Состав колец нептуна кратко

Обновлено: 07.07.2024

Нептун

Кольца Нептуна являются небольшими и представлены в небольшом количестве в сравнении, например, с кольцами Сатурна. В рамках этой системы присутствует 5 компонентов, которые будут рассмотрены и изучены далее.

Состав и характеристики

Кольца Нептуна могут состоять из частиц льда, покрытые силикатами. Также они включают материал, основанный на углеродистом веществе. Многие учёные убеждены в том, что именно этот феномен придаёт им красноватый цвет.

Схема спутников и колец Нептуна

Теперь стоит поговорить об общих характеристиках этих объектов.

Галле. Внутреннее кольцо имеет название Галле. Ширина его равняется порядка 2 000 км. Вращение происходит на дистанции от самой планеты, составляющей 41 000 – 43 000 км. Средняя оптическая глубина достигает отметки 10^-4, что составляет 0,15 км. Пыль присутствует в нём в концентрации 40-70%.
Леверье. Орбитальный радиус кольца равняется 53 200 км, однако ширина невелика и составляет 113 км. Нормальное значение оптической глубины приближается к отметке 0,0062, что пребывает в соответствии с параметром 0,7 км. Доля пыли такая же, как и у Галле.
Лассел. Это кольцо является слабым. На его материл приходиться пространство, расположенное между Леверье и Араго. Средний показатель оптической глубины составляет 10^-4, что в эквиваленте равно 0,4 км. Фракции пыли обнаружены в объёме 20-40%.
Адамс. Этот объект является максимально изученным. Он является узким и эксцентричным. Ширина его составляет порядка 35 км. Параметр оптической глубины приближается к уровню 0,011 (или 0,4 км). Доля пылевых частиц в сравнении с другими космическими телами является более низким. В наиболее яркой области находятся дуги, частицы их скоординированы вместе. С течением времени в них происходили всевозможные изменения, которые были обнаружены прогрессивными космическими устройствами.

Несмотря на наличие большой базы знаний, кольца Нептуна не являются изученными в полной мере.

Проведённые и проводимые исследования

Нептун

Особенности расположения

В порядке, подразумевающем увеличение дистанции от планеты, эти объекты получили следующие названия:

Все они являются узкими, поскольку ширина самого крупного из них не превышает 100 км. В состав кольца Адамса, как уже отмечалось, входит 5 дуг яркого типа. Вокруг этой системы также располагаются орбиты спутников Нептуна, которые имеют следующие названия:

Наяда;
Таласса (оба космических объекта имеют орбитальную часть в промежутке между Леверье и Галле);
Деспина (вращение её происходит внутри Леверье);
Галатея (расположение наблюдается ниже, нежели у Адамса).

В составе этих космических объектов присутствует тёмный материал. Вероятнее всего, он представляет собой смесь изо льда и органического материала, прошедшего обработку космическим излучением.

Возрастные особенности

Кольца Нептуна, как и у Урана, считаются довольно молодыми, их возраст намного меньше, чем возраст появления нашей Солнечной системы. Образование, как следует из многочисленных трудов учёных, произошло вследствие столкновения и последующей фрагментации бывших спутников, относившихся к внутреннему типу. Причина существования этих объектов остаётся неизвестной.

Впервые о кольцах планеты Нептун заговорили в середине 1980-х гг. Тогда провели эксперименты по сканированию звезд. Когда планета прошла перед одной из них, то появились характерные мигания. Споры разрешились в 1989 году при пролете Вояджера-2, который зафиксировал кольца.

Они слабые и внешнее (Адамс) располагает тремя арками: Свобода, Равенство и Братство. Наличие дуг не совсем понятно, так как принципы движения говорят, что они простираются в однородное кольцо на короткие временные промежутки. Сейчас считают, что гравитация Галатеи срабатывает как ограничитель. Можете изучить кольца Нептуна на схеме.

Подробная структура системы колец Нептуна

Камера аппарата запечатлела и другие кольца. Кроме Адамса, удаленного на 63000 км от центра, есть Леверье (53000 км) и Галле (42000 км). Слабое внешнее формирование Леверье наименовал Ласселл. Ограничено кольцом Араго (57000 км). Ниже представлен список, где указаны названия колец Нептуна, расстояние от планеты и размер.

Названия колец

Они были названы в честь астрономов, связанных с планетой: Галле, Леверье, Лассел, Араго и Адамс.

Нептун также имеет слабые безымянные кольца совпадающие с орбитой спутника Галатеи. Орбиты Наяды, Талассы и Деспины также находятся между кольцами.

Они состоят из очень темного материала, вероятно, органического соединения, обработанного космическим излучением.

Расположение

В порядке увеличения расстояния от планеты, они получили названия: Галле, Леверье, Лассел, Араго и Адамс. Они Нептуна узкие, шириной около 100 км или менее. Кольцо Адамса состоит из пяти ярких дуг. Четыре маленьких луны Нептуна имеют орбиты внутри кольцевой системы: Наяда и Таласса в промежутке между Галле и Леверье. Деспина вращается внутри Леверье, а Галатея лежит немного ниже Адамса, в безымянном слабом, узком колечке.

Они состоят из темного материала, вероятно, смеси льда с обработанным космическим излучением органическим материалом. Их красноватый цвет, и альбедо похожи на кольца Урана. Как правило, они оптически тонкие.

Кольца Нептуна, как и Урана, считаются относительно молодыми, их возраст значительно меньше возраста образования Солнечной системы.

Они образовались в результате столкновения и последующей фрагментации бывших внутренних спутников.

Общие характеристики

Внутреннее кольцо называют Галле, оно около 2000 км в ширину и вращается на расстоянии 41,000-43,000 км от планеты. Галле — очень слабое, со средней оптической глубиной около 10 в -4 степени, что эквивалентно глубине 0,15 км. Доля пыли в нем приблизительно составляет от 40% до 70% .

Кольцо Лассел, является слабым, его материал занимает пространство между Леверье (около 53200 км от Нептуна) и Араго (расстояние 57200 км от планеты). Его средняя оптическая глубина составляет около 10 в -4 степени, что соответствует эквивалентной глубине 0,4 км. Пылевые фракции находятся в диапазоне от 20% до 40%.

Существует небольшой пик яркости у внешнего края, расположенном в 57200 км от Нептуна и имеющем размер 100 км в ширину. Некоторые ученые называют этот пик планетарным кольцом Араго, но тем не менее, многие издания не упоминают о нем.

Кольцо Адамс является наиболее изученным. Оно узкое, слегка эксцентричное, шириной около 35 км. Его оптическая глубина около 0,011 ± 0,003, что соответствует глубине около 0,4 км.

Доля пыли составляет от 20% до 40%, ниже, чем у других. Небольшая луна Галатея, вращается внутри Адамса на расстоянии 61953 км от планеты, она держит частицы внутри узкого диапазона орбит, находясь в резонансе 42:43 с ним. Гравитационное влияние Галатеи создает 42 радиальных изгиба, с интервалом около 30 км.

Дуги в кольце Адамса

Самая яркая часть, состоит из дуг, в которых частицы, таинственным образом сгруппированы вместе. Оно, как известно, состоит из пяти коротких дуг, которые находятся в относительно узком диапазоне долгот от 247° до 294°.

Причина существования дуг остается невыясненной.

Орбитальная динамика показывает, что они должны расползтись в единую структуру за несколько лет.

Космос

Нептун – самая далекая планета от Солнца, которая является одним из представителей газовых гигантов. Благодаря синей поверхности ее назвали в честь римского бога морей, и с тех пор она получает много внимания со стороны ученых. К Нептуну регулярно отправляются зонды, собирающие данные и позволяющие составить полную картину об особенностях этого небесного тела. Если столетие назад люди могли лишь догадываться о характеристиках планеты, то сейчас она довольно хорошо изучена.

Общие сведения о планете

После того, как Плутон вновь перешел в состав карликовых, Нептун вернул себе звание самой далекой планеты от Солнца. Он вращается по орбите, на которой среднее состояние от звезды составляет 4,5 млрд км.

Орбита и радиус

Соотношение размеров планет (Нептун справа)

Орбита Нептуна представляет собой практически идеальный круг, а ее эксцентриситет равен лишь 0,011. Из-за этого по мере вращения вокруг Солнца расстояние до него слабо изменяется относительно общей дистанции. Полный оборот вокруг звезды планета совершает за 164,8 земных года, скорость движения в пространстве равна примерно 5,45 км/с.

Интересный факт: последний Новый Год был на Нептуне 12 июля 2011 года. Соответственно, следующий наступит примерно в 2176 году.

Как и другие планеты, Нептун вращается вокруг своей оси, которая наклонена на 28,3 градуса. Из-за этого на поверхности имеются сезоны с характерными изменениями погодных условий. Но здесь они длятся на протяжении 40 лет.

Сутки на Нептуне идут 16 часов, именно за столько магнитное поле поворачивается на 360 градусов. Полярные оси делают полный оборот за 12 часов, а газовая оболочка за 18. Такая разность во вращении способствует появлению сильных ураганов.

Физические характеристики планеты

Атмосфера планеты составляет примерно 20% от общей массы. Под ней скрывается ледяная поверхность, схожая по составу с урановой. Основными ее компонентами являются метан и аммиак, находящиеся в жидком состоянии. Что интересно, льдом данная смесь названа лишь условно, из-за высокой плотности, ведь ее температура варьируется в диапазоне 1700-4700 градусов Цельсия. Поверхность представляет собой большой кипящий океан.

В недрах Нептуна, на глубине 7 тысяч км, находится ядро. Оно имеет температуру в 5500 градусов Цельсия, состоит из солей кремния и железа. На него действует давление в 7 мегабар.
Ученые хорошо изучили характеристики планеты, получив точные значения:

масса – 1,0234*10’26 кг;
диаметр экватора – 48682 км;
площадь – 7,6408 млрд. кв. км;
объем – 62,54 трлн. куб. км;
средняя плотность 1,638 г/см3;
ускорение свободного падения – 11,2 м/с2.

Поскольку Нептун является газовым гигантом, многие характеристики зависят от природы его атмосферы и плотности поверхности.

Атмосфера

Фото Нептуна, где атмосфера имеет красное свечение

Как и у большинства планет Солнечной системы, атмосфера Нептуна имеет разделение на слои. Ближе всего к поверхности находится тропосфера, затем идут стратосфера, термосфера и экзосфера.

Несмотря на то, что поверхность небесного тела сильно раскалена, на уровне тропосферы температура падает до -220 градусов Цельсия. Затем, по мере подъема вверх, она постепенно возрастает, и в термосфере составляет уже 470 градусов.

Ученым довольно трудно определить среднюю температуру планеты, поскольку в конкретной области она может сильно меняться с течением времени. Ядро Нептуна разогрето до 5500 градусов Цельсия, а поверхность накаляется от 1700 до 4700 градусов. Из-за асинхронного вращения планеты и атмосферы возникают сильные ураганы. Например, с 1989 года, на протяжении пяти лет, ученые наблюдали Большое темное пятно – сильнейший ураган, скорость которого составляла 600 м/с, а размер – 85,8 тыс. км. Торнадо на поверхности не являются редкостью. Люди видят их раз в несколько лет. Последний крупный вихрь протяженностью в 9 тыс. км был зафиксирован в 2017 году.

Поскольку ось вращения планеты находится под наклоном, на ней регулярно сменяются сезоны, которые длятся по 40 лет. Только на Нептуне конкретное время года наступает не на всей поверхности, а в определенной ее области. Например, в 2020 году на северной части началось лето, а на южной – зима.

Бушующие ветра

Снимок ветров Нептуна

Как уже говорилось выше, ураганы на Нептуне – довольно частое явление. Ветра летают над поверхностью с огромной скоростью, которая в среднем равна 1000 км/ч. Что интересно, движутся они часто против оси вращения планеты. Также благодаря непрерывным наблюдениям ученым удалось установить, что масштаб и скорость ветров увеличиваются по мере отдаления Нептуна от Солнца. Однако пока они не могут объяснить, с чем это связано.

Изображение магнитосферы Нептуна

Магнитное поле Нептуна состоит из плотной оболочки, проводящей ток. Ученые установили, что она обладает большой мощностью. Магнитная ось смещена относительно планетарного вращения на 47 градусов, из-за чего на поверхности нередко появляются ураганы. Также магнитосфера Нептуна отражает солнечные ветра, не позволяя разъедать атмосферу. Возможно, именно благодаря ней планета сохраняет свои характеристики неизменными.

Температура на Нептуне

Графический макет Нептуна

Несмотря на то, что Нептун находится далеко от Солнца, планета является очень горячей. Ее поверхность раскаляется до нескольких тысяч градусов Цельсия, и ученые до сих пор не могут объяснить, откуда берется такое количество тепла. От звезды планета получает на 60% меньше энергии, чем Уран, поэтому высокие температуры присутствуют явно не из-за Солнца.

Наиболее вероятной гипотезой о высоких температурах на планете является наличие химических реакций, протекающих в нижних слоях атмосферы. Например, при распаде на простые углероды метан может выделять тепло. Также есть мнение, что источником энергии является радиоактивное ядро, в котором происходят разные процессы, способствующие тепловыделению.

Состав и поверхность Нептуна

Строение Нептуна

Несмотря на то, что Нептун находится в миллиардах километров от Земли, люди сумели довольно детально изучить его структуру.

В центре находится плотное ядро, предположительно состоящее из камня, металла и льда. Оно раскалено до 5500 градусов. Ядро не имеет идеальной круглой формы. По всей поверхности расположены впадины и торчащие скалы.

Следующий слой – это ледяная мантия. Она состоит из аммиака, метана, воды и представляет собой вязкую, вечно кипящую массу. Ученые ее называют “горячим льдом”. У нее мало общего с твердым состоянием воды, но из-за высокой плотности ее окрестили именно так.

Над ледяной мантией возвышается атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана. Именно последний придает планете голубоватый оттенок. В ней часто возникают сильные порывы ветра.

Верхняя атмосфера, окутывающая Нептун, состоит из тонкого слоя облаков. Нередко они образуются вокруг урагана, который движется по поверхности с большой силой и поднимает вверх все, что встречает на своем пути.

Кольца Нептуна

Установить наличие колец у Нептуна удалось с помощью космического аппарата Вояджер-2, который подобрался к планете в 1989 году. Он сделал снимки, на которых можно было разглядеть красные дуги, проходящие вокруг гиганта.

Интересный факт: наличие колец у Нептуна было обнаружено спустя почти 120 лет с момента его открытия.

Нептун имеет пять колец, имеющих определенные названия: Галле, Леверье, Лассуэлла, Арго и Адамс. Кольцо Галле находится на расстоянии 42 тыс. км от поверхности, а Адамс, как самое дальнее, располагается в 63 тыс. км. Все они имеют дуговую форму и состоят из солей кремния, льда и других веществ. Причем ученые до сих пор пытаются установить точный состав химических соединений, которые придают кольцам красноватое сияние.

Спутники

Изображение Нептуна и Тритона

На данный момент известно 14 спутников Нептуна. Возможно, в будущем их количество возрастет за счет новых открытий. Самым большим телом, находящимся под влиянием планеты, является луна Тритон, которую люди обнаружили спустя всего 17 дней с момента открытия гиганта.

Соотношение размеров Нептуна и Земли

Нередко ученые сравнивают Землю и Нептун, пытаясь провести некоторые аналогии. Из-за большого расстояния между планетами они слишком сильно отличаются друг от друга, и это порождает довольно интересные факты:

на Нептуне сила притяжения на 13% сильнее земной;
в процессе вращения вокруг Солнца они могут отдалиться друг от друга на 4,6 млрд. км;
обе планеты имеют наклон оси вращения, что делает возможной смену времен года;
Нептун превосходит Землю в 4 раза по размерам и в 17 раз по массе.

Также гигант обладает плотностью, примерно в три раза меньшей, чем у Земли.

История открытия и исследования

Урбен Леверье – первооткрыватель Нептуна

Первым Нептун заметил Галилей еще в 17 веке, но посчитал его звездой, находящейся недалеко от Юпитера. Спустя два века астрономы рассчитали траекторию орбиты Урана, но при наблюдении установили, что планета движется иначе, чем они предполагали. Наиболее логичным объяснением стало то, что на Уран влияет другое небесное тело – неизвестная планета.

Через 11 лет математик Джон Кауч Адамс рассчитал возможную орбиту восьмой планеты, а Урбен Леверье улучшил его данные. Работники обсерватории из Кембриджа попытались найти небесное тело на основе расчетов, но потерпели фиаско. Студент Генрих Д’Арре из обсерватории Берлина вместе с директором Иоганном Энке предприняли вторую попытку, которая оказалась успешной. Нептун был обнаружен 23 сентября 1846 года.

Нептун и пояс Койпера

Пояс Койпера вокруг орбиты Нептуна

За пределами орбиты Нептуна располагается пояс Койпера – большой круг, окутывающий Солнечную систему. Он состоит из планет и астероидов разного происхождения. Например, Плутон, который долгое время считался девятой планетой, находится в данной области.

Орбита Нептуна лежит практически на внутренней границе пояса Койпера. Более того, планета и сформировала его. Вращаясь вокруг Солнца, она оказывает гравитационное воздействие на ближайшие объекты, находящиеся за пределами системы. Те поддаются влиянию гиганта и также начинают двигаться по определенной траектории, образуя гигантский диск толщиной примерно в 15 а.е.

Наблюдение

Изображение Нептуна в телескопе

Комфортнее всего наблюдать Нептун в период с августа по сентябрь. В это время он находится к Земле на наименьшем расстоянии, но из-за яркости всего в 7.8m невооруженным взглядом увидеть его нельзя. Зная, где точно находится планета, ее можно разглядеть в бинокль 7х50, но она будет похожа на блеклую звезду.

Чтобы гарантированно увидеть Нептун, нужно использовать телескоп не менее 200 мм, с увеличением от 200х. Тогда угловой размер диска планеты при наблюдении будет составлять 5 см. А при использовании оборудования в 400 мм получится рассмотреть на поверхности некоторые пятна.

Изображения Нептуна

Благодаря “Вояджеру-2” ученые смогли получить снимки Нептуна и Тритона на близком расстоянии. Это помогло лучше изучить небесные тела.

Кольца Нептуна

Кольца планеты практически незаметны и представляют собой тонкие нити. Космический аппарат сумел сделать снимок, когда на них падали солнечные лучи. После тщательной обработки кольца стали видимыми.

Облака Нептуна

На поверхности планеты встречаются облака. Чаще всего они появляются рядом с ураганами. “Вояджер-2” сфотографировал Большое темное пятно – самый масштабный ураган, когда-либо зафиксированный людьми.

Самая полная карта Тритона на сегодняшний день

Карта Тритона

Пролетая мимо самого большого спутника Нептуна, космический аппарат сделал и его снимки. Правда из-за медленного вращения Тритона большая часть северного полушария осталась в тени. Ученый Пол Шенк в свое время детально изучил фото и сделал подробную карту спутника.

Гейзеры Тритона

Снимок поверхности Тритона помог установить, что из-за малого количества кратеров его поверхности не более 10 млн лет. Также “Вояджер-2” запечатлел газовые испарения, вылетающие из кратеров местных вулканов.

Нептун с поверхности Тритона в представлении художника

Нептун с поверхности Тритона

На этом изображении объединены два снимка: Тритона и Нептуна. Композиция выстроена таким образом, словно фото сделали с поверхности спутника. Большие области с ровными поверхностями намекают, что на этом месте могли быть извержения ледяных вулканов.

Прощальный снимок

Прощальный снимок “Вояджера-2”

Аппарат летел мимо Нептуна на протяжении трех дней. На прощание он сделал фото, находясь уже позади объектов. Изображение показывает полумесяцы Тритона и планеты.

Интересное видео про Нептун

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Читайте также: