Уран, Нептун, Плутон и как их наблюдать
Краткая справка
Уран — седьмая по счету планета Солнечной системы, была открыта В. Гершелем в 1781 году.
Удалена от Солнца в среднем на 3 млрд км и совершает полный оборот вокруг него за 84 года.
Уран является планетой-гигантом. Интересная особенность — плоскость экватора наклонена к плоскости орбиты на 98 градусов, т.е. Уран вращается вокруг своей оси, как бы лежа на боку. На данный момент известно 27 спутников планеты.
Нептун — первая планета, открытая в результате точного теоретического расчета. Планета-гигант совершает полный оборот вокруг Солнца за 165 лет. Удаленность от Солнца 4,5 млрд км. В атмосфере Нептуна обнаружены образования, схожие по своей природе с образованиями на Юпитере, но имеющие большую скорость движения. Например, большое темное пятно, обнаруженное в южном полушарии планеты, как и БКП на Юпитере представляет собой антициклон, но скорость движения пятна на Нептуне в 108 раз больше. Скорость ветра в некоторых районах планеты достигает 400–700 м/c. На сегодняшний день у Нептуна открыто 13 спутников.
Плутон — был открыт в 1930 году американским астрономом Клайдом Томбо. Девятая по счету планета получила название в честь бога подземного мира — Плутона. Что интересно, благодаря вытянутой орбите Плутон в процессе своего движения вокруг Солнца (полный оборот занимает 245,7 лет) примерно на 20 лет оказывается ближе к Солнцу, чем Нептун, и в эти периоды может полноправно считаться восьмой планетой. В 2006 году Международный астрономический союз лишил Плутона звания классической планеты. Теперь он стал прототипом нового класса объектов — планет-карликов или плутоноидов.
Необходимое оборудование
Уран, Нептун и Плутон — планеты, которые любители астрономии, как правило, обходят своим вниманием. В основном из-за того, что для скромных любительских инструментов эти планеты не представляют такого интереса, как например Марс, Юпитер и Сатурн.
Наблюдения Урана, Нептуна и Плутона можно условно разделить на две категории:
1) Простейшие наблюдения. Уран и Нептун можно наблюдать в бинокль или небольшой телескоп, а вот с Плутоном сложнее – здесь понадобится телескоп с диаметром объектива от 250 мм и загородное небо.
2) Детальные наблюдения. На поверхности Урана и Нептуна можно заметить некоторые детали, а также проследить за спутниками планет — для этого потребуется достаточно мощный телескоп, с диаметром объектива от 300 мм.
Невысокая поверхностная яркость планет делает бесполезным применение цветных светофильтров, так как фильтр блокирует часть света, поступающего от планеты, что только ухудшает изображение.
Уран
Когда наблюдать Уран? 
Наилучший период для наблюдения Урана (а также Нептуна и Плутона) наступает в моменты противостояния, когда расстояние между Землей и наблюдаемой планетой минимальное. Противостояние Урана наступает ежегодно, со смещением примерно на 4 дня от прошлогодней даты. Ближайшие противостояния Урана произойдут 17 сентября 2009, 21 сентября 2010 и 26 сентября 2011 года. В эти дни блеск планеты равен 5,7 звездной величины, а видимый угловой размер 3,7». Следует отметить, что условия видимости Урана во время противостояний ежегодно меняются. Так, например, для наблюдателей северного полушария 80-е и 90-е годы прошлого столетия выдались неудачными, Уран едва поднимался над горизонтом.
Приятная новость – следующие несколько десятилетий характеризуются наилучшими условиями видимости планеты во время противостояний, с каждым годом Уран поднимается все выше и выше над горизонтом. Например, в 2009 году на широте Москвы планета поднимается выше 30 градусов над горизонтом, что уже позволяет проводить её полноценные наблюдения. В последующие годы Уран будет понемногу набирать высоту – во время противостояния 2015 года планета будет доступна на высоте более 40 градусов, а к 2020 году
достигнет 50-ти.
Наблюдения Урана
В период противостояний Уран достаточно легко найти в небольшой бинокль в виде неяркой звезды. Телескоп с диаметром объектива 80 мм покажет крошечный зеленовато-голубой диск планеты без каких-либо подробностей. Последнее время у любителей астрономии стали появляться телескопы с диаметром объектива 350 — 450 мм. С такими исполинами (по любительским меркам) можно рассчитывать на обнаружение некоторых подробностей на диске планеты. Например, двух темных поясов (есть данные об их наблюдении в 250-миллиметровый телескоп при идеальных условиях), больших белых пятен и различий в яркости некоторых зон планеты. Ниже приведены
зарисовки Урана, сделанные разными наблюдателями на разных телескопах. 
1) Автор Stephen J. O’Meara, зарисовка выполнена по наблюдениям в 230 мм рефрактор, 2) автор Richard W. Schmude по наблюдениям в 360 мм ШК, увеличение 530х 3) автор Detlev Niechoy по наблюдениям в 200 мм ШК, увеличение 340х
Наблюдения спутников Урана
Сложная, но интересная задача для любителей астрономии — это наблюдение спутников Урана.
В темные прозрачные ночи в телескоп с диаметром объектива 200–250 мм можно разглядеть Титанию и Оберон, в 300–350-миллиметровый телескоп становится доступен Ариель, а если в вашем распоряжении 400 мм, попробуйте найти еще один спутник Урана — Умбриэль.
Положение спутников относительно диска планеты и их звездную величину можно рассчитать с помощью программы-планетария, для этих целей прекрасно подойдет бесплатная программа Cartes du Ciel.
Нептун
Когда наблюдать Нептун?
Противостояние Нептуна наступает ежегодно со смещением примерно в 2 дня относительно прошлогодней даты. Ближайшие противостояния будут 18 августа 2009 года, 20 августа 2010 и 23 августа 2011 года. Как и в случае с Ураном, условия видимости Нептуна в моменты противостояний меняются от плохих до хороших целыми десятилетиями. Сейчас планета понемногу прибавляет в высоте. В 2009 году максимальная высота Нептуна составит 23–25 градусов над горизонтом, а к противостоянию 2015 года планета уже будет видна на высоте 30 градусов.
Наблюдения Нептуна 
В период противостояний Нептун достигает максимального блеска 7,7 зв. величины,
т.е. даже тогда он не доступен для наблюдения невооруженным глазом. Однако в бинокль 7х50 его можно заметить как слабую звезду. Что касается телескопических наблюдений диска планеты, то здесь есть определенные сложности. Дело в том, что угловой размер Нептуна составляет всего 2–2,3 секунды, что меньше, чем у других планет (не считая, конечно, Плутона, о котором мы поговорим позже).
в 150-миллиметровый рефрактор. И там и там речь, разумеется, идет об отличных условиях наблюдения. В большинстве же случаев для уверенного наблюдения диска требуется телескоп диаметром не менее 200–250 мм и увеличение от 200х и выше.
Различить Нептун в море окружающих его звезд можно следующим способом. Первое, что надо сделать, это тщательно сфокусировать телескоп по неярким звездам. Затем посмотрите на планету при увеличении не менее 100х. Вы должны увидеть крошечный шарик голубого цвета.
С наблюдениями деталей на поверхности планеты дела обстоят еще хуже, чем с Ураном. На данный момент максимум, что удавалось разглядеть любителям на его диске (при использовании телескопов от 400 мм в диаметре), это небольшое потемнение по краям планеты и едва заметные изменения яркости в некоторых местах ее диска.
Наблюдения спутника Нептуна
Единственный спутник Нептуна, который можно наблюдать в любительские телескопы — Тритон. Его блеск равен 13,5 зв. величины, а максимальное угловое расстояние 17». Исходя из этих данных, можно сделать вывод – чем спокойней и чище атмосфера и чем больше диаметр объектива вашего телескопа, тем больше шансов увидеть Тритон. На сегодня есть сведения об успешных наблюдениях спутника в телескопы 200–250 мм.
Видимое движение Тритона вокруг Нептуна
Плутон
Когда наблюдать Плутон?
Ближайшие противостояния Плутона наступят 25 июня 2010, 28 июня 2011 и 29 июня 2012 года. Для наблюдателей северного полушария условия видимости Плутона постепенно ухудшаются. В ближайшие годы высота планеты на широте Москвы не превысит и 17 градусов.
Наблюдения Плутона
Найти и увидеть Плутон — задача достаточно сложная. Максимальный блеск планеты — всего 13,7 зв. величины, и, с учетом нынешнего невысокого положения над горизонтом, для обнаружения Плутона потребуется очень темное загородное небо и телескоп с диаметром объектива не менее 250–300 мм.
В телескоп Плутон выглядит как едва заметная, тусклая звезда. Вид планеты не меняется с ростом апертуры, т.к. ни один земной телескоп по определению не способен показать какие-либо подробности на планете. Даже на фотографиях, полученных с помощью телескопа имени Хаббла, особых подробностей разглядеть не удается. Тем не менее, вы с полным правом можете гордиться своими наблюдательными способностями, если вам удалось разглядеть призрачный свет Плутона в окружении множества тусклых звезд, поскольку похвастаться этим могут лишь немногие любители.
Плутон и Харон. Фотография сделана с помощью телескопа Хаббл
Автор Роман Бакай. 2009 год
14 сентября 2021 года планета Нептун в противостоянии
14 сентября наступает противостояние Нептуна в 2021 году, и это хороший повод вспомнить об этом далеком мире.
Время вблизи и во время противостояния считается самым лучшим для наблюдения внешних планет — Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. (Меркурий и Венера в противостояниях не бывают.) Причины очевидны. Во-первых, так как вблизи противостояния планета находится на противоположном участке неба от Солнца, то восходит она тогда, когда Солнце заходит за горизонт, а садится на восходе Солнца. Следовательно, планета наблюдается не вечером или утром, а все темное время суток. Во-вторых, вблизи противостояний планета находится ближе к Земле, чем в любое другое время. Следовательно, она ярче, а ее видимые размеры больше. Что, конечно, делает наблюдение планеты через телескоп гораздо удобнее.
Однако, что касается Нептуна, все эти доводы работают не в полной мере. Как известно, Нептун — самая далекая от нас большая планета Солнечной системы, и потому разница в его яркости и угловых размерах невелика. Что в противостояние, что вблизи соединения с Солнцем — планета не видна невооруженным глазом. Для ее поиска на небе нужен хотя бы бинокль, а для того, чтобы увидеть диск планеты, понадобится хороший любительский телескоп.
Более того, чтобы отличить Нептун от множества окружающих его тусклых звезд, нужен опыт проведения астрономических наблюдений, то есть умение находить на небе тусклые объекты — звезды, астероиды, кометы.
Получается, что в случае Нептуна остается только одно преимущество от противостояния: сейчас планета наблюдается всю ночь.
Как найти Нептун на небе в сентябре 2021 года
Если вы все-таки захотите своими глазами увидеть далекий Нептун, то вам понадобится в помощь бинокль или телескоп. (Театральный бинокль не подойдет, так как собирает слишком мало света.)
Найдите место, где небо в южной стороне не засвечено фонарями. Лучше, если вы наблюдаете за городом, там, где невооруженным глазом хорошо видны звезды ковша Большой Медведицы.
Вечером, после того, как стемнеет, посмотрите на юг. Низко над горизонтом вы увидите очень яркую звезду желтовато-белого цвета. Это планета Юпитер. Справа от Юпитера находится еще одна планета — Сатурн. Она тоже хорошо заметна, хотя и не такая яркая, как Юпитер.
Вечернее звездное небо 14 и 15 сентября 2021 года. Направление на юг. Высоко над головой находится Большой летний треугольник, а у горизонта — Луна (на закате) и яркие планеты Юпитер и Сатурн. Рисунок: Stellarium
Обе планеты находятся в созвездии Козерога. А Нептун — слева от них, в соседнем созвездии Водолея.
Созвездие Водолея не имеет по-настоящему ярких звезд. Его контур — это змейка из 5-6 звезд, располагающаяся повыше Юпитера. От этой змейки, подобно ручейкам воды спускаются к горизонту цепочки тусклых звезд. Большая их часть на городском небе совершенно не видна — только за городом, в безлунную ночь звезды Водолея видны отчетливо и ясно.
Итак, где же среди них Нептун? Проведите мысленно линию от Сатурна к Юпитеру, а затем продлите ее дальше налево на такое же угловое расстояние. Она укажет на звезду Хидор или λ (лямбда) Водолея.
Чтобы найти Нептун, продлите линию, соединяющую Сатурн и Юпитер, на такое же расстояние на восток. Она укажет на звезду Хидор или лямбда Водолея. Рисунок: Stellarium
Если найти эту звезду в бинокль, а затем перевести бинокль чуть-чуть левее, то в поле зрения появится вертикальная цепочка из пяти звезд (см. рисунок ниже).
В 5° восточнее от лямбда Водолея находится звезда фи Водолея. Она выполняет роль промежуточной остановки на половине пути от лямбда Водолея к Нептуну. Рисунок: Stellarium
Самая верхняя звезда в этой цепочке — φ (фи) Водолея. Далее, продлите линию от от λ Водолея до φ Водолея на такое же расстояние влево, и вы увидите Нептун.
Нептун очень тусклый — блеск планеты составляет 7,8 m ), поэтому ее легко перепутать с другими тусклыми звездочками. Обратите внимание, что планета находится внутри практически равнобедренного треугольника, составленного из звезд 6-й и 7-й величины (все они ярче Нептуна).
Итак, от Сатурна и Юпитера двигайтесь в направлении звезды лямбда Водолея, а затем, используя телескоп или бинокль, от нее к φ Водолея и далее — к треугольнику из тусклых звезд, внутри которого и находится еще более тусклый Нептун.
Даже на лучших любительских снимках чрезвычайно трудно разглядеть какие-либо детали на диске Нептуна. Фото: Cyberchemist
В бинокль и даже в небольшой телескоп Нептун выглядит просто как звезда. Чтобы различить диск планеты, понадобится инструмент с объективом как минимум 120-150 мм и окуляр, дающий увеличение свыше 100×. Угловой диаметр Нептуна сейчас составляет около 2,4 секунды дуги. Даже в большой любительский телескоп планета представляется крошечной горошинкой голубоватого цвета.
Чтобы заметить какие-либо детали на диске, одного лишь телескопа мало. Нужна прозрачная и спокойная атмосфера, которая создавала бы четкое, неподвижное изображение планеты в окуляре и позволяла бы рассматривать малоконтрастные детали. Но так как Нептун не поднимается в наших широтах высоко надо горизонтом, поймать такую видимость чрезвычайно сложно.
Какие планеты можно увидеть невооруженным глазом
Где искать на небе Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн
Юрген Тайхман почетный профессор физики, более 30 лет курировал отдел образования и повышения квалификации в области физики в Немецком музее в Мюнхене, а также создал самую большую экспозицию в мире по теме «Астрономия»
Рассматривать звездное небо — увлекательное занятие для летних вечеров в ясную погоду, особенно за городом, где световое загрязнение не так сильно. Как находить созвездия и наблюдать Луну, мы уже рассказывали. Сегодня — о том, как увидеть невооруженным глазом планеты Солнечной системы.
На небе есть пять звезд, которые ты увидишь без телескопа, — и они сильно отличаются от тысяч других. Об этом уже знали вавилоняне, египтяне и, конечно, греки. Они назвали их планетами, что в переводе с греческого означает «странник», то есть путешественник.
Мы не видим планеты каждую ночь на одном и том же месте. Блуждающие звезды проходят через многие созвездия в течение недель или месяцев. Все пять планет не мерцают, как звезды, но временами светятся очень ярко. Ты хорошо их знаешь — это Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.
Планеты — не излучают свет сами, как Солнце, а лишь отражают его свет. Это то же самое, что на белый лист бумаги посветить лампой в темноте. Планеты вращаются вокруг Солнца как по очень близкой орбите (например, Меркурий), так и по очень далеким орбитам (например, Уран и Нептун). Поэтому Уран и Нептун можно рассмотреть только с помощью бинокля или подзорной трубы.
Наша Земля, конечно, тоже планета. Она делает полный оборот вокруг Солнца за один год. Этого греки тогда не знали, Землю нельзя было увидеть со стороны. Они только видели, что все звезды и Солнце день за днем двигаются вокруг Земли.
Греки насчитали на небе пять планет. Только со времен Коперника люди признали, что мир устроен иначе и что Земля тоже является планетой. Позже ученые обнаружили еще две планеты, которые нашли с помощью телескопа. Так в Солнечной системе оказалось 8 планет.
Как найти планеты на небе?
Есть такое стихотворение: «Мы все знаем: мама Юли села утром на пилюли». Здесь девять слов. С первой буквы каждого слова начинается название планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Плутон сейчас считают карликовой планетой.
На небе действительно сложно найти Меркурий. Он расположен слишком близко к Солнцу, и поэтому иногда увидеть его можно только сразу после захода и перед восходом солнца. Но если горы, деревья или дома закрывают тебе линию горизонта, это будет сложно. У римлян и греков Меркурий (греки называли его Гермес) был посланцем богов, потому что он быстрее других планет поворачивался к Солнцу.
Как увидеть Венеру на небе
Давай начнем с Венеры. Ее орбита ближе к Солнцу, чем орбита Земли, но дальше, чем орбита Меркурия. Ты можешь наблюдать Венеру сразу после захода солнца, если посмотришь на запад, когда небо достаточно светлое, но других звезд еще не видно.
Венера светится намного ярче, чем может светить Сириус, — самая яркая неподвижная звезда. Бывало такое, что люди, которые вечером шли вместе со мной от метро домой по направлению на запад, не верили, что яркий свет перед ними — это свет звезды. Они думали, что это самолет или искусственный спутник. Венера медленно движется, опускаясь к горизонту, и через пару часов после заката исчезает за ним.
Эту планету можно увидеть утром, когда солнце еще не поднялось над горизонтом, и вечером — сразу после захода солнца. Поэтому ее иногда называют утренней или вечерней звездой. Если ты уже увидел Венеру вечером, скорее всего, и на следующие сутки ты также увидишь ее после захода Солнца. Это называется «вечерний период видимости Венеры».
Но если Венеру больше не видно по вечерам, значит, что вечерний период видимости Венеры закончился. И на вечернее небо она вернется через 19 месяцев. Если ты не хочешь ждать 19 месяцев, то можешь поискать Венеру на утреннем небе.
Таким образом, Венера периодически пропадает после заката и снова возвращается на востоке, перед появлением солнца. Но греки просто не могли поверить, что она вращается вокруг Солнца. Это доказал лишь Галилео Галилей. С помощью своего телескопа он увидел, что Венера освещается Солнцем с разных сторон, из чего стало понятно, что она движется вокруг Солнца.
Венера является поистине самым ярким и самым красивым объектом на небе. Благодаря чудесному блеску Венеру назвали в честь древнеримской богини красоты и любви. Греки же ее называли не Венерой, а Афродитой.
Можно ли увидеть Марс
Марс также очень хорошо заметен на небе: иногда его можно наблюдать на протяжении всей ночи. Это связано с тем, что он находится далеко от Солнца, — дальше, чем наша Земля. В этом и состоит различие: планеты, которые находятся ближе к Солнцу, чем Земля, мы видим только вечером или утром. А все планеты, которые находятся от Солнца дальше, чем Земля, видны всю ночь.
Существует такой день, когда Марс видно всю ночь и он оказывается выше всего над горизонтом ровно в полночь. Это значит, что Марс находится в противостоянии. Так называют взаимное расположение светил, когда Солнце, Земля и Марс находятся на одной прямой, и при этом Земля — между Солнцем и Марсом. В таком положении Марс ближе всего к Земле и полностью освещается солнцем.
К слову сказать, Марс — это единственная видимая планета, у которой есть отчетливый цвет. Его отлично видно на ночном небе в течение нескольких месяцев. В некоторые годы он светит особенно ярко, но никогда не бывает таким же ярким, как Венера.
Как найти на небе Юпитер и Сатурн
Ярче Марса, но не так ярко, как Венера, светит Юпитер. Греки его называли Зевс. Если ты увидишь Юпитер безлунной ночью, он будет самым ярким светилом на небе. Тогда его очень легко заметить. Его видно многие месяцы каждый год. Это удивительно! Ночью он движется по тому же пути, где днем проходило Солнце. Каждые 13 месяцев Юпитер оказывается в противостоянии с Солнцем и светит особенно ярко. Помнишь, с Марсом происходит нечто похожее?
Сатурн назвали в честь древнеримского бога земледелия. Греки называли его Кронос. Он был вторым по силе богом и отцом Зевса. Он съел всех своих детей, потому что боялся, что они отберут у него власть. Только Зевса (он же Юпитер) спрятала мать, и позднее он сверг своего отца.
Ты, наверное, думаешь, что у греков какие-то жестокие сказки. Я тоже так думаю. На небе Сатурн — это яркая звезда, которая светит не так ярко, как Юпитер, но всегда это очень впечатляет. Его видно на небе несколько месяцев каждый год. В июле 2020 года на ночном небе ты увидишь Сатурн, а потом он снова покажется только через 12,5 месяца. К сожалению, его удивительные кольца можно рассмотреть только в телескоп.
Почему звезды мерцают, а планеты — нет?
На самом деле неподвижные звезды сами не мерцают и не искрятся. Астронавты в космосе видят, что звезды светят спокойно. В том, что звезды мерцают, виноват воздух вокруг нашей Земли. Он как будто всегда немного дрожит. Лучше всего это заметно в жаркие летние дни, когда смотришь в окно. Тогда кажется, что воздух как будто вибрирует и на горизонте блестит что-то маленькое (например, деревья). А звезды — это маленькие точки на небе, ведь они очень-очень далеко, поэтому воздух их «подергивает».
Если посмотреть на планеты в телескоп, то ты увидишь: это не точки, а небольшие кружочки. Свет от одной части такого кружочка не искрится и не мерцает, в то время как свет от другой части «дрожит».
Планета Нептун — самый далёкий и загадочный мир
Планета Нептун относится к газовым гигантам, как и Юпитер, Сатурн и Уран, но у него немало особенностей. Как и прочие планеты, это особый мир, непохожий на другие. Он был открыт в 1846 году благодаря математическим вычислениям и с тех пор совершил только один оборот вокруг Солнца – на Нептуне прошёл всего 1 год и только начался второй.
Нептун нельзя увидеть на небе невооружённым глазом, так как его блеск составляет всего около 8m. Но он доступен для поиска даже в небольшой телескоп или в хороший бинокль. Ночью его можно найти в созвездии Водолея.
Планета Нептун. Снимок «Вояджера-2».
История открытия планеты Нептун
История открытия этой планеты довольно любопытна и необычна. Это открытие было триумфом ньютоновской физики, так как стало доказательством, что движение планет полностью подчиняется законам тяготения.
