Нептун не виден простым глазом и открыт Галле в 1846 г. в точке, вычисленной Леверье и Адамсом (Нептун своим притяжением "возмущал", то есть слегка изменял орбиту Урана, что и помогло выяснить его местоположение на небе). Интересно, что Нептун зарисован Галилеем на фоне спутников Юпитера, но принят за звезду, а то бы он был открыт значительно раньше [Сурдин, 1998г]. Нептун отстоит от Солнца на 30,07 а.е., или в среднем - 4 494 100 000 км. Свет доходит до этой планеты более чем через 4 часа.
Год на Нептуне длится 164,79 земного года.
Скорость движения вокруг Солнца - 5,43 км/с. В пять с лишним раз медленней Земли.
Орбита Нептуна почти круговая (эксцентриситет - 0,009).
Угол наклона орбиты почти сходен с земным (отличие на 1,8 градуса).
Масса Нептуна - 17,14 земной массы. Это третья по массе планета Солнечной системы.
Диаметр на экваторе - 3,6 земного. Планета почти не сплюснута: диаметр по экватору - 48 528 км, полярный диаметр - 48 600 км (недавние уточнённые данные). Объём в 60 раз превосходит объём Земли.
Сила тяжести на периферии Нептуна (в верхней части облачного слоя) составляет всего 1,12 земной, хотя планета в 17 раз массивнее Земли. Это происходит из-за удалённости облачного слоя от центра планеты.
Нептун, вращается вокруг своей оси быстрее Земли и делает оборот за 16 часов 7 минут (по другим новым данным - за 16 часов 3 минуты, но не за 17 часов, как думали ещё недавно).
Ось вращения наклонена к плоскости эклиптики лишь чуть больше, чем у Земли. Поэтому на Нептуне есть смена времён года, хотя до недавнего времени мы не знали никаких её проявлений.
Освещённость Солнцем - 1/900 земной.
Нептун тоже во много раз уступает Земле по плотности. Средняя плотность - 1,64 г/куб.см. Причины этого - изначальный элементный состав (преобладают лёгкие водород и гелий). Тем не менее, это самая плотная планета из планет-гигантов.
Внутреннее строение
Ученые предполагают, что в центре Нептуна находиться каменное или железокаменное ядро диаметром в 1,5-2 раза больше нашей 3емли.
Основную часть Нептуна составляет расположенный вокруг этого плотного ядра слой толщиной около 8 000 км, состоящий главным образом из водных, аммиачных и метановых льдов, к которым, возможно, примешан и каменный материал. По расчетам, температура в этом слое должна с глубиной увеличиваться от +2 500 до +5 500°С. Однако лед при этом не испаряется, поскольку он находится в недрах Нептуна, где давление в несколько миллионов раз выше, чем атмосферное давление на Земле. Такие необычные условия прижимают молекулы друг к другy, удерживая их от разлетания в стороны и испарения. Вероятно, вещество там находится в ионном состоянии. Иногда этот слой Нептуна называют "ионным океаном", хотя представить его в виде обычной жидкости также весьма затруднительно.
Затем следует третий слой - внешняя газовая оболочка толщиной около 5 000 км. Эта атмосфера, состоящая из водорода и гелия, переходит в ледяной слой постепенно, без резко выраженной границы, по мере того, как плотность вещества увеличивается под давлением вышележащих слоев.
Атмосфера
Верхние слои атмосферы сплошь облачные. В атмосфере Нептуна давно известен метан. Аммиак не может присутствовать в газообразном состоянии (слишком холодно). Нептун - самая голубая планета Солнечной системы, так как метан поглощает красные лучи. Температура на верхушках облаков составляет на Нептуне минус 210 градусов Цельсия (новые уточнённые данные).
Какие-либо детали на поверхности Нептуна до недавнего времени были не видны, но сейчас мы знаем об облачном слое Нептуна много удивительного. В глубоких частях атмосферы газы преобразуются в кристаллы, своего рода иней. Этих кристаллов в более глубоких слоях становится все больше, и они начинают напоминать наш земной снег, а еще глубже - полностью преобразуются в лед, находящийся под действием огромного давления. Переходный слой от газовой до ледяной оболочки довольно широкий - около 3 000 км. В общей массе Нептуна на газы приходится 5%, на льды 75%, а на каменный материал 20%.
В середине века были известны 2 спутника Нептуна, с 1989 г. - 8.
НОВЫЕ СВЕДЕНИЯ
24 августа 1989 г. окрестностей Нептуна достигла станция "Вояджер-2", запущенная ещё в 1977 г. и уже прошедшая мимо трёх других планет-гигантов. На изучение Урана и Нептуна станция была перепрограммирована в полёте после успешного завершения программы исследования Юпитера и Сатурна. Она прошла вблизи планеты и её спутника Тритона . Открыты кольца, 6 спутников, магнитное поле, атмосферные образования. Полёты к планетам-гигантам обошлись каждому американцу всего 2,4 доллара.
Первый троянец Нертуна был найден в 2001 году в точке Лагранжа. 2004 году Шеппард и Чадвик Трухилло из "Gemini Observatory", нашли второго Троянца Нептуна, используя 6.5 метровый телескоп Carnegie's Magellan-Baade в Лас Кампанас в Чили.
Они же нашли еще два в 2005 году, увеличив общее количество Троянцев до 4-х, и исследовали их вновь на 8.2 телескопе "Gemini" на Гаваях, для того чтобы точно определить из орбиты. Все четверо расположены точке Лагранжа перед планетой.
Только у одной из трех Троянцев орбита сильно наклонена относительно орбиты Нептуна. Но можно предположить, что таких объектов там много и они имею сложные переплетенные орбиты.
Шеппард и Трухилло сразу же сравнили цвета всех 4-х Троянцев Нептуна. У всех преобладает оттенок красного, что говорит о том, что у них одна природа Сложно сказать всего по 4-м объектам, но ученые думают, что они имею ту же природу, что и Троянцы Юпитера и другие нерегулярные спутники планет гигантов. Эти объекты могли бы быть последними остатками бесчисленных маленьких тел, которые сформировались в области гигантской планеты, большинство которых, в конечном счете, стало частью планеты или было выброшено из солнечной системы.
Магнитное поле простирается на расстояние 650 т. км. Магнитная ось Нептуна отклонена на 47 градусов от оси вращения планеты, поэтому ось при вращении Нептуна меняет свое положение в пространстве почти на 90°, отчего за несколько часов кардинально изменяется форма магнитосферы. Она поворачивается к потоку заряженных частиц, летящих от Солнца то боком, подобно магнитосфере Земли, то центром, подобно магнитосфере Урана. Полный цикл занимает 16 часов 7 минут. В результате этого силовые линии в магнитном хвосте, вытянутом за Нептуном, то идут параллельно друг другу, то скручиваются в жгут. Такая магнитосфера с сильно меняющейся формой уникальна среди всех планет.
Кроме того, ось симметрии магнитного поля Нептуна не проходит через центр планеты, а отстоит от него более, чем на полрадиуса. Соответственно, и напряжение поля непостоянно на поверхности в разных ее местах и меняется от трети земного до утроенного. В какой-либо одной точке поверхности поле также непостоянно, как положение и интенсивность источника в недрах планеты. По случайности, при подлете к Нептуну, "Вояждер" двигался почти точно в направлении южного магнитного полюса планеты, что дало возможность ученым провести ряд уникальных исследований, многие результаты которых до сих пор не лишены таинственности и непонятности. Столь сильное смещение обусловлено удаленным расположением слоя жидкого водорода, в котором при движении электрически заряженных частиц и генерируется магнитное поле.
С колец или метеоритных тел в атмосферу непрерывно падает какое-то количество воды.
В смысле "погоды" Нептун - это полная противоположность тихому Урану. Ураганные ветры непрерывно дуют в направлении, противоположном вращению планеты, то есть на запад. Имеются многочисленные облака и другие атмосферные образования, причём некоторые из них "ведут себя" крайне нестандартно.
Большое тёмное пятно - это вихрь размером с Земной шар, антициклон. Газы и увлекаемые ими облака (то есть жидкость в виде мельчайших капель) крутятся в этом вихре с большой скоростью. На краю вихря расположены белые облака. Вещество вихря делает оборот за 16 земных суток. Кроме того, весь этот вихрь, как единое целое, увлекается западным ветром на запад со скоростью 300 м/с, или 1100 км/час. На Земле такая скорость ветра достигается только внутри смерча, причём лишь в моменты столкновения смерча со значительными предметами, а в свободно крутящемся смерче скорость ветра составляет всего 100 м/с. В общем, скорость движения Большого тёмного пятна столь велика, что соизмерима со скоростью вращения планеты. Планета делает оборот вокруг оси примерно за 16 часов, а вихрь, как можно понять из анализа имеющихся источников, успевает продвинуться на запад так, что планете нужно ещё 2 часа, чтоб "нагнать" его. Отсюда и берётся не вполне понятная фраза в некоторых литературных источниках, что пятно вращается вокруг планеты обратно её вращению и делает оборот за 18 часов. Есть указания, что скорость ветра, огибающего пятно в западном направлении, достигает 2000 км/час. Нигде в Солнечной системе зональные ветры не дуют с такой большой скоростью!
Малое тёмное пятно - тоже вихрь, но крутящийся противоположно вращению Большого тёмного пятна. В центре - восходящий поток, вокруг - опускающийся. Малое тёмное пятно, как единое целое, тоже увлекается ветром на запад. Тоже за 18 часов? Есть также указание, что это пятно вращается вместе с плане- той.
Скутер - скопление перистых облаков, огибающее Нептун за 16,8 часов. То есть скутер, повинуясь западному ветру, тоже движется на запад и отстаёт от вращения планеты, но не так сильно, как два предыдущих образования. Дело в том, что Скутер глубже погружён в атмосферу, а она на такой глубине движется относительно остальной планеты чуть медленнее (чем глубже, тем вообще медленней, и на какой-то глубине - вместе с ядром и остальной планетой). Форма Скутера постоянно меняется (то округлое, то квадратное, то треу- гольное образование).
Пятна на Нептуне, по-видимому, не являются такими стабильными образованиями, как знаменитое Красное пятно на Юпитере. В 1994 г. Х.Б.Хаммел и У.Локвуд стали изучать эти пятна с помощью Космического телескопа имени Хаббла и выяснилось, что Большое тёмное пятно в Южном полушарии исчезло, зато в Северном полушарии возникло новое тёмное пятно не менее первого.
На Нептуне вблизи ураганов наблюдались серебристые облака. Возможно, это выбросы вверх метана, которых на больших высотах переходит в твёрдое состояние (замерзает).
Наблюдалось также полярное сияние.
