Карликовая планета Нептун и ее спутник Тритон
Сегодня Нептун считается последней — восьмой — и самой удаленной от Солнца планетой (раньше такой считалась карликовая планета Плутон). Этот газовый гигант четвертый по размерам и третий по массе среди планет Солнечной системы и в 17 раз массивнее Земли. Немного превышая массу соседнего Урана, Нептун близок к нему по составу, в то же время они оба существенно отличаются от своих больших собратьев — Юпитера и Сатурна, их даже зачисляют в отдельный раздел ледяных гигантов.
Грозный «морской бог» бушует не меньше других своих газовых собратьев, и пролетающие мимо космические аппараты зафиксировали на этой тусклой, внешне холодной планете сильные импульсы молниевого радиоизлучения, исходящие из мощнейшей зональной структуры облаков. Есть у Нептуна и свое «родимое пятно» в виде циклопической штормовой системы, названной Большим темным пятном. В нем непрерывно вращаются ураганные вихри колоссального торнадо, закручивающего атмосферные потоки со скоростью до 2,5 тыс. км/ч. Пожалуй, это самые сильные ветры из наблюдаемых на планетах Солнечной системы.
Панорама морского гиганта с его спутника Тритона (художественная реконструкция)
«С открытием Нептуна — далекой трансурановой планеты — границы Солнечной системы раздвинулись для человечества почти вдвое. Сам собой на повестку дня встал следующий вопрос: а нельзя ли еще больше раздвинуть эти границы? Разве открытие Нептуна кладет конец надежде обнаружить еще более далекие — транснептуновые планеты? Откуда может возникнуть уверенность, будто Нептун и есть крайняя, последняя планета Солнечной системы?»
А. А. Гурштейн. Извечные тайны неба
Следующий пункт нашего космического путешествия — спутниковая система четвертого газового гиганта Нептуна. Это самая далекая от Солнца из планет-гигантов, она находится в 30 а. е. от нашего светила, следовательно, средний радиус ее орбиты в 30 раз превышает расстояние от Солнца до Земли.
Нептун был открыт 23 сентября 1846 года «на кончике пера» и стал первой планетой, найденной благодаря теоретическим расчетам, а не регулярным астрономическим наблюдениям. Обнаружение непредвиденных гравитационных возмущений в орбитальном движении соседнего Урана породило гипотезу о наличии незнакомой планеты, и практически одновременно гипотетические координаты неизвестного небесного тела указали британский математик и астроном Джон Адаме (1819-1892) и сотрудник Парижской обсерватории Урбен Леверье (1811-1877). Так что вскоре новая планета была найдена в пределах предсказанного положения кембриджскими и парижскими астрономами. Затем был открыт и сателлит Нептуна Тритон, но остальные 12 спутников оставались неизвестными до XX века.
Неожиданности начинаются уже в начале знакомства с планетой, названной в честь античного бога морей и океанов. Оказывается, Нептун излучает вдвое больше энергии, чем составляет его мизерная солнечная порция (3 % от того, что получает Юпитер от Солнца). Этот парадокс породил несколько далеко идущих теоретических моделей, в которых под мощным облачным покровом в условиях высочайшего давления и тысячеградусной температуры бурно плавится и кипит твердое ядро планеты. Некоторые планетологи даже предсказывают что в таких условиях могут образовываться алмазоподобные минералы.
Предположительное строение Нептуна
Строение ледяных гигантов
Вид на Нептун с Тритона
Ядро Нептуна, как и Урана, состоит в основном из льда и горных пород. Своим красивым голубовато-серым цветом Нептун обязан метану в атмосфере, которую раздувают самые ураганные ветры в Солнечной системе, достигающие скорости более 2 тыс. км/ч. Температура верхних слоев атмосферы приближается к -18 С, а ядро планеты раскалено до 7 тыс. С, что вполне сопоставимо с температурой на Солнце. У Нептуна есть слабо видимые кольца, а также много мелких спутников.
Нептун обладает достаточно выраженной магнитосферой и существенным, сильно наклоненным к оси вращения планеты магнитным полем, распространяющимся более чем на половину ее радиуса (приблизительно 13,5 тыс. км). Необычная ориентация магнитосферы может быть вызвана приливами проводящей жидкости в недрах планеты. Например, это могут быть гигантские конвективные течения электропроводящей смеси из аммиака, метана и воды, запускающие в действие гидромагнитное динамо в виде эффекта самогенерации магнитного поля.
Погода на Нептуне неустойчивая: с постоянно дующими ураганными ветрами, достигающими порывами скорости звука — 400 м/с. Постоянные штормы несколько утихают в приполярных районах, где скорость ветра падает до 250 м/с, при этом перемещение воздушных масс происходит в направлении, обратном вращению планеты, причем высокоширотные ветры дуют по направлению вращения, а низкоширотные — в противоположную сторону.
Недавно в верхней тропосфере южного полюса ледяного гиганта был открыт аномальный термоэффект, выражающийся в том, что температура верхних слоев на 10 С выше остальной части, где она колеблется в районе -200 °С. Этой температурной разницы вполне достаточно, чтобы превратить полярные области в метановый инжектор, выбрасывающий размороженный газ в космическое пространство.
Спутник Тритон
Нептун посетила только одна АМС Вояджер-2 (25 августа 1989 года), пролетевшая на расстоянии 4,4 тыс. км. В тот же день аппарат перемещался и вблизи Тритона.
«Вояджер-2» подтвердил наличие магнитосферы сателлита, ориентированной так же, как и магнитосфера Урана. При этом был точно измерен период вращения планеты и выявлена необычно активная погодная система. Кроме того, были открыты шесть сателлитов и несколько колец.
Около 2016 года НАСА планирует начать новую миссию к Нептуну — запустить АМС Нептун Орбитер.
Это интересно
Ни один астроном на протяжении своей жизни не сможет наблюдать смену всех времен года на Нептуне, ведь годовой цикл этого ледяного гиганта захватывает 165 земных лет. Так, в 1960-х годах в южное полушарие планеты пришла весна, в 2005 году здесь началось астрономическое нептунское лето. Наблюдения телескопа «Хаббл» показывают, что поверхность планеты стала заметно ярче. Вместе с тем резко возросла концентрация ярко-белых облаков в южном полушарии и существенно повысилась грозовая активность, породившая новые атмосферные штормы и циклоны. Это доказывает, что погода на Нептуне, так же как и на нашей планете, определяется сезонными изменениями, несмотря на то что освещенность его светом Солнца в 900 раз слабее, чем освещенность Земли.
