في صخب وصخب الأيام ، يتم أحيانًا تقليل عالم الشخص العادي إلى حجم العمل والمنزل. في هذه الأثناء ، إذا نظرت إلى السماء ، يمكنك أن ترى كيف أنها تافهة على مقياس الكون. ربما لهذا السبب يحلم الشباب الرومانسيون بتكريس أنفسهم لغزو الفضاء ودراسة النجوم. لا ينسى العلماء وعلماء الفلك للحظة أنه بالإضافة إلى الأرض بمشاكلها وأفراحها ، هناك العديد من الأشياء الأخرى البعيدة والغامضة. واحد منهم هو كوكب نبتون ، الثامن من حيث المسافة من الشمس ، والذي يتعذر الوصول إليه للمراقبة المباشرة وبالتالي فهو جذاب بشكل مضاعف للباحثين.
كيف بدأ كل شيء
حتى في منتصف القرن التاسع عشر ، كان النظام الشمسي ، وفقًا للعلماء ، يحتوي على سبعة كواكب فقط. تمت دراسة جيران الأرض ، القريب والبعيد ، باستخدام جميع التطورات المتاحة في التكنولوجيا والحوسبة. تم وصف العديد من الخصائص لأول مرة من الناحية النظرية ، وعندها فقط تم العثور على تأكيد عملي. مع حساب مدار أورانوس ، كان الوضع مختلفًا بعض الشيء. توماس جون هاسي ، عالم الفلك واكتشف الكاهن تناقضًا بين المسار الحقيقي لحركة الكوكب المفترضة. يمكن أن يكون هناك استنتاج واحد فقط: هناك جسم يؤثر على مدار أورانوس. في الواقع ، كان هذا أول تقرير لكوكب نبتون.
بعد ما يقرب من عشر سنوات (في عام 1843) ، قام باحثان في نفس الوقت بحساب المدار الذي يمكن أن يتحرك فيه الكوكب ، مما أجبر عملاق الغاز على إفساح المجال. كانا الإنجليزي جون آدامز والفرنسي أوربان جان جوزيف لو فيرييه. بشكل مستقل عن الآخر ، ولكن بدقة مختلفة ، حددوا مسار الجسم.
الكشف والتسمية
تم العثور على نبتون في سماء الليل بواسطة عالم الفلك يوهان جوتفريد جالي ، الذي جاء إليه لو فيرييه بحساباته. العالم الفرنسي ، الذي تقاسم مجد المكتشف فيما بعد مع جالي وآدامز ، أخطأ في الحسابات بدرجة واحدة فقط. ظهر نبتون رسميًا في أوراق علمية في 23 سبتمبر 1846.
في البداية ، تم اقتراح تسمية الكوكب باسم جانوس ذي الوجهين ، لكن هذا التعيين لم يتجذر. كان علماء الفلك أكثر إلهامًا من مقارنة الجسم الجديد بملك البحار والمحيطات ، باعتباره غريبًا عن سماء الأرض مثل الكوكب المفتوح على ما يبدو. تم اقتراح اسم نبتون من قبل Le Verrier وبدعم من V. Ya. Struve ، الذي ترأس مرصد Pulkovo. تم إعطاء الاسم ، ولم يتبق سوى فهم تكوين الغلاف الجوي لنبتون ، وما إذا كان موجودًا على الإطلاق ، وما هو مخفي في أعماقه ، وما إلى ذلك.
مقارنة بالأرض
لقد مر الكثير من الوقت منذ الافتتاح. اليوم حوالي الثامنكوكب النظام الشمسي نحن نعرف أكثر من ذلك بكثير. نبتون أكبر بكثير من الأرض: قطره أكبر بأربعة أضعاف ، وكتلته 17 مرة. لا تترك مسافة كبيرة من الشمس مجالًا للشك في أن الطقس على كوكب نبتون يختلف أيضًا اختلافًا كبيرًا عن الأرض. لا توجد حياة هنا ولا يمكن أن تكون. الأمر لا يتعلق حتى بالرياح أو بعض الظواهر غير العادية. الغلاف الجوي وسطح نبتون تقريبًا نفس الهيكل. هذه سمة مميزة لجميع عمالقة الغاز ، بما في ذلك هذا الكوكب.
سطح خيالي
الكوكب أقل كثافة بكثير من الأرض (1.64 جم / سم مكعب) ، مما يجعل من الصعب الوقوف على سطحه. نعم ، وبالتالي فهي ليست كذلك. تم الاتفاق على تحديد مستوى السطح من خلال حجم الضغط: يوجد "صلب" مرن يشبه السائل إلى حد ما في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي ، حيث يكون الضغط مساويًا لبار واحد ، وفي الواقع ، جزء منه. أي تقرير عن كوكب نبتون كجسم كوني بحجم معين يعتمد على هذا التعريف للسطح التخيلي لعملاق.
المعلمات التي تم الحصول عليها مع وضع هذه الميزة في الاعتبار هي كما يلي:
- القطر بالقرب من خط الاستواء 49.5 ألف كم ؛
- حجمها في مستوي القطبين حوالي 48.7 ألف كم
نسبة هذه الخصائص تجعل نبتون بعيدًا عن دائرة الشكل. إنه ، مثل الكوكب الأزرق ، مسطح إلى حد ما عند القطبين.
تكوين جو نبتون
خليط الغازات التي تغلف الكوكب ،المحتوى مختلف جدًا عن الأرض. الغالبية العظمى من الهيدروجين (80٪) ، والهيليوم في المركز الثاني. يساهم هذا الغاز الخامل بشكل كبير في تكوين الغلاف الجوي لنبتون - 19٪. الميثان أقل من نسبة مئوية ، والأمونيا توجد هنا أيضًا ، ولكن بكميات صغيرة.
ومن الغريب أن نسبة واحد في المائة من الميثان في التركيبة تؤثر بشكل كبير على نوع الغلاف الجوي لنبتون وكيف يبدو العملاق الغازي بأكمله من وجهة نظر مراقب خارجي. يشكل هذا المركب الكيميائي غيوم الكوكب ولا يعكس موجات الضوء المقابلة للأحمر. نتيجة لذلك ، تبين أن نبتون لون أزرق غامق لمرور المركبات الفضائية. هذا اللون هو أحد ألغاز الكوكب. لا يعرف العلماء بعد تمامًا ما الذي يؤدي بالضبط إلى امتصاص الجزء الأحمر من الطيف.
جميع عمالقة الغاز لديها جو. إنه اللون الذي يميز نبتون فيما بينها. بسبب هذه الخصائص ، يطلق عليه كوكب الجليد. الميثان المتجمد ، الذي يضيف وزنا لوجوده إلى مقارنة نبتون بجبل جليدي ، هو أيضًا جزء من الوشاح المحيط بنواة الكوكب.
الهيكل الداخلي
قلب الجسم الفضائي يحتوي على مركبات الحديد والنيكل والمغنيسيوم والسيليكون. من حيث الكتلة ، النواة تساوي الأرض بأكملها تقريبًا. في نفس الوقت ، على عكس العناصر الأخرى للهيكل الداخلي ، فإن لها كثافة أعلى مرتين من كثافة الكوكب الأزرق.
اللب مغطى ، كما ذكرنا سابقًا ، بالعباءة. يشبه تكوينه من نواح كثيرة الغلاف الجوي: هناالأمونيا والميثان والماء موجودة. كتلة الطبقة تساوي خمسة عشر كتلة أرضية ، بينما يتم تسخينها بشدة (حتى 5000 كلفن). الوشاح ليس له حدود واضحة ، ويتدفق الغلاف الجوي لكوكب نبتون بسلاسة. يشكل مزيج الهيليوم والهيدروجين الجزء العلوي من الهيكل. إن التحول السلس لعنصر إلى آخر والحدود غير الواضحة بينهما هي خصائص مميزة لجميع عمالقة الغاز.
صعوبات بحثية
استنتاجات حول الغلاف الجوي لنبتون ، والتي تعتبر نموذجية لهيكلها ، تعتمد بشكل كبير على البيانات التي تم الحصول عليها بالفعل عن أورانوس والمشتري وزحل. إن بُعد الكوكب عن الأرض يجعل دراسته أكثر صعوبة.
في عام 1989 ، حلقت المركبة الفضائية فوييجر 2 بالقرب من نبتون. كان هذا هو الاجتماع الوحيد لعملاق الجليد مع الرسول الأرضي. ومع ذلك ، فإن ثمارها واضح: كانت هذه السفينة هي التي قدمت معظم المعلومات حول نبتون للعلم. على وجه الخصوص ، اكتشفت فوييجر 2 البقع الداكنة الكبيرة والصغيرة. كانت كلتا المنطقتين المسودتين ظاهرتين بوضوح على خلفية الغلاف الجوي الأزرق. حتى الآن ، ليس من الواضح ما هي طبيعة هذه التكوينات ، ولكن يُفترض أنها تيارات إيدي أو أعاصير. تظهر في الغلاف الجوي العلوي وتكتسح الكوكب بسرعة كبيرة.
الحركة الدائمة
العديد من المعلمات تحدد وجود الغلاف الجوي. لا يتميز نبتون بلونه غير العادي فحسب ، بل يتميز أيضًا بالحركة المستمرة التي تخلقها الرياح. السرعة التي تدور بها الغيوم حول الكوكب حول خط الاستواء تتجاوز ألف كيلومتر في الساعة.في نفس الوقت ، يتحركون في الاتجاه المعاكس لدوران نبتون نفسه حول المحور. في الوقت نفسه ، يدور الكوكب بشكل أسرع: يستغرق الدوران الكامل 16 ساعة و 7 دقائق فقط. للمقارنة: ثورة واحدة حول الشمس تستغرق ما يقرب من 165 عامًا.
لغز آخر: سرعة الرياح في الغلاف الجوي للعمالقة الغازية تزداد مع بعد المسافة من الشمس وتصل إلى ذروتها على نبتون. لم يتم إثبات هذه الظاهرة بعد ، وكذلك بعض سمات درجة حرارة الكوكب.
توزيع الحرارة
يتميز الطقس على كوكب نبتون بتغير تدريجي في درجات الحرارة حسب الارتفاع. تلك الطبقة من الغلاف الجوي ، حيث يقع السطح الشرطي ، تتوافق تمامًا مع الاسم الثاني للجسم الكوني (كوكب الجليد). تنخفض درجة الحرارة هنا تقريبًا إلى -200 درجة مئوية. إذا انتقلت من سطح أعلى ، فستكون هناك زيادة ملحوظة في الحرارة تصل إلى 475 درجة. لم يجد العلماء بعد تفسيرًا جيدًا لمثل هذه الاختلافات. من المفترض أن يكون لنبتون مصدر حرارة داخلي. يجب أن ينتج مثل هذا "السخان" ضعف الطاقة التي يولدها الكوكب من الشمس. ربما تكون الحرارة من هذا المصدر ، جنبًا إلى جنب مع الطاقة القادمة من نجمنا ، هي سبب الرياح القوية.
ومع ذلك ، لا ضوء الشمس ولا "المدفأة" الداخلية يمكنها رفع درجة الحرارة على السطح بحيث يمكن الشعور بتغيير الفصول هنا. وعلى الرغم من استيفاء الشروط الأخرى لذلك ، فمن المستحيل التمييز بين الشتاء والصيف على نبتون.
الغلاف المغناطيسي
ساعد بحثVoyager 2 العلماء على تعلم الكثير عن المجال المغناطيسي لنبتون. إنه مختلف تمامًا عن مصدر الأرض: لا يوجد المصدر في اللب ، ولكن في الوشاح ، بسبب إزاحة المحور المغناطيسي للكوكب بشكل كبير عن مركزه.
إحدى وظائف المجال هي الحماية من الرياح الشمسية. شكل الغلاف المغناطيسي لنبتون ممدود للغاية: الخطوط الواقية في ذلك الجزء من الكوكب المضيء تقع على مسافة 600 ألف كيلومتر من السطح ، وعلى الجانب الآخر - أكثر من 2 مليون كيلومتر.
فوييجر سجلت عدم تناسق شدة المجال وموقع الخطوط المغناطيسية. كما أن هذه الخصائص للكوكب لم يتم شرحها بالكامل من خلال العلم.
خواتم
في نهاية القرن التاسع عشر ، عندما لم يعد العلماء يبحثون عن إجابة لسؤال ما إذا كان هناك جو على نبتون ، نشأت مهمة أخرى أمامهم. كان من الضروري شرح لماذا ، على طول مسار الكوكب الثامن ، بدأت النجوم تتلاشى بالنسبة للمراقب في وقت أبكر بقليل من اقتراب نبتون منها.
تم حل المشكلة فقط بعد قرن تقريبًا. في عام 1984 ، بمساعدة تلسكوب قوي ، كان من الممكن النظر في ألمع حلقة على الكوكب ، سميت لاحقًا على اسم أحد مكتشفي نبتون - جون آدامز.
كشف مزيد من البحث عن العديد من التشكيلات المماثلة. هم الذين أغلقوا النجوم على طول مسار الكوكب. اليوم ، يعتبر علماء الفلك أن نبتون له ست حلقات. تحتوي على لغز آخر. تتكون حلقة Adams من عدة أقواس تقع على بعضهاالمسافة من بعضها البعض. سبب هذا التنسيب غير واضح. يميل بعض الباحثين إلى الاعتقاد بأن قوة مجال الجاذبية لأحد أقمار نبتون الصناعية ، جالاتيا ، تبقيهم في هذا الوضع. يقدم البعض الآخر حجة مضادة ثقيلة: حجمها صغير جدًا لدرجة أنها لم تكن قادرة على التعامل مع المهمة. ربما كان هناك العديد من الأقمار الصناعية غير المعروفة في مكان قريب لمساعدة Galatea.
بشكل عام ، حلقات الكوكب هي مشهد أدنى من حيث الانطباع والجمال من تكوينات مماثلة لزحل. ليس الدور الأخير في المظهر الباهت نوعًا ما يلعبه التكوين. تحتوي الحلقات بشكل أساسي على قطع من جليد الميثان المطلي بمركبات السيليكون التي تمتص الضوء جيدًا.
أقمار صناعية
نبتون هو المالك (وفقًا لأحدث البيانات) لـ 13 قمراً صناعياً. معظمها صغير الحجم. يمتلك Triton فقط معلمات بارزة ، والتي يكون قطرها أدنى قليلاً من القمر. يختلف تكوين الغلاف الجوي لنبتون وتريتون: يحتوي القمر الصناعي على غلاف غازي من مزيج من النيتروجين والميثان. تعطي هذه المواد مظهرًا مثيرًا للاهتمام للكوكب: فالنيتروجين المجمد مع شوائب من جليد الميثان يخلق شغبًا حقيقيًا من الألوان على السطح بالقرب من القطب الجنوبي: فيض من اللون الأصفر يتحد مع الأبيض والوردي.
مصير تريتون الوسيم ، في الوقت نفسه ، ليس ورديًا جدًا. يتوقع العلماء أنه سوف يصطدم بنبتون ويبتلعه. نتيجة لذلك ، سيصبح الكوكب الثامن صاحب حلقة جديدة ، يمكن مقارنتها في السطوع بتكوينات زحل وحتى قبلها. الأقمار الصناعية المتبقية من نبتون أدنى بكثير من تريتون ، وبعضهاليس لديها اسم حتى الآن.
يتوافق الكوكب الثامن في النظام الشمسي إلى حد كبير مع اسمه ، والذي تأثر اختياره أيضًا بوجود الغلاف الجوي - نبتون. يساهم تكوينه في ظهور لون أزرق مميز. يندفع نبتون عبر الفضاء غير المفهوم لنا ، مثل إله البحار. وعلى غرار أعماق المحيطات ، فإن ذلك الجزء من الكون الذي يبدأ بعد نبتون يخفي الكثير من الأسرار عن الإنسان. لم يكتشفها علماء المستقبل بعد.
