«Нептун (планета)»

Нептун, восьмая по порядку от Солнца большая планета Солнечной системы, астрономический знак

или . Открыта в 1846. Среднее расстояние до Солнца (большая полуось орбиты) 30.06 а. е., или 4500 млн. км. Эксцентриситет орбиты 0,0086, наклон к плоскости эклиптики 1°46,4'. Полный оборот вокруг Солнца (сидерический период обращения) Н. совершает за 164,79 года со средней скоростью движения по орбите 5,4 км/сек. Выглядит на небе как (недоступная невооружённому глазу) звезда 7,8 звёздной величины с угловым поперечником, изменяющимся от 2,2” до 2,4”. При сильном увеличении имеет вид зеленоватого диска, лишённого всяких деталей. Диаметр Н. превосходит экваториальный диаметр Земли в 3,88 раза и составляет 49 500 км. Сжатие оценивается величиной 1/60. Объём Н. в 57 раз больше объёма Земли. Масса составляет 17,28 массы Земли (1,03×1026 кг), средняя плотность 1,84 г/см3. Ускорение силы тяжести на поверхности Н. около 11 м/сек2 (на 15% больше, чем на Земле), 2-я космическая скорость у поверхности Н. 23 км/сек. Период вращения около оси 15,8 ч. Наклон экватора Н. к плоскости орбиты 29°. Н. имеет два спутника, из которых один, Тритон, открытый в 1846 У. Ласселлом, имеет сравнительно крупные размеры (диаметр около 4000 км) и обратное движение по своей орбите с периодом около 5,9 сут. Второй спутник, Нереида, открытый в 1949 американским астрономом Дж. П. Койпером, представляет собой маленькое тело (диаметром 300 км), обращающееся вокруг планеты с периодом около года (360 сут).

Н. получает очень мало света и тепла от Солнца вследствие большой отдалённости от него, а также потому, что атмосфера Н. рассеивает в пространство до 83% падающего на него излучения. В спектре Н. наблюдаются сильные полосы поглощения метана (CH4), особенно интенсивные в красной области, из-за чего Н. имеет зеленоватый цвет. Равновесная температура Н. равна ‒220 °С. Радиоизмерения дают около ‒160°; эта температура относится, по-видимому, к подоблачному слою и указывает на наличие собственного тепла у планеты. В спектре Н. обнаружены также признаки молекулярного водорода Н, однако, преобладающим элементом в атмосфере и недрах Н. является, вероятно, гелий, на что указывает также сравнительно высокая средняя плотность планеты.

Открытие Р. ‒ одно из замечательнейших достижений астрономии. Уже через два года после открытия планеты Уран, в 1783, А. И. Лексель, изучивший его движение и впервые вычисливший элементы орбиты этого светила, высказал предположение, что обнаруживающиеся неправильности в движении Урана вызываются притяжением неизвестной ещё планеты, обращающейся на более далёком расстоянии от Солнца. Поисками такой планеты в конце 1-й половины 19 в. занялись Дж. Адамс и У. Леверье, которые шли аналогичными путями совершенно независимо друг от друга. В сентябре 1845 Адаме сообщил результаты своих вычислений, содержащие все элементы орбиты и положение планеты на небе, директору Гринвичской обсерватории Дж. Эри, который ознакомился с работой Адамса только спустя 9 месяцев после её получения и не организовал своевременно поисков неизвестной планеты. Примерно в это же время Леверье вычислил элементы орбиты новой планеты и её место на небе, о чём и сообщил 18 сентября 1846 в Берлинскую астрономическую обсерваторию. Планета была обнаружена И. Галле в первый же вечер после получения письма, 23 сентября 1846; она находилась всего в 52' от предвычисленного места.

Лит. см. при ст. Планеты.

Д. Я. Мартынов.

НЕПТУН (планета)

НЕПТУ́Н (астрологический знак J), планета, среднее расстояние от Солнца 30,06 а. е. (4500 млн. км), период обращения 164,8 года, период вращения 17,8 ч, экваториальный диаметр 49 500 км, масса 1,03^.10²⁶ кг, состав атмосферы: CH₄, H₂, Нe. Нептун имеет 6 спутников. Открыт в 1846 И. Галле по теоретическим предсказаниям У. Ж. Леверье и Дж. К. Адамса. Удаленность Нептуна от Земли существенно ограничивает возможности его исследования.

* * *

НЕПТУ́Н, восьмая от Солнца большая планета Солнечной системы(см. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА), относится к планетам-гигантам.

Некоторые параметры планеты

Нептун движется вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой (эксцентриситет(см. ЭКСЦЕНТРИСИТЕТ (в геометрии)) — 0,009), орбите; его среднее расстояние от Солнца в 30,058 раз больше, чем у Земли, что составляет примерно 4500 млн. км. Это значит, что свет от Солнца доходит до Нептуна немногим более чем за 4 часа. Продолжительность года, то есть время одного полного оборота вокруг Солнца 164,8 земных лет. Экваториальный радиус планеты 24750 км, что почти в четыре раза превосходит радиус Земли, притом собственное вращение настолько быстрое, что сутки на Нептуне длятся всего 17,8 часов. Хотя средняя плотность Нептуна, равная 1,67 г/см³, почти втрое меньше земной, его масса из-за больших размеров планеты в 17,2 раза больше, чем у Земли. Нептун выглядит на небе как звезда 7,8 звездной величины (недоступна невооруженному глазу); при сильном увеличении имеет вид зеленоватого диска, лишенного каких-либо деталей.

Нептун обладает магнитным полем, напряженность которого на полюсах примерно вдвое больше, чем на Земле.

Эффективная температура поверхностных областей — ок. 38 К, но по мере приближения к центру планеты она возрастает до (12—14)·10³ К при давлении 7—8 мегабар.

Состав и внутреннее строение. Спутники Нептуна

Из всех элементов на Нептуне преобладают водород и гелий примерно в таком же соотношении, как и на Солнце: на один атом гелия приходится около 20 атомов водорода. В несвязанном состоянии водорода на Нептуне значительно меньше, чем на Юпитере(см. ЮПИТЕР (планета)) и Сатурне(см. САТУРН (планета)). Присутствуют и другие элементы, в основном легкие. На Нептуне, как и на других планетах-гигантах, произошла многослойная дифференциация вещества, в процессе которой образовалась протяженная ледяная оболочка как на Уране(см. УРАН (планета)). По теоретическим оценкам, имеется и мантия, и ядро. Масса ядра вместе с ледяной оболочкой согласно расчетным моделям может достигать 90% всей массы планеты.

Около Нептуна движутся 6 спутников. Самый крупный из них — Тритон(см. ТРИТОН (спутник Нептуна)) — имеет радиус 1600 км, что немногим (на 138 км) меньше радиуса Луны(см. ЛУНА (спутник Земли)), хотя масса его на порядок меньше. Второй по величине спутник, Нереида(см. НЕРЕИДА), значительно меньших размеров (радиус 100 км) и в 20000 раз меньше по массе, чем Луна.

История открытия

После того, как в 1781 У. Гершель(см. ГЕРШЕЛЬ) открыл Уран и рассчитал параметры его орбиты, довольно скоро обнаружились загадочные аномалии в движении этой планеты — оно то «отставало» от расчетного, то опережало его.

В 1832 в отчете Британской Ассоциации развития науки Дж. Эри(см. ЭРИ Джордж Бидделл), впоследствии ставший королевским астрономом, отмечал, что за 11 лет ошибка в положении Урана достигла почти полминуты дуги. Вскоре после опубликования отчета Эри получил от британского астронома-любителя, преподобного доктора Хассея, письмо, в котором выдвигалось предположение, что эти аномалии обусловлены воздействием пока еще неоткрытой «заурановой» планеты. По-видимому, это было первым предложением искать «возмущающую» планету. Эри не одобрил идею Хассея, и поиски не были начаты.

А еще за год до этого талантливый молодой студент Дж. К. Адамс(см. АДАМС Джон Кауч) отметил в своих записях: «В начале этой недели появилась мысль заняться сразу же после получения степени исследованием аномалий в движении Урана, которые до сих пор не объяснены. Надо найти, могут ли они быть обусловлены влиянием находящейся за ним неоткрытой планеты и, если возможно, определить хотя бы приблизительно элементы ее орбиты, что может привести к ее открытию».

Адамс получил возможность приступить к решению этой задачи только через два года, и к октябрю 1843 предварительные вычисления были закончены. Адамс решил показать их Эри, однако встретиться с королевским астрономом ему не удалось. Адамсу оставалось лишь вернуться в Кембридж, оставив для Эри результаты проведенных расчетов. По непонятным причинам Эри отреагировал на работу Адамса отрицательно, ценой чего явилась потеря Англией приоритета в открытии новой планеты.

Независимо от Адамса над проблемой заурановой планеты работал во Франции У. Ж. Леверье(см. ЛЕВЕРЬЕ Урбен Жан Жозеф). 10 ноября 1845 он представил Французской АН результаты своего теоретического анализа движения Урана, заметив в заключение о расхождении между данными наблюдений и расчетов: «Это можно объяснить воздействием внешнего фактора, который я оценю во втором трактате». Такие оценки были проведены в первой половине 1846. Успеху дела помогло предположение, что искомая планета движется, в соответствии с эмпирическим —Тициуса Боде правилом(см. ТИЦИУСА-БОДЕ ПРАВИЛО), по орбите, радиус которой равен утроенному радиусу орбиты Урана, и что орбита имеет очень малый наклон к плоскости эклиптики(см. ЭКЛИПТИКА). Леверье выступил с указанием, где следует искать новую планету.

Получив второй трактат Леверье, Эри обратил внимание на очень близкое совпадение результатов исследований Адамса и Леверье, относящихся к движению предполагаемой планеты, возмущающей движение Урана, и даже подчеркнул это на специальном заседании Совета инспекторов Гринвича. Но он, как и ранее, не торопился начать поиски и стал хлопотать о них только в июле 1846, поняв, какое негодование может вызвать впоследствии его пассивность.

Тем временем Леверье 31 августа 1846 закончил еще одно исследование, в котором была получена окончательная система элементов орбиты искомой планеты и указано ее место на небе. Но во Франции, как и в Англии, астрономы все не приступали к поискам, и 18 сентября Леверье обратился к И. Галле(см. ГАЛЛЕ Иоганн Готфрид), ассистенту Берлинской обсерватории, который, получив разрешение директора обсерватории, 23 сентября вместе со студентом Д"Арре начал поиски. В первый же вечер планета была обнаружена, она находилась всего в 52" от предполагаемого места.

Весть об открытии планеты «на кончике пера», что явилось одним из ярчайших триумфов небесной механики, вскоре облетела весь научный мир. По установившейся традиции планета получила название Нептун в честь античного бога.

Около года между Францией и Англией шла борьба за приоритет открытия, к которой, как это часто бывает, сами герои непосредственного отношения не имели. В частности, между Адамсом и Леверье установилось полное взаимопонимание, и они оставались друзьями до конца жизни.