ดาวเนปจูน. ลักษณะโครงสร้างภายในของดาวเนปจูน บรรยากาศและภูมิอากาศ. Great Dark Spot และ Storm บนดาวเนปจูน ดาวเนปจูนมีพื้นผิวหรือไม่?

ดาวเคราะห์ดวงที่สอง (รองจากดาวยูเรนัส) ที่ค้นพบใน "เวลาใหม่" - ดาวเนปจูน - เป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่เป็นอันดับสี่และแปดจากดวงอาทิตย์ในแง่ของระยะทาง เขาได้รับการตั้งชื่อตามเทพเจ้าแห่งท้องทะเลของโรมันซึ่งคล้ายกับโพไซดอนในหมู่ชาวกรีก หลังจากการค้นพบดาวยูเรนัส นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกเริ่มโต้เถียงกันเพราะ วิถีโคจรไม่สอดคล้องกับกฎความโน้มถ่วงสากลที่นิวตันค้นพบ

สิ่งนี้กระตุ้นให้พวกเขานึกถึงการมีอยู่ของดาวเคราะห์ดวงอื่นที่ยังไม่ทราบ ซึ่งมีอิทธิพลต่อสนามโน้มถ่วงบนวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงที่เจ็ด 65 ปีหลังจากการค้นพบดาวยูเรนัส เมื่อวันที่ 23 กันยายน พ.ศ. 2389 ดาวเคราะห์เนปจูนถูกค้นพบ เธอเป็นดาวเคราะห์ดวงแรกที่ถูกค้นพบโดยการคำนวณทางคณิตศาสตร์ และไม่ผ่านการสังเกตนาน การคำนวณเริ่มต้นโดย John Adams ชาวอังกฤษในปี 1845 แต่ก็ไม่ถูกต้องทั้งหมด พวกเขาดำเนินการต่อโดย Urbain Le Verrier นักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ซึ่งมีพื้นเพมาจากฝรั่งเศส เขาคำนวณตำแหน่งของดาวเคราะห์ด้วยความแม่นยำซึ่งพบได้ในคืนแรกของการสังเกตการณ์ ดังนั้นเลอ แวร์ริเยร์จึงถูกพิจารณาว่าเป็นผู้ค้นพบดาวเคราะห์ ชาวอังกฤษประท้วงและหลังจากการโต้เถียงกันเป็นเวลานาน ทุกคนต่างตระหนักดีถึงคุณูปการของอดัมส์อย่างมาก และเขาก็ถือว่าเป็นผู้ค้นพบดาวเนปจูนด้วย นี่เป็นความก้าวหน้าทางดาราศาสตร์เชิงคำนวณ! ดาวเนปจูนจนถึงปี พ.ศ. 2473 ถือเป็นดาวเคราะห์ดวงสุดท้ายและไกลที่สุด การค้นพบดาวพลูโตทำให้มันเป็นครั้งสุดท้าย แต่ในปี 2549 สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) ได้ใช้คำจำกัดความของ "ดาวเคราะห์" ที่แม่นยำยิ่งขึ้น และพลูโตก็กลายเป็น "ดาวเคราะห์แคระ" และดาวเนปจูนก็กลายเป็นดาวเคราะห์ดวงสุดท้ายในระบบสุริยะของเราอีกครั้ง

โครงสร้างของดาวเนปจูน

ลักษณะของดาวเนปจูนได้มาจากยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 เพียงลำเดียว ภาพถ่ายทั้งหมดถูกถ่ายจากเขา ในปี 1989 เขาผ่าน 4.5,000 กม. จากโลกเพื่อค้นหาดาวเทียมใหม่หลายดวงและแก้ไข "จุดมืดที่ยิ่งใหญ่" เช่น "จุดแดง" บนดาวพฤหัสบดี

โครงสร้างของดาวเนปจูนในองค์ประกอบนั้นอยู่ใกล้กับดาวยูเรนัสมาก นอกจากนี้ยังเป็นดาวเคราะห์ก๊าซที่มีแกนกลางที่เป็นของแข็งซึ่งมีมวลใกล้เคียงกับโลกและมีอุณหภูมิเท่ากับบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ - สูงถึง 7000 K ในเวลาเดียวกันมวลรวมของดาวเนปจูนประมาณ 17 เท่า มวลของโลก แกนกลางของดาวเคราะห์ดวงที่แปดถูกห่อหุ้มด้วยน้ำ น้ำแข็งมีเทนและแอมโมเนีย ถัดมาคือชั้นบรรยากาศ ประกอบด้วยไฮโดรเจน 80% ฮีเลียม 19% และมีเทนประมาณ 1% เมฆส่วนบนของดาวเคราะห์ยังประกอบด้วยมีเทนซึ่งดูดซับสเปกตรัมสีแดงของรังสีดวงอาทิตย์ ดังนั้นสีน้ำเงินจึงครอบงำสีของดาวเคราะห์ อุณหภูมิของชั้นบนคือ -200 °C บรรยากาศของดาวเนปจูนมีลมแรงที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ที่รู้จัก ความเร็วของพวกเขาสามารถเข้าถึง 2100 km/h! ตั้งอยู่ห่างออกไป 30 ก. นั่นคือการปฏิวัติเต็มรูปแบบรอบดวงอาทิตย์ใช้เวลาเกือบ 165 ปีโลกของดาวเนปจูน ดังนั้นตั้งแต่การค้นพบมัน มันจะทำการปฏิวัติที่สมบูรณ์ครั้งแรกในปี 2011 เท่านั้น

ดวงจันทร์ของดาวเนปจูน

William Lascelles ค้นพบดาวเทียมที่ใหญ่ที่สุด Triton เพียงไม่กี่สัปดาห์หลังจากการค้นพบดาวเนปจูนเอง ความหนาแน่นของมันคือ 2 g / cm³ดังนั้นในแง่ของมวลมันเกิน 99% ของดาวเทียมทั้งหมดของโลก แม้ว่าขนาดของมันจะใหญ่กว่าดวงจันทร์เล็กน้อย

มันมีวงโคจรถอยหลังเข้าคลองและเป็นไปได้มากว่าเมื่อนานมาแล้วถูกทุ่งของดาวเนปจูนจับจากแถบไคเปอร์ที่อยู่ใกล้เคียง สนามนี้ดึงดาวเทียมเข้ามาใกล้โลกมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นในอนาคตอันใกล้ตามมาตรฐานจักรวาล (ใน 100 ล้านปี) มันจะชนกับดาวเนปจูนอันเป็นผลมาจากวงแหวนที่อาจก่อตัวขึ้นซึ่งมีพลังและสังเกตเห็นได้ชัดเจนกว่าที่สังเกตได้ใกล้ดาวเสาร์ในปัจจุบัน ไทรทันมีบรรยากาศซึ่งอาจหมายถึงการปรากฏตัวของมหาสมุทรของเหลวภายใต้เปลือกน้ำแข็งที่ขอบของพื้นผิว เพราะ ดาวเนปจูนในตำนานโรมันเป็นเทพเจ้าแห่งท้องทะเล บริวารทั้งหมดของเขาได้รับการตั้งชื่อตามเทพเจ้าแห่งท้องทะเลของโรมันในระดับที่ต่ำกว่า ในหมู่พวกเขามี Nereid, Proteus, Despina, Talas และ Galatea มวลของดาวเทียมทั้งหมดเหล่านี้น้อยกว่า 1% ของมวลของไทรทัน!

ลักษณะของดาวเนปจูน

มวล: 1.025 * 1026 กก. (17 เท่าของโลก)
เส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศูนย์สูตร: 49528 กม. (3.9 เท่าของโลก)
เส้นผ่านศูนย์กลางของเสา: 48,680 km
แกนเอียง: 28.3°
ความหนาแน่น: 1.64 ก./ซม.³
อุณหภูมิชั้นบน: ประมาณ -200 °C
รอบแกนหมุนรอบแกน (วัน): 15 ชม. 58 นาที
ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ (เฉลี่ย): 30 AU e. หรือ 4.5 พันล้านkm
ระยะเวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์ (ปี): 165 ปี
ความเร็วโคจร: 5.4 กม./วินาที
ความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจร: e = 0.011
ความเอียงของวงโคจรกับสุริยุปราคา: i = 1.77°
อัตราเร่งในการตกอย่างอิสระ: 11 ม./วินาที²
ดาวเทียม: มี 13 ชิ้น

ในวันที่พลุกพล่าน บางครั้งโลกของคนธรรมดาก็ถูกลดขนาดลงจนเหลือแค่ที่ทำงานและบ้าน มองขึ้นไปบนท้องฟ้าก็รู้ว่ามันไร้ค่าเพียงใดบางทีนั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมหนุ่มโรแมนติกถึงใฝ่ฝันที่จะอุทิศตนเพื่อพิชิตอวกาศและศึกษาดวงดาว นักวิทยาศาสตร์และนักดาราศาสตร์ไม่ลืมแม้แต่วินาทีเดียวว่านอกจากโลกที่มีปัญหาและความสุขแล้ว ยังมีวัตถุลึกลับและห่างไกลอีกมากมาย หนึ่งในนั้นคือดาวเนปจูน ซึ่งเป็นดาวดวงที่แปดในแง่ของระยะทางจากดวงอาทิตย์ ซึ่งไม่สามารถสังเกตการณ์โดยตรงได้ จึงดึงดูดนักวิจัยได้เป็นสองเท่า

มันเริ่มต้นอย่างไร

ย้อนกลับไปในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ระบบสุริยะตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่ามีดาวเคราะห์เพียงเจ็ดดวง เพื่อนบ้านของโลกทั้งใกล้และไกลได้รับการศึกษาโดยใช้ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการคำนวณที่มีอยู่ทั้งหมด ในตอนแรกมีการอธิบายลักษณะหลายอย่างในทางทฤษฎี และหลังจากนั้นก็พบการยืนยันในทางปฏิบัติเท่านั้น ด้วยการคำนวณวงโคจรของดาวยูเรนัส สถานการณ์ค่อนข้างแตกต่าง โธมัส จอห์น ฮัสซีย์ นักดาราศาสตร์และนักบวช ได้ค้นพบความแตกต่างระหว่างวิถีโคจรที่แท้จริงของดาวเคราะห์ที่ควรจะเป็น อาจมีข้อสรุปเพียงอย่างเดียว: มีวัตถุที่ส่งผลต่อวงโคจรของดาวยูเรนัส อันที่จริง นี่เป็นรายงานฉบับแรกของดาวเคราะห์เนปจูน

เกือบสิบปีต่อมา (ในปีพ.ศ. 2386) นักวิจัยสองคนคำนวณพร้อมกันว่าวงโคจรใดที่ดาวเคราะห์สามารถเคลื่อนที่ได้ ส่งผลให้ก๊าซยักษ์ต้องมีพื้นที่ว่าง คนเหล่านี้คือ John Adams ชาวอังกฤษและ Urbain Jean Joseph Le Verrier ชาวฝรั่งเศส แยกจากกัน แต่มีความแม่นยำต่างกัน พวกเขากำหนดเส้นทางการเคลื่อนไหวของร่างกาย

การตรวจจับและการกำหนด

ดาวเนปจูนถูกค้นพบในท้องฟ้ายามค่ำคืนโดยนักดาราศาสตร์ Johann Gottfried Galle ซึ่ง Le Verrier มาพร้อมกับการคำนวณของเขา นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสซึ่งต่อมาได้แบ่งปันความรุ่งโรจน์ของผู้ค้นพบกับกอลล์และอดัมส์ทำผิดพลาดในการคำนวณเพียงระดับเดียว อย่างเป็นทางการ ดาวเนปจูนปรากฏในเอกสารทางวิทยาศาสตร์เมื่อวันที่ 23 กันยายน พ.ศ. 2389

ในขั้นต้น ดาวเคราะห์ถูกเสนอให้เรียกด้วยชื่อ แต่การกำหนดดังกล่าวไม่ได้หยั่งราก นักดาราศาสตร์ได้รับแรงบันดาลใจมากขึ้นจากการเปรียบเทียบวัตถุใหม่กับราชาแห่งท้องทะเลและมหาสมุทร เนื่องจากเป็นมนุษย์ต่างดาวที่อยู่บนท้องฟ้าเหมือนดาวเคราะห์เปิด ชื่อของดาวเนปจูนถูกเสนอโดย Le Verrier และได้รับการสนับสนุนจาก V. Ya. Struve ซึ่งเป็นหัวหน้าของชื่อนั้น เพียงแต่ต้องเข้าใจว่าองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของดาวเนปจูนคืออะไร ไม่ว่าจะมีอยู่จริง สิ่งที่ซ่อนอยู่ในส่วนลึกของมัน และ เร็วๆ นี้.

เมื่อเทียบกับโลก

เวลาผ่านไปนานมากตั้งแต่เปิดเทอม วันนี้เรารู้มากขึ้นเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงที่แปดของระบบสุริยะ ดาวเนปจูนมีขนาดใหญ่กว่าโลกมาก มีเส้นผ่านศูนย์กลางเกือบ 4 เท่า และมีมวล 17 เท่า ระยะทางที่ห่างจากดวงอาทิตย์พอสมควรทำให้ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสภาพอากาศบนดาวเนปจูนก็แตกต่างจากโลกอย่างมากเช่นกัน ไม่มีและไม่สามารถมีชีวิตที่นี่ ไม่เกี่ยวกับลมหรือปรากฏการณ์ผิดปกติบางอย่าง บรรยากาศและพื้นผิวของดาวเนปจูนเกือบจะเป็นโครงสร้างเดียวกัน นี่เป็นลักษณะเฉพาะของก๊าซยักษ์ทั้งหมด ซึ่งรวมถึงดาวเคราะห์ดวงนี้ด้วย

พื้นผิวจินตนาการ

ดาวเคราะห์มีความหนาแน่นต่ำกว่าโลกอย่างมาก (1.64 g / cm³) ทำให้ยากต่อการเหยียบบนพื้นผิวของมัน ใช่และเป็นเช่นนั้นไม่ใช่ มีการตกลงที่จะระบุระดับพื้นผิวตามขนาดของความดัน: "ของแข็ง" ที่ยืดหยุ่นและค่อนข้างเหมือนของเหลวตั้งอยู่ในส่วนล่างซึ่งความดันเท่ากับหนึ่งแถบและอันที่จริงแล้วเป็นส่วนหนึ่งของมัน รายงานใดๆ เกี่ยวกับดาวเนปจูนดาวเคราะห์ว่าเป็นวัตถุจักรวาลที่มีขนาดเฉพาะนั้น อิงตามคำจำกัดความของพื้นผิวจินตภาพของยักษ์

พารามิเตอร์ที่ได้รับโดยคำนึงถึงคุณลักษณะนี้มีดังนี้:

เส้นผ่านศูนย์กลางใกล้เส้นศูนย์สูตรคือ 49.5,000 กม.

ขนาดของมันในระนาบของเสาคือเกือบ 48.7,000 กม.

อัตราส่วนของลักษณะเหล่านี้ทำให้ดาวเนปจูนอยู่ห่างจากรูปร่างวงกลม เช่นเดียวกับ Blue Planet ที่ค่อนข้างแบนที่เสา

องค์ประกอบของบรรยากาศของดาวเนปจูน

ส่วนผสมของก๊าซที่ห่อหุ้มโลกนั้นมีเนื้อหาแตกต่างจากโลกมาก ส่วนใหญ่อย่างท่วมท้นคือไฮโดรเจน (80%) ตำแหน่งที่สองถูกครอบครองโดยฮีเลียม ก๊าซเฉื่อยนี้มีส่วนสำคัญต่อองค์ประกอบของบรรยากาศของดาวเนปจูน - 19% มีเทนน้อยกว่าร้อยละ แอมโมเนียยังพบได้ที่นี่ แต่ในปริมาณเล็กน้อย

น่าแปลกที่ก๊าซมีเทนร้อยละหนึ่งในองค์ประกอบส่งผลกระทบอย่างมากต่อบรรยากาศของดาวเนปจูนและลักษณะของก๊าซยักษ์ทั้งหมดจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ภายนอก สารประกอบทางเคมีนี้ประกอบขึ้นเป็นเมฆของดาวเคราะห์และไม่สะท้อนคลื่นแสงที่สัมพันธ์กับสีแดง เป็นผลให้สำหรับผู้ที่ผ่านไปมา ดาวเนปจูนกลายเป็นสีน้ำเงินเข้ม สีนี้เป็นหนึ่งในความลึกลับของโลก นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าอะไรนำไปสู่การดูดกลืนส่วนสีแดงของสเปกตรัม

ก๊าซยักษ์ทั้งหมดมีชั้นบรรยากาศ เป็นสีที่ทำให้ดาวเนปจูนแตกต่างกัน เนื่องจากลักษณะเหล่านี้จึงเรียกว่าดาวเคราะห์น้ำแข็ง มีเธนเยือกแข็งซึ่งโดยมีอยู่ของมันได้เพิ่มน้ำหนักให้กับการเปรียบเทียบของเนปจูนกับภูเขาน้ำแข็ง ก็เป็นส่วนหนึ่งของเสื้อคลุมที่อยู่รอบแกนกลางของดาวเคราะห์ด้วย

โครงสร้างภายใน

แกนกลางของวัตถุอวกาศประกอบด้วยสารประกอบเหล็ก นิกเกิล แมกนีเซียม และซิลิกอน ในแง่ของมวล แกนกลางจะเท่ากับโลกทั้งหมดโดยประมาณ ในเวลาเดียวกัน ซึ่งแตกต่างจากองค์ประกอบอื่นๆ ของโครงสร้างภายใน มันมีความหนาแน่นที่สูงกว่าของ Blue Planet ถึงสองเท่า

แกนกลางถูกปกคลุมตามที่กล่าวมาแล้วโดยเสื้อคลุม องค์ประกอบของมันมีหลายวิธีคล้ายกับบรรยากาศ: มีแอมโมเนีย, มีเทน, น้ำอยู่ที่นี่ มวลของชั้นนั้นเท่ากับสิบห้าของโลกในขณะที่มันได้รับความร้อนอย่างแรง (สูงถึง 5,000 K) เสื้อคลุมไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนและบรรยากาศของดาวเคราะห์เนปจูนก็ไหลเข้ามาอย่างราบรื่น ส่วนผสมของฮีเลียมและไฮโดรเจนประกอบขึ้นเป็นส่วนบนของโครงสร้าง การเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นขององค์ประกอบหนึ่งไปสู่อีกองค์ประกอบหนึ่งและขอบเขตที่ไม่ชัดเจนระหว่างองค์ประกอบเหล่านี้เป็นคุณสมบัติที่เป็นลักษณะของก๊าซยักษ์ทั้งหมด

ปัญหาการวิจัย

ข้อสรุปเกี่ยวกับบรรยากาศของดาวเนปจูน ซึ่งเป็นแบบอย่างของโครงสร้างของมัน ส่วนใหญ่มาจากข้อมูลที่มีอยู่แล้วบนดาวยูเรนัส ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ ความห่างไกลของดาวเคราะห์จากโลกทำให้การศึกษามีความซับซ้อนมาก

ในปี 1989 ยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 บินใกล้ดาวเนปจูน นี่เป็นการประชุมครั้งเดียวกับผู้ส่งสารทางโลก อย่างไรก็ตาม ผลของมันคือเรือลำนี้ที่ให้ข้อมูลส่วนใหญ่เกี่ยวกับดาวเนปจูนแก่วิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งยานโวเอเจอร์ 2 ค้นพบจุดดำขนาดใหญ่และขนาดเล็ก บริเวณที่ดำคล้ำทั้งสองมองเห็นได้ชัดเจนเมื่อตัดกับพื้นหลังของบรรยากาศสีน้ำเงิน จนถึงปัจจุบันยังไม่ชัดเจนว่าการก่อตัวเหล่านี้เป็นอย่างไร แต่สันนิษฐานว่าเป็นกระแสน้ำวนหรือพายุไซโคลน พวกมันปรากฏในชั้นบรรยากาศชั้นบนและกวาดไปทั่วโลกด้วยความเร็วสูง

การเคลื่อนไหวตลอด

พารามิเตอร์หลายอย่างเป็นตัวกำหนดสถานะของบรรยากาศ ดาวเนปจูนไม่ได้มีลักษณะเฉพาะด้วยสีที่ผิดปกติเท่านั้น แต่ยังมีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องที่เกิดจากลมอีกด้วย ความเร็วที่เมฆโคจรรอบโลกรอบเส้นศูนย์สูตรเกินหนึ่งพันกิโลเมตรต่อชั่วโมง ในขณะเดียวกันก็เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของดาวเนปจูนเองรอบแกน ในเวลาเดียวกัน ดาวเคราะห์จะหมุนเร็วขึ้น: การหมุนทั้งหมดใช้เวลาเพียง 16 ชั่วโมง 7 นาที สำหรับการเปรียบเทียบ: หนึ่งรอบดวงอาทิตย์ใช้เวลาเกือบ 165 ปี

ความลึกลับอีกประการหนึ่งคือ ความเร็วลมในชั้นบรรยากาศของก๊าซยักษ์จะเพิ่มขึ้นตามระยะห่างจากดวงอาทิตย์และไปถึงจุดสูงสุดบนดาวเนปจูน ปรากฏการณ์นี้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ เช่นเดียวกับคุณลักษณะอุณหภูมิบางอย่างของโลก

การกระจายความร้อน

สภาพอากาศบนดาวเนปจูนมีลักษณะเฉพาะโดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างค่อยเป็นค่อยไปขึ้นอยู่กับระดับความสูง ชั้นบรรยากาศนั้นซึ่งพื้นผิวที่มีเงื่อนไขตั้งอยู่นั้นสอดคล้องกับชื่อที่สอง (ดาวเคราะห์น้ำแข็ง) อย่างสมบูรณ์ อุณหภูมิที่นี่ลดลงเกือบ -200 ºC หากคุณเคลื่อนตัวจากพื้นผิวสูงขึ้น ความร้อนจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดถึง475º นักวิทยาศาสตร์ยังไม่พบคำอธิบายที่คู่ควรสำหรับความแตกต่างดังกล่าว ดาวเนปจูนควรจะมีแหล่งความร้อนภายใน “เครื่องทำความร้อน” ดังกล่าวควรผลิตพลังงานมากเป็นสองเท่าจากดวงอาทิตย์ที่มายังโลก ความร้อนจากแหล่งนี้ รวมกับพลังงานที่มาจากดาวของเรา น่าจะเป็นสาเหตุของลมแรง

อย่างไรก็ตาม แสงแดดหรือ "เครื่องทำความร้อน" ภายในไม่สามารถเพิ่มอุณหภูมิบนพื้นผิวเพื่อให้รู้สึกถึงการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลได้ที่นี่ และถึงแม้ว่าจะมีการปฏิบัติตามเงื่อนไขอื่น ๆ แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกแยะฤดูหนาวจากฤดูร้อนบนดาวเนปจูน

แมกนีโตสเฟียร์

การสำรวจยานโวเอเจอร์ 2 ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กของดาวเนปจูน มันแตกต่างจากโลกมาก: แหล่งกำเนิดไม่ได้อยู่ในแกนกลาง แต่อยู่ในเสื้อคลุมเนื่องจากแกนแม่เหล็กของดาวเคราะห์ถูกแทนที่อย่างรุนแรงเมื่อเทียบกับศูนย์กลางของมัน

หน้าที่อย่างหนึ่งของสนามคือการป้องกันลมสุริยะ รูปร่างของสนามแม่เหล็กของเนปจูนนั้นยืดออกอย่างมาก: เส้นป้องกันในส่วนนั้นของโลกที่ส่องสว่างนั้นอยู่ห่างจากพื้นผิว 600,000 กม. และอยู่ฝั่งตรงข้ามมากกว่า 2 ล้านกม.

ยานโวเอเจอร์บันทึกความไม่สอดคล้องกันของความแรงของสนามและตำแหน่งของเส้นแม่เหล็ก คุณสมบัติดังกล่าวของโลกยังไม่ได้อธิบายอย่างสมบูรณ์โดยวิทยาศาสตร์

แหวน

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ไม่ได้มองหาคำตอบสำหรับคำถามที่ว่ามีบรรยากาศบนดาวเนปจูนอีกต่อไป ปัญหาอื่นก็เกิดขึ้นก่อนหน้านั้น จำเป็นต้องอธิบายว่าทำไมตามเส้นทางของดาวเคราะห์ดวงที่แปดดวงดาวเริ่มออกไปหาผู้สังเกตการณ์เร็วกว่าที่เนปจูนเข้าหาพวกมันเล็กน้อย

ปัญหาได้รับการแก้ไขหลังจากผ่านไปเกือบศตวรรษเท่านั้น ในปี 1984 ด้วยความช่วยเหลือของกล้องโทรทรรศน์อันทรงพลัง สามารถตรวจสอบวงแหวนที่สว่างที่สุดของดาวเคราะห์ได้ ซึ่งภายหลังได้รับการตั้งชื่อตามหนึ่งในผู้ค้นพบดาวเนปจูน จอห์น อดัมส์

การวิจัยเพิ่มเติมเผยให้เห็นการก่อตัวที่คล้ายกันอีกหลายอย่าง พวกเขาเป็นผู้ปิดดวงดาวตามเส้นทางของโลก วันนี้ นักดาราศาสตร์ถือว่าดาวเนปจูนมีวงแหวนหกวง พวกเขามีความลึกลับอื่น แหวนอดัมส์ประกอบด้วยส่วนโค้งหลายส่วนซึ่งอยู่ห่างจากกันพอสมควร เหตุผลสำหรับตำแหน่งนี้ไม่ชัดเจน นักวิจัยบางคนมีแนวโน้มที่จะคิดว่าแรงของสนามโน้มถ่วงของหนึ่งในดาวเทียมของเนปจูน กาลาเทีย ทำให้พวกเขาอยู่ในตำแหน่งนี้ คนอื่นให้การโต้แย้งที่หนักแน่น: ขนาดของมันเล็กมากจนแทบจะไม่สามารถรับมือกับงานนี้ได้ บางทีอาจมีดาวเทียมที่ไม่รู้จักอีกหลายดวงอยู่ใกล้ ๆ เพื่อช่วยกาลาเทีย

โดยทั่วไปแล้ว วงแหวนของดาวเคราะห์เป็นปรากฏการณ์ ซึ่งด้อยกว่าในด้านความน่าประทับใจและความงามที่ก่อตัวคล้าย ๆ กันของดาวเสาร์ องค์ประกอบไม่ใช่บทบาทสุดท้ายในรูปลักษณ์ที่ค่อนข้างน่าเบื่อ วงแหวนส่วนใหญ่ประกอบด้วยก้อนน้ำแข็งมีเทนที่เคลือบด้วยสารประกอบซิลิกอนที่ดูดซับแสงได้ดี

ดาวเทียม

ดาวเนปจูนเป็นเจ้าของ (ตามข้อมูลล่าสุด) ดาวเทียม 13 ดวง ส่วนใหญ่มีขนาดเล็ก มีเพียงไทรทันเท่านั้นที่มีพารามิเตอร์ที่โดดเด่น ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่าดวงจันทร์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น องค์ประกอบของบรรยากาศของดาวเนปจูนและไทรทันนั้นแตกต่างกัน: ดาวเทียมมีซองก๊าซที่มีส่วนผสมของไนโตรเจนและมีเทน สารเหล่านี้ทำให้โลกดูน่าสนใจอย่างยิ่ง: ไนโตรเจนที่แช่แข็งซึ่งมีการรวมตัวของน้ำแข็งมีเทนทำให้เกิดสีสันบนพื้นผิวใกล้กับขั้วโลกใต้อย่างแท้จริง: สีเหลืองที่ล้นจะรวมกับสีขาวและสีชมพู

ชะตากรรมของ Triton ที่หล่อเหลาในขณะเดียวกันก็ไม่ได้เป็นสีดอกกุหลาบ นักวิทยาศาสตร์ทำนายว่ามันจะชนกับดาวเนปจูนและกลืนมันเข้าไป เป็นผลให้ดาวเคราะห์ดวงที่แปดจะกลายเป็นเจ้าของวงแหวนใหม่ซึ่งมีความสว่างเทียบเท่ากับการก่อตัวของดาวเสาร์และแม้กระทั่งข้างหน้าของพวกเขา บริวารที่เหลืออยู่ของดาวเนปจูนนั้นด้อยกว่าไทรทันอย่างมาก บางดวงยังไม่มีชื่อด้วยซ้ำ

ดาวเคราะห์ดวงที่แปดของระบบสุริยะส่วนใหญ่สอดคล้องกับชื่อของมันซึ่งทางเลือกที่ได้รับผลกระทบจากการปรากฏตัวของชั้นบรรยากาศ - ดาวเนปจูน องค์ประกอบของมันก่อให้เกิดลักษณะของสีฟ้าที่มีลักษณะเฉพาะ ดาวเนปจูนพุ่งผ่านอวกาศที่เราไม่สามารถเข้าใจได้เหมือนเทพเจ้าแห่งท้องทะเล เช่นเดียวกับส่วนลึกของมหาสมุทร ส่วนหนึ่งของจักรวาลที่เริ่มต้นเหนือดาวเนปจูนนั้นเก็บความลับมากมายจากมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์ในอนาคตยังไม่ได้ค้นพบพวกเขา

1. ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ดวงที่แปดและไกลที่สุดจากดวงอาทิตย์ยักษ์น้ำแข็งอยู่ห่างออกไป 4.5 พันล้านกม. ซึ่งเท่ากับ 30.07 AU
2. วันบนดาวเนปจูน (หมุนรอบแกนเต็มที่) คือ 15 ชั่วโมง 58 นาที
3. ระยะเวลาของการปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์ (ปีเนปจูน) กินเวลาประมาณ 165 ปีโลก
4. พื้นผิวของดาวเนปจูนถูกปกคลุมด้วยน้ำลึกขนาดใหญ่และก๊าซเหลว รวมทั้งมีเทนดาวเนปจูนเป็นสีน้ำเงินเหมือนโลกของเรา นี่คือสีของมีเทนซึ่งดูดซับส่วนสีแดงของสเปกตรัมแสงแดดและสะท้อนแสงสีน้ำเงิน
5. ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยไฮโดรเจนที่มีส่วนผสมของฮีเลียมและมีเธนเล็กน้อย อุณหภูมิขอบบนของเมฆคือ -210 °C
6. แม้ว่าดาวเนปจูนจะเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุด แต่พลังงานภายในของดาวเนปจูนก็เพียงพอที่จะมีลมที่เร็วที่สุดในระบบสุริยะ ลมที่แรงที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ของระบบสุริยะโหมกระหน่ำในบรรยากาศของดาวเนปจูนตามการประมาณการบางอย่างความเร็วของพวกมันสามารถสูงถึง 2100 กม. / ชม.
7. มีดวงจันทร์ 14 ดวงที่โคจรรอบดาวเนปจูนซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามเทพเจ้าและนางไม้แห่งท้องทะเลต่าง ๆ ในตำนานเทพเจ้ากรีก ที่ใหญ่ที่สุด - ไทรทันมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2,700 กม. และหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของดาวเทียมเนปจูนที่เหลือ
8. ดาวเนปจูนมีวงแหวน 6 วง
9. ไม่มีชีวิตบนดาวเนปจูนอย่างที่เรารู้
10. ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ดวงสุดท้ายที่ยานโวเอเจอร์ 2 มาเยือนในการเดินทาง 12 ปีผ่านระบบสุริยะ ยานโวเอเจอร์ 2 เปิดตัวในปี 2520 ผ่านภายในรัศมี 5,000 กม. จากพื้นผิวดาวเนปจูนในปี 2532 โลกอยู่ห่างจากเหตุการณ์มากกว่า 4 พันล้านกม. สัญญาณวิทยุพร้อมข้อมูลไปยังโลกนานกว่า 4 ชั่วโมง

ลักษณะของดาวเคราะห์:

• ระยะห่างจากดวงอาทิตย์: 4,496.6 ล้านกม.
• เส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเคราะห์: 49,528 กม.*
• วันบนโลก: 16h06**
• ปีบนโลก: 164.8 ปี***
• t° บนพื้นผิว: °C
• บรรยากาศ: ประกอบด้วยไฮโดรเจน ฮีเลียม และมีเทน
• ดาวเทียม: 14

* เส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศูนย์สูตรของโลก
** ระยะเวลาการหมุนรอบแกนของมันเอง (ในวัน Earth)
*** คาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ (ในวันที่โลก)

ดาวเนปจูนเป็นก๊าซยักษ์ตัวสุดท้ายในสี่ก๊าซยักษ์ในระบบสุริยะ อยู่ในอันดับที่แปดในแง่ของระยะทางจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากสีฟ้า ดาวเคราะห์จึงมีชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่เนปจูนผู้ปกครองมหาสมุทรโบราณของโรมัน ดาวเคราะห์ดวงนี้มีดวงจันทร์ 14 ดวงและวงแหวน 6 วง

การนำเสนอ: ดาวเคราะห์เนปจูน

โครงสร้างของดาวเคราะห์

ระยะห่างมหาศาลจากดาวเนปจูนไม่ได้ทำให้เราสร้างโครงสร้างภายในได้อย่างแม่นยำ การคำนวณทางคณิตศาสตร์พบว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของมันคือ 49,600 กม. มีเส้นผ่านศูนย์กลางของโลก 4 เท่า ปริมาตร 58 เท่า แต่เนื่องจากความหนาแน่นต่ำ (1.6 g/cm3) มวลจึงมีเพียง 17 เท่าของโลก

ดาวเนปจูนประกอบด้วยน้ำแข็งเป็นส่วนใหญ่และอยู่ในกลุ่มของยักษ์น้ำแข็ง จากการคำนวณ ศูนย์กลางของโลกเป็นแกนแข็ง ซึ่งใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโลก 1.5-2 เท่า พื้นฐานของดาวเคราะห์คือชั้นของมีเธน น้ำ และน้ำแข็งแอมโมเนีย อุณหภูมิฐานอยู่ระหว่าง 2500-5500 องศาเซลเซียส แม้อุณหภูมิจะสูงเช่นนี้ แต่น้ำแข็งก็ยังอยู่ในสภาพแข็ง เนื่องจากความดันสูงในลำไส้ของดาวเคราะห์ ซึ่งสูงกว่าพื้นโลกหลายล้านเท่า โมเลกุลถูกกดทับกันอย่างแน่นหนาจนถูกบดขยี้และแตกเป็นไอออนและอิเล็กตรอน

บรรยากาศของดาวเคราะห์

บรรยากาศของดาวเนปจูนเป็นเปลือกก๊าซชั้นนอกของดาวเคราะห์ มีความหนาประมาณ 5,000 กิโลเมตร องค์ประกอบหลักของมันคือไฮโดรเจนและฮีเลียม ไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างชั้นบรรยากาศและชั้นน้ำแข็ง ความหนาแน่นจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นภายใต้มวลของชั้นบน เมื่อเข้าใกล้พื้นผิวมากขึ้น ก๊าซภายใต้ความกดดันจะกลายเป็นคริสตัลซึ่งมีมากขึ้นเรื่อยๆ และหลังจากที่คริสตัลเหล่านี้ถูกเปลี่ยนเป็นเปลือกน้ำแข็งโดยสมบูรณ์ ความลึกของชั้นทรานซิชันอยู่ที่ประมาณ 3000 km

ดวงจันทร์ของดาวเคราะห์เนปจูน

ดาวเทียมดวงแรกของเนปจูนถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2389 โดยวิลเลียม ลาสเซลล์เกือบจะพร้อมๆ กับดาวเคราะห์ดวงนี้ และตั้งชื่อว่าไทรทัน ในอนาคต ยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 ได้ศึกษาดาวเทียมดวงนี้เป็นอย่างดี โดยได้ภาพที่น่าสนใจซึ่งแสดงให้เห็นหุบเขาและเรือ ทะเลสาบน้ำแข็งและแอมโมเนีย ตลอดจนภูเขาไฟน้ำพุร้อนที่ผิดปกติอย่างชัดเจน ดาวเทียมไทรทันแตกต่างจากดาวเทียมดวงอื่นตรงที่มีการเคลื่อนที่แบบย้อนกลับในทิศทางของวงโคจร สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์คาดเดาว่าไทรทันไม่เคยเป็นของดาวเนปจูนมาก่อนและก่อตัวขึ้นนอกอิทธิพลของดาวเคราะห์ บางทีอาจอยู่ในแถบไคเปอร์ จากนั้นจึง "จับ" โดยแรงโน้มถ่วงของดาวเนปจูน ดาวเทียมอีกดวงของเนปจูน Nereid ถูกค้นพบในภายหลังในปี 1949 และในระหว่างภารกิจอวกาศไปยังอุปกรณ์ Voyager 2 ดาวเทียมขนาดเล็กหลายดวงของดาวเคราะห์ถูกค้นพบในครั้งเดียว เครื่องมือเดียวกันนี้ยังค้นพบระบบวงแหวนของดาวเนปจูนที่มีแสงสลัวทั้งระบบ ในขณะนี้ ดาวเทียมดวงสุดท้ายที่ค้นพบคือ Psamatha ในปี 2546 และดาวเคราะห์ดวงนี้มีดาวเทียมที่รู้จักทั้งหมด 14 ดวง

โครงสร้างของดาวเนปจูนตามที่ NASA ผู้เขียนและ pava: NASA

ในฐานะที่เป็นก๊าซยักษ์ (หรือยักษ์น้ำแข็ง) ดาวเนปจูนไม่มีพื้นผิวที่เป็นของแข็ง อย่างที่คุณทราบ ดิสก์สีเขียวแกมน้ำเงินที่เราทุกคนเห็นในภาพถ่ายของ NASA ไม่ใช่พื้นผิวของโลก สิ่งที่เราเห็นคือยอดเมฆก๊าซที่ลึกมาก และถ้ามีคนพยายามยืนบนยอดเขาเหล่านี้ เขาก็จะเริ่มตกลงผ่านชั้นก๊าซของดาวเคราะห์ ในช่วงฤดูใบไม้ร่วงนี้ เขาจะรู้สึกว่าอุณหภูมิและความดันเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนมาถึงแกน "แข็ง" ในที่สุด นี่จะเป็นพื้นผิวซึ่ง (เช่นในกรณีของก๊าซยักษ์อื่น ๆ ) ถูกกำหนดในทางดาราศาสตร์ว่าเป็นจุดในชั้นบรรยากาศที่ความดันถึงค่าหนึ่งบาร์ พื้นผิวของดาวเนปจูนเป็นหนึ่งในสถานที่ที่มีการเคลื่อนไหวและมีพลังมากที่สุดในระบบสุริยะทั้งหมดของเรา

รัศมีเฉลี่ยของดาวเคราะห์คือ 24,622 ± 19 กิโลเมตร ทำให้ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่เป็นอันดับสี่ในระบบสุริยะ แต่ด้วยมวล 1.0243*1026 กิโลกรัม - ประมาณ 17 เท่าของมวลโลก - เป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่เป็นอันดับสามในระบบของเรา เนื่องจากมีขนาดเล็กกว่าและมีความเข้มข้นของสารระเหยที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ดาวเนปจูน (เช่นดาวยูเรนัส) มักถูกเรียกว่ายักษ์น้ำแข็ง ซึ่งเป็นหนึ่งในกลุ่มย่อยของดาวเคราะห์ก๊าซขนาดยักษ์

เช่นเดียวกับดาวยูเรนัส การดูดกลืนแสงสีแดงโดยก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศทำให้ดาวเนปจูนปรากฏเป็นสีน้ำเงิน เนื่องจากปริมาณก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวเนปจูนเกือบจะเท่ากันกับของดาวยูเรนัส จึงอาจมีองค์ประกอบบางอย่างที่ไม่ทราบสาเหตุที่ทำให้ดาวเนปจูนมีสีที่สว่างกว่า

ในบรรยากาศของดาวเนปจูนสามารถแยกแยะบริเวณหลักได้ 2 ส่วน ได้แก่ ชั้นโทรโพสเฟียร์ซึ่งมีอุณหภูมิลดลงตามความสูง และชั้นสตราโตสเฟียร์ซึ่งมีอุณหภูมิสูงขึ้นตามระดับความสูง ในชั้นโทรโพสเฟียร์ ความดันอยู่ในช่วงตั้งแต่หนึ่งถึงห้าบาร์ (100 และ 500 kPa) ดังนั้น "พื้นผิว" ของดาวเนปจูนจึงตั้งอยู่ภายในบริเวณนี้ ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่า "พื้นผิว" ของดาวเนปจูนประกอบด้วยไฮโดรเจน 80% และฮีเลียม 19% ชั้นบนของบรรยากาศเต็มไปด้วยกลุ่มเมฆเคลื่อนที่ซึ่งมีองค์ประกอบต่างกันไป ขึ้นอยู่กับระดับความสูงและความดัน ที่ระดับบนสุด อุณหภูมิเหมาะสำหรับการควบแน่นของมีเทน เมฆที่นี่ประกอบด้วยแอมโมเนีย แอมโมเนียมซัลไฟด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และน้ำ

ภาพของดาวเนปจูนทางด้านซ้ายนั้นได้มาระหว่างการทดสอบเลนส์แบบปรับได้ของเครื่องมือ MUSE ที่ติดตั้งบน VLT ภาพด้านขวามาจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล โปรดทราบว่าทั้งสองภาพถูกถ่ายในเวลาต่างกัน เครดิตรูปภาพและลิขสิทธิ์: ESO / P. Weilbacher, AIP / NASA / ESA / MH Wong & J. Tollefson, UC Berkeley

ในระดับที่ต่ำกว่า ยังคิดว่ามีเมฆแอมโมเนียและไฮโดรเจนซัลไฟด์อยู่ด้วย ในบริเวณด้านล่างของโทรโพสเฟียร์ซึ่งมีความดันประมาณ 50 บาร์ (5 MPa) และอุณหภูมิ 273 K (0 °C) ควรมีการวางเมฆที่ประกอบด้วยน้ำแข็งในน้ำ

เนื่องจากดาวเนปจูนไม่ใช่วัตถุที่เป็นของแข็ง บรรยากาศของดาวเนปจูนจึงผ่านการหมุนแบบดิฟเฟอเรนเชียล ดังนั้นเขตเส้นศูนย์สูตรจะหมุนด้วยระยะเวลาประมาณ 18 ชั่วโมง และระยะเวลาการหมุนของบริเวณขั้วโลกไม่เกิน 12 ชั่วโมง การหมุนรอบที่แตกต่างกันนี้มีความชัดเจนมากกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ และส่งผลให้เกิดลมและพายุที่รุนแรงมาก สิ่งที่น่าประทับใจที่สุดสามประการถูกพบเห็นในปี 1989 โดยยานสำรวจอวกาศโวเอเจอร์ 2 พายุที่ใหญ่ที่สุดมีความยาวถึง 13,000 กิโลเมตรและมีความกว้าง 6,600 กิโลเมตร ซึ่งเทียบได้กับขนาดของจุดแดงใหญ่บนดาวพฤหัสบดี โชคร้ายที่รู้จักกันในชื่อ Great Dark Spot พายุลูกนี้ไม่มีใครเห็นในอีก 5 ปีต่อมาเมื่อนักวิจัยค้นหามันด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

ด้วยเหตุผลที่นักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบ ดาวเนปจูนจึงร้อนผิดปกติ แม้ว่าดาวเคราะห์ดวงนี้จะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวยูเรนัสมาก และได้รับแสงแดดน้อยกว่า 40% แต่อุณหภูมิที่พื้นผิวของดาวก็ใกล้เคียงกันกับดาวยูเรนัส อันที่จริง ดาวเนปจูนแผ่พลังงานมากกว่าที่มันได้รับจากดวงอาทิตย์ถึง 2.6 เท่า

ความร้อนภายในปริมาณมากเช่นนี้ ซึ่งอยู่ติดกับความหนาวเย็นของอวกาศรอบนอก ทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างมาก และสิ่งนี้ทำให้เกิดลมที่เร็วมากบนดาวเนปจูน ความเร็วลมสูงสุดบนดาวพฤหัสบดีสามารถเข้าถึง 500 กม./ชม. นี่คือความเร็วสองเท่าของพายุเฮอริเคนที่แรงที่สุดในโลก แต่นั่นก็เทียบไม่ได้กับดาวเนปจูน นักดาราศาสตร์ได้คำนวณว่าลมบนดาวเนปจูนสามารถไปถึง 2,100 กม./ชม.

ส่วนลึกของดาวเนปจูนอาจยังมีพื้นผิวที่แข็งจริงๆ แต่อุณหภูมิในบริเวณนี้จะสูงถึงหลายพันองศา ซึ่งเพียงพอที่จะละลายหินได้ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะยืนบน "พื้นผิว" ของดาวเนปจูนนับประสาเดินบนนั้น