Қарбалас күндерде қарапайым адам үшін дүние кейде жұмыс пен үйге дейін қысқарады. Осы арада аспанға қарасаңыз, оның ғалам ауқымында қаншалықты елеусіз екенін көруге болады. Мүмкін сондықтан жас романтиктер ғарышты бағындыруға және жұлдыздарды зерттеуге арнауды армандайды. Ғалымдар-астрономдар өз проблемалары мен қуаныштары бар Жерден басқа көптеген алыс және жұмбақ нысандардың бар екенін бір секундқа ұмытпайды. Олардың бірі - Нептун планетасы, Күннен қашықтығы бойынша сегізінші, тікелей бақылауға қол жетімсіз, сондықтан зерттеушілер үшін екі есе тартымды.
Бәрі қалай басталды
Тіпті 19 ғасырдың ортасында Күн жүйесінде ғалымдардың пікірінше, бар болғаны жеті планета болған. Жердің жақын және алыс көршілері технология мен есептеу техникасының барлық қол жетімді жетістіктерін пайдалана отырып зерттелді. Көптеген сипаттамалар алдымен теориялық түрде сипатталды, содан кейін ғана практикалық растау тапты. Уран орбитасының есебімен жағдай біршама басқаша болды. Томас Джон Хусси, астроном жәнедіни қызметкер планетаның болжамды қозғалысының нақты траекториясы арасындағы сәйкессіздікті анықтады. Бір ғана қорытынды болуы мүмкін: Уран орбитасына әсер ететін объект бар. Бұл Нептун планетасы туралы алғашқы есеп болды.
Он жылға жуық уақыттан кейін (1843 жылы) екі зерттеуші бір уақытта ғаламшардың қандай орбитада қозғала алатынын есептеп, газ гигантын орын босатуға мәжбүр етті. Олар ағылшын Джон Адамс және француз Урбан Жан Джозеф Ле Верьер болды. Бір-бірінен тәуелсіз, бірақ әртүрлі дәлдікпен олар дененің жолын анықтады.
Анықтау және белгілеу
Нептунды түнгі аспаннан астроном Иоганн Готфрид Галле тапты, оған Ле Верьер өзінің есептеулерімен келді. Кейінірек Галле мен Адамспен бірге ашушының даңқын бөліскен француз ғалымы есептеулерде тек дәрежеге ғана қателескен. Нептун ресми түрде 1846 жылы 23 қыркүйекте ғылыми мақалаларда пайда болды.
Бастапқыда планетаны екі жүзді Янустың атымен атау ұсынылды, бірақ бұл белгілеу тамырға түспеді. Астрономдар жаңа нысанды теңіздер мен мұхиттардың патшасымен салыстыру арқылы көбірек шабыттандырды, өйткені жердің аспан қабатына, шамасы, ашық планета сияқты. Нептун атауын Ле Верье ұсынған және Пулково обсерваториясын басқарған В. Я. Струве қолдаған. Бұл атау берілді, тек Нептун атмосферасының құрамы қандай екенін, оның бар-жоғын, оның тереңдігінде не жасырылғанын және т.б. түсіну қалды.
Жермен салыстырғанда
Ашылғаннан бері көп уақыт өтті. Бүгін шамамен сегізіншіКүн жүйесінің планетасы біз көп нәрсені білеміз. Нептун Жерден әлдеқайда үлкен: оның диаметрі шамамен 4 есе үлкен, ал массасы 17 есе. Күннен айтарлықтай қашықтық Нептун планетасындағы ауа-райының да жерден айтарлықтай айырмашылығы бар екеніне күмән келтірмейді. Мұнда өмір жоқ және болуы мүмкін емес. Бұл тіпті жел немесе кейбір ерекше құбылыстар туралы емес. Нептунның атмосферасы мен беті дерлік бірдей құрылым. Бұл барлық газ алыптарына, соның ішінде осы планетаға тән қасиет.
Қиялы бет
Планета тығыздығы жағынан Жерден (1,64 г/см³) айтарлықтай төмен, бұл оның бетіне басуды қиындатады. Иә, олай емес. Бетінің деңгейін қысымның шамасы бойынша анықтау келісілді: иілгіш және жеткілікті сұйық тәрізді «қатты» атмосфераның төменгі қабаттарында орналасқан, мұнда қысым бір барға тең және шын мәнінде, оның бөлігі болып табылады. Нептун планетасының белгілі бір өлшемдегі ғарыштық нысан ретіндегі кез келген есеп алыптың қиял бетінің осы анықтамасына негізделген.
Осы мүмкіндікті ескере отырып алынған параметрлер келесідей:
- экваторға жақын диаметрі 49,5 мың км;
- оның полюстер жазықтығындағы өлшемі 48,7 мың км дерлік.
Бұл сипаттамалардың арақатынасы Нептунды пішіні бойынша шеңберден алыстатады. Ол, Көк планета сияқты, полюсте біршама тегістелген.
Нептун атмосферасының құрамы
Ғаламшарды орап жатқан газдар қоспасы,мазмұны жерден мүлде басқаша. Басым көпшілігі сутегі (80%), екінші орынды гелий алады. Бұл инертті газ Нептун атмосферасының құрамына айтарлықтай үлес қосады - 19%. Метан пайыздан аз, аммиак мұнда да кездеседі, бірақ аз мөлшерде.
Бір қызығы, құрамдағы метанның бір пайызы Нептунның қандай атмосферасы бар екеніне және сыртқы бақылаушы тұрғысынан бүкіл газ гиганты қандай болатынына қатты әсер етеді. Бұл химиялық қосылыс планетаның бұлттарын құрайды және қызылға сәйкес келетін жарық толқындарын көрсетпейді. Нәтижесінде Нептун ғарыш кемелерін өтуге арналған терең көк болып шығады. Бұл түс планетаның құпияларының бірі болып табылады. Ғалымдар спектрдің қызыл бөлігінің жұтылуына нақты не әкелетінін әлі толық білмейді.
Барлық газ алыптарының атмосферасы бар. Бұл олардың арасында Нептунды ерекшелендіретін түс. Осы қасиеттеріне байланысты оны мұз планетасы деп атайды. Мұздатылған метан өзінің бар болуымен Нептунды айсбергпен салыстыруға салмақ қосады, сонымен қатар планетаның өзегін қоршап тұрған мантияның бір бөлігі болып табылады.
Ішкі құрылым
Ғарыштық нысанның өзегінде темір, никель, магний және кремний қосылыстары бар. Массасы бойынша ядро шамамен бүкіл Жерге тең. Сонымен қатар, ішкі құрылымның басқа элементтерінен айырмашылығы, оның тығыздығы Көк планетаның тығыздығынан екі есе жоғары.
Өзек, жоғарыда айтылғандай, мантиямен жабылған. Оның құрамы көп жағынан атмосфераға ұқсас: мұндааммиак, метан, су бар. Қатты қызған кезде қабаттың массасы он бес Жер массасына тең (5000 К дейін). Мантияның нақты шекарасы жоқ, Нептун планетасының атмосферасы оған біркелкі құйылады. Құрылымдағы жоғарғы бөлікті гелий мен сутегі қоспасы құрайды. Бір элементтің екінші элементке бірқалыпты айналуы және олардың арасындағы шекаралардың анық емес болуы барлық газ гиганттарына тән қасиет.
Зерттеу қиындықтары
Құрылысына тән Нептун атмосферасы туралы тұжырымдар негізінен Уран, Юпитер және Сатурн туралы бұрыннан алынған деректерге негізделген. Планетаның Жерден қашықтығы оны зерттеуді әлдеқайда қиындатады.
1989 жылы «Вояджер 2» ғарыш кемесі Нептунға жақын жерде ұшты. Бұл мұз алпауытының жердегі хабаршымен жалғыз кездесуі болды. Дегенмен, оның жемістілігі анық: ғылымға Нептун туралы ақпараттың көпшілігін берген дәл осы кеме болды. Атап айтқанда, Voyager 2 Үлкен және Кіші қара дақтарды ашты. Көгілдір атмосфераның фонында қараланған екі аймақ анық көрінді. Бүгінгі күнге дейін бұл түзілістердің табиғаты қандай екені белгісіз, бірақ бұл құйынды ағындар немесе циклондар деп болжанады. Олар атмосфераның жоғарғы қабатында пайда болып, ғаламшарды үлкен жылдамдықпен айналады.
Мәңгілік қозғалыс
Көптеген параметрлер атмосфераның болуын анықтайды. Нептун өзінің ерекше түсімен ғана емес, сонымен қатар желдің тұрақты қозғалысымен сипатталады. Бұлттардың экватордың айналасында планетаны айналу жылдамдығы сағатына мың километрден асады. Сонымен бірге олар Нептунның өз осінің айналасында айналуына қарама-қарсы бағытта қозғалады. Сонымен бірге планета бұдан да жылдам айналады: толық айналуға небәрі 16 сағат 7 минут кетеді. Салыстыру үшін: Күнді бір рет айналдыру 165 жылға жуық уақытты алады.
Тағы бір жұмбақ: газ алыптарының атмосферасындағы желдің жылдамдығы Күннен қашық болған сайын артып, Нептундағы шыңға жетеді. Бұл құбылыс, сондай-ақ планетаның кейбір температуралық ерекшеліктері әлі дәлелденген жоқ.
Жылу бөлу
Нептун планетасындағы ауа райы биіктікке байланысты температураның біртіндеп өзгеруімен сипатталады. Шартты беті орналасқан атмосфераның сол қабаты ғарыштық дененің екінші атауына (мұз планетасы) толық сәйкес келеді. Мұндағы температура -200 ºС дерлік төмендейді. Егер сіз бетінен жоғарырақ қозғалсаңыз, онда 475º дейін қызудың айтарлықтай жоғарылауы болады. Ғалымдар мұндай айырмашылықтардың лайықты түсіндірмесін әлі таба алмады. Нептунның ішкі жылу көзі болуы керек. Мұндай «жылытқыш» Күннен планетаға келетін энергиядан екі есе көп энергия шығаруы керек. Бұл көзден келетін жылу және біздің жұлдыздан келетін энергия қосылып, қатты желдің себебі болуы мүмкін.
Алайда бұл жерде жыл мезгілдерінің ауысуы сезілу үшін күн сәулесі де, ішкі «жылытқыш» да беттегі температураны көтере алмайды. Бұл үшін басқа шарттар орындалғанымен, Нептундағы қыс пен жазды ажырату мүмкін емес.
Магнитосфера
Voyager 2 зерттеулері ғалымдарға Нептунның магнит өрісі туралы көп білуге көмектесті. Ол Жердікінен айтарлықтай ерекшеленеді: көз ядрода емес, мантияда орналасқан, соның арқасында планетаның магниттік осі оның центрінен айтарлықтай ауытқиды.
Алаңның бір қызметі – күн желінен қорғау. Нептун магнитосферасының пішіні өте ұзартылған: планетаның жарықтандырылған бөлігіндегі қорғаныс сызықтары жер бетінен 600 мың км қашықтықта, ал қарама-қарсы жағында - 2 миллион км-ден астам қашықтықта орналасқан.
Вояджер өріс күші мен магниттік сызықтардың орналасуының сәйкессіздігін тіркеді. Ғаламшардың мұндай қасиеттері де әлі ғылыммен толық түсіндірілмеген.
Сақиналар
19 ғасырдың аяғында ғалымдар Нептунда атмосфера бар ма деген сұраққа жауап іздемейтін кезде олардың алдында тағы бір міндет тұрды. Сегізінші планетаның жолында жұлдыздардың бақылаушы үшін Нептун оларға жақындағаннан сәл ертерек сөне бастағанын түсіндіру қажет болды.
Мәселе бір ғасырға жуық уақыттан кейін ғана шешілді. 1984 жылы қуатты телескоптың көмегімен планетаның ең жарық сақинасын қарастыруға болады, кейінірек Нептунды ашушылардың бірі - Джон Адамстың атымен аталған.
Ары қарай зерттеулер тағы бірнеше ұқсас құрылымдарды анықтады. Олар планетаның жолындағы жұлдыздарды жауып тастады. Бүгінде астрономдар Нептунды алты сақина деп санайды. Оларда тағы бір жұмбақ бар. Адамс сақинасы кейбіреулерінде орналасқан бірнеше аркалардан тұрадыбір-бірінен қашықтығы. Бұл орналастырудың себебі түсініксіз. Кейбір зерттеушілер Нептун серіктерінің бірі Галатеяның гравитациялық өрісінің күші оларды осы күйде ұстайды деп ойлауға бейім. Басқалары салмақты қарсы дәлел келтіреді: оның мөлшері соншалықты кішкентай, ол тапсырманы орындау қиынға соғады. Жақын жерде Галатеяға көмектесетін тағы бірнеше белгісіз жерсерік болуы мүмкін.
Жалпы, планетаның сақиналары әсерлілігі мен сұлулығы жағынан Сатурнның ұқсас құрылымдарынан төмен көрініс. Біршама түтіккен көріністе композиция соңғы рөл атқармайды. Сақиналарда негізінен жарықты жақсы сіңіретін кремний қосылыстарымен қапталған метан мұзының бөліктері бар.
Спутниктер
Нептун 13 спутниктің иесі (соңғы деректер бойынша). Олардың көпшілігі шағын өлшемді. Тек Тритонның керемет параметрлері бар, ол диаметрі бойынша Айдан сәл ғана төмен. Нептун мен Тритон атмосферасының құрамы әртүрлі: спутникте азот пен метан қоспасынан тұратын газ қабығы бар. Бұл заттар планетаға өте қызықты көрініс береді: метан мұзының қосындылары бар мұздатылған азот Оңтүстік полюске жақын жер бетінде нақты түстердің дүрбелеңін тудырады: сары түстердің толып кетуі ақ және қызғылт түстермен үйлеседі.
Әдемі Тритонның тағдыры қызғылт емес. Ғалымдар оның Нептунмен соқтығысуы және оны жұтып қоюы мүмкін деп болжайды. Нәтижесінде, сегізінші планета жарықтығы бойынша Сатурн түзілімдерімен салыстырылатын және тіпті олардан озып кеткен жаңа сақинаның иесі болады. Нептунның қалған спутниктері Тритоннан айтарлықтай төмен, олардың кейбіреулеріәлі аты жоқ.
Күн жүйесінің сегізінші планетасы негізінен оның атына сәйкес келеді, оны таңдауға атмосфераның болуы да әсер етті - Нептун. Оның құрамы тән көк түстің пайда болуына ықпал етеді. Нептун теңіздер құдайы сияқты бізге түсініксіз кеңістікте жүгіреді. Мұхиттың тереңдігі сияқты, Нептуннан кейін басталатын ғарыш бөлігі де адамнан көптеген құпияларды сақтайды. Болашақ ғалымдар оларды әлі ашқан жоқ.
