НЕПТУН

НЕПТУН

- восьмая по расстоянию от Солнца планета Солнечной системы, относящаяся к группе планет-гигантов. Н. был открыт в 1846 И. Г. Галле (J. G. Gal-lе) но теоретич. предсказаниям её положения, блеска и собств. движения, сделанным У. Ж. Леверье (U. J. Le Verrier) и Дж. К. Адамсом (J. С. Adams) на основе законов небесной механики.

Н. обращается вокруг Солнца по орбите, находящейся на ср. гелиоцентрич. расстоянии 30,058 а. е. (4497 млн. км), имеющей эксцентриситет 0,086 и наклон к плоскости эклиптики 1°46,4'. Ср. скорость движения по орбите 5,4 км/с, один полный оборот (сидерич. период обращения, или нептунианский год) составляет 164,788 земного года, Экваториальный радиус Н. 24800 км (3,88 ), сжатие 1:50 (0,020), объём F = 6,38^.10¹³ км ³ (58 ), масса М =1,0243^.10²⁶ кг (17,2 ). Ср. <плотность 1,64 г/см ³, ускорение силы тяжести на экваторе 11,238 м/с ², вторая космич. скорость 23,585 км/с. Ось вращения Н. отклонена на 29° от нормали к плоскости орбиты. Период осевого вращения, оценённый по данным спектроскопич. измерений и подтверждённый данными космич. аппарата "Вояджер-2", равен 16,1b b 0,08 ч. Направление вращения прямое. Количество солнечной энергии (на ед. поверхности), поступающей к Н., составляет 1,5 Вт/м ² (для Земли 1370 Вт/м ²), интегральное сферич. альбедо 0,31. Эффективная темп-ра, определяемая излучаемой планетой тепловой энергией, составляет 59 К, что значительно больше равновесной (38 К), вычисленной из условия баланса с поступающей солнечной энергией. Это объясняется наличием теплового источника в недрах Нептуна, благодаря чему тепловой поток из недр втрое превышает поглощаемую планетой солнечную радиацию.

Макс. угл. диаметр Н. при его наблюдениях с Земли достигает всего 2,4 ", и детали на диске разрешаются плохо. На телевизионных изображениях, переданных "Вояджером-2", выявлена сложная структура облачного покрова и наличие неоднородностей, обусловленных мощными динамич. процессами в атмосфере. Наиболее характерным вихревым образованием циклонич. типа является Большое тёмное пятно в южном полушарии, но своим размерам и конфигурации напоминающее Большое красное пятно Юпитера. Наблюдается также ряд вихрей меньших размеров, дрейфующих в атмосфере с разными скоростями вдоль широты в направлении, совпадающем с направлением вращения Н.

Атмосфера Н. в целом близка по своим свойствам и хим. составу к атмосфере Урана, но гораздо более динамична. Она в основном состоит из водорода и гелия с относит. содержанием, близким к солнечному. Важной составляющей является метан, относительное содержание к-рого значительно выше, чем на Юпитере и Сатурне. Метаном обусловлен зеленоватый цвет Н., поскольку метан интенсивно поглощает солнечное излучение в красной части спектра, и в отражённом свете преобладают сине-зелёные лучи. Наблюдаемые протяжённые облака Н. в основном состоят из метана. Под ними предполагаются водно-ледяные облака, а в надоблачной атмосфере присутствуют др., более сложные углеводороды.

Низкая ср. плотность Н. свидетельствует о том, что водорода и гелия много и в составе слагающего Н. вещества. Однако содержание водорода на Н. (как и на Уране) в несвязанном состоянии значительно меньше, чем на Юпитере и Сатурне. Водород на Н. в основном входит в состав т. н. ледяной компоненты, к к-рой относят соединения водорода в виде метана, аммиака, воды. Большое содержание метана свидетельствует о существенном (в неск. раз) превышении отношения углерода к водороду по сравнению с их ср. космич. распространённостью. Это можно естественным образом объяснить накоплением углерода в холодных периферийных областях протопланетной туманности, из материала к-рой сформировался Н. Согласно моделям внутр. строения планет-гигантов (см. в ст. Планеты и спутники), на Н. протяжённый слой твёрдого вещества состоит из смеси льдов с тяжёлой (скальной) компонентой, причём скальной компоненты несколько больше, чем ледяной. По существу это массивное ядро, к-рое окружено мантией, состоящей из смеси газов (в основном водорода и гелия) и льдов, а выше неё находится протяжённый слой водяных облаков. Здесь начинается атмосфера. Т. о., твёрдой поверхности в привычном смысле Н. не имеет (как и др. планеты-гиганты). Согласно представляющейся наиб. реальной адиабатич. модели недр Н. (при допущении, что исходный состав элементов соответствует их ср. космич. распространённости, а относит. содержание водорода и гелия в несвязанной форме составляет прибл. 5-8% по массе), темп-pa в центре Н. (12 -14)^.10³ К, а давление 7-8 Мбар. Граница протяжённой ледяной оболочки (ниже газожидкого слоя) начинается при давлении ок. 0,1 Мбар.

Недра Н., вероятно, находятся в состоянии интенсивного конвективного перемешивания. С конвекцией связан продолжающийся в современную эпоху вынос тепла из глубины и поток ИК-излучения. Его источник, видимо, сохраняется с аккреционной стадии эволюции планеты и, возможно, порождён мощными ударными процессами на её завершающем этапе. Отражением конвективного переноса являются наблюдаемые вихревые движения в атмосфере Н., в чём усматривается аналогия с Юпитером.

Н. имеет восемь спутников: к известным до полёта "Вояджера-2" Тритону и Нереиде добавилось ещё шесть. Наибольший интерес представляет Тритон, к-рый принадлежит к числу самых крупных спутников планет: его радиус 1200 км (2/3 лунного). Тритон обращается по орбите, составляющей с плоскостью экватора Н. угол 2,8°, на расстоянии 15,85 радиуса планеты с периодом 5,84 земных суток, причём в обратном направлении (по часовой стрелке, если смотреть с северного полюса мира). Морфология поверхности Тритона, как показали изображения "Вояджера-2", имеет сложный характер, несущий на себе следы вулкано-тектонич. процессов. Не исключено, что эти процессы продолжаются в современную эпоху, свидетелями чего служат сравнительно свежие отложения извергаемого на поверхность из глубины материала. Наиболее вероятно, что таким материалом является азот. Азотные и метановые льды образуют полярные шапки, испытывающие сезонные изменения с периодом в несколько сотен лет, что обусловлено спецификой пространственного расположения Тритона относительно Солнца при совокупном орбитальном движении Тритона и Н.

Нереида - небольшой спутник, его радиус немногим более 100 км. Радиус орбиты Нереиды составляет 249,5 радиуса планеты, плоскость орбиты отклонена от плоскости экватора всего на 0,5°, движение происходит с периодом 358,4 земных суток в прямом направлении. Из вновь открытых "Вояджером-2" спутников наибольший - Протей-имеет размер 400 км, остальные - размером в десятки километров. Все они располагаются внутри орбиты Тритона. Спутники Н., по-видимому, состоят из смеси водяного, метанового и аммиачного льдов и/или соответствующих клатратгидратов. У Н. есть 3 кольца. Их особенностью является неоднородное распределение плотности (вдоль кольца) составляющего их очень тёмного материала.

Лит.: Гребеников Е. А., Рябов Ю. А., Поиски и открытия планет, 2 изд., М., 1984; Жарков В. Н., Внутреннее строение Земли и планет, 2 изд., М., 1983; Маров М. Я., Планеты Солнечной системы, 2 изд., М., 1986; Тейфель В. Г., Уран и Нептун - далекие планеты-гиганты, М., 1982. М. Я. Марав.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.