В данной статье мы узнаем, какая планета считается самой холодной в Солнечной системе. А также выясним ее среднюю температуру и причину такого холода.

Солнечная система занимает огромную площадь в галактике, охватывая Солнце в своем центре и ограничивающий пояс Койпера. Известно, что само сердце нашей системы имеет неслыханно высокую температуру, которая запросто может расправить любой металл. И с логической стороны становится понятно, что расстояние от Солнца будет прямо диктовать температуру на каждой планете.

Но если вы сделаете вывод, что самая холодная планета находится в самом конце системы, то глубоко будете заблуждаться. Поэтому предлагаем узнать истинную самую холодную планету в нашей Солнечной системе. А также выяснить, что же выступило причиной такого леденящего холода.

Какая самая холодная планета нашей Солнечной системы?

Стоит отметить, что все наши планеты разделяются еще на два подвида: земные планеты и газовые гиганты. Разделяет их между собой еще один пояс, но уже состоящий из астероидов. И вот за пределами этой, так называемой, «линии мороза» настолько холодно, что можно заморозить такие летучие вещества, как аммиак или метан. Это связано с тем, что астрономические тела, которые находятся далеко от Солнца, получают очень мало тепла и света.

• Но если взглянуть на первую планету – Меркурий, то сразу же возникает парадокс. Ведь температура самой первой планеты может достигать значительных минусов. Порой она опускается ниже -170 °С. А потом снова пойдет скачек свыше 400 °С.
• Да, например, на Антарктиде температура воздуха может достигать и −93,2 °С. Причем также практически постоянно там температура ниже нуля. Но наша планета немного уступает в этом вопросе.
  • Более того, будучи на расстоянии третьей орбиты, Земля становится одной из теплых планет. Причем не просто теплой, она имеет разумные температуры, что создают благоприятные условия для жизни людей. Для сравнения, вторая планета Венера может сжечь любого человека заживо, ведь были зарегистрированы скачки выше 450 °С.
• Раньше звание самой холодной планеты в звездной системе, где мы живем, принадлежало Плутону. Он имел самую низкую температуру в -240 °С. Однако в 2006 году Международным астрономическим союзом Плутон был признан карликовой планетой. То есть он больше не числится, как реальная планета.
• С тех пор звание планеты с самой низкой температурой на поверхности перешло к Урану. И это несмотря на то, что Нептун находится дальше от Солнца, чем Уран. Ведь есть и другие факторы, кроме отдаленности от теплотворной звезды, которые влияют на температурный режим планеты. Поэтому мы предлагаем изучить планету более подробно и выяснить, почему на этой планете так холодно.

Какая средняя температура на самой холодной планете – Уране?

Когда дело доходит до выяснения средней температуры планеты, ученые берут во внимание изменения температуры, измеряемой с поверхности.

• У Урана нет гладкой и прочной поверхности, как таковой. Связана эта особенность с тем, что Уран — газовый гигант. Иногда его именуют и ледяным гигантом. В результате такой особенности ученые полагаются на показания температуры, где атмосферное давление равно 1 бар, что эквивалентно атмосферному давлению на уровне моря на Земле.
• На Уране эта область атмосферы находится чуть ниже облаков верхнего уровня. Измерение в этой части площади планеты – сложный и длительный процесс. Давление в этой области составляет от 1 до 5 бар, а температура достигает -196 °С.
  • Кстати, уже эти температурные условия дают возможность метану конденсироваться. На планете образуются облака аммиака и сероводорода. Именно они придают Урану синевато-зеленый цвет. Эта окраска характерна и для некоторых других газовых гигантов.
  
  
• Дальше в пространство, где давление падает до 0,1 бар, температура снижается до минимума от -216 ℃ до -224 °С. В самом центре планеты давление возрастает, что также приводит к резкому повышению температуры. В ядре Урана температура достигает 4700 °С. Это первый звоночек, к которому мы вернемся немного позже.
• Огромные температурные различия между центральной областью Урана и его поверхностью способствуют появлению сильных ветров. Их скорость достигает 240 м/с. Это делает ветра на Уране одними из самых сильных в Солнечной системе. Со временем сильные ветра на Уране теряют свои свойства. Но им на замену приходят новые.

Почему на Уране, самой холодной планете, низкая температура?

Имеется очень много нюансов, которые влияют на температуру планеты и, в то же время, зависят от нее. Ярким примером выступает климат, что вносит свою лепту в температурный режим.

• Как и некоторые другие планеты в Солнечной системе, Уран не находится параллельно Солнцу. Вместо этого он наклонен на бок с углом 97°. Для сравнения, Земля наклонена к Солнцу под углом 23,4°. Этот наклон приводит к появлению сезонов. Однако расстояние до Урана от Солнца огромное — в среднем, планета находится в 2,8 млрд. км от теплотворной звезды.
• Когда все планеты вращаются вокруг Солнца, одно полушарие всегда склоняется к нему, другое — отклоняется в противоположную сторону. Когда южное полушарие приближается к Солнцу, оно получает больше солнечного света, чем северное полушарие. Это означает, что лето будет на юге, а зима на севере. Также верно противоположное значение, когда северное полушарие наклонено к Солнцу. То есть, север получает больше солнечного света. И тогда можно сделать вывод, что на севере сейчас лето, а на юге – зима.
• В результате, полюс, наклоненный к Солнцу, достигает более высоких температур, чем остальная часть планеты. Сезоны меняются с намного меньшей скоростью, чем на Земле. Уран оборачивается вокруг Солнца в течении 84 земных лет. При этом довольно быстро происходит смена времени суток – чуть больше 17 часов.
• Весенняя погода выделяется сильнейшими штормами, что иногда даже достигают отметки выше 800 км/с. Более того, именно этот сезон характеризуется постоянными грозами. Другие же периоды выделяются резким спокойствием или ощутимыми перепадами в температуре и самом климате. Ученые же сводятся к тому, что асимметрия планеты становится этому причиной.

