Päevasaginas taandub maailm tavainimese jaoks mõnikord töö ja kodu suuruseks. Vahepeal, kui vaatate taevast, näete, kui tähtsusetu see on universumi skaalal. Võib-olla sellepärast unistavadki noored romantikud pühenduda kosmosevallutamisele ja tähtede uurimisele. Teadlased-astronoomid ei unusta hetkekski, et lisaks Maale oma probleemide ja rõõmudega on palju muid kaugeid ja salapäraseid objekte. Üks neist on planeet Neptuun, Päikesest kauguse poolest kaheksas, otseseks vaatluseks ligipääsmatu ja seetõttu uurijatele kahekordselt atraktiivne.
Kuidas see kõik algas
Isegi 19. sajandi keskel sisaldas Päikesesüsteem teadlaste sõnul ainult seitset planeeti. Maa naabreid nii lähedal kui kaugel on uuritud, kasutades kõiki olemasolevaid tehnoloogia ja andmetöötluse edusamme. Paljusid omadusi kirjeldati esm alt teoreetiliselt ja alles siis leiti praktiline kinnitus. Uraani orbiidi arvutamisega oli olukord mõnevõrra erinev. Thomas John Hussey, astronoom japreester avastas lahknevuse planeedi oletatava liikumise tegeliku trajektoori vahel. Järeldus võib olla ainult üks: on objekt, mis mõjutab Uraani orbiiti. Tegelikult oli see esimene teade planeedi Neptuuni kohta.
Peale kümmet aastat (1843. aastal) arvutasid kaks teadlast korraga välja, millisel orbiidil planeet liikuda võiks, sundides gaasihiiglast ruumi tegema. Need olid inglane John Adams ja prantslane Urbain Jean Joseph Le Verrier. Üksteisest sõltumatult, kuid erineva täpsusega määrasid nad keha teekonna.
Tuvastamine ja määramine
Neptuuni leidis öisest taevast astronoom Johann Gottfried Galle, kelle juurde Le Verrier tuli oma arvutustega. Prantsuse teadlane, kes jagas hiljem avastaja au koos Galle'i ja Adamsiga, eksis arvutustes vaid kraadi võrra. Neptuun ilmus ametlikult teaduslikes artiklites 23. septembril 1846.
Esialgu pakuti planeedile nime andmist kahepalgelise Januse järgi, kuid see nimetus ei juurdunud. Astronoomid inspireerisid rohkem uue objekti võrdlus merede ja ookeanide kuningaga, kes on maa taevalaotuse jaoks sama võõras kui ilmselt avatud planeet. Neptuuni nime pakkus välja Le Verrier ja seda toetas V. Ya. Struve, kes juhtis Pulkovo observatooriumi. Nimi anti, jäi vaid aru saada, milline on Neptuuni atmosfääri koostis, kas see on üldse olemas, mis on selle sügavustes peidus jne.
Võrreldes Maaga
Avamisest on palju aega möödas. Täna on umbes kaheksasPäikesesüsteemi planeet, me teame palju rohkem. Neptuun on palju suurem kui Maa: selle läbimõõt on peaaegu 4 korda suurem ja mass on 17 korda suurem. Märkimisväärne kaugus Päikesest ei jäta kahtlust, et ka planeedil Neptuuni ilm erineb oluliselt maakera omast. Siin ei ole ega saa olla elu. Asi pole isegi tuules või mõnes ebatavalises nähtuses. Neptuuni atmosfäär ja pind on peaaegu sama struktuuriga. See on iseloomulik kõigile gaasihiiglastele, sealhulgas sellele planeedile.
Imagine pind
Planeedi tihedus on oluliselt väiksem kui Maa (1,64 g/cm³), mistõttu on selle pinnale astumine raskendatud. Jah, ja sellisena see pole nii. Pinna taset lepiti identifitseerima rõhu suuruse järgi: atmosfääri alumistes kihtides, kus rõhk on võrdne ühe baariga, paikneb painduv ja pigem vedelikulaadne "tahke aine" ja tegelikult, on osa sellest. Kõik teated planeedi Neptuunist kui kindla suurusega kosmilisest objektist põhinevad sellel hiiglase kujuteldava pinna määratlusel.
Selle funktsiooni silmas pidades saadud parameetrid on järgmised:
- läbimõõt ekvaatori lähedal on 49,5 tuhat km;
- selle suurus pooluste tasapinnas on peaaegu 48,7 tuhat km.
Nende omaduste suhe muudab Neptuuni kuju poolest kaugeltki ringikujuliseks. See, nagu ka sinine planeet, on poolustest mõnevõrra lamenenud.
Neptuuni atmosfääri koostis
Planeedi ümbritsev gaasisegu,sisu on maa omast väga erinev. Valdav enamus on vesinik (80%), teisel positsioonil on heelium. See inertgaas annab olulise panuse Neptuuni atmosfääri koostisesse - 19%. Metaani on alla protsendi, siin leidub ka ammoniaaki, kuid väikestes kogustes.
Kummalisel kombel mõjutab üks protsent metaani koostises suuresti seda, milline on Neptuuni atmosfäär ja milline näeb välja kogu gaasihiiglane välisvaatleja seisukoh alt. See keemiline ühend moodustab planeedi pilved ja ei peegelda punasele vastavaid valguslaineid. Selle tulemusena osutub Neptuun kosmoselaevade möödumisel sügavsiniseks. See värv on üks planeedi saladusi. Teadlased ei tea veel täielikult, mis täpselt spektri punase osa neeldumiseni viib.
Kõigil gaasihiiglastel on atmosfäär. See on värv, mis eristab Neptuuni nende hulgast. Nende omaduste tõttu nimetatakse seda jääplaneediks. Külmunud metaan, mis oma olemasolu tõttu lisab kaalu Neptuuni ja jäämäe võrdlusele, on samuti osa planeedi tuuma ümbritsevast vahevööst.
Sisemine struktuur
Kosmoseobjekti tuum sisaldab raua-, nikli-, magneesiumi- ja räniühendeid. Massi poolest on tuum ligikaudu võrdne kogu Maaga. Samal ajal, erinev alt teistest sisestruktuuri elementidest, on selle tihedus kaks korda suurem kui sinisel planeedil.
Südamikku katab, nagu juba mainitud, mantel. Selle koostis on paljuski sarnane atmosfääriga: siinesineb ammoniaaki, metaani, vett. Kihi mass on võrdne viieteistkümne Maa massiga, samas kui see on tugev alt kuumutatud (kuni 5000 K). Vahevööl pole selget piiri ja planeedi Neptuuni atmosfäär voolab sujuv alt sinna sisse. Heeliumi ja vesiniku segu moodustab struktuuri ülemise osa. Ühe elemendi sujuv muundumine teiseks ja ähmased piirid nende vahel on omadused, mis on iseloomulikud kõigile gaasihiiglastele.
Uurimisraskused
Järeldused oma ehitusele omase Neptuuni atmosfääri kohta põhinevad suuresti juba saadud andmetel Uraani, Jupiteri ja Saturni kohta. Planeedi kaugus Maast muudab selle uurimise palju keerulisemaks.
1989. aastal lendas kosmoselaev Voyager 2 Neptuuni lähedal. See oli jäähiiglase ainus kohtumine maise sõnumitoojaga. Selle viljakus on aga ilmne: just see laev andis teadusele suurema osa teabest Neptuuni kohta. Eelkõige avastas Voyager 2 suured ja väikesed tumedad laigud. Mõlemad mustaks muutunud alad olid sinise atmosfääri taustal selgelt nähtavad. Praeguseks pole selge, milline on nende moodustiste olemus, kuid oletatakse, et tegemist on pöörisvoolude või tsüklonitega. Need ilmuvad atmosfääri ülakihtidesse ja pühivad suure kiirusega ümber planeedi.
Igiliikur
Atmosfääri olemasolu määravad paljud parameetrid. Neptuunile ei ole iseloomulik mitte ainult ebatavaline värv, vaid ka tuule tekitatud pidev liikumine. Kiirus, millega pilved tiirlevad ümber ekvaatori, ületab tuhande kilomeetri tunnis. Samal ajal liiguvad nad Neptuuni enda pöörlemisele ümber telje vastupidises suunas. Samal ajal pöördub planeet veelgi kiiremini: täielik pöörlemine võtab aega vaid 16 tundi ja 7 minutit. Võrdluseks: üks pööre ümber Päikese võtab aega peaaegu 165 aastat.
Veel üks mõistatus: tuule kiirus gaasihiiglaste atmosfääris suureneb Päikesest kaugenedes ja saavutab haripunkti Neptuunil. Seda nähtust, nagu ka mõningaid planeedi temperatuuriomadusi, pole veel tõestatud.
Soojajaotus
Planeedi Neptuuni ilma iseloomustab järkjärguline temperatuurimuutus sõltuv alt kõrgusest. See atmosfääri kiht, kus tinglik pind asub, vastab täielikult kosmilise keha (jääplaneet) teisele nimele. Temperatuur langeb siin peaaegu -200 ºC-ni. Kui liigute pinn alt kõrgemale, tõuseb kuumus märgatav alt kuni 475º. Teadlased pole sellistele erinevustele veel väärilist seletust leidnud. Neptuunil peaks olema sisemine soojusallikas. Selline "küttekeha" peaks tootma kaks korda rohkem energiat kui Päikeselt planeedile tuleb. Sellest allikast tulenev soojus koos meie tähelt siia tuleva energiaga on tõenäoliselt tugevate tuulte põhjuseks.
Päikesevalgus ega sisemine "küttekeha" ei suuda aga pinnale temperatuuri tõsta nii, et aastaaegade vaheldumine on siin tunda. Ja kuigi muud tingimused selleks on täidetud, on Neptuunil võimatu eristada talve suvest.
Magnetosfäär
Voyager 2 uuringud on aidanud teadlastel Neptuuni magnetvälja kohta palju teada saada. See erineb oluliselt Maa omast: allikas ei asu mitte tuumas, vaid vahevöös, mistõttu on planeedi magnettelg selle keskpunktist tugevasti nihkunud.
Üks välja funktsioonidest on kaitse päikesetuule eest. Neptuuni magnetosfääri kuju on väga piklik: kaitsejooned planeedi valgustatud osas asuvad pinnast 600 tuhande km kaugusel ja vastasküljel - rohkem kui 2 miljoni km kaugusel.
Voyager registreeris väljatugevuse ja magnetjoonte asukoha ebaühtluse. Selliseid planeedi omadusi ei ole ka teadus veel täielikult selgitanud.
Sõrmused
19. sajandi lõpus, kui teadlased ei otsinud enam vastust küsimusele, kas Neptuunil on atmosfäär, kerkis nende ees veel üks ülesanne. Oli vaja selgitada, miks kaheksanda planeedi teekonnal hakkasid tähed vaatleja jaoks tuhmuma veidi varem, kui Neptuun neile lähenes.
Probleem lahenes alles peaaegu sajandi pärast. 1984. aastal oli võimsa teleskoobi abil võimalik pidada planeedi heledaimat rõngast, mis sai hiljem nime ühe Neptuuni avastaja John Adamsi järgi.
Edasised uuringud näitasid veel mitmeid sarnaseid moodustisi. Just nemad sulgesid tähed mööda planeedi teed. Tänapäeval peavad astronoomid Neptuunil kuut rõngast. Need sisaldavad veel üht mõistatust. Adamsi rõngas koosneb mitmest kaarest, mis asuvad mõnelkaugus üksteisest. Selle paigutuse põhjus on ebaselge. Mõned teadlased kalduvad arvama, et Neptuuni ühe satelliidi Galatea gravitatsioonivälja jõud hoiab neid selles asendis. Teised annavad kaaluka vastuargumendi: selle suurus on nii väike, et vaev alt oleks see ülesandega hakkama saanud. Võib-olla on läheduses veel mitu tundmatut satelliiti, mis aitavad Galateat.
Üldiselt on planeedi rõngad Saturni samalaadsetest moodustistest muljetavaldavad ja ilusad. Mõnevõrra tummises välimuses ei mängi viimast rolli kompositsioon. Rõngad sisaldavad peamiselt räniühenditega kaetud metaanijää tükke, mis neelavad hästi valgust.
Satelliidid
Neptune on (viimastel andmetel) 13 satelliidi omanik. Enamik neist on väikese suurusega. Silmapaistvate parameetritega on ainult Triton, mis on Kuu läbimõõduga vaid pisut madalam. Neptuuni ja Tritoni atmosfääri koostis on erinev: satelliidil on lämmastiku ja metaani segust koosnev gaasiümbris. Need ained annavad planeedile väga huvitava välimuse: külmunud lämmastik koos metaanijää sulgudega tekitab lõunapooluse lähedal pinnal tõelise värvide mässu: kollase ülevoolamine on kombineeritud valge ja roosaga.
Nägusa Tritoni saatus pole aga nii roosiline. Teadlased ennustavad, et see põrkab kokku Neptuuniga ja neelab selle alla. Selle tulemusel saab kaheksandast planeedist uue rõnga omanik, mis on heleduse poolest võrreldav Saturni moodustistega ja isegi neist ees. Ülejäänud Neptuuni satelliidid on Tritonile oluliselt madalamad, mõned neisttal pole veel isegi nime.
Päikesesüsteemi kaheksas planeet vastab suuresti oma nimele, mille valikut mõjutas ka atmosfääri olemasolu - Neptuun. Selle koostis aitab kaasa iseloomuliku sinise värvi ilmnemisele. Neptuun tormab läbi meile arusaamatu kosmose nagu merejumal. Ja sarnaselt ookeanisügavustega hoiab Neptuuni tagant algav kosmose osa inimese eest palju saladusi. Tulevikuteadlased pole neid veel avastanud.
