سطح نبتون ورياح الإعصار. تكوين جو نبتون. معلومات عامة عن كوكب نبتون

في صخب وصخب أيام العالم شخص عاديفي بعض الأحيان يتم تقليله إلى حجم العمل والمنزل. في هذه الأثناء ، إذا نظرت إلى السماء ، يمكنك أن ترى كم هي تافهة. ربما لهذا السبب يحلم الشباب الرومانسيون بتكريس أنفسهم لغزو الفضاء ودراسة النجوم. لا ينسى العلماء وعلماء الفلك للحظة أنه بالإضافة إلى الأرض بمشاكلها وأفراحها ، هناك العديد من الأشياء الأخرى البعيدة والغامضة. واحد منهم هو كوكب نبتون ، الثامن من حيث المسافة من الشمس ، والذي يتعذر الوصول إليه للمراقبة المباشرة وبالتالي فهو جذاب بشكل مضاعف للباحثين.

كيف بدأ كل شيء

بالعودة إلى منتصف القرن التاسع عشر ، كان النظام الشمسي ، وفقًا للعلماء ، يحتوي على سبعة كواكب فقط. تمت دراسة جيران الأرض ، القريب والبعيد ، باستخدام جميع التطورات المتاحة في التكنولوجيا والحوسبة. تم وصف العديد من الخصائص لأول مرة من الناحية النظرية ، وعندها فقط تم العثور على تأكيد عملي. مع حساب مدار أورانوس ، كان الوضع مختلفًا بعض الشيء. اكتشف توماس جون هاسي ، عالم الفلك والكاهن ، تناقضًا بين المسار الحقيقي للحركة المفترضة للكوكب. يمكن أن يكون هناك استنتاج واحد فقط: هناك جسم يؤثر على مدار أورانوس. في الواقع ، كان هذا أول تقرير لكوكب نبتون.

بعد ما يقرب من عشر سنوات (في عام 1843) ، قام باحثان في نفس الوقت بحساب المدار الذي يمكن أن يتحرك فيه الكوكب ، مما أجبر عملاق الغاز على إفساح المجال. هؤلاء هم الإنجليزي جون آدامز والفرنسي أوربان جان جوزيف لو فيرييه. بشكل مستقل عن بعضهم البعض ، ولكن بدقة مختلفة ، حددوا مسار حركة الجسم.

الكشف والتعيين

تم العثور على نبتون في سماء الليل بواسطة عالم الفلك يوهان جوتفريد جالي ، الذي جاء إليه لو فيرييه بحساباته. العالم الفرنسي ، الذي تقاسم مجد المكتشف فيما بعد مع جالي وآدامز ، أخطأ في الحسابات بدرجة واحدة فقط. ظهر نبتون رسميًا في أوراق علمية 23 سبتمبر 1846.

في البداية ، تم اقتراح تسمية الكوكب بالاسم ، لكن مثل هذا التعيين لم يتجذر. كان علماء الفلك أكثر إلهامًا من مقارنة الجسم الجديد بملك البحار والمحيطات ، باعتباره غريبًا عن سماء الأرض مثل ، على ما يبدو ، و كوكب مفتوح. تم اقتراح اسم نبتون من قبل Le Verrier ودعمه V. Ya. Struve ، الذي ترأس الاسم ، بقي فقط لفهم تكوين الغلاف الجوي لنبتون ، وما إذا كان موجودًا على الإطلاق ، وما هو مخفي في أعماقه ، و هكذا.

مقارنة بالأرض

لقد مر الكثير من الوقت منذ الافتتاح. اليوم عن الكوكب الثامن النظام الشمسينحن نعرف الكثير. نبتون أكبر بكثير من الأرض في الحجم: قطره أكبر بأربعة أضعاف ، وكتلته 17 مرة. لا تترك مسافة كبيرة من الشمس أدنى شك في أن الطقس على كوكب نبتون يختلف أيضًا اختلافًا كبيرًا عن الأرض. لا توجد حياة هنا ولا يمكن أن تكون. الأمر لا يتعلق حتى بالرياح أو أي شيء آخر ظواهر غير عادية. الغلاف الجوي وسطح نبتون تقريبًا نفس الهيكل. هذه السمة البارزةجميع عمالقة الغاز ، بما في ذلك هذا الكوكب.

سطح وهمي

الكوكب أقل كثافة من الأرض بشكل ملحوظ (1.64 جم / سم مكعب) ، مما يجعل من الصعب الوقوف على سطحه. نعم ، وبالتالي فهي ليست كذلك. تم الاتفاق على تحديد مستوى السطح من خلال حجم الضغط: يوجد "صلب" مرن يشبه السائل إلى حد ما في الأجزاء السفلية حيث الضغط يساوي بارًا واحدًا ، وهو في الواقع جزء منه. أي تقرير عن كوكب نبتون كجسم كوني بحجم معين يعتمد على مثل هذا التعريف للسطح التخيلي للعملاق.

المعلمات التي تم الحصول عليها مع وضع هذه الميزة في الاعتبار هي كما يلي:

القطر بالقرب من خط الاستواء - 49.5 ألف كم ؛

يبلغ حجمها في مستوى القطبين حوالي 48.7 ألف كيلومتر.

نسبة هذه الخصائص تجعل نبتون بعيدًا عن دائرة الشكل. إنه ، مثل الكوكب الأزرق ، مسطح إلى حد ما عند القطبين.

تكوين جو نبتون

يختلف مزيج الغازات التي تحيط بالكوكب اختلافًا كبيرًا في المحتوى عن محتوى الأرض. الغالبية العظمى من الهيدروجين (80٪) ، والهيليوم في المركز الثاني. يساهم هذا الغاز الخامل بشكل كبير في تكوين الغلاف الجوي لنبتون - 19٪. الميثان أقل من نسبة مئوية ، والأمونيا توجد هنا أيضًا ، ولكن بكميات صغيرة.

ومن الغريب أن نسبة واحد في المائة من الميثان في التركيبة تؤثر بشكل كبير على نوع الغلاف الجوي لنبتون وكيف يبدو العملاق الغازي بأكمله من وجهة نظر مراقب خارجي. هذه مركب كيميائيتشكل غيوم الكوكب ولا تعكس موجات الضوء المقابلة للأحمر. نتيجة لذلك ، بالنسبة لأولئك الذين يمرون ، تبين أن نبتون مطلي باللون الأزرق الغني. هذا اللون هو أحد ألغاز الكوكب. لا يعرف العلماء بعد تمامًا ما الذي يؤدي بالضبط إلى امتصاص الجزء الأحمر من الطيف.

جميع عمالقة الغاز لها جو. إنه اللون الذي يميز نبتون فيما بينها. بسبب هذه الخصائص ، يطلق عليه كوكب الجليد. الميثان المتجمد ، والذي بحكم وجوده يضيف وزنا لمقارنة نبتون بجبل جليدي ، هو أيضا جزء من الوشاح المحيط بنواة الكوكب.

الهيكل الداخلي

يحتوي قلب الجسم الفضائي على مركبات الحديد والنيكل والمغنيسيوم والسيليكون. من حيث الكتلة ، النواة تساوي الأرض بأكملها تقريبًا. في الوقت نفسه ، على عكس العناصر الأخرى للهيكل الداخلي ، فإن كثافته تبلغ ضعف كثافة الكوكب الأزرق.

اللب مغطى ، كما ذكرنا سابقًا ، بالعباءة. يشبه تكوينه من نواح كثيرة الغلاف الجوي: الأمونيا والميثان والماء موجودة هنا. كتلة الطبقة تساوي خمسة عشر كتلة أرضية ، بينما يتم تسخينها بشدة (حتى 5000 كلفن). الوشاح ليس له حدود واضحة ، ويتدفق الغلاف الجوي لكوكب نبتون بسلاسة. خليط الهيليوم والهيدروجين الجزء العلويفي الهيكل. السلس التحول من عنصر إلى آخر و حدود غير واضحةفيما بينها خصائص مميزة لجميع عمالقة الغاز.

صعوبات البحث

استنتاجات حول نوع الغلاف الجوي الذي يمتلكه نبتون ، والذي يعتبر نموذجيًا لهيكله ، يتم إجراؤه إلى حد كبير على أساس البيانات التي تم الحصول عليها بالفعل عن أورانوس والمشتري وزحل. إن بُعد الكوكب عن الأرض يعقد دراسته بشكل كبير.

في عام 1989 ، حلقت المركبة الفضائية فوييجر 2 بالقرب من نبتون. كان هذا هو الاجتماع الوحيد مع الرسول الأرضي. ومع ذلك ، فإن ثمارها واضح: عظمكانت هذه السفينة هي التي قدمت معلومات حول نبتون للعلم. على وجه الخصوص ، اكتشفت فوييجر 2 البقع الداكنة الكبيرة والصغيرة. كانت كلتا المنطقتين المسودتين ظاهرتين بوضوح على خلفية الغلاف الجوي الأزرق. حتى الآن ، ليس من الواضح ما هي طبيعة هذه التكوينات ، ولكن يُفترض أنها تيارات إيدي أو أعاصير. تظهر في الغلاف الجوي العلوي وتكتسح الكوكب بسرعة كبيرة.

الحركة الدائبة

تحدد العديد من المعلمات وجود الغلاف الجوي. يتميز نبتون ليس فقط بلون غير عادي ، ولكن أيضًا حركة مستمرةخلقته الريح. السرعة التي تدور بها الغيوم حول الكوكب حول خط الاستواء تتجاوز ألف كيلومتر في الساعة. في نفس الوقت ، يتحركون في الاتجاه المعاكس لدوران نبتون نفسه حول المحور. في الوقت نفسه ، يدور الكوكب بشكل أسرع: يستغرق الدوران الكامل 16 ساعة و 7 دقائق فقط. للمقارنة: ثورة واحدة حول الشمس تستغرق ما يقرب من 165 عامًا.

لغز آخر: سرعة الرياح في الغلاف الجوي للعمالقة الغازية تزداد مع بعد المسافة من الشمس وتصل إلى ذروتها على نبتون. لم يتم إثبات هذه الظاهرة بعد ، وكذلك بعض سمات درجة حرارة الكوكب.

توزيع الحرارة

يتميز الطقس على كوكب نبتون بتغير تدريجي في درجة الحرارة حسب الارتفاع. تلك الطبقة من الغلاف الجوي ، حيث يقع السطح الشرطي ، تتوافق تمامًا مع الاسم الثاني (كوكب الجليد). تنخفض درجة الحرارة هنا تقريبًا إلى -200 درجة مئوية. إذا انتقلت من سطح أعلى ، فستكون هناك زيادة ملحوظة في الحرارة تصل إلى 475 درجة. لم يعثر العلماء بعد على تفسير جيد لمثل هذه الاختلافات. من المفترض أن يكون لنبتون مصدر حرارة داخلي. يجب أن ينتج مثل هذا "السخان" ضعف الطاقة التي يولدها الكوكب من الشمس. ربما تكون الحرارة من هذا المصدر ، جنبًا إلى جنب مع الطاقة القادمة من نجمنا ، هي سبب الرياح القوية.

ومع ذلك ، لا يمكن لأشعة الشمس ولا "المدفأة" الداخلية رفع درجة الحرارة على السطح بحيث يمكن الشعور بتغير الفصول هنا. وعلى الرغم من ملاحظة شروط أخرى لهذا ، فمن المستحيل التمييز بين الشتاء والصيف في نبتون.

الغلاف المغناطيسي

ساعد استكشاف فوييجر 2 العلماء على تعلم الكثير عن المجال المغناطيسي لنبتون. إنه مختلف تمامًا عن مصدر الأرض: لا يوجد المصدر في اللب ، ولكن في الوشاح ، بسبب إزاحة المحور المغناطيسي للكوكب بقوة بالنسبة إلى مركزه.

تتمثل إحدى وظائف المجال في الحماية من الرياح الشمسية. شكل الغلاف المغناطيسي لنبتون ممدود للغاية: الخطوط الواقية في ذلك الجزء من الكوكب المضاء تقع على مسافة 600 ألف كيلومتر من السطح ، وعلى الجانب الآخر - أكثر من مليوني كيلومتر.

سجلت فوييجر عدم تناسق شدة المجال وموقع الخطوط المغناطيسية. كما أن هذه الخصائص للكوكب لم يشرحها العلم بالكامل بعد.

خواتم

في أواخر التاسع عشرالقرن ، عندما لم يعد العلماء يبحثون عن إجابة لمسألة ما إذا كان هناك جو على نبتون ، نشأت مهمة أخرى أمامهم. كان من الضروري توضيح سبب بدء النجوم ، على طول مسار الكوكب الثامن ، في الخروج للمراقب قبل اقتراب نبتون منها بقليل.

تم حل المشكلة فقط بعد ما يقرب من قرن. في عام 1984 ، بمساعدة تلسكوب قوي ، كان من الممكن التفكير في ألمع حلقة على كوكب الأرض ، سميت لاحقًا على اسم أحد مكتشفي نبتون ، جون آدامز.

وجدت المزيد من البحث أكثر من ذلك بكثير تشكيلات مماثلة. هم الذين أغلقوا النجوم على طول مسار الكوكب. اليوم ، يعتبر علماء الفلك أن نبتون له ست حلقات. تحتوي على لغز آخر. تتكون حلقة Adams من عدة أقواس تقع على مسافة من بعضها البعض. سبب هذا التنسيب غير واضح. يميل بعض الباحثين إلى الاعتقاد بأن قوة مجال الجاذبية لأحد أقمار نبتون الصناعية ، جالاتيا ، تبقيهم في هذا الوضع. يقدم البعض الآخر حجة مضادة ثقيلة: حجمها صغير جدًا لدرجة أنها لم تكن قادرة على التعامل مع المهمة. ربما هناك العديد من الأقمار الصناعية غير المعروفة القريبة التي تساعد جالاتي.

بشكل عام ، حلقات الكوكب هي مشهد ، أدنى من حيث الانطباع والجمال لتشكيلات مماثلة من زحل. لا الدور الأخيرفي قاتمة إلى حد ما مظهر خارجيالمسرحيات التكوين. تحتوي الحلقات بشكل أساسي على كتل من جليد الميثان المطلي بمركبات السيليكون التي تمتص الضوء جيدًا.

الأقمار الصناعية

نبتون هو المالك (وفقًا لأحدث البيانات) لـ 13 قمراً صناعياً. معظمهم صغير الحجم. يمتلك Triton فقط معلمات بارزة ، والتي يكون قطرها أدنى قليلاً من القمر. يختلف تكوين الغلاف الجوي لنبتون وتريتون: يحتوي القمر الصناعي على غلاف غازي من مزيج من النيتروجين والميثان. هذه المواد تعطي جدا منظر مثير للاهتمامالكوكب: النيتروجين المجمد مع شوائب من جليد الميثان يخلق شغبًا حقيقيًا من الألوان على السطح في منطقة القطب الجنوبي: يتم دمج فيضان من اللون الأصفر مع الأبيض والوردي.

في غضون ذلك ، لم يكن مصير تريتون الوسيم ورديًا جدًا. يتوقع العلماء أنه سوف يصطدم بنبتون ويبتلعه. نتيجة لذلك ، سيصبح الكوكب الثامن صاحب حلقة جديدة ، يمكن مقارنتها في السطوع بتكوينات زحل وحتى قبلها. الأقمار الصناعية المتبقية من نبتون أدنى بكثير من تريتون ، وبعضها ليس له اسم حتى الآن.

يتوافق الكوكب الثامن في النظام الشمسي إلى حد كبير مع اسمه ، والذي تأثر اختياره أيضًا بوجود الغلاف الجوي - نبتون. تكوينه يساهم في ظهور السمة اللون الأزرق. يندفع نبتون عبر الفضاء غير المفهوم لنا ، مثل إله البحار. وبالمثل أعماق المحيطاتذلك الجزء من الكون الذي يبدأ بعد نبتون يحفظ الكثير من الأسرار عن الإنسان. علماء المستقبل لم يكتشفوها بعد.

نبتون هو الكوكب الثامن في نظامنا الشمسي. اكتشف العلماء ذلك أولاً على أساس الملاحظات المستمرة للسماء والبحوث الرياضية العميقة. شارك أوربان جوزيف لو فيرييه ، بعد مناقشات مطولة ، ملاحظاته مع مرصد برلين ، حيث درسها يوهان جوتفريد جالي. كان هناك أنه في 23 سبتمبر 1846 ، تم اكتشاف نبتون. بعد سبعة عشر يومًا ، تم العثور أيضًا على قمره الصناعي ، تريتون.

يقع كوكب نبتون على مسافة 4.5 مليار كيلومتر من الشمس. لمدة 165 عامًا ، يمر في مداره. لا يمكن رؤيته بالعين المجردة ، لأنه يقع على مسافة كبيرة من الأرض.

يهيمن معظم الناس على جو نبتون رياح قويةوبحسب بعض تقديرات العلماء يمكن أن تصل سرعتها إلى 2100 كم / ساعة. في عام 1989 ، خلال رحلة فوييجر 2 flyby نصف الكرة الجنوبيتم تحديد الكوكب على أنه بقعة مظلمة عظيمة ، تمامًا مثل البقعة الحمراء العظيمة على كوكب المشتري. في الغلاف الجوي العلوي ، تقترب درجة حرارة نبتون من 220 درجة مئوية. تتراوح درجة الحرارة في مركز نبتون من 5400 درجة كلفن إلى 7000-7100 درجة مئوية ، وهو ما يتوافق مع درجة الحرارة على سطح الشمس ودرجة الحرارة الداخلية لمعظم الكواكب. يحتوي نبتون على نظام حلقات خافتة ومجزأة تم اكتشافه في الستينيات من القرن الماضي ولكن تم تأكيده رسميًا في عام 1989 بواسطة فوييجر 2.

تاريخ اكتشاف كوكب نبتون

في 28 ديسمبر 1612 ، اكتشف جاليليو جاليلي نبتون ، ثم في 29 يناير 1613. ولكن في كلتا الحالتين ، أخطأ في فهم نبتون لنجم ثابت ربط كوكب المشتري في السماء. هذا هو السبب في أن اكتشاف نبتون لم يكن مصادرا من قبل جاليليو.

في ديسمبر 1612 ، خلال الملاحظة الأولى ، كان نبتون على وشك الوقوف ، وفي يوم المراقبة ، تحول إلى الحركة الخلفية. يتم تتبع الحركة إلى الوراء عندما يتجاوز كوكبنا الكوكب الخارجي على محوره. نظرًا لأن نبتون كان قريبًا من المحطة ، كانت حركته ضعيفة للغاية ، ولم يتمكن جاليليو من رؤيتها بتلسكوبه الصغير.

أظهر الكسيس بوفارد في عام 1821 جداول فلكية لمدار كوكب أورانوس. أظهرت الملاحظات اللاحقة انحرافات قوية عن الجداول التي أنشأها. بالنظر إلى هذا الظرف ، اقترح العالم أن جسمًا مجهولًا يضطرب مدار أورانوس بسبب جاذبيته. أرسل حساباته إلى الفلكي الملكي ، السير جورج إيري ، الذي طلب توضيحًا من كوك. لقد بدأ بالفعل في صياغة الجواب ، لكنه لسبب ما لم يرسله ولم يصر على العمل على هذه المسألة.

في 1845-1846 ، نفذ Urbain Le Verrier ، بشكل مستقل عن Adams ، حساباته بسرعة ، لكن مواطنيه لم يشاركوه حماسه. بعد مراجعة تقدير Le Verrier الأول لخط طول نبتون وتشابهه مع تقدير آدامز ، تمكن إيري من إقناع جيمس تشيلز ، مدير مرصد كامبريدج ، ببدء البحث ، الذي استمر من أغسطس إلى سبتمبر. لاحظ Twice Chiles بالفعل نبتون ، ولكن نتيجة لحقيقة أنه أجل معالجة النتائج إلى تاريخ لاحق ، فشل في تحديد الكوكب في الوقت المناسب.

في هذا الوقت ، أقنع لو فيرييه عالم الفلك يوهان جوتفريد جالي ، الذي يعمل في مرصد برلين ، بالبدء في البحث. اقترح هاينريش دار ، طالب في المرصد ، أن يقارن هاله خريطة السماء المرسومة في منطقة الموقع المتوقع لو فيرير مع منظر السماء في هذه اللحظةلمراقبة حركة الكوكب بالنسبة للنجوم الثابتة. في الليلة الأولى ، تم اكتشاف الكوكب بعد حوالي ساعة من البحث. واصل يوهان إنكي ، مع مدير المرصد ، مراقبة الجزء من السماء حيث كان الكوكب موجودًا لمدة ليلتين ، ونتيجة لذلك اكتشفوا حركته بالنسبة للنجوم وتمكنوا من التأكد من أنه حقيقة كوكب جديد. في 23 سبتمبر 1846 ، تم اكتشاف نبتون. يقع ضمن 1 ° من إحداثيات Le Verrier وحوالي 12 ° من الإحداثيات التي تنبأ بها Adams.

مباشرة بعد الاكتشاف ، تبع ذلك نزاع بين الفرنسيين والبريطانيين بشأن الحق في اعتبار اكتشاف الكوكب ملكًا لهم. نتيجة لذلك ، توصلوا إلى توافق في الآراء وقرروا اعتبار Le Verrier و Adams كمكتشفين مشاركين. في عام 1998 في تكراراتم العثور على "أوراق نبتون" التي تم الاستيلاء عليها بشكل غير قانوني إلى عالم الفلك أولين ج. إيجن واحتفظت به لمدة ثلاثين عامًا. بعد وفاته ، تم العثور عليهم في حوزته. يعتقد بعض المؤرخين ، بعد مراجعة الوثائق ، أن آدامز لا يستحق حقوقًا متساوية مع Le Verrier لاكتشاف الكوكب. من حيث المبدأ ، كان هذا موضع تساؤل من قبل ، على سبيل المثال ، منذ عام 1966 من قبل دينيس رولينز. في مجلة Dio ، نشر مقالاً يطالب فيه بأن يتم الاعتراف بحقوق Adams المتساوية في الاكتشاف على أنها سرقة. قال نيكولاس كولستروم في عام 2003: "نعم ، أجرى آدامز بعض الحسابات ، لكنه لم يكن متأكدًا إلى حد ما من مكان نبتون".

أصل اسم نبتون

لفترة معينة بعد الاكتشاف ، تم تصنيف كوكب نبتون على أنه "كوكب Le Verrier" أو "الكوكب الخارجي من أورانوس". كان هالي أول من اقترح فكرة الاسم الرسمي ، واقترح الاسم "يانوس". اقترح تشيليز في إنجلترا اسم "المحيط".

اقترح Le Verrier ، مدعياً ​​أن له الحق في إعطاء اسم ، تسميته Neptune ، معتقدًا خطأً أن هذا الاسم تم التعرف عليه من قبل مكتب خطوط الطول الفرنسي. حاول العالم تسمية الكوكب في أكتوبر باسمه "ليفرييه" وبدعم من مدير المرصد ، لكن هذه المبادرة واجهت مقاومة خارج فرنسا. سرعان ما أعادت Almanacs اسم Herschel (بعد William Herschel ، المكتشف) لـ Uranus و Le Verrier للكوكب الجديد.

لكن ، على الرغم من هذا ، فاسيلي ستروف ، المخرج مرصد بولكوفو، سيتوقف عند اسم "نبتون". أعلن قراره في مؤتمر الأكاديمية الإمبراطورية للعلوم في 29 ديسمبر 1846 ، الذي انعقد في سان بطرسبرج. تلقى هذا الاسم دعمًا خارج حدود روسيا وسرعان ما أصبح الاسم الدولي المقبول للكوكب.

الخصائص البدنية

تبلغ كتلة نبتون 1.0243 × 1026 كجم ويعمل كحلقة وصل وسيطة بين عمالقة الغاز الكبيرة والأرض. وزنه سبع عشرة مرة المزيد من الأرضو 1/19 من كتلة كوكب المشتري. أما نصف القطر الاستوائي لنبتون فهو يقابل 24764 كم ، أي ما يعادل أربعة أضعاف قطر الأرض. غالبًا ما يُصنف أورانوس ونبتون على أنهما عمالقة غازية ("عمالقة الجليد") نظرًا لتركيزاتهما العالية من المواد المتطايرة وصغر حجمهما.

