نبتون النظام الشمسي. كوكب نبتون: حقائق مثيرة للاهتمام حول عملاق الفضاء "البحر"

نبتون هو الكوكب الثامن من الشمس. في بعض الأماكن ، يتقاطع مداره مع مدار بلوتو. أي كوكب هو نبتون؟ إنها تنتمي إلى فئة العمالقة. علامة الفلكية- ج.

المعلمات

يقوم الكوكب العملاق نبتون بحركة حول الشمس في مدار إهليلجي قريب من دائري. يبلغ طول نصف القطر 24750 كيلومترًا. هذا الرقم هو أربعة أضعاف رقم الأرض. إن سرعة دوران الكوكب نفسها كبيرة جدًا لدرجة أن طول اليوم هنا يبلغ 17.8 ساعة.

يبعد كوكب نبتون عن الشمس حوالي 4500 مليون كيلومتر ، لذلك يصل الضوء إلى الجسم المعني في غضون أربع ساعات فقط.

على الرغم من أن متوسط ​​كثافة نبتون أقل بثلاث مرات تقريبًا من كثافة الأرض (1.67 جم / سم مكعب) ، فإن كتلته أعلى بمقدار 17.2 مرة. هذا يرجع إلى الحجم الكبير

ملامح التكوين والظروف المادية والهيكل

نبتون وأورانوس عبارة عن كواكب تعتمد على غازات صلبة بنسبة خمسة عشر بالمائة من محتوى الهيدروجين وكمية صغيرة من الهيليوم. كما يقترح العلماء ، لا يمتلك العملاق الأزرق بنية داخلية واضحة. الأكثر احتمالا هو حقيقة وجود نواة كثيفة ذات حجم صغير داخل نبتون.

يتكون الغلاف الجوي للكوكب من الهيليوم والهيدروجين مع خليط غير مهم من الميثان. غالبًا ما تحدث عواصف كبيرة على نبتون ، بالإضافة إلى أنها تتميز بالدوامات والرياح القوية. هذا الأخير ينفجر غربايمكن أن تصل سرعتها إلى 2200 كم / ساعة.

لوحظ أن سرعة التيارات والجداول في الكواكب العملاقة تزداد كلما ابتعدنا عن الشمس. لم يتم العثور على تفسير لهذا النمط. بفضل الصور التي التقطتها معدات خاصة في جو نبتون ، أصبح من الممكن فحص الغيوم بالتفصيل. تمامًا مثل زحل أو كوكب المشتري ، يحتوي هذا الكوكب على مصدر داخلي للحرارة. إنه قادر على إصدار ما يصل إلى ثلاثة أضعاف الطاقة التي يتلقاها من الشمس نفسها.

خطوة عملاقة إلى الأمام

وفقًا للوثائق التاريخية ، رأى جاليليو نبتون في 28/12/1612. في المرة الثانية التي تمكن فيها من مراقبة المجهول في 29 يناير 1613 ، في كلتا الحالتين ، أخذ العالم الكوكب لنجم ثابت بالتزامن مع كوكب المشتري. لهذا السبب ، لا يُنسب إلى جاليليو اكتشاف نبتون.

ثبت أنه خلال فترة المراقبة لعام 1612 كان الكوكب في نقطة وقوف ، وفي اليوم الذي رآه فيه جاليليو لأول مرة ، تحول إلى الحركة الخلفية. تتم ملاحظة هذه العملية عندما تتجاوز الأرض في مدارها الكوكب الخارجي. نظرًا لأن نبتون لم يكن بعيدًا عن نقطة الوقوف ، كانت حركته أضعف من أن يتم ملاحظتها بواسطة تلسكوب جاليليو غير القوي بشكل كافٍ.

في عام 1781 ، تمكن هيرشل من اكتشاف أورانوس. ثم قام العالم بحساب معلمات مداره. بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها ، خلص هيرشل إلى وجود حالات شاذة غامضة في حركة هذا الجسم الفضائي: إما أنه كان متقدمًا على الجسم المحسوب أو متأخرًا عنه. جعلت هذه الحقيقة من الممكن افتراض وجود كوكب آخر خلف أورانوس ، والذي ، عن طريق الجاذبية ، يشوه مسار حركته.

في عام 1843 ، تمكن آدمز من حساب مدار الكوكب الثامن الغامض من أجل شرح التغيرات في مدار أورانوس. أرسل العالم معلومات حول عمله إلى عالم فلك الملك - جي إيري. وسرعان ما تلقى رسالة الرد تطلب توضيحات بشأن بعض القضايا. بدأ آدامز في عمل الرسومات المطلوبة ، لكن لسبب ما لم يرسل أي رسالة ولم يشرع في العمل الجاد حول هذه المسألة في المستقبل.

كان الاكتشاف المباشر لكوكب نبتون بفضل جهود Le Verrier و Galle و d'Are. 1846/09/23 ، بوجود بيانات تحت تصرفهم حول نظام عناصر مدار الكائن المطلوب ، بدأوا العمل لتحديد الموقع الدقيق للجسم الغامض. في الأمسية الأولى تكللت جهودهم بالنجاح. كان اكتشاف كوكب نبتون في ذلك الوقت بمثابة انتصار للميكانيكا السماوية.

اختيار الاسم

بعد اكتشاف العملاق ، بدأوا في التفكير في الاسم الذي يطلقون عليه. تم اقتراح الخيار الأول من قبل يوهان هال. لقد أراد تعميد يانوس البعيد تكريماً للإله الذي يرمز إلى البداية والنهاية في الأساطير الرومانية القديمة ، لكن هذا الاسم لم يروق للكثيرين. تم استقبال اقتراح Struve - مدير نسخته - Neptune - بدفء كبير وأصبح نهائيًا. أدى تخصيص اسم رسمي للكوكب العملاق إلى إنهاء العديد من الخلافات والخلافات.

كيف تغيرت الأفكار حول نبتون

قبل ستين عامًا ، كانت المعلومات حول العملاق الأزرق مختلفة عن اليوم. على الرغم من حقيقة أنه كان معروفًا بشكل دقيق نسبيًا عن الفترتين الفلكية والتركيبية للدوران حول الشمس ، وحول ميل خط الاستواء إلى المستوى المداري ، كانت هناك بيانات أقل دقة. لذلك ، قُدرت الكتلة بـ 17.26 من الأرض بدلاً من 17.15 الحقيقية ، ونصف قطر خط الاستواء - عند 3.89 وليس 3.88 من كوكبنا. أما الفترة النجمية للثورة حول المحور ، فقد اعتبرت أنها 15 ساعة و 8 دقائق ، أي أقل بخمسين دقيقة من الفترة الحقيقية.

في بعض المعايير الأخرى كانت هناك أيضًا عدم دقة. على سبيل المثال ، قبل أن تقترب فوييجر 2 من نبتون ، قدر الإمكان ، كان من المفترض أن المجال المغناطيسي للكوكب مشابه في تكوينه لتكوين الأرض. في الواقع ، يبدو وكأنه ما يسمى الدوار المائل.

قليلا عن الرنين المداري

نبتون قادر على التأثير على حزام كويبر الموجود على مسافة كبيرة منه. هذا الأخير يمثله حلقة من الكواكب الجليدية الصغيرة ، مماثلة بين كوكب المشتري والمريخ ، ولكن بدرجة أكبر بكثير. يتأثر حزام كايبر بشدة بجاذبية كوكب نبتون ، مما ينتج عنه فجوات متساوية في بنيته.

يتم إنشاء مدارات تلك الأجسام التي تم الاحتفاظ بها في هذا الحزام لفترة طويلة من خلال ما يسمى بالرنين العلماني مع نبتون. في بعض الحالات ، هذا الوقت يمكن مقارنته بفترة الوجود النظام الشمسي.

تسمى مناطق ثبات جاذبية نبتون بها الكوكب عدد كبير منكويكبات طروادة ، كما لو كانت تسحبها على طول مدارها بأكمله.

ملامح الهيكل الداخلي

في هذا الصدد ، يشبه نبتون أورانوس. يمثل الغلاف الجوي حوالي عشرين بالمائة من الكتلة الكلية للكوكب المعني. كلما اقتربنا من القلب ، زاد الضغط. أقصى معدل- حوالي 10 جيغا. يحتوي الغلاف الجوي السفلي على تركيزات من الماء والأمونيا والميثان.

العناصر الهيكل الداخلينبتون:

• السحب والجو.
• يتكون الغلاف الجوي من الهيدروجين والهيليوم والميثان.
• الوشاح (جليد الميثان والأمونيا والماء).
• جوهر الحجر الجليدي.

الخصائص المناخية

أحد الاختلافات بين نبتون وأورانوس هو درجة نشاط الأرصاد الجوية. وفقًا للبيانات التي تم الحصول عليها من جهاز Voyager-2 ، يتغير الطقس على العملاق الأزرق بشكل متكرر وكبير.

كان من الممكن تحديد نظام ديناميكي للغاية من العواصف ذات الرياح التي تصل سرعتها إلى 600 م / ث - تقريبًا أسرع من الصوت (معظمها تهب في الاتجاه المعاكس لدوران نبتون حول محوره).

في عام 2007 ، تم الكشف عن أن طبقة التروبوسفير العليا للقطب الجنوبي للكوكب أدفأ بعشر درجات مئوية عن الأجزاء الأخرى ، حيث تبلغ درجة الحرارة حوالي -200 درجة مئوية. هذا الاختلاف كافٍ تمامًا لتسرب الميثان من مناطق أخرى من الغلاف الجوي العلوي إلى الفضاء في منطقة القطب الجنوبي. "البقعة الساخنة" الناتجة هي نتيجة للميل المحوري للعملاق الأزرق ، الذي ظل قطبه الجنوبي مواجهاً للشمس لمدة أربعين سنة أرضية. عندما يتحرك نبتون ببطء في مداره إلى الجانب الآخر من الجسم السماوي المشار إليه ، سيختفي القطب الجنوبي تدريجيًا تمامًا في الظل. وهكذا ، سيعرض نبتون القطب الشمالي للشمس. وبالتالي ، فإن منطقة إطلاق غاز الميثان في الفضاء ستنتقل إلى هذا الجزء من الكوكب.

