Trong những ngày hối hả và bận rộn, thế giới đối với một người bình thường đôi khi thu gọn lại trong công việc và gia đình. Trong khi đó, nếu bạn nhìn lên bầu trời, bạn có thể thấy nó tầm thường như thế nào trên quy mô của vũ trụ. Có lẽ đó là lý do tại sao những người theo chủ nghĩa lãng mạn trẻ tuổi mơ ước được cống hiến hết mình cho cuộc chinh phục không gian và nghiên cứu các vì sao. Các nhà khoa học-thiên văn học không quên một giây rằng, ngoài Trái đất với những vấn đề và niềm vui của nó, còn có rất nhiều vật thể xa xôi và bí ẩn khác. Một trong số đó là hành tinh Neptune, hành tinh thứ tám về khoảng cách từ Mặt trời, không thể tiếp cận để quan sát trực tiếp và do đó hấp dẫn gấp đôi đối với các nhà nghiên cứu.
Mọi chuyện bắt đầu như thế nào
Ngay cả vào giữa thế kỷ 19, theo các nhà khoa học, hệ mặt trời chỉ chứa bảy hành tinh. Các nước láng giềng của Trái đất, gần và xa, đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng tất cả các tiến bộ hiện có trong công nghệ và máy tính. Nhiều đặc điểm lần đầu tiên được mô tả về mặt lý thuyết, và chỉ sau đó mới được xác nhận thực tế. Với cách tính quỹ đạo của sao Thiên Vương, tình hình có phần khác. Thomas John Hussey, nhà thiên văn học vàvị linh mục, đã phát hiện ra sự khác biệt giữa quỹ đạo thực của chuyển động được cho là của hành tinh. Có thể chỉ có một kết luận: có một vật thể ảnh hưởng đến quỹ đạo của Sao Thiên Vương. Trên thực tế, đây là báo cáo đầu tiên về hành tinh Neptune.
Sau gần mười năm (năm 1843), hai nhà nghiên cứu đồng thời tính toán xem hành tinh có thể chuyển động theo quỹ đạo nào, buộc người khổng lồ khí phải nhường chỗ. Họ là người Anh John Adams và người Pháp Urbain Jean Joseph Le Verrier. Độc lập với nhau, nhưng với độ chính xác khác nhau, chúng xác định đường đi của cơ thể.
Phát hiện và chỉ định
Sao Hải Vương được tìm thấy trên bầu trời đêm bởi nhà thiên văn học Johann Gottfried Galle, người mà Le Verrier đã tính toán. Nhà khoa học người Pháp, người sau này đã chia sẻ vinh quang của người khám phá ra với Galle và Adams, đã mắc sai lầm trong tính toán chỉ bằng một mức độ. Sao Hải Vương chính thức xuất hiện trong các bài báo khoa học vào ngày 23 tháng 9 năm 1846.
Ban đầu, hành tinh này được đề xuất đặt theo tên của Janus hai mặt, nhưng tên gọi này không bắt nguồn từ gốc rễ. Các nhà thiên văn học được truyền cảm hứng nhiều hơn khi so sánh vật thể mới với vua của các biển và đại dương, giống như xa lạ với cấu trúc vững chắc của trái đất, rõ ràng là hành tinh mở. Tên của Sao Hải Vương do Le Verrier đề xuất và được ủng hộ bởi V. Ya. Struve, người đứng đầu Đài quan sát Pulkovo. Cái tên đã được đặt ra, nó chỉ còn để hiểu thành phần của bầu khí quyển của Sao Hải Vương là gì, nó có tồn tại hay không, ẩn chứa những gì trong sâu thẳm của nó, v.v.
So với Trái đất
Đã rất nhiều thời gian trôi qua kể từ khi khai trương. Hôm nay là khoảng thứ támhành tinh của hệ mặt trời mà chúng ta biết nhiều hơn nữa. Sao Hải Vương lớn hơn nhiều so với Trái đất: đường kính lớn hơn gần 4 lần và khối lượng gấp 17 lần. Một khoảng cách đáng kể so với Mặt trời khiến thời tiết trên hành tinh Neptune cũng khác biệt đáng kể so với trái đất. Không có và không thể có sự sống ở đây. Nó thậm chí không phải về gió hoặc một số hiện tượng bất thường. Bầu khí quyển và bề mặt của Sao Hải Vương có cấu trúc gần như giống nhau. Đây là một tính năng đặc trưng của tất cả các hành tinh khổng lồ khí, bao gồm cả hành tinh này.
Bề mặt tưởng tượng
Hành tinh này có tỷ trọng kém hơn đáng kể so với Trái đất (1,64 g / cm³), nên rất khó để bước lên bề mặt của nó. Có, và như vậy nó không phải là. Mức độ của bề mặt được đồng ý xác định bằng độ lớn của áp suất: một "chất rắn" dẻo và khá lỏng nằm ở các lớp thấp hơn của khí quyển, nơi áp suất bằng một bar, và trên thực tế., là một phần của nó. Bất kỳ báo cáo nào về hành tinh Neptune như một vật thể vũ trụ có kích thước cụ thể đều dựa trên định nghĩa này về bề mặt tưởng tượng của một người khổng lồ.
Các thông số thu được với tính năng này như sau:
- đường kính gần xích đạo là 49,5 nghìn km;
- kích thước của nó trong mặt phẳng của các cực là gần 48,7 nghìn km.
Tỷ lệ của những đặc điểm này làm cho Sao Hải Vương khác xa với một hình tròn. Nó, giống như Hành tinh Xanh, bị san phẳng ở các cực.
Thành phần của bầu khí quyển Sao Hải Vương
Hỗn hợp các khí bao quanh hành tinh,nội dung rất khác so với trái đất. Phần lớn áp đảo là hydro (80%), vị trí thứ hai là helium. Khí trơ này đóng góp đáng kể vào thành phần khí quyển của Sao Hải Vương - 19%. Mêtan dưới một phần trăm, amoniac cũng được tìm thấy ở đây, nhưng với số lượng nhỏ.
Thật kỳ lạ, một phần trăm khí mêtan trong thành phần ảnh hưởng rất lớn đến loại khí quyển mà Sao Hải Vương có và toàn bộ khối khí khổng lồ trông như thế nào theo quan điểm của một nhà quan sát bên ngoài. Hợp chất hóa học này tạo nên các đám mây của hành tinh và không phản xạ các sóng ánh sáng tương ứng với màu đỏ. Kết quả là, Sao Hải Vương hóa ra có màu xanh đậm để tàu vũ trụ đi qua. Màu sắc này là một trong những bí ẩn của hành tinh. Các nhà khoa học vẫn chưa biết chính xác điều gì dẫn đến sự hấp thụ phần màu đỏ của quang phổ.
Tất cả các đại gia khí đều có bầu khí quyển. Đó là màu sắc để phân biệt Sao Hải Vương trong số họ. Do những đặc điểm này, nó được gọi là hành tinh băng. Khí mê-tan đóng băng, do sự tồn tại của nó làm tăng thêm sức nặng cho việc so sánh Sao Hải Vương với một tảng băng trôi, cũng là một phần của lớp vỏ bao quanh lõi của hành tinh.
Cấu trúc bên trong
Lõi của một vật thể không gian chứa các hợp chất sắt, niken, magiê và silic. Về khối lượng, lõi xấp xỉ bằng toàn bộ Trái đất. Đồng thời, không giống như các phần tử khác của cấu trúc bên trong, nó có mật độ cao gấp đôi mật độ của Hành tinh Xanh.
Phần lõi được bao phủ, như đã đề cập, bởi lớp áo. Thành phần của nó theo nhiều cách tương tự như khí quyển: tại đâyamoniac, metan, nước có mặt. Khối lượng của lớp này bằng mười lăm Trái đất, trong khi nó bị đốt nóng mạnh (lên đến 5000 K). Lớp phủ không có ranh giới rõ ràng, và bầu khí quyển của hành tinh Neptune chảy vào nó một cách trơn tru. Một hỗn hợp của heli và hydro chiếm phần trên trong cấu trúc. Sự biến đổi nhịp nhàng của một nguyên tố này thành một nguyên tố khác và ranh giới mờ giữa chúng là những tính chất đặc trưng của tất cả các nguyên tố khổng lồ khí.
Khó khăn trong nghiên cứu
Kết luận về bầu khí quyển của Sao Hải Vương, đặc trưng cho cấu trúc của nó, phần lớn dựa trên dữ liệu đã thu được về Sao Thiên Vương, Sao Mộc và Sao Thổ. Sự xa xôi của hành tinh so với Trái đất khiến việc nghiên cứu nó trở nên khó khăn hơn rất nhiều.
Năm 1989, tàu vũ trụ Voyager 2 bay gần Sao Hải Vương. Đây là cuộc gặp duy nhất của người khổng lồ băng với sứ giả trần gian. Tuy nhiên, thành quả của nó là điều hiển nhiên: chính con tàu này đã cung cấp hầu hết thông tin về Sao Hải Vương cho khoa học. Đặc biệt, Voyager 2 đã phát hiện ra các vết đen Lớn và Nhỏ. Cả hai khu vực bị bôi đen đều có thể nhìn thấy rõ ràng trên nền của bầu khí quyển màu xanh lam. Đến nay, người ta vẫn chưa rõ bản chất của những thành tạo này nhưng có giả thiết cho rằng đây là những dòng xoáy hoặc xoáy thuận. Chúng xuất hiện ở tầng trên của bầu khí quyển và quét xung quanh hành tinh với tốc độ rất nhanh.
Chuyển động vĩnh viễn
Nhiều thông số xác định sự hiện diện của khí quyển. Sao Hải Vương được đặc trưng không chỉ bởi màu sắc khác thường của nó, mà còn bởi sự chuyển động liên tục do gió tạo ra. Tốc độ mà các đám mây quay quanh hành tinh quanh đường xích đạo vượt quá một nghìn km một giờ. Đồng thời, chúng chuyển động theo hướng ngược lại với chuyển động quay của chính Sao Hải Vương quanh trục. Đồng thời, hành tinh này còn quay nhanh hơn: một vòng quay hoàn chỉnh chỉ mất 16 giờ 7 phút. Để so sánh: một vòng quay quanh Mặt trời mất gần 165 năm.
Một bí ẩn khác: tốc độ gió trong bầu khí quyển của các khối khí khổng lồ tăng theo khoảng cách với Mặt trời và đạt cực đại trên Sao Hải Vương. Hiện tượng này vẫn chưa được chứng minh, cũng như một số đặc điểm nhiệt độ của hành tinh.
Phân phối nhiệt
Thời tiết trên hành tinh Sao Hải Vương được đặc trưng bởi sự thay đổi nhiệt độ dần dần tùy thuộc vào độ cao. Lớp khí quyển đó, nơi có bề mặt có điều kiện, hoàn toàn tương ứng với tên thứ hai của thiên thể vũ trụ (hành tinh băng). Nhiệt độ ở đây giảm xuống gần -200 ºC. Nếu bạn di chuyển từ bề mặt cao hơn, thì nhiệt lượng sẽ tăng lên đáng kể lên đến 475º. Các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra lời giải thích xứng đáng cho sự khác biệt như vậy. Sao Hải Vương được cho là có nguồn nhiệt bên trong. Một "lò sưởi" như vậy sẽ tạo ra năng lượng gấp đôi so với năng lượng truyền đến hành tinh từ Mặt trời. Sức nóng từ nguồn này, kết hợp với năng lượng đến từ ngôi sao của chúng ta, có lẽ là lý do gây ra gió mạnh.
Tuy nhiên, cả ánh sáng mặt trời và "lò sưởi" bên trong đều không thể làm tăng nhiệt độ trên bề mặt để có thể cảm nhận được sự thay đổi của các mùa ở đây. Và mặc dù các điều kiện khác được đáp ứng, không thể phân biệt mùa đông với mùa hè trên Sao Hải Vương.
Magnetosphere
Nghiên cứuVoyager 2 đã giúp các nhà khoa học tìm hiểu rất nhiều về từ trường của Sao Hải Vương. Nó rất khác so với Trái đất: nguồn không nằm trong lõi mà nằm trong lớp phủ, do đó trục từ của hành tinh bị lệch rất nhiều so với tâm của nó.
Một trong những chức năng của trường là bảo vệ khỏi gió mặt trời. Hình dạng từ quyển của Sao Hải Vương rất dài: các đường bảo vệ trong phần đó của hành tinh được chiếu sáng nằm ở khoảng cách 600 nghìn km so với bề mặt và ở phía đối diện - hơn 2 triệu km.
Voyager đã ghi lại sự không nhất quán của cường độ trường và vị trí của các đường sức từ. Các đặc tính như vậy của hành tinh này cũng chưa được khoa học giải thích đầy đủ.
Nhẫn
Vào cuối thế kỷ 19, khi các nhà khoa học không còn tìm kiếm câu trả lời cho câu hỏi liệu có bầu khí quyển trên Sao Hải Vương hay không, một nhiệm vụ khác đã nảy sinh trước mắt họ. Cần phải giải thích tại sao, dọc theo đường đi của hành tinh thứ tám, các ngôi sao bắt đầu mờ dần đối với người quan sát sớm hơn một chút so với sao Hải Vương đang đến gần họ.
Vấn đề đã được giải quyết chỉ sau gần một thế kỷ. Năm 1984, với sự trợ giúp của kính viễn vọng mạnh mẽ, người ta có thể coi là vành đai sáng nhất của hành tinh, sau này được đặt theo tên của một trong những người phát hiện ra Hải Vương tinh - John Adams.
Nghiên cứu sâu hơn đã tiết lộ thêm một số hình thức tương tự. Chính họ là người đã đóng cửa các ngôi sao trên đường đi của hành tinh. Ngày nay, các nhà thiên văn coi Sao Hải Vương có sáu vòng. Chúng ẩn chứa một bí ẩn khác. Vòng Adams bao gồm một số vòm nằm trên một sốkhoảng cách xa nhau. Lý do cho vị trí này là không rõ ràng. Một số nhà nghiên cứu có khuynh hướng nghĩ rằng lực của trường hấp dẫn của một trong những vệ tinh của Sao Hải Vương, Galatea, giữ chúng ở vị trí này. Những người khác đưa ra một phản biện có trọng lượng: kích thước của nó quá nhỏ nên nó khó có thể đối phó với nhiệm vụ. Có lẽ có một số vệ tinh chưa được biết đến gần đó đang giúp đỡ Galatea.
Nói chung, các vành đai của hành tinh là một cảnh tượng kém ấn tượng và vẻ đẹp so với các thành tạo tương tự của Sao Thổ. Không phải vai cuối cùng trong vẻ ngoài có phần buồn tẻ được đóng bởi thành phần. Các vòng chủ yếu chứa các khối băng mêtan được phủ bằng các hợp chất silicon có khả năng hấp thụ ánh sáng tốt.
Vệ tinh
Sao Hải Vương là chủ sở hữu (theo dữ liệu mới nhất) của 13 vệ tinh. Hầu hết chúng đều có kích thước nhỏ. Chỉ có Triton là có thông số vượt trội, chỉ thua kém một chút về đường kính so với Mặt trăng. Thành phần của bầu khí quyển của Sao Hải Vương và Triton là khác nhau: vệ tinh có một lớp khí bao gồm hỗn hợp nitơ và mêtan. Những chất này tạo ra một diện mạo rất thú vị cho hành tinh: nitơ đóng băng với các tạp chất từ băng mêtan tạo ra một làn sóng màu sắc thực sự trên bề mặt gần Nam Cực: tràn màu vàng được kết hợp với trắng và hồng.
Số phận của anh chàng đẹp trai Triton, trong khi đó, lại không mấy tươi sáng. Các nhà khoa học dự đoán nó sẽ va chạm với Sao Hải Vương và bị nó nuốt chửng. Kết quả là, hành tinh thứ tám sẽ trở thành chủ nhân của một chiếc nhẫn mới, có độ sáng ngang với sự hình thành của Sao Thổ và thậm chí đi trước chúng. Các vệ tinh còn lại của Sao Hải Vương kém hơn đáng kể so với Triton, một sốthậm chí còn chưa có tên.
Hành tinh thứ tám của hệ mặt trời phần lớn tương ứng với tên của nó, sự lựa chọn của nó cũng bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của bầu khí quyển - Sao Hải Vương. Thành phần của nó góp phần làm xuất hiện màu xanh lam đặc trưng. Sao Hải Vương lao qua không gian mà chúng ta không thể hiểu nổi, giống như vị thần của biển cả. Và tương tự như độ sâu của đại dương, phần vũ trụ bắt đầu ngoài sao Hải Vương giữ rất nhiều bí mật với con người. Các nhà khoa học của tương lai vẫn chưa khám phá ra chúng.