الهيكل الداخلي

من الجدير بالذكر على الفور أن الهيكل الداخلييشبه كوكب نبتون هيكل أورانوس. يشكل الغلاف الجوي ما يقرب من 10-20٪ من الكتلة الكلية للكوكب ، والمسافة من السطح إلى الغلاف الجوي هي 10-20٪ من المسافة من سطح الكوكب إلى اللب. يمكن أن يكون الضغط بالقرب من القلب 10 جيجا باسكال. تم العثور على تركيزات الأمونيا والميثان والماء في الغلاف الجوي السفلي.

تتكثف هذه المنطقة الأكثر سخونة وأكثر قتامة تدريجياً في عباءة سائلة شديدة الحرارة ، تصل درجة حرارتها إلى 2000-5000 كلفن. والميثان ومركبات أخرى. هذه المادة ، وفقًا للمصطلحات المقبولة عمومًا ، تسمى جليدية ، على الرغم من أنها سائل كثيف وساخن جدًا. غالبًا ما يُطلق على هذا السائل ، الذي يتميز بموصلية كهربائية عالية ، محيط الأمونيا المائية. يتحلل الميثان على عمق 7 آلاف كيلومتر إلى بلورات ماسية "تتساقط" على القلب. افترض العلماء أن هناك محيطًا كاملاً من "سائل الماس". يتكون لب الكوكب من النيكل والحديد والسيليكات ويزن 1.2 مرة أكثر من كوكبنا. يصل الضغط في الوسط إلى 7 ميغا بار ، وهو أكبر بملايين المرات من ضغط الأرض. في الوسط تصل درجة الحرارة إلى 5400 كلفن.

جو نبتون

اكتشف العلماء الهيليوم وشلال في الغلاف الجوي العلوي. في هذا الارتفاع تكون 19٪ و 80٪. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تتبع آثار الميثان. يتم تتبع نطاقات امتصاص الميثان بأطوال موجية تتجاوز 600 نانومتر في الأجزاء الحمراء والأشعة تحت الحمراء من الطيف. كما هو الحال مع أورانوس ، فإن امتصاص الميثان للضوء الأحمر هو عامل رئيسي، مما يعطي لونًا أزرقًا لنبتون ، على الرغم من اختلاف اللون الأزرق الساطع عن لون الزبرجد المعتدل لأورانوس. نظرًا لأن نسبة الميثان في الغلاف الجوي لا تختلف كثيرًا عن تلك الموجودة في الغلاف الجوي لأورانوس ، يقترح العلماء أن هناك عنصرًا غير معروف من الغلاف الجوي يساهم في تكوينه. من اللون الأزرق. ينقسم الغلاف الجوي إلى منطقتين رئيسيتين ، وهما التروبوسفير السفلي ، حيث يوجد انخفاض في درجة الحرارة مع الارتفاع ، والستراتوسفير ، حيث يُلاحظ نمط آخر - تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع. تقع حدود التروبوبوز (الواقعة بينهما) عند مستوى ضغط يبلغ 0.1 بار. عند مستوى ضغط أقل من 10-4-10-5 ميكروبارات ، يتم استبدال الستراتوسفير بالغلاف الحراري. تدريجيا ، يمر الغلاف الحراري إلى الغلاف الخارجي. تسمح لنا نماذج طبقة التروبوسفير بافتراض أنه ، مع الأخذ في الاعتبار الارتفاع ، يتكون من غيوم من التراكيب التقريبية. في منطقة الضغط التي تقل عن 1 بار ، توجد سحب من المستوى الأعلى ، حيث تؤدي درجة الحرارة إلى تكثيف الميثان.

تتكون سحب من كبريتيد الهيدروجين والأمونيا عند ضغوط تتراوح بين 1 و 5 بار. عند الضغط العالي ، يمكن أن تتكون السحب من كبريتيد الأمونيوم والأمونيا والماء وكبريتيد الهيدروجين. أعمق ، عند ضغط حوالي 50 بار ، يمكن أن تتشكل سحب من جليد الماء ، في حالة درجة حرارة 0 درجة مئوية. يقترح العلماء أن هذه المنطقة قد تحتوي على سحب من كبريتيد الهيدروجين والأمونيا. بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن أن توجد سحب من كبريتيد الهيدروجين والأمونيا في هذه المنطقة.

لمثل هذه درجة الحرارة المنخفضة ، يكون نبتون بعيدًا جدًا عن الشمس بحيث يسخن الغلاف الحراري بالأشعة فوق البنفسجية. من الممكن أن تكون هذه الظاهرة نتيجة تفاعل الغلاف الجوي مع الأيونات الموجودة في المجال المغناطيسي للكوكب. تقول نظرية أخرى أن آلية التسخين الرئيسية هي موجات الجاذبية من المناطق الداخلية لنبتون ، والتي تتبدد لاحقًا في الغلاف الجوي. يحتوي الغلاف الحراري على آثار أول أكسيد الكربون والماء من مصادر خارجية(الغبار والنيازك).

مناخ نبتون

إنه من الاختلافات بين أورانوس ونبتون - مستوى نشاط الأرصاد الجوية. سجلت فوييجر 2 ، التي حلقت بالقرب من اليورانيوم في عام 1986 ، نشاطًا جويًا ضعيفًا. أظهر نبتون ، على عكس أورانوس ، تغيرات مناخية واضحة عند إجراء المسح في عام 1989.

