Būdams gāzes gigantam (vai ledus gigantam), Neptūnam nav cietas virsmas. Faktiski zili zaļais disks, ko mēs visi gadu gaitā esam redzējuši fotogrāfijās, faktiski ir mazliet ilūzija. Tas, ko mēs redzam, patiesībā ir dažu ļoti dziļu gāzes mākoņu virsotnes, kas savukārt dod ceļu ūdenim un citiem izkusušiem ledus veidiem, kas atrodas virs aptuveni Zemes lieluma serdeņa, kas izgatavots no silikāta ieža un niķeļa-dzelzs maisījuma. Ja cilvēks mēģinātu nostāties uz Neptūna, viņš nogrimtu caur gāzveida slāņiem.
Nolaižoties, viņi piedzīvos paaugstinātu temperatūru un spiedienu, līdz beidzot pieskārās pašam cietajam serdenim. Tomēr Neptūnam ir sava veida virsma (tāpat kā citiem gāzes un ledus milžiem), ko astronomi ir definējuši kā punktu atmosfērā, kur spiediens sasniedz vienu bāru. Tādēļ Neptūna virsma ir viena no aktīvākajām un dinamiskākajām vietām visā Saules sistēmā.
Sastāvs un struktūra:
Ar vidējo rādiusu 24,622 ± 19 km Neptūns ir ceturtā lielākā planēta Saules sistēmā. Bet ar masu 1,0243 × 1026 kg - tas ir aptuveni 17 reizes vairāk nekā Zemei - tas ir trešais masīvākais, pārspējot Urānu. Tā kā Neptūns (līdzīgi kā Urāns) ir mazāks izmērs un augstāka gaistošo vielu koncentrācija attiecībā pret Jupiteru un Saturnu, to bieži dēvē par “ledus gigantu” - milzu planētas apakšklasi.
Tāpat kā Urāns, arī atmosfēras metāna sarkanās gaismas absorbcija ir daļa no tā, kas Neptūnam piešķir tā zilo nokrāsu, kaut arī Neptūna ir tumšāks un spilgtāks. Tā kā Neptūna atmosfēras metāna saturs ir līdzīgs urāna saturam, tiek uzskatīts, ka dažas nezināmas atmosfēras sastāvdaļas veicina Neptūna intensīvāku krāsošanu.
Tāpat kā Urāns, Neptūna iekšējā struktūra ir atšķirīga starp akmeņaino kodolu, kas sastāv no silikātiem un metāliem; mantija, kas sastāv no ūdens, amonjaka un metāna ledus; un atmosfēru, kas sastāv no ūdeņraža, hēlija un metāna gāzes. Tā atmosfēra ir sadalīta arī četros slāņos, kas sastāv no (no iekšējās līdz attālākajai) troposfēras lejasdaļai, stratosfērai, termosfērai un eksosfērai.
Divi galvenie Neptūna atmosfēras reģioni ir divi visdziļākie: apakšējā troposfera, kur temperatūra pazeminās līdz ar augstumu; un stratosfērā, kur temperatūra paaugstinās līdz ar augstumu. Troposfēras spiediena līmenis svārstās no viena līdz pieciem bāriem (100 un 500 kPa), līdz ar to Neptūna virsma ir definēta kā šajā reģionā.
Atmosfēra:
Tāpēc var teikt, ka Neptūna “virsma” sastāv no aptuveni 80% ūdeņraža un 19% hēlija ar nelielu daudzumu metāna. Virsmas slāni caurmēra arī mākoņu joslas ar dažādu sastāvu atkarībā no augstuma un spiediena. Augstākajā līmenī temperatūra ir piemērota metāna kondensācijai, un spiediena apstākļi ir tādi, ka var pastāvēt mākoņi, kas sastāv no amonjaka, amonija sulfīda, sērūdeņraža un ūdens.
Domājams, ka zemākā līmenī veidojas amonjaka un sērūdeņraža mākoņi. Dziļāki ūdens ledus mākoņi būtu jāatrod arī troposfēras apakšējos reģionos, kur parasti ir aptuveni 50 bāru (5,0 MPa) spiediens un 273 K (0 ° C) temperatūra.
Neskaidru iemeslu dēļ planētas termosfērā ir neparasti augsta temperatūra - aptuveni 750 K (476,85 ° C / 890 ° F). Planēta atrodas pārāk tālu no Saules, lai šo siltumu varētu radīt ultravioletais starojums, kas nozīmē, ka ir iesaistīts vēl viens sildīšanas mehānisms - tā varētu būt atmosfēras mijiedarbība ar joniem planētas magnētiskajā laukā vai gravitācijas viļņi no planētas iekšpuses, kas izkliedējas atmosfēra.
Tā kā Neptūns nav ciets ķermenis, tā atmosfērā notiek atšķirīga rotācija. Plašā ekvatorālā zona rotē ar apmēram 18 stundu periodu, kas ir lēnāk nekā planētas magnētiskā lauka rotācija 16,1 stundu laikā. Turpretī pretēji ir taisnība polārajos reģionos, kur rotācijas periods ir 12 stundas.
Šī diferenciālā griešanās ir visizteiktākā no visām Saules sistēmas planētām, un tā izraisa spēcīgu vēja griezumu platumā un spēcīgas vētras. Trīs visiespaidīgākos visus 1989. Gadā pamanīja Voyager 2 kosmosa zonde un pēc tam nosaukta, pamatojoties uz viņu parādīšanos.
Pirmais, kas tika pamanīts, bija masīva anticikloniska vētra, kuras izmēri bija 13 000 x 6 600 km un kas atgādināja Jupitera Lielo sarkano plankumu. Zināma kā Lielā Tumšā plankuma, šī vētra netika pamanīta piecus vēlāk (1994. gada 2. novembrī), kad Habla kosmiskais teleskops to meklēja. Tā vietā planētas ziemeļu puslodē tika atrasta jauna vētra, kas pēc izskata bija ļoti līdzīga, un tas liek domāt, ka šīm vētrām ir īsāks dzīves ilgums nekā Jupiteram.
Motorollers ir vēl viena vētra, baltu mākoņu grupa, kas atrodas tālāk uz dienvidiem nekā Lielā Tumšā Spot. Šis segvārds pirmo reizi radās mēnešos pirms Voyager 2 sastapšanās 1989. gadā, kad mākoņu grupa tika novērota, pārvietojoties ar ātrumu ātrāk nekā Lielā tumsas plankums. Mazā tumšā plankums, dienvidu cikloniskā vētra, bija otrā visintensīvākā vētra, kas novērota 1989. gada sastapšanās laikā. Sākumā bija pilnīgi tumšs; bet kā Voyager 2 tuvojās planētai, izveidojās gaišs kodols, un to varēja redzēt lielākajā daļā visaugstākās izšķirtspējas attēlu.
Iekšējais siltums:
Iemeslu dēļ, par kuriem astronomi joprojām nav pārliecināti, Neptūna interjers ir neparasti karsts. Kaut arī Neptūns atrodas daudz tālāk no Saules nekā Urāns un saņem par 40% mazāk saules gaismas, tā virsmas temperatūra ir aptuveni tāda pati. Faktiski Neptūns izdala 2,6 reizes vairāk enerģijas nekā tas uzņem no Saules. Pat bez Saules Neptūns mirdz.
Šis lielais salona siltuma daudzums, kas saskaņots ar telpas aukstumu, rada milzīgas temperatūras starpības. Un tas nosaka vējus, kas pūš ap Neptūnu. Maksimālais vēja ātrums Jupiterā var būt lielāks par 500 km / stundā. Tas ir divreiz ātrāk nekā spēcīgākajām viesuļvētrām uz Zemes. Bet tas nekas, salīdzinot ar Neptūnu. Astronomi ir aprēķinājuši, ka vējš pūtīs pāri Neptūna virsmai ar 2100 km / stundā.
Dziļi Neptūna iekšienē planētai varētu būt faktiska cietā virsma. Tiek uzskatīts, ka gāzes / ledus giganta pašā kodolā ir klinšu reģions ar aptuveni Zemes masu. Bet temperatūra šajā reģionā būtu tūkstošiem grādu; pietiekami karsts, lai izkausētu iežu. Un spiediens, kas rodas no visas atmosfēras svara, būs drupinošs.
Īsāk sakot, vienkārši nav tā, kā kāds varētu nostāties uz “Neptūna virsmas”, nemaz nerunājot par to, lai staigātu pa to.
Kosmosa žurnālā šeit ir daudz interesantu rakstu par Neptūnu. Šeit ir viens par Neptūna gredzeniem, Neptūna pavadoņiem, kurš atklāja Neptūnu? Vai uz Neptūna ir okeāni?
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par Neptūnu, ieskatieties Hubblesite jaunumu paziņojumos par Neptūnu un šeit ir saite uz NASA Saules sistēmas izpētes rokasgrāmatu Neptūnam.
Astronomijas cast ir dažas interesantas epizodes par Neptūnu. Jūs varat klausīties šeit, Episode 63: Neptune un Episode 199: The Voyager Program.