Сравнение температуры Урана с Нептуном и Плутоном

Почему Уран обошел планету Нептун, которая находится еще дальше от Солнца

• С Ураном в гонке за звание самой холодной настоящей планеты соревнуется его сосед — Нептун. Они оба известны, как ледяные гиганты, поскольку состоят из огромного количества кристаллов горных пород, воды, аммиака и метана. Уран, в среднем, находится на расстоянии 2,8 млрд. км от Солнца, а Нептун — на расстоянии 4,5 млрд. км от Солнца.
• Нептун на 1,7 млрд. км дальше от Солнца и, получая только 40% солнечной радиации, все же теплее Урана. Смотря на эти данные, напрашивается вывод, что Нептун самая холодная планета Солнечной системы. Но это не так.


• Нептун имеет среднюю температуру около -200 °С, а средняя температура Урана находится в пределах -195 °С. Но самая низкая температура Урана, когда-либо зафиксированная, составляла -224 °С. Хотя на Нептуне такой скачек тоже бывает, но не превышает отметку -220 °С.
• И это подтверждает, что в определенные периоды Уран достигает очень низких температур. Низкие температуры не имеют себе равных среди любых других планет Солнечной системы.
• Ученые не могут дать точный ответ, почему Уран достигает таких низких температур, несмотря на то, что он намного ближе к Солнцу, чем Нептун. Возможно, Уран был сбит огромным ударом назад, когда Солнечная система впервые формировалась. Это сказалось на его климате спустя огромный промежуток времени. Но это только неподтвержденная гипотеза.
• Астрономы думают, что странный наклон Урана может привести к выходу тепла из его ядра в космос. Ученые также подозревают, что Уран имеет очень активную атмосферу, которая заставляет его терять тепло.
• Но мы возвращаемся к тому тревожному звоночку. Температура ядра Урана чуть выше 4700 °С. Для сравнения, атмосфера Нептуна помогает удерживать тепло от его горячего ядра, что приводит к более теплым температурам, чем ожидалось при таком большом расстоянии от Солнца. Температура ядра Нептуна достигает 7000 °С, что практически в два раза больше, чем на Уране.
• Также приведем сравнение с габаритами планеты. Например, на Юпитере температура ядра превышает 24 тыс. °С. Да, он имеет и большой радиус. Но вот Земля, размером в 12 тыс. км в диаметре, имеет тепло ядра до 6 тыс. °С. А даже радиус Урана достигает 50 тыс. км. Поэтому главная причина такой низком температуры — это сравнительно малый размер ядра и его низкая температура. Как для такой большой планеты. Поэтому ядро просто не успевает прогревать такой масштаб.


• А значит, не только отдаленность планет от единственной звезды в Солнечной системе влияет на температурный режим на них. Значение имеет и структура, а также способ формирования планеты и, конечно же, ядро. Ведь оно играет также важную роль в прогревании планеты.

Спор между Ураном и Плутоном за звание самой холодной планеты

• Используя свои минимальные знания астрономии и способности к вычету, человек может получить представление о том, какая планета в нашей Солнечной системе является самой холодной. Если он поклонник старой классификации планет, то назовет Плутон самой холодной планетой.


• И для этого даже будут весомые аргументы. Ведь Плутон среди всех планет находится дальше всего от Солнца. И, действительно, средняя температура на Плутоне -223,15 °C. Максимально низкая температура на планете -240 °C.
• Но этот человек был прав много лет назад. Ведь проблема в том, что Плутон теперь классифицируется, как карликовая планета, и больше не считается реальной планетой. Помимо этого, аргументация наибольшим расстоянием от Солнца не совсем корректна. Ведь, как видно на примере Урана, на температуру планеты влияет не только этот фактор.
• Плутон стал называться карликовой планетой из-за его массы и того факта, что он не смог четко определить свою орбиту на ранней стадии ее формирования. В качестве объекта пояса Эджворта-Койпера Плутон является одним из миллионов горных пород и льдов, которые имеют одинаковые температуры.

Источник: heaclub.ru

Температура поверхности Нептуна

Из-за состава технически вычислить точный температурный показатель ледяных гигантов не получится. Поэтому ученые концентрируются на замеры на уровне, где давление – 1 бар.

На этом уровне фиксируется нагрев в -201.15°C. В таких условиях метан начинает конденсироваться, а также формируются аммиачные и сероводородные облака. Но температура меняется с углублением в планету. В центре отмечают раскаленность температуры Нептуна в 7000°C, а ветры разгоняются до 2100 км/ч.

Аномалии и вариации в температуре Нептуна

Странно, но на южном полюсе есть точка, где температура на 10 градусов выше. Она появляется, потому что эта сторона повернута к солнечному свету. При орбитальном движении полюса меняются, и точка возникнет уже на северном.

Больше всего вопросов вызывает внутренний нагрев. Нептун отдален от звезды на 50% дальше, чем Уран, но их температуры практически сходятся.

Зависимость изменения температуры атмосферы на Уране и Нептуне с увеличением давления

Чем глубже опустимся, тем выше температурная отметка. Выходит так, что Нептун производит в 2.61 раз больше энергии, чем поглощает от звезды. Планета расположена далеко, но ее нагрева хватает, чтобы создавать наиболее стремительные ветры в системе.

Ранее статус самой холодной планеты охватывал Плутон (-240°C), но теперь Нептун занял его место.

Полезные статьи:

Источник: v-kosmose.com

    Нептун — восьмая и самая дальняя планета Солнечной системы. Нептун также является четвёртой по диаметру и третьей по массе планетой. Масса Нептуна в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше таковых у Земли. Планета была названа в честь римского бога морей.
    Обнаруженный 23 сентября 1846 года, Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений. Обнаружение непредвиденных изменений в орбите Урана породило гипотезу о неизвестной планете, гравитационным возмущающим влиянием которой они и обусловлены. Нептун был найден в пределах предсказанного положения. Вскоре был открыт и его спутник Тритон, однако остальные 13 спутников, известные ныне, были неизвестны до XX века. Нептун был посещён лишь одним космическим аппаратом, «Вояджером-2», который пролетел вблизи от планеты 25 августа 1989 года.

Полумесяцы Нептуна и Тритона.     Этот драматический вид был получен космическим аппаратом Войджер-2 через 3 дня и 6 с половиной часов после близкого пролета около Нептуна. Вояджер-2 во время съемки был на расстоянии в 4,86 миллиона километров от Нептуна, разрешение снимка 90 км на пиксель.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Нептун по составу близок к Урану, и обе планеты отличаются по составу от более крупных планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Иногда Уран и Нептун помещают в отдельную категорию «ледяных гигантов». Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия, наряду со следами углеводородов и, возможно, азота, однако содержит более высокую долю льдов: водного, аммиачного, метанового. Ядро Нептуна, как и Урана, состоит главным образом из льдов и горных пород. Следы метана во внешних слоях атмосферы, в частности, являются причиной синего цвета планеты.

Открытие планеты:
Первооткрыватель	Урбен Леверье, Иоганн Галле, Генрих д’Арре
Место открытия	Берлин
Дата открытия	23 сентября 1846
Способ обнаружения	расчёт
Орбитальные характеристики:
Перигелий	4 452 940 833 км (29,76607095 а. е.)
Афелий	4 553 946 490 км (30,44125206 а. е.)
Большая полуось	4 503 443 661 км (30,10366151 а. е.)
Эксцентриситет орбиты	0,011214269
Сидерический период обращения	60 190,03 дня (164,79 года)
Синодический период обращения	367,49 дня
Орбитальная скорость	5,4349 км/с
Средняя аномалия	267,767281°
Наклонение	1,767975° (6,43° относительно солнечного экватора)
Долгота восходящего узла	131,794310°
Аргумент перицентра	265,646853°
Спутники	14
Физические характеристики:
Полярное сжатие	0,0171 ± 0,0013
Экваториальный радиус	24 764 ± 15 км
Полярный радиус	24 341 ± 30 км
Площадь поверхности	7,6408·109 км2
Объём	6,254·1013 км3
Масса	1,0243·1026 кг
Средняя плотность	1,638 г/см3
Ускорение свободного падения на экваторе	11,15 м/с2 (1,14 g)
Вторая космическая скорость	23,5 км/c
Экваториальная скорость вращения	2,68 км/с (9648 км/ч)
Период вращения	0,6653 дня (15 ч 57 мин 59 с)
Наклон оси	28,32°
Прямое восхождение северного полюса	19ч 57м 20с
Склонение северного полюса	42,950°
Альбедо	0,29 (Бонд), 0,41 (геом.)
Видимая звёздная величина	8,0-7,78m
Угловой диаметр	2,2″-2,4″
Температура:
уровень 1 бара	72 К (около -200 °С)
0,1 бара (тропопауза)	55 К
Атмосфера:
Состав:	80±3,2% водород (H2) 19±3,2% гелий 1,5±0,5% метан примерно 0,019% дейтерид водорода (HD) примерно 0,00015% этан
Льды:	аммиачные, водные, гидросульфидно-аммониевые (NH4SH), метановые
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч. Во время пролёта «Вояджера-2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое тёмное пятно, аналогичное Большому красному пятну на Юпитере. Температура Нептуна в верхних слоях атмосферы близка к -220 °C. В центре Нептуна температура составляет по различным оценкам от 5400 K до 7000-7100 °C, что сопоставимо с температурой на поверхности Солнца и сравнимо с внутренней температурой большинства известных планет. У Нептуна есть слабая и фрагментированная кольцевая система, возможно, обнаруженная ещё в 1960-е годы, но достоверно подтверждённая «Вояджером-2» лишь в 1989 году.
    12 июля 2011 года исполнился ровно один Нептунианский год — или 164,79 земного года — с момента открытия Нептуна 23 сентября 1846 года.

    Обладая массой в 1,0243·10²⁶ кг Нептун является промежуточным звеном между Землёй и большими газовыми гигантами. Его масса в 17 раз превосходит земную, но составляет лишь 1/19 от массы Юпитера. Экваториальный радиус Нептуна равен 24 764 км, что почти в 4 раза больше земного. Нептун и Уран часто считаются подклассом газовых гигантов, который называют «ледяными гигантами» из-за их меньшего размера и меньшей концентрации летучих веществ.
    Среднее расстояние между Нептуном и Солнцем — 4,55 млрд км (около 30,1 средних расстояний между Солнцем и Землёй, или 30,1 а. е.), и полный оборот вокруг Солнца у него занимает 164,79 года. Расстояние между Нептуном и Землёй составляет от 4,3 до 4,6 млрд км. 12 июля 2011 года Нептун завершил свой первый с момента открытия планеты в 1846 году полный оборот. С Земли он был виден иначе, чем в день открытия, в результате того, что период обращения Земли вокруг Солнца (365,25 дня) не является кратным периоду обращения Нептуна. Эллиптическая орбита планеты наклонена на 1,77° относительно орбиты Земли. Вследствие наличия эксцентриситета 0,011, расстояние между Нептуном и Солнцем изменяется на 101 млн км — разница между перигелием и афелием, то есть ближайшей и самой отдалённой точками положения планеты вдоль орбитального пути. Осевой наклон Нептуна — 28,32°, что похоже на наклон оси Земли и Марса. В результате этого планета испытывает схожие сезонные изменения. Однако из-за длинного орбитального периода Нептуна сезоны длятся около сорока лет каждый.
    Сидерический период вращения для Нептуна равен 16,11 часа. Вследствие осевого наклона, сходного с Земным (23°), изменения в сидерическом периоде вращения в течение его длинного года не являются значимыми. Поскольку Нептун не имеет твёрдой поверхности, его атмосфера подвержена дифференциальному вращению. Широкая экваториальная зона вращается с периодом приблизительно 18 часов, что медленнее, чем 16,1-часовое вращение магнитного поля планеты. В противоположность экватору, полярные области вращаются за 12 часов. Среди всех планет Солнечной системы такой вид вращения наиболее ярко выражен именно у Нептуна. Это приводит к сильному широтному сдвигу ветров.

