Серия «Система Нептуна»

Нептун — наиболее удаленная от Солнца планета Солнечной системы и в силу этого — одна из самых плохо изученных. Однако благодаря космическому аппарату NASA "Вояджер-2", посетившему систему этого ледяного гиганта в конце прошлого века, и наблюдениям с помощью наземных и космических телескопов, мы знаем о Нептуне много удивительного.

Например, несмотря на безмятежный вид, атмосфера Нептуна — самая бурная в Солнечной системе. Скорость ветров здесь может превышать 2 100 километров в час. Для сравнения: самая высокая скорость ветра, когда-либо зарегистрированная на Земле, составляла "всего-то" 408 километров в час. Да даже в атмосфере гигантского Юпитера, который, кажется, должен быть рекордсменом почти во всем, максимальная скорость ветра достигает примерно 1 450 километров в час.

Эта странность Нептуна объясняется тем, что главным источником энергии для его атмосферы служит не Солнце, до которого, между прочим, в среднем 4,5 миллиарда километров, а внутреннее тепло самой планеты. Нептун излучает в космос примерно в 2,6 раза больше энергии, чем получает от нашего светила. Это тепло, поднимаясь из глубин, усиливает конвекцию и разгоняет атмосферные потоки. Дополняют эффект быстрое вращение планеты, особенности структуры и состава газовой оболочки, а также отсутствие твердой поверхности, из-за которой ветер неизбежно терял бы энергию. В результате в разреженных верхних слоях атмосферы формируются мощные струйные течения и вихри, способные разгоняться до рекордных скоростей.

Снимок с тенями

25 августа 1989 года космический аппарат NASA "Вояджер-2" передал на Землю изображение, на котором видны белые перистые облака в верхних слоях атмосферы планеты.

Эти облака, состоящие преимущественно из кристаллов замерзшего метана, протянулись на тысячи километров полосами шириной от 50 до 200 километров. Это впечатляюще крупные образования даже на фоне гигантского Нептуна, средний диаметр которого составляет 49 244 километра (средний диаметр Земли — 12 742 километра).

Особенность этого исторического кадра — в передаче объема. Солнечный свет падает под углом, и облака отбрасывают четкие тени на основной сине-голубой атмосферный слой, расположенный почти на 100 километров ниже.

Почему Нептун синий?

Характерный цвет планеты объясняется присутствием метана в ее атмосфере: он интенсивно поглощает красные и желтые части солнечного спектра, а синий и голубой отражает обратно в космос. Поэтому восьмая планета от Солнца "раскрашена" в холодные сине-голубые оттенки.

Однако Уран, который также содержит метан, выглядит намного бледнее. Это указывает на то, что в атмосфере Нептуна присутствуют дополнительные вещества, усиливающие синий оттенок. Какие именно — пока точно неизвестно.

Единственный визит

"Вояджер-2" по сей день остается единственным космическим аппаратом, посетившим систему Нептуна. Максимальное сближение с ледяным гигантом состоялось 25 августа 1989 года. В тот день зонд пролетел на расстоянии около 5 000 километров от верхних слоев атмосферы и передал данные, обогатившие наши знания о планетах внешней Солнечной системы.

"Вояджер-2" обнаружил Большое темное пятно — гигантский антициклон размером с Землю, который через несколько лет исчез, а также темную кольцевую систему Нептуна и шесть новых спутников.

Затем космический аппарат направился к внешним границам Солнечной системы, чтобы однажды выбраться в межзвездное пространство.

Будущий визит

Нептун остается малоизученным, но NASA рассматривает возможность запуска полноценной миссии, получившей рабочее название Neptune Odyssey. Если ей и будет дан зеленый свет, то запуск произойдет не раньше 2030-х годов.

Пока же ученые довольствуются пересмотром архивных данных "Вояджера-2" и наблюдениями с помощью телескопов, позволяющих фиксировать изменения в атмосфере и изучать механизмы полярных сияний.

Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway

Перед вами удивительное цветное изображение Нептуна, "сшитое" из двух снимков, полученных космическим аппаратом NASA "Вояджер-2" 24 августа 1989 года.

"Вояджер-2" — единственный рукотворный объект, который когда-либо посещал систему самой дальней от Солнца планеты Солнечной системы.

На снимке видны три захватывающих атмосферных образования (подписаны на снимке ниже):

• Большое темное пятно (БТП) — антициклон, напоминающий знаменитое Большое красное пятно Юпитера. Однако в отличие от юпитерианского вихря, существующего столетиями, БТП Нептуна исчезло к 1994 году.

• «Скутер» — белое треугольное облако, получившее свое прозвище за невероятную скорость движения. Оно совершает полный оборот вокруг планеты всего за несколько часов!

• Малое темное пятно (МТП) — циклон в южном полушарии, исчезнувший одновременно с БТП в 1994 году. Ученые предполагают, что между этими образованиями была какая-то связь, но ее природа остается загадкой.

Все эти атмосферные структуры двигались на восток с разной скоростью и редко оказывались так близко друг к другу. Так что "Вояджеру-2" несказанно повезло запечатлеть их вместе.

Следующее свидание с Нептуном запланировано на 2049 год. Это может произойти в рамках миссии NASA Neptune Odyssey, запуск которой намечен на 2031 год.

Миссия Neptune Odyssey может стать настоящим прорывом в изучении системы Нептуна. Ученые планируют детально исследовать атмосферу планеты, изучить ее магнитное поле и внутреннюю структуру, а также проанализировать состав колец и спутников. Особое внимание хотят уделить Тритону — одному из самых загадочных спутников в Солнечной системе, чью поверхность покрывает азотный лед.

Пока же ученым придется еще четверть века довольствоваться крупицами данных, переданных легендарным "Вояджером-2".

Читайте также:

• Ночные светящиеся облака на Марсе.

• Частный космический аппарат Blue Ghost передал потрясающие кадры обратной стороны Луны.

• Спутники Нептуна: Протей.

На окраине Солнечной системы, в царстве вечного холода, скрывается загадочный ледяной мир под названием Тритон.

Этот крупнейший спутник Нептуна хранит множество тайн, и его изучение не только приоткрывает завесу над ранней историей Солнечной системы, но и рассказывает удивительную сагу о небесном теле, прошедшем путь от независимого объекта до спутника.

Знакомство с гигантом

Тритон, открытый английским астрономом Уильямом Ласселом 10 октября 1846 года (всего через 17 дней после обнаружения самого Нептуна), является седьмым по размеру спутником в Солнечной системе.

Его средний диаметр составляет около 2 707 километров, что делает его крупнее карликовой планеты Плутон (средний диаметр около 2 377 километров).

Карликовая планета в плену

Одна из самых интригующих особенностей Тритона — его ретроградная орбита. В отличие от большинства крупных спутников, он вращается вокруг Нептуна в направлении, противоположном вращению планеты. Это необычное поведение, вместе с химическим составом поверхности, очень похожим на состав Плутона, привело ученых к выводу, что Тритон не сформировался вместе с Нептуном, а был "похищен" ледяным гигантом в процессе эволюции Солнечной системы.

Изначально Тритон, вероятно, был одной из крупнейших карликовых планет пояса Койпера — области за орбитой Нептуна, где находятся многочисленные ледяные тела, включая Плутон. Однако какое-то событие вкупе с гравитационным взаимодействием с Нептуном изменило его судьбу, превратив некогда независимое небесное тело в спутник.

Уникальная поверхность

Поверхность Тритона представляет собой удивительный ледяной мир со средней температурой -235 градусов Цельсия. Она состоит преимущественно из азотного льда с вкраплениями водяного и сухого (углекислого) льда. Наиболее загадочной особенностью является так называемый "ландшафт канталупы" или "земля дыни" — область, покрытая множеством тесно расположенных впадин, которая напоминает кожуру дыни.

Активный мир подо льдом

Несмотря на экстремально низкие температуры, Тритон удивительно динамичный объект. На его поверхности обнаружены следы криовулканической активности — извержений жидкого азота и водно-аммиачной смеси. Космический аппарат NASA "Вояджер-2", максимально сблизившийся с Тритоном 25 августа 1989 года, зафиксировал гейзеры, выбрасывающие смесь из азота и темных частиц на высоту до восьми километров. Эти извержения постоянно обновляют поверхность спутника, делая его одним из самых геологически активных тел во внешней Солнечной системе.

Атмосфера в глубоком холоде

Удивительно, но даже при таких низких температурах Тритон обладает атмосферой (хотя и чрезвычайно разреженной), состоящей на 99,9% из азота с примесями метана и угарного газа.

На высоте от одного до трех километров над поверхностью формируются азотные облака, протяженность которых может достигать 100 километров. Атмосферное давление на поверхности составляет всего около 14 микробар — в 70 000 раз меньше земного.

Будущие исследования

После пролета "Вояджера-2" новых космических миссий к Тритону не было. Однако ученые разрабатывают планы будущих исследований этого манящего мира. Особый интерес представляет возможность существования подповерхностного океана, который, благодаря приливному нагреву* со стороны Нептуна, может оставаться жидким несмотря на запредельно низкую температуру поверхности.

*Тритон, вращаясь вокруг Нептуна, постоянно сжимается и растягивается, что делает его ядро достаточно горячими.

Читайте также:

• Ученые нашли способ удешевить миссию к Нептуну.

• 10 интересных фактов о поясе Койпера.

• Самая большая известная комета в Солнечной системе.