"مرافقة" العملاق

نبتون كوكب به ، وفقًا لبيانات اليوم ، ثمانية أقمار صناعية. من بينها واحد كبير وثلاثة متوسط ​​وأربعة صغير. دعنا نلقي نظرة فاحصة على أكبر ثلاثة منها.

تريتون

إنه أكبر قمر صناعي يمتلكه كوكب نبتون العملاق. اكتشفها و. لاسيل في عام 1846. تقع تريتون على بعد 394700 كم من نبتون ؛ نصف قطرها 1600 كم. من المفترض أن يكون لها جو. الكائن مماثل في الحجم للقمر. وفقًا للعلماء ، قبل الاستيلاء على نبتون ، كان تريتون كوكبًا مستقلاً.

نيريد

هذا هو ثاني أكبر قمر صناعي على الكوكب المعني. في المتوسط ​​، تبعد عن نبتون 6.2 مليون كيلومتر. يبلغ نصف قطر نيريد 100 كيلومتر وقطرها ضعف قطره. من أجل صنع مدار واحد حول نبتون ، يحتاج هذا القمر الصناعي إلى 360 يومًا ، أي ما يقرب من سنة الأرض بأكملها. تم اكتشاف نيريد في عام 1949.

بروتيوس

يحتل هذا الكوكب المرتبة الثالثة ليس فقط من حيث الحجم ، ولكن أيضًا في المسافة من نبتون. هذا لا يعني أن Proteus لديه أي شيء خصائص خاصةومع ذلك ، كان علماؤه هم من اختاروا إنشاء نموذج تفاعلي ثلاثي الأبعاد يعتمد على صور المركبة الفضائية فوييجر -2.

أما باقي الأقمار فهي عبارة عن كواكب صغيرة يوجد عدد كبير منها في النظام الشمسي.

ملامح الدراسة

نبتون - أي كوكب من الشمس؟ ثامن. إذا كنت تعرف مكان هذا العملاق بالضبط ، يمكنك حتى رؤيته بمنظار قوي. نبتون جسم كوني يصعب دراسته. هذا يرجع جزئيًا إلى حقيقة أن سطوعه أعلى قليلاً من الحجم الثامن. على سبيل المثال ، أحد الأقمار الصناعية المذكورة أعلاه - Triton - له سطوع يساوي أربعة عشر درجة. من أجل الكشف عن قرص نبتون ، يلزم وجود تكبيرات عالية.

تمكنت المركبة الفضائية فوييجر 2 من الوصول إلى جسم مثل نبتون. استقبل الكوكب (انظر الصورة في المقال) ضيفًا من الأرض في أغسطس 1989. بفضل البيانات التي جمعتها هذه السفينة ، يمتلك العلماء على الأقل بعض المعلومات حول هذا الكائن الغامض.

بيانات فوييجر

نبتون كوكب كبير البقعة المظلمةفي الإقليم نصف الكرة الجنوبي... هذه هي أشهر تفاصيل جسم تم الحصول عليه من مركبة فضائية. في القطر ، كانت هذه البقعة مساوية للأرض. حملتها رياح نبتون بسرعة هائلة 300 م / ث في الاتجاه الغربي.

وفقًا لملاحظات HST (تلسكوب هابل الفضائي) في عام 1994 ، اختفت البقعة المظلمة العظيمة. من المفترض أنها إما تبددت أو اتضح أنها مغطاة بأجزاء أخرى من الغلاف الجوي. بعد بضعة أشهر ، بفضل تلسكوب هابل ، تم اكتشاف بقعة جديدة ، بالفعل في نصف الكرة الشمالي من الكوكب. بناءً على ذلك ، يمكننا أن نستنتج أن نبتون هو كوكب يتغير غلافه الجوي بسرعة - ويفترض أن ذلك يرجع إلى التقلبات الطفيفة في درجات حرارة الغيوم السفلية والعليا.

بفضل Voyager 2 ، ثبت أن الكائن الموصوف له حلقات. تم الكشف عن وجودهم في عام 1981 ، عندما طغى أحد النجوم على نبتون. لم تحقق الملاحظات من الأرض الكثير من النتائج: فبدلاً من الحلقات الكاملة ، كانت هناك أقواس باهتة فقط. جاء فوييجر 2 للإنقاذ مرة أخرى. في عام 1989 ، التقط الجهاز صوراً مفصلة للحلقات. واحد منهم له هيكل منحني مثير للاهتمام.

ما هو معروف عن الغلاف المغناطيسي

نبتون كوكب يتجه مجاله المغناطيسي بطريقة غريبة نوعًا ما. المحور المغناطيسي هو 47 درجة مائلة إلى محور الدوران. على الأرض ، سينعكس هذا في السلوك غير المعتاد لإبرة البوصلة. لذلك ، سيكون القطب الشمالي موجودًا جنوب موسكو. حقيقة أخرى غير معتادة هي أنه في نبتون ، لا يمر محور تناظر المجال المغناطيسي عبر مركزه.

الأسئلة التي لم يرد عليها

لماذا توجد مثل هذه الرياح القوية على نبتون ، بينما هو بعيد جدًا عن الشمس؟ لتنفيذ مثل هذه العمليات ، فإن مصدر الحرارة الداخلي الموجود في أعماق الكوكب ليس قوياً بدرجة كافية.

