Еще недавно, с уверенностью можно было заявить, что самая далекая от Солнца планета – Плутон. Когда ученые вдруг решили, что Плутон вовсе не планета, выяснилось, что на самом дальнем расстоянии от светила находится планета Нептун.
Солнце и Нептун разделяет 4,5 млрд. километров. Эта восьмая планета солнечной системы в 17 раз тяжелее Земли, а диаметр почти в 4 раза шире нашего. Зато плотностью Нептун похвастать не может – это газовый гигант. Иными словами, поверхность планеты представляет собой вязкую массу.
Полный круг вокруг Солнца Нептун совершает за 164,8 земных года. Скорость движения по орбите – 5,43 км/с. Сутки на планете длятся 16 часов и 6 земных минут.
Открытие планеты Нептун
Официальной датой открытия планеты является 23 сентября 1846 года. А до этого ученые были озадачены, почему открытая Гершелем планета Уран постоянно сбивается с курса и находится совсем не там, где ей положено быть по расчетам. Джон Адамс, 22-летний студент Кембриджского колледжа, первый высказал предположение о том, что за Ураном находится еще одна, никому пока неведомая планета.
Несмотря на отсутствие вычислительных машин и недостаток математических таблиц, человек не спасовал перед трудностями. Заручившись собственным упорством, астроном приступил к вычислению орбиты неизвестной планеты. Из подручных материалов у него был закон Ньютона и основы высшей математики.
1 год и 4 месяца ушло на то, чтобы 1 октября 1845 года указать на созвездие Водолея, точку, где по предварительным расчетам должна появиться загадочная самая далекая планета от Солнца. К сожалению, работу молодого дарования положили в долгий ящик. У ученых умов возникли сомнения в расчетах Адамса, хотя он ошибся всего на два градуса.
Через месяц было официально объявлено о начавшихся поисках неизвестной планеты. Но о Джоне Адамса в этом сообщении не было ни слова. Речь шла об Урбене Леверье, математике, проживающем в Париже. По стечению обстоятельств, оказалось, что оба молодых человека одновременно начали заниматься поисками планеты.
Леверье написал письмо, адресованное Иоганну Гелле, в Берлинскую обсерваторию, в котором просил начать как можно скорее поиски загадочной планеты. В ту далекую ночь, через полчаса после начала наблюдения, Галле увидел слабый блеск звезды, которой, судя по картам не должно было быть на том участке неба. Следующая ночь показала, что маленький диск заметно сместился относительно других звезд.
За зеленовато-голубую окраску, так напоминающую морскую гладь, планета получила название Нептун.
Нептун – наши дни
Прошли годы, и вот уже космический аппарат Вояджер-2 прибывает к планете Нептун. Благодаря аппарату, побывавшему в окрестностях самой далекой планеты от Солнца, мы получили снимки поверхности столь удаленного от нас небесного тела.
На фотографиях, сделанных Вояджером, отчетливо видны пять колец. Они напоминают кольца Урана, но уступают им в размерах примерно в сотню раз. Удалось установить, что Нептун обладает сложной системой спутников, всего их 14, не исключено, что некоторые из них образовались на просторах Солнечной системы и впоследствии попали на орбиту гигантской планеты.
На изображениях мы видим, что поверхность планеты напоминает Мировой океан нашей Земли. Своей расцветкой гигант обязан метану, водороду и гелию. Белые пятна на поверхности – это облака. Ветра на планете достигают 2200 км/час, нигде больше на планетах Солнечной системы нет таких ураганов.
Исследование Нептуна не завершено, оно будет продолжаться – мы еще много интересного узнаем о его ветрах, атмосфере и поведении спутников.
Солнечная система - это совокупность, состоящая из центральной звезды - Солнца и небесных тел, обращающихся вокруг него.
Солнечная система включает в себя:
- Солнце (единственная звезда Солнечной системы);
- 8 планет (Земля в том числе);
- 415 спутников;
- десятки или сотни тысяч различных малых тел (кометы, метеорные тела, космическая пыль и др.).
Расположение планет по порядку от Солнца:
- первая планета - Меркурий;
- вторая планета - Венера;
- третья планета - Земля;
- четвёртая планета - Марс;
- пятая (планета-гигант) - Юпитер;
- шестая (планета-гигант) - Сатурн;
- седьмая (планета-гигант) - Уран;
- восьмая (планета-гигант) - Нептун;
- (раньше считался девятой, самой дальней планетой от Солнца, но в 2006 году он стал классифицироваться как "карликовая планета") - Плутон.
Планеты Солнечной системы объединены в группы:
Внутренние планеты (планеты земной группы):
- Меркурий;
- Венера;
- Земля (самая массивная планета в группе);
- Марс.
Внешние планеты (планеты-гиганты):
- Юпитер;
- Сатурн;
- Уран;
- Нептун.
В 2006 году ввели новый тип объектов в Солнечной системе под названием "карликовые планеты ". К ним относятся:
- Церера;
- Плутон;
- Хаумея;
- Макемаке;
- Эрида.
Планеты Солнечной системы (вместе с карликовыми планетами)
Внутренние планеты или планеты земной группы
Планета земного типа - это небесное тело, состоящее из силикатных пород (такие, в которых основа - диоксид кремния) или металлов, и обладает твёрдым поверхностным слоем.
Они находятся ближе к Солнцу. В этой группе - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все они обладают малыми массами и размерами.
У планет земной группы также мало лун (спутников) или их нет:
- нет лун - у Венеры и Меркурия;
- один - у Земли (Луна);
- два - у Марса (Фобос и Деймос).
Самая близкая планета к Солнцу - Меркурий. Его средняя удалённость от Солнца - 57.9 млн. км, но иногда эта дистанция может быть только 46 млн. км, но Меркурий может удалиться и на 69.8 млн. км.
Ещё Меркурий также и наименьшая планета в Солнечной системе . А в 2012 году учёные заметили там следы органического материала.
Самая крупная планета в земном типе - Земля.
Внешние планеты или планеты-гиганты
Солнце - самое большое тело в Солнечной системе, после него идут планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Также их называют "газовые гиганты".
Газовый гигант - это большая планета, состоящая в основном из газов, таких как водород и гелий, с относительно небольшим ядром.
Газовые гиганты, в отличие от каменистых планет (как Земля), не имеют чётко выраженной поверхности, т. е. у них нет границы между тем, где заканчивается атмосфера и начинается поверхность, поэтому на этих планетах невозможно приземлиться.
Их атмосфера постепенно становится плотнее к ядру (возможно между атмосферой и ядром всё же существуют жидкие или подобные жидкостям состояния).
Ледяные гиганты
Существует ещё один отдельный класс (или подкласс газовых гигантов) - это ледяные гиганты. В Солнечной системе ими считаются две планеты: Уран и Нептун.
Большинство массы других двух планет-газовых гигантов (Юпитера и Сатурна) - это водород и гелий, а у ледяных гигантов - лёд. На Уране температура достигает –220ºC, а средняя температура на Нептуне около –230ºC.
Самая большая планета в нашей Солнечной системе - Юпитер.
Размеры планет Солнечной системы
Здесь представлены данные космического агентства НАСА: приблизительных радиусов восьми планет нашей Солнечной системы (по размеру: от самой маленькой до самой большой) вместе с округлённым процентом радиуса относительно Земли.
Наша галактика
Наша галактика называется Млечный Путь. По словам учёных, Млечный Путь - это спиральная система с диаметром около 100 тыс. световых лет и толщиной 1 световой год.
Также по их подсчётам, в ней 150–200 миллиардов звёзд и ещё огромное количество других, самых разнообразных космических объектов.
Теоретически можно увидеть Млечный Путь в любое время года в любой части мира, но самые лучшие месяца для наблюдения - примерно с середины марта до середины октября.
Невозможно увидеть Млечный Путь из городов, и даже деревень, из-за светового загрязнения. Поэтому нужно отъехать как можно дальше от населённых пунктов.
Другие Солнечные системы
Только наша планетная система официально называется "Солнечной". Но на данный момент астрономы обнаружили в нашей галактике уже более 2500 других звёзд, с вращающимися вокруг них планетами.
Наше Солнце - лишь одна из 200 миллиардов звёзд в нашей галактике. Таким образом, у учёных есть очень много места на поиски экзопланет (планеты за пределами нашей Солнечной системы).
Недавно обнаруженный объект может установить новый рекорд как самая удаленная карликовая планета в Солнечной системе. Этот объект, названный V774104, пролегает в пятнадцати миллиардах километров от Солнца, в два-три раза дальше, чем Плутон. V774104 чуть меньше половины Плутона и подобно этой планете может приближаться или удаляться от Солнца по мере движения на орбите, но эти детали еще предстоит уточнить.
«По сути, это все, что мы о ней знаем. Мы даже орбиты ее не знаем, поскольку нашли ее две недели назад», - рассказал Скотт Шеппард из Научного института Карнеги, один из открывателей нового объекта. Открытие является частью более крупной охоты на объекты в этом холодном, темном регионе за орбитой Плутона, где ученые надеются найти сведения о ранней Солнечной системе.
Шеппард объявил об открытии на годовом собрании Американского астрономического общества 10 ноября. В интервью Space.com он сообщил, что V774104, безусловно, является одним из самых удаленных объектов, когда-либо наблюдаемых, хотя необходимы более точные данные, чтобы присудить планете титул самой далекой карликовой планеты.
В своих поисках Шеппард работал с Чедвиком Трухильо из Джемини на Гавайях и Дэйвом Толеном из Гавайского университета.
«Мы проводим самое широкое и глубокое исследование объектов внешней Солнечной системы в истории, - рассказал Шеппард. - Мы используем 8-метровый телескоп Субару на Гавайях. Просто ищем вещи за пределами пояса Койпера, за орбитой Плутона».
Объекты внешней Солнечной системы тусклые и редкие, говорит Шеппард. Чтобы найти их, исследователи обратились к телескопу Субару, который собирает большое количество света за короткое время и может сканировать большие участки неба довольно быстро, что, по мнению Шеппарда, является ключевой комбинацией в поиске этих скрытых драгоценностей.
Есть ли жизнь за Нептуном
За орбитой Нептуна есть группа холодных, ледяных тел (включая Плутон) под названием пояс Койпера. Плутон находится в 8 миллиардах километрах от Солнца, но говоря о Солнечной системе обычно используют «астрономические единицы» (1 а. е. = дистанции от Земли до Солнца, порядка 150 миллионов километров). Нептун в среднем находится в 30,1 а. е. от Солнца; Плутон вращается между 29 и 49 а. е.
Если измерения V774104 верны, в настоящее время объект находится в 103 а. е. от Солнца, что помещает его в области облака Оорта. Облако Оорта - это предположительная сфера ледяных твердых объектов, которая оборачивает Солнечную систему.
Карликовая планета Эрис вращается вокруг Солнца во внутреннем облаке Оорта на дистанции от 37 до 97 а. е. Карликовая планета Седна, открытая в 2003 году, имеет невероятно эксцентричную орбиту, а значит может быть где угодно между 76 и 940 а. е. от Солнца. В прошлом году Шеппард и Трухильо , подобный Седне, 2012 VP113, орбита которого пролегает между 80 и 452 а. е. от Солнца.
(Астрономы также знают о длиннопериодичных кометах, которые родом из внешнего облака Оорта, то есть достигают дистанций от 5000 до 100 000 а. е. от Солнца, говорит Шеппард. Эти длиннопериодичные кометы считаются «самыми далекими объектами Солнечной системой», хотя и не проводят всю свою жизнь во внешних регионах. Ни одна из этих длиннопериодичных комет и близко не подходит на роль карликовой планеты или малой планеты).
Спокойная орбита
Седна и VP113 находятся достаточно далеко от внутренней Солнечной системы (ближайшего соседства Земли), чтобы не зависеть от гравитации восьми планет системы, по мнению Шеппарда.
«Седна и VP113 являются единственными объектами, которые полностью отделены от гигантского региона планет, - говорит Шеппард. - И все же они имеют весьма вытянутые орбиты, поэтому мы находим их весьма интересными. Что касается их орбит, насколько мы знаем Солнечную систему, их вообще не должно ничто беспокоить. Они вообще не должны были сформироваться на этих орбитах. Что-то их побеспокоило».
Поэтому Шеппард и Трухильо занимаются дальней Солнечной системой. Они ищут объекты, которые были нетронутыми с первых дней Солнечной системы, а значит, ведут себя так же, как вели после формирования системы 4,6 миллиарда лет назад. Шеппард говорит, что ведущая теория о формировании Солнечной системы подразумеват, что Солнце было рождено «в очень плотной звездной среде, когда горстка звезд появилась рядом с ним». Гравитационная тяга этих звезд могла привести к возмущению таких объектов, как Седна.
Опять же, возможно, за пределами орбиты Плутона есть массивный и пока неизвестный объект, который несет ответственность за гравитационное возмущение объектов внутреннего облака Оорта.
«Некоторые из объектов внутреннего облака Оорта могут посоперничать в размерах с Марсом или даже с Землей, - говорил Шеппард. - Это потому, что многие из объектов внутреннего облака Оорта так далеки, что даже самые крупные будут настолько тусклыми, что их нельзя будет обнаружить с учетом современных технологий».
Ответ можно будет найти в процессе изучения объектов этого внешнего региона.
«Мы хотим найти россыпь таких объектов, как VP113, который мы обнаружили в прошлом году, - говорит Шеппард. - Есть несколько разных теорий о том, как эти удаленные объекты могли прийти к своим эксцентричным орбитам. Все эти различные теории предсказывают различное орбитальное распределение и население. Если мы найдем 10 таких объектов или около того, мы можем начать определять, какие теории формирования таких объектов корректны».
Нептун - восьмая и самая дальняя планета Солнечной системы. Ранее самой дальней считался Плутон. Однако недавно решением Международного Астрономического Союза он был "разжалован" из планет и стал планетоидом (так называемая карликовая планета). Это случилось после того, как за ним были обнаружены еще несколько подобных маленьких планет, при этом одна из них (Эрида) оказалась даже крупнее Плутона. Нептун является четвёртой по диаметру и третьей по массе планетой в Солнечной системе. 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.
Нептун стал первой планетой, открытой (в 1846 году) благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений. Это случилось потому, что непредвиденные изменения в орбите породили гипотезу о неизвестной планете, которая влияет на Уран своим гравитационным полем. Нептун был найден в пределах математически предсказанного положения.
Среднее расстояние между Нептуном и Солнцем - 4,55 млрд км (около 30,1 средних расстояний между Солнцем и Землёй, или 30,1 а. е.). Период полного обращения Нептуна вокруг Солнца составляет 164,79 земных года. Период вращения планеты вокруг своей оси составляет 15 часов 8 минут. 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 в течение сорока лет каждый.
Внутреннее строение Нептуна и его состав близки к и также сильно отличаются от газовых гигантов - и , состоящих в основном из водорода и гелия. Поэтому астрономы иногда помещают Уран и Нептун в отдельную категорию «ледяных гигантов». Атмосфера составляет примерно 10-20 % от общей массы планеты, и расстояние от поверхности до конца атмосферы составляет 10-20 % расстояния от поверхности до ядра. Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия, однако содержит в себе более высокую пропорцию льдов: водного, аммиачного, метанового. Следы метана во внешних слоях атмосферы, как и у Урана, являются причиной синего цвета планеты, хотя яркая лазурь Нептуна отличается от более умеренного аквамаринового цвета Урана. Ядро Нептуна, подобно Урану, состоит в основном из льдов и горных пород.
В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы. По некоторым оценкам, их скорости могут достигать сверхзвуковых скоростей 2100 км/ч (около 600 м/с) (!). Погода характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов. Большинство ветров на Нептуне дуют в направлении, обратном вращению планеты вокруг своей оси. 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.
Так же, как и у других газовых гигантов Солнечной системы, у Нептуна есть слабая и фрагментированная кольцевая система, достоверно подтверждённая в 1989 г. Поэтому обнаружить ее с Земли очень и очень сложно. Кольца могут состоять из ледяных частиц, покрытых силикатами, или основанным на углероде материалом, - наиболее вероятно, это он придаёт им красноватый оттенок.
У Нептуна на данный момент известно 13 спутников. Крупнейший из них весит более, чем 99,5 % от масс всех спутников Нептуна, вместе взятых, и лишь он массивен настолько, чтобы стать сфероидальным. Это Тритон, открытый Уильямом Ласселом всего через 17 дней после открытия Нептуна. По размерам и массе он больше Луны. Имеет обратное направление орбитального движения. Из-за приливного ускорения Тритон медленно двигается по спирали к Нептуну, и, в конечном счёте, будет разрушен при достижении предела Роша, в результате чего образуется кольцо, которое может быть более мощным, чем кольца Сатурна (это произойдёт через относительно небольшой в астрономических масштабах период времени: от 10 до 100 миллионов лет). В 1989 году Тритон считался самым холодным объектом в Солнечной системе, температура которого была измерена, с предполагаемой температурой в -235 °C (38 °К). Тритон является одним из трёх спутников планет Солнечной системы, имеющих атмосферу (наряду с Ио и Титаном).
Нептун был посещён лишь одним космическим аппаратом, «Вояджером-2», который пролетел вблизи от планеты в 1989 году.