U vrevi dana svijet za običnog čovjeka ponekad se svodi na veličinu posla i doma. U međuvremenu, ako pogledate u nebo, možete vidjeti koliko je ono beznačajno na ljestvici svemira. Možda zato mladi romantičari sanjaju da se posvete osvajanju svemira i proučavanju zvijezda. Znanstvenici-astronomi ni na sekundu ne zaboravljaju da, osim Zemlje sa svojim problemima i radostima, postoje mnogi drugi udaljeni i misteriozni objekti. Jedan od njih je planet Neptun, osmi po udaljenosti od Sunca, nedostupan izravnom promatranju i stoga dvostruko privlačan istraživačima.
Kako je sve počelo
Čak i sredinom 19. stoljeća, Sunčev sustav je, prema znanstvenicima, sadržavao samo sedam planeta. Zemljini susjedi, bliski i daleki, proučavani su korištenjem svih dostupnih napretka u tehnologiji i računalstvu. Mnoge su karakteristike najprije opisane teorijski, a tek onda našle praktičnu potvrdu. S izračunom orbite Urana situacija je bila nešto drugačija. Thomas John Hussey, astronom isvećenik, otkrio nesklad između stvarne putanje navodnog kretanja planeta. Može postojati samo jedan zaključak: postoji objekt koji utječe na orbitu Urana. Zapravo, ovo je bio prvi izvještaj o planetu Neptunu.
Nakon gotovo deset godina (1843.), dva istraživača su istovremeno izračunala u kojoj bi se orbiti planet mogao kretati, prisiljavajući plinskog diva da napravi mjesta. Bili su to Englez John Adams i Francuz Urbain Jean Joseph Le Verrier. Neovisno jedni o drugima, ali s različitom točnošću, odredili su put tijela.
Otkrivanje i označavanje
Neptun je na noćnom nebu pronašao astronom Johann Gottfried Galle, kojemu je Le Verrier došao sa svojim proračunima. Francuski znanstvenik, koji je kasnije podijelio slavu otkrivača s Galleom i Adamsom, pogriješio je u izračunima samo za stupanj. Neptun se službeno pojavio u znanstvenim radovima 23. rujna 1846.
U početku je predloženo da se planet nazove po dvolikom Janusu, ali ta oznaka nije zaživjela. Astronome je više inspirirala usporedba novog objekta s kraljem mora i oceana, jednako stranom zemaljskom svodu kao što je, očito, otvoreni planet. Ime Neptun predložio je Le Verrier, a podržao ga je V. Ya. Struve, koji je vodio Opservatorij Pulkovo. Ime je dato, ostalo je samo razumjeti kakav je sastav Neptunove atmosfere, postoji li uopće, što se krije u njegovim dubinama i tako dalje.
U usporedbi sa Zemljom
Prošlo je puno vremena od otvaranja. Danas je otprilike osmaplaneta Sunčevog sustava znamo puno više. Neptun je mnogo veći od Zemlje: promjer mu je gotovo 4 puta veći, a masa 17 puta. Znatna udaljenost od Sunca ne ostavlja sumnju da se vrijeme na planetu Neptun također značajno razlikuje od zemaljskog. Ovdje nema i ne može biti života. Ne radi se čak ni o vjetru ili nekim neobičnim pojavama. Atmosfera i površina Neptuna su gotovo iste strukture. Ovo je karakteristično obilježje svih plinskih divova, uključujući i ovaj planet.
Zamišljena površina
Planet je znatno inferioran u gustoći od Zemlje (1,64 g/cm³), što otežava stupanje na njenu površinu. Da, i kao takav nije. Dogovoreno je da se razina površine identificira veličinom tlaka: savitljiva i prilično tekućina "čvrsto tijelo" nalazi se u nižim slojevima atmosfere, gdje je tlak jednak jednom baru, a zapravo, dio je toga. Svaki izvještaj o planetu Neptunu kao kozmičkom objektu određene veličine temelji se na ovoj definiciji imaginarne površine diva.
Parametri dobiveni s ovom značajkom na umu su sljedeći:
- promjer blizu ekvatora je 49,5 tisuća km;
- njegova veličina u ravnini polova je gotovo 48,7 tisuća km.
Omjer ovih karakteristika čini Neptun daleko od kružnog oblika. Ona je, kao i Plavi planet, pomalo spljoštena na polovima.
Sastav Neptunove atmosfere
Mješavina plinova koja obavija planet,sadržaj se jako razlikuje od zemaljskog. Velika većina je vodik (80%), drugo mjesto zauzima helij. Ovaj inertni plin daje značajan doprinos sastavu atmosfere Neptuna - 19%. Metan je manji od postotka, amonijak se također nalazi ovdje, ali u malim količinama.
Začudo, jedan posto metana u sastavu uvelike utječe na to kakvu atmosferu ima Neptun i kako cijeli plinski div izgleda s gledišta vanjskog promatrača. Ovaj kemijski spoj čini oblake planeta i ne reflektira svjetlosne valove koji odgovaraju crvenoj boji. Kao rezultat toga, Neptun se ispostavlja tamnoplavim za letjelice koje prolaze. Ova boja je jedna od misterija planeta. Znanstvenici još ne znaju u potpunosti što točno dovodi do apsorpcije crvenog dijela spektra.
Svi plinski divovi imaju atmosferu. To je boja koja razlikuje Neptun među njima. Zbog ovih karakteristika naziva se ledenim planetom. Zamrznuti metan, koji svojim postojanjem dodaje težinu usporedbi Neptuna s santom leda, također je dio plašta koji okružuje jezgru planeta.
Unutarnja struktura
Jezgra svemirskog objekta sadrži spojeve željeza, nikla, magnezija i silicija. U smislu mase, jezgra je približno jednaka cijeloj Zemlji. Istovremeno, za razliku od ostalih elemenata unutarnje strukture, ima gustoću koja je dvostruko veća od gustoće Plavog planeta.
Jezgra je prekrivena, kao što je već spomenuto, plaštom. Sastav mu je po mnogo čemu sličan atmosferskom: ovdjeprisutni su amonijak, metan, voda. Masa sloja jednaka je petnaest Zemljinih, a jako je zagrijan (do 5000 K). Plašt nema jasnu granicu, a atmosfera planeta Neptuna glatko se ulijeva u njega. Mješavina helija i vodika čini gornji dio strukture. Glatka transformacija jednog elementa u drugi i zamagljene granice između njih svojstva su karakteristična za sve plinske divove.
Poteškoće u istraživanju
Zaključci o atmosferi Neptuna, koja je tipična po njegovoj strukturi, uvelike se temelje na već dobivenim podacima o Uranu, Jupiteru i Saturnu. Udaljenost planeta od Zemlje znatno otežava njegovo proučavanje.
Godine 1989. letjelica Voyager 2 letjela je u blizini Neptuna. Ovo je bio jedini susret ledenog diva sa zemaljskim glasnikom. Njegova plodnost je, međutim, očita: upravo je ovaj brod dao većinu informacija o Neptunu znanosti. Konkretno, Voyager 2 je otkrio Velike i Male tamne mrlje. Oba zacrnjela područja bila su jasno vidljiva na pozadini plave atmosfere. Do danas nije jasno kakva je priroda ovih formacija, ali se pretpostavlja da se radi o vrtložnim strujama ili ciklonima. Pojavljuju se u gornjim slojevima atmosfere i obilaze planet velikom brzinom.
perpetual motion
Mnogi parametri određuju prisutnost atmosfere. Neptun se odlikuje ne samo svojom neobičnom bojom, već i stalnim kretanjem koje stvara vjetar. Brzina kojom oblaci kruže oko planeta oko ekvatora prelazi tisuću kilometara na sat. Istovremeno se kreću u smjeru suprotnom od rotacije samog Neptuna oko osi. U isto vrijeme, planet se okreće još brže: potpuna rotacija traje samo 16 sati i 7 minuta. Za usporedbu: jedna revolucija oko Sunca traje gotovo 165 godina.
Još jedna misterija: brzina vjetra u atmosferi plinovitih divova raste s udaljenosti od Sunca i doseže vrhunac na Neptunu. Ovaj fenomen još nije potkrijepljen, kao ni neke od temperaturnih obilježja planeta.
Distribucija topline
Vrijeme na planetu Neptun karakterizira postupna promjena temperature ovisno o nadmorskoj visini. Taj sloj atmosfere, gdje se nalazi uvjetna površina, u potpunosti odgovara drugom nazivu kozmičkog tijela (ledeni planet). Temperatura ovdje pada na gotovo -200 ºC. Ako se pomaknete s površine više, tada će doći do zamjetnog povećanja topline do 475º. Znanstvenici još nisu pronašli dostojno objašnjenje za takve razlike. Neptun bi trebao imati unutarnji izvor topline. Takav "grijač" trebao bi proizvoditi dvostruko više energije nego što planetu dolazi sa Sunca. Toplina iz ovog izvora, u kombinaciji s energijom koja ovdje dolazi s naše zvijezde, vjerojatno je razlog jakih vjetrova.
