Наша Солнечная Система - это увлекательное место. Между его восемью планетами и множеством планет-карликов существуют серьезные различия с точки зрения орбиты, состава и температуры. В то время как условия во внутренней Солнечной системе, где планеты имеют земную природу, могут довольно сильно нагреваться, планеты, которые вращаются за линией замерзания, - где достаточно холодно, чтобы летучие вещества (например, вода, аммиак, метан, CO и CO²) конденсировались в твердые вещества - может сильно похолодеть!
Именно в этой среде мы находим Нептун, самую дальнюю (и, следовательно, самую холодную) планету Солнечной системы. В то время как у этого газового / ледяного гиганта нет «поверхности», о которой можно было бы говорить, проводились наземные исследования и мухы, которые сумели получить точные измерения температуры в верхних слоях атмосферы планеты. В целом, планета испытывает температуры, которые варьируются от приблизительно 55 К (-218 ° C; -360 ° F) до 72 К (-200 ° C; -328 ° F), что делает ее самой холодной планетой в Солнечной системе.
Орбитальные характеристики:
Из всех планет Солнечной системы Нептун вращается вокруг Солнца на наибольшем среднем расстоянии. С очень незначительным эксцентриситетом (0,0086) он вращается вокруг Солнца на большой полуоси приблизительно 30,11 AU (4 504 450 000 000 км), в диапазоне от 29,81 AU (4,459 x 10).9 км) в перигелии и 30,33 а.е. (4,537 х 109 км) на афелии.
Нептуну требуется 16 часов 6 минут и 36 секунд (0,6713 дней) для завершения одного звездного вращения и 164,8 земных года для завершения одной орбиты вокруг Солнца. Это означает, что один день длится 67% на Нептуне, тогда как год эквивалентен примерно 60 190 земным дням (или 89 666 нептуновским дням).
Поскольку осевой наклон Нептуна (28,32 °) аналогичен наклону Земли (~ 23 °) и Марса (~ 25 °), планета испытывает аналогичные сезонные изменения. В сочетании с длительным периодом обращения это означает, что времена года длятся сорок земных лет. Кроме того, осевой наклон планет также приводит к колебаниям продолжительности его дня, а также к изменениям температуры между северным и южным полушариями (см. Ниже).
Температура поверхности
Из-за их состава, определение температуры поверхности на газовых или ледяных гигантах (по сравнению с земными планетами или лунами) технически невозможно. В результате астрономы полагаются на измерения, полученные на высотах, где атмосферное давление равно 1 бар (или 100 кило Паскалей), что эквивалентно давлению воздуха здесь, на Земле, на уровне моря.
Именно здесь, на Нептуне, чуть ниже облаков верхнего уровня, давление достигает от 1 до 5 бар (100 - 500 кПа). Также на этом уровне температура достигает своего рекордно высокого уровня в 72 К (-201,15 ° C; -330 ° F). При этой температуре условия являются подходящими для конденсации метана, и, как полагают, образуются облака аммиака и сероводорода (что и дает Нептуну его характерно темно-голубой цвет).
Но, как и у всех газовых и ледяных гигантов, температура на Нептуне зависит от глубины и давления. Короче говоря, чем глубже человек погружается в Нептун, тем горячее он становится. По своей сути, Нептун достигает температуры до 7273 К (7000 ° C; 12632 ° F), что сопоставимо с поверхностью Солнца. Огромные перепады температур между центром Нептуна и его поверхностью создают огромные штормовые ветра, которые могут достигать 2100 км / час, что делает их самыми быстрыми в Солнечной системе.
Температурные аномалии и вариации:
В то время как Нептун усредняет самые низкие температуры в Солнечной системе, странная аномалия - это южный полюс планеты. Здесь на 10 градусов К теплее, чем на остальной планете. Эта «горячая точка» возникает из-за того, что южный полюс Нептуна в настоящее время подвергается воздействию Солнца. Пока Нептун продолжает свое путешествие вокруг Солнца, положение полюсов изменится. Тогда северный полюс станет теплее, а южный полюс остынет.
Более разнообразная погода Нептуна по сравнению с Ураном частично объясняется его более высоким внутренним нагревом, что особенно озадачивает ученых. Несмотря на то, что Нептун расположен на 50% дальше от Солнца, чем Уран, и получает только 40% своего солнечного света, температуры поверхности двух планет примерно равны.
Глубже внутри слоев газа температура неуклонно растет. Это согласуется с Ураном, но, как ни странно, расхождение больше. Уран излучает только в 1,1 раза больше энергии, чем получает от Солнца, тогда как Нептун излучает примерно в 2,61 раза больше. Нептун является самой далекой планетой от Солнца, но его внутренней энергии достаточно, чтобы управлять самыми быстрыми планетными ветрами, которые можно увидеть в Солнечной системе. Механизм для этого остается неизвестным.
И хотя было зафиксировано, что температура на Плутоне понижается до 33 К (-240 ° C; -400 ° F), статус Плутона как карликовой планеты означает, что он больше не относится к тому же классу, что и другие. Таким образом, Нептун остается самой холодной планетой из восьми.
Мы написали много статей о Нептуне здесь, в журнале Space. Вот Газовый (и ледяной) гигант Нептун, Какая поверхность Нептуна похожа? 10 интересных фактов о Нептуне и Кольца Нептуна.
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.