يتميز الطقس على الكوكب بنظام ديناميكي خطير من العواصف. علاوة على ذلك ، يمكن أن تصل سرعة الرياح أحيانًا إلى حوالي 600 م / ث (سرعة تفوق سرعة الصوت). أثناء تتبع حركة السحب لوحظ تغير في سرعة الرياح. شرقا من 20 م / ث ؛ في الغرب - إلى 325 م / ث. أما بالنسبة للطبقة السحابية العليا ، فإن سرعة الرياح هنا تختلف أيضًا: على طول خط الاستواء من 400 م / ث ؛ في القطبين - ما يصل إلى 250 م / ث. في الوقت نفسه ، تعطي معظم الرياح اتجاهًا معاكسًا لدوران نبتون حول محوره. يوضح الرسم البياني للرياح أن اتجاهها إلى خطوط العرض العاليةيتزامن مع اتجاه دوران الكوكب ، وعند خطوط العرض المنخفضة يكون عكسه تمامًا. الاختلاف في اتجاه الرياح ، كما يعتقد العلماء ، هو نتيجة "لتأثير الشاشة" ولا يرتبط بعمليات الغلاف الجوي العميقة. محتوى الإيثان والميثان والأسيتيلين في الغلاف الجوي في المنطقة الاستوائية أعلى بعشرات أو حتى مئات المرات من محتوى هذه المواد في منطقة القطبين. تعطي هذه الملاحظة سببًا للاعتقاد بأن الموجات القلبية موجودة عند خط استواء نبتون وأقرب إلى القطبين. في عام 2007 ، لاحظ العلماء أن طبقة التروبوسفير العليا القطب الجنوبيكان الكوكب أكثر دفئًا بمقدار 10 درجات مئوية مقارنة ببقية نبتون ، حيث يبلغ متوسط ​​درجة الحرارة -200 درجة مئوية. علاوة على ذلك ، فإن هذا الاختلاف كافٍ تمامًا لأن يكون الميثان في مناطق أخرى من الغلاف الجوي العلوي في شكل متجمد ، ويتسرب تدريجياً إلى الفضاء في القطب الجنوبي.

بسبب التغيرات الموسمية ، زادت نطاقات السحب في نصف الكرة الجنوبي للكوكب في البياض والحجم. تم تتبع هذا الاتجاه في عام 1980 ، وفقًا للخبراء ، سيستمر حتى عام 2020 مع بداية موسم جديد على هذا الكوكب ، والذي يتغير كل أربعين عامًا.

أقمار نبتون

حاليًا ، لدى نبتون ثلاثة عشر قمراً معروفاً. يزن أكبرها أكثر من 99.5٪ من الكتلة الإجمالية لجميع الأقمار الصناعية على هذا الكوكب. هذا هو Triton ، الذي اكتشفه William Lassell بعد سبعة عشر يومًا من اكتشاف الكوكب نفسه. على عكس الأقمار الصناعية الكبيرة الأخرى في نظامنا الشمسي ، يمتلك تريتون مدارًا رجعيًا. من الممكن أن يكون قد تم التقاطه بواسطة جاذبية نبتون ، وربما كان كوكبًا قزمًا في الماضي. يقع على مسافة صغيرة من نبتون ليتم تثبيته في دوران متزامن. تريتون ، بسبب تسارع المد والجزر ، تدور ببطء نحو الكوكب ونتيجة لذلك ، عندما يتم الوصول إلى حد روش ، سيتم تدميره. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل حلقة ستكون أقوى من حلقات زحل. من المفترض أن يحدث هذا بعد فترة من 10 إلى 100 مليون سنة.

Triton هو واحد من 3 أقمار صناعية لها غلاف جوي (جنبًا إلى جنب مع Titan و Io). تمت الإشارة إلى إمكانية وجود محيط سائل تحت القشرة الجليدية لتريتون ، على غرار محيط أوروبا.

القمر الصناعي التالي المكتشف لنبتون كان نيريد. لها شكل غير منتظم وهي واحدة من أعلى الانحرافات المدارية.

بين يوليو وسبتمبر 1989 ، تم اكتشاف ستة أقمار صناعية جديدة. من بينها ، من الجدير بالذكر بروتيوس ، وجود ذو شكل غير منتظموكثافة عالية.

الأقمار الأربعة الداخلية هي Thalassa و Naiad و Galatea و Despina. مداراتهم قريبة جدًا من الكوكب لدرجة أنهم داخل حلقاته. تم اكتشاف لاريسا ، من بعدهم ، لأول مرة في عام 1981.

بين عامي 2002 و 2003 ، تم اكتشاف خمسة أقمار أخرى غير منتظمة لنبتون. نظرًا لأن نبتون كان يعتبر إله البحار الروماني ، فقد تم تسمية أقماره على اسم مخلوقات بحرية أخرى.

مشاهدة نبتون

ليس سراً أن نبتون غير مرئي من الأرض للعين المجردة. يبدو الكوكب القزم سيريس وأقمار كوكب المشتري الجليل والكويكبات 2 بالاس و 4 فيستا و 3 جونو و 7 إيريس و 6 هيبي أكثر إشراقًا في السماء. لمراقبة الكوكب ، تحتاج إلى تلسكوب بتكبير 200x وقطر لا يقل عن 200-250 مم. في هذه الحالة ، يمكنك رؤية الكوكب كقرص صغير مزرق يشبه أورانوس.

كل 367 يومًا ، بالنسبة لمراقب أرضي ، يدخل كوكب نبتون في حركة رجعية ظاهرية ، مكونًا حلقات خيالية معينة على خلفية نجوم أخرى أثناء كل معارضة.

تظهر مراقبة الكوكب في نطاق الموجات الراديوية أن نبتون مصدر ومضات غير منتظمة وإشعاع مستمر. يتم شرح كلتا الظاهرتين بالتناوب حقل مغناطيسي. في جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف ، يتم تتبع عواصف نبتون جيدًا. يمكنك ضبط حجمها وشكلها ، وكذلك تتبع حركتها بدقة.

تخطط ناسا لإطلاق مركبة نبتون المدارية إلى نبتون في عام 2016. حتى الآن ، لا التواريخ الدقيقةلم يتم استدعاء الإطلاق رسميًا ، هذا الجهاز غير مدرج في خطة استكشاف النظام الشمسي.

الكوكب الثاني (بعد أورانوس) ، الذي اكتشف في "العصر الجديد" - نبتون - هو رابع أكبر وثامن كوكب من حيث المسافة. سمي على اسم إله البحر الروماني ، على غرار بوسيدون بين الإغريق. بعد اكتشاف أورانوس ، بدأ العلماء في جميع أنحاء العالم يتجادلون ، لأن. مسار مداره لا يتطابق تمامًا قانون العالماكتشف نيوتن الجاذبية.

