Արեգակնային համակարգի մոլորակներ`Նեպտուն

ՆԵՊՏՈՒՆ

Նեպտուն,  Արեգակնային համակարգի  ութերորդ և ամենահեռու  մոլորակն  է: Նեպտունը հանդիսանում է չորրորդ մոլորակը ըստ  տրամագծի  մեծության և երրորդը ըստ  զանգվածի : Նեպտունի զանգվածը 17,2 անգամ, իսկ հասարակածի տրամագծի մեծությունը 3,9 անգամ մեծ է Երկրից: Մոլորակը անվանվել է հռոմեական ծովերի աստծո պատվին:

Հայտնաբերվելով 1846թ.-ի սեպտեմբերի 23-ին, Նեպտունը դարձավ երկրորդ մոլորակը, որը հայտնաբերվել էր մաթեմատիկական հաշվարկների շնորհիվ, այլ ոչ պարբերական դիտարկումների միջոցով: Ուրանի ուղեծրի չկանխատեսված փոփոխությունների հայտնաբերումը ի հայտ բերեց անհայտ մոլորակի մասին տեսությունը, որի ձգողության ուժի ազդեցությամբ էլ պետք է պայմանավորված լինեին այդ փոփոխությունները: Նեպտունը հայտնաբերվեց կանխագուշակված դիրքի սահմաններում: Շուտով, հայտնաբերվեց նաև նրա առաջին արբանյակը` Տրիտոնը, սակայն մնացած 12 արբանյակները, որոնք հայտնի են հիմա, չեն հայտնաբերվել մինչև XX-րդ դար: Նեպտունին հասել է միայն մեկ տիեզերական սարք, «Վոյաջեր-2», որը անցել է մոլորակի մոտով 1989 թվականի օգոստոսի 25-ին:

Ուրբեն Լևերյե, մաթեմատիկոս, ով հայտնաբերել է Նեպտունը «գրչի սայրին»

Ֆիզիկական տվյալները

Ունենալով 1,0243×10 26  կգ զանգված Նեպտունը հանդիսանում է միջանկյալ օղակ Երկրի և մեծ գազային հսկաների միջև: Նրա զանգվածը 17 անգամ գերազանցում է Երկրինը, սակայն կազմում է Յուպիտերի զանգվածի միայն 1/19 մասը: Նեպտունի հասարակածային շառավիղն է 24 764 կմ, ինչը համարյա 4 անգամ գերազանցում է Երկրինը: Նեպտունը և Ուրան համարվում են գազային հսկա մոլորակների ենթադաս, որը անվանում են «սառցե հսկաներ» իրենց համեմեատաբար փոքր չափերի և ցնդող նյութերի մեծ պարունակության պատճառով: Էկզոմոլորակների որոնման ժամանակ Նեպտունը օգտագործվում է որպես մետոնիմ՝ հայտնաբերված: Էկզոմոլորակները, որոնք մոտ են զանգվածով անվանում են «Նեպտուններ » , նույնպես մետոնիմ է օգտագործվում Յուպիտերը:

Երկրի և Նեպտունի չափերի համեմատությունը

Ներքին կառուցվածքը

Նեպտունի ներքին կառուցվածքը նման է Ուրանին: Մթնոլորտը կազմում է մոլորակի ընդհանուր զանգվածի մոտ 10—20 %, և հեռավորությունը մակերևույթից մինչև մթնոլորտի վերջը կազմում է միջուկից մակերևույթի հեռավորության 10—20 %: Միջուկին մոտ ճնշումը կարող է հասնել 10 ԳՊա: Մթնոլորտի ներքին շերտերում գտնվել են մեթանի, ամոնյակի և ջրի զանգվածեղ խտացումներ:

Նեպտունի ներքին կառուցվածքը. 1. Վերին մթնոլորտ, վերին ամպեր 2. Մթնոլորտ, կազմված ջրածնից, հելիումից և մեթանից 3. Մանտիա, կազմված ջրից, ամոնյակից և մեթանային սառույցից 4. Քարա-սառցային միջուկ

Աստիճանաբար այդ մութ և ավելի տաք շրջանը խտանում է և դառնում գերտաքացած հեղուկ մանտիա, որտեղ ջերմաստիճանները հասնում են 2000—5000 Կ: Նեպտունի մանտիայի զանգվածը գերազանցում է երկրայինը 10—15 անգամ, տարբեր գնահատականներով, և հարուստ է ջրով, ամոնյակով, մեթանով և այլ միացություններով: Համընդհանուր ընդունված մոլորակագիտական եզրաբանության, այդ մանտիան անվանում են սառցե, նույնիսկ այն դեպքում, որ այն չափազանց տաք և խիտ հեղուկ է: Այդ հեղուկը, որն ունի բարձր էլեկտրահաղորդականություն, երբեմն անվանում են ջրային ամոնյակի օվկիանոս: 7000 կմ խորության վրա պայմանները այնպիսին են, որ մեթանը քայքայվում է ադամանդի բյուրեղների, որոնք «ընկնում» են միջուկի վրա: Համաձայն վարկածներից մեկի, գոյություն ունի մի ամբողջ «ադամանդային հեղուկի» օվկիանոս: Նեպտունի միջուկը կազմված է երկաթից, նիկելից և սիլիկատներից և, ինչպես ենթադրում են ունի 1,2 անգամ Երկրի միջուկին գերազանցող զանգված: Միջուկում ճնշումը հասնում է 7 մեգաբարի, այսինքն մոտ 7 միլիոն անգամ ավելին, քան Երկրի մակերևույթի մոտ: Ջերմաստիճանը կենտրոնում հնարավոր է, որ հասնում է 5400 Կ :

Ներքին ջերմությունը

Նեպտունի ավելի բազմազան եղանակը, Ուրանի համեմատությամբ, ինչպես ենթադում են, ավելի բարձր ներքին ջերմաստիճնի հետևանք է: Ընդ որում Նեպտունը մեկ և կես անգամ ավելի հեռու է Արեգակից, քան Ուրանը, և ստանում է 40 %-ով ավելի քիչ արևի լույս, քան Ուրանը: Սակայն այս երկու մոլորակների մակերևութային ջերմաստիճանները մոտավորապես հավասար են: Նեպտունի տրոպոսֆերայի վերին շերտերում ջերմաստիճանը բավականին ցածր է −221,4 °C: 1 բար ճնշման խորության վրա, ջերմաստիճանը հասնում է −201,15 °C: Ավելի խորը գտնվում են գազերը, սակայն ջերմաստիճանը հաստատուն կերպով ավելանում է: Ինչպես և Ուրանի դեպքում, տաքացման մեխանիզմը պարզ չէ, սակայն անհամապատասխանությունը մեծ է` Ուրանը ճառագայթում է 1,1 անգամ ավելի շատ էներգիա, քան ստանում է Արեգակից, իսկ Նեպտունը ճառագայթում է 2,61 անգամ ավելին, քան ստանում է, նրա ներքին ջերմության աղբյուրը արտադրում է Արեգակից ստացած ջերմության 161 %-ը: Չնայած այն հանգամանքին, որ Նեպտունը ամենահեռու մոլորակն է Արեգակից, նրա ներքին էներգիան բավարար է, որպեսզի այնտեղ գոյանանԱրեգակնային համակարգի ամենաարագ քամիները: Ենթադրվում են մի քանի բացատրություններ, ներառյալ մոլորակի միջուկի կողմից ռադիոգենային տաքացումը (ինչպես օրինակ դա տեղի է ունենում Երկրի դեպքում կալիում-40-ով), մեթանի տրոհումը այլ ածխաջրածինների Նեպտունի մթնոլորտի պայմաններում, ինչպես նաև մթնոլորտի ներքին շերտերի կոնվեկցիան, որը բերում է գրավիտացիոն ալիքների արգելակմանը տրոպոդադարից վերև:

Արբանյակները և օղակները

Այս պահին հայտնի են Նեպտունի 13 արբանյակներ: Նրանցից ամենախոշորի զանգվածը կազմում է Նեպտունի բոլոր արբանյակների գումարային զանգվածի ավելին, քան 99,5 %, և միայն նա է բավարար զանգվածեղ, որպեսզի դառնա գնդաձև: Դա Տրիտոնն է, որը հայտնաբերվել է Ուիլիամ Լասելի կողմից Նեպտունի հայտնաբերումից ընդամենը 17 օր անց: Ի տարբերություն Արեգակնային համակարգի բոլոր մյուս խոշոր արբանյակների, Տրիտոնը ունի հակադարձ ուղեծիր: Հնարավոր է որ, այն որսացվել է Նեպտունի գրավիտացիոն դաշտի կողմից, այլ ոչ թե ձևավորվել է այստեղ, և հնարավոր է, որ այն ինչ-որ ժամանակ եղել է Կոյպերի գոտու գաճաճ մոլորակ: Այն բավարար մոտ է գտնվում Նեպտունին, որպեսզի գտնվի անընդհատ սինքրոն պտույտի մեջ: Մակընթացային արագացման պատճառով Տրիտոնը դանդաղ շարժվում է դեպի Նեպտունը, և ի վերջո, կավերվի Ռոշի սահմանին հասնելիս, որի արդյունքում կառաջանա օղակ, որը կարող է լինել ավելի հզոր, քան Սատուրնի օղակները:1989 թվականին կատարվել է Տրիտոնի ջերմաստիճանի գնահատում, որը կազմեց −235 °C (38): Այդ պահին դա ամենացածր ջերմաստիճանն էր, որ չափվել էր Արեգակնային համակարգի մարմինների մոտ, որոնք ունեին երկրաբանական ակտիվություն: Տրիտոնը հանդիսանում է երեք Արեգակնային համակարգի մոլորակների արբանյակներից մեկը, որ ունի մթնոլորտ: 

Նեպտունը (վերևում) և Տրիտոնը(ներքևում)

Երկրորդ (հայտնաբերմամբ) հայտնի արբանյակն է Ներեիդան, այն ունի անկանոն ձև և Արեգակնային համակարգի բոլոր մնացած մոլորակների արբանյակների միջև ունի ամենամեծ էքսցենտրիսիտետներից մեկը: 0,7512 էքսցենտրիսիտետը, փաստորեն նշանակում է, որ նրա ապոկենտրոնը 7 անգամ մեծ է պերիկենտրոնից: 1989 թվականի հուլիսից մինչև սեպտեմբեր «Վոյաջեր-2» ԱՄԿ-ի միջոցով հայտնաբերվեցին Նեպտունի 6 նոր արբանյակներ :

Նեպտունի արբանյակ՝Պրոտեուսը

Նրանց միջև առանձնահատուկ է Պրոտեուս արբանյակը: Նա առանձնահատուկ է նրանով, թե որքան մեծ կարող է լինել նրա խտության մարմինը, որպեսզի չդառնա գնդաձև իր ձգողության ուժի ազդեցության տակյ: Այն, լինելով Նեպտունի զանգվածով երկրորդ արբանյակը, ունի ընդամենը Տրիտոնի զանգվածի միայն քառորդ տոկոսը:

Նեպտունի չորս ամենամոտ ներքին արբանյակներն են` Նայադան,Տալասան,Դեսպինան և Գալատեան: Նրանց ուղեծրերը այնքան մոտ են Նեպտունին, որ գտնվում են նրա օղակների սահմաններում: Նրանց հաջորդող Լարիսսան, սկզբից հայտնաբերվել էր 1981 թվականին աստղի ծածկման ժամանկ: Սկզբում այս ծածկումը վերագրվել էր օղակներին, սակայն, երբ «Վոյաջեր-2» ԱՄԿ-ն հասավ Նեպտունին 1989 թ.-ին, պարզվեց, որ ծածկումը տեղի էր ունեցել արբանյակի կողմից:2002-2003 թթ. ընկած ժամանակահատվածում հայտնաբերվեցին Նեպտունի ևս 5 անկանոն արբանյակներ, ինչի մասին հայտնվեց 2004 թ.-ին: Քանի որ Նեպտունը հռոմեական ծովերի աստվածն էր, նրա արբանյակները անվանում են ավելի կրտսեր ծովային աստվածների անուններով:

Նեպտունի օղակները

Նեպտունը ունի օղակների համակարգ, չնայած շատ ավելի աննշանակալի, քան, օրինակ, Սատուրնի մոտ: Օղակները հնարավոր է, որ բաղկացած են սառույցի մասնիկներից, որոնք ծածկված են սիլիկատներով, կամ ինչ-որ այլ ածխածնի հիմքով նյութից, ամենայն հավանականությամբ հենց դա էլ տալիս է նրանց կարմրավուն գույն: Նեպտունի օղաքկների համակարգի մեջ են մտնում 5 օղակներ:

Օղակները

Կարգավիճակ

Իր հայտնաբերման օրից մինչև 1930 թ. Նեպտունը մնում էր Արեգակից ամենահեռու գտնվող հայտնի մոլորակը: Պլուտոնի հայտնաբերումից հետո, Նեպտունը դարձավ նախավերջին մոլորակը, բացառությամբ 1979-1999 թվականները, երբ Պլուտոնը գտնվում էր Նեպտունի ուղեծրի ներսում: Սակայն Կոյպերի գոտու հետազոտությունները կատարված 1992 թ.-ին բերեցին նրան, որ բազմաթիվ աստղագետներ սկսեցին քննարկել Պլուտոնի մոլորակի կարգավիճակում մնալու հարցը, փոխարենը համարել նրան Կոյպերի գոտու մարմին:2006 թ.-ին Միջազգային աստղագիտական միությունը ընդունեց «մոլորակ» եզրի նոր սահմանում և դասակարգեց Պլուտոնը որպես գաճաճ մոլորակ, այսպիսով նորից դարձրեց Նեպտունը Արեգակնային համակարգի Արեգակից ամենահեռու գտնվող մոլորակ: