Като газов гигант (или леден гигант), Нептун няма твърда повърхност. Всъщност синьо-зеленият диск, който всички сме виждали на фотографии през годините, всъщност е малко илюзия. Това, което виждаме, всъщност са върховете на някои много дълбоки газови облаци, които от своя страна отстъпват на водата и на други разтопени зърна, които се намират над сърцевина с приблизително земна големина, направена от силикатна скала и никел-желязна смес. Ако човек се опита да застане на Нептун, той ще потъне през газообразните слоеве.
Слизайки, те ще изпитат повишени температури и натиск, докато накрая не докоснат самото твърдо ядро. Като се казва, Нептун има разновидност на повърхността (както при другите газови и ледени гиганти), която се определя от астрономите като точка в атмосферата, където налягането достига до един бар. Поради това повърхността на Нептун е едно от най-активните и динамични места в цялата Слънчева система.
Състав и структура:
Със среден радиус от 24 622 ± 19 км, Нептун е четвъртата по големина планета в Слънчевата система. Но с маса 1.0243 × 1026 кг - което е приблизително 17 пъти по-голямо от това на Земята - това е третият най-масивен, изпреварващ Уран. Поради по-малкия си размер и по-високите концентрации на летливи вещества в сравнение с Юпитер и Сатурн, Нептун (също като Уран) често е наричан „леден гигант“ - подклас на гигантска планета.
Както при Уран, поглъщането на червена светлина от атмосферния метан е част от това, което придава на Нептун синия нюанс, въпреки че Нептун е по-тъмен и по-жив. Тъй като съдържанието на метан в Нептун е подобно на това на Уран, се смята, че някакъв неизвестен атмосферен компонент допринася за по-интензивното оцветяване на Нептун.
Също като Уран, вътрешната структура на Нептун е разграничена между скалисто ядро, състоящо се от силикати и метали; мантия, състояща се от вода, амоняк и метан; и атмосфера, състояща се от водород, хелий и метан. Атмосферата също е разделена на четири слоя, състоящ се от (от най-вътрешния до най-външния) долната тропосфера, стратосферата, термосферата и екзосферата.
Двата основни района на атмосферата на Нептун са двете най-вътрешни: долната тропосфера, където температурите намаляват с надморската височина; и стратосферата, където температурата се увеличава с надморската височина. В тропосферата нивата на налягане варират от едно до пет бара (100 и 500 kPa), поради което повърхността на Нептун се определя като в този регион.
Атмосфера:
Следователно може да се каже, че "повърхността" на Нептун е съставена от около 80% водород и 19% хелий с следи от количество метан. Повърхностният слой също е просмукан от въртящи се ленти от облаци с различни състави, в зависимост от височината и налягането. На горното ниво температурите са подходящи, за да се кондензира метан, а условията на налягане са такива, че да съществуват облаци, състоящи се от амоняк, амониев сулфид, сероводород и вода.
При по-ниски нива се смята, че се образуват облаци от амоняк и сероводород. По-дълбоки облаци от воден лед трябва да се открият и в долните райони на тропосферата, където налягането от около 50 бара (5,0 МРа) и температурата от 273 К (0 ° С) са често срещани.
По причини, които остават неясни, термосферата на планетата изпитва необичайно високи температури от около 750 K (476.85 ° C / 890 ° F). Планетата е твърде далеч от Слънцето, за да може тази топлина да се генерира от ултравиолетово лъчение, което означава, че е включен друг механизъм за нагряване - който може да бъде взаимодействието на атмосферата с йони в магнитното поле на планетата или гравитационни вълни от вътрешността на планетата, които се разсейват в атмосферата.
Тъй като Нептун не е твърдо тяло, неговата атмосфера претърпява диференциално въртене. Широката екваториална зона се върти с период от около 18 часа, което е по-бавно от 16,1-часовото въртене на магнитното поле на планетата. За разлика от тях, обратното е вярно за полярните региони, където периодът на въртене е 12 часа.
Това диференциално въртене е най-силно изразено от всяка планета в Слънчевата система и води до силен широт на срязване на вятъра и бурни бури. Трите най-впечатляващи бяха забелязани през 1989 г. от Вояджър 2 космическа сонда и след това наречена въз основа на техните изяви.
Първата бе забелязана масивна антициклонична буря с размери 13 000 х 6 600 км и наподобяваща Голямото червено петно на Юпитер. Известна като Голямото тъмно петно, тази буря не беше забелязана пет по-късно (2 ноември 1994 г.), когато космическият телескоп Хъбъл го потърси. Вместо това в северното полукълбо на планетата беше открита нова буря, която беше много подобна на външен вид, което предполага, че тези бури имат по-кратък период от живота, отколкото Юпитер
Скутерът е друга буря, бяла облачна група, разположена по-на юг от Голямото тъмно петно. Този прякор за пръв път възникна през месеците, водещи до Вояджър 2 среща през 1989 г., когато облачната група беше наблюдавана да се движи със скорост по-бърза от Голямата тъмна точка. Малката тъмна точка, южна циклонична буря, беше втората най-интензивна буря, наблюдавана по време на срещата от 1989 г. Първоначално беше напълно тъмно; но като Вояджър 2 се приближи до планетата, развито ярко ядро и може да се види в повечето изображения с най-висока резолюция.
Вътрешна топлина:
Поради причини, по които астрономите все още не са ясни, вътрешността на Нептун е необичайно гореща. Въпреки че Нептун е много по-далеч от Слънцето, отколкото Уран и получава 40% по-малко слънчева светлина, повърхностната му температура е приблизително същата. Всъщност Нептун отделя 2,6 пъти повече енергия, отколкото поема от Слънцето. Дори и без Слънцето Нептун свети.
Това високо количество вътрешна топлина, съчетано със студенината на пространството, създава огромна температурна разлика. И това задава ветровете, които духат около Нептун. Максималните скорости на вятъра на Юпитер могат да бъдат повече от 500 км / час. Това е двойно по-голяма скорост от най-силните урагани на Земята. Но това не е нищо в сравнение с Нептун. Астрономите са изчислили ветровете, които духат по повърхността на Нептун при 2100 км / час.
Дълбоко в Нептун планетата може да има действителна твърда повърхност. В основата на газовия / ледения гигант се смята, че е скален регион с приблизително масата на Земята. Но температурите в този регион биха били хиляди градуси; достатъчно гореща, за да се разтопи скала. И налягането от теглото на цялата атмосфера би било смазващо.
Накратко, просто няма начин човек да застане на „повърхността на Нептун“, камо ли да се разхожда по него.
Имаме много интересни статии за Нептун тук в Space Magazine. Ето един за Пръстените на Нептун, Луните на Нептун, Кой е открил Нептун? Има ли океани на Нептун?
Ако искате повече информация за Нептун, разгледайте новините на Hubblesite за Нептун и ето линк към Ръководството за изследване на слънчевата система на НАСА към Нептун.
Astronomy Cast има няколко интересни епизода за Нептун. Можете да слушате тук, Епизод 63: Нептун и Епизод 199: Програма Вояджър.