لماذا يوجد نقص في الهيدروجين والهيليوم في الموقع؟

كيف يمكن تطوير مشروع غير مكلف نسبيًا من أجل دراسة أورانوس ونبتون بالكامل باستخدام المركبات الفضائية؟

ما هي العمليات التي تتسبب في تكوين المجال المغناطيسي غير العادي للكوكب؟

البحث المعاصر

ثبت أن بناء نماذج دقيقة لنبتون وأورانوس لتصوير تكوين عمالقة الجليد بصريًا يمثل تحديًا. لشرح تطور هذين الكوكبين ، تم طرح عدد كبير من الفرضيات. وفقًا لأحدهما ، ظهر كلا العملاقين بسبب عدم الاستقرار داخل قرص الكواكب الأولية الأساسي ، وفي وقت لاحق تطاير غلافهما الجوي حرفيًا بسبب الإشعاع. نجم كبيرفئة B أو O.

وفقًا لمفهوم آخر ، تشكل نبتون وأورانوس بالقرب من الشمس نسبيًا ، حيث تكون كثافة المادة أعلى ، ثم انتقلوا إلى مداراتهم الحالية. أصبحت هذه الفرضية هي الأكثر انتشارًا ، لأنها يمكن أن تفسر الأصداء الموجودة في حزام كايبر.

ملاحظات

نبتون - أي كوكب من الشمس؟ ثامن. ولا يمكن رؤيته بالعين المجردة. حجم العملاق بين +7.7 و +8.0. وبالتالي ، فهو أضعف من العديد من الأجرام السماوية ، بما في ذلك الكوكب القزم سيريس وبعض الكويكبات. لتنظيم عمليات رصد عالية الجودة للكوكب ، يلزم وجود تلسكوب مع تكبير لا يقل عن مائتي مرة وقطر 200-250 ملم. مع مناظير 7x50 ، سيكون العملاق الأزرق مرئيًا كنجم خافت.

التغيير في القطر الزاوي للجسم الفضائي قيد النظر يكون في حدود 2.2-2.4 ثانية قوسية. هذا يرجع إلى حقيقة أن كوكب نبتون يقع على مسافة كبيرة جدًا من الأرض. كان من الصعب للغاية الحصول على الحقائق المتعلقة بحالة سطح العملاق الأزرق. لقد تغير الكثير مع ظهور تلسكوب هابل الفضائي وأقوى الأدوات الأرضية المجهزة بالبصريات التكيفية.

جعلت عمليات رصد الكوكب في نطاق الطول الموجي الراديوي من الممكن إثبات أن نبتون هو مصدر التوهجات غير المنتظمة ، فضلاً عن الإشعاع المستمر. يتم شرح كلتا الظاهرتين بالتناوب حقل مغناطيسيالعملاق الأزرق. على خلفية أكثر برودة في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف ، تظهر الأمواج بوضوح في أعماق الغلاف الجوي للكوكب - ما يسمى بالعواصف. تتولد من الحرارة المنبعثة من قلب الانهيار. بفضل الملاحظات ، يمكنك تحديد حجمها وشكلها بأكبر قدر ممكن من الدقة ، وكذلك تتبع حركاتها.

كوكب غامض نبتون. حقائق مثيرة للاهتمام

لما يقرب من قرن من الزمان ، كان هذا العملاق الأزرق يعتبر الأبعد في النظام الشمسي بأكمله. وحتى اكتشاف بلوتو لم يغير هذا الاعتقاد. ما هو كوكب نبتون؟ الثامن ، وليس الأخير ، التاسع. ومع ذلك ، فقد تبين في بعض الأحيان أنه الأبعد عن نجمنا. الحقيقة هي أن بلوتو له مدار مطول ، والذي يكون أحيانًا أقرب إلى الشمس من مدار نبتون. تمكن العملاق الأزرق من استعادة مكانته كأبعد كوكب. وكل ذلك بفضل حقيقة أن بلوتو قد تم نقله إلى فئة الأجسام القزمة.

نبتون هو أصغر عمالقة الغاز الأربعة المعروفين. نصف قطرها الاستوائي أقل من نصف قطرها لأورانوس وزحل والمشتري.

كما هو الحال مع جميع الكواكب الغازية ، ليس لنبتون سطح صلب. حتى لو تمكنت المركبة الفضائية من الوصول إليها ، فلن تتمكن من الهبوط. بدلاً من ذلك ، سيبدأ الانغماس في باطن الكوكب.

جاذبية نبتون أكبر بقليل من جاذبية الأرض (17٪). هذا يعني أن قوة الجاذبية تؤثر على كلا الكوكبين بنفس الطريقة تقريبًا.

يستغرق نبتون 165 سنة أرضية للدوران حول الشمس.

يرجع اللون الأزرق العميق للكوكب إلى خطوط الغاز القوية مثل الميثان ، السائدة في الضوء المنعكس على العملاق.

استنتاج

في عملية استكشاف الفضاء ، لعب اكتشاف الكواكب دورًا كبيرًا. تم اكتشاف نبتون وبلوتو ، بالإضافة إلى أشياء أخرى ، نتيجة العمل المضني للعديد من علماء الفلك. على الأرجح ، ما تعرفه البشرية الآن عن الكون هو فقط جزء صغيرالصورة الحقيقية. الفضاء لغز عظيم ، وسيستغرق حله أكثر من قرن.

معلومات 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 لقب 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 لدرجة أن الرياح تلتقط 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 الغلاف الجوي لنبتون بسلاسة إلى محيط سائل ، وذلك المحيط إلى الوشاح المتجمد. هذا الكوكب ليس له سطح على هذا النحو.

من المفترض أن نبتون له قلب صخري ، 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 عدد مسجل رسميًا من 14 قمرا صناعيا. تمت تسمية أقمار نبتون باسم الآلهة اليونانيةوالأبطال: بروتيوس ، تالاس ، نياد ، جالاتي ، تريتون وغيرهم.

أكبر قمر صناعي لنبتون هو تريتون.

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

على الأرجح ، استولى نبتون مرة واحدة على تريتون - أي أن القمر لم يتشكل في مكانه ، 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 الإجمالية لجميع الأقمار الصناعية الأخرى لنبتون.

كان تريتون على الأرجح كوكبًا قزمًا في حزام كويبر.

حلقات نبتون

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

تتكون حلقات نبتون بشكل أساسي من الماء المتجمد.

يُعتقد أن حلقات الكوكب هي بقايا قمر صناعي ممزق.

زيارة نبتون

لكي تصل السفينة إلى نبتون ، يجب أن تقطع مسافة تستغرق 14 عامًا تقريبًا.

المركبة الفضائية الوحيدة التي زارت نبتون هي.

في عام 1989 ، مرت فوييجر 2 على مسافة 3000 كيلومتر من القطب الشمالينبتون. طار حولها الجسد السماوي 1 مرة.

خلال تحليقها ، درست فوييجر 2 الغلاف الجوي لنبتون وحلقاته وغلافه المغناطيسي والتقت بتريتون. نظرت فوييجر 2 أيضًا في بقعة نبتون المظلمة العظيمة ، وهي نظام دوار من العواصف التي اختفت وفقًا للملاحظات من تلسكوب هابل الفضائي.

ستبقى صور فوييجر 2 الجميلة لنبتون هي الشيء الوحيد الذي نملكه لفترة طويلة

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

في صخب وصخب الأيام ، العالم شخص عادييتقلص أحيانًا 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 ، وفقًا للعلماء ، احتوى النظام الشمسي على سبعة كواكب فقط. تمت دراسة جيران الأرض ، الأقرب والأبعد ، باستخدام جميع التطورات المتاحة في التكنولوجيا والحساب. 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 ، أن المسار الفعلي للكوكب لا يتطابق. يمكن أن يكون هناك استنتاج واحد فقط: هناك جسم يؤثر على مدار أورانوس. في الواقع ، كانت هذه أول رسالة عن كوكب 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. كانا 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 من قبل عالم الفلك يوهان جوتفريد هال ، الذي جاء إليه لو فيرييه بحساباته. العالم الفرنسي ، الذي تقاسم مجد المكتشف فيما بعد مع هالي وآدامز ، أخطأ في الحسابات بدرجة واحدة فقط. ظهر نبتون رسميًا في أعمال علمية 23 سبتمبر 1846.

في البداية ، تم اقتراح تسمية الكوكب بالاسم ، لكن هذا التعيين لم يتجذر. كان علماء الفلك أكثر إلهامًا من خلال مقارنة الجسم الجديد بملك البحار والمحيطات ، باعتباره غريبًا عن الأرض الصلبة مثل الكوكب المفتوح على ما يبدو. تم اقتراح اسم نبتون من قبل Le Verrier ودعمه V. Ya. Struve ، الذي ترأس الاسم ، بقي فقط لفهم تكوين جو نبتون ، سواء كان موجودًا على الإطلاق ، وما هو مخفي فيه أعماقها ، وما إلى ذلك.

مقارنة بالأرض

لقد مر الكثير من الوقت منذ الافتتاح. اليوم نعرف الكثير عن الكوكب الثامن في النظام الشمسي. نبتون أكبر بكثير من الأرض في الحجم: قطره أكبر بأربعة أضعاف ، وكتلته 17 مرة. لا تترك المسافة الكبيرة من الشمس مجالًا للشك في أن الطقس على كوكب نبتون يختلف أيضًا بشكل ملحوظ عن الطقس على الأرض. لا توجد حياة هنا ولا يمكن أن تكون. الأمر لا يتعلق حتى بالرياح أو أي ظواهر غير عادية. الغلاف الجوي لسطح نبتون وسطحه هما عمليا نفس الهيكل. هذه السمة المميزةجميع عمالقة الغاز ، بما في ذلك هذا الكوكب.

سطح خيالي

الكوكب أقل كثافة من الأرض بشكل ملحوظ (1.64 جم / سم مكعب) ، مما يجعل من الصعب الوقوف على سطحه. وعلى هذا النحو فهي ليست كذلك. تم الاتفاق على تحديد مستوى السطح من خلال حجم الضغط: مادة صلبة مرنة تشبه السائلة تكون في المستويات السفلية حيث يكون الضغط مساويًا لبار واحد ، وفي الواقع ، هو جزء من هو - هي. تستند أي رسالة حول كوكب نبتون كجسم فضائي بحجم معين إلى هذا التعريف للسطح الظاهر للعملاق.

المعلمات التي تم الحصول عليها مع مراعاة هذه الميزة هي كما يلي:

القطر عند خط الاستواء - 49.5 ألف كم ؛

يبلغ حجمها في مستوى القطبين حوالي 48.7 ألف كيلومتر.

نسبة هذه الخصائص تجعل شكل نبتون بعيدًا عن الدائرة. إنه ، مثل الكوكب الأزرق ، تم تسويته إلى حد ما من القطبين.

تكوين جو نبتون

يختلف مزيج الغازات التي تغلف الكوكب 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 ضئيلة.

ومن الغريب أن نسبة واحد بالمائة من الميثان في التركيبة تؤثر بشدة على نوع الغلاف الجوي لنبتون وما هو العملاق الغازي بأكمله من وجهة نظر مراقب خارجي. هذه مركب كيميائيتشكل غيوم الكوكب ولا تعكس موجات الضوء المقابلة للون الأحمر. نتيجة لذلك ، بالنسبة لأولئك الذين يسافرون بالقرب منهم ، تبين أن نبتون مطلية 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 ، بحكم وجوده يضيف وزنًا إلى مقارنة نبتون بجبل جليدي ، هو أيضًا جزء من الوشاح المحيط بنواة الكوكب.

الهيكل الداخلي

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

اللب مغطى ، كما ذكرنا سابقًا ، بغطاء. يشبه تكوينه الغلاف الجوي من نواح كثيرة: فهو يحتوي على الأمونيا والميثان والماء. كتلة الطبقة تساوي خمسة عشر تربة ، بينما يتم تسخينها بشدة (حتى 5000 كلفن). الوشاح ليس له حدود واضحة ، ويتدفق الغلاف الجوي لكوكب نبتون بسلاسة. خليط الهيليوم والهيدروجين الجزء العلويفي الهيكل. يعتبر التحول السلس لعنصر إلى آخر والحدود غير الواضحة بينهما خصائص مميزة لجميع عمالقة الغاز.

صعوبات البحث

الاستنتاجات حول نوع الغلاف الجوي الذي يمتلكه نبتون ، والذي يتميز بهيكله ، يتم إجراؤه إلى حد كبير على أساس البيانات التي تم الحصول عليها بالفعل عن أورانوس والمشتري وزحل. إن بُعد الكوكب عن الأرض يجعل دراسته أكثر صعوبة.

في عام 1989 ، حلقت المركبة الفضائية فوييجر 2 بالقرب من نبتون. كان هذا هو الاجتماع الوحيد مع الرسول الأرضي. ومع ذلك ، فإن ثمارها واضح: عظمتم توفير معلومات حول نبتون للعلم من خلال هذه السفينة المعينة. على وجه الخصوص ، اكتشف فوييجر 2 بقع داكنة كبيرة وصغيرة. 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 الطبقات العلياالغلاف الجوي وتكتسح الكوكب بسرعة كبيرة.

الحركة الدائبة

تحدد العديد من المعلمات وجود الغلاف الجوي. لا يتميز نبتون بلونه غير العادي فحسب ، بل يتميز أيضًا بالحركة المستمرة التي تخلقها الرياح. السرعة التي تطير بها الغيوم حول الكوكب في المنطقة الاستوائية 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 ، تستغرق ثورة واحدة حول الشمس ما يقرب من 165 عامًا.

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

توزيع الحرارة

يتميز الطقس على كوكب نبتون بتغير تدريجي في درجة الحرارة حسب الارتفاع. تتوافق طبقة الغلاف الجوي التي يوجد بها السطح الشرطي تمامًا مع الاسم الثاني (كوكب الجليد). تنخفض درجة الحرارة هنا تقريبًا إلى -200 درجة مئوية. إذا انتقلت من سطح أعلى ، فستلاحظ زيادة في الحرارة تصل إلى 475 درجة. لم يجد العلماء حتى الآن تفسيرًا لائقًا لمثل هذه الاختلافات. من المفترض أن يمتلك نبتون مصدر داخليالحرارة. مثل هذا "السخان" يجب أن يولد ضعف الطاقة التي يولدها الكوكب من الشمس. ربما تكون الحرارة من هذا المصدر ، جنبًا إلى جنب مع الطاقة التي تصل إلى هنا من نجمنا ، هي سبب الرياح القوية.

ومع ذلك ، لا ضوء الشمس ولا "المدفأة" الداخلية يمكن أن ترفع درجة حرارة السطح بحيث يمكن الشعور بتغير الفصول هنا. وعلى الرغم من استيفاء شروط أخرى لهذا ، فمن المستحيل التمييز بين الشتاء والصيف في نبتون.

الغلاف المغناطيسي

ساعد بحث فوييجر 2 العلماء على تعلم الكثير عن المجال المغناطيسي لنبتون. إنه مختلف تمامًا عن المصدر الأرضي: 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 بشدة: خطوط الحماية في الجزء المضاء من الكوكب تقع على مسافة 600 ألف كيلومتر من السطح ، وعلى الجانب الآخر - أكثر من مليوني كيلومتر.

سجل فوييجر تغير شدة المجال وموقع الخطوط المغناطيسية. لم يتم شرح هذه الخصائص للكوكب بشكل كامل من قبل العلم.

خواتم

في نهاية القرن التاسع عشر ، عندما لم يعد العلماء يبحثون عن إجابة لسؤال ما إذا كان هناك جو على نبتون ، واجهوا مشكلة أخرى. كان من الضروري شرح سبب بدء النجوم ، على طول مسار الكوكب الثامن ، في الانطفاء للمراقب قبل فترة قصيرة من اقتراب نبتون منها.

تم حل المشكلة فقط بعد ما يقرب من قرن. في عام 1984 بمساعدة تلسكوب قويتمكنت من النظر في ألمع حلقة على كوكب الأرض ، سميت فيما بعد على اسم أحد مكتشفي نبتون - جون آدامز.

كشف مزيد من البحث عن العديد من التكوينات المماثلة. هم الذين غطوا النجوم على مسار الكوكب. يعتبر علماء الفلك اليوم أن لنبتون ست حلقات. هناك لغز آخر فيهم. تتكون حلقة Adams من عدة أذرع 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. يستشهد آخرون بحجة مضادة ثقيلة: حجمها صغير جدًا لدرجة أنه من غير المحتمل أن تتعامل مع المهمة. ربما توجد عدة أقمار صناعية أخرى غير معروفة في مكان قريب تساعد جالاتي.

بشكل عام ، حلقات الكوكب هي مشهد ، أقل شأنا في الانطباع والجمال من تكوينات مماثلة من زحل. ليس أقلها دور في باهتة إلى حد ما مظهر خارجييلعب التكوين. تحتوي الحلقات في الغالب على قطع من جليد الميثان المطلي بمركبات السيليكون التي تمتص الضوء جيدًا.

الأقمار الصناعية

نبتون هو المالك (وفقًا لأحدث البيانات) لـ 13 قمراً صناعياً. معظمها صغير الحجم. تم العثور على المعلمات البارزة فقط في Triton ، والتي يكون قطرها أقل 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 سيتصادم مع نبتون ويمتصه. نتيجة لذلك ، سيصبح الكوكب الثامن صاحب حلقة جديدة ، يمكن مقارنتها في السطوع بتكوينات زحل وحتى قبلها. تعتبر بقية أقمار نبتون أقل شأنا من تريتون ، وبعضها ليس له اسم حتى الآن.

يتوافق الكوكب الثامن في النظام الشمسي إلى حد كبير مع اسمه ، والذي تأثر اختياره بوجود الغلاف الجوي - نبتون. تكوينه يساهم في ظهور السمة أزرق... يندفع نبتون عبر الفضاء غير المفهوم لنا ، مثل إله البحار. وبالمثل أعماق المحيطاتهذا الجزء من الكون ، الذي يبدأ خلف نبتون ، يحفظ الكثير من الأسرار عن الإنسان. علماء المستقبل عليهم فقط اكتشافهم.

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 (ثورة كاملة حول محوره) هو 15 ساعة و 58 دقيقة.
3. تدوم فترة الثورة حول الشمس (العام النبتون) حوالي 165 سنة أرضية.
4. سطح نبتون مغطى بعمق كبير من المياه والغازات المسالة ، بما في ذلك الميثان.نبتون أزرق ، مثل أرضنا. إنه 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. تبلغ درجة حرارة الحافة العلوية للسحب -210 درجة مئوية.
6. على الرغم من حقيقة أن نبتون هو أبعد كوكب عن الشمس ، إلا أن طاقته الداخلية كافية لامتلاك أسرع رياح في 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. 14 قمرا صناعيا تدور حول نبتون ،التي سميت على اسم آلهة وحوريات البحر المختلفة في الأساطير اليونانية. يبلغ قطر أكبرها ، تريتون ، 2700 كيلومتر ، وتدور في الاتجاه المعاكس لدوران أقمار نبتون الأخرى.
8. نبتون لديه 6 حلقات.
9. لا توجد حياة على نبتون كما نعرفها.
10. كان نبتون آخر كوكب زاره فوييجر 2 في رحلته التي استمرت 12 عامًا عبر النظام الشمسي. تم إطلاق فوييجر 2 في عام 1977 ، وقد مرت 5000 كيلومتر من سطح نبتون. كانت الأرض على بعد أكثر من 4 مليارات كيلومتر من الحدث ؛ ذهبت إشارة الراديو بالمعلومات إلى الأرض لأكثر من 4 ساعات.

الثامن من الكوكب هو عملاق الغاز نبتون. سمي الكوكب باسم إله البحار والمحيطات الروماني. نبتون هو رابع كوكب في القطر والثالث في الكتلة. كتلته 17 مرة.

اكتشف جاليليو نبتون لأول مرة في عامي 1612 و 1613 ، وخُلد في رسوماته. نظرًا لأن نبتون كان على مقربة شديدة وقت الرصد ، افترض جاليليو أنه نجم.
في عام 1812 أليكسيس بوفارد ، عالم الفلك الفرنسي مشهور بالاكتشافثمانية مذنبات وإنشاء جداول فلكية ، يحسب مدار أورانوس. وذكر أن هناك جرم سماوي معين يؤثر على المدار. في عام 1843 ، قام جون آدمز ، باستخدام معلمات الشذوذ في مدار أورانوس ، بحساب مدار الكوكب الثامن المفترض.

كان Urbain Le Verrier ، عالم الرياضيات والفلك الفرنسي ، يبحث بنشاط عن الكوكب الثامن. تم إجراء البحث عن كوكب ثامن جديد بواسطة المرصد الألماني ويوهان هال ، الذي استخدم عاكسًا. لقد توصل إلى فكرة مقارنة خريطة حقيقية للسماء ، مع الصورة التي تُرى من خلال التلسكوب ، والتركيز على الأجسام المتحركة على خلفية النجوم الثابتة.

كتلة نبتون تبلغ 17 ضعف كتلة الأرض. يبلغ نصف قطر الكوكب 24764 كم ، أي أربعة أضعاف نصف قطر الأرض.

من الناحية التركيبية ، يشبه نبتون أورانوس.
يشكل الغلاف الجوي من 5 إلى 10٪ من الكتلة الكلية للكوكب ، ويبلغ ضغطه 10 جيجا باسكال. تم العثور على محلول مركّز من الأمونيا والهيدروجين والماء في الجزء السفلي من الغلاف الجوي. ينتقل الغاز تدريجيًا إلى حالة فوق حرجة (حالة يكون فيها الضغط ودرجة الحرارة أعلى بكثير من ضغط ودرجة حرارة النقطة الحرجة للمادة) ، مكونًا قشرة سائلة أو جليدية عند درجات حرارة من 2000 إلى 5000 كلفن. تحتوي هذه القشرة على كميات كبيرة من الماء والأمونيا والميثان ولها موصلية كهربائية عالية. يُعتقد أنه على عمق حوالي 7000 كيلومتر من تحلل الميثان ، تتشكل بلورات الماس.
قد يحتوي القلب على الحديد والنيكل والسيليكون تحت ضغط من 7 ملي بار.

يتكون الغلاف الجوي للكوكب من 80٪ هيدروجين و 19٪ هيليوم. كما تم العثور على كمية صغيرة من الميثان. يُعزى اللون المزرق للكوكب إلى امتصاص الميثان للطيف الأحمر.
ينقسم الغلاف الجوي نفسه إلى منطقتين: التروبوسفير (حيث تنخفض درجة الحرارة مع الارتفاع) والستراتوسفير (حيث يحدث العكس). يتم فصل هاتين المنطقتين عن طريق التروبوبوز.
قد تكون هناك غيوم في الغلاف الجوي التركيب الكيميائيالتي تتغير مع الارتفاع تتكون السحب من الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وكبريتيد الهيدروجين والماء.

نبتون لديه مجال مغناطيسي ثنائي القطب.

الكوكب محاط بحلقات ، لكنها مختلفة عن حلقات زحل. وهي تتكون من جزيئات الجليد والسيليكات والهيدروكربونات.
يمكن تمييز ثلاث حلقات رئيسية: حلقة آدامز (تقع على بعد 63000 كم من نبتون) ، وحلقة لو فيرييه (53000 كم) ، وحلقة جالي (42000 كم).

الطقس على نبتون متغير ، حيث تهب الرياح على السطح بسرعة 600 م / ث. تهب هذه الرياح في الاتجاه المعاكس لاتجاه دوران الكوكب. في عام 1989 ، اكتشفت فوييجر 2 Great Dark Spot ، وهي إعصار ضخم مضاد (13000 كم × 6600 كم). بعد عدة سنوات ، اختفت البقعة.
نبتون محاط بـ 13 قمراً. أكبرها ، تريتون (في الأساطير اليونانية ، كان ابن بوسيدون) ، اكتشفه ويليام لاسيل في عام 1846.

على مر التاريخ ، كانت المركبة الفضائية فوييجر 2 فقط بالقرب من نبتون. انتقلت الإشارة منه إلى الأرض لمدة 246 دقيقة.

بيانات عن كوكب نبتون

فتح	جون كوتش آدامز
موعد الافتتاح	23 سبتمبر 1846
متوسط ​​المسافة من الشمس	4498396441 كم
أدنى مسافة من الشمس (الحضيض الشمسي)	4459753056 كم
أقصى مسافة من الشمس (الأبوجيليوم)	4537039826 كم
فترة الثورة حول الشمس	164.79132 سنة أرضية ، 60 190.03 يوم أرضي
طول محيط المدار	28263736967 كم
متوسط ​​سرعة الحركة في المدار	19566 كم / ساعة
متوسط ​​نصف قطر الكوكب	24622 كم
طول خط الاستواء	154704.6 كم
الصوت	62525703987421 كم 3
وزن	102.410.000.000.000.000.000.000 كغم
كثافة	1.638 جم / سم 3
المساحة الكلية	7618272763 كم 2
الجاذبية السطحية (تسارع الجاذبية)	11.15 م / ث 2
السرعة الفضائية الثانية	84816 كم / ساعة
فترة الدوران الفلكي (طول اليوم)	0.671 يوم أرضي ، 16.11000 ساعة
معدل الحرارة	-214 درجة مئوية
تكوين الغلاف الجوي	الهيدروجين والهيليوم والميثان