Neptune | |||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Planeta | |||||||||||||||||||||
Neptun z Voyageru 2 (1989) | |||||||||||||||||||||
Otevírací | |||||||||||||||||||||
Objevitel | Urbain Jean Joseph Le Verrier [1] , John Cooch Adams [1] , Johann Gottfried Galle [1] a Heinrich Louis d'Arré | ||||||||||||||||||||
Místo nálezu | Berlín , Německo | ||||||||||||||||||||
datum otevření | 23. září 1846 [2] | ||||||||||||||||||||
Metoda detekce | výpočet | ||||||||||||||||||||
Orbitální charakteristiky [3] [a] | |||||||||||||||||||||
Přísluní |
4 452 940 833 km 29,76607095 a. E. |
||||||||||||||||||||
Aphelion |
4 553 946 490 km 30,44125206 a.s. E. |
||||||||||||||||||||
Hlavní osa ( a ) |
4 503 443 661 km 30,10366151 a.s. E. |
||||||||||||||||||||
Orbitální excentricita ( e ) | 0,011214269 | ||||||||||||||||||||
hvězdné období |
60 190,03 [4] dnů 164,79 let |
||||||||||||||||||||
Synodické období oběhu | 367,49 dnů [5] | ||||||||||||||||||||
Orbitální rychlost ( v ) | 5,4349 km/s [5] | ||||||||||||||||||||
Střední anomálie ( M o ) | 267,767281° | ||||||||||||||||||||
sklon ( i ) |
1,767975° 6,43° vzhledem ke slunečnímu rovníku |
||||||||||||||||||||
Zeměpisná délka vzestupného uzlu ( Ω ) | 131,794310° | ||||||||||||||||||||
Periapsis argument ( ω ) | 265,646853° | ||||||||||||||||||||
Čí satelit | slunce | ||||||||||||||||||||
satelity | čtrnáct | ||||||||||||||||||||
fyzikální vlastnosti | |||||||||||||||||||||
polární kontrakce | 0,0171 ± 0,0013 | ||||||||||||||||||||
Rovníkový poloměr | 24 764 ± 15 km [6] [b] | ||||||||||||||||||||
Polární poloměr | 24 341 ± 30 km [6] [b] | ||||||||||||||||||||
Střední poloměr | 24622 ± 19 km [7] | ||||||||||||||||||||
Povrch ( S ) | 7,6408⋅10 9 km² [4] [b] | ||||||||||||||||||||
Hlasitost ( V ) | 6,254⋅10 13 km³ [5] [b] | ||||||||||||||||||||
Hmotnost ( m ) |
1,0243⋅10 26 kg [5] 17,147 Zem |
||||||||||||||||||||
Průměrná hustota ( ρ ) | 1,638 g/cm³ [5] [b] | ||||||||||||||||||||
gravitační zrychlení na rovníku ( g ) | 11,15 m/s² [5] [b] (1,14 g ) | ||||||||||||||||||||
Druhá úniková rychlost ( v 2 ) | 23,5 km/s [5] [b] | ||||||||||||||||||||
Rovníková rychlost otáčení |
2,68 km/s 9648 km/h |
||||||||||||||||||||
Doba střídání ( T ) |
0,6653 dne [8] 15 h 57 min 59 s |
||||||||||||||||||||
Náklon osy | 28,32° [5] | ||||||||||||||||||||
Severní pól rektascenze ( α ) | 19 h 57 m 20 s [6] | ||||||||||||||||||||
Severní pól deklinace ( δ ) | 42,950° [6] | ||||||||||||||||||||
Albedo |
0,29 ( Bond ) 0,41 ( geom. ) [5] |
||||||||||||||||||||
Zdánlivá velikost | 8,0–7,78 [5] | ||||||||||||||||||||
Úhlový průměr | 2,2"–2,4" [5] | ||||||||||||||||||||
Teplota | |||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||
úroveň 1 bar |
|
||||||||||||||||||||
0,1 baru (tropopauza) |
|
||||||||||||||||||||
Atmosféra [5] | |||||||||||||||||||||
Sloučenina:
|
|||||||||||||||||||||
Mediální soubory na Wikimedia Commons | |||||||||||||||||||||
Informace ve Wikidatech ? |
Neptun je osmá a nejvzdálenější planeta od Slunce ve sluneční soustavě . Jeho hmotnost převyšuje hmotnost Země 17,2krát a je třetí mezi planetami sluneční soustavy, a pokud jde o rovníkový průměr , Neptun je čtvrtý, předčí Zemi 3,9krát [9] . Planeta je pojmenována po Neptunovi, římském bohu moří [10] .
Neptun, objevený 23. září 1846 [11] , se stal první planetou objevenou díky matematickým výpočtům [12] . Objev nepředvídatelných změn na oběžné dráze Uranu dal vzniknout hypotéze o neznámé planetě, jejímž gravitačním rušivým vlivem jsou způsobeny. Neptun byl nalezen na předpokládané oběžné dráze. Brzy byl objeven jeho největší satelit Triton a v roce 1949 Nereid . Neptun navštívila pouze jedna kosmická loď, Voyager 2 , která kolem planety proletěla 24. až 25. srpna 1989. S jeho pomocí byly objeveny prstence Neptunu a 6 jeho satelitů [13] . Zbývající známé satelity Neptunu byly objeveny v 21. století.
Neptun je složením blízký Uranu a obě planety se liší od větších obřích planet Jupiter a Saturn . Někdy jsou Uran a Neptun zařazeny do samostatné kategorie „ ledových obrů “ [12] . Atmosféra Neptunu, stejně jako atmosféra Jupiteru a Saturnu, se skládá převážně z vodíku a hélia [12] , spolu se stopami uhlovodíků a možná i dusíku , ale obsahuje vyšší podíl ledu : vodu, čpavek a metan . Útroby Neptunu a Uranu se skládají převážně z ledu a kamene [14] . Za modrou barvu planety jsou zodpovědné stopy metanu ve vnější atmosféře [15] .
Atmosféra Neptunu má jedny z nejsilnějších větrů ze všech planet ve Sluneční soustavě ; podle některých odhadů mohou jejich rychlosti dosahovat 600 m/s [16] . Teplota Neptunu v horních vrstvách atmosféry se blíží −220 °C [9] [17] . V centru Neptunu je teplota podle různých odhadů od 5000 K [18] do 7000–7100 °C [19] [20] , což je srovnatelné s teplotou na povrchu Slunce a srovnatelné s vnitřní teplota většiny známých planet. Neptun má slabý a roztříštěný prstencový systém , možná objevený již v 60. letech 20. století, ale spolehlivě potvrzený sondou Voyager 2 až v roce 1989 [21] .
12. července 2011 je přesně jeden Neptunský rok – neboli 164,79 pozemských let – od objevu Neptunu [22] [23] .
Hmotnost Neptunu ( 1,0243⋅10 26 kg ) [5] je mezi hmotností Země a hmotností velkých plynných obrů . Rovníkový poloměr Neptunu je 24 764 km [6] , což je téměř 4x větší než pozemský. Neptun a Uran jsou často považovány za podtřídu plynných obrů zvaných „ ledoví obři “ kvůli jejich menší velikosti a odlišnému složení (nižší koncentrace těkavých plynů) [24] . Při hledání exoplanet se Neptun používá jako metonymum : objevené exoplanety s podobnou hmotností se často nazývají „Neptuny“ [25] a astronomové také často používají jako metonymum „Jupiters“ [25] .
Průměrná vzdálenost mezi Neptunem a Sluncem je 4,55 miliardy km (30,1 AU [10] ) a dokončení jedné otáčky kolem Slunce trvá 164,79 let. 12. července 2011 Neptun dokončil svou první úplnou revoluci od objevení planety v roce 1846 [4] . Ze Země to bylo vidět jinak než v den objevu, a to z toho důvodu, že doba oběhu Země kolem Slunce (365,25 dne) není násobkem doby oběhu Neptunu. Eliptická dráha planety je nakloněna o 1,77° vzhledem k dráze Země. Excentricita oběžné dráhy je 0,011, takže vzdálenost mezi Neptunem a Sluncem se změní o 101 milionů km [3] . Axiální sklon Neptunu je 28,32° [26] , což je podobné sklonu Země a Marsu. V důsledku toho planeta zažívá podobné sezónní změny. Nicméně, kvůli dlouhému oběhu Neptuna, období trvají asi čtyřicet pozemských let každé [27] .
Doba rotace Neptunu kolem své osy je asi 16 hodin [4] . Neptun má nejvýraznější diferenciální rotaci ze všech planet ve sluneční soustavě. Období revoluce na rovníku je asi 18 hodin a na pólech - 12 hodin. To vede k silnému posunu větru v zeměpisné šířce [28] . Magnetické pole planety udělá revoluci za 16 hodin [29] .
Orbitální rezonanceNeptun má velký vliv na Kuiperův pás, který je od něj velmi vzdálený. Kuiperův pás je prstenec ledových planetek, podobný pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem , ale mnohem rozsáhlejší. Pohybuje se od oběžné dráhy Neptunu (30 AU ) do 55 AU od Slunce [30] . Neptunova gravitační síla má nejvýznamnější vliv na Kuiperův pás, srovnatelný v poměru s gravitační silou Jupitera na pás asteroidů . Během existence sluneční soustavy byly některé oblasti Kuiperova pásu destabilizovány gravitací Neptunu a ve struktuře pásu se vytvořily mezery. Příkladem je oblast mezi 40 a 42 AU. e. [31]
Dráhy předmětů, které lze v tomto pásu dostatečně dlouho udržet, jsou určeny t. zv. světské rezonance s Neptunem. U některých drah je tato doba srovnatelná s dobou celé existence sluneční soustavy [32] . Tyto rezonance se objevují, když perioda rotace objektu kolem Slunce koreluje s periodou rotace Neptunu jako malá přirozená čísla, například 1:2 nebo 3:4. Pokud se například objekt otáčí kolem Slunce dvakrát pomaleji než Neptun, ujede přesně polovinu cesty, zatímco Neptun se vrátí do své výchozí polohy. Nejhustěji osídlená část Kuiperova pásu, která zahrnuje více než 200 známých objektů, je v rezonanci 2:3 s Neptunem [33] . Tyto objekty provedou jednu otáčku každou 1½ otáčky Neptunu a jsou známé jako "plutinos", protože mezi nimi je jeden z největších objektů Kuiperova pásu - Pluto [34] . Přestože se oběžné dráhy Neptunu a Pluta přiblíží k sobě velmi blízko, rezonance 2:3 zabrání jejich srážce [35] . V jiných, méně obydlených oblastech, jsou rezonance 3:4, 3:5, 4:7 a 2:5 [36] .
Ve svých Lagrangeových bodech (L 4 a L 5 ) - zónách gravitační stability - Neptun drží mnoho trojských asteroidů. Neptunovy trojské koně jsou s ním v rezonanci 1:1. Trojané jsou na svých drahách velmi stabilní, a proto je hypotéza o jejich zachycení gravitačním polem Neptunu pochybná. S největší pravděpodobností tvořili společně s ním [37] .
Vnitřní struktura Neptunu se podobá vnitřní struktuře Uranu. Atmosféra tvoří přibližně 10-20 % celkové hmotnosti planety a vzdálenost od povrchu ke konci atmosféry je 10-20 % vzdálenosti od povrchu k jádru. V blízkosti jádra může tlak dosáhnout 10 GPa. Ve spodních vrstvách atmosféry bylo nalezeno mnoho metanu , čpavku a vody [18] .
Postupně tato tmavší a teplejší oblast kondenzuje do přehřátého kapalného pláště, kde teploty dosahují 2000–5000 K. Hmotnost pláště Neptunu přesahuje podle různých odhadů zemskou hmotnost 10–15krát a je bohatá na vodu, čpavek, metan a další sloučeniny [2] . Planetologové tuto látku nazývají led, ačkoliv jde o horkou a velmi hustou kapalinu. Tato vysoce elektricky vodivá kapalina je někdy označována jako vodný oceán amoniaku [38] . V hloubce 7000 km jsou takové podmínky, že se metan rozloží na diamantové krystaly, které „padnou“ na jádro [39] . Podle jedné hypotézy může být horní část pláště planety oceánem tekutého uhlíku s plovoucími pevnými „diamanty“ [40] .
Jádro Neptunu se skládá ze železa , niklu a silikátů a předpokládá se, že má hmotnost 1,2krát větší než Země [14] . Tlak ve středu dosahuje 7 Mbar . Teplota ve středu možná dosahuje 5400 K [18] .
Neptun se svou magnetosférou i magnetickým polem , silně nakloněným o 47° vzhledem k ose rotace planety a zasahujícím do 0,55 jejího poloměru (přibližně 13 500 km), připomíná Uran. Než Voyager 2 dorazil k Neptunu , vědci věřili, že nakloněná magnetosféra Uranu je výsledkem jeho „laterální rotace“. Nyní, po srovnání magnetických polí těchto dvou planet, se však vědci domnívají, že tak podivná orientace magnetosféry ve vesmíru může být způsobena přílivem a odlivem ve vnitřních oblastech. Takové pole může být způsobeno konvekčním pohybem tekutiny v tenké kulové mezivrstvě elektricky vodivých tekutin těchto dvou planet (předpokládaná kombinace čpavku, metanu a vody) [41] , která pohání hydromagnetické dynamo [42] .
Magnetické pole na rovníkovém povrchu Neptunu se odhaduje na 1,42 μT s magnetickým momentem 2,16⋅10 17 Tm³. Magnetické pole Neptunu má složitou geometrii s relativně velkými nebipolárními složkami, včetně silného kvadrupólového momentu, který může svou silou přesáhnout dipólový moment . Naproti tomu Země, Jupiter a Saturn mají relativně malý kvadrupólový moment a jejich pole jsou méně vychýlena od polární osy [43] .
Příďová rázová vlna Neptunu, kde magnetosféra začíná zpomalovat sluneční vítr, prochází ve vzdálenosti 34,9 poloměru planety. Magnetopauza , kde tlak magnetosféry vyrovnává sluneční vítr, se nachází ve vzdálenosti 23-26,5 poloměrů Neptunu. Ohon magnetosféry se táhne až do vzdálenosti 72 poloměrů Neptunu a možná ještě mnohem dále [43] .
V horních vrstvách atmosféry byly nalezeny vodík a helium s malým množstvím metanu . Znatelné pásy absorpce metanu se vyskytují při vlnových délkách nad 600 nm (v červené a infračervené části spektra ). Stejně jako u Uranu je absorpce červeného světla metanem hlavním faktorem, který dodává atmosféře Neptunu modrý nádech, ačkoli jasně modrá Neptuna se liší od umírněnějšího akvamarínu Uranu [10] . Vzhledem k tomu, že obsah metanu v atmosféře Neptunu se příliš neliší od obsahu Uranu, předpokládá se, že je zde také nějaká, dosud neznámá, složka atmosféry, která přispívá ke vzniku modré barvy [10] .
Atmosféra Neptunu se dělí na 2 hlavní oblasti: spodní troposféru , kde teplota s výškou klesá, a stratosféru, kde teplota s výškou naopak stoupá. Hranice mezi nimi, tropopauza , je na úrovni tlaku 0,1 baru [10] . Stratosféra ustupuje termosféře při úrovni tlaku nižší než 10 -4 - 10 -5 mikrobarů. Termosféra postupně přechází do exosféry [44] .
Modely Neptunovy troposféry naznačují, že se v závislosti na výšce skládá z mraků různého složení. Oblačnost horních vrstev je v tlakové zóně pod 1 bar, kde teplota podporuje kondenzaci metanu. Při tlacích mezi jedním a pěti bary se tvoří oblaka čpavku a sirovodíku . Při tlacích nad 5 bar se mraky mohou skládat z amoniaku, sulfidu amonného, sirovodíku a vody. Hlouběji, při tlaku přibližně 50 barů, mohou existovat mraky vodního ledu při teplotě 0 °C. Také je možné, že se v této zóně mohou nacházet mraky čpavku a sirovodíku [41] .
Neptun je jedinou obří planetou, která ukazuje stíny mraků [10] vržené na vrstvu mraků pod sebou. Vyšší oblačnost se nachází ve výšce 50-100 km nad hlavní vrstvou oblačnosti [10] .
Studie Neptunova spektra naznačuje, že jeho spodní stratosféra je mlhavá kvůli kondenzaci ultrafialových produktů fotolýzy metanu, jako je ethan a acetylen [18] [45] . Ve stratosféře byly také nalezeny stopy kyanovodíku a oxidu uhelnatého [45] . Stratosféra Neptunu je teplejší než stratosféra Uranu kvůli vyšší koncentraci uhlovodíků [45] .
Z neznámých důvodů je termosféra planety anomálně horká: asi 750 K [46] . Na tak vysokou teplotu je planeta příliš daleko od Slunce na to, aby ohřívala termosféru ultrafialovým zářením. Možná je toto zahřívání důsledkem interakce atmosféry s ionty pohybujícími se v magnetickém poli planety. Podle jiné verze jsou základem zahřívacího mechanismu gravitační vlny z vnitřních oblastí planety, které jsou rozptýleny v atmosféře. Termosféra obsahuje stopy oxidu uhelnatého a vody, pravděpodobně z vnějších zdrojů, jako jsou meteority a prach [41] .
Jedním z rozdílů mezi Neptunem a Uranem je úroveň meteorologické aktivity. Voyager 2 , letící poblíž Uranu v roce 1986, zaznamenal extrémně slabou atmosférickou aktivitu. Na rozdíl od Uranu zaznamenal Neptun znatelné změny počasí během průzkumu Voyageru 2 v roce 1989 [47] .
Počasí na Neptunu se vyznačuje extrémně dynamickým systémem bouří, s větry dosahujícími transsonických, pro atmosféru planety, rychlostí (asi 600 m/s) [16] . V průběhu sledování pohybu stálé oblačnosti byla zaznamenána změna rychlosti větru z 20 m/s na východ na 325 m/s na západě [49] .
V horní vrstvě oblačnosti se rychlost větru pohybuje od 400 m/s podél rovníku do 250 m/s na pólech [41] . Většina větrů na Neptunu vane v opačném směru, než rotace planety kolem své osy [50] . Obecné schéma větrů ukazuje, že ve vysokých zeměpisných šířkách se směr větrů shoduje se směrem rotace planety a v nízkých zeměpisných šířkách je opačný. Předpokládá se, že rozdíly ve směru proudění vzduchu jsou povrchovým efektem, a nikoli projevem některých hlubinných atmosférických procesů [45] . Obsah metanu , etanu a acetylenu v atmosféře v rovníkové oblasti je desítky a stokrát vyšší než v oblasti pólů. Toto pozorování lze považovat za důkaz ve prospěch existence vzestupu na Neptunově rovníku a potápění plynů blíže k pólům [45] . V roce 2007 bylo pozorováno, že horní troposféra jižního pólu Neptunu byla o 10 °C teplejší než zbytek Neptunu, což je v průměru −200 °C [51] . Tento rozdíl teplot stačí k tomu, aby metan, který je zmrzlý v jiných oblastech horní atmosféry Neptunu, pronikl do vesmíru na jižním pólu. Toto „horké místo“ je důsledkem axiálního naklonění Neptunu, jehož jižní pól je obrácen ke Slunci již čtvrt neptunského roku, tedy asi 40 pozemských let . Jak Neptun pomalu obíhá na opačnou stranu Slunce, jižní pól postupně přejde do stínu a Neptun vystaví Slunce severnímu pólu. Vypouštění metanu do vesmíru se tedy přesune z jižního pólu na severní [52] .
V důsledku sezónních změn bylo pozorováno, že oblakové pásy Neptunu na jižní polokouli se zvětšily a zvětšily se albedo . Tento trend byl zaznamenán již v roce 1980 a pokračoval až do roku 2020 s nástupem nové sezóny na Neptunu. Roční období se mění každých 40 let [27] .
V roce 1989 objevil Voyager 2 NASA Velkou temnou skvrnu , vytrvalou vysokorychlostní anticyklonovou bouři o rozměrech 13 000 × 6 600 km [47] . Tato atmosférická bouře připomínala Velkou rudou skvrnu Jupitera, ale 2. listopadu 1994 ji Hubbleův vesmírný dalekohled na svém původním místě nezaznamenal. Místo toho byl na severní polokouli planety objeven nový podobný útvar [53] .
Scooter je další bouře nalezená jižně od Velké temné skvrny. Jeho název pochází ze skutečnosti, že ještě několik měsíců před přiblížením Voyageru 2 k Neptunu bylo jasné, že tato skupina mraků se pohybuje mnohem rychleji než Velká temná skvrna [50] . Následné snímky umožnily detekovat ještě rychleji než "Scooter" skupiny mraků. Malá tmavá skvrna , druhá nejintenzivnější bouře pozorovaná během setkání Voyageru 2 s planetou v roce 1989, je jižněji. Zpočátku se zdálo, že je zcela tmavé, ale jasný střed Malé tmavé skvrny se stal viditelnějším, jak se přibližovala, jak je vidět na většině jasných fotografií s vysokým rozlišením [54] .
Předpokládá se, že „temné skvrny“ Neptunu se nacházejí v nižších výškách v troposféře než jasnější a viditelnější mraky [55] .
Zdá se tedy, že jde o jakési díry v horní vrstvě oblačnosti. Protože tyto bouře jsou trvalé a mohou existovat několik měsíců, má se za to, že mají vířivou strukturu [28] . S tmavými skvrnami jsou často spojovány jasnější, trvalé mraky metanu, které se tvoří v tropopauze [56] .
Přetrvávání doprovodných mraků naznačuje, že některé z bývalých „temných skvrn“ mohou nadále existovat jako cyklón , i když ztratí svou tmavou barvu. Tmavé skvrny se mohou rozptýlit, pokud se pohybují příliš blízko rovníku nebo prostřednictvím nějakého jiného dosud neznámého mechanismu [57] . V roce 2017 astronomové pomocí dalekohledu Keck Observatory (Havajské ostrovy) vyfotografovali hurikán poblíž Neptunova rovníku o průměru ~ 9000 km, tedy asi 3/4 průměru Země [58] .
Předpokládá se, že rozmanitější počasí na Neptunu ve srovnání s Uranem je způsobeno vyšší vnitřní teplotou [59] . Zároveň je Neptun jedenapůlkrát vzdálenější od Slunce než Uran a přijímá pouze 40% množství slunečního světla, které přijímá Uran . Povrchové teploty těchto dvou planet jsou přibližně stejné [59] . Horní troposféra Neptunu dosahuje velmi nízké teploty -221,4 °C. V hloubce, kde je tlak 1 bar, dosahuje teplota −201,15 °C [60] . Plyny jdou hlouběji, ale teplota neustále stoupá. Stejně jako u Uranu je mechanismus ohřevu neznámý, ale rozdíl je velký: Uran vyzařuje 1,1krát více energie, než přijímá ze Slunce [61] . Neptun vyzařuje 2,61krát více, než přijímá, jeho vnitřní zdroj tepla přidává 161 % k energii přijaté ze Slunce [62] .
Přestože je Neptun nejvzdálenější planetou od Slunce, jeho vnitřní energie je dostatečná k vytvoření nejrychlejších větrů ve sluneční soustavě . Bylo navrženo několik možných vysvětlení, včetně radiogenního zahřívání jádra planety (podobné zahřívání Země radioaktivním draslíkem-40 ) [59] , tvorby dalších uhlovodíků z metanu s následným vzestupem uvolněného vodíku [59] [ 63] , stejně jako konvekce ve spodní části atmosféry, která vede ke zpomalení gravitačních vln nad tropopauzou [64] [65] .
Pro vznik ledových obrů - Neptunu a Uranu - se ukázalo obtížné vytvořit přesný model. Současné modely naznačují, že hustota hmoty ve vnějších oblastech sluneční soustavy byla příliš nízká na to, aby mohla vzniknout tak velká tělesa tradičně přijímanou metodou narůstání hmoty do jádra. Pro vysvětlení evoluce Uranu a Neptunu bylo předloženo mnoho hypotéz. Jeden z nich věří, že oba ledoví obři nevznikli akrecí, ale objevili se kvůli nestabilitě v prapůvodním protoplanetárním disku a později jejich atmosféry „odfouklo“ záření masivní hvězdy spektrálního typu O nebo B [66]. .
Dalším konceptem je, že Uran a Neptun vznikly blíže Slunci, kde byla hustota hmoty vyšší, a následně se přesunuly na své současné dráhy [67] . Tato migrační hypotéza je podpořena schopností lépe vysvětlit populaci malých objektů pozorovaných v transneptunské oblasti [68] . V současnosti je nejrozšířenějším [69] vysvětlením této hypotézy známý Niceský model , který zkoumá vliv migrujícího Neptunu a dalších obřích planet na strukturu Kuiperova pásu [69] .
Neptun má 14 satelitů [5] a jeden z nich má více než 99,5 % jejich celkové hmotnosti [c] a pouze on je dostatečně hmotný, aby se stal sféroidním. Toto je Triton , objevený Williamem Lassellem pouhých 17 dní po objevu Neptunu. Na rozdíl od všech ostatních velkých satelitů planet ve sluneční soustavě má Triton retrográdní dráhu . Mohla být zachycena gravitací Neptunu spíše než vytvořena in situ a mohla být kdysi trpasličí planetou v Kuiperově pásu [70] . Je dostatečně blízko Neptunu, aby byl neustále v synchronní rotaci . Kvůli slapovému zrychlení se Triton pomalu stáčí po spirále k Neptunu a nakonec bude zničen, když dosáhne Rocheovy meze [71] , což má za následek prsten, který může být silnější než Saturnův . Podle výpočtů specialistů z Centra pro radiofyziku a vesmír na Cornellově univerzitě k tomu dojde asi za 3,6 miliardy nebo 1,4 miliardy let, v závislosti na tom, který z extrémů Cassini představuje hamiltonovskou rotaci Tritonu v současné epoše [71] . V roce 1989 byla teplota Tritonu odhadnuta na -235 °C (38 K) [72] . V té době to byla nejmenší naměřená hodnota pro objekty ve sluneční soustavě s geologickou aktivitou [73] . Triton je jedním ze tří satelitů planet ve sluneční soustavě, které mají atmosféru (spolu s Io a Titanem ). Existence tekutého oceánu pod ledovou kůrou Tritonu, podobného oceánu Evropy , není vyloučena [74] .
Druhým (podle doby objevu) známým satelitem Neptunu je Nereid , satelit nepravidelného tvaru s jednou z nejvyšších excentricit oběžné dráhy mezi ostatními satelity sluneční soustavy. Excentricita 0,7507 mu dává apocentrum 7násobek jeho periapsie [d] [75] .
Od července do září 1989 Voyager 2 objevil 6 nových satelitů Neptunu [76] . Pozoruhodný mezi nimi je Proteus , satelit nepravidelného tvaru. Je zajímavá tím, že je ukázkou toho, jak velká mohou být nebeská tělesa, která i přes svou velikost a hmotnost nejsou vlastní gravitací stažena do koule [77] . Druhý největší měsíc Neptunu má pouze čtvrtinu procenta hmotnosti Tritonu [77] .
Čtyři nejvnitřnější měsíce Neptunu jsou Naiad , Thalassa , Despina a Galatea . Jejich oběžné dráhy jsou tak blízko Neptunu, že jsou v jeho prstencích. Vedle nich byla Larissa původně objevena v roce 1981 při zákrytu hvězdy. Nejprve se zákryt přisuzoval obloukům prstenců, ale když Voyager 2 v roce 1989 navštívil Neptun, ukázalo se, že zákryt byl způsoben satelitem. V letech 2002 až 2003 bylo objeveno dalších 5 nepravidelných měsíců Neptunu, což bylo publikováno v roce 2004 [78] [79] . Měsíc 14, později pojmenovaný Hippocampus , byl objeven v roce 2009 na snímcích z HST v roce 2013; jeho velikost se odhaduje na 16-20 km. Protože Neptun byl římským bohem moří, jsou jeho měsíce pojmenovány po menších mořských božstvech [80] .
Neptun má prstencový systém , i když mnohem méně významný než například Saturn . Kroužky mohou být složeny z ledových částic potažených silikáty nebo materiálem na bázi uhlíku , což jim pravděpodobně dává načervenalý odstín [81] .
Neptun není viditelný pouhým okem, protože jeho velikost je mezi +7,7 a +8,0 [5] . Galileovské satelity Jupitera, trpasličí planeta Ceres a asteroidy (4) Vesta , (2) Pallas , (7) Iris , (3) Juno a (6) Hebe jsou tedy na obloze jasnější než ona [82] . Pro sebevědomé pozorování planety je nutný dalekohled se zvětšením 200x a více a průměrem alespoň 200-250 mm [83] . V tomto případě můžete vidět Neptun jako malý namodralý disk, podobný Uranu [84] . S dalekohledem 7×50 ji lze vidět jako slabou hvězdu [83] .
Vzhledem k velké vzdálenosti Neptunu od Země se jeho úhlový průměr mění pouze v rozmezí 2,2-2,4 obloukových sekund [5] [85] . To je nejmenší hodnota mezi planetami sluneční soustavy, takže vizuální pozorování detailů povrchu Neptunu je obtížné. Před příchodem Hubbleova vesmírného dalekohledu a velkých pozemních adaptivních optických dalekohledů o něm proto bylo velmi málo teleskopických dat . Například v roce 1977 nebyla spolehlivě známa ani perioda rotace Neptuna [86] [87] .
Pro pozemského pozorovatele každých 367 dní Neptun vstupuje do zdánlivého retrográdního pohybu, čímž vytváří zvláštní imaginární smyčky na pozadí hvězd během každé opozice . V dubnu a červenci 2010 a v říjnu a listopadu 2011 ji tyto orbitální smyčky přivedly do blízkosti souřadnic, kde byla objevena v roce 1846 [88] .
V rádiovém dosahu je pozorováno nepřetržité záření Neptunu a nepravidelné záblesky. Obojí se vysvětluje rotujícím magnetickým polem planety [41] . V infračervené části spektra jsou na chladnějším pozadí jasně patrné poruchy v hlubinách atmosféry Neptunu (tzv. „bouře“), generované teplem ze smršťujícího se jádra. Pozorování umožňuje určit jejich tvar a velikost s vysokou mírou jistoty a také sledovat jejich pohyby [89] [90] .
Podle náčrtů Galileo Galilei pozoroval Neptun 27. a 28. prosince 1612 a poté 28. ledna 1613. V obou případech si však Galileo spletl planetu s pevnou hvězdou v konjunkci s Jupiterem na noční obloze [91] . Proto není Galileo považován za objevitele Neptunu [91] .
Během prvního období pozorování v prosinci 1612 byl Neptun na místě, právě v den pozorování přešel na zpětný pohyb. Zdánlivý zpětný pohyb je pozorován, když Země předběhne vnější planetu na své oběžné dráze. Protože se Neptun nacházel blízko stanice, pohyb planety byl příliš slabý na to, aby jej bylo možné spatřit Galileovým malým dalekohledem [92] .
V roce 1821 Alexis Bouvard zveřejnil astronomické tabulky oběžné dráhy Uranu [93] .
Pozdější pozorování ukázala výrazné odchylky skutečného pohybu Uranu od tabulek. Zejména anglický astronom T. Hussey na základě vlastních pozorování objevil anomálie na oběžné dráze Uranu a navrhl, že by mohly být způsobeny přítomností vnější planety. V roce 1834 Hussey navštívil Bouvard v Paříži a diskutoval s ním o otázce těchto anomálií. Bouvard souhlasil s Husseyho hypotézou a slíbil, že provede výpočty potřebné k nalezení hypotetické planety, pokud si na to najde čas, ale do budoucna se tímto problémem nezabýval. V roce 1843 John Cooch Adams vypočítal oběžnou dráhu hypotetické osmé planety, aby vysvětlil změnu oběžné dráhy Uranu. Poslal své výpočty siru George Airymu , astronomovi Royalovi, který požádal o vysvětlení v dopise s odpovědí. Adams začal zapisovat odpověď, ale z nějakého důvodu ji nikdy neposlal a netrval na další seriózní práci na tomto problému [94] [95] .
Urbain Le Verrier nezávisle na Adamsovi prováděl v letech 1845-1846 vlastní výpočty, ale astronomové pařížské observatoře jeho nadšení nesdíleli a po údajné planetě nezačali pátrat. V červnu 1846, po přečtení prvního odhadu délky planety publikovaného Le Verrierem a přesvědčení o jeho podobnosti s Adamsovým odhadem, Airy přesvědčil ředitele Cambridge Observatory , D. Challise, aby začal hledat planetu, což neúspěšně pokračovalo. celý srpen a září [96] [97] . Challis dvakrát pozoroval Neptun, ale vzhledem k tomu, že odložil zpracování výsledků pozorování na pozdější datum, nebyl schopen kýženou planetu včas identifikovat [96] [98] .
Mezitím se Le Verrierovi podařilo přesvědčit astronoma berlínské observatoře Johanna Gottfrieda Hallea , aby planetu hledal. Heinrich d'Arré , student observatoře, navrhl Gallemu, aby porovnal nedávno nakreslenou mapu oblohy kolem předpovězené polohy Le Verrier s pohledem na oblohu v aktuálním okamžiku, aby si všiml pohybu planety vzhledem k. stálice. Planeta byla objevena první noc asi po hodině hledání. Spolu s ředitelem observatoře Johannem Enckem pokračovali dvě noci v pozorování části oblohy, kde se planeta nacházela, díky čemuž se jim podařilo detekovat její pohyb vůči hvězdám a ujistit se, že je opravdu nová planeta [99] . Neptun byl objeven 23. září 1846 v rozmezí 1° od souřadnic předpovídaných Le Verrierem a asi 12° od souřadnic předpovídaných Adamsem.
Po objevu následoval spor mezi Brity a Francouzi o právo považovat objev Neptunu za svůj. Nakonec bylo dosaženo konsensu a bylo rozhodnuto považovat Adamse a Le Verriera za spoluobjevitele. V roce 1998 byly znovu objeveny takzvané „neptunské papíry“ (historického významu, papíry z Greenwichské observatoře ), které si zpronevěřil astronom Olin J. Eggen , byly v jeho držení téměř tři desetiletí a byly nalezeny pouze v jeho vlastnictví po jeho smrti [100] .
Po revizi dokumentů se nyní někteří historici domnívají, že Adams si nezaslouží stejná práva na objev Neptunu s Le Verrierem (což však bylo zpochybňováno již dříve: například Dennisem Rawlinsem od roku 1966). V roce 1992 D. Rawlins v článku v časopise Dio označil požadavky Britů na uznání Adamsových rovných práv na objev za krádež [101] . „Adams provedl nějaké výpočty, ale nebyl si trochu jistý, kde je Neptun,“ řekl Nicholas Kollestrum z University College London v roce 2003 [102] .
Nějakou dobu po objevu byl Neptun jednoduše označován jako „vnější planeta z Uranu“ nebo jako „planeta Le Verrier“. Prvním, kdo přišel s myšlenkou oficiálního jména, byl Galle, který navrhl jméno „ Janus “. V Anglii navrhl Chiles jiný název: „Ocean“ [103] .
Le Verrier tvrdil, že má právo pojmenovat planetu, kterou objevil, a navrhl ji nazvat Neptun, přičemž nepravdivě tvrdil, že takové jméno bylo schváleno francouzským úřadem pro zeměpisné délky [104] . V říjnu se pokusil pojmenovat planetu svým vlastním jménem - "Le Verrier" - a byl podporován ředitelem observatoře Francoisem Arago , ale tato iniciativa narazila na značný odpor mimo Francii [105] . Francouzské almanachy velmi rychle vrátily jméno Herschel pro Uran na počest jeho objevitele Williama Herschela a Le Verrier pro novou planetu [106] .
Ředitel Pulkovo observatoře Vasilij Struve preferoval jméno „Neptun“. Důvody své volby oznámil na sjezdu Císařské akademie věd v Petrohradě 29. prosince 1846 [107] . Profesor Gauss a profesor Encke toto označení schválili [107] . V římské mytologii je Neptun bohem moře a odpovídá řeckému Poseidonovi [80] . Potřeba takového jména odpovídala jménům ostatních planet, které se s výjimkou Země jmenovaly podle božstev řecké a římské mytologie [108] .
Od svého objevu až do roku 1930 byl Neptun nejvzdálenější známou planetou od Slunce. Po objevu Pluta se Neptun stal předposlední planetou, s výjimkou let 1979-1999, kdy bylo Pluto blíže Slunci uvnitř oběžné dráhy Neptunu [109] . Objev nových transneptunských objektů v Kuiperově pásu od roku 1992 vedl k diskusi o tom, zda by Pluto mělo být považováno za planetu nebo zda by mělo být uznáno jako součást Kuiperova pásu [110] . V roce 2006 přijala Mezinárodní astronomická unie novou definici termínu „planeta“ a klasifikovala Pluto jako trpasličí planetu , a tak opět učinila Neptun nejvzdálenější planetou sluneční soustavy [111] .
