Состав атмосфера нептуна

Атмосфера Нептуна

Нептун является восьмой по отдалённости и самой дальней планетой Солнечной системы. По диаметру он занимает почётное четвёртое место, а по массе – третье. Внимания заслуживает и атмосфера Нептуна. Своё название космическое тело получило в честь римского бога морей. Дата обнаружения – 23 сентября 1846 года. Именно математические расчёты помогли в проведении этого открытия.

Особенности и состав

Атмосфера Нептуна по составу и структуре схожа с атмосферой всех относительно крупных планет. В ней присутствуют следующие вещества:

  • гелий;
  • водород;
  • отложения льда;
  • метан (создаёт ощущение дымки синего цвета);
  • аммиак.

На относительно больших высотах атмосфера Нептуна состоит из таких распространённых веществ, как водород (80%) и гелий (19%). В незначительном количестве имеется метан, способный впитывать волны. По цвету планета значительно ярче, чем Уран, и в причинах, провоцирующих это различие, специалисты разобраться не успели.

Атмосфера Нептуна

Формирование облаков происходит в точке незначительного давления, что способствует конденсации метана. В нижней атмосферной части наблюдается снижение температуры, которая плавно и постепенно приближается к нулю. Это способствует созданию водного облачного покрова. Слой разделён на несколько линий, в которых наблюдается разгон ветров до 2 400 км/ч. Присутствует также крупное тёмное пятно.

Области

Состав атмосферы Нептуна условно подразделяется на 2 области, которые и формируют её базу.

  1. Низкая (тропосфера). Здесь происходит снижение температуры по мере набора высоты.
  2. Высокая (стратосфера). В этом случае температурный режим по мере подъёма, наоборот, повышается.

В качестве границы между данными слоями выступает тропопауза, показатель давления которой равен 0,1 бар. После стратосферы по мере изменения давления следует термосфера. Далее наблюдается плавный и постепенный переход термосферы в экзосферу.
Составленная модель тропосферы способствует убеждению в том, что исходя из высоты, в составе присутствуют облака переменных составов. Что касается облачности верхнего уровня, она располагается в области давления меньше 1 бара, где метан подвергается конденсации.

Внутреннее строение Нептуна:
1. Верхняя атмосфера, верхние облака
2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана
3. Мантия, состоящая из водяного, аммиачного и метанового льда
4. Каменно-ледяное ядро

Облачность

При уровне давления, равном 1-5 бар, происходит создание аммиачных облаков и сероводородных сгустков. Когда оно повышается, в составе может наблюдаться аммиак, сульфид аммония, сероводород, вода. При погружении вглубь, когда давление достигает отметки 50 бар, есть вероятность существования облаков из водяного льда, температура при этом нулевая.

Состав атмосферы Нептуна подразумевает существование высотных облаков, которые можно было обнаружить по теням, отбрасываемым на слой непрозрачного типа. В этой же области наблюдается выделение так называемых полос облаков, которые фигурируют на постоянной широте. На термосфере планеты наблюдается высокая температура, составляющая 750 К.
Таким образом, атмосферный состав планеты до сих пор до конца не изучен.

Какая атмосфера у Нептуна

Атмосфера Нептуна – это, по большей части, водород и гелий с небольшой примесью метана (1 %). Синий цвет Нептуна является результатом поглощения красного света в атмосфере этим газом – как и на Уране.
Химический состав атмосферы Нептуна
На Нептуне наблюдаются сильнейшие ветры, параллельные экватору планеты, большие бури и вихри. На планете самые быстрые в Солнечной системе ветры, достигающие 700 км/час. Ветры дуют на Нептуне в западном направлении, против вращения планеты. Замечено, что у планет-гигантов скорость потоков и течений в их атмосферах увеличивается с расстоянием от Солнца. Эта закономерность не имеет пока никакого объяснения.
Метановые облака в северу от экватора вблизи терминатора. Хорошо заметны тени, которые они отбрасывают на основной облачный слой.
Одним их первых открытий «Вояджера-2» было Большое Темное Пятно в южном полушарии, размером с Землю. Ветры Нептуна несли Большое Темное Пятно к западу со скоростью 300 м/с. Время кругооборота вещества в нем – 16 дней. «Вояджер-2» также видел меньшее темное пятно в южном полушарии и небольшое непостоянное белое облако. Оно может быть потоком, восходящим от нижних слоев атмосферы к верхним, но истинная природа его остается тайной. Наблюдения на космическом телескопе им. Хаббла в 1994 году показали: Большое Темное Пятно исчезло! Оно или просто рассеялось, или было закрыто чем-то в атмосфере. А несколько месяцев спустя космический телескоп им. Хаббла вторично обнаружил новое темное Пятно в северном полушарии Нептуна. Это указывает на то, что атмосфера Нептуна изменяется очень быстро.

Есть ли у Нептуна поверхность?

Структура Нептуна, согласно данным НАСА. Авторы и пава: NASA.

Являясь газовым гигантом (или ледяным гигантом), Нептун не имеет твёрдой поверхности. Как известно, сине-зелёный диск, который мы все видели на фотографиях НАСА не является поверхностью планеты. То, что мы видим на самом деле является вершинами очень глубоких газовых облаков и, если бы человек попытался бы стать на одну из таких вершин он бы просто начал падать сквозь газовые слои планеты. Во время этого падения, он ощущал бы непрерывное повышение температуры и давления, пока наконец не добрался бы до “твёрдой” сердцевины. Это и будет поверхность, которая (как и в случае с другими газовыми гигантами) в астрономии определяется, как точка в атмосфере, где давление достигает величины в один бар. Поверхность Нептуна является одним из наиболее активных и динамичных мест во всей нашей Солнечной системе.

Средний радиус планеты составляет 24 622 ± 19 километров, что делает Нептун четвёртой по величине планетой в Солнечной системе. Но с массой в 1,0243*1026 килограмм – что примерно в 17 раз больше, чем масса Земли – это третья по массе планета в нашей системе. Из-за меньшего размера и более высоких концентраций летучих веществ по отношению к Юпитеру и Сатурну, Нептун (подобно Урану) часто называют ледяным гигантом – один из подклассов гигантских газовых планет.

Как и в случае с Ураном, поглощение красного света метаном, находящимся в атмосфере, приводит к тому, что Нептун имеет голубой оттенок. Поскольку количество метана в атмосфере Нептуна почти аналогично этому параметру в атмосфере Урана, там, вероятно, имеется какой-то неизвестный компонент, который ответственен за более яркую окраску Нептуна.

В атмосфере Нептуна можно выделить две основные области: тропосфера, где температура уменьшается с высотой; и стратосфера, где температура растёт с высотой. В тропосфере давление находится в диапазоне от одного до пяти бар (100 и 500 кПа), следовательно, “поверхность” Нептуна располагается в пределах этой области. Поэтому можно сказать, что “поверхность” Нептуна состоит на 80% из водорода и на 19% из гелия. Верхний слой атмосферы пронизан движущимися полосами облаков, имеющими различный состав, в зависимости от высоты и давления. На верхнем уровне, температуры пригодны для того чтобы метан мог конденсироваться, облака тут состоят из аммиака, сульфида аммония, сероводорода и воды.

Изображение Нептуна слева было получено во время тестирования адаптивной оптики прибора MUSE, установленного на VLT. Изображение справа – передано космическим телескопом “Хаббл”. Обратите внимание, что оба изображения были получены в разное время. Авторы и права: ESO / P. Weilbacher, AIP / NASA / ESA / MH Wong & J. Tollefson, UC Berkeley.

На более низких уровнях, как считается, также могут существовать облака из аммиака и сероводорода. В нижних областях тропосферы, где давление составляет около 50 бар (5 МПа) и температура – 273 К (0 °C) должны располагаться облака, состоящие из водяного льда.

Поскольку Нептун не является твёрдым телом, его атмосфера претерпевает дифференциальное вращение. Так экваториальная зона вращается с периодом около 18 часов, а период вращения полярных областей не превышает 12 часов. Такое дифференциальное вращение выражено наиболее ярко, чем у любой другой планеты в Солнечной системе, и оно приводит к наличию очень сильных ветров и штормов. Три наиболее впечатляющих из них были замечены в 1989 году космическим зондом “Вояджер 2”. Наиболее крупный шторм достигал 13 000 километров в длину и 6600 километров в ширину, что сопоставимо с размерами Большого Красного Пятна на Юпитере. К сожалению, известный как Большое Тёмное Пятно, этот шторм не был замечен пять лет спустя, когда исследователи искали его при помощи космического телескопа “Хаббла”.

По причинам, которые до сих пор не известны астрономам, Нептун необычайно горяч. Несмотря на то, что эта планета находится гораздо дальше от Солнца, чем Уран и получает на 40% меньше солнечного света, температура у его поверхности примерно равна температуре Урана. На самом деле, Нептун излучает в 2,6 раза больше энергии, чем он принимает её от Солнца.

Такое большое количество внутреннего тепла, граничащего с холодом космического пространства, создаёт огромную разницу температур. И это вызывает появление сверхбыстрых ветров на Нептуне. Максимальная скорость ветра на Юпитере может достигать 500 км/час. Это в два раза превышает скорость самых сильных ураганов на Земле. Но это ничто по сравнению с Нептуном. Астрономы подсчитали, что ветры на Нептуне могут достигать 2100 км/час.

Глубоко внутри Нептун, все же может иметь действительно твёрдую поверхность, но температура в этой области будет составлять тысячи градусов, а этого достаточно, чтобы расплавить камень. Таким образом, не представляется возможным стоять на “поверхности” Нептуна, не говоря уже о том, чтобы ходить по нему.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *