Як газовий гігант (або крижаний гігант), Нептун не має твердої поверхні. Насправді, синьо-зелений диск, який ми всі бачили на фотографіях протягом багатьох років, насправді є трохи ілюзією. Те, що ми бачимо, насправді є вершинами деяких дуже глибоких газових хмар, які, в свою чергу, поступаються місцем воді та іншим розплавленим крижам, що лежать над ядром розміру Землі приблизно з силікатної породи та суміші нікель-заліза. Якби людина намагалася стати на Нептун, вона пропливе через газоподібні шари.
Під час спуску вони зазнавали підвищених температур і тиску, поки нарешті не торкнулися самого твердого ядра. Незважаючи на це, у Нептуна є своєрідна поверхня (як у інших газових та крижаних гігантів), яку астрономи визначають як точку в атмосфері, де тиск досягає одного бар. Через це поверхня Нептуна є одним з найактивніших та найдинамічніших місць у всій Сонячній системі.
Склад і структура:
З середнім радіусом 24 622 ± 19 км, Нептун - четверта за величиною планета Сонячної системи. Але з масою 1,0243 × 1026 кг - що приблизно в 17 разів більше, ніж у Землі - це третій за масовістю перемогу над Ураном. Через менший розмір і більш високу концентрацію летючих речовин відносно Юпітера та Сатурна, Нептун (як і Уран) часто називають "крижаним гігантом" - підкласом планети-гіганта.
Як і Уран, поглинання червоного світла атмосферним метаном є частиною того, що надає Нептуну його синій відтінок, хоча Нептун темніший і яскравіший. Оскільки вміст метану в Нептуні схожий на вміст Урана, вважається, що якийсь невідомий компонент атмосфери сприяє більш інтенсивному забарвленню Нептуна.
Як і Уран, внутрішня структура Нептуна розмежована між скелястим стрижнем, що складається з силікатів і металів; мантія, що складається з води, аміаку та метану; і атмосфера, що складається з водню, гелію та метану. Атмосфера також поділена на чотири шари, що складаються з (від внутрішнього до зовнішнього) нижньої тропосфери, стратосфери, термосфери та екзосфери.
Дві основні області атмосфери Нептуна - це дві найпотужніші: нижня тропосфера, де температура знижується з висотою; і стратосферу, де температура зростає з висотою. У межах тропосфери рівень тиску становить від одного до п'яти бар (100 і 500 кПа), отже, поверхня Нептуна визначається як така, що знаходиться в цій області.
Атмосфера:
Таким чином, можна сказати, що "поверхня" Нептуна складається з приблизно 80% водню та 19% гелію із слідом кількості метану. Поверхневий шар також пронизаний обертовими смугами хмар із різними складами, залежно від висоти та тиску. На верхньому рівні температури підходять для конденсації метану, а умови тиску такі, що можуть існувати хмари, що складаються з аміаку, сульфіду амонію, сірководню та води.
На нижчих рівнях, як вважається, утворюються хмари аміаку та сірководню. Глибші хмари водного льоду мають бути також у нижніх районах тропосфери, де тиск близько 50 бар (5,0 МПа) та температура 273 К (0 ° С).
З причин, які залишаються неясними, термосфера планети відчуває незвично високу температуру близько 750 К (476,85 ° С / 890 ° F). Планета знаходиться занадто далеко від Сонця для того, щоб ця тепло генерувалась ультрафіолетовим випромінюванням, а це означає, що інший механізм нагріву - який може бути взаємодія атмосфери з іонами в магнітному полі планети, або гравітаційні хвилі від внутрішнього простору планети, що розсіюються в атмосфера.
Оскільки Нептун не є твердим тілом, його атмосфера зазнає диференціального обертання. Широка екваторіальна зона обертається з періодом близько 18 годин, що повільніше, ніж 16,1-годинне обертання магнітного поля планети. Навпаки, зворотне стосується полярних областей, де період обертання становить 12 годин.
Таке диференційоване обертання є найбільш вираженим з будь-якої планети Сонячної системи, і призводить до сильних широтних зрушень вітру та бурхливих штормів. Три найбільш вражаючі були помічені у 1989 році Вояджер 2 космічний зонд, а потім названий на основі їх появи.
Першим був помічений масивний антициклонічний шторм розміром 13 000 х 6 600 км і нагадував Велику Червону пляму Юпітера. Відома як Велика Темна пляма, ця буря не була помічена п'ятьма пізніше (2 листопада 1994 р.), Коли космічний телескоп Хаббл шукав її. Натомість у північній півкулі планети була знайдена нова буря, яка була дуже схожа на вигляд, що дозволяє припустити, що ці бурі мають коротший термін життя, ніж Юпітер
Скутер - ще одна буря, біла хмарна група, розташована далі на південь, ніж Велика Темна пляма. Це прізвисько вперше виникло протягом місяців, що призводили до Вояджер 2 зустріч у 1989 році, коли спостерігалося, що хмарна група рухається зі швидкістю швидше, ніж Велика Темна пляма. Мала темна пляма, південна циклонічна буря, була другою за найсильнішою бурею, яку спостерігали під час зустрічі 1989 року. Спочатку було зовсім темно; але як Вояджер 2 наблизився до планети, розвинене яскраве ядро і його можна побачити на більшості зображень з найвищою роздільною здатністю.
Внутрішнє тепло:
З причин, по яких астрономи досі не зрозуміли, внутрішні місця Нептуна надзвичайно гарячі. Незважаючи на те, що Нептун знаходиться набагато далі від Сонця, ніж Уран і отримує на 40% менше сонячного світла, температура його поверхні приблизно однакова. Насправді Нептун виділяє в 2,6 рази більше енергії, ніж отримує від Сонця. Навіть без Сонця Нептун світиться.
Ця велика кількість внутрішнього тепла, що відповідає холодному простору, створює величезну різницю температур. А це встановлює вітри, що дмуть навколо Нептуна. Максимальна швидкість вітру на Юпітері може бути більше 500 км / год. Це вдвічі більше швидкості найсильніших ураганів на Землі. Але це нічого не порівняно з Нептуном. Астрономи обчислили вітри, що дмуть по поверхні Нептуна зі швидкістю 2100 км / год.
В глибині всередині Нептуна планета може мати фактичну тверду поверхню. В основі ядерного / льодового гіганта вважається область гірської породи, що має приблизно масу Землі. Але температура в цьому регіоні становила б тисячі градусів; досить гарячий, щоб розплавити скелю. А тиск від ваги всієї атмосфери було б розгромленим.
Коротше кажучи, просто немає способу стояти на «поверхні Нептуна», не кажучи вже про те, щоб ходити по ньому.
У нас є багато журналу про Нептун у Space Space Magazine. Ось один із Кілець Нептуна, Місяць Нептуна, Хто відкрив Нептун? Чи є Океани на Нептуні?
Якщо вам потрібна додаткова інформація про Нептун, подивіться випуски новин Hubblesite про Нептун, а ось посилання на посібник з дослідження сонячної системи НАСА до Нептуна.
У ролях астрономії є кілька цікавих епізодів про Нептуна. Ви можете слухати тут, Епізод 63: Нептун та Епізод 199: Програма Вояджер.