Всё началось с того, что в 1821 году французский астроном Алексис Бувар опубликовал вычисленные таблицы орбиты Урана, который был открыт 40 лет назад. Но при дальнейших наблюдениях этой планеты стали заметны отклонения данных в таблицах и полученных на практике.
Английский астроном Томас Хасси предположил, что отклонения в движении Урана можно объяснить воздействием на него еще одной планеты, которая находится еще дальше. Он встретился с Буваром и они обсудили эту возможность, после чего Бувар решил провести расчёты еще раз, с учётом наличия неизвестной планеты. Но он этого так и не сделал.
Затем этой проблемой занялся Джон Куч Адамс, английский астроном, который в 1843 году вычислил орбиту предполагаемой планеты, которая могла бы оказать наблюдаемое возмущение на планету Урана. Но и он это дело забросил, хотя и отправил результаты королевскому астроному.
Довёл дело до конца Урбен Леверье, французский математик, работавший в Парижской обсерватории. Он самостоятельно провёл все расчеты, однако астрономы Парижской обсерватории не захотели поискать гипотетическую планету. Тогда Леверье убедил в своей правоте астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готтфрида Галле и тот согласился помочь. А студент той же обсерватории Генрих д’Арре предложил сравнить вид неба в нужном месте на текущий момент с недавней картой звёздного неба. Это позволило бы заметить смещение некоторых объектов.
Урбен Леверье, открывший Нептун путём вычислений.
Метод дал замечательный результат. Потребовался всего час поисков и новая планета была найдена. Отклонение от вычисленного Леверье положения составило всего 1 градус. Затем директор Берлинской обсерватории Иоганн Энке тоже две ночи принимал участие в наблюдениях открытого небесного тела и его передвижение было зафиксировано. Так было доказано, что это именно планета, а не звезда.
Нептун был открыт 23 сентября 1846 года, а вся троица, сделавшая это, считается его первооткрывателями. Урбен Леверье сделал вычисления и открыл Нептун «на кончике пера», Иоганн Галле сделал это непосредственно с помощью телескопа, а студент Генрих д’Арри предложил способ, как сделать поиски успешными и тоже принимал в этом непосредственное участие.
Конечно, англичане на этом не успокоились, возник спор, кого считать первооткрывателем – Адамса, который провёл расчеты раньше, или Леверье, который довёл дело до конца. Их даже считали равноправными первооткрывателями. Но в итоге справедливость восторжествовала – Леверье победил. Его расчёты оказались точнее, и он доказал их практически, открыв планету Нептун не только на бумаге.
Кстати, эту планету еще некоторое время называли «планетой Леверье». Потом сам Леверье дал ей название Нептун, а Василий Струве, директор Пулковской обсерватории, его утвердил.
Интересные факты о планете Нептун
Планета Нептун довольно интересна, хотя и слабо изучена, из-за большого удаления от нас. Но есть некоторые интересные факты о ней:
Размер, масса и орбита планеты Нептун
Диаметр Нептуна по экватору равен 24 764 километра, он в 4 раза больше Земли. При этом он в 17 раз тяжелее Земли, но в 19 раз легче Юпитера. Поэтому Нептун считается чем-то средним между настоящими планетами – гигантами, такими, как Юпитер и Сатурн, и планетами земной группы.
Ближайшие планеты к Нептуну – Уран, расположенный ближе к Солнцу, и Плутон, который относится теперь к карликовым планетам.
Орбита Нептуна немного эллиптическая, а не строго круговая, с эксцентриситетом 0.011, и расположена она под углом в 1.77 0 по отношению к земной. То есть лежат они немного не в одной плоскости. Из-за эллиптичности орбиты расстояние от Нептуна до Солнца немного меняется, на 101 миллион километров, а в среднем составляет примерно 4.55 миллиардов километров, или 30.1 а.е.
Орбита планеты Нептун.
Полный оборот по орбите Нептун делает за 164.79 земных года, и в 2011 году он завершил только первый оборот с даты открытия.
Вокруг оси Нептун вращается за 16 часов – это время вращения магнитного поля. Но так как это газовая планета, то на разных широтах реальная скорость вращения отличается. Так, самый широкий экваториальный пояс делает оборот за 18 часов, а более узкие средние и полярные пояса вращаются быстрее. Приполярные области делают оборот за 12 часов. Такая большая разница выражена у Нептуна больше, чем у других планет.
Состав и поверхность Нептуна
Планеты Уран и Нептун относят к отдельному классу ледяных гигантов, и неспроста. В центре Нептун имеет скалистое ядро, состоящее из силикатов и металлов, затем идёт ледяная мантия из метанового льда, воды и аммиака. Затем располагается атмосфера из гелия, водорода и метана.
Строение планеты Нептун.
Однако не надо думать, что в мантии Нептуна находится привычный нам лёд – замёрзшая жидкость. На самом деле мантия очень горячая, так как давление там достигает огромных цифр. Температура достигает 2000 — 5000 К, практически как на поверхности Солнца. Но при этом вещество, образованное при таких экстремальных давлениях, всё равно называют льдом, хотя оно представляет собой очень плотную и очень горячую жидкость, преимущественно из аммиака. Это особое состояние, которое называется «горячий лёд».
Есть гипотеза, что на глубине 7000 км под действием огромного давления и температуры из метана образуются алмазные кристаллы, оседающие затем ближе к ядру. Возможно, там есть даже огромный алмазоносный слой.
Атмосфера и температура на Нептуне
Таким образом, на разной высоте в верхних слоях атмосферы Нептуна ступеньками существуют облака разного типа. Ниже атмосфера затуманивается из-за продуктов распада метана под действием ультрафиолета.
На этом снимке хорошо видно вертикальное расслоение облаков.
В атмосфере Нептуна есть слой, который называется термосферой, и там температура аномально высокая – 750 К. Почему это так, неизвестно, так как Нептун гораздо дальше от Солнца, чем Уран, где такого эффекта нет. Он получает очень мало солнечного тепла и не может так нагреваться. Возможно, этот нагрев вызван гравитацией или взаимодействием заряженных ионов из магнитосферы с атмосферным газом.
В атмосфере Нептуна, в отличие от Урана, зафиксированы очень сильные ветры – до 600 м/с. Дуют они с разной скоростью, притом на высоких широтах по направлению вращения планеты, а в низких – против.
Из-за смены сезонов изменяются и облачные полосы в полушариях. Так, сейчас в южном полушарии теплее, и там облаков больше. После 2020 года начнётся новый сезон и всё будет меняться.
В 1989 году «Вояджер-2», пролетая мимо, сфотографировал на Нептуне огромный штормовой вихрь, размером 13000 х 6600 км. Его назвали Большим Тёмным пятном, так как он выделялся более тёмным цветом. В 1994 году телескоп Хаббл его уже не обнаружил.
Такие штормы образуются ниже облачного слоя, поэтому выглядят темнее. Они могут существовать несколько месяцев, а потом исчезать. Они также могут постепенно терять свой цвет, но продолжать существовать как циклон.
Температура Нептуна
Одна из загадок Нептуна – его тепло. Эта планета расположена гораздо дальше от Солнца, чем Уран, и получает на 60% меньше солнечного света. Однако Уран выделяет энергии в 1.1 раз больше, чем получает, а Нептун – в 2.61 раз больше!
Откуда Нептун берёт такой излишек энергии, пока неизвестно. Есть разные гипотезы, от радиоактивного нагрева ядра до химических процессов в нижних слоях атмосферы, например, распада метана на другие углеводороды.
Кольца Нептуна
У Нептуна, как и у других планет-гигантов, есть система колец. Они очень слабые и состоят, предположительно, из ледяных и пылевых частиц. Впервые эти кольца были обнаружены «Вояджером-2». С Земли их, конечно, не видно.
Кольца Нептуна на снимке «Вояджера-2».
Всего у Нептуна 5 колец, которые названы именами учёных, приложивших усилия к открытию планеты – Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс. Самое широкое кольцо Ласселла, шириной 4000 км. Этот учёный всего через 17 дней после открытия планеты обнаружил её спутник Тритон.
А вот кольцо Леверье, первооткрывателя, шириной всего 113 км. Другие кольца еще уже, самое узкое – кольцо Адамса, шириной в 35 км, но оно и самое яркое.
Спутники планеты Нептун
Нептун, как и прочие крупные планеты, имеет много спутников. Сейчас известно 14 из них. Самый крупный спутник Нептуна – Тритон. Его диаметр – около 2700 км, а состоит он преимущественно из льда, хотя в центре имеется металлическое ядро. Если сложить массу всех спутников, то Тритону будет принадлежать 95.5% от всей массы. Лишь он такой крупный, что имеет сферическую форму.
Тритон – самый холодный спутник в Солнечной системе, температура на его поверхности – всего 38 К, или – 235 0 C, то есть близка к абсолютному нулю. Этот спутник движется по спиральной орбите, постепенно приближаясь к планете, и через несколько десятков миллионов лет будет разрушен. Тогда у Нептуна появятся кольца, больше, чем у Сатурна.
Тритон – интересный спутник. Он один из немногих, на которых есть тектоническая активность. Там есть криовулканы, а под ледяной поверхностью возможно существование подлёдного океана.
На Тритоне есть криовулканы.
Другие спутники Нептуна больше похожи на крупные астероиды. Самый крупный из них – Протей, имеющий неправильную форму и поперечник в 420 км. Третий по размеру спутник – Нереида, 340 км в поперечнике. Остальные спутники Нептуна гораздо меньше. Самый маленький спутник планеты Нептун – Гиппокамп, размером в 18 км, был открыт в 2013 году.
Нептун и пояс Койпера
От орбиты Нептуна, на расстоянии примерно в 30 а.е. от Солнца и до 55 а.е, расположен пояс Койпера, в котором сконцентрировано большое количество малых планет. Он подобен астероидному поясу между Юпитером и Марсом.
Планета Нептун оказывает большое гравитационное воздействие на весь пояс Койпера, так как находится практически на его границе. Именно Нептун сформировал его в том виде, в котором он существует сейчас. Многие объекты пояса Койпера находятся в орбитальном резонансе с Нептуном и поэтому их орбиты стабильны. То есть за время существования Солнечной системы Нептун выстроил там всех «по струнке».
Так, один из объектов пояса Койпера – Плутон, тоже находится в орбитальном резонансе 2:3 с Нептуном. Хотя их орбиты иногда проходят очень близко, но они никогда не столкнутся, так как всегда находятся в это время в одних и тех же местах, далеко друг от друга. Плутон совершает один оборот вокруг Солнца, а Нептун – полтора, и таких же объектов очень много. Все они получили название «плутино», но есть и другие, с другим резонансом – «тутино» и т.п.
История изучения Нептуна
Нептун – самая далёкая планета Солнечной системы, и расстояние до него огромно. Его сложно изучать с Земли, поэтому используется преимущественно космический телескоп «Хаббл».
Из космических аппаратов лишь один приближался к Нептуну – «Вояджер-2», и было это 25 августа 1989 года. Тогда это было важной задачей, и учёные изменили его траекторию, чтобы аппарат пролетел рядом с Тритоном, даже с риском для него. В итоге он пролетел близко от Нереиды, затем в 4400 км от атмосферы Нептуна, а далее сблизился с Тритоном. Всё это произошло в один день.
Только «Вояджер-2» побывал у Нептуна.
Расстояние до «Вояджера-2» было таким большим, что переданный сигнал в одну сторону шел 246 минут, поэтому зонд работал практически автономно, под управлением предварительно загруженных программ. Он успешно справился со своей миссией и передал множество снимков и научных данных. По сути, большинство знаний о Нептуне получено благодаря «Вояджеру-2».
В день сближения «Вояджера-2» 25 августа 1989 года с Нептуном даже шла ночная передача «Нептун всю ночь» с репортажами об этом событии.
Затем в 2014 орбиту Нептуна пересекал аппарат «Новые Горизонты», но он находился в режиме гибернации, и его целью был Плутон.
Сейчас никаких аппаратов к Нептуну запускать не планируют. НАСА собиралась запустить миссию «Нептун Орбитер» в 2016 году, но до сих пор неизвестно, будет ли она запущена вообще когда-нибудь. В приоритете на исследования сейчас стоит Уран, а не Нептун.
Наблюдение Нептуна
Лучшие условия для наблюдений Нептуна складываются в августе-сентябре. Тогда он проходит точку противостояния и оказывается на наименьшем удалении от Земли. Яркость его в это время составляет около 7.7m, то есть невооружённым глазом его всё равно не видно.
Обнаружить Нептун можно уже в бинокль 7х50, но выглядеть он будет как тусклая звездочка в созвездии Водолея.
Какой телескоп нужен, чтобы увидеть Нептун не как звезду, а в виде диска? Мнения расходятся. Есть любители, которые утверждают, что различали диск в 80-мм телескоп. Но есть и такие, которые не смогли его различить и в 150-мм рефлектор.
Угловой размер диска Нептуна на небе – от 2 до 2.3”, что очень немного, и гораздо меньше, чем у прочих планет Солнечной системы. Поэтому для уверенного наблюдения диска планеты рекомендуется вооружиться телескопом с апертурой минимум в 200-250 мм, а увеличение использовать от 200х.
Не стоит надеяться увидеть какие-то детали на этой планете, даже если вы сможете рассмотреть эту синюю горошину. Даже в телескопы с апертурой от 400 мм можно увидеть разве что некоторые колебания яркости по поверхности и потемнение диска к краям.
В телескоп от 200 мм можно попробовать отыскать Тритон – крупнейший спутник Нептуна. Он имеет яркость 13.5m и может отстоять от планеты до 17”. При спокойной атмосфере можно попытаться его найти.
