Планеты-гиганты

 

Кольца Урана   

 

Подобно другим газовым  планетам, Уран имеет кольца. Кольцевая  система была обнаружена в 1977-м году во время покрытия Ураном звезды. Наблюдалось, что звезда 5 раз ослабляла на краткий промежуток времени свой блеск перед покрытием и после него, что и навело на мысль о кольцах. Последующие наблюдения c Земли показали, что действительно есть девять колец. Если перебирать их, удаляясь от планеты, они названы 6, 5, 4, Альфа, Бета, Эта, Гамма, Дельта и Эпсилон . Камеры « Вояждера » обнаружили несколько дополнительных колец, и также показали, что девять основных колец погружены в мелкую пыль. Подобно кольцам Юпитера, они очень неярки, но, как и кольца Сатурна, кольца Урана содержат много довольно больших частиц, размеры их колеблются от 10 метров в диаметре до мелкой пыли. Кольца Урана были открыты первыми после колец Сатурна. Это имело большое значение, так как стало возможным предположить, что кольца — общая характеристика планет, а не удел одного Сатурна. Это еще одно прямо-таки эпохальное значение Урана для астрономии

Наблюдения показали, что кольца Урана заметно отличаются от родственных им систем Юпитера  и Сатурна. Неполные кольца с различным  показателям прозрачности по длине  каждого из колец сформировались, похоже, позже, чем сам Уран, возможно, после разрыва нескольких спутников приливными силами

Количество известных  колец может, в конечном счете, возрасти, судя по наблюдениям «Вояджер-2». Приборы  указывали на наличие многих узких  колец (или, возможно, неполных колец или кольцевых дуг) около 50 метров шириной

Ключом к разгадке структуры колец Урана может  быть и открытие того, что два  небольших спутника – Корделия и  Офелия – находятся внутри кольца Эпсилон . Это объясняет неравномерное  распределение частиц в кольце: спутники удерживают вещество вокруг себя. Так, используя эту теорию, предположено, что в этом кольце можно отыскать еще 16(!) спутников  

 

Магнитосфера   

  

     Область вокруг небесного тела, где его магнитное поле остается сильнее суммы всех других полей близких и удаленных тел, называется магнитосферой этого небесного тела

Уран, как многие планеты  имеет магнитосферу . Она необычна тем, что ось симметрии ее наклонена почти на 60 градусов к оси вращения (у Земли этот угол составляет 12 градусов). Если бы так обстояло дело на Земле, то ориентирование с помощью компаса имело бы интересную особенность: стрелка почти совсем бы не попадала указателем на север или юг, а была бы нацелена на две противоположные точки 30-х параллелей. Вероятно, магнитное поле вокруг планеты генерируется движениями в сравнительно поверхностных областях Урана, а не в его ядре. Источник поля — неизвестен; гипотетический электропроводящий океан воды и аммиака не подтвержден исследованиями. Как на Земле, так и на других планетах, источником магнитного поля считают течения в расправленных породах, расположенных недалеко от ядра

Интенсивность поля на поверхности  Урана в общих чертах сравнима с Земной, хотя оно и сильнее изменяется в разных точках поверхности из-за большого смещения оси симметрии поля от центра Урана

Как у Земли, Юпитера  и Сатурна, у Урана есть магнитный  хвост, состоящий из захваченных  полем заряженных частиц, растянувшийся на миллионы километров за Уран от Солнца. « Вояждер » “чувствовал” поле, по крайней мере, в 10-ти миллионах километрах от планеты  

 

Спутники Урана   

 

Уран имеет 17 известных  спутников . До недавнего времени  их насчитывали 15. Они формировали два четких класса:

10 небольших внутренних, очень слабых по яркости, обнаруженных " Вояджером-2 ", и 5 больших внешних.  Все 15 имеют почти круговые  орбиты в плоскости экватора  Урана (и, следовательно, они  расположены под большим углом  к плоскости эклиптики ). В 1997-м году с помощью 5-метрового Паломарского телескопа группой канадских ученых были обнаружены еще два крохотных и слабых по яркости спутника. На комбинации снимков телескопа имени Хаббла видно движение со временем спутников Урана. Нетрудно отличить характер этого видимого движения от смещения попадающих в поле зрения звезд

Имена всех спутников  Урана были позаимствованы у героев Шекспира

Спутник	Расстояние от Урана   (тыс. км)	Радиус ( км )	Масса ( кг )	Кто открыл	Год   Открытия
Корделия	50	13	?	1986	"Вояджер-2"
Офелия	54	16	?	1986	"Вояджер-2"
Бьянка	59	22	?	1986	"Вояджер-2"
Крес c идия	62	33	?	1986	"Вояджер-2"
Дездемона	63	29	?	1986	"Вояджер-2"
Джульетта	64	42	?	1986	"Вояджер-2"
Портия	66	55	?	1986	"Вояджер-2"
Росалинда	70	27	?	1986	"Вояджер-2"
Белинда	75	34	?	1986	"Вояджер-2"
Пак	86	77	?	1985	"Вояджер-2"
Миранда	130	236	6.30 . 10 19	1948	Койпер
Ариель	191	579	1.27 . 10 21	1851	Лассель
Умбриэль	266	585	1.27 . 10 21	1851	Лассель
Титания	436	789	3.49 . 10 21	1787	Гершель
Оберон	583	761	3.03 . 10 21	1787	Гершель
Калибан	7 200 (?)	60 (?)	?	1997	Глэдмен и k o
Сикоракс	12 200 (?)	120 (?)	?	1997	Глэдмен и k o
Луна	387	1600	7.4 . 10 22	----------	----------

Изображения уже открытых пяти самых больших спутников, полученные " Вояждером ", обнаружили сложные  поверхности, характеризующие бурное геологическое прошлое этих космических  тел. Камеры также отыскали 10 прежде неизвестных спутников

Предварительный анализ показывает, что пять больших спутников - совокупность ледяных глыб. Большие  спутники Урана на 50 процентов состоят  из водяного льда, на 20 процентов - из углеродных и азотных соединений, на 30 процентов - из разных соединений кремния - силикатов. Их поверхности, почти монотонно темно-серые, носят следы геологической истории

Титания , например, выделяется огромными системами трещин и  каньонами, что указывает на некоторый  период активной геологической деятельности в прошлом этого спутника. Эти детали могут являться результатом тектонических перемещений коры

Ариель имеет ярчайшую и, возможно, геологически самую молодую  поверхность в спутниковой системе  Урана. Она, в основном, лишена кратеров, больших, чем 50 километров в диаметре. Это указывает на то, что имеющиеся в околоурановом пространстве мелкие метеоры сглаживают, при падении на поверхность, крупные рельефные образования

Поверхность Умбриэль древняя  и темная, очевидно, она была подвержена немногим геологическим процессам. Темные тона поверхности Умбриэль могут являться следствием покрытия пылью и небольшими обломками когда-то находившихся в окрестностях орбиты этого спутника. Оберон , самый внешний из пяти больших спутников, также имеет старую, покрытую кратерами поверхность, с неяркими следами внутренней деятельности.                             

Нептун  

 

Общие сведения  

 

Нептун – восьмая  планета от Солнца, большая планета  Солнечной системы, относится к  планетам – гигантам. Ее орбита пересекается с орбитой Плутона в некоторых местах. Еще орбиту Нептуна пересекает комета Галилея. Астрологический знак Нептуна J

Нептун движется вокруг Солнца по эллиптической, близкой к  круговой (эксцентриситет 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/см ³ , 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 удален от Солнца на 30 а .е . , диаметр планеты - 49,5 тыс. км, что около 4-х земных, масса - около 17 масс Земли. Период обращения вокруг центрального светила - 165 неполных лет. Средняя температура - 55 К. В римской мифологии Нептун (Греч. Посейдон) был богом моря

На сегодняшний момент (1997-й год), Нептун - самая далекая от нас планета, так как из-за вытянутости орбиты Плутона, с 1979-го по июль 1999-го года последняя планета находится ближе к Солнцу. У имеющих небольшие оптические инструменты есть уникальная возможность разглядеть самую далекую планету Солнечной системы. ("Возможность была..." - свежая приписка. Я, имеющий плохонькую 6-сантиметровую ЗРТ ее не упустил . А вы? Я также провел уникальные наблюдения планеты Нептун в те несколько дней, когда она еще была наиболее удаленной от Земли, но уже не самой далекой от Солнца. Такое интересное взаимное расположение Солнца, Земли и Нептуна длилось с начала по 24 июня 1999-го года, но из-за позднего восхода Нептуна, появившегося лишь на светлейшем ночном небе июня, совершить подвиг получилось только 23-го числа)

С 1994-го года проводятся исследования планеты с помощью  телескопа имени Хаббла. На этой паре полученных им изображений представлены два полушария Нептуна. Еще четыре снимка этого телескопа спрятано в фотоаппарате

Большое Темное Пятно. После  пролета "Вояджера-2" мимо планеты, наиболее известной деталью на Нептуне  стало Большое Темное Пятно в  южном полушарии. Оно в два  раза меньше чем Большое Красное  Пятно Юпитера (т.е. в диаметре примерно равное Земле). Ветры Нептуна несли Большое Темное Пятно к западу со скоростью 300 метров в секунду. "Вояджер-2" также видел меньшее темное пятно в южном полушарии и небольшое непостоянное белое облако. Оно могло быть потоком, отходящим от нижних слоев атмосферы к верхним, но истинная природа его остается пока тайной

Любопытно, что наблюдения на HST в 1994-м году показали, что Большое  Темное Пятно исчезло. Оно или  просто рассеялось или, к настоящему времени, закрыто другими частями  атмосферы. Несколько месяцев спустя, HST обнаружил новое темное Пятно в северном полушарии Нептуна. Это указывает на то, что атмосфера Нептуна изменяется быстро, возможно, из-за легких изменений в температурах верхних и нижних облаков. На трех снимках справа показано движение облаков в районе Пятна

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  

 

Химический  состав, физические условия и строение Нептуна  

 

Строение и набор  составляющих Нептун элементов, вероятно, подобны Урану: различные "льды" или отвердевшие газы с содержанием  около 15% водорода и небольшого количества гелия. Как и Уран, и в отличие от Юпитера с Сатурном, Нептун, возможно, не имеет четкого внутреннего расслоения. Но наиболее вероятно, у него есть небольшое твердое ядро (равное по массе Земле). Атмосфера Нептуна - это, по большей части, водород и гелий с небольшой примесью метана: синий цвет Нептуна является результатом поглощения красного света в атмосфере этим газом, как на Уране

Подобно типичной газовой  планете, Нептун славен большими бурями и вихрями, быстрыми ветрами, дующими  на ограниченных полосах, параллельным экватору. На Нептуне самые быстрые в Солнечной системе ветры, они разгоняются до 2200 км/час. Ветры дуют на Нептуне в западном направлении, против вращения планеты. Заметьте, что у планет-гигантов скорость потоков и течений в их атмосферах увеличивается с расстоянием от Солнца. Эта закономерность не имеет пока никакого объяснения. На снимках можно увидеть облака в атмосфере Нептуна. Подобно Юпитеру и Сатурну, Нептун имеет внутренний источник тепла - он излучает более чем в два с половиной раза больше энергии, нежели получает от Солнца  

 

История открытий  

 

После того, как в 1781 г . У. 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. Орбита Урана не соответствовала закону Ньютона. Это и навело на мысль о существовании еще одной планеты за Ураном, которая могла бы своим гравитационным притяжением искажать траекторию движения 7-й планеты

В 1832 г . в отчете Британской Ассоциации развития науки Дж. Эри, 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 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 находящийся за ним неоткрытой планеты и, если возможно, определить хотя бы приблизительно элементы ее орбиты, что может привести к ее открытию”