Дело о потерянной планете

[Афанасьев]

ДЕЛО О ПОТЕРЯННОЙ ПЛАНЕТЕ
"Этой звезды нет на карте!" - воскликнул Генрих Луи д'Арре (H. d'Arrest), студент из Берлинской обсерватории, разложив на столе карту звездного неба. И его слова услышал весь мир.
23 сентября 1846 г. астроном Иоганн Готфрид Галле (Johann Gottfried Galle) и его коллега д'Арре занимались проверкой предположения, сделанного французским математиком Урбеном Жаном Жозефом Леверье (Urbain Jean Joseph Le Verrier). Согласно предложенной гипотезе, Уран, считавшийся в те времена наиболее удаленной от Солнца планетой, отклоняется от вычисленной для него орбиты из-за гравитационного влияния другой, но невидимой. Всего за пять дней до этой сентябрьской ночи Леверье писал Галле: "Наблюдения Урана можно объяснить, лишь учтя воздействие новой, неизвестной до сих пор планеты, и, что самое интересное, на эклиптике есть лишь одно место, где она может располагаться".
Менее получаса понадобилось Галле, чтобы найти маленькое голубое пятнышко в пределах одного градуса от указанного места. Когда на следующую ночь телескоп был направлен на тот же объект, оказалось, что он немного переместился на фоне звезд. Галле сразу же написал Леверье: "Планета, которую вы предсказали, действительно существует!"
История о математически вычисленной и обнаруженной в телескоп планете, которую Леверье назвал Нептуном, - одна из самых знаменитых и часто упоминаемых в астрономии. Широко известна и дискуссия, разгоревшаяся вскоре после того, как Галле объявил об открытии. Выяснилось, что молодой и малоизвестный английский математик Джон Коч Адамс (John Couch Adams) также занимался этой проблемой и предсказал почти то же положение планеты, что и Леверье.
Французские астрономы скептически отнеслись к заявлению Адамса. Но, как следует из отчета лондонского королевского астрономического общества, на заседании 13 ноября 1846 г. королевский астроном Джордж Бидделл Эри (George Biddell Airy) зачитал некий документ, подтвердивший, что осенью 1845 г. он действительно получил от Адамса предсказание о положении планеты, и это побудило его начать поиск космического объекта, однако результаты не были обнародованы.

Полный текст статьи можно прочитать здесь:
http://www.sciam.ru/article/2513/
А еще лучше почитать замечательную книгу – Гребенников. Рябов «Поиски и открытия планет".

[Афанасьев]

Вот еще интересный документ: карта звездного неба, которую использовал Галле 23 сентября 1846 года, когда открыл планету Нептун.

[Афанасьев]

Интересные подробности открытия Нептуна
23 сентября 1846 года Галле получает письмо от Леверье, в котором указаны рассчитанные координаты новой планеты. Галле обращается к директору Берлинской обсерватории Энке с просьбой выделить время на телескопе (23 см рефрактор). Энке, как истинный наблюдатель, не доверял математикам, и был против наблюдений, его еле уговорили. Галле случайно взял с собой студента д’Арре. Объект с видимым диаметром он не нашел и хотел закончить наблюдения. Тогда д’Арре предложил искать яркую звезду, которой нет на карте (карта Бремикера только вышла из печати). В полночь нашли звезду 8(m), которой на карте не было ( прямое восхождение = 328гр19мин16сек, склонение = - 13гр24мин8сек). Отличие от Леверье на 52мин.
В следующую ночь пришли втроем: Энке, Галле и д’Арре. Используя окуляр, дающий увеличение 320, убедились, что есть диск 3сек, видимое собственное движение 70сек в сутки.
Так была открыта планета Нептун!

[Афанасьев]

В августе 1989 года рядом (на расстоянии 5000 км от кромки облаков) с Нептуном пролетела автоматическая станция «Вояджер-2». Она покинула Землю 20 августа 1977, стартовав с космодрома на мысе Канаверал, и провела в пути к Нептуну ровно 12 лет, пролетев мимо остальных трех планет-гигантов - Юпитера, Сатурна и Урана - в 1979, 1981 и 1986 годах. Каждая из этих планет гравитационным воздействием изменяла курс станции и придавала ей дополнительную скорость. За время, когда станция находилась в окрестностях Нептуна, было получено огромное количество абсолютно новых сведений об этой планете. Были впервые обнаружены магнитное поле и система колец Нептуна, шесть его небольших спутников, достоверно установлено, что один оборот вокруг оси планета делает за 16 часов. На снимках крупнейшего спутника - Тритона выявлена совершенно необычная поверхность с участками азотного льда и полярной шапкой из азотного инея. Но самым неожиданным было открытие на Тритоне азотных гейзеров - газовых фонтанов, бьющих из недр спутника на 8 км вверх. Все измерения в окрестностях Нептyна, включая телевизионную съемку и самой планеты, и спутников, были выполнены автоматически, по заранее заложенной программе. Вмешательства человека на этом участке полета не предполагалось - ведь радиосигнал от Земли достигнет Нептуна лишь через 4 часа 10 минут! За это время станция пролетит почти 200 000 км и полученная команда окажется уже бесполезной. Все снимки и результаты измерений научных приборов были записаны на цифровой магнитофон и переданы по радио на Землю постепенно, когда «Вояджер» уже значительно удалился от Нептуна. Поступавший со станции сигнал из-за далекого расстояния и небольшой мощности передатчика был очень слабым, поэтому данные передавались медленно, чтобы их было легче выделить из «радиошумов».
Нептун немного уступает Урану по размеру и является наименьшей из газовых планет-гигантов. Его освещенность в 900 раз меньше, чем на Земле и в 30 раз меньше, чем на Юпитере.
Как показали измерения, состав атмосферы Нептуна типичен для планет-гигантов: 13% гелия, 85% водорода, примесь метана и некоторых других веществ. Изображения Нептуна напоминают снимки земного океана из космоса - голубая поверхность с молочно-белыми полосками облаков. На фотографиях видны серебристые перистые облака, отбрасывающие тень на лежащие ниже голубые облака. Синевато-зеленоватый оттенок планеты обусловлен тем, что метан поглощает красный цвет.
Атмосфера Нептуна динамична, в ней видны полосы и большие темные пятна, в т.ч. вихрь, по размерам примерно равный Земле, который был назван Большим темным пятном (БТП).
http://galspace.spb.ru/index55.html

Снимок Нептуна, сделанный «Вояджером-2».

[Афанасьев]

Продолжительность нептунианских суток вычислили с рекордной точностью
Астроном Эрик Каркошка из Аризонского университета сумел наиболее точно (с точностью до нескольких секунд) на настоящий момент определить продолжительность нептунианских суток - оказалось, что газовый гигант делает один оборот вокруг своей оси за 15 часов 57 минут и 59 секунд. Статья ученого появилась в журнале Icarus, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе на сайте университета.
Из четырех газовых гигантов Солнечной системы - Юпитера, Сатурна, Нептуна и Урана - собственное вращение хорошо изучено только у первых двух. Например, продолжительность юпитерианских суток была точно посчитана по периодическому радиосигналу, который связан с магнитным полем, создаваемым вращением внутренней части планеты. В свою очередь о Сатурне ученые много узнали после того, как на его орбите начал работать зонд "Кассини".
Ни один из указанных способов не подходит для изучения Нептуна - радиосигнал с этой планеты до Земли не добирается из-за солнечного ветра и помех, создаваемых другими планетами, а космического аппарата для изучения газового гиганта пока нет даже в планах. Чтобы посчитать скорость вращения планеты Каркошка обратился к фотографиям Нептуна, полученным телескопом "Хаббл".
На снимках астроному удалось обнаружить атмосферные особенности, в частности вихрь в северном полушарии, представляющий собой, судя по всему, огромный ураган (как, например, красное пятно на Юпитере), а также вихревое образование вокруг южного полюса, похожее на известный сатурнианский шестиугольник.
Ученому также удалось установить, что Нептун вращается быстрее, чем считалось ранее. Это поможет, по мнению Каркошки, пролить свет на вопрос распределения массы внутри газового гиганта.
http://lenta.ru/news/2011/07/01/neptune/

[Афанасьев]

Престарелый именинник
Во вторник, 12 июля, восьмая планета Солнечной системы - Нептун - отметила своеобразный день рождения. Ровно один нептунианский год назад, 23 сентября 1846 года, немецкий астроном Иоганн Галле обнаружил небесное тело, названное позже в честь римского бога морей. В подарок планете, необычной сразу по многим параметрам, "Лента.Ру" публикует подборку интересных фактов о ней.
• На самом деле, астрономы несколько раз наблюдали Нептун до его официального открытия. Достоверно известно, что восьмую планету Солнечной системы дважды видел Галилео Галилей (в 1612 и 1613 годах), однако он принял Нептун за неподвижную звезду.
• Нептун два раза становился самой удаленной от Солнца планетой Солнечной системы. Впервые это произошло после его открытия, и Нептун удерживал почетное звание вплоть до 1930 года, пока на задворках Солнечной системы ученые не обнаружили еще одну планету - Плутон. Но после того, как астрономы нашли за орбитой девятой планеты Солнечной системы сразу несколько небесных тел, сравнимых с Плутоном по размеру, последний был лишен статуса планеты и в 2008 году низвергнут до плутоида Международным астрономическим союзом.
Соответственно, Нептун вновь стал самой удаленной от Солнца планетой. Кстати, и во время "господства" Плутона восьмая планета иногда умудрялась занимать его место - орбита бывшей девятой планеты очень сильно вытянута, и периодически Плутон подходит к Солнцу ближе своего соседа.
• Судьбоносное решение Международного астрономического союза вернуло Нептуну статус не только самой удаленной, но также и самой холодной планеты, обращающейся вокруг Солнца. Температура поверхности Нептуна составляет около 51,7 кельвина (минус 221,4 градуса Цельсия). Более того, самая крупная нептунианская луна - Тритон - еще холоднее. Температура на поверхности этого небесного тела опускается до 38 кельвинов (минус 235 градусов Цельсия). Но, несмотря на такую экстремальную температуру, Тритон - довольно активный спутник. В 1989 году "Вояджер", пролетая мимо этой луны, зафиксировал на ней вулканическую активность - разумеется, речь идет не об обычных вулканах, которые выбрасывают лаву, а о криовулканах, извергающих замерзший водяной лед, углеводороды и замороженные газы - аммиак, метан и другие.
Помимо криовулканизма Тритон интересен своей орбитой - седьмой спутник Нептуна обращается в противоположную сторону по отношению к вращению планеты (такой тип орбиты получил название ретроградной). Кроме того, орбита Тритона очень сильно наклонена по отношению к экватору Нептуна. Эти факты указывают, что, по крайней мере, один из своих спутников планета получила захватническим путем - "в норме" планеты и их луны образуются вместе и движутся в одном направлении друг с другом.
• Наряду со спутниками - всего у Нептуна их 13 штук - восьмая планета Солнечной системы "владеет" системой колец, хотя и менее впечатляющих, чем кольца Сатурна. Всего вокруг Нептуна насчитывают пять колец, состоящих из ледяных частиц. На внешней дуге хорошо заметны пять "выростов", названых "Храбрость", "Свобода", "Равенство 1", "Равенство 2" и "Братство”.
• Нептун - довольно крупная планета. Его масса в 17,2 раза больше земной, а диаметр превосходит диаметр нашей планеты в 3,9 раза. Восьмая планета Солнечной системы застряла где-то на полпути между каменистым телом и газовым гигантом. При этом гравитация на поверхности Нептуна превосходит земную всего на 17 процентов (хотя проверить этот факт непосредственно невозможно - твердое вещество, если оно вообще присутствует на Нептуне, спрятано глубоко в его недрах). Совсем небольшой "перевес" по сравнению с Землей объясняется большим диаметром Нептуна.
• Гипотетический наблюдатель не смог бы провести гравитационные измерения на Нептуне не только по причине того, что он провалился бы вглубь планеты. В действительности, наблюдатель не успел бы сделать даже этого - на восьмой планете Солнечной системы дуют столь сильные ветра, что экспериментатора и его приборы моментально бы унесло за сотни километров от места предполагаемого эксперимента. Скорость ветров на Нептуне достигает 2,1 тысячи километров в час.
Неистовство стихии объясняется тем, что экстремально низкие температуры и "гладкие" потоки газа очень сильно снижают трение, и в итоге воздушные массы (под "воздухом" тут понимается смесь специфических для Нептуна газов - водорода, гелия, метана и аммиака, а не привычное сочетание азота, кислорода и небольшого количества других веществ) перемещаются, почти не встречая сопротивления.
• На немногочисленных фотографиях Нептуна он практически всегда предстает синим. Необычный цвет планеты связан с обилием метана в ее атмосфере - этот газ интенсивно поглощает излучение в красной области спектра.
• Фотографий восьмой планеты Солнечной системы относительно немного, так как исследовательский зонд пролетал мимо нее всего один раз - американский аппарат "Вояджер-2" подошел к северному полюсу Нептуна на расстояние около трех тысяч километров 25 августа 1989 года по пути к дальним рубежам Солнечной системы. И, к сожалению, в ближайшие десятилетие ни одно космическое агентство не планирует отправить к Нептуну другие миссии.
http://lenta.ru/articles/2011/07/13/neptune/

[Афанасьев]

Галилей видел Нептун!
Галилео Галилей, наблюдая Юпитер и систему его спутников 28 декабря 1612 года, отметил на зарисовке и Нептун, блеск которого на тот момент составлял приблизительно 8 звездной величины. Даже через месяц, а именно 27 января 1613 года, он зафиксировал на зарисовке две звезды, которые попали в поле зрения телескопа ученого, но одна из них была звездой седьмой звездной величины (SAO 119234), а вот вторая “звезда” оказалась Нептуном. Более того, Нептун был зафиксирован и следующей ночью, и в другие дни. Но Галилео продолжал считать его звездой. В статье астронома обсерватории Маунт Паломар Charles T. Kowal и историка Stillman Drake университета в Торонто, Канада, приводятся такие слова Галилея: “...Немного дальше были расположены на одной линии две звезды. Они также наблюдались мной минувшей ночью, но мне почему-то кажется, что они были немного дальше друг от друга...” Эти слова Галилея в примечаниях журнала наблюдений указывают нам на то, что астроном к тому времени просто не мог объяснить, почему объект, похожий на звезду, двигается относительно другой звезды. Если бы у объекта был диск, тогда все понятно: это планета, а так это же “звезда”!..

http://astrogalaxy1.narod.ru/astro030.html

Рис.1 Вот такую зарисовку сделал Галилео Галилей 28 декабря 1612 года. На этой зарисовке Галилей, сам того не зная, отметил помимо Юпитера с его спутниками еще и Нептун!
Рис.2 А это расчет положения Юпитера, его спутников и планеты Нептун на момент наблюдений Галилео Галилея. “Звездочка” внизу слева – Нептун.

[Афанасьев]

К вопросу измерения нептунианских суток.
На этом высококонтрастном снимке Нептуна указаны два стабильных ориентира около Южного полюса и к северу от него, а также приведены скорости ветра в разных полушариях. (Изображение Erich Karkoschka.)

http://science.compulenta.ru/619776/

[Афанасьев]

Эти фотографии Нептуна сделаны Космическим телескопом имени Хаббла в конце июня. Здесь сложены экспозиции в оптическом и инфракрасном фильтрах, чтобы показать контраст между высокими облаками из метанового льда и голубоватым верхним слоем остального облачного покрова. Ось вращения Нептуна наклонена к плоскости его орбиты под углом 29 градусов, это сравнимо с нашим, земным наклоном оси в 23.5 градуса. Так что на Нептуне происходят примерно такие же смены сезонов, как и на Земле. Когда в южном полушарии Нептуна наступает лето, а в северное, соответственно, приходит зима, наблюдения Космического телескопа имени Хаббла показывают перемещение облачной активности в северное полушарие.
http://www.astronet.ru/db/msg/1252876