Međutim, ni sunčeva svjetlost ni unutarnji "grijač" ne mogu podići temperaturu na površini tako da se ovdje osjeti promjena godišnjih doba. I iako su za to ispunjeni drugi uvjeti, nemoguće je razlikovati zimu od ljeta na Neptunu.
Magnetosfera
Istraživanje Voyagera 2 pomoglo je znanstvenicima da nauče mnogo o Neptunovom magnetskom polju. Vrlo se razlikuje od Zemljinog: izvor se ne nalazi u jezgri, već u plaštu, zbog čega je magnetska os planeta uvelike pomaknuta od središta.
Jedna od funkcija polja je zaštita od sunčevog vjetra. Oblik Neptunove magnetosfere je jako izdužen: zaštitne linije u tom dijelu planeta koji je osvijetljen nalaze se na udaljenosti od 600 tisuća km od površine, a na suprotnoj strani - više od 2 milijuna km.
Voyager je zabilježio nedosljednost jačine polja i položaja magnetskih linija. Takva svojstva planeta također još nisu u potpunosti objašnjena u znanosti.
Prstenje
Krajem 19. stoljeća, kada znanstvenici više nisu tražili odgovor na pitanje postoji li atmosfera na Neptunu, pred njima se pojavio još jedan zadatak. Trebalo je objasniti zašto su na putu osmog planeta zvijezde počele blijedjeti za promatrača nešto prije nego što im se Neptun približavao.
Problem je riješen tek nakon gotovo jednog stoljeća. Godine 1984., uz pomoć snažnog teleskopa, bilo je moguće razmotriti najsjajniji prsten planeta, kasnije nazvan po jednom od otkrića Neptuna - Johnu Adamsu.
Daljnje istraživanje otkrilo je još nekoliko sličnih formacija. Oni su zatvorili zvijezde duž puta planeta. Danas astronomi smatraju da Neptun ima šest prstenova. Oni sadrže još jednu misteriju. Adamsov prsten sastoji se od nekoliko lukova koji se nalaze na nekimaudaljenosti jedna od druge. Razlog ovog smještaja je nejasan. Neki istraživači su skloni misliti da ih u tom položaju drži sila gravitacijskog polja jednog od Neptunovih satelita, Galateje. Drugi daju težak protuargument: njegova je veličina toliko mala da bi se teško mogla nositi sa zadatkom. Možda postoji još nekoliko nepoznatih satelita u blizini koji pomažu Galatei.
Općenito, prstenovi planeta su po dojmljivosti i ljepoti prizor inferiorniji od sličnih formacija Saturna. Ne posljednju ulogu u pomalo dosadnom izgledu igra kompozicija. Prstenovi uglavnom sadrže komadiće metanskog leda prekrivene spojevima silicija koji dobro apsorbiraju svjetlost.
Sateliti
Neptun je vlasnik (prema najnovijim podacima) 13 satelita. Većina ih je male veličine. Samo Triton ima izvanredne parametre, koji je samo malo inferiorniji u promjeru od Mjeseca. Sastav atmosfere Neptuna i Tritona je drugačiji: satelit ima plinski omotač mješavine dušika i metana. Ove tvari daju planetu vrlo zanimljiv izgled: smrznuti dušik s inkluzijama iz metanskog leda stvara pravi bunt boja na površini u blizini Južnog pola: preljevi žute boje se kombiniraju s bijelom i ružičastom.
Sudbina zgodnog Tritona, u međuvremenu, nije tako ružičasta. Znanstvenici predviđaju da će se sudariti s Neptunom i progutati ga. Kao rezultat toga, osmi planet postat će vlasnik novog prstena, usporediv po svjetlini s formacijama Saturna, pa čak i ispred njih. Preostali sateliti Neptuna značajno su inferiorni od Tritona, neki od njihjoš nema čak ni ime.
Osmi planet Sunčevog sustava uvelike odgovara svom imenu, na čiji je izbor utjecala i prisutnost atmosfere - Neptun. Njegov sastav doprinosi pojavi karakteristične plave boje. Neptun juri kroz nama neshvatljiv prostor, poput boga mora. I slično dubinama oceana, taj dio kozmosa koji počinje iza Neptuna čuva puno tajni od čovjeka. Znanstvenici budućnosti ih tek trebaju otkriti.