Диаграмма показывает орбитальные резонансы, вызванные Нептуном в поясе Койпера: 2:3 резонанс (Плутино), «классический пояс», с орбитами, на которые Нептун существенного влияния не оказывает, и 1:2 резонанс (Тутино).

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Нептун оказывает большое влияние на весьма отдалённый от него пояс Койпера. Пояс Койпера — кольцо из ледяных малых планет, подобное поясу астероидов между Марсом и Юпитером, но намного протяжённее. Он располагается в пределах от орбиты Нептуна (30 а. е.) до 55 астрономических единиц от Солнца. Гравитационная сила притяжения Нептуна оказывает наиболее существенное влияние на пояс Койпера (в том числе в плане формирования его структуры), сравнимое по доле с влиянием силы притяжения Юпитера на пояс астероидов. За время существования Солнечной системы некоторые области пояса Койпера были дестабилизированы гравитацией Нептуна, и в структуре пояса образовались промежутки. В качестве примера можно привести область между 40 и 42 а. е.
    Орбиты объектов, которые могут удерживаться в этом поясе в течение достаточно долгого времени, определяются т. н. вековыми резонансами с Нептуном. Для некоторых орбит это время сравнимо с временем всего существования Солнечной системы. Эти резонансы появляются, когда период обращения объекта вокруг Солнца соотносится с периодом обращения Нептуна как небольшие натуральные числа, например, 1:2 или 3:4. Таким образом объекты взаимостабилизируют свои орбиты. Если, к примеру, объект будет совершать оборот вокруг Солнца в два раза медленнее Нептуна, то он пройдёт ровно половину пути, тогда как Нептун вернётся в своё начальное положение.
    Наиболее плотно населённая часть пояса Койпера, включающая в себя более 200 известных объектов, находится в резонансе 2:3 с Нептуном. Эти объекты совершают один оборот каждые 1 1/2 оборота Нептуна и известны как «плутино», потому что среди них находится один из крупнейших объектов пояса Койпера — Плутон. Хотя орбиты Нептуна и Плутона подходят очень близко друг к другу, резонанс 2:3 не позволит им столкнуться. В других, менее «населённых», областях существуют резонансы 3:4, 3:5, 4:7 и 2:5.
    В своих точках Лагранжа (L4 и L5) — зонах гравитационной стабильности — Нептун удерживает множество астероидов-троянцев, как бы таща их за собой по орбите. Троянцы Нептуна находятся с ним в резонансе 1:1. Троянцы очень устойчивы на своих орбитах, и поэтому гипотеза их захвата гравитационным полем Нептуна сомнительна. Скорее всего, они сформировались вместе с ним.

    Внутреннее строение Нептуна напоминает внутреннее строение Урана. Атмосфера составляет примерно 10-20% от общей массы планеты, и расстояние от поверхности до конца атмосферы составляет 10-20% расстояния от поверхности до ядра. Вблизи ядра давление может достигать 10 ГПа. Объёмные концентрации метана, аммиака и воды найдены в нижних слоях атмосферы
    Постепенно эта более тёмная и более горячая область уплотняется в перегретую жидкую мантию, где температуры достигают 2000-5000 К. Масса мантии Нептуна превышает земную в 10-15 раз, по разным оценкам, и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. По общепринятой в планетологии терминологии эту материю называют ледяной, даже при том, что это горячая, очень плотная жидкость. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводимостью, иногда называют океаном водного аммиака. На глубине 7000 км условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро. Согласно одной из гипотез, имеется целый океан «алмазной жидкости». Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов и, как полагают, имеет массу в 1,2 раза больше, чем у Земли. Давление в центре достигает 7 мегабар, то есть примерно в 7 млн раз больше, чем на поверхности Земли. Температура в центре, возможно, достигает 5400 К.

Внутреннее строение Нептуна:     1. Верхняя атмосфера, верхние облака     2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана     3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда     4. Каменно-ледяное ядро

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    В верхних слоях атмосферы обнаружен водород и гелий, которые составляют соответственно 80 и 19% на данной высоте. 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. Атмосфера Нептуна подразделяется на 2 основные области: более низкая тропосфера, где температура снижается вместе с высотой, и стратосфера, где температура с высотой, наоборот, увеличивается. Граница между ними, тропопауза, находится на уровне давления в 0,1 бар. Стратосфера сменяется термосферой на уровне давления ниже, чем 10^-4 — 10^-5 микробар. Термосфера постепенно переходит в экзосферу. Модели тропосферы Нептуна позволяют полагать, что в зависимости от высоты, она состоит из облаков переменных составов. Облака верхнего уровня находятся в зоне давления ниже одного бара, где температура способствует конденсации метана.

Метан на Нептуне     Изображение в ложных цветах было сделано космическим аппаратом Вояджер-2 с помощью трех фильтров: синий, зеленый и фильтр, который показывает поглощение света метаном. Таким образом, регионы на изображении, которые имеют ярко белый цвет или красный оттенок содержат большую концентрацию метана. Весь Нептун покрывает вездесущий метановый туман в полупрозрачном слое атмосферы планеты. В центре диска планеты свет проходит сквозь дымку и уходит глубже в атмосферу планеты, в результате чего центр кажется менее красным, а по краям метановый туман рассеивает солнечный свет на большой высоте, в результате формируется ярко красный ореол.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    При давлении между одним и пятью барами, формируются облака аммиака и сероводорода. При давлении более 5 бар облака могут состоять из аммиака, сульфида аммония, сероводорода и воды. Глубже, при давлении в приблизительно 50 бар, могут существовать облака из водяного льда, при температуре, равной 0 °C. Также, не исключено, что в данной зоне могут быть найдены облака из аммиака и сероводорода. Высотные облака Нептуна наблюдались по отбрасываемым ими теням на непрозрачный облачный слой ниже уровнем. Среди них выделяются облачные полосы, которые «обёртываются» вокруг планеты на постоянной широте. У данных периферических групп ширина достигает 50-150 км, а сами они находятся на 50-110 км выше основного облачного слоя. Изучение спектра Нептуна позволяет предполагать, что его более низкая стратосфера затуманена из-за конденсации продуктов ультрафиолетового фотолиза метана, таких как этан и ацетилен. В стратосфере также обнаружены следы циановодорода и угарного газа.

Высотные облачные полосы на Нептуне     Изображение получено космическим аппаратом Вояджер-2 за два часа до максимального сближения с Нептуном. Отчетливо видны вертикальные яркие полосы облаков Нептуна. Эти облака наблюдались на широте в 29 градусов к северу вблизи восточного терминатора Нептуна. Облака отбрасывают тени, это означает, что они располагаются выше, чем основной непрозрачный облачный слой. Разрешение изображения 11 км на пиксель. Ширина полос облаков от 50 до 200 км, а отбрасываемые ими тени простираются на 30-50 км. Высота облаков примерно 50 км.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Стратосфера Нептуна более тёплая, чем стратосфера Урана из-за более высокой концентрации углеводородов. По невыясненным причинам, термосфера планеты имеет аномально высокую температуру около 750 К. Для столь высокой температуры планета слишком далека от Солнца, чтобы оно могло так разогреть термосферу ультрафиолетовой радиацией. Возможно, данное явление является следствием атмосферного взаимодействия с ионами в магнитном поле планеты. Согласно другой теории, основой механизма разогревания являются волны гравитации из внутренних областей планеты, которые рассеиваются в атмосфере. Термосфера содержит следы угарного газа и воды, которая попала туда, возможно, из внешних источников, таких как метеориты и пыль.

Тени на Нептуне     Вояджер-2 обнаружил тени на Нептуне. Во время близкого пролета аппарат зарегистрировал высотные облака, которые отбрасывали тень на более глубокий облачный покров. Это первые тени обнаруженные Вояджерами на других планетах.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Одно из различий между Нептуном и Ураном — уровень метеорологической активности. «Вояджер-2», пролетавший вблизи Урана в 1986 году, зафиксировал крайне слабую активность атмосферы. В противоположность Урану, на Нептуне были отмечены заметные перемены погоды во время съёмки с «Вояджера-2» в 1989 году.

Облака на Нептуне     Снимок получен широкоугольной камерой Вояджер-2 с расстояния в 590 000 км от планеты. Он был обработан, с целью подавления яркости белых облаков. Обработка позволила выявить структуру облаков в темных областях вблизи полюса, а так же увидеть множество небольших облаков на Нептуне. По-видимому, волны в атмосфере Нептуна играют большую роль в формировании разных типов облаков.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    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. В верхнем облачном слое скорости ветров разнятся от 400 м/с вдоль экватора до 250 м/с на полюсах. 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. Различия в направлении воздушных потоков, как полагают, следствие «скин-эффекта», а не каких-либо глубинных атмосферных процессов. Содержание в атмосфере метана, этана и ацетилена в области экватора превышает в десятки и сотни раз содержание этих веществ в области полюсов. Это наблюдение может считаться свидетельством в пользу существования апвеллинга на экваторе Нептуна и его понижения ближе к полюсам.

Ветра на Нептуне     Два нижних изображения (телескоп им. Хаббла, 13 августа 1996 г.) показывают погоду на противоположных полушариях Нептуна. Синий цвет обусловлен поглощением света метаном в атмосфере Нептуна, облака белого цвета, высотные облака желто-красные. На темно-синем поясе экватора Нептуна дует реактивный поток ветра со скоростью почти 900 км в час. На верхней паре изображений показан Нептун через два года после первой съемки.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    В 2006 году было замечено, что верхняя тропосфера южного полюса Нептуна была на 10 °C теплее, чем остальная часть Нептуна, где температура в среднем составляет -200 °C. Такая разница в температуре достаточна, чтобы метан, который в других областях верхней части атмосферы Нептуна находится в замороженном виде, просачивался в космос на южном полюсе. Эта «горячая точка» — следствие осевого наклона Нептуна, южный полюс которого уже четверть нептунианского года, то есть примерно 40 земных лет, обращён к Солнцу. По мере того, как Нептун будет медленно продвигаться по орбите к противоположной стороне Солнца, южный полюс постепенно уйдёт в тень, и Нептун подставит Солнцу северный полюс. Таким образом, высвобождение метана в космос переместится с южного полюса на северный. Из-за сезонных изменений облачные полосы в южном полушарии Нептуна, как наблюдалось, увеличились в размере и альбедо. Эта тенденция была замечена ещё в 1980 году, и, как ожидается, продлится до 2020 года с наступлением на Нептуне нового сезона. Сезоны меняются каждые 40 лет.

