Здесь, на Земле, год длится примерно 365,25 дней, каждый из которых длится 24 часа. В течение одного года наша планета претерпевает довольно выраженные сезонные изменения. Это произведение нашего орбитального периода, нашего периода вращения и нашего осевого наклона. И когда дело доходит до других планет в нашей Солнечной системе, то же самое верно.
Рассмотрим Нептун. Будучи восьмой и самой далекой от Солнца планетой, Нептун имеет чрезвычайно широкую орбиту и сравнительно медленную орбитальную скорость. В результате год на Нептуне очень длинный, что эквивалентно почти 165 земным годам. В сочетании с экстремальным аксиальным наклоном это также означает, что Нептун испытывает некоторые довольно экстремальные сезонные изменения.
Орбитальный период:
Нептун вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии (большая полуось) в 4504,45 млн. Км (2798,656 млн. Миль; 30,11 а.е.). Из-за его орбитального эксцентриситета (0,009456) это расстояние несколько варьируется: от 4 460 млн. Км (2 771 млн. Миль; 29,81 а.е.) в его ближайшем (перигелии) до 4 540 млн. Км (2 821 млн. Миль; 30,33 а.е.) в самом дальнем (афелий) ).
При средней орбитальной скорости 5,43 км / с Нептуну требуется 164,8 земных года (60,182 земных дня) для завершения одного орбитального периода. Фактически это означает, что год на Нептуне длится около 165 лет здесь, на Земле. Однако, учитывая период вращения 0,6713 земных дней (16 часов 6 минут 36 секунд), год на Нептуне составляет 89 666 солнечных нептунских дней.
Учитывая, что Нептун был открыт в 1846 году, человечество знало о его существовании только 171 год (на момент написания этой статьи). Это означает, что с момента своего открытия планета завершила только один орбитальный период (который закончился в 2010 году) и занимает всего семь лет после второго. Этот орбитальный период будет завершен к 2179 году.
Орбитальный резонанс:
Из-за своего расположения во внешней Солнечной системе орбита Нептуна оказывает глубокое влияние на соседний пояс Койпера. Этот регион, который похож (но значительно больше), чем Главный Пояс Астероидов, состоит из множества маленьких ледяных миров и объектов, которые простираются от орбиты Нептуна (в 30 а.е.) до расстояния около 55 а.е. от Солнца.
Так же, как гравитация Юпитера доминировала над поясом астероидов, влияя на его структуру и время от времени выбивая астероиды и планетоиды во внутреннюю Солнечную систему, гравитация Нептуна доминирует над поясом Койпера. Это привело к появлению зазоров в поясе, пустых областей, где объекты достигли орбитального резонанса с Нептуном.
В этих промежутках объекты имеют резонанс 1: 2, 2: 3 или 3: 4 с Нептуном, что означает, что они завершают одну орбиту Солнца на каждые два, завершенных Нептуном, два на каждые три или три на каждые четыре. Более 200 известных объектов, которые существуют в резонансе 2: 3 (самый густонаселенный), известны как плутино, поскольку Плутон является самым крупным из них.
Хотя Плутон регулярно пересекает орбиту Нептуна, их орбитальный резонанс 2: 3 гарантирует, что они никогда не смогут столкнуться. Иногда гравитация Нептуна также приводит к выбрасыванию ледяных тел из пояса Койпера. Многие из них затем отправляются во Внутреннюю Солнечную систему, где становятся кометами с чрезвычайно длинными орбитальными периодами.
Считается, что крупнейший спутник Нептуна, Тритон, когда-то был объектом пояса Койпера (KBO) - и объектом Транс-Нептуна (TNO) - который был захвачен гравитацией Нептуна. Об этом свидетельствует его ретроградное движение, означающее, что он вращается вокруг планеты в направлении, противоположном другим ее спутникам. Он также имеет ряд троянских объектов, занимающих свои точки Лагранжа L4 и L5. Можно сказать, что эти «троянцы Нептуна» находятся в стабильном 1: 1 орбитальном резонансе с Нептуном.
Сезонные изменения:
Как и другие планеты Солнечной системы, ось Нептуна наклонена к эклиптике Солнца. В случае Нептуна он наклонен на 28,32 ° относительно своей орбиты (тогда как Земля наклонена на 23,5 °). Из-за этого Нептун подвергается сезонным изменениям в течение года, потому что одно из его полушарий будет получать больше солнечного света, чем другое. Но в случае Нептуна один сезон длится целых 40 лет, что делает его очень трудным свидетелем полного цикла.
Хотя большая часть тепла, которое питает атмосферу Нептуна, исходит от внутреннего источника (который в настоящее время неизвестен), исследование, проведенное учеными из Университета Висконсин-Мэдисон и Лаборатории реактивного движения НАСА, показало, что сезонные изменения также обусловлены солнечной радиацией. Это состояло из изучения изображений Нептуна, полученных космическим телескопом Хаббла между 1996 и 2002 годами.
Эти изображения показали, что массивные южные облачные полосы Нептуна становились все шире и ярче в течение шестилетнего периода, что совпало с южным полушарием, начинающим свое 40-летнее лето. Этот растущий облачный покров объясняется увеличением солнечного нагрева, поскольку он, по-видимому, сконцентрирован в южном полушарии и довольно ограничен на экваторе.
Нептун остается планетой тайны во многих отношениях. И все же продолжающиеся наблюдения за планетой выявили некоторые знакомые и утешительные закономерности. Например, хотя его состав сильно отличается и его орбита отодвигает его от Солнца намного дальше Земли, его осевой наклон и период обращения все еще приводят к тому, что его полушария испытывают сезонные изменения.
Приятно знать, что независимо от того, как далеко мы выходим в Солнечную систему, и как бы разные вещи ни казались, некоторые вещи остаются неизменными!
Мы написали много статей о том, сколько лет на солнечных планетах здесь, в журнале «Космос». Вот Орбита Планет. Сколько длится год на других планетах ?, Орбита Земли. Сколько длится год на Земле ?, Орбита Меркурия. Сколько длится год на Меркурии ?, Орбита Венеры. Сколько длится год на Венере ?, Орбита Марса. Сколько длится год на Марсе ?, Орбита Юпитера. Сколько длится год на Юпитере ?, Орбита Сатурна. Как долго длится год на Сатурне ?, Орбита Урана. Сколько длится год на Уране ?, Орбита Плутона. Сколько длится год на Плутоне?
Если вам нужна дополнительная информация о Нептуне, посмотрите новостные выпуски Хабблсайта о Нептуне и вот ссылку на руководство НАСА по исследованию Солнечной системы Нептуна.
Мы записали целый эпизод «Астрономического каста» только о Нептуне. Вы можете послушать это здесь, Эпизод 63: Нептун.
Источники:
- НАСА: исследование Солнечной системы - Нептун
- Википедия-Нептун
- Космические Факты - Факты Нептуна
