Et år på Neptun. Sammensætning af Neptuns atmosfære

Neptun blev opdaget baseret på teoretiske beregninger. Faktum er, at Uranus afviger fra den beregnede bane, som om den bliver tiltrukket af en anden planet.

britiske matematikere og astronomer John Couch Adams(1819-1892) og James Challis lavede i 1845 en beregning af planetens omtrentlige placering. Samtidig den franske astronom Urban Le Verrier(1811 - 1877), efter at have lavet en beregning, overbeviste ham om at begynde at lede efter en ny planet. Neptun blev første gang set af astronomer den 23. september 1846, ikke langt fra de positioner, der uafhængigt var forudsagt af englænderen Adams og franskmanden Le Verrier.

Neptun er betydeligt langt fra Solen.

Generelle karakteristika for planeten Neptun

Planetens masse er 17 gange Jordens masse. Planetens radius er omkring fire jordradier. Tæthed - Jordens tæthed.

Ringe er blevet opdaget omkring Neptun. De er åbne (brudte), det vil sige, de består af separate buer, der ikke er indbyrdes forbundne. Uranus og Neptuns ringe ligner hinanden i udseende.

Neptuns struktur er sandsynligvis næsten den samme som Uranus.

I modsætning hertil har , og Neptun muligvis ikke en klar intern lagdeling. Men højst sandsynligt har Neptun en lille fast kerne, der svarer til jordens masse. Neptuns atmosfære er for det meste brint og helium med en lille mængde metan (1%). Neptuns blå farve skyldes absorptionen af rødt lys i atmosfæren af denne gas – ligesom på Uranus.

Planeten har en tordnende atmosfære, tynde porøse skyer bestående af frossen metan. Temperaturen i Neptuns atmosfære er højere end Uranus, derfor omkring 80 % H 2

Ris. 1. Sammensætning af Neptuns atmosfære

Neptun har sin egen interne varmekilde – den udsender 2,7 gange mere energi, end den modtager fra Solen. Den gennemsnitlige overfladetemperatur på planeten er 235 °C. Neptun oplever kraftige vinde parallelt med planetens ækvator, store storme og hvirvelvinde. Planeten har de hurtigste vinde i solsystemet og når 700 km/t. Vindene blæser på Neptun i vestlig retning mod planetens rotation.

Der er bjergkæder og revner på overfladen. Om vinteren er der nitrogensne, og om sommeren bryder springvand gennem sprækkerne.

Voyager 2-sonden opdagede kraftige cykloner på Neptun, hvor vindhastigheder når lydens hastighed.

Planetens satellitter hedder Triton, Nereid, Naiad, Thalassa, Proteus, Despina, Galatea, Larissa. I 2002-2005 Yderligere fem satellitter af Neptun blev opdaget. Hver af de nyopdagede har en diameter på 30-60 km.

Neptuns største satellit er Triton. Det blev åbnet i 1846 af William Lassell. Triton er større end Månen. Næsten hele massen af Neptuns satellitsystem er koncentreret i Triton. Den har en høj densitet: 2 g/cm 3 .

Neptun er den ottende og yderste planet i solsystemet. Neptun er også den fjerdestørste planet i diameter og tredjestørste i masse. Neptuns masse er 17,2 gange, og ækvatorens diameter er 3,9 gange større end Jordens. Planeten blev opkaldt efter den romerske gud for havet. Hans astronomiske symbol Neptun symbol.svg er en stiliseret version af Neptuns trefork.

Neptun blev opdaget den 23. september 1846 og blev den første planet opdaget gennem matematiske beregninger snarere end gennem regelmæssige observationer. Opdagelsen af uforudsete ændringer i Uranus kredsløb gav anledning til hypotesen om en ukendt planet, hvis gravitationsforstyrrende indflydelse forårsagede dem. Neptun blev fundet inden for sin forudsagte position. Snart blev dens satellit Triton opdaget, men de resterende 12 satellitter kendt i dag var ukendte indtil det 20. århundrede. Neptun har kun haft besøg af ét rumfartøj, Voyager 2, som fløj tæt på planeten den 25. august 1989.

Neptun ligner i sammensætning Uranus, og begge planeter adskiller sig i sammensætning fra de større kæmpeplaneter Jupiter og Saturn. Nogle gange er Uranus og Neptun placeret i en separat kategori af "isgiganter". Neptuns atmosfære består ligesom Jupiters og Saturns atmosfære primært af brint og helium sammen med spor af kulbrinter og muligvis nitrogen, men indeholder en højere andel is: vand, ammoniak og metan. Neptuns kerne består ligesom Uranus hovedsageligt af is og sten. Spor af metan i de ydre lag af atmosfæren er til dels ansvarlige for planetens blå farve.

Neptuns atmosfære er hjemsted for de stærkeste vinde af enhver planet i solsystemet; ifølge nogle skøn kan deres hastigheder nå op på 2.100 km/t. Under forbiflyvningen af Voyager 2 i 1989 blev den såkaldte store mørke plet, svarende til den store røde plet på Jupiter, opdaget på den sydlige halvkugle af Neptun. Temperaturen af Neptun i den øvre atmosfære er tæt på -220 °C. I centrum af Neptun varierer temperaturen ifølge forskellige skøn fra 5400 K til 7000-7100 °C, hvilket er sammenligneligt med temperaturen på Solens overflade og sammenligneligt med den indre temperatur på de fleste kendte planeter. Neptun har et svagt og fragmenteret ringsystem, muligvis opdaget så tidligt som i 1960'erne, men først pålideligt bekræftet af Voyager 2 i 1989.

I 1948, til ære for opdagelsen af planeten Neptun, blev det foreslået at navngive det nye kemiske grundstof nummer 93 neptunium.

Den 12. juli 2011 markerer præcis et neptunsk år, eller 164,79 jordår, siden opdagelsen af Neptun den 23. september 1846.

Navn

I nogen tid efter sin opdagelse blev Neptun blot betegnet som "planeten ydre af Uranus" eller som "Le Verriers planet." Den første til at fremsætte ideen om et officielt navn var Halle, som foreslog navnet "Janus". I England foreslog Chiles et andet navn: "Ocean".

Le Verrier hævdede, at han havde ret til at navngive den planet, han opdagede, og foreslog at kalde den Neptun, idet han fejlagtigt hævdede, at et sådant navn var godkendt af det franske bureau for længdegrader. I oktober forsøgte han at opkalde planeten efter sit eget navn, Le Verrier, og blev støttet af observatoriets direktør, François Arago, men initiativet mødte betydelig modstand uden for Frankrig. Franske almanakker gav meget hurtigt navnet Herschel til Uranus, til ære for sin opdager William Herschel, og Le Verrier for den nye planet.

Direktøren for Pulkovo-observatoriet, Vasily Struve, foretrak navnet "Neptun". Han rapporterede om årsagerne til sit valg på det kejserlige videnskabsakademis kongres i St. Petersborg den 29. december 1846. Dette navn fik støtte uden for Rusland og blev snart det almindeligt anerkendte internationale navn for planeten.

I romersk mytologi er Neptun havets gud og svarer til den græske Poseidon.

Status

Fra dens opdagelse indtil 1930 forblev Neptun den planet, der er længst væk fra Solen. Efter opdagelsen af Pluto blev Neptun den næstsidste planet, med undtagelse af 1979-1999, hvor Pluto var inden for Neptuns kredsløb. Studiet af Kuiperbæltet i 1992 fik dog mange astronomer til at diskutere, om Pluto skulle betragtes som en planet eller en del af Kuiperbæltet. I 2006 vedtog Den Internationale Astronomiske Union en ny definition af begrebet "planet" og klassificerede Pluto som en dværgplanet og gjorde dermed igen Neptun til den sidste planet i solsystemet.

Udviklingen af ideer om Neptun

Tilbage i slutningen af 1960'erne var ideerne om Neptun noget anderledes end i dag. Selvom de sideriske og synodiske omdrejningsperioder omkring Solen, den gennemsnitlige afstand fra Solen og hældningen af ækvator til orbitalplanet var kendt relativt nøjagtigt, var der også parametre målt mindre nøjagtigt. Især blev massen anslået til 17.26 Jordens i stedet for 17.15; ækvatorradius er 3,89 i stedet for 3,88 fra Jorden. Den sideriske omdrejningsperiode omkring aksen blev estimeret til 15 timer og 8 minutter i stedet for 15 timer og 58 minutter, hvilket er den væsentligste uoverensstemmelse mellem den nuværende viden om planeten og datidens viden.

På nogle punkter var der senere uoverensstemmelser. Indledningsvis, før Voyager 2-flyvningen, blev det antaget, at Neptuns magnetfelt havde samme konfiguration som Jordens eller Saturns felt. Ifølge de seneste ideer har Neptuns felt form af den såkaldte. "skrå rotator". De geografiske og magnetiske "poler" af Neptun (hvis vi forestiller os dens felt som en dipolækvivalent) viste sig at være i en vinkel i forhold til hinanden på mere end 45°. Når planeten roterer, beskriver dens magnetfelt således en kegle.

fysiske egenskaber

Sammenligning af størrelserne på Jorden og Neptun

Med en masse på 1,0243·1026 kg er Neptun et mellemled mellem Jorden og de store gasgiganter. Dens masse er 17 gange Jordens, men er kun 1/19 af Jupiters masse. Neptuns ækvatoriale radius er 24.764 km, hvilket er næsten 4 gange Jordens. Neptun og Uranus betragtes ofte som en underklasse af gasgiganter kaldet "isgiganter" på grund af deres mindre størrelse og højere koncentrationer af flygtige stoffer. Når man søger efter exoplaneter, bruges Neptun som et metonym: opdagede exoplaneter med lignende masse kaldes ofte "Neptunes", og astronomer bruger også ofte Jupiter ("Jupiters") som et metonym.

Orbit og rotation

Under en hel omdrejning af Neptun rundt om Solen laver vores planet 164,79 omdrejninger.

Den gennemsnitlige afstand mellem Neptun og Solen er 4,55 milliarder km (ca. 30,1 gennemsnitlig afstand mellem Solen og Jorden, eller 30,1 AU), og det tager 164,79 år at gennemføre en omdrejning omkring Solen. Afstanden mellem Neptun og Jorden er mellem 4,3 og 4,6 milliarder km. Den 12. juli 2011 afsluttede Neptun sin første fulde bane siden opdagelsen af planeten i 1846. Fra Jorden vil det være synligt anderledes end på opdagelsesdagen, som et resultat af, at perioden med Jordens revolution omkring Solen (365,25 dage) ikke er et multiplum af perioden for Neptuns revolution. Planetens elliptiske bane hælder 1,77° i forhold til Jordens bane. På grund af tilstedeværelsen af en excentricitet på 0,011 ændres afstanden mellem Neptun og Solen med 101 millioner km - forskellen mellem perihelion og aphelion, det vil sige de nærmeste og fjerneste punkter af planetens position langs kredsløbsbanen. Neptuns aksiale hældning er 28,32°, hvilket svarer til Jordens og Mars' aksiale hældning. Som et resultat oplever planeten lignende sæsonmæssige ændringer. Men på grund af Neptuns lange omløbsperiode varer årstiderne i fyrre år hver.

Den sideriske rotationsperiode for Neptun er 16,11 timer. På grund af en aksial hældning svarende til Jordens (23°), er ændringer i den sideriske rotationsperiode i løbet af dets lange år ikke signifikante. Fordi Neptun ikke har en fast overflade, er dens atmosfære udsat for differentiel rotation. Den brede ækvatorialzone roterer med en periode på cirka 18 timer, hvilket er langsommere end 16,1 timers rotation af planetens magnetfelt. I modsætning til ækvator roterer polarområderne hver 12. time. Blandt alle solsystemets planeter er denne type rotation mest udtalt i Neptun. Dette fører til et kraftigt vindskifte i bredden.

Orbitale resonanser

Diagrammet viser de orbitale resonanser forårsaget af Neptun i Kuiperbæltet: 2:3 resonans (Plutino), det "klassiske bælte", med baner, der ikke er væsentligt påvirket af Neptun, og 1:2 resonans (Tutino)

Neptun har stor indflydelse på Kuiperbæltet, som ligger meget fjernt fra det. Kuiperbæltet er en ring af iskolde små planeter, der ligner asteroidebæltet mellem Mars og Jupiter, men meget mere omfattende. Det spænder fra Neptuns kredsløb (30 AU) til 55 astronomiske enheder fra Solen. Neptuns tyngdekraft har den mest signifikante effekt på Kuiper-skyen (inklusive med hensyn til dannelsen af dens struktur), sammenlignelig i forhold til indflydelsen af Jupiters tyngdekraft på asteroidebæltet. Under solsystemets eksistens blev nogle områder af Kuiperbæltet destabiliseret af Neptuns tyngdekraft, og der opstod huller i bæltets struktur. Et eksempel er området mellem 40 og 42 a. e.

Banerne for objekter, der kan holdes i dette bælte i tilstrækkelig lang tid, bestemmes af den såkaldte. ældgamle resonanser med Neptun. For nogle baner er denne tid sammenlignelig med tiden for hele solsystemets eksistens. Disse resonanser opstår, når et objekts omløbsperiode omkring Solen er relateret til Neptuns omløbsperiode som små naturlige tal, såsom 1:2 eller 3:4. På denne måde stabiliserer objekterne indbyrdes deres baner. Hvis for eksempel et objekt kredser om Solen dobbelt så hurtigt som Neptun, vil det rejse nøjagtigt halvvejs, mens Neptun vender tilbage til sin oprindelige position.

Den tættest befolkede del af Kuiperbæltet, som omfatter mere end 200 kendte objekter, er i en 2:3 resonans med Neptun]. Disse objekter laver en omdrejning hver 1? Neptuns kredsløb og er kendt som "plutinos", fordi blandt dem er et af de største Kuiperbæltsobjekter, Pluto. Selvom Neptuns og Plutos baner krydser hinanden, vil 2:3-resonansen forhindre dem i at kollidere. I andre mindre befolkede områder er der resonanser på 3:4, 3:5, 4:7 og 2:5. Ved sine Lagrange-punkter (L4 og L5), zoner med gravitationsstabilitet, rummer Neptun mange trojanske asteroider, som om han trækker dem med i kredsløb. Neptuns trojanske heste er i en 1:1-resonans med ham. Trojanerne er meget stabile i deres kredsløb, og derfor er hypotesen om deres indfangning af Neptuns gravitationsfelt usandsynlig. Mest sandsynligt dannede de sig med ham.

Intern struktur

Neptuns indre struktur ligner Uranus' indre struktur. Atmosfæren udgør cirka 10-20% af planetens samlede masse, og afstanden fra overfladen til enden af atmosfæren er 10-20% af afstanden fra overfladen til kernen. Nær kernen kan trykket nå 10 GPa. Volumetriske koncentrationer af metan, ammoniak og vand findes i de nederste lag af atmosfæren.

Neptuns indre struktur:
1. Øvre atmosfære, øvre skyer
2. En atmosfære bestående af brint, helium og metan
3. En kappe lavet af vand, ammoniak og metanis
4. Sten-is kerne

Gradvist komprimeres dette mørkere og varmere område til en overophedet flydende kappe, hvor temperaturen når 2000-5000 K. Massen af Neptuns kappe er 10-15 gange større end Jordens, ifølge forskellige skøn, og er rig på vand, ammoniak , metan og andre forbindelser. Ifølge den almindeligt anerkendte terminologi i planetvidenskaben kaldes dette stof for iset, selvom det er en varm, meget tæt væske. Denne stærkt ledende væske kaldes undertiden et hav af vandig ammoniak. I en dybde af 7.000 km er forholdene sådan, at metan nedbrydes til diamantkrystaller, som "falder" ned på kernen. Ifølge en hypotese er der et helt hav af "diamantvæske". Neptuns kerne er sammensat af jern, nikkel og silikater og menes at have en masse 1,2 gange Jordens. Trykket i midten når 7 megabar, det vil sige omkring 7 millioner gange mere end på jordens overflade. Temperaturen i midten kan nå 5400 K.

Magnetosfære

Både med sin magnetosfære og magnetfelt, der er stærkt hældende 47° i forhold til planetens rotationsakse og strækker sig ud til 0,55 af dens radius (ca. 13.500 km), ligner Neptun Uranus. Før Voyager 2 ankom til Neptun, troede forskerne, at Uranus' skrå magnetosfære var resultatet af dens "sidelæns rotation." Men nu, efter at have sammenlignet magnetfelterne på disse to planeter, mener videnskabsmænd, at denne mærkelige orientering af magnetosfæren i rummet kan være forårsaget af tidevand i de indre områder. Et sådant felt kan opstå på grund af konvektive bevægelser af væske i et tyndt sfærisk lag af elektrisk ledende væsker fra disse to planeter (en formodet kombination af ammoniak, metan og vand), som driver en hydromagnetisk dynamo. Det magnetiske felt på Neptuns ækvatoriale overflade estimeres til at være 1,42 T under et magnetisk moment på 2,16 1017 Tm. Neptuns magnetfelt har en kompleks geometri, der omfatter relativt store indeslutninger fra ikke-bipolære komponenter, herunder et stærkt kvadrupolmoment, der kan være stærkere end dipolmomentet. I modsætning hertil har Jorden, Jupiter og Saturn et relativt lille quadrupolmoment, og deres felter afviger mindre fra polaraksen. Neptuns buestød, hvor magnetosfæren begynder at bremse solvinden, passerer i en afstand af 34,9 planetradier. Magnetopausen, hvor magnetosfærisk tryk afbalancerer solvinden, er placeret i en afstand af 23-26,5 Neptun radius. Magnetohale strækker sig til cirka 72 Neptun-radier, og meget sandsynligt meget længere.

Atmosfære

Brint og helium blev fundet i de øverste lag af atmosfæren, som udgør henholdsvis 80 og 19 % i en given højde. Spor af metan er også observeret. Mærkbare absorptionsbånd af metan forekommer ved bølgelængder over 600 nm i de røde og infrarøde dele af spektret. Som med Uranus er absorptionen af rødt lys af metan en vigtig faktor i at give Neptuns atmosfære dens blå nuance, selvom Neptuns lyse azurblå er forskellig fra den mere moderate akvamarinfarve på Uranus. Da metanindholdet i Neptuns atmosfære ikke er meget forskelligt fra Uranus, antages det, at der også er en eller anden, endnu ukendt, komponent i atmosfæren, der bidrager til dannelsen af den blå farve. Neptuns atmosfære er opdelt i 2 hovedområder: den nedre troposfære, hvor temperaturen falder med højden, og stratosfæren, hvor temperaturen tværtimod stiger med højden. Grænsen mellem dem, tropopausen, er ved et trykniveau på 0,1 bar. Stratosfæren giver plads til termosfæren ved et trykniveau lavere end 10-4 - 10-5 mikrobar. Termosfæren bliver gradvist til exosfæren. Modeller af Neptuns troposfære tyder på, at den, afhængig af højden, består af skyer med varierende sammensætning. Skyer på øverste niveau er i en zone med tryk under en bar, hvor temperaturer favoriserer metankondensering.

Billedet taget af Voyager 2 viser det lodrette relief af skyerne

Ved tryk mellem en og fem bar dannes skyer af ammoniak og svovlbrinte. Ved tryk større end 5 bar kan skyer bestå af ammoniak, ammoniumsulfid, svovlbrinte og vand. Dybere nede, ved et tryk på cirka 50 bar, kan der eksistere skyer af vandis ved temperaturer så lave som 0 °C. Det er også muligt, at der kan findes skyer af ammoniak og svovlbrinte i dette område. Neptuns skyer i høj højde blev observeret af de skygger, de kastede på det uigennemsigtige skylag nedenfor. Fremtrædende blandt dem er skybånd, der "slynger" rundt om planeten på en konstant breddegrad. Disse perifere grupper har en bredde på 50-150 km, og de er selv 50-110 km over hovedskylaget. Undersøgelse af Neptuns spektrum tyder på, at dens nedre stratosfære er uklar på grund af kondenseringen af ultraviolette fotolyseprodukter af metan, såsom ethan og acetylen. Spor af hydrogencyanid og kulilte blev også fundet i stratosfæren. Neptuns stratosfære er varmere end Uranus' stratosfære på grund af dens højere koncentration af kulbrinter. Af ukendte årsager har planetens termosfære en unormalt høj temperatur på omkring 750 K. For så høj en temperatur er planeten for langt fra Solen til, at den kan varme termosfæren op med ultraviolet stråling. Måske er dette fænomen en konsekvens af atmosfærisk interaktion med ioner i planetens magnetfelt. Ifølge en anden teori er grundlaget for opvarmningsmekanismen tyngdekraftsbølger fra planetens indre områder, som spredes i atmosfæren. Termosfæren indeholder spor af kulilte og vand, der trængte ind i den, muligvis fra eksterne kilder som meteoritter og støv.

Klima

En af forskellene mellem Neptun og Uranus er niveauet af meteorologisk aktivitet. Voyager 2, der fløj nær Uranus i 1986, registrerede ekstremt svag atmosfærisk aktivitet. I modsætning til Uranus udviste Neptun mærkbare vejrændringer under Voyager 2's undersøgelse fra 1989.

Stor mørk plet (øverst), Scooter (hvid sky i midten) og Lille mørk plet (nederst)

Vejret på Neptun er kendetegnet ved et ekstremt dynamisk system af storme, hvor vind nogle gange når supersoniske hastigheder (ca. 600 m/s). Under sporing af permanente skyers bevægelse blev der registreret en ændring i vindhastigheden fra 20 m/s i øst til 325 m/s i vest. I det øverste skylag varierer vindhastighederne fra 400 m/s langs ækvator til 250 m/s ved polerne. De fleste vinde på Neptun blæser i den modsatte retning af planetens rotation om sin akse. Det generelle vindmønster viser, at på høje breddegrader falder vindens retning sammen med planetens rotationsretning, og på lave breddegrader er den modsat den. Forskelle i luftstrømmenes retning menes at være en konsekvens af "hudeffekten" snarere end nogen underliggende atmosfæriske processer. Indholdet af metan, ethan og acetylen i atmosfæren i ækvatorområdet er titusinder og hundredvis af gange højere end indholdet af disse stoffer i polområdet. Denne observation kan betragtes som bevis til fordel for eksistensen af opstrømning ved Neptuns ækvator og dens fald tættere på polerne. I 2007 blev det observeret, at den øvre troposfære på Neptuns sydpol var 10 °C varmere end resten af Neptun, hvor temperaturen i gennemsnit var -200 °C. Denne forskel i temperatur er nok til at tillade metan, som er frosset i andre områder af Neptuns øvre atmosfære, at lække ud i rummet ved sydpolen. Dette "hot spot" er en konsekvens af Neptuns aksiale hældning, hvis sydpol har vendt mod Solen i et kvart neptunsk år, det vil sige omkring 40 jordår. Når Neptun langsomt bevæger sig langs sin bane til den modsatte side af Solen, vil sydpolen gradvist gå i skygge, og Neptun vil erstatte nordpolen med Solen. Dermed vil frigivelsen af metan til rummet bevæge sig fra sydpolen mod nord. På grund af sæsonbestemte ændringer er skybånd på Neptuns sydlige halvkugle blevet observeret at stige i størrelse og albedo. Denne tendens blev bemærket tilbage i 1980 og forventes at fortsætte ind i 2020 med ankomsten af en ny sæson på Neptun. Årstiderne skifter hvert 40. år.

Storme

Stor mørk plet, foto fra Voyager 2

I 1989 blev Great Dark Spot, en vedvarende anticyklonstorm, der målte 13.000 til 6.600 km, opdaget af NASAs Voyager 2-rumfartøj. Denne atmosfæriske storm lignede Jupiters store røde plet, men den 2. november 1994 fandt Hubble-rumteleskopet den ikke på sin oprindelige placering. I stedet blev en ny lignende formation opdaget på planetens nordlige halvkugle. Scooter er en anden storm fundet syd for den store mørke plet. Dens navn er en konsekvens af, at flere måneder før Voyager 2's nærme sig Neptun, var det klart, at denne gruppe af skyer bevægede sig meget hurtigere end Den Store Mørke Plet. Efterfølgende billeder afslørede grupper af skyer endnu hurtigere end scooteren. The Minor Dark Spot, den næstmest intense storm observeret under Voyager 2s tilgang til planeten i 1989, er placeret endnu længere mod syd. Til at begynde med så det helt mørkt ud, men efterhånden som det kom tættere på, blev det lyse centrum af Lesser Dark Spot mere synligt, som det kan ses på de fleste klare, højopløselige fotografier. Neptuns "mørke pletter" menes at stamme fra troposfæren i lavere højder end de lysere, mere synlige skyer. De ser således ud til at være huller i det øverste skylag. Fordi disse storme er vedvarende og kan vare ved i flere måneder, menes de at have en hvirvelstruktur. Ofte forbundet med mørke pletter er lysere, vedvarende skyer af metan, der dannes ved tropopausen. Vedholdenheden af de medfølgende skyer viser, at nogle tidligere "mørke pletter" kan fortsætte med at eksistere som en cyklon, selvom de mister deres mørke farve. Mørke pletter kan forsvinde, hvis de bevæger sig for tæt på ækvator eller gennem en anden, endnu ukendt mekanisme.

Intern varme

Det mere varierede vejr på Neptun, sammenlignet med Uranus, menes at være en konsekvens af højere indre temperaturer. Samtidig er Neptun halvanden gang længere væk fra Solen end Uranus, og modtager kun 40 % af det sollys, som Uranus modtager. Overfladetemperaturerne på disse to planeter er omtrent lige store. Den øvre troposfære af Neptun når en meget lav temperatur på -221,4 °C. I en dybde, hvor trykket er 1 bar, når temperaturen -201,15 °C. Gasserne går dybere, men temperaturen stiger støt. Som med Uranus er opvarmningsmekanismen ukendt, men uoverensstemmelsen er stor: Uranus udsender 1,1 gange mere energi, end den modtager fra Solen. Neptun udsender 2,61 gange mere, end den modtager, dens interne varmekilde producerer 161 % af, hvad den modtager fra Solen. På trods af at Neptun er den fjerneste planet fra Solen, er dens indre energi tilstrækkelig til at have de hurtigste vinde i solsystemet. Flere mulige forklaringer er blevet foreslået, herunder radiogen opvarmning af planetens kerne (da Jorden f.eks. opvarmes af kalium-40), dissocieringen af metan til andre kædekulbrinter i Neptuns atmosfære og konvektion i den lavere atmosfære, hvilket fører til til opbremsning af gravitationsbølger over tropopausen.

Uddannelse og migration

Simulering af de ydre planeter og Kuiperbæltet: a) Før Jupiter og Saturn gik ind i en 2:1 resonans; b) Spredning af Kuiperbæltsobjekter i Solsystemet efter en ændring i Neptuns bane; c) Efter Jupiters udstødning af Kuiper-bæltelegemer.

Dannelsen af isgiganterne Neptun og Uranus har vist sig at være svær at modellere nøjagtigt. Nuværende modeller tyder på, at tætheden af stof i de ydre områder af solsystemet var for lav til, at så store legemer kunne dannes ved den traditionelt accepterede metode til stofophobning på kernen. Mange hypoteser er blevet fremsat for at forklare udviklingen af Uranus og Neptun.

En af dem mener, at begge isgiganter ikke blev dannet ved tilvækst, men opstod på grund af ustabilitet inde i den oprindelige protoplanetariske skive, og senere blev deres atmosfærer "blæst væk" af strålingen fra en massiv O- eller B-klassestjerne.

Et andet koncept er, at Uranus og Neptun dannede sig tæt på Solen, hvor stoffets tæthed var højere, og efterfølgende bevægede sig ind i deres nuværende baner. Neptuns migrationshypotesen er populær, fordi den hjælper med at forklare aktuelle resonanser i Kuiperbæltet, især 2:5-resonansen. Da Neptun bevægede sig udad, kolliderede den med proto-Kuiper bælteobjekter, hvilket skabte nye resonanser og kaotisk ændrede eksisterende baner. Spredte diskobjekter menes at være i deres nuværende positioner på grund af interaktioner med resonanser skabt af Neptuns migration.

En computermodel fra 2004 af Alessandro Morbidelli fra Côte d'Azur-observatoriet i Nice antydede, at Neptuns bevægelse ind i Kuiperbæltet kunne være blevet udløst af dannelsen af en 1:2-resonans i Jupiters og Saturns kredsløb, som fungerede som en slags af tyngdekraften, der skubbede Uranus og Neptun til højere baner og tvang dem til at ændre placering. Skubningen af objekter ud af Kuiperbæltet som følge af denne migration kan også forklare det sene tunge bombardement, der fandt sted 600 millioner år efter dannelsen af solsystemet og fremkomsten af trojanske asteroider nær Jupiter.

Satellitter og ringe

Neptun har i øjeblikket 13 kendte måner. Massen af den største er mere end 99,5 % af den samlede masse af alle Neptuns måner, og kun den er massiv nok til at blive kugleformet. Dette er Triton, opdaget af William Lassell kun 17 dage efter opdagelsen af Neptun. I modsætning til alle de andre store satellitter på planeterne i solsystemet, har Triton en retrograd bane. Den er muligvis blevet fanget af Neptuns tyngdekraft i stedet for at være dannet in situ, og den kan engang have været en dværgplanet i Kuiperbæltet. Den er tæt nok på Neptun til, at den konstant er i synkron rotation.

Neptun (ovenfor) og Triton (under)

På grund af tidevandsacceleration, spiraler Triton langsomt mod Neptun og vil til sidst blive ødelagt, når den når Roche-grænsen, hvilket resulterer i en ring, der kan være kraftigere end Saturns ringe (dette vil ske i løbet af relativt kort tid på astronomiske skalaer). periode: 10 til 100 millioner år). I 1989 var Tritons temperaturestimat -235 °C (38 K). På det tidspunkt var dette den mindste målte værdi for objekter i Solsystemet med geologisk aktivitet. Triton er en af de tre satellitter i solsystemets planeter, der har en atmosfære (sammen med Io og Titan). Det er muligt, at et flydende hav, der ligner Europas hav, eksisterer under Tritons iskolde skorpe.

Den anden (på opdagelsestidspunktet) kendte satellit af Neptun er Nereid, en uregelmæssigt formet satellit med en af de højeste orbitale excentriciteter blandt andre satellitter i solsystemet. En excentricitet på 0,7512 giver den en apoapse 7 gange større end dens periapse.

Neptuns måne Proteus

Fra juli til september 1989 opdagede Voyager 2 6 nye satellitter fra Neptun. Bemærkelsesværdig blandt dem er den uregelmæssigt formede satellit Proteus. Det er bemærkelsesværdigt for, hvor stort et legeme af dens tæthed kan være uden at blive trukket ind i en kugleformet form af sin egen tyngdekraft. Neptuns næstmest massive måne er kun en kvart procent af Tritons masse.

Neptuns fire inderste satellitter er Naiad, Thalassa, Despina og Galatea. Deres baner er så tæt på Neptun, at de er inden for dens ringe. Den næste, Larissa, blev oprindeligt opdaget i 1981 under okkultationen af en stjerne. Okkultationen blev oprindeligt tilskrevet ringbuer, men da Voyager 2 besøgte Neptun i 1989, blev det opdaget, at okkultationen blev produceret af en satellit. Mellem 2002 og 2003 blev 5 mere uregelmæssige måner af Neptun opdaget, som blev annonceret i 2004. Fordi Neptun var den romerske havegud, er hans måner opkaldt efter mindre havguder.

Ringe

Neptuns ringe fanget af Voyager 2

Neptun har et ringsystem, dog meget mindre betydningsfuldt end for eksempel Saturn. Ringene kan være sammensat af iskolde partikler belagt med silikater eller et kulstofbaseret materiale, hvilket højst sandsynligt er det, der giver dem deres rødlige nuance. Neptuns ringsystem har 5 komponenter.
[redigér] Observationer

Neptun er ikke synlig for det blotte øje, da dens størrelse er mellem +7,7 og +8,0. Således er Jupiters galileiske satellitter, dværgplaneten Ceres og asteroiderne 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno og 6 Hebe lysere end den på himlen. For sikkert at observere planeten, skal du bruge et teleskop med en forstørrelse på 200 eller højere og en diameter på mindst 200-250 mm.I dette tilfælde kan du se Neptun som en lille blålig skive, der ligner Uranus. Med 7-50 kikkerter kan den ses som en svag stjerne.

På grund af den betydelige afstand mellem Neptun og Jorden varierer planetens vinkeldiameter kun inden for 2,2-2,4 buesekunder. Dette er den mindste værdi blandt de andre planeter i solsystemet, så visuel observation af overfladedetaljerne på denne planet er vanskelig. Derfor var nøjagtigheden af de fleste teleskopiske data om Neptun dårlig indtil fremkomsten af Hubble-rumteleskopet og store jordbaserede adaptive optikteleskoper. I 1977, for eksempel, var selv Neptuns rotationsperiode ikke pålideligt kendt.

For en observatør på Jorden går Neptun hver 367. dag ind i en tilsyneladende retrograd bevægelse og danner således ejendommelige imaginære sløjfer på baggrund af stjerner under hver opposition. I april og juli 2010 og oktober og november 2011 vil disse orbitale sløjfer bringe den tæt på koordinaterne, hvor den blev opdaget i 1846.

Observationer af Neptun ved radiobølger viser, at planeten er en kilde til kontinuerlig stråling og uregelmæssige udbrud. Begge forklares af planetens roterende magnetfelt. I den infrarøde del af spektret, mod en koldere baggrund, er forstyrrelser i dybden af Neptuns atmosfære (de såkaldte "storme"), genereret af varmen fra den sammentrækkende kerne, tydeligt synlige. Observationer gør det muligt med høj grad af sikkerhed at fastslå deres form og størrelse, samt spore deres bevægelser.

Forskning

Voyager 2 billede af Triton

Voyager 2 kom tættest på Neptun den 25. august 1989. Da Neptun var den sidste store planet, som rumfartøjet kunne besøge, blev det besluttet at foretage en tæt forbiflyvning af Triton, uanset konsekvenserne for flyvebanen. En lignende opgave stod over for Voyager 1 - en forbiflyvning nær Saturn og dens største satellit, Titan. Billeder af Neptun sendt til Jorden af Voyager 2 blev grundlaget for et helaftens program på Public Broadcasting Service (PBS) i 1989 kaldet Neptune All Night.

Under indflyvningen rejste signaler fra enheden til Jorden i 246 minutter. Derfor var Voyager 2-missionen for det meste afhængig af forudindlæste kommandoer for at nærme sig Neptun og Triton i stedet for kommandoer fra Jorden. Voyager 2 foretog et ret tæt pas af Nereid, inden han passerede kun 4.400 km fra Neptuns atmosfære den 25. august. Senere samme dag fløj Voyager tæt på Triton.

Voyager 2 bekræftede eksistensen af planetens magnetfelt og fandt ud af, at det hælder, ligesom Uranus' felt. Spørgsmålet om planetens rotationsperiode blev løst ved at måle radioemission. Voyager 2 afslørede også Neptuns usædvanligt aktive vejrsystem. 6 nye satellitter af planeten og ringe blev opdaget, hvoraf der, som det viste sig, var flere.

Omkring 2016 planlagde NASA at sende Neptune Orbiter-rumfartøjet til Neptun. I øjeblikket er der ikke annonceret nogen estimerede lanceringsdatoer, og den strategiske plan for udforskning af solsystemet inkluderer ikke længere denne enhed.

Neptun er den ottende og fjerneste planet fra Solen. Iskæmpen ligger i en afstand af 4,5 milliarder km, hvilket er 30,07 AU.
En dag på Neptun (en fuld omdrejning omkring sin akse) er 15 timer 58 minutter.
Omdrejningsperioden omkring Solen (neptunsk år) varer omkring 165 jordår.
Neptuns overflade er dækket af et enormt, dybt hav af vand og flydende gasser, inklusive metan. Neptun er blå, ligesom vores jord. Dette er farven på metan, som absorberer den røde del af sollysspektret og reflekterer det blå.
Planetens atmosfære består af brint med en lille blanding af helium og metan. Temperaturen på den øverste kant af skyerne er -210 °C.
På trods af at Neptun er den fjerneste planet fra Solen, er dens indre energi tilstrækkelig til at have de hurtigste vinde i solsystemet. Neptuns atmosfære har de stærkeste vinde blandt planeterne i solsystemet; ifølge nogle skøn kan deres hastigheder nå op på 2100 km/t
Der er 14 satellitter, der kredser om Neptun. som blev opkaldt efter forskellige guder og havets nymfer i græsk mytologi. Den største af dem, Triton, har en diameter på 2700 km og roterer i den modsatte rotationsretning af Neptuns andre satellitter.
Neptun har 6 ringe.
Der er intet liv på Neptun, som vi kender det.
Neptun var den sidste planet, som Voyager 2 besøgte på sin 12-årige rejse gennem solsystemet. Voyager 2 blev lanceret i 1977 og passerede inden for 5.000 km fra Neptuns overflade i 1989. Jorden var mere end 4 milliarder km fra begivenhedsstedet; Radiosignalet med information rejste til Jorden i mere end 4 timer.

Neptun er den ottende planet i solsystemet, hvilket gør den til den fjerneste fra solen. Det er muligt, at denne gasformige, gigantiske planet dannede sig meget tættere på Solen i solsystemets historie, før den drev væk til sin nuværende position. Ligesom Saturn har denne planet ringe, men de er meget svage og ser ikke så imponerende ud.

Planetens egenskaber

Ækvatordiameter: 49.528 km
Polardiameter: 48.682 km
Masse: 1,02 × 10 26 kg (17 jordelementer)
Måner: 14 (Triton)
Ringe: 5
Afstand til kredsløb: 4.498.396.441 km (30,10 AU)
Oplagsperiode: 60.190 dage (164,8 år)
Effektiv temperatur: -214°C
Åbningsdato: 23. september 1846
Opdaget: Urbain Lesterrier og Johann Halle

fysiske egenskaber

Polar kompression	0,0171± 0,0013
Ækvatorial radius	24.764± 15 km
Polar radius	24.341 ± 30 km
Overfladeareal	7,6408 10 9 km²
Bind	6.254 10 13 km³
Vægt	1,0243 10 26 kg
Gennemsnitlig tæthed	1,638 g/cm³
Acceleration af frit fald ved ækvator	11,15 m/s²
Anden flugthastighed	23,5 km/s
Ækvatorial rotationshastighed	2,68 km/s 9648 km/t
Rotationsperiode	0,6653 dage 15 t 57 min 59 s
Aksehældning	28,32°
Højre opstigning af nordpolen	19t 57m 20s
Nordpols deklination	42.950°
Albedo	0,29 (obligation) 0,41 (geom.)
Tilsyneladende størrelse	8,0-7,78 m
Kantet diameter	2,2"-2,4"

Orbit og rotation

Perihelium	4.452.940.833 km 29.76607 a. e.
Aphelion	4.553.946.490 km 30.44125 a. e.
Hovedaksel aksel	4.503.443.661 km 30.10366 a. e.
Excentricitets-torbiter	0,011214
Siderisk periode	60.190,03 dage 164,79 år
Synodisk omløbsperiode	367,49 dage
Orbital hastighed	5,4349 km/s
Gennemsnitlig anomali	267,7672°
Humør	1,767975°
Længdegrad af den stigende knude	131,7943°
Periapsis argument	265,6468°
Hvis satellit	Sol
Satellitter	14

Fakta om planeten Neptun

Neptun var ikke kendt af nogen før 1846.
Planeten er ikke synlig med det blotte øje og blev først opdaget i 1846 ved hjælp af matematiske beregninger. Opkaldt efter den romerske havgud.
Planeten roterer hurtigt omkring sin akse.
Neptun er den mindste af isgiganterne.
På trods af at planeten er mindre i størrelse end gasgiganten Uranus, har den en stor masse. Neptuns atmosfære består hovedsageligt af brint, helium og metan. Planetens indre kerne menes at være stenet.
Metan absorberer rødt lys, som gør planeten blå. Billeder fra rumobservatorier viser flydende skyer i atmosfæren.
Neptun har et meget orkanklima.
Store storme hvirvler med hastigheder på 600 meter i sekundet i den øvre atmosfære. En af de største observerede storme blev registreret i 1989. Det blev kaldt den store mørke plet. Dette fænomen fortsatte i omkring fem år.
Neptun har meget tynde ringe, formentlig lavet af is og fint støv og muligvis kulstof.
Den har 14 måner.
Den mest interessante måne er Triton, en iskold verden, der udspyder gejsere af nitrogenis. Mest sandsynligt blev Triton fanget af Neptuns tyngdekraft for længe siden. Dette er sandsynligvis den koldeste verden i solsystemet.
Kun ét rumobservatorium, Voyager 2, blev sendt til planeten i 1989. Han sendte de første nærbilleder af planeten tilbage. Senere studerede Yubble også planeten.

Neptuns mystiske store mørke plet

The Great Dark Spot ligger i den sydlige del af planeten og blev opdaget i 1989. Det var en utrolig stor roterende storm med vinde på op til 1.500 mph, den kraftigste vind, der er registreret i solsystemet. Hvordan så kraftige vinde blev opdaget på en planet så langt fra solen, betragtes stadig som et mysterium.

Data fra rumfartøjet Voyager 2 viste også, at den store mørke plet er ved at ændre sig i størrelse. Da Neptun blev set af Hubble-rumteleskopet i 1994, var den store mørke plet forsvundet, selvom en mindre mørk plet var dukket op på den nordlige halvkugle.

Kendte satellitter fra Neptun

Neptun har 13 kendte satellitter, som blev opkaldt efter skabninger fra oldgræsk mytologi. .

Gradering af Neptuns satellitter efter størrelse

< 10 км

10-30 km

30-100 km

101-300 km

301-1000 km

>1000 km

Neptun satellitbord

№	Navn	Halvhovedakse i km	Tilt i grader	Oplagsperiode i dage	Diameter i km	Vægt 10 19 kg	åbningsdato
jeg	Triton	354 800	156,834	5,877	2707	21000	1846
II	Nereid	5 513 400	7,232	360,14	340	3,1	1949
III	Naiad	48 227	4,746	0,294	67	0,019	1989
IV	Thalassa	50 075	0,209	0,311	81	0,035·10	1989
V	Despina	52 526	0,064	0,335	150	0,21	1989
VI	Galatea	61 953	0,062	0,429	175	0,21	1989
VII	Larissa	73 548	0,205	0,555	195	0,049	1981/ 1989
XIV	Polyfem	105 300	0	0,96	18	?	2013
VIII	Proteus	117 647	0,026	1,122	420	5,0	1989
IX	Galimeda	15 728 000	134,101	1879,71	48	0,009	2002
x	Psamatha	46 695 000	137,39	9115,9	28	0,0015	2003
XI	Sao	22 422 000	48,511	2914,0	44	0,0067	2002
XII	Laomedea	23 571 000	34,741	3167,85	42	0,0008	2002
XIII	Ikke med	48 387 000	132,585	9374	60	0,017	2002

Blå atmosfære af planeten Neptun

Den ottende planet i solsystemet har en utrolig tæt atmosfære bestående af 74 % brint, 25 % helium og cirka 1 % metan. Partikler af iskold metan og andre gasser i den øvre atmosfære giver det en mørkeblå farve. Neptuns lyse blå-hvide træk hjælper også med at adskille den fra Uranus.

Atmosfæren er opdelt i den nedre troposfære og stratosfæren, hvor tropopausen er grænsen mellem dem. I den nedre troposfære falder temperaturerne med højden, men de stiger med højden i stratosfæren. Kulbrinter danner smogdis, der opstår i hele planetens øvre atmosfære, og kulbrintesnefnug, der dannes i Neptuns atmosfære, smeltes, før de når overfladen på grund af højt tryk.

Videoer dedikeret til Neptun

Da det er en af de planeter, der ikke kan ses med det blotte øje, blev Neptun opdaget relativt for nylig. I betragtning af afstanden til det, blev det observeret meget tæt på én gang - i 1989 af Voyager 2-rumfartøjet. Men hvad vi lærte om denne gas (og is) kæmpe på det tidspunkt afslørede mange hemmeligheder og historien om dens dannelse.

Åbning og navngivning:

Opdagelsen af Neptun fandt sted i det 19. århundrede, selvom der er beviser for, at den fandt sted længe før det. For eksempel indeholdt Galileo Galileis tegninger af 28. december 1612 og 27. januar 1613 indtegnede punkter, som nu vides at svare til Neptuns placering på disse datoer. Men i begge tilfælde forvekslede Galileo planeten for .

I 1821 udgav den franske astronom Alexis Bouvard astronomiske tabeller. Efterfølgende observationer viste betydelige afvigelser fra de tabeller, som Bouvard leverede, hvilket tyder på, at et ukendt himmellegeme forstyrrede Uranus kredsløb gennem gravitationsinteraktion.

Det nye Berlin Observatorium på Linden Street, hvor planeten Neptun eksperimentelt blev opdaget. Høflighed: Leibniz-Institut for Astrophysics Potsdam.

I 1843 begyndte den engelske astronom John Couch Adams sit arbejde med at studere Uranus kredsløb ved hjælp af de data, han havde opnået, og lavede flere forskellige estimater af planetens kredsløb for de kommende år. I 1845 - 1846 udførte Urban Le Verrier, uafhængigt af Adams, sine egne beregninger, som han delte med Johann Gottfried Halle fra Berlin Observatory. Galle bekræftede tilstedeværelsen af planeten ved hjælp af koordinater givet af Le Verrier den 23. september 1846.

Annonceringen af opdagelsen blev mødt med kontroverser, da Le Verrier og Adams også hævdede at være opdagerne. I sidste ende blev der opnået en international konsensus, hvor Le Verrier og Adams i fællesskab blev anerkendt for deres bidrag til opdagelsen. Imidlertid førte en revurdering fra historikere af de relevante historiske dokumenter i 1998 til den konklusion, at Le Verrier var direkte ansvarlig for opdagelsen og fortjente en større del af bidraget til opdagelsen.

Le Verrier hævdede sine rettigheder til opdagelsen og foreslog at opkalde planeten efter sig selv, men dette mødte hård modstand uden for Frankrig. Han foreslog også navnet Neptun, som til sidst blev accepteret af det internationale samfund. Dette skyldtes i høj grad, at det var i overensstemmelse med nomenklaturen for andre planeter, som alle var opkaldt efter guddomme fra græsk-romersk mytologi.

Neptuns størrelse, masse og kredsløb:

Med en gennemsnitlig radius på 24.622 ± 19 km er Neptun den fjerdestørste planet i solsystemet og er i . Men med en masse på 1,0243 x 10 26 kg, hvilket er 17 gange Jordens masse, er det den tredjemest massive planet foran Uranus. Planeten har en meget lille kredsløbsexcentricitet på 0,0086, og kredsløbsradius ved perihel er 29,81 astronomiske enheder (4,459 x 10 9 km), og ved aphel 30,33 astronomiske enheder (4,537 x 10 9 km).

Sammenligning af størrelserne af Neptun og Jorden. Kredit: NASA

Planeten Neptun tager 16 timer 6 minutter og 36 sekunder (0,6713 jorddage) at fuldføre en omdrejning om sin akse (én siderisk rotation) og 164,8 jordår at fuldføre et kredsløb om Solen. Det betyder, at en dag på Neptun varer 67 % af en jorddag, mens et neptunsk år svarer til cirka 60.190 jorddage (eller 89.666 neptunske dage).
Da Neptuns aksiale hældning (28,32°) svarer til Jordens aksiale hældning (~23°) og (~25°), oplever planeten sæsonbestemte klimaændringer. Kombineret med dens lange omløbsperiode betyder det, at Neptuns årstider varer 40 jordår. Også på grund af dens aksiale hældning, der kan sammenlignes med Jordens, er faktum, at variationen i dagslængde gennem året ikke er mere ekstrem end på Jorden.

Neptuns bane har også en stærk indflydelse på regionen bag dens bane kendt som Kuiperbæltet (også kaldet det "trans-neptunske bælte"). På nogenlunde samme måde dominerer den og former dens struktur, som Neptuns tyngdekraft dominerer Kuiperbæltet. Under solsystemets eksistens blev nogle områder af Kuiperbæltet destabiliseret af planeten Neptuns tyngdekraft, hvilket skabte huller i strukturen af Kuiperbæltet.

Også inden for disse tomme områder er baner, der indeholder objekter med en alder svarende til . Disse resonanser opstår, når Neptuns kredsløbsperiode er en nøjagtig brøkdel af objektets kredsløbsperiode, hvilket betyder, at de fuldender en del af kredsløbet under Neptuns fulde kredsløb. Den mest folkerige resonans i Kuiperbæltet, med over 200 objekter, er 2:3-resonansen.

Objekter i denne resonans rejser 2 kredsløb for hver 3 kredsløb af Neptun og kaldes plutinos, fordi den største kendte er blandt dem. Selvom Pluto regelmæssigt krydser Neptuns bane, kan de aldrig støde sammen på grund af 2:3-resonansen.

Planeten Neptun har en række kendte trojanske objekter, der optager L4 og L5 Lagrange-punkterne - områder med gravitationsstabilitet foran og bagved Neptun i sin bane. Nogle Neptun-trojanske heste har bemærkelsesværdigt stabile baner og blev sandsynligvis dannet med Neptun i stedet for at blive fanget af den.

Sammensætning af planeten Neptun:

På grund af dens mindre størrelse og højere koncentrationer af flygtige stoffer sammenlignet med Jupiter og Saturn, kaldes planeten Neptun (meget ligesom Uranus) ofte for en iskæmpe, en underklasse af de gigantiske planeter. Ligesom Uranus kan Neptuns indre struktur groft sagt opdeles i forskellige lag: en stenet kerne bestående af silikater og metaller, en kappe indeholdende vand, ammoniak og metan i form af is og en atmosfære bestående af brint, helium og metangasser.

Neptuns kerne er lavet af jern, nikkel og silikater, og videnskabsmænd mener, at den indeholder 1,2 gange Jordens masse. Trykket i centrum af kernen er ifølge videnskabsmænd 7 Mbar (700 GPa), dobbelt så højt som i midten af Jorden, og temperaturen i midten af planeten Pluto når 5400 Kelvin. I 7.000 km dybde kan forholdene være sådan, at metan omdannes til diamantkrystaller, der falder ned som sten.

Kappen indeholder 10-15 jordmasser og er rig på vand, ammoniak og metan. Denne blanding kaldes is, selvom det faktisk er en varm, tæt væske og undertiden kaldes et "ammoniakvandhav." I mellemtiden indeholder atmosfæren 5-10% af planetens masse og strækker sig 10-20% mod kernen, hvor den når et tryk på omkring 10 GPa - 100.000 gange trykket af Jordens atmosfære.

Planeten Neptuns indre struktur. Kredit: NASA

Forhøjede koncentrationer af metan, ammoniak og vand blev fundet i den lavere atmosfære. I modsætning til Uranus har planeten Neptun et større hav indeni, mens Uranus har en mindre kappe.

Atmosfære af planeten Neptun:

I store højder er Neptuns atmosfære 80 % brint og 19 % helium med spor af metan. Ligesom Uranus er absorption af rødt lys af atmosfærisk metan en del af det, der giver Neptun sin blå nuance, selvom Neptun er mørkere og lysere. Da Neptun ligner Uranus med hensyn til metanindhold i atmosfæren, mener videnskabsmænd, at en ukendt atmosfærisk komponent bidrager til en mere intens farve af Neptun.

Neptuns atmosfære er opdelt i to hovedområder: den nedre troposfære, hvor temperaturen falder med højden, og stratosfæren, hvor trykket når 0,1 bar (10 kPa). Stratosfæren erstattes derefter af termosfæren med et tryk på 10 -5 - 10 -4 bar (1-10 Pa), som gradvist bliver til exosfæren.

Spektralanalyse af Neptun tyder på, at dens nedre stratosfære er uklar på grund af kondenseringen af produkter fra interaktionen mellem ultraviolet stråling og metan (fotolyse), som skaber ethan- og acetylenforbindelser. Stratosfæren indeholder også spormængder af kulilte og cyanid, som er ansvarlige for, at stratosfæren på planeten Neptun er varmere end stratosfæren på planeten Uranus.

Et kontrastbillede i ændrede farver, der understreger funktionerne i Neptuns atmosfære, herunder vindhastighed. Kredit: Erich Karkoschka.

Af årsager, der forbliver uklare, har planetens termosfære en usædvanlig høj temperatur på omkring 750 Kelvin (476,85 °C). Planeten er for langt fra Solen til, at denne varme kan genereres af dens ultraviolette stråling, hvilket betyder, at en anden opvarmningsmekanisme er involveret, hvilket kunne være atmosfærens vekselvirkning med ioner i planetens magnetfelt eller gravitationsbølger inde fra planeten. spredes ud i atmosfæren.

Da Neptun ikke er et fast legeme, er dens atmosfære udsat for differentiel rotation. Den brede ækvatorialzone roterer med en periode på omkring 18 timer, hvilket er langsommere end 16,1 timers rotation af planetens magnetfelt. Tværtimod observeres den modsatte tendens i polarområderne, hvor rotationsperioden er 12 timer.

Denne differentielle rotation er den mest udtalte af enhver planet i solsystemet og resulterer i kraftige vindskær og ødelæggende storme. Tre af de mest spektakulære storme blev opdaget i 1989 af rumsonden Voyager 2 og derefter navngivet baseret på deres udseende.

Den første af disse var en massiv anticyklon, der målte 13.000 x 6.600 km og lignede Jupiters store røde plet. Kaldet Great Dark Plet, blev denne storm ikke længere opdaget 5 år senere (2. november 1994), da Hubble-rumteleskopet så på planeten. I stedet blev en ny storm, meget lig den forrige, opdaget på planetens nordlige halvkugle, hvilket tyder på, at disse storme har en kortere levetid end storme på Jupiter.

Rekonstruktion af Voyager 2-billeder, der viser den store mørke plet (øverst til venstre), scooteren (midten) og den mindre mørke plet (nederst til højre). Kredit: NASA/JPL.

Scooter er en anden storm, en gruppe hvide skyer, der ligger længere syd for Great Dark Plet. Kaldenavnet dukkede første gang op i de måneder, Voyager 2 tilbragte i nærheden af planeten i 1989, da det observerede en gruppe skyer, der bevægede sig med hastigheder, der var hurtigere end Den Store Mørke Plet.

The Lesser Dark Spot, en sydlig cyklon, var den næstmest intense Neptun-storm observeret i 1989. I starten var det helt mørkt, men da Voyager 2 nærmede sig planeten, udviklede der sig en lys kerne, som kunne ses på billederne med den højeste opløsning.

Måner på planeten Neptun:

Neptun har 14 kendte naturlige satellitter (måner), alle undtagen én er opkaldt efter græsk-romerske havguder (S/2004 N 1 er ikke i øjeblikket navngivet). Disse satellitter er opdelt i to grupper - regulære og irregulære satellitter - baseret på deres kredsløb og nærhed til Neptun. Neptuns regulære satellitter er Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S/2004 N 1 og Proteus. Disse satellitter er nærmest planeten og bevæger sig i cirkulære baner i bevægelsesretningen omkring deres Neptun-akse og ligger i planetens ækvatorialplan.

De strækker sig fra 48.227 km (Niad) til 117.646 km (Proteus) fra Neptun, og alle undtagen de to yderste, S/2004 N 1 og Proteus, bevæger sig i deres kredsløb langsommere end omløbsperioden på 0,6713 jorddage. Baseret på observationsdata og estimerede tætheder varierer disse satellitter i størrelse og masse fra 96 x 60 x 52 km og 1,9 x 10^17 kg (Naiad) til 436 x 416 x 402 km og 50,35 x 10^ 17 kg (Proteus).

Dette sammensatte billede fra Hubble-rumteleskopet viser placeringen af den nyopdagede måne, betegnet S/2004 N 1, i kredsløb om kæmpeplaneten Neptun, 4,8 milliarder kilometer fra Jorden. Kredit: NASA, ESA og M. Showalter (SETI Institute).

Med undtagelse af Larissa og Proteus, som er de mest runde, er alle Neptuns indre måner aflange. Deres spektrum indikerer, at de er sammensat af vandis forurenet med mørkere materiale, sandsynligvis organiske forbindelser. I denne henseende er Neptuns indre måner meget lig Uranus måner.

Neptuns resterende måner er uregelmæssige måner, inklusive Triton. De bevæger sig hovedsageligt i skrå excentriske og ofte retrograde baner (mod planetens rotation om dens akse) væk fra Neptun. Den eneste undtagelse er Triton, som kredser tættere på planeten og bevæger sig i en cirkulær bane, om end retrograd og skråtstillet.

I rækkefølge efter afstand fra planeten er de uregelmæssige satellitter Triton, Nereid, Halimeda, Sao, Laomedea, Neso og Psamapha - en gruppe, der inkluderer retrograde og prograde (bevæger sig i samme retning som det tiltrækkende himmellegeme) objekter. Med undtagelse af Triton og Nereid ligner Neptuns uregelmæssige måner dem på andre gigantiske planeter og menes at være blevet fanