Очень далёкое царство Владыки морей
Текст Анатолия Сорокина
На телеграм-канале «Китайский свяZной» промелькнула заметка, что некая подданная Карла Третьего ратует в видном таблоиде за отказ от обязательного преподавания математики в школах пока ещё Соединённого Королевства (см. https://t.me/prchand/2709). Это всё насильственно недемократическое от Пекина (и Москвы), айфон всё сам сделает. Ну что, п’авильной до’огой идёте, това’ищи! А мы продолжим и математику, и гуманитарные, и естественные науки изучать. Они же пусть и далее играют в свой декаданс: когда-то «Вояджер-2» спроектировали и запустили не профиту ради, а токмо для приращения знаний о нашем мире, а теперь сколько будет два плюс три у айфона спрашивать будут… И добрым словом помянем тех, кто обеспечил успех полёта того самого «Вояджера-2», ибо даже многими первичными знаниями о планете Нептун мы обязаны именно той команде - научные достижения не имеют границ. Так что прогуляемся по окрестностям небесного Царя морского.
Нептун, восьмая и самая удалённая от Солнца «полноценная» планета Солнечной системы (Плутон в 2006 году переклассифицировали в карликовые планеты после уточнения его размера, оказавшегося меньше ожидаемого и открытия ещё нескольких подобных ему небесных тел), относится к планетам-гигантам. Среди остальных она третья по массе (17 земных) и четвёртая по размеру, если считать в порядке убывания от «лидера» по этим категориям, Юпитера.
Своё название планета получила от бога морей древнеримских верований - Нептуна. Поскольку планета было открыта 23 сентября 1846 года в телескоп, то древним астрологам и алхимикам она была неизвестна, чтобы приписать ей соответствие какому-нибудь металлу. Однако, именно по созданной ими традиции, в 1940 году в её честь назвали первый созданный человеком радиоактивный химический элемент №93 тяжелее естественного предела существования во Вселенной (уран, №92) - нептуний, который на Земле если и когда-то был, то давным-давно распался.
Интересно, что Нептун был открыт по результам вычислений, сделанных практически одновременно французом Урбаном Леверье (слева) и британцем Джоном Адамсом (справа). Оба они исходили от факта, что Уран наблюдался немного не там, где предсказывали вычисления по теории тяготения Ньютона. Учёные предположили, что существует неизвестная планета, чьё притяжение влияет на движение Урана и отклоняет его от рассчитанной траектории. По этим отклонениям они без компьютеров и с приемлемой точностью определили положение и массу «возмутителя» орбиты Урана. Леверье оказался чуть более успешен: именно по его письму немецкий астроном Йохан Галле обнаружил Нептун, тогда как Адамса, закончившего работу чуть раньше, подвели наблюдатели, которым он послал свои выводы. Но триумф науки был колоссален - вот так, из каких-то угловых минут и секунд расхождений теории Ньютона и результатов наблюдений Урана «на кончике пера» новую планету обнаружить!
Так как Нептун находится далеко от Солнца (в 30 раз дальше Земли), то невооружённым глазом он не виден, несмотря на свой большой размер (радиус почти в 4 раза больше земного). Вокруг Солнца Нептун делает один оборот почти за 165 земных лет, а солнечный день на нём куда короче земного - 16 часов и 6,5 минут.
Внутреннее строение Нептуна типично для планет-гигантов (хотя с несколько большей долей «замёрзших” веществ, чем газообразных, отчего планету считают «ледяным» гигантом, в отличие от «газового» Юпитера): атмосфера, плавно переходящая в жидкую мантию и в самом центре каменисто-металлическое ядро. Львиную долю вещества Нептуна составляют водород (около 80%) и гелий (до 19%), но в заметных количествах присутствуют метан (ответственный за синюю окраску атмосферы планеты), аммиак и вода, причём на некоторой глубине два последних вещества могут быть даже в жидком виде! Вместе с наличием там теплоты, разнообразных излучений и простейшего углеводорода метана появляются условия для синтеза там сложных органических молекул - прекурсоров жизни, хотя наличие даже простейших её форм на Нептуне практически исключено. Но шанс на это определённо выше, чем на Марсе.
Ось Нептуна наклонена к плоскости орбиты на 28,3 градуса, что несколько больше, чем у Земли. Это значит, что на планете есть смена времён года и погодные явления в атмосфере. Последние обуславливаются не столько разницей нагрева разных мест Солнцем, а исходящим из недр теплом, природа которого пока точно не выяснена (собственное сжатие плюс радиоактивные процессы и может быть что-то ещё). В отличие от спокойной атмосферы Урана вихри и штормы на Нептуне (большое Тёмное пятно на снимке) по своему относительному и абсолютному размаху превосходят таковые даже на Юпитере!
Большое Тёмное пятно крупным планом - крупный вихрь в атмосфере Нептуна. Температура на его поверхности ниже минус 200 градусов Цельсия, зато куда выше в глубине, что и собственно говоря его и порождает.
Есть в атмосфере Нептуна и облака, видимо из капелек и/или льдинок аммиака и воды. А вот впечатляющих полярных сияний на Нептуне нет. Мощное магнитное поле есть (присутствует как проводящая ток жидкость в мантии, так и быстрое вращение), но Солнце далеко и в отличие от Земли или Юпитера поток заряженных частиц от него слаб.
Нептун имеет слабую систему колец, обнаруженную по затмению планетой далёкой звезды в конце 1970-х гг. Существование колец подтвердил «Вояджер-2», а недавно запущенный в космос телескоп «Джеймс Уэбб» в тепловых (инфракрасных) лучах сфотографировал кольца Нептуна напрямую. Вот тут доверять последнему можно, ибо имеются несколько независимых групп исследователей на разных инструментах (космических и наземных), результаты которых неплохо согласуются друг с другом. Нептун всё же не далёкие галактики и доступен куда большему арсеналу наблюдательных средств астрономии.
Нептун посещал только американский космический аппарат «Вояджер-2» в 1988 году (на фото его испытания перед запуском), другая миссия (китайская) планируется не ранее 2038 года. Большинству детальной информации о планете мы обязаны именно этой автоматической межпланетной станции, ныне ушедшей за пределы Солнечной системы и всё ещё передающей информацию о свойствах уже межзвёздной среды. Камеры и многие приборы навсегда отключены, чтобы сберечь оставшийся ресурс по электропитанию на радиопередатчик и пару оставшихся в работе детекторов частиц.
Перед расставанием с нашей космической родиной «Вояджер-2» специально направили рядом с крупнейшим естественным спутником Нептуна, Тритоном (на фото). Прощание с Солнечной системой у фотокамер станции вышло эффектным: они передали изображение далёкого и удивительного мира. Всего же у планеты 14 спутников, однако только Тритон крупный (сравним по размеру с Луной). Его орбита нестандартна и неустойчива, спустя сотни миллионов лет Тритон приблизится к Нептуну и будет разорван на куски разницей действия сил тяготения на его различные части. В результате Нептун обзаведётся яркими кольцами, более эффектными, чем у Сатурна. Поэтому учёные предполагают, что Тритон не образовался вместе с Нептуном, а был захвачен гравитационным полем последнего во время случайного сближения этих небесных тел.
А поскольку новый полёт к Нептуну будет очень как нескоро, астрономы с помощью мощных наземных телескопов и алгоритмов коррекции изображения по рассеянию в атмосфере эталонного лазерного луча получают фото планеты не хуже, чем с космических телескопов. Нептун выглядит завораживающей аквамариновой (как название обязывает) капелькой во Вселенной.