Dienų šurmulyje paprastam žmogui pasaulis kartais sumažėja iki darbo ir namų dydžio. Tuo tarpu, jei pažvelgsite į dangų, pamatysite, koks jis nereikšmingas visatos mastu. Galbūt todėl jaunieji romantikai svajoja atsiduoti kosmoso užkariavimui ir žvaigždžių tyrinėjimui. Mokslininkai astronomai nė sekundei nepamiršta, kad be Žemės su jos problemomis ir džiaugsmais yra daugybė kitų tolimų ir paslaptingų objektų. Viena iš jų yra planeta Neptūnas, aštuntoji pagal atstumą nuo Saulės, neprieinama tiesioginiam stebėjimui ir todėl yra dvigubai patraukli tyrinėtojams.
Kaip viskas prasidėjo
Net XIX amžiaus viduryje Saulės sistemoje, pasak mokslininkų, buvo tik septynios planetos. Netoli ir toli esantys Žemės kaimynai buvo tiriami naudojant visas turimas technologijų ir skaičiavimo pažangas. Daugelis charakteristikų pirmiausia buvo aprašytos teoriškai, o tik tada rasta praktinio patvirtinimo. Apskaičiavus Urano orbitą situacija buvo kiek kitokia. Thomas John Hussey, astronomas irkunigas, atrado neatitikimą tarp tikrosios planetos tariamo judėjimo trajektorijos. Išvada gali būti tik viena: yra objektas, kuris veikia Urano orbitą. Tiesą sakant, tai buvo pirmasis pranešimas apie Neptūno planetą.
Po beveik dešimties metų (1843 m.) du tyrinėtojai vienu metu apskaičiavo, kokia orbita planeta galėtų judėti, priversdami dujų milžiną padaryti vietos. Tai buvo anglas Johnas Adamsas ir prancūzas Urbainas Jeanas Josephas Le Verrier. Nepriklausomai vienas nuo kito, bet skirtingu tikslumu jie nustatė kūno kelią.
Aptikimas ir priskyrimas
Neptūną naktiniame danguje rado astronomas Johanas Gottfriedas Galle'as, kuriam Le Verrier atvyko su savo skaičiavimais. Prancūzų mokslininkas, vėliau atradėjo šlove pasidalijęs su Galle ir Adamsu, skaičiavimuose suklydo tik laipsniu. Neptūnas oficialiai pasirodė moksliniuose straipsniuose 1846 m. rugsėjo 23 d.
Iš pradžių buvo pasiūlyta planetą pavadinti dviveidžio Januso vardu, tačiau šis pavadinimas neprigijo. Astronomus labiau įkvėpė naujojo objekto palyginimas su jūrų ir vandenynų karaliumi, kuris žemės skliautui taip pat svetimas, kaip, matyt, atvira planeta. Neptūno pavadinimą pasiūlė Le Verrier, o jam pritarė V. Ya. Struve, vadovavęs Pulkovo observatorijai. Pavadinimas buvo duotas, beliko tik suprasti, kokia Neptūno atmosferos sudėtis, ar ji apskritai egzistuoja, kas slypi jo gelmėse ir t.t.
Palyginti su Žeme
Praėjo daug laiko nuo atidarymo. Šiandien apie aštuntąSaulės sistemos planetą žinome daug daugiau. Neptūnas yra daug didesnis už Žemę: jo skersmuo yra beveik 4 kartus didesnis, o masė - 17 kartų. Nemažas atstumas nuo Saulės nekelia abejonių, kad orai Neptūno planetoje taip pat gerokai skiriasi nuo žemės. Čia gyvenimo nėra ir negali būti. Tai net ne apie vėją ar kažkokius neįprastus reiškinius. Neptūno atmosfera ir paviršius yra beveik vienodos struktūros. Tai būdinga visiems dujų milžinams, įskaitant šią planetą.
Įsivaizduojamas paviršius
Planetos tankis gerokai mažesnis už Žemės (1,64 g/cm³), todėl sunku lipti ant jos paviršiaus. Taip, ir taip nėra. Paviršiaus lygį sutarta identifikuoti pagal slėgio dydį: lankstus ir gana skystas „kietas“yra apatiniuose atmosferos sluoksniuose, kur slėgis lygus vienam barui, o iš tikrųjų, yra jo dalis. Bet koks pranešimas apie Neptūno planetą kaip tam tikro dydžio kosminį objektą yra pagrįstas šiuo įsivaizduojamo milžino paviršiaus apibrėžimu.
Turint omenyje šią funkciją gauti šie parametrai:
- skersmuo prie pusiaujo yra 49,5 tūkst. km;
- jo dydis polių plokštumoje yra beveik 48,7 tūkst. km.
Dėl šių charakteristikų santykio Neptūnas toli gražu nėra apskritimo formos. Ji, kaip ir Mėlynoji planeta, yra šiek tiek suplota ties ašigaliais.
Neptūno atmosferos sudėtis
Planetą gaubiantis dujų mišinys,turinys labai skiriasi nuo žemės. Didžioji dauguma yra vandenilis (80%), antrąją vietą užima helis. Šios inertinės dujos labai prisideda prie Neptūno atmosferos sudėties - 19%. Metano yra mažiau nei procentas, čia taip pat yra amoniako, bet nedideliais kiekiais.
Kaip bebūtų keista, vienas procentas sudėtyje esančio metano labai įtakoja tai, kokią atmosferą turi Neptūnas ir kaip atrodo visas dujų milžinas išorinio stebėtojo požiūriu. Šis cheminis junginys sudaro planetos debesis ir neatspindi šviesos bangų, atitinkančių raudoną spalvą. Dėl to Neptūnas praplaukiantiems erdvėlaiviams pasirodo esantis giliai mėlynas. Ši spalva yra viena iš planetos paslapčių. Mokslininkai dar visiškai nežino, kas tiksliai lemia raudonosios spektro dalies absorbciją.
Visi dujų milžinai turi atmosferą. Tai spalva, kuri išskiria Neptūną tarp jų. Dėl šių savybių ji vadinama ledo planeta. Sušalęs metanas, kuris dėl savo egzistavimo prideda svorio Neptūno palyginimui su ledkalniu, taip pat yra planetos šerdį supančios mantijos dalis.
Vidinė struktūra
Kosminio objekto šerdyje yra geležies, nikelio, magnio ir silicio junginių. Pagal masę šerdis yra maždaug lygi visai Žemei. Tuo pačiu metu, skirtingai nuo kitų vidinės struktūros elementų, jo tankis yra du kartus didesnis nei Mėlynosios planetos.
Šerdį, kaip jau minėta, dengia mantija. Jo sudėtis daugeliu atžvilgių panaši į atmosferinę: čiayra amoniako, metano, vandens. Sluoksnio masė lygi penkiolikai Žemės, o stipriai įkaista (iki 5000 K). Mantija neturi aiškios ribos, į ją sklandžiai teka Neptūno planetos atmosfera. Helio ir vandenilio mišinys sudaro viršutinę konstrukcijos dalį. Sklandus vieno elemento pavertimas kitu ir neryškios ribos tarp jų yra savybės, būdingos visiems dujų milžinams.
Tyrimo sunkumai
Išvados apie savo struktūrai būdingą Neptūno atmosferą daugiausia pagrįstos jau gautais duomenimis apie Uraną, Jupiterį ir Saturną. Dėl planetos nutolimo nuo Žemės ją tirti daug sunkiau.
1989 m. erdvėlaivis „Voyager 2“skrido netoli Neptūno. Tai buvo vienintelis ledo milžino susitikimas su žemiškuoju pasiuntiniu. Tačiau jo vaisingumas akivaizdus: būtent šis laivas suteikė mokslui daugiausiai informacijos apie Neptūną. Visų pirma, „Voyager 2“atrado dideles ir mažas tamsias dėmes. Abi pajuodusios vietos buvo aiškiai matomos mėlynos atmosferos fone. Iki šiol neaišku, koks yra šių darinių pobūdis, tačiau manoma, kad tai sūkurinės srovės arba ciklonai. Jie atsiranda viršutiniuose atmosferos sluoksniuose ir dideliu greičiu skrieja aplink planetą.
Amžinas judėjimas
Daugelis parametrų lemia atmosferos buvimą. Neptūnas pasižymi ne tik neįprasta spalva, bet ir nuolatiniu vėjo kuriamu judėjimu. Greitis, kuriuo debesys sukasi aplink planetą aplink pusiaują, viršija tūkstantį kilometrų per valandą. Tuo pačiu metu jie juda kryptimi, priešinga paties Neptūno sukimuisi aplink ašį. Tuo pačiu metu planeta sukasi dar greičiau: pilnas apsisukimas trunka tik 16 valandų ir 7 minučių. Palyginimui: vienas apsisukimas aplink Saulę trunka beveik 165 metus.
Kita paslaptis: vėjo greitis dujų milžinų atmosferoje didėja tolstant nuo Saulės ir pasiekia viršūnę Neptūne. Šis reiškinys dar nepatvirtintas, kaip ir kai kurios planetos temperatūros ypatybės.
Šilumos paskirstymas
Orams Neptūno planetoje būdingas laipsniškas temperatūros pokytis, priklausomai nuo aukščio. Tas atmosferos sluoksnis, kuriame yra sąlyginis paviršius, visiškai atitinka antrąjį kosminio kūno (ledo planetos) pavadinimą. Temperatūra čia nukrenta beveik iki -200 ºC. Jei judėsite nuo paviršiaus aukščiau, šiluma pastebimai padidės iki 475º. Mokslininkai dar nerado verto tokių skirtumų paaiškinimo. Manoma, kad Neptūnas turi vidinį šilumos š altinį. Toks „šildytuvas“turėtų pagaminti dvigubai daugiau energijos, nei į planetą patenka iš Saulės. Šio š altinio šiluma kartu su energija, gaunama iš mūsų žvaigždės, tikriausiai yra stipraus vėjo priežastis.
Tačiau nei saulės spinduliai, nei vidinis „šildytuvas“negali pakelti paviršiaus temperatūros taip, kad čia būtų jaučiama sezonų kaita. Ir nors tenkinamos kitos sąlygos, Neptūne neįmanoma atskirti žiemos nuo vasaros.
Magnetosfera
Voyager 2 tyrimai padėjo mokslininkams daug sužinoti apie Neptūno magnetinį lauką. Jis labai skiriasi nuo Žemės: š altinis yra ne šerdyje, o mantijoje, dėl to planetos magnetinė ašis yra labai nukrypusi nuo jos centro.
Viena iš lauko funkcijų yra apsauga nuo saulės vėjo. Neptūno magnetosferos forma yra labai pailgėjusi: apsauginės linijos toje planetos dalyje, kuri yra apšviesta, yra 600 tūkst. km atstumu nuo paviršiaus, o priešingoje pusėje – daugiau nei 2 mln. km.
Voyager užfiksavo lauko stiprumo ir magnetinių linijų vietos nenuoseklumą. Tokios planetos savybės mokslu dar nėra iki galo paaiškintos.
Žiedai
XIX amžiaus pabaigoje, kai mokslininkai nebeieškojo atsakymo į klausimą, ar Neptūne yra atmosfera, jiems iškilo kita užduotis. Reikėjo paaiškinti, kodėl aštuntosios planetos kelyje žvaigždės stebėtojui pradėjo blėsti kiek anksčiau, nei prie jų artėjo Neptūnas.
Problema buvo išspręsta tik po beveik šimtmečio. 1984 m., pasitelkus galingą teleskopą, buvo galima laikyti ryškiausiu planetos žiedu, vėliau pavadintu vieno iš Neptūno atradėjų Džono Adamso vardu.
Tolimesni tyrimai atskleidė dar keletą panašių darinių. Būtent jie uždarė žvaigždes planetos kelyje. Šiandien astronomai mano, kad Neptūnas turi šešis žiedus. Juose yra dar viena paslaptis. Adamso žiedas susideda iš kelių arkų, esančių kai kurioseatstumu vienas nuo kito. Tokios vietos priežastis neaiški. Kai kurie tyrinėtojai yra linkę manyti, kad vieno iš Neptūno palydovų Galatėjos gravitacinio lauko jėga juos išlaiko tokioje padėtyje. Kiti pateikia svarų kontrargumentą: jo dydis toks mažas, kad vargu ar būtų susidorojęs su užduotimi. Galbūt netoliese yra dar keli nežinomi palydovai, padedantys Galatea.
Apskritai planetos žiedai įspūdingumu ir grožiu yra prastesni už panašius Saturno darinius. Ne paskutinį vaidmenį kiek nuobodžioje išvaizdoje atlieka kompozicija. Žieduose daugiausia yra metano ledo gabalėlių, padengtų silicio junginiais, kurie gerai sugeria šviesą.
Palydovai
Neptūnas (pagal naujausius duomenis) yra 13 palydovų savininkas. Dauguma jų yra mažo dydžio. Išskirtiniais parametrais pasižymi tik Tritonas, kurio skersmuo tik šiek tiek prastesnis nei Mėnulio. Neptūno ir Tritono atmosferos sudėtis skiriasi: palydovas turi azoto ir metano mišinio dujų apvalkalą. Šios medžiagos suteikia planetai labai įdomų vaizdą: sušalęs azotas su metano ledo inkliuzais sukuria tikrą spalvų maištą paviršiuje netoli Pietų ašigalio: geltonos spalvos perteklius derinamas su b alta ir rožine.
Tuo tarpu gražuolio Tritono likimas nėra toks rožinis. Mokslininkai prognozuoja, kad jis susidurs su Neptūnu ir bus jo prarytas. Dėl to aštuntoji planeta taps naujo žiedo savininke, ryškumu prilygstančiam Saturno dariniams ir netgi lenkiančio juos. Likę Neptūno palydovai yra žymiai prastesni už Tritoną, kai kurie iš jųdar net neturi pavadinimo.
Aštuntoji Saulės sistemos planeta iš esmės atitinka jos pavadinimą, kurios pasirinkimui įtakos turėjo ir atmosferos buvimas – Neptūnas. Jo sudėtis prisideda prie būdingos mėlynos spalvos atsiradimo. Neptūnas kaip jūrų dievas veržiasi per mums nesuvokiamą erdvę. Ir panašiai kaip vandenyno gelmėse, ta kosmoso dalis, kuri prasideda už Neptūno, nuo žmogaus saugo daug paslapčių. Ateities mokslininkai jų dar turi atrasti.
