Päivien hälinässä tavallisen ihmisen maailma kutistuu joskus työn ja kodin kokoiseksi. Sillä välin, jos katsot taivasta, voit nähdä, kuinka merkityksetön se on universumin mittakaavassa. Ehkä siksi nuoret romantikot haaveilevat omistautuvansa avaruuden valloittamiseen ja tähtien tutkimiseen. Tiedemiehet-tähtitieteilijät eivät unohda hetkeäkään, että Maan ja sen ongelmien ja ilojen lisäksi on monia muita kaukaisia ja salaperäisiä esineitä. Yksi niistä on planeetta Neptunus, kahdeksas etäisyydellä Auringosta mitattuna, suoran havainnoinnin ulottumattomissa ja siksi tutkijoille kaksinkertaisesti houkutteleva.
Kuinka kaikki alkoi
Jopa 1800-luvun puolivälissä aurinkokunta sisälsi tutkijoiden mukaan vain seitsemän planeettaa. Maan läheisiä ja kaukaisia naapureita on tutkittu käyttämällä kaikkia saatavilla olevia tekniikan ja tietojenkäsittelyn edistysaskeleita. Monet ominaisuudet kuvattiin ensin teoreettisesti, ja vasta sitten löydettiin käytännön vahvistus. Uranuksen kiertoradan laskennassa tilanne oli hieman erilainen. Thomas John Hussey, tähtitieteilijä japappi havaitsi ristiriidan planeetan oletetun liikkeen todellisen liikeradan välillä. Voi olla vain yksi johtopäätös: on olemassa esine, joka vaikuttaa Uranuksen kiertoradalle. Itse asiassa tämä oli ensimmäinen raportti planeetta Neptunuksesta.
Lähes kymmenen vuoden jälkeen (vuonna 1843) kaksi tutkijaa laski samanaikaisesti, millä kiertoradalla planeetta voisi liikkua, ja pakotti kaasujättiläisen tekemään tilaa. He olivat englantilainen John Adams ja ranskalainen Urbain Jean Joseph Le Verrier. Riippumatta toisistaan, mutta eri tarkkuudella, ne määrittivät kehon polun.
Havaitseminen ja nimeäminen
Neptunuksen löysi yötaiva alta tähtitieteilijä Johann Gottfried Galle, jolle Le Verrier tuli laskelmillaan. Ranskalainen tiedemies, joka myöhemmin jakoi löytäjän kunnian Gallen ja Adamsin kanssa, teki laskelmissa vain asteen virheen. Neptunus esiintyi virallisesti tieteellisissä julkaisuissa 23. syyskuuta 1846.
Aluksi planeetta ehdotettiin nimettäväksi kaksinaamaisen Januksen mukaan, mutta tämä nimitys ei juurtunut. Tähtitieteilijöitä inspiroi enemmän uuden kohteen vertailu merien ja v altamerten kuninkaan kanssa, joka oli yhtä vieras maan taivaanvahvuus kuin ilmeisesti avoin planeetta. Neptunuksen nimeä ehdotti Le Verrier, ja sitä tuki V. Ya. Struve, joka johti Pulkovon observatoriota. Nimi annettiin, jäi vain ymmärtämään, mikä on Neptunuksen ilmakehän koostumus, onko sitä ollenkaan olemassa, mitä sen syvyyksissä piilee jne.
Maahan verrattuna
Avaamisesta on kulunut paljon aikaa. Tänään on noin kahdeksasaurinkokunnan planeetta tiedämme paljon enemmän. Neptunus on paljon suurempi kuin Maa: sen halkaisija on lähes 4 kertaa suurempi ja sen massa on 17 kertaa suurempi. Huomattava etäisyys Auringosta ei jätä epäilystäkään siitä, että myös Neptunuksen sää poikkeaa merkittävästi maapallosta. Täällä ei ole eikä voi olla elämää. Kyse ei ole edes tuulesta tai muista epätavallisista ilmiöistä. Neptunuksen ilmakehä ja pinta ovat lähes samanlaisia. Tämä on tyypillinen piirre kaikille kaasujättiläisille, myös tälle planeetalle.
Kuvitteellinen pinta
Planeetta on tiheydeltään huomattavasti pienempi kuin Maan (1,64 g/cm³), minkä vuoksi sen pinnalle astuminen on vaikeaa. Kyllä, ja sellaisenaan se ei ole. Pinnan taso sovittiin tunnistettaviksi paineen suuruuden perusteella: taipuisa ja melko nestemäinen "kiinteä aine" sijaitsee ilmakehän alemmissa kerroksissa, joissa paine on yhtä baaria, ja itse asiassa, on osa sitä. Kaikki raportit planeetta Neptunuksesta tietyn kokoisena kosmisena kohteena perustuvat tähän jättiläisen kuvitteellisen pinnan määritelmään.
Tätä ominaisuutta silmällä pitäen saadut parametrit ovat seuraavat:
- halkaisija päiväntasaajalla on 49,5 tuhatta km;
- sen koko napojen tasossa on lähes 48,7 tuhatta km.
Näiden ominaisuuksien suhde tekee Neptunuksesta kaukana ympyrän muotoisesta. Se, kuten sininen planeetta, on hieman litistynyt navoista.
Neptunuksen tunnelman koostumus
Planeetta ympäröivä kaasuseos,sisältö on hyvin erilainen kuin maan päällä. Suurin osa on vetyä (80 %), toisella sijalla on helium. Tämä inertti kaasu vaikuttaa merkittävästi Neptunuksen ilmakehän koostumukseen - 19%. Metaania on alle prosentti, myös ammoniakkia löytyy täältä, mutta pieniä määriä.
Kummallista kyllä, yksi prosentti metaanista koostumuksessa vaikuttaa suuresti siihen, millainen ilmakehä Neptunuksella on ja miltä koko kaasujätti näyttää ulkopuolisen tarkkailijan näkökulmasta. Tämä kemiallinen yhdiste muodostaa planeetan pilvet eikä heijasta punaista vastaavia valoa altoja. Tämän seurauksena Neptunus osoittautuu syvän siniseksi avaruusalusten ohitse. Tämä väri on yksi planeetan mysteereistä. Tiedemiehet eivät vielä täysin tiedä, mikä tarkalleen johtaa spektrin punaisen osan absorptioon.
Kaikilla kaasujättiläisillä on ilmapiiri. Se on väri, joka erottaa Neptunuksen niistä. Näiden ominaisuuksien vuoksi sitä kutsutaan jääplaneetaksi. Jäätynyt metaani, joka olemassaolollaan lisää painoarvoa Neptunuksen ja jäävuoren vertailuun, on myös osa planeetan ydintä ympäröivää vaippaa.
Sisäinen rakenne
Avaruusobjektin ydin sisältää rautaa, nikkeliä, magnesiumia ja piiyhdisteitä. Mass altaan ydin on suunnilleen yhtä suuri kuin koko maa. Samaan aikaan, toisin kuin muut sisäisen rakenteen elementit, sen tiheys on kaksi kertaa niin korkea kuin Blue Planetilla.
Ytimen peittää, kuten jo mainittiin, vaippa. Sen koostumus on monella tapaa samanlainen kuin ilmakehän: täälläammoniakkia, metaania, vettä on läsnä. Kerroksen massa on yhtä kuin viisitoista Maan massaa, kun taas se on voimakkaasti kuumennettu (jopa 5000 K). Vaipalla ei ole selkeää rajaa, ja Neptunuksen planeetan ilmapiiri virtaa siihen sujuvasti. Heliumin ja vedyn seos muodostaa rakenteen yläosan. Alkuaineen sujuva muuttuminen toiseksi ja niiden väliset epäselvät rajat ovat ominaisuuksia, jotka ovat tyypillisiä kaikille kaasujättiläisille.
Tutkimusvaikeudet
Päätelmät Neptunuksen rakenteelle tyypillisestä ilmakehästä perustuvat suurelta osin jo saatuihin tietoihin Uranuksesta, Jupiterista ja Saturnuksesta. Planeetan etäisyys Maasta tekee sen tutkimisesta paljon vaikeampaa.
Vuonna 1989 Voyager 2 -avaruusalus lensi lähellä Neptunusta. Tämä oli jääjättiläisen ainoa tapaaminen maallisen sanansaattajan kanssa. Sen hedelmällisyys on kuitenkin ilmeinen: tämä alus toimitti suurimman osan tiedoista Neptunuksesta tieteelle. Erityisesti Voyager 2 löysi suuret ja pienet tummat täplät. Molemmat mustutuneet alueet näkyivät selvästi sinisen ilmakehän taustalla. Toistaiseksi ei ole selvää, mikä näiden muodostumien luonne on, mutta oletetaan, että ne ovat pyörrevirtoja tai sykloneja. Ne ilmestyvät yläilmakehään ja pyyhkäisevät planeetan ympäri suurella nopeudella.
Ikuinen liike
Monet parametrit määräävät ilmakehän läsnäolon. Neptunukselle ei ole ominaista vain sen epätavallinen väri, vaan myös tuulen luoma jatkuva liike. Nopeus, jolla pilvet kiertävät planeetta päiväntasaajan ympärillä, on yli tuhat kilometriä tunnissa. Samalla ne liikkuvat vastakkaiseen suuntaan kuin itse Neptunuksen pyöriminen akselin ympäri. Samaan aikaan planeetta kääntyy vieläkin nopeammin: täydellinen pyöriminen kestää vain 16 tuntia ja 7 minuuttia. Vertailun vuoksi: yksi kierros Auringon ympäri kestää lähes 165 vuotta.
Toinen mysteeri: tuulen nopeus kaasujättiläisten ilmakehässä kasvaa etäisyyden myötä Auringosta ja saavuttaa huippunsa Neptunuksella. Tätä ilmiötä ei ole vielä todistettu, samoin kuin joitain planeetan lämpötilaominaisuuksia.
Lämmönjako
Neptunuksen säälle on ominaista asteittainen lämpötilan muutos korkeudesta riippuen. Se ilmakehän kerros, jossa ehdollinen pinta sijaitsee, vastaa täysin kosmisen kappaleen (jääplaneetan) toista nimeä. Täällä lämpötila laskee lähes -200 asteeseen. Jos siirryt pinnasta korkeammalle, lämpö nousee huomattavasti jopa 475º. Tiedemiehet eivät ole vielä löytäneet arvokasta selitystä tällaisille eroille. Neptunuksella oletetaan olevan sisäinen lämmönlähde. Tällaisen "lämmittimen" pitäisi tuottaa kaksi kertaa enemmän energiaa kuin se tulee planeetalle Auringosta. Tästä lähteestä tuleva lämpö yhdistettynä tähdestämme tänne tulevaan energiaan on luultavasti syy voimakkaisiin tuulihin.
Auringonvalo tai sisäinen "lämmitin" ei kuitenkaan pysty nostamaan lämpötilaa pinnalla niin, että vuodenaikojen vaihtelu tuntuu täällä. Ja vaikka muut ehdot täyttyvätkin, on mahdotonta erottaa talvea kesästä Neptunuksella.
Magnetosfääri
Voyager 2 -tutkimus on auttanut tutkijoita oppimaan paljon Neptunuksen magneettikentästä. Se on hyvin erilainen kuin Maan: lähde ei sijaitse ytimessä, vaan vaipassa, minkä vuoksi planeetan magneettinen akseli on suuresti siirtynyt sen keskustasta.
Yksi kentän tehtävistä on suoja aurinkotuulelta. Neptunuksen magnetosfäärin muoto on erittäin pitkänomainen: suojaviivat planeetan valaistussa osassa sijaitsevat 600 tuhannen kilometrin etäisyydellä pinnasta ja vastakkaisella puolella yli 2 miljoonan kilometrin päässä.
Voyager tallensi kentänvoimakkuuden ja magneettisten viivojen sijainnin epäjohdonmukaisuuden. Tällaisia planeetan ominaisuuksia ei myöskään ole vielä täysin selitetty tieteellä.
sormukset
1800-luvun lopulla, kun tiedemiehet eivät enää etsineet vastausta kysymykseen, onko Neptunuksella ilmakehää, heidän eteensä nousi toinen tehtävä. Oli tarpeen selittää, miksi kahdeksannen planeetan polulla tähdet alkoivat haalistua tarkkailijalle hieman aikaisemmin kuin Neptunus lähestyi niitä.
Ongelma ratkesi vasta lähes vuosisadan kuluttua. Vuonna 1984 voimakkaan kaukoputken avulla pystyttiin tarkastelemaan planeetan kirkkainta rengasta, joka nimettiin myöhemmin yhden Neptunuksen löytäjän John Adamsin mukaan.
Lisätutkimukset paljastivat useita samanlaisia muodostelmia. He sulkivat tähdet planeetan polulla. Nykyään tähtitieteilijät pitävät Neptunuksella kuusi rengasta. Ne sisältävät toisenkin mysteerin. Adamsin rengas koostuu useista kaarista, jotka sijaitsevat joissakinetäisyyttä toisistaan. Syy tähän sijoitukseen on epäselvä. Jotkut tutkijat ovat taipuvaisia ajattelemaan, että yhden Neptunuksen satelliitin, Galatean, gravitaatiokentän voima pitää heidät tässä asennossa. Toiset esittävät painavan vasta-argumentin: sen koko on niin pieni, että se tuskin olisi selvinnyt tehtävästä. Ehkä lähellä on useita tuntemattomia satelliitteja, jotka auttavat Galateaa.
Yleensä planeetan renkaat ovat vaikutukseltaan ja kauneudeltaan huonompia kuin Saturnuksen vastaavat muodostelmat. Viimeistä roolia hieman tylsässä ulkonäössä ei näytä sävellys. Renkaat sisältävät pääasiassa metaanijääpaloja, jotka on päällystetty piiyhdisteillä, jotka imevät hyvin valoa.
Satelliitit
Neptune omistaa (viimeisimpien tietojen mukaan) 13 satelliittia. Suurin osa niistä on pienikokoisia. Vain Tritonilla on erinomaiset parametrit, joka on vain hieman halkaisij altaan pienempi kuin Kuu. Neptunuksen ja Tritonin ilmakehän koostumus on erilainen: satelliitissa on typen ja metaanin seoksen kaasuvaippa. Nämä aineet antavat planeetalle erittäin mielenkiintoisen ilmeen: jäätynyt typpi metaanijään sulkeumien kanssa saa aikaan todellisen värisävyn etelänavan pinnalla: keltaisen ylivuoto yhdistyy valkoiseen ja vaaleanpunaiseen.
Komean Tritonin kohtalo ei kuitenkaan ole niin ruusuinen. Tiedemiehet ennustavat sen törmäävän Neptunukseen ja sen nielaisevan sen. Tämän seurauksena kahdeksas planeetta tulee uuden renkaan omistaja, jonka kirkkaus on verrattavissa Saturnuksen muodostelmiin ja jopa niitä edellä. Muut Neptunuksen satelliitit ovat huomattavasti huonompia kuin Triton, osa niistäsillä ei ole vielä edes nimeä.
Aurinkokunnan kahdeksas planeetta vastaa suurelta osin sen nimeä, jonka valintaan vaikutti myös ilmakehän läsnäolo - Neptunus. Sen koostumus edistää tyypillisen sinisen värin ulkonäköä. Neptunus syöksyy meille käsittämättömän avaruuden halki, kuin merten jumala. Ja samoin kuin v altameren syvyydet, se osa kosmosta, joka alkaa Neptunuksen takaa, pitää paljon salaisuuksia ihmiseltä. Tulevaisuuden tutkijat eivät ole vielä löytäneet niitä.