دفعهم ذلك إلى التفكير في وجود كوكب آخر ، غير معروف بعد ، والذي أثر على مجال جاذبيته في مدار الكوكب السابع. بعد 65 عامًا من اكتشاف أورانوس ، في 23 سبتمبر 1846 ، تم اكتشاف كوكب نبتون. كانت أول كوكب يتم اكتشافه من خلال الحسابات الرياضية ، وليس من خلال الملاحظات الطويلة. بدأ الإنجليزي جون آدامز الحسابات في عام 1845 ، لكنها لم تكن صحيحة تمامًا. وتابعهم أوربان لو فيرييه ، عالم الفلك والرياضيات ، وهو في الأصل من فرنسا. لقد قام بحساب موقع الكوكب بهذه الدقة التي تم العثور عليها في الليلة الأولى من الملاحظات ، لذلك كان Le Verrier يعتبر مكتشف الكوكب. احتج البريطانيون وبعد نقاش طويل ، اعترف الجميع بمساهمة آدمز الكبيرة ، ويعتبر أيضًا مكتشف نبتون. كان هذا اختراقًا في علم الفلك الحسابي! حتى عام 1930 ، كان نبتون يعتبر أبعد وأبعد كوكب. جعله اكتشاف بلوتو قبل الأخير. ولكن في عام 2006 ، اعتمد الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) تعريفًا أكثر دقة لكلمة "كوكب" وأصبح بلوتو "كوكبًا قزمًا" وأصبح نبتون مرة أخرى آخر كوكب في نظامنا الشمسي.

هيكل نبتون

تم الحصول على خصائص نبتون باستخدام مركبة فضائية واحدة فقط فوييجر 2. تم التقاط جميع الصور منه. في عام 1989 ، اجتاز 4.5 ألف كيلومتر من الكوكب ، ووجد عدة أقمار صناعية جديدة وأصلح "البقعة المظلمة العظيمة" ، مثل "النقطة الحمراء" على كوكب المشتري.

هيكل نبتون في تكوينه قريب جدًا من أورانوس. إنه كوكب غازي أيضًا صلب، بكتلة تساوي تقريبًا كتلة الأرض ودرجة حرارة ، كما هو الحال على سطح الشمس - تصل إلى 7000 كلفن في نفس الوقت ، الوزن الكليتبلغ كتلة نبتون حوالي 17 ضعف كتلة الأرض. يلف قلب الكوكب الثامن عباءة من الماء وجليد الميثان والأمونيا. يأتي بعد ذلك الغلاف الجوي ، فهو يحتوي على 80٪ هيدروجين و 19٪ هيليوم وحوالي 1٪ ميثان. تتكون السحب العلوية للكوكب أيضًا من غاز الميثان الذي يمتص الطيف الأحمر. أشعة الشمس، لذلك يسيطر اللون الأزرق على لون الكوكب. درجة حرارة الطبقات العليا -200 درجة مئوية. أقوى رياح سجلت في الغلاف الجوي لنبتون من بين الجميع الكواكب المعروفة. يمكن أن تصل سرعتها إلى 2100 كم / ساعة! تقع على مسافة 30 أ. ، ثورة كاملة حول الشمس ، يستغرق نبتون حوالي 165 سنوات الأرضلذلك ، منذ اكتشافها ، ستجري أول دورة كاملة لها فقط في عام 2011.

أقمار نبتون

اكتشف William Lascelles أكبر قمر صناعي ، Triton ، بعد أسبوعين فقط من اكتشاف Neptune نفسه. تبلغ كثافته 2 جم / سم مكعب ، وبالتالي ، من حيث الكتلة فإنه يتجاوز بنسبة 99٪ جميع الأقمار الصناعية على الكوكب. على الرغم من أن حجمه أكبر قليلاً من القمر.

لها مدار رجعي ، وعلى الأرجح ، منذ وقت طويل جدًا ، تم التقاطها بواسطة حقل نبتون ، من حزام كويبر القريب. هذا المجال يسحب القمر الصناعي باستمرار بالقرب من الكوكب. لذلك ، في المستقبل القريب ، وفقًا للمعايير الكونية ، في المستقبل (في 100 مليون سنة) ، سوف يصطدم بنبتون ، ونتيجة لذلك قد تتشكل حلقات أكثر قوة وملاحظة من تلك التي يتم ملاحظتها حاليًا بالقرب من زحل. يحتوي Triton على غلاف جوي ، مما قد يعني وجود محيط سائل ، تحت القشرة الجليدية لحافة السطح. لأن كان نبتون في الأساطير الرومانية إلهًا للبحر ، وقد تم تسمية جميع أقماره على اسم آلهة البحر الرومانية ، من رتبة أدنى. من بينهم نيريد وبروتيوس وديسبينا وتالاس وجالاتيا. كتلة كل هذه الأقمار الصناعية أقل من 1٪ من كتلة تريتون!

خصائص نبتون

الكتلة: 1.025 * 1026 كجم (17 مرة من الأرض)
القطر عند خط الاستواء: 49528 كم (3.9 أضعاف حجم الأرض)
قطر القطب: 48680 كم
إمالة المحور: 28.3 درجة
الكثافة: 1.64 جم / سم مكعب
درجة حرارة الطبقة العليا: -200 درجة مئوية تقريبًا
فترة الدوران حول المحور (نهار): 15 ساعة و 58 دقيقة
المسافة من الشمس (المتوسط): 30 AU ه.أو 4.5 مليار كيلومتر
الفترة المدارية حول الشمس (سنة): 165 سنة
السرعة المدارية: 5.4 كم / ث
الانحراف المداري: e = 0.011
الميل المداري لمسير الشمس: أنا = 1.77 درجة
تسارع السقوط الحر: 11 م / ث²
الأقمار الصناعية: يوجد 13 قطعة.

1. نبتون هو الكوكب الثامن والأبعد من الشمس.يقع عملاق الجليد على مسافة 4.5 مليار كيلومتر أي 30.07 AU.
2. اليوم على نبتون (دوران كامل حول محوره) هو 15 ساعة و 58 دقيقة.
3. تدوم فترة الثورة حول الشمس (العام النبتون) حوالي 165 سنة أرضية.
4. سطح نبتون مغطى بضخامة أعماق المحيطالمياه و الغازات المسيلة، بما في ذلك الميثان.نبتون أزرق ، مثل أرضنا. هذا هو لون الميثان الذي يمتص الجزء الأحمر من الطيف. ضوء الشمسويعكس اللون الأزرق.
5. يتكون الغلاف الجوي للكوكب من الهيدروجين مع مزيج صغير من الهيليوم والميثان. وتبلغ درجة حرارة الحافة العلوية للسحب -210 درجة مئوية.
6. على الرغم من حقيقة أن كوكب نبتون هو أبعد كوكب عن الشمس ، إلا أن طاقته الداخلية كافية للحصول على أكبر قدر ممكن رياح سريعةفي النظام الشمسي. أقوى رياح بين كواكب المجموعة الشمسية تغضب في الغلاف الجوي لنبتون ، وبحسب بعض التقديرات ، يمكن أن تصل سرعتها إلى 2100 كم / ساعة.
7. هناك 14 قمراً تدور حول نبتون.التي سميت على اسم آلهة وحوريات البحر المختلفة في الأساطير اليونانية. أكبرها - يبلغ قطر Triton 2700 كم وتدور في الاتجاه المعاكس لدوران بقية أقمار نبتون.
8. نبتون لديه 6 حلقات.
9. لا توجد حياة على نبتون كما نعرفها.
10. كان نبتون آخر كوكب زاره فوييجر 2 في ثاني عشر كوكب السفر في الصيفعبر النظام الشمسي. تم إطلاق فوييجر 2 في عام 1977 ، وقد مرت على بعد 5000 كيلومتر من سطح نبتون في عام 1989. كانت الأرض على بعد أكثر من 4 مليارات كيلومتر من الحدث ؛ ذهبت إشارة الراديو بالمعلومات إلى الأرض لأكثر من 4 ساعات.

بيانات أساسية عن نبتون

نبتون هو في الأساس عملاق من الغاز والجليد.

نبتون هو الكوكب الثامن في النظام الشمسي.

نبتون هو أبعد كوكب عن الشمس منذ أن تم تخفيض رتبة بلوتو إلى كوكب قزم.

لا يعرف العلماء كيف يمكن للسحب أن تتحرك بهذه السرعة على كوكب بارد وجليدي مثل كوكب نبتون. يقترحون أن درجات الحرارة الباردة وتدفق الغازات السائلة في الغلاف الجوي للكوكب يمكن أن يقلل الاحتكاك بحيث تلتقط الرياح سرعة كبيرة.

من بين جميع الكواكب في نظامنا ، نبتون هو الأبرد.

تبلغ درجة حرارة الغلاف الجوي العلوي للكوكب -223 درجة مئوية.

يولد نبتون حرارة أكثر مما يتلقاه من الشمس.

يهيمن هذا على جو نبتون العناصر الكيميائيةمثل الهيدروجين والميثان والهيليوم.

يتحول جو نبتون بسلاسة إلى محيط سائل ، وذلك المحيط إلى عباءة متجمدة. هذا الكوكب ليس له سطح على هذا النحو.

من المفترض أن نبتون له قلب حجري ، كتلته تساوي تقريبًا كتلة الأرض. يتكون جوهر نبتون من سيليكات المغنيسيوم والحديد.

المجال المغناطيسي لنبتون أقوى 27 مرة من المجال المغناطيسي للأرض.

إن جاذبية نبتون أقوى بنسبة 17٪ فقط من جاذبية الأرض.

نبتون كوكب جليدي يتكون من الأمونيا والماء والميثان.

حقيقة مثيرة للاهتمام هي أن الكوكب نفسه يدور في الاتجاه المعاكس لدوران السحب.

تم اكتشاف البقعة المظلمة العظيمة على سطح الكوكب في عام 1989.

أقمار نبتون

نبتون لديه رقم مسجل رسميًا مكون من 14 قمراً. تمت تسمية أقمار نبتون باسم الآلهة اليونانيةوالأبطال: بروتيوس ، تالاس ، نياد ، جالاتي ، تريتون وغيرهم.

تريتون هو أكبر قمر لنبتون.

يتحرك تريتون حول نبتون في مدار رجعي. هذا يعني أن مداره حول الكوكب يقع في الخلف مقارنة بأقمار نبتون الأخرى.

على الأرجح ، استولى نبتون على تريتون ذات مرة - أي أن القمر لم يتشكل على الفور ، مثل بقية أقمار نبتون. يتم قفل Triton في دوران متزامن مع Neptune ويتصاعد ببطء نحو الكوكب.

سوف يتمزق تريتون ، بعد حوالي ثلاثة مليارات ونصف المليار سنة ، بفعل جاذبيته ، وبعد ذلك سيشكل حطامه حلقة أخرى حول الكوكب. قد تكون هذه الحلقة أقوى من حلقات زحل.

تبلغ كتلة تريتون أكثر من 99.5٪ من الكتلة الكلية لجميع أقمار نبتون الأخرى

كان تريتون على الأرجح كوكبًا قزمًا في حزام كويبر.

حلقات نبتون

يحتوي نبتون على ست حلقات ، لكنها أصغر بكثير من حلقات زحل ويصعب رؤيتها.

تتكون حلقات نبتون في الغالب من الماء المجمد.

يُعتقد أن حلقات الكوكب هي بقايا قمر صناعي تمزق مرة واحدة.

قم بزيارة نبتون

لكي تصل السفينة إلى نبتون ، يجب أن تسير في مسار سيستغرق حوالي 14 عامًا.

الوحيد مركبة فضائيةالذي زار نبتون هو.

في عام 1989 ، مرت فوييجر 2 على بعد 3000 كيلومتر من القطب الشمالينبتون. حلَّق الجسد السماوي 1 مرة.

خلال رحلة الطيران فوييجر 2 ، درست الغلاف الجوي لنبتون وحلقاته وغلافه المغناطيسي وتعرفت على تريتون. ألقت فوييجر 2 أيضًا نظرة على بقعة نبتون المظلمة العظيمة ، وهي نظام عاصفة دوار اختفى ، وفقًا لملاحظات تلسكوب هابل الفضائي.

ستبقى الصور الجميلة لنبتون التي التقطتها فوييجر 2 الشيء الوحيد الذي لدينا لفترة طويلة

لسوء الحظ ، لا أحد يخطط لاستكشاف كوكب نبتون مرة أخرى في السنوات القادمة.