Южный полюс теплее     Тепловые изображения южного полюса Нептуна. Более высокие температуры на полюсе объясняются поднятием метана из глубоких слоев атмосферы Нептуна. Изображения получены с телескопа VLT Чили 1-2 сентября 2006 г.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    В 1989 году аппаратом НАСА «Вояджер-2» было открыто Большое тёмное пятно, устойчивый шторм-антициклон размерами 13 000 x 6600 км. 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.

Большое темное пятно     Изображение получено за 45 часов до максимального сближения космического аппарата Вояджер-2 с Нептуном, на расстоянии 2,8 млн. км (разрешением 50 км на пиксель). Были замечены перистые белые облака, которые перекрывали границы Большого темного пятна. Расположение перистых облаков позволило определить, что шторм вращается против часовой стрелки.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

Большое темное пятно     Фотография слева сделана узко угольной камерой Вояджера-2 с помощью зеленого и оранжевого фильтра, с расстояния в 4,4 млн. миль от Нептуна за 4 дня и 20 часов до максимального сближения с планетой. Хорошо видны Большое темное пятно и его меньший компаньон на западе Малое темное пятно.     Серия снимков справа показывает изменения Большого темного пятна в течение 4,5 суток во время подлета космического аппарата Вояджер-2, интервал съемки 18 часов. Большое темное пятно находится на широте в 20 градусов к югу и охватывает до 30 градусов по долготе. Верхнее изображении в серии получено на расстоянии в 17 млн. км от планеты, нижнее — 10 млн. км. Серия снимков показала, что шторм изменяется со временем. В частности на западе сначала съемки за БТП тянулся темный шлейф, который затем втянулся в основную область шторма, оставив после себя серию из небольших темных пятен-«бусинок». Большое яркое облако на южной границе БТП является более или менее постоянным спутником образования. Видимое движение небольших облаков на периферии предполагает вращение БТП против часовой стрелки.
ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Малое тёмное пятно, второй по интенсивности шторм, наблюдавшийся во время сближения «Вояджера-2» с планетой в 1989 году, расположено ещё южнее. Первоначально оно казалось полностью тёмным, но при сближении яркий центр Малого тёмного пятна стал виднее, что можно заметить на большинстве чётких фотографий с высоким разрешением. «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, так как они открывают просветы, позволяющие видеть сквозь более темные и глубокие слои облаков.

Малое темное пятно     Изображение составлено из двух снимков узкоугольной камеры Вояджер-2. На обзоре в кадр попали сразу три достопримечательности Нептуна. На севере сверху расположилось Большое темное пятно в сопровождении ярких белых облаков. К югу от БТП — яркая особенность, названная «Scooter». Еще дальше на юг просматривается Малое темное пятно с ярким ядром. Каждое из образований перемещается на восток со своей скоростью, встретить их в одно время и в одном месте это большая удача.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Поскольку эти штормы носят устойчивый характер и могут существовать в течение нескольких месяцев, они, как считается, имеют вихревую структуру. Часто связываются с тёмными пятнами более яркие, постоянные облака метана, которые формируются в тропопаузе. Постоянство сопутствующих облаков показывает, что некоторые прежние «тёмные пятна» могут продолжить своё существование как циклон, даже при том что они теряют тёмный окрас. Тёмные пятна могут рассеяться, если они движутся слишком близко к экватору или через некий иной неизвестный пока механизм

Малое темное пятно     На подлете к Нептуну Вояджер-2 сфотографировал Глаз Малого темного пятна. Кольца, окружающие образование, указывают на сильные ветра вокруг центра. В центре пятна происходит апвелинг (поднятие из глубин) облаков. V-образная структура вблизи правого края помогла определить направление вращения шторма. Малое темное пятно вращается по часовой стрелке.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    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 того количества солнечного света, которое 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 добавляет 161% к энергии, получаемой от Солнца. Хотя Нептун — самая далёкая от Солнца планета, его внутренней энергии оказывается достаточно, чтобы породить самые быстрые ветры в Солнечной системе.

Новое темное пятно     Космический телескоп Хаббл обнаружил новое большое темное пятно, расположенное в северном полушарии Нептуна. Наклон Нептуна и его нынешнее положение почти не позволяют сейчас рассмотреть больше подробностей, в итоге пятно на снимке располагается вблизи лимба планеты. Новое пятно копирует подобный шторм на южном полушарии, который был обнаружен Вояджером-2 в 1989 году. В 1994 году снимки с телескопа Хаббл показали, что пятно в южном полушарии исчезло. Как и его предшественник, новый шторм окружен облаками на границе. Эти облака возникают, когда газ из нижних областей поднимается вверх, а затем охлаждается с образованием кристаллов метанового льда.

ПЛАНЕТА НЕПТУН

    Предлагается несколько возможных объяснений, включая радиогенный нагрев ядром планеты (подобно разогреву Земли радиоактивным калием-40), диссоциация метана в другие цепные углеводороды в условиях атмосферы Нептуна, а также конвекция в нижней части атмосферы, которая приводит к торможению гравитационных волн над тропопаузой.

Источник: galspace.spb.ru

1. Нептун был открыт в 1846 году. Он стал первой планетой, которая была открыта благодаря математическим расчётам, а не путём наблюдений. ^[1]

2. При радиусе 24 622 километров, Нептун почти в четыре раза шире Земли. ^[2]

3. Среднее расстояние между Нептуном и Солнцем составляет 4,55 миллиардов километров. Это около 30 астрономических единиц (одна астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца). ^[2]

4. Среди всех планет Солнечной системы на Нептуне бушуют самые сильные ветры. По некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч. ^[1]

5. Один нептунианский год (полный оборот вокруг Солнца) длится почти 165 земных лет. ^[1]

6. Нептун не имеет твердой поверхности. Его атмосфера, состоящая в основном из водорода, гелия и метана, простирается на большое расстояние вглубь планеты, постепенно переходя в мантию, которая состоит из водяного, аммиачного и метанового льда. Под мантией скрывается каменно-ледяное ядро. ^[1][2]

7. Синий цвет планеты является следствием содержания небольшого количества метана во внешних слоях атмосферы. Однако сосед Нептуна — Уран — при наличии такого же количества метана имеет сине-зеленый цвет. Поэтому учёные предполагают, что в атмосфере Нептуна также присутствует неизвестный науке компонент, который придаёт планете более синий оттенок. ^[1]

8. У Нептуна 14 спутников. Крупнейший спутник Нептуна Тритон был открыт всего через 17 дней после открытия планеты. ^[1]

9. Осевой наклон Нептуна похож на наклон оси Земли, поэтому планета испытывает схожие сезонные изменения. Однако, поскольку год на Нептуне по земным меркам очень длинный, каждый из сезонов длится более 40 земных лет. ^[2]

10. Тритон, крупнейший спутник Нептуна, имеет атмосферу. Учёные не исключают, что под его ледяной корой может скрываться жидкий океан. ^[1]

11. Нептун имеет кольца, но его кольцевая система гораздо менее существенна по сравнению с привычными нам кольцами Сатурна. ^[1]

12. Единственным космическим аппаратом, который достиг Нептун, является Вояджер-2. Он был запущен в 1977 году для исследования дальних планет Солнечной системы. В 1989 году аппарат пролетел в 48 тыс. километров от Нептуна, передав на Землю уникальные снимки его поверхности. ^[3]

13. Из-за свой эллиптической орбиты Плутон (ранее — девятая планета Солнечной системы, сейчас — карликовая планета) иногда находится ближе к Солнцу, чем Нептун. ^[2]

14. Нептун оказывает большое влияние на весьма отдалённый от него пояс Койпера, который состоит из материалов, оставшихся после формирования Солнечной системы. Благодаря гравитационной силе притяжения планеты за время существования Солнечной системы в структуре пояса образовались промежутки. ^[1]

15. Нептун имеет мощный внутренний источник тепла, природа которого пока не ясна. Планета излучает в пространство в 2,6 раза больше тепла, чем получает от Солнца. ^[1]

16. Некоторые исследователи предполагают, что на глубине 7000 километров условия на Нептуне таковы, что метан распадается на водород и углерод, а последний кристаллизуется в форме алмаза. Поэтому не исключено, что в нептунианском океане может существовать такое уникальное природное явление, как алмазный град. ^[1]

17. Верхние области планеты достигают температуры -221,3 ° С. Но глубоко внутри слоев газа на Нептуне температура постоянно растет. ^[1]

18. Изображения Нептуна, переданные Вояджером-2, могут быть единственными близкими снимками планеты, которые у нас будут в течение следующих десятилетий. В 2016 году НАСА планировала послать к планете «Нептун Орбитер», однако до сих пор никаких дат запуска космического аппарата не озвучивается. ^[1]

19. Ядро Нептуна, как полагают, имеет массу в 1,2 раза больше массы всей Земли. Общая масса Нептуна превосходит земную в 17 раз. ^[1]

20. Продолжительность дня на Нептуне равна 16 земным часам. ^[1]

Источники:

¹ ru.wikipedia.org

² solarsystem.nasa.gov

³ ru.wikipedia.org

---

---

Источник: zagge.ru

Атмосфера Нептуна

Верхние слои атмосферы Нептуна на 80% состоят из водорода (H2), 19% гелия и небольших примесей метана. Подобно Урану, синяя окраска Нептуна обусловлена его атмосферным метаном, который поглощает свет на длине волны, которая соответствует красному цвету. Однако, в отличие от Урана, у Нептуна более глубокий синий цвет, что говорит о присутствии в атмосфере Нептуна компонентов, которых нет в атмосфере Урана.

Погодные условия на Нептуне имеют две отличительные черты. Во-первых, как было замечено во время пролета миссии Voyager-2, это так называемые темные пятна. Эти бури сопоставимы по своим масштабам с Большим красным пятном на Юпитере, однако сильно отличаются по своей продолжительности. Шторм известный как Большое Красное Пятно длится уже в течение многих столетий, а темные пятна Нептуна способны существовать не более нескольких лет. Информацию об этом удалось подтвердить благодаря наблюдениям космического телескопа «Хаббл», который был направлен на планету всего через четыре года после того, как Voyager 2 совершил свой облет.

Смотрите также: На синей эзопланете размером с Нептун обнаружена атмосфера

Вторым примечательным погодным явлением планеты является стремительно перемещающиеся шторма белого цвета, которые получили называние «Скутер». Как показали наблюдения, это своеобразный тип ливневой системы, размеры которой намного меньше, чем размеры темных пятен, а продолжительность жизни еще короче.
Подобно атмосферам других газовых гигантов, атмосфера Нептуна делится на широтные полосы. Скорость ветра в некоторых из этих полос достигает почти 600 м/с, то есть ветра планеты можно назвать самыми быстрыми в Солнечной системе.

Структура Нептуна

Нептун, подобно Урану, состоит из двух слоев: ядра и мантии. Само ядро твердое и в 1,2 раза массивнее планеты Земля. Мантия представляет собой невероятно горячую и плотную жидкость, состоящую из воды, аммиака и метана. При этом вес мантии составляет от десяти до пятнадцати масс Земли.

Не смотря на то, что Нептун и Уран очень похожи по своей структуре, они имеют существенные различия. В то время как Уран излучает примерно такое же количество тепла, которое получает от Солнца, Нептун излучает почти 2,61 раза больше энергии, чем получает. Температура поверхности двух космических тел сопоставима, но Нептун получает только 40% солнечного света, от того количества которое получает Уран. Кроме того, огромное количество внутреннего тепла планеты способствует образованию чрезвычайно быстрых потоков ветра в верхних слоях атмосферы.

Орбита и вращение Нептуна

После открытия Нептуна, размер известной Солнечной системы увеличился примерно в два раза. При среднем расстоянии орбиты 4,50 х 10 в степени 9 км солнечному свету требуется почти четыре часа и сорок минут для того, чтобы достигнуть верхних слоев атмосферы Нептуна. Данное расстояние указывает на то, что продолжительность года на Нептуне составляет около 165 земных лет.

Эксцентриситет орбиты Нептуна — .0097 является вторым наименьшим после Венеры. Столь незначительная величина эксцентриситета делает орбиту Нептуна очень близкой к кругу по своей форме.

Подобно Юпитеру и Сатурну, скорость вращения Нептуна намного выше этого показателя у планет земной группы в Солнечной системе. Период вращения планеты составляет чуть более 16 часов, что делает Нептун обладателем третьей по продолжительности ночи среди локальных планет.

Еще по теме: Недавно обнаруженные объекты Солнечной системы резонируют с Нептуном

Наклон оси Нептуна составляет 28,3°, что относительно близко к 23.5° Земли. Учитывая значительную удаленность планеты от Солнца, наличие у Нептуна сравнимых с земными сезонов является достаточно удивительным и до конца неизученным для ученых явлением.

Спутники и кольца Нептуна

На сегодняшний день известно, что Нептун имеет тринадцать спутников. Из этих тринадцати только одна обладает большой и сферической формой. Существует научная теория, согласно которой Тритон — самый крупный из спутников Нептуна, представляет собой карликовую планету, которая была захвачена гравитационным полем и поэтому его естественное происхождение остается под вопросом. Доказательства этой теории исходит от ретроградной орбиты Тритона — спутник вращается в противоположном направлении по отношению к Нептуну. Кроме того, С зарегистрированной температурой поверхности -235 °C, Тритон является самым холодным известный объектом в Солнечной системе.

Считается, что Нептун имеет три основных кольца: Адамса, Леверье и Галле. Эта кольцевая система намного слабее, чем у других газовых гигантов. Кольцевая система планеты настолько тусклая, что некоторое время считалось кольца неполноценны. Однако изображения, которые передал Voyager 2 показали, что это на самом деле не так и кольца полностью опоясывают планету.

Интересные факты о Нептуне

• Для полного оборота по орбите вокруг Солнца Нептуну требуется 164.8 земных лет. 11 июля 2011 года было обозначено завершение первого полного оборота планеты с момента ее открытия в 1846 году.

• Нептун был обнаружен Жаном Жозефом Леверье. Планета оставалась неизвестной для древних цивилизаций в силу того, что не была видно с Земли невооруженным взглядом. Первоначально планета называлась Леверье, в честь ее первооткрывателя. Но научное сообщество быстро отказалось от этого названия и было выбрано название Нептун.

• Планета была названа Нептун в честь древнеримского бога моря.

• Нептун обладает второй по величине силой тяжести в Солнечной системе, уступая только Юпитеру.

• Самый большой спутник Нептуна носит название Тритон, он был обнаружен спустя 17 дней после того, как был обнаружен сам Нептун.

• В атмосфере Нептуна можно наблюдать шторм, похожий на Большое красное пятно Юпитера. Данный шторм имеет объем сопоставимый с объемом Земли и известен также как Великое Темное Пятно.

• На планете существует еще одна известная буря — Малое Темное Пятно, но она значительно меньше. Ее размер сопоставим с размером Луны.

• Нептун очень быстро вращается вокруг своей оси, период обращения составляет около 16 часов

• Мимо Нептуна пролетал только один земной аппарат под названием Voyager 2, это произошло в 1989 году. Благодаря миссии, человечество получило первые ценные данные о системе спутников и колец планеты. Для того, чтобы сигналы от космического аппарата достигли Земли потребовалось 246 минут (четыре часа и шесть минут).

• Планета обладает очень динамичным климатом. Самый большой шторм, известный как Большое Темное Пятно произошел в 1989 году и длился около пяти лет.

• Подобно другим газовым гигантам, Нептун имеет кольцевую систему. Учитывая весьма слабую отражающую способность колец, ученые полагают, что помимо ледяных частиц в их составе содержится достаточно большое количество углеродных частиц.

• На текущий момент известно 13 спутников Нептуна. Самым большим является Тритон — покрытый ледяной оболочкой мир, из под поверхности которого постоянно происходят выбросы частиц замороженного азота и пыли. Это самый холодный мир в Солнечной системе. Существует версия, что Тритон был пойман огромной гравитацией Нептуна и поэтому не может считаться естественным спутником Нептуна.

• Средняя температура поверхности Нептуна составляет -214 °С.

Источник: mks-onlain.ru

Полезные статьи по теме:

Скелет ракообразных Отряд кошачьих представители Хлорофилл содержится в хлоропластах Кто живет в литосфере Енот ракоед Бронзовая статуя хатико