Bouře na Slunci

Složení atmosféry Neptunu. Obecné informace o planetě Neptun

Ve shonu dnů je svět pro obyčejného člověka někdy redukován na velikost práce a domova. Mezitím, když se podíváte na oblohu, uvidíte, jak je to bezvýznamné.Možná proto mladí romantici sní o tom, že se budou věnovat dobývání vesmíru a studiu hvězd. Vědci-astronomové ani na vteřinu nezapomínají, že kromě Země s jejími problémy a radostmi existuje mnoho dalších vzdálených a tajemných objektů. Jednou z nich je planeta Neptun, osmá co do vzdálenosti od Slunce, nepřístupná přímému pozorování, a proto pro badatele dvojnásob atraktivní.

Jak to všechno začalo

Ještě v polovině 19. století obsahovala sluneční soustava podle vědců pouze sedm planet. Sousedé Země, blízcí i vzdálení, byli studováni s využitím všech dostupných pokroků v technologii a počítačích. Mnoho charakteristik bylo nejprve popsáno teoreticky a teprve poté bylo nalezeno praktické potvrzení. S výpočtem dráhy Uranu byla situace poněkud jiná. Thomas John Hussey, astronom a kněz, objevil rozpor mezi skutečnou trajektorií předpokládaného pohybu planety. Závěr by mohl být pouze jeden: existuje objekt, který ovlivňuje oběžnou dráhu Uranu. Ve skutečnosti to byla první zpráva o planetě Neptun.

Téměř o deset let později (v roce 1843) dva výzkumníci současně vypočítali, na jaké oběžné dráze by se planeta mohla pohybovat, a donutili plynného obra, aby udělal místo. Jednalo se o Angličana Johna Adamse a Francouze Urbaina Jeana Josepha Le Verriera. Nezávisle na sobě, ale s různou přesností určovaly dráhu pohybu těla.

Detekce a označení

Neptun našel na noční obloze astronom Johann Gottfried Galle, za kterým přišel Le Verrier se svými výpočty. Francouzský vědec, který později sdílel slávu objevitele s Gallem a Adamsem, se ve výpočtech spletl jen o stupeň. Oficiálně se Neptun objevil ve vědeckých pracích 23. září 1846.

Původně bylo navrženo, aby byla planeta nazývána jménem, ​​ale takové označení se neprosadilo. Astronomy více inspirovalo srovnání nového objektu s králem moří a oceánů, který je pozemské nebeské klenbě stejně cizí jako zjevně otevřená planeta. Jméno Neptun navrhl Le Verrier a podpořil V.Ya.


Ve srovnání se zemí

Od otevření uplynulo hodně času. Dnes víme o osmé planetě sluneční soustavy mnohem více. Neptun je ve velikosti mnohem větší než Země: jeho průměr je téměř 4krát větší a jeho hmotnost je 17krát větší. Značná vzdálenost od Slunce nenechá nikoho na pochybách, že počasí na planetě Neptun je také výrazně odlišné od Země. Není a nemůže zde být život. Nejde ani tak o vítr nebo nějaké neobvyklé jevy. Atmosféra a povrch Neptunu jsou téměř stejné struktury. To je charakteristický rys všech plynných obrů, včetně této planety.

pomyslný povrch

Planeta má výrazně nižší hustotu než Země (1,64 g / cm³), takže je obtížné šlápnout na její povrch. Ano, a jako takové není. Bylo dohodnuto identifikovat povrchovou hladinu podle velikosti tlaku: poddajná a spíše kapalná „pevná látka“ se nachází ve spodních, kde se tlak rovná jednomu baru, a ve skutečnosti je jeho součástí. Jakákoli zpráva o planetě Neptun jako o kosmickém objektu konkrétní velikosti je založena na takové definici imaginárního povrchu obra.

Parametry získané s ohledem na tuto funkci jsou následující:

    průměr v blízkosti rovníku je 49,5 tisíc km;

    jeho velikost v rovině pólů je téměř 48,7 tisíc km.

Poměr těchto charakteristik činí Neptun daleko od kruhu ve tvaru. Stejně jako Modrá planeta je na pólech poněkud zploštělá.

Složení atmosféry Neptunu

Směs plynů obklopující planetu je svým obsahem velmi odlišná od té pozemské. Drtivou většinu tvoří vodík (80 %), druhou pozici zaujímá helium. Tento inertní plyn významně přispívá ke složení atmosféry Neptunu – 19 %. Metanu je necelé procento, čpavek se zde také nachází, ale v malém množství.

Kupodivu jedno procento metanu ve složení značně ovlivňuje, jakou má Neptun atmosféru a jak celý plynný obr vypadá z pohledu vnějšího pozorovatele. Tato chemická sloučenina tvoří mraky planety a neodráží světelné vlny odpovídající červené barvě. Výsledkem je, že pro kolemjdoucí je Neptun namalován sytě modrou barvou. Tato barva je jednou ze záhad planety. Vědci zatím plně nevědí, co přesně vede k absorpci červené části spektra.

Všichni plynní obři mají atmosféru. Je to barva, která mezi nimi Neptuna odlišuje. Díky těmto vlastnostem se nazývá ledová planeta. Součástí pláště obklopujícího jádro planety je i zmrzlý metan, který svou existencí přidává váhu srovnání Neptunu s ledovcem.

Vnitřní struktura

Jádro vesmírného objektu obsahuje sloučeniny železa, niklu, hořčíku a křemíku. Pokud jde o hmotnost, jádro se přibližně rovná celé Zemi. Zároveň má na rozdíl od ostatních prvků vnitřní struktury dvakrát vyšší hustotu než Modrá planeta.

Jádro je zakryto, jak již bylo zmíněno, pláštěm. Jeho složení je v mnoha ohledech podobné atmosférickému: je zde přítomen amoniak, metan, voda. Hmotnost vrstvy je rovna patnácti Zemi, přičemž je silně zahřátá (až 5000 K). Plášť nemá jasnou hranici a plynule do něj proudí atmosféra planety Neptun. Směs helia a vodíku tvoří horní část konstrukce. Hladká přeměna jednoho prvku v druhý a neostré hranice mezi nimi jsou vlastnosti, které jsou charakteristické pro všechny plynné obry.

Potíže s výzkumem

Závěry o tom, jakou atmosféru má Neptun, která je typická svou strukturou, se z velké části dělají na základě již získaných dat o Uranu, Jupiteru a Saturnu. Odlehlost planety od Země značně komplikuje její studium.

V roce 1989 proletěla poblíž Neptunu sonda Voyager 2. Bylo to jediné setkání ledového obra s pozemským poslem. Jeho plodnost je však zřejmá: byla to právě tato loď, která poskytla vědě většinu informací o Neptunu. Konkrétně Voyager 2 objevil Velké a Malé tmavé skvrny. Obě začerněné oblasti byly jasně viditelné na pozadí modré atmosféry. Dodnes není jasné, jaký je charakter těchto útvarů, ale předpokládá se, že se jedná o vířivé proudy nebo cyklóny. Objevují se v horních vrstvách atmosféry a obtékají planetu velkou rychlostí.

Perpetum mobile

Přítomnost atmosféry určuje mnoho parametrů. Neptun se vyznačuje nejen svou neobvyklou barvou, ale také neustálým pohybem vytvářeným větrem. Rychlost, kterou mraky obíhají planetu kolem rovníku, přesahuje tisíc kilometrů za hodinu. Pohybují se přitom v opačném směru, než je rotace samotného Neptunu kolem osy. Planeta se přitom otáčí ještě rychleji: úplné otočení trvá pouhých 16 hodin a 7 minut. Pro srovnání: jeden oběh kolem Slunce trvá téměř 165 let.

Další záhada: rychlost větru v atmosféře plynných obrů roste se vzdáleností od Slunce a dosahuje vrcholu na Neptunu. Tento jev dosud nebyl podložen, stejně jako některé teplotní rysy planety.

Rozvod tepla

Počasí na planetě Neptun se vyznačuje postupnou změnou teploty v závislosti na nadmořské výšce. Tato vrstva atmosféry, kde se nachází podmíněný povrch, plně odpovídá druhému názvu (ledová planeta). Teplota zde klesá na téměř -200 ºC. Pokud se přesunete z povrchu výše, pak bude patrný nárůst tepla až na 475 °. Vědci dosud nenašli důstojné vysvětlení takových rozdílů. Neptun má mít vnitřní zdroj tepla. Takový „topič“ by měl produkovat dvakrát tolik energie, než na planetu přichází ze Slunce. Teplo z tohoto zdroje v kombinaci s energií, která sem přichází z naší hvězdy, je pravděpodobně příčinou silných větrů.

Sluneční záření ani vnitřní „topítko“ však nedokážou zvýšit teplotu na povrchu tak, aby zde bylo střídání ročních období cítit. A ačkoli jsou pro to pozorovány jiné podmínky, na Neptunu nelze odlišit zimu od léta.

Magnetosféra

Průzkum Voyageru 2 pomohl vědcům dozvědět se hodně o magnetickém poli Neptunu. Je velmi odlišný od toho pozemského: zdroj není umístěn v jádru, ale v plášti, díky čemuž je magnetická osa planety silně posunuta vzhledem k jejímu středu.

Jednou z funkcí pole je ochrana před slunečním větrem. Tvar magnetosféry Neptunu je velmi protáhlý: ochranné linie v té části planety, která je osvětlena, se nacházejí ve vzdálenosti 600 tisíc km od povrchu a na opačné straně - více než 2 miliony km.

Voyager zaznamenal nekonzistenci intenzity pole a umístění magnetických čar. Takové vlastnosti planety také nejsou dosud zcela vysvětleny vědou.

Prsteny

Na konci 19. století, kdy už vědci nehledali odpověď na otázku, zda je na Neptunu atmosféra, před nimi vyvstal další úkol. Bylo potřeba vysvětlit, proč po dráze osmé planety začaly hvězdy pro pozorovatele zhasínat o něco dříve, než se k nim Neptun přiblížil.

Problém byl vyřešen až po téměř století. V roce 1984 bylo možné pomocí výkonného dalekohledu uvažovat o nejjasnějším prstenci planety, později pojmenovaném po jednom z objevitelů Neptunu Johnu Adamsovi.

Další výzkum odhalil několik dalších podobných útvarů. Byli to oni, kdo uzavřel hvězdy podél cesty planety. Astronomové se dnes domnívají, že Neptun má šest prstenců. Obsahují další záhadu. Adamsův prsten se skládá z několika oblouků umístěných v určité vzdálenosti od sebe. Důvod tohoto umístění je nejasný. Někteří badatelé se přiklánějí k názoru, že síla gravitačního pole jednoho z Neptunových satelitů, Galatea, je udržuje v této poloze. Jiní poskytují závažný protiargument: jeho velikost je tak malá, že by se s tímto úkolem stěží vyrovnala. Možná je poblíž několik dalších neznámých satelitů, které pomáhají Galateě.

Obecně platí, že prstence planety jsou podívanou, nižší působivostí a krásou než podobné útvary Saturnu. Ne poslední roli v poněkud fádním vzhledu hraje kompozice. Prsteny obsahují hlavně bloky metanového ledu potažené sloučeninami křemíku, které dobře absorbují světlo.

satelity

Neptun je vlastníkem (podle posledních údajů) 13 satelitů. Většina z nich je malých rozměrů. Vynikající parametry má pouze Triton, který je složením atmosféry Neptunu jen nepatrně horší a Triton je jiný: družice má plynový obal ze směsi dusíku a metanu. Tyto látky dávají planetě velmi zajímavý vzhled: zmrzlý dusík s inkluzemi z metanového ledu vytváří na povrchu poblíž jižního pólu skutečnou barevnou vlnu: přelivy žluté jsou kombinovány s bílou a růžovou.

Osud pohledného Tritona přitom není tak růžový. Vědci mu předpovídají srážku s Neptunem a jeho absorpci. V důsledku toho se osmá planeta stane vlastníkem nového prstence, jasnosti srovnatelného s formacemi Saturnu a dokonce i před nimi. Zbývající satelity Neptunu jsou výrazně nižší než Triton, některé z nich ještě nemají ani jméno.

Osmá planeta sluneční soustavy do značné míry odpovídá jejímu názvu, na jehož výběr měla vliv i přítomnost atmosféry – Neptun. Svým složením přispívá ke vzniku charakteristické modré barvy. Neptun se řítí pro nás nepochopitelným prostorem jako bůh moří. A podobně jako v hlubinách oceánu, ta část vesmíru, která začíná za Neptunem, uchovává před člověkem mnoho tajemství. Budoucí vědci je ještě musí objevit.