Ještě na konci 60. let byly představy o Neptunu poněkud odlišné od současnosti. Přestože byly poměrně přesně známy siderické a synodické periody rotace kolem Slunce, průměrná vzdálenost od Slunce, sklon rovníku k rovině oběžné dráhy, existovaly i parametry měřené méně přesně. Konkrétně byla hmotnost odhadnuta na 17,26 Země namísto 17,15; rovníkový poloměr 3,89 místo 3,88 od Země. Hvězdná perioda rotace kolem osy byla odhadnuta na 15 hodin 8 minut místo 15 hodin a 58 minut, což je nejvýraznější rozpor mezi současnými poznatky o planetě a tehdejšími znalostmi [112] .
V některých bodech později došlo k nesrovnalostem. Zpočátku, před letem Voyageru 2, se předpokládalo, že magnetické pole Neptunu má stejnou konfiguraci jako pole Země a Saturnu . Pole Neptunu má podle nejnovějších představ podobu tzv. „nakloněný rotátor“. Ukázalo se, že geografické a magnetické „póly“ Neptunu (pokud jeho pole představujeme jako ekvivalent dipólu) svírají vůči sobě úhel větší než 45°. Když se tedy planeta otáčí, její magnetické pole popisuje kužel [113] .
Voyager 2 se nejblíže přiblížil k Neptunu 25. srpna 1989. Protože Neptun byl poslední velkou planetou, kterou mohla kosmická loď navštívit, bylo rozhodnuto provést blízký průlet poblíž Tritonu, bez ohledu na důsledky pro dráhu letu. Podobný úkol měl před sebou i Voyager 1 – průlet poblíž Saturnu a jeho největšího satelitu Titanu. Snímky Neptunu přenášené na Zemi sondou Voyager 2 se staly v roce 1989 základem celonočního programu nazvaného „Neptun All Night“ [114] ve službě Public Broadcasting Service .
Během setkání šly signály z přístroje na Zemi po dobu 246 minut. Proto se mise Voyager 2 z větší části spoléhala na předem nabité týmy pro setkání s Neptunem a Tritonem, spíše než na příkazy ze Země. Voyager 2 provedl poměrně blízký průlet poblíž Nereidy, než 25. srpna proletěl pouhých 4 400 km od atmosféry Neptunu. Později toho dne Voyager proletěl kolem Tritonu [115] .
Voyager 2 potvrdil existenci magnetického pole planety a zjistil, že je nakloněno, jako pole Uranu. Otázka periody rotace planety byla vyřešena měřením rádiové emise. Voyager 2 také ukázal neobvykle aktivní meteorologický systém Neptunu. Bylo objeveno 6 nových satelitů planety a prstence, kterých, jak se ukázalo, bylo několik [76] [115] .
Neptune Odyssey je mise vesmírné sondy k Neptunu vyvinutá NASA. Zahájení mise je naplánováno na rok 2031; očekává se, že sonda dorazí k Neptunu v roce 2043 [116] .
Čínský národní vesmírný úřad zkoumá koncept vypouštění sond podobných Voyageru, předběžně pojmenovaných Interstellar Express [117] . Obě sondy mají odstartovat v roce 2024 v různých směrech, aby studovaly opačné strany heliosféry. Druhá sonda nazvaná IHP-2 proletí kolem Neptunu v lednu 2038 [118] .
Neptun se objevil v mnoha sci-fi a filmových adaptacích [119] [120] .
Takže v románu Olafa Stapledona „ Poslední a první lidé“ byl posledním místem, kde lidé žili během ničení sluneční soustavy [121] . Ve filmu Ad Astra (2019) hlavní hrdina v podání Brada Pitta cestuje do Neptunu, aby našel svého astronautského otce [122] . Neptun byl také uveden v animovaném seriálu Futurama , pilotní epizodě Star Trek: Enterprise a deváté epizodě deváté sezóny televizního seriálu Doctor Who [ 123] .
Astronomický symbol Neptuna je stylizovanou verzí trojzubce boha Neptuna [124] . Existuje alternativní symbol, který zobrazuje iniciály Le Verriera , který planetu objevil. Tento znak se již nepoužívá [125] .
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
Slovníky a encyklopedie |
| |||
|
Neptune | ||
---|---|---|
Měsíce Neptunu |
| ![]() |
Charakteristika | ||
Otevírací | ||
Výzkum | ||
Trojské koně Neptunu |
| |
jiný | ||
viz také Kategorie: Neptun Sluneční Soustava |
Měsíce Neptunu | |
---|---|
Triton | |
Pravidelný | |
Nepravidelný | |
viz také |
Neptunu kosmickou lodí | Průzkum|
---|---|
Letící | Voyager 2 (1989) |
Plánované mise | |
viz také | |
Tučné písmo označuje aktivní AMC |
Sluneční Soustava | |
---|---|
![]() | |
Centrální hvězda a planety | |
trpasličí planety | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Kandidáti Sedna Orc Quaoar Pistole 2002 MS 4 |
Velké satelity | |
Satelity / prsteny | Země / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uran / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Kandidáti Orca quawara |
První objevené asteroidy | |
Malá těla | |
umělé předměty | |
Hypotetické objekty |
|