примерно равны. Верхние области тропосферы Нептуна достигают весьма низкой температуры в ?221,4 °C. На глубине, где давление равняется 1 бару, температура достигает ?201,15 °C. Глубже идут газы, однако температура устойчиво повышается. Как и с Ураном, механизм нагрева неизвестен, но несоответствие большое: Уран излучает в 1,1 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Нептун же излучает в 2,61 раза больше, чем получает, его внутренний источник тепла производит 161 % от получаемого от Солнца. Предлагается несколько возможных объяснений, включая радиогенный нагрев ядром планеты, диссоциация метана в другие цепные углеводороды в условиях атмосферы Нептуна, а также конвекция в нижней части атмосферы, которая приводит к торможению гравитационных волн.