Галактики — надзвичайно далекі об'єкти

Склад і внутрішня будова

 

Подібно до інших планет-гігантів, Атмосфера планети Урана складається в  основному з водню, гелію та метану, хоча їхні частки дещо нижчі в порівнянні з Юпітером і Сатурном.

Теоретична модель будови Урана така: його поверхневий шар  є газорідкою оболонкою, під якою знаходиться крижана мантія (суміш водяного й аміачного льоду), а ще глибше — ядро з твердихпорід. Маса мантії та ядра становить приблизно 85-90% усієї маси Урана. Зона твердої речовини сягає 3/4 радіуса планети.

Температура в центрі Урана —  близько 10 000 °C, тиск 7-8 млн атмосфер. На межі ядра тиск приблизно на два порядки нижчий.

Ефективна температура, визначена  за тепловим випромінюванням з  поверхні планети, становить близько 55 К.

.

Супутники Урана

 

Уран має 27 супутників та систему кілець. Всі супутники отримали назви  на честь персонажів творів Вільяма  Шекспіра таАлександра Поупа. Перші два супутники — Титанію і Оберон — 1787 року відкрив Вільям Гершель. Ще два сферичні супутники (Аріель та Умбріель) були відкриті 1851 року Вільямом Ласселом. 1948 року Джерард Койпер відкрив Міранду. Останні супутники були відкриті після 1985 р., під час місії «Вояджера-2», або за допомогою вдосконалених наземних телескопів.

Супутники Урана можна  поділити на три групи:

тринадцять внутрішніх,

п'ять великих

дев'ять нерегулярних супутників.

Внутрішні супутники —  невеликі, темні об'єкти, схожі за характеристиками та походженням на кільця планети.

П'ять великих супутників досить масивні, щоб гідростатична рівновага  надала їм сфероїдальної форми. На чотирьох з них помічено ознаки внутрішньої  і зовнішньої активності, такі як формуванняканьйонів і гіпотетичний вулканізм на поверхні. Найбільший з них, Титанія, має в діаметрі 1578 км і є восьмим за величиною супутником у Сонячній системі. Її маса у 20 разів менша земногоМісяця.

Нерегулярні супутники Урана  мають еліптичні і дуже нахилені (здебільшого ретроградні) орбіти на великій відстані від планети.

Супутники Урана

 

Головні супутники Урана  в порядку зростання відстані, зліва праворуч:Міранда, Аріель, Умбріель, Титанія, Оберон (фотографії Вояжера-2).

Нептун

 

Нептун — восьма за віддаленістю від Сонця, четверта за розміром і  третя за масою планета Сонячної системи, що належить до планет-гігантів. Її орбіта перетинається з орбітою Плутона в деяких місцях. Також орбіту Нептуна перетинає комета Галлея. Нептун є четвертою за діаметром і третьою за масою планетою у Сонячній системі. Маса Нептуна у 17,2 рази, а діаметр екватора у 3,9 рази більший за Землю. Планета названа на честь римського бога морів. Його астрономічний символ  — стилізована версія тризубця Нептуна.

 

Нептун був відкритий 23 вересня 1846 року, і став першою планетою, яка була відкрита завдяки математичним розрахункам, а не шляхом регулярних спостережень. Припущення про наявність планети  були пов'язані з непередбаченими  змінами в орбіті Урану, гравітаційні сили якої могли призвести до появи  цих відхилень. Згодом Нептун був  знайдений у межах розрахованого  розташування. Повз Нептун пролітав тільки один космічний апарат — «Вояджером-2», який пролетів поблизу планети 25 серпня 1989 року.

Параметри планети

 

Нептун рухається навколо  Сонця еліптичною, близькою до кругової орбітою (ексцентриситет 0,009); його середня  відстань від Сонця у 30 разів більша, ніж у Землі, і становить приблизно 4497 млн км. Це значить, що світло від Сонця доходить до Нептуна трохи більше 4 годин. Тривалість «нептуніанського року», тобто час одного повного оберту навколо Сонця — 164,8 земних років. Екваторіальний діаметр планети 49 500 км, що майже вчетверо перевищує діаметр Землі, до того ж власне обертання настільки швидке, що доба на Нептуні триває всього 16 годин. Хоча середня густина Нептуна  
(1,66 г/см³) майже втроє менша земної, його маса (через великі розміри планети) в 17,23 рази більша, ніж у Землі. Нептун виглядає на небі як зірка 7,8 зоряної величини; при сильному збільшенні він має вигляд зеленуватого диска, позбавленого будь-яких деталей.

Нептун має магнітне поле, напруженість якого  на полюсах приблизно вдвічі більша, ніж на Землі.

Ефективна температура поверхні планети становить близько 38 К. У центрі ядра Нептуна температура  досягає 7000 К за тиску 7-8 мегабар.

    Хімічний склад,  
фізичні умови і будова

 

Нептун має хімічний склад, мабуть, подібний до Урану: різноманітні «льоди» або затверділі гази, які  містять близько 15 % водню і  невелику кількість гелію. Як і Уран, і на відміну від Юпітера із Сатурном, Нептун, можливо, не має чіткого  внутрішнього розшарування. Але найбільш вірогідно, що у нього є невелике тверде ядро (рівне по масі Землі)[Джерело?]. Атмосфера Нептуна — це, здебільшого, водень ігелій з невеликою домішкою метану: синій колір Нептуна є результатом поглинання цим газом червоного світла в атмосфері, як на Урані. В атмосфері Нептуна було виявлено явища, схожі з земними полярними сяйвами.

Подібно до типових газових  планет, Нептун відомий сильними бурями і вихорами, швидкими вітрами, що дмуть  на обмежених смугах, поряд з екватором. На Нептуні найшвидші вітри в  Сонячній системі, вони розганяються до 1000 км/год. Вітри дмуть на Нептуні  в західному напрямку, проти обертання  планети. У низьких широтах вітер  дме паралельно екватору у зворотному напрямку, його швидкість становить  близько 100 м/сек. Слід зауважити, що в  планет-гігантів швидкість потоків  і плинів у їхніх атмосферах збільшується з відстанню від Сонця. Ця закономірність поки що не має пояснення. На знімках можна побачити хмари в атмосфері Нептуна. Подібно до Юпітера і Сатурна, Нептун має внутрішнє джерело тепла — він випромінює більш ніж удвічі енергії, ніж одержує від Сонця. Таке інтенсивне інфрачервоне випромінювання свідчить про нагрівання, імовірно спричинене гравітаційним стисненням планети.

 

Будова Нептуна: 
1. Верхня атмосфера і шар хмар. 
2. Атмосфера (водень, гелій, метан) 
3. Мантія (водяний, аміачний, метановий лід) 
4. Кам'яне ядро

Атмосфера

 

Атмосфера Нептуна складається  з водню (приблизно 67 %), гелію (31 %) і метану (2 %). Крім цих основних компонентів, вона містить також  незначні домішки речовин, що є результатом  фотолізу метану:ацетилен ,  
діацетилен , етилен і етан  а також чадний газ  і молекулярний азот .

 

Основний шар хмар розташовано  на рівні тиску близько 3 атмосфер, він складається із замерзлого сірководню , можливо, із невеликою домішкою аміаку. Температура в цій області становить близько 100 К (-173 °C). Вище основного шару, у холодній прозорій атмосфері конденсуються рідкісні білі хмари із замерзлого метану. Ці хмари підіймаються на висоту 50-150 км і відкидають тіні на основний хмарний покрив, як це видно на знімках Вояджера-2. Нижче першого шару хмар, на рівні тиску близько 20 атмосфер і температури близько 200 К , розташовано другий шар хмар з гідросульфіду амонію. Ще глибше розташовано хмари з водяного льоду.

Температурний мінімум (тропопауза) в атмосфері Нептуна становить 50 К і досягається за тиску 0,1 атмосфери. За такої низької температури  конденсуються пари продуктів фотолізу метану ,утворюючи тонкий надхмарний серпанок. Вище тропопаузи лежить стратосфера —  область атмосфери, де температура  зростає з висотою. На рівні тиску 10−8—10−7 атмосфер за температури 160 К (-110 °C) розташована мезопауза — область постійної температури, вище якої простягається термосфера. Температура термосфери досягає 750 К.

Велика Темна Пляма

 

Після прольоту «Вояджера-2» 1989 року повз планету, найвідомішою деталлю на Нептуні стала Велика Темна Пляма в південній півкулі. Вона вдвічі менша за Велику Червону Пляму Юпітера (тобто в діаметрі приблизно дорівнює Землі). Розташовуючись на 20 ° на південь від екватора, вона оберталася проти годинникової стрілки з періодом близько 16 днів. Вітри Нептуна несли Велику Темну Пляму на захід зі швидкістю 300 метрів за секунду. «Вояджер-2» також побачив меншу темну пляму в південній півкулі і невелику непостійну білу хмару. Вона могла бути потоком, що відходить від нижніх прошарків атмосфери до верхніх, але справжня природа її залишається поки невідомою.

Цікаво, що спостереження 1994 року  показали, що Велика Темна Пляма  зникла. Вона або просто розсіялася, або до певного часу її закрили  інші частини атмосфери. Через декілька місяців було виявлено нову темну  Пляму в північній півкулі  Нептуна. Це вказує на те, що атмосфера  Нептуна змінюється швидко, можливо  через невеликі зміни в температурах верхніх і нижніх хмар.

Кільця Нептуна

 

Нептун також має кільця — два широких і два вузьких. Їх було відкрито під час затемнення Нептуном  однієї з зірок 1981 року. Спостереження  з Землі дозволили побачити тільки слабкі дуги замість повних кілець, але фотографії «Вояджера-2» в серпні 1989-го року показали їх повністю. Одне з кілець має складну викривлену структуру. Подібно Урановим і Юпітеровим, кільця Нептуна дуже темні і будова їх невідома. Але це не перешкоджало дати їм назви: зовнішнє — Адамс (яке містить три дуги, що виділяються, які чомусь охрестили Свободою, Рівністю і Братерством), потім — безіменне кільце, що збігається з орбітою супутника Нептуна Галатеї, слідом — Левер'є (чиї зовнішні розширення названі Ласель і Араго), і, нарешті, слабке, але широке кільце Галле. Як видно, назви кілець увіковічнили тих, хто брав участь у відкритті Нептуна.

Супутники Нептуна

 

Нептун має 13 супутників: 1 великий, 3 середніх і 9 маленьких. 
 
Нереїда

Третій за розмірами супутник Нептуна. Середня відстань від Нептуна 6,2 млн км, діаметр — близько 340 км. Нереїда — найвіддаленіший супутник Нептуна (серед відомих). Вона робить один оберт навколо планети за 360 днів. Орбіта Нереїди дуже витягнута, її ексцентриситет становить 0,75. Найбільша відстань від супутника до планети перевищує найменшу в сім разів. Нереїду було відкрито1949 року Джерардом Койпером (США).

 

Тритон

 

Тритон відкрито Вільямом  Ласселем .Він має 14 зоряну величину і є найбільшим серед супутників Нептуна. Відстань від Нептуна 394700 км, сидеричний період обертання 5 діб 21 год. 3 хв., діаметр близько 2707 км, що на 769 км менше діаметра Місяця, хоча маса його у 3,5 рази менша. Це єдиний супутник Сонячної системи, який обертається навколо своєї планети в протилежний бік від обертання самої планети навколо своєї осі. Є версії, що Тритон — захоплена колись Нептуном самостійна планета. Має велике альбедо — 60-90 % (альбедо Місяця — 12 %), бо здебільшого складається з водяного льоду. У Тритона було виявлено незначну газову оболонку, тиск якої на поверхні в 70 000 разів менше земного атмосферного тиску. Походження цієї атмосфери, що мала б давно розсіятися, пояснюють частими виверженнями на супутнику, що поповнюють її газами. Коли було отримано знімки Тритона, на його крижаній поверхні справді помітили гейзероподібні виверження азоту і темних часток пилу різного розміру. Все це розсіюється в навколишньому просторі. Є припущення, що після захоплення Нептуном супутник було розігріто припливними силами, і він був навіть рідким перший мільярд років після захоплення. Можливо, у надрах своїх він як і раніше зберіг цей агрегатний стан. Поверхня Тритона нагадує полярні шапки галілеєвих супутників Юпітера: Європи, Ганімеда, Іо, а також Аріеля (супутника Урана).

Транснептунові об'єкти

 

Транснептунові об'єкти —  небесні тіла Сонячної системи, які  здебільшого (чи постійно) перебувають  поза орбітою Нептуна. За визначенням  Лабораторії динаміки Сонячної системи, велика піввісь орбіти їх орбіти перевищує  велику піввісь орбіти Нептуна . Усього відкрито близько 1400 ТНО. 

Ерида

 

Ерида (136199 Eris) — карликова планета, транснептуновий об'єкт.

Ериду було відкрито 21 жовтня 2003 року Майком Е. Брауном із Каліфорнійського технологічного інституту, Чедвіком Трухільо з обсерваторії Джеміні іДевідом Рабіновіцем з Єльського університету.

Діаметр Ериди — близько 2330 км. Першовідкривачі, а вслід за ними NASA та деякі ЗМІ  оголосили цей об'єкт десятою планетою Сонячної системи, однак 24 серпня 2006 р. Міжнародний астрономічний союз затвердив нове визначення планети, за яким Ерида нею не є. Об'єкт було віднесено до категорії «карликових планет».

Для Ериди раніше використовували тимчасові назви: 2003 UB313, Ксена, Зена (Xena) і Ліла (Lilah). Назву «Ерида» на честь грецької богині розбрату було ухвалено Міжнародним астрономічним союзом 13 вересня 2006 року .

Плутон

 

Плутон (134340 Pluto) — друга за розмірами, після Ериди, карликова планета, транснептуновий об'єкт (ТНО) Сонячної системи та дев'яте/десяте за величиною небесне тіло, що обертається довкола Сонця. Спочатку Плутон класифікувався як планета, проте зараз він вважається одним з найбільших об'єктів (можливо, найбільшим) в поясі Койпера. Існування Плутона обчисливПерсіваль Ловелл, і планета була виявлена Клайдом Томбо в 1930.

 ……