Наша Сонячна система - це захоплююче місце. Між його вісьмома планетами та багатьма карликовими планетами існують деякі серйозні відмінності щодо орбіти, складу та температури. В той час, як умови всередині Сонячної системи, де планети наземні за своєю природою, можуть нагрітись, планети, які орбітують за лінією морозу - там, де досить холодно, що летючі речовини (тобто вода, аміак, метан, СО і СО2) конденсуються в тверді речовини - може застудитися!
Саме в цьому середовищі ми знаходимо Нептун, найбільш віддалену (а отже, і найхолоднішу) планету Сонячної системи. Поки цей газовий / крижаний гігант не має "поверхні", про який можна говорити, були проведені дослідження на Землі та мухоловки, які зуміли отримати точні вимірювання температури у верхній атмосфері планети. За всіма словами, планета переживає температуру, яка коливається приблизно від 55 K (-218 ° C; -360 ° F) до 72 K (-200 ° C; -328 ° F), що робить її найхолоднішою планетою Сонячної системи.
Орбітальна характеристика:
З усіх планет Сонячної системи Нептун обходить Сонце на найбільшій середній відстані. Маючи незначний ексцентриситет (0,0086), він обертається навколо Сонця на півмагістральній осі приблизно 30,11 АС (4,504,450 000 000 км), коливаючись від 29,81 АС (4,545 х 10)9 км) на перигеліоні та 30,33 АС (4,537 х 10)9 км) при афелії.
Нептуну потрібно 16 годин 6 хвилин і 36 секунд (0,6713 днів), щоб виконати єдине сидереальне обертання, і 164,8 земних років, щоб виконати одну орбіту навколо Сонця. Це означає, що один день триває 67% довше на Нептуні, тоді як рік - це еквівалент приблизно 60,190 земних днів (або 89 666 Нептунових днів).
Оскільки осьовий нахил Нептуна (28,32 °) подібний до Землі (~ 23 °) та Марса (~ 25 °), планета зазнає подібних сезонних змін. У поєднанні з його тривалим орбітальним періодом це означає, що сезони тривають сорок земних років. Крім того, осьовий нахил планет також призводить до зміни тривалості його дня, а також до змін температури між північною та південною півкулями (див. Нижче).
"Поверхнева" температура:
Зважаючи на їх склад, визначити температуру поверхні на газових або льодових гігантах (порівняно із земними планетами чи місяцями) технічно неможливо. У результаті астрономи покладаються на вимірювання, отримані на висотах, де атмосферний тиск дорівнює 1 бар (або 100 кілограмів Паскалів), що еквівалентно тиску повітря тут на Землі на рівні моря.
Саме тут, на Нептуні, трохи нижче хмар верхнього рівня, тиск сягає від 1 до 5 бар (100 - 500 кПа). Саме на цьому рівні температура досягає їх зафіксованого максимуму - 72 K (-201,15 ° C; -330 ° F). При цій температурі умови придатні для конденсації метану, і, як вважається, утворюються хмари аміаку і сірководню (саме це надає Нептуну характерне темно-блакитне забарвлення).
Але, як і у всіх газових та крижаних гігантів, температура змінюється на Нептуні через глибину та тиск. Коротше кажучи, чим глибше переходить у Нептун, тим гарячішим стає. По своїй суті Нептун досягає температури до 7273 K (7000 ° C; 12632 ° F), що можна порівняти з поверхнею Сонця. Величезні перепади температур між центром Нептуна та його поверхнею створюють величезні бурі вітру, які можуть досягати 2100 км / год, що робить їх найшвидшими у Сонячній системі.
Аномалії та зміни температури:
Тоді як Нептун в середньому має найхолодніші температури Сонячної системи, на південному полюсі планети дивна аномалія. Тут вона на 10 градусів K тепліша, ніж на решті планети. Ця "гаряча точка" виникає через те, що південний полюс Нептуна зараз знаходиться на Сонці. Коли Нептун продовжує свою подорож навколо Сонця, положення полюсів буде зворотним. Тоді північний полюс стане теплішим, а південний полюс охолоне.
Більш різноманітна погода Нептуна в порівнянні з Ураном частково пояснюється його більш високим внутрішнім нагріванням, що особливо викликає здивування для вчених. Незважаючи на те, що Нептун розташований на 50% далі від Сонця, ніж Уран, і отримує сонячне світло лише на 40%, температура поверхні двох планет приблизно однакова.
Глибше всередині шарів газу температура постійно підвищується. Це узгоджується з Ураном, але як не дивно, розбіжність більша. Уран випромінює лише в 1,1 рази більше енергії, ніж отримує від Сонця, тоді як Нептун випромінює приблизно в 2,61 рази більше. Нептун - найвіддаленіша планета від Сонця, проте його внутрішньої енергії достатньо, щоб рухати найшвидші планетарні вітри, що спостерігаються в Сонячній системі. Механізм цього залишається невідомим.
І хоча зафіксовані температури на Плутоні як нижчі - до 33 К (-240 ° С; -400 ° F) - статус Плутона як карликової планети означає, що він вже не в тому ж класі, що й інші. Як такий, Нептун залишається найхолоднішою планетою з восьми.
Ми написали багато статей про Нептуна тут у «Журналі Космосу». Ось газовий (і льодовий) гігантський Нептун, як виглядає поверхня Нептуна ?, 10 цікавих фактів про Нептуна та кільця Нептуна.
Якщо вам потрібна додаткова інформація про Нептун, подивіться випуски новин Hubblesite про Нептун, і ось посилання на посібник з дослідження сонячної системи НАСА до Нептуна.
Ми записали цілий епізод Астрономічної ролі саме про Нептуна. Ви можете слухати його тут, Епізод 63: Нептун.
