Реферат: Нептун

Министерство     образования

Украины

(секция астрономия)

РЕФЕРАТ

на тему:

Нептун

 

/>

Писал:             Котиков В.И.      ученик     11- А классаПроверил:  Реуцой Ф.И.      учительфизики и астрономииООШ № 3      2004г.   г. РениОткрытие Нептуна

Нептун — это предпоследняя планета в солнечной системе. Ееорбита пересекается с орбитой Плутона в некоторых местах. Комета Галилея ещепересекает ее орбиту, в отличие от Плутона. Ее экваториальный диаметр такой же,как и у Урана, хотя расположена на 1627 млн. км дальше от Урана (Уранрасположен в 2869 млн. км от Солнца). Исходя из этих данных, можно сделатьвывод, что эту планету не смогли заметить в XVII веке

Одним из ярких достижений науки, одним из свидетельствнеограниченной познаваемости природы было открытие планеты Нептун путемвычислений — «на кончике пера»

Уран — планета, следующая за Сатурном, который много вековсчитался самой из далеких планет, была открыта В. Гершелем в конце XVIII в. Уран с трудом виден невооруженным глазом. К 40-мгодам XIX в. точные наблюдения показали, что Уран едвазаметно уклоняется от того пути, по которому он должен следовать с учетомвозмущений со стороны всех известных планет. Таким образом, теория движениянебесных тел, столь строгая и точная, подверглась испытанию.

Леверье (во Франции) и Адамс (в Англии) высказалипредположение, что, если возмущения со стороны известных планет не объясняютотклонение в движении Урана, значит, на него действует притяжение еще неизвестного тела. Они почти одновременно рассчитали, где за Ураном должно бытьнеизвестное тело, производящее своим притяжением эти отклонения. Они вычислилиорбиту неизвестной планеты, ее массу и указали место на небе, где в данноевремя должна была находиться неведомая планета. Эта планета и была найдена втелескоп на указанном ими месте в 1846 г. Ее назвали Нептуном. Нептун не виденневооруженным глазом. Так, разногласие между теорией и практикой, казалось,подрывавшее авторитет материалистической науки, привело к ее триумфу

После открытия Урана было обращено внимание на то, чтоорбита его не соответствовала закону Ньютона, претерпевая постоянныеотклонения. Это и навело на мысль о существовании еще одной планеты за Ураном,которая могла бы своим гравитационным притяжением искажать траекторию движения7-й планеты. Нептун впервые наблюдался астрономами Галле и д'Аррестом 23-госентября 1846-го года недалеко от тех положений, которые независимо друг отдруга предсказывали англичанин Адамс и француз Леверрье. Вычисления ихбазировались на результатах наблюдений Юпитера, Сатурна и самого Урана.Открытие это было триумфом расчетной астрономии

Нептун — 8 планета

Обычно в небесной механике приходится вычислять возмущенияпо уже известному расположению других планет. При изучении движения Урана нужнобыло решить обратную задачу: зная возмущения, найти место вызывающей ихнеизвестной планеты. Эту трудную задачу, как уже ранее было сказано, решилифранцузский астроном Леверье и английский ученый Адаме. Только однимирасчетами, совсем не глядя на небо, они указали место на небе, где должнанаходиться неизвестная планета. И действительно, когда на это место астрономГалле направил телескоп, то обнаружил новую планету. Так была открыта восьмаяпланета солнечной системы — Нептун. У нее оказалось два спутника.

Это открытие было великим торжеством науки: оно яснопоказывало, что система мира Коперника правильна, что верны те законы движенияи притяжения, которые дал великий Ньютон и на которых основаны все расчеты,выполняемые в небесной механике.

После того как открыли Уран, было отмечено, что его орбитане согласуется с законами Ньютона. Таким образом было предсказано существованиедругой более отдаленной планеты, которая должна была воздействовать на орбитуУрана. Нептун первыми наблюдали Galle и d'Arrest 23 сентября 1846 года оченьблизко к местонахождению, независимо предсказанному Adamsи Verrier из вычислений, основанных на наблюемыхположениях Юпитера, Сатурна и Урана.

Нептун был посещен только одним космическим кораблем,Вояджером 2, 25 августа 1989 года. Почти все, что мы знаем об этой планете, мызнаем благодаря этой экспедиции.

То, что орбита Плутона настолько эксцентрическая, что иногдапересекает орбиту Нептуна, делает Нептун наиболее отдаленной от Солнца планетойв течение нескольких лет.

По своему составу Нептун подобен Урану: различные«льды» и горная порода с небольшим количеством гелия и приблизительно15% водорода. Как и Уран, Нептун не имеет отчетливого внутреннегоиерархического строения, а скорее более или менее однороден по составу. Но,вероятно, внутри него находится малое ядро из скалистого материала. Егоатмосфера по большей части состоит из водорода и гелия с небольшим количествомметана.

Синий цвет Нептуна — результат поглощения красного светаметаном в верхних слоях атмосферы.

Как на любой газовой планете, на Нептуне дуют ветры с оченьвысокими скоростями. Ветры Нептуна самые быстрые в солнечной системе, ихскорость достигает 2000 км/час.

Подобно Юпитеру и Сатурну, Нептун имеет внутренний источниктеплоты — он излучает вдвое больше энергии, чем получает от Солнца.

Во время полета Вояджера наиболее выдающейся особенностьюНептуна было Большое Темное Пятно в южном полушарии. Его размер составлялприблизительно половину размера Большого Красного Пятна Юпитера (размердиаметра Земли). Ветер, дующий на поверхности Нептуна, перемещал Большое ТемноеПятно в западном направлении со скоростью 300 метров в секунду (700 миль вчас). Вояджер 2 также обнаружил меньшее темное пятно в южном полушарии и малоенеправильное белое облако, которое проносилось вокруг Нептуна каждые 16 часов,известное сейчас под названием «Скутер». Природа его остаетсязагадкой.

Однако наблюдения Нептуна 1994 года показывают, что БольшоеТемное Пятно исчезло! Оно или просто рассеялось, или постоянно скрыто под атмосферой.Несколькими месяцами позже было обнаружено новое темное пятно в северномполушарии Нептуна. Это указывает на то, что атмосфера Нептуна изменяетсябыстро, возможно, из-за небольших изменений в разностях температур междуверхними и нижними слоями облаков

Большое Темное Пятно

После пролета «Вояджера 2» мимо планеты, наиболееизвестной деталью на Нептуне стало Большое Темное Пятно в южном полушарии. Онов два раза меньше чем Большое Красное Пятно Юпитера (т.е. в диаметре примерноравное Земле). Ветры Нептуна несли Большое Темное Пятно к западу со скоростью300 метров в секунду. «Вояджер 2» также видел меньшее темное пятно вюжном полушарии и небольшое непостоянное белое облако. Оно могло быть потоком,восходящим от нижних слоев атмосферы к верхним, но истинная природа егоостается пока тайной

Любопытно, что наблюдения на HST в 1994-м году показали, чтоБольшое Темное Пятно исчезло. Оно или просто рассеялось или, к настоящемувремени, закрыто другими частями атмосферы. Несколько месяцев спустя, HST обнаружилновое темное пятно в северном полушарии Нептуна. Это указывает на то, чтоатмосфера Нептуна изменяется быстро, возможно, из-за легких изменений втемпературах верхних и нижних облаков.

Пять новых лун планеты Нептун

Открыто пять новых спутников Нептуна. Эти новые луны,вероятно, захваченные Нептуном астероиды. Теперь известно 13 спутников Нептуна.Два открытых спутника обращаются в том же направлении, что и планета. Другиеспутники обращаются в обратном направлении.

Новые луны назвали S/2002 N1 — N4 и S/2003N1. Все они обращаются по сильно наклоненным орбитам сбольшим эксцентриситетом. Размеры спутников находятся в пределах 30 – 50 км вдиаметре.

Спутники открыты Международной группой астрономов,занимающейся поиском астероидов и спутников планет с использованием 4-хметрового телескопа обсерватории Сьерро-Тололо и 3,6-метровогоКанадско-Французского телескопа на Гавайях.

Исследователи использовали специальную технику, чтобы найтиновые луны, которая первоначально была разработана, чтобы обнаружить оченьслабые объекты во внешнем поясе астероидов – поясе Койпера.

Они также наблюдали шестую возможную луну, которую ониназвали 02N4. Спутник был обнаружен 14 августа 2002года и наблюдался снова на Очень Большом Телескопе (VLT)3 сентября 2002 года. Но дальнейшие попытки найти этот объект потерпелинеудачу. Исследователи думают, это тело могло быть Кентавром — объектом,которые мигрируют из пояса Койпера.

Магнитосфера

Магнитное поле Нептуна, как и поле Урана, странноориентированно. Оно, вероятно, создается движениями проводящего вещества(возможно, воды), расположенной в средних слоях планеты, выше ядра. Магнитнаяось наклонена на 47 градусов к оси вращения, что на Земле бы могло отразиться винтересном поведении магнитной стрелки: по ее мнению, «Северныйполюс» мог бы находиться южнее Москвы… Кроме того, ось симметриимагнитного поля Нептуна не проходит через центр планеты, а отстоит от негоболее, чем на полрадиуса, что очень похоже на обстоятельства существованиямагнитного поля вокруг Урана. Соответственно, и напряжение поля непостоянно наповерхности в разных ее местах и меняется от трети земного до утроенного. Вкакой-либо одной точке поверхности поле также непостоянно, как положение иинтенсивность источника в недрах планеты. По случайности, при подлете кНептуну, «Вояждер» двигался почти точно в направлении южногомагнитного полюса планеты, что дало возможность ученым провести ряд уникальныхисследований, многие результаты которых до сих пор не лишены таинственности инепонятности. Были сделаны предположения о строении Нептуна. Были обнаруженыявления в атмосфере, схожие с земными полярными сияниями. Исследуя магнитныеявления, «Вояджеру» удалось точно установить период вращения Нептунавокруг своей оси — 16 часов 7 минут.

Атмосфера Нептуна

Температура атмосферы Нептуна выше, чем у Урана, исоставляет около 60 К. Следовательно, Нептун имеет собственный внутреннийисточник тепла – он излучает в 2,7 раза больше энергии, нежели получает отСолнца.

Строение и набор составляющих Нептун элементов, вероятно,почти такие же, как на Уране: различные «льды» и отвердевшие газы с содержаниемоколо 15 % водорода и небольшого количества гелия. В отличие от Юпитера сСатурном Уран и Нептун, возможно, не имеет четкого внутреннего расслоения. Носкорее всего, у Нептуна есть небольшое твердое ядро, равное по массе Земле.

Атмосфера Нептуна – это, по большей части, водород и гелий снебольшой примесью метана (1 %). Синий цвет Нептуна является результатомпоглощения красного света в атмосфере этим газом – как и на Уране.

На Нептуне наблюдаются сильнейшие ветры, параллельныеэкватору планеты, большие бури и вихри. На планете самые быстрые в Солнечнойсистеме ветры, достигающие 700 км/час. Ветры дуют на Нептуне в западномнаправлении, против вращения планеты. Замечено, что у планет-гигантов скоростьпотоков и течений в их атмосферах увеличивается с расстоянием от Солнца. Этазакономерность не имеет пока никакого объяснения.

Одним их первых открытий «Вояджера-2» было Большое ТемноеПятно в южном полушарии, размером с Землю. Ветры Нептуна несли Большое ТемноеПятно к западу со скоростью 300 м/с. Время кругооборота вещества в нем – 16дней. «Вояджер-2» также видел меньшее темное пятно в южном полушарии инебольшое непостоянное белое облако. Оно может быть потоком, восходящим отнижних слоев атмосферы к верхним, но истинная природа его остается тайной.Наблюдения на космическом телескопе им. Хаббла в 1994 году показали: БольшоеТемное Пятно исчезло! Оно или просто рассеялось, или было закрыто чем-то ватмосфере. А несколько месяцев спустя космический телескоп им. Хаббла вторичнообнаружил новое темное Пятно в северном полушарии Нептуна. Это указывает на то,что атмосфера Нептуна изменяется очень быстро.

«Вояджер-2» зарегистрировал магнитное поле Нептуна.Магнитный полюс планеты отстоит на 47° от географического. Предполагается, чтомагнитное поле Нептуна возбуждается в жидкой проводящей среде, в слое,находящемся на расстоянии 13 тысяч км от центра планеты. А под жидким слоемнаходится твердое ядро Нептуна. Магнитосфера Нептуна сильно вытянута

Нептун был посещен только одним космическим кораблем:«Вояджером 2» 25 августа 1989-го года. Почти все, что мы знаем оНептуне, мы знаем благодаря этой встрече

С 1994-го года проводятся исследования планеты с помощьютелескопа имени Хаббла. На этой паре полученных им изображений представлены дваполушария Нептуна. Еще четыре снимка этого телескопа спрятано в фотоаппарате

Только одному космическому аппарату «Вояджер 2»удалось достичь столь удаленной планеты, как Нептун. Другие проекты пока… ещетолько проекты. Вы видите один из необработанных снимков «Вояджера2».

Химический состав, физические условия и строение Нептуна

Строение и набор составляющих Нептун элементов, вероятно,подобны Урану: различные «льды» или отвердевшие газы с одержаниемоколо 15% водорода и небольшого количества гелия

Как и Уран, и в отличие от Юпитера с Сатурном, Нептун,возможно, не имеет четкого внутреннего расслоения. Но наиболее вероятно, у негоесть небольшое твердое ядро (равное по массе Земле). Атмосфера Нептуна — это,по большей части, метан: синий цвет Нептуна является результатом поглощениякрасного света в атмосфере этим газом, как на Уране

Подобно типичной газовой планете, Нептун славен большимибурями и вихрями, быстрыми ветрами, дующими на ограниченных полосах,параллельным экватору. На Нептуне самые быстрые в Солнечной системе ветры, ониразгоняются до 2 200 км/час. Ветры дуют на Нептуне в западном направлении,против вращения планеты. Заметьте, что у планет-гигантов скорость потоков итечений в их атмосферах увеличивается с расстоянием от Солнца. Этазакономерность не имеет пока никакого объяснения. На снимках Вы видите облака ватмосфере Нептуна

Подобно Юпитеру и Сатурну, Нептун имеет внутренний источниктепла — он излучает более чем в два с половиной раза больше энергии, нежелиполучает от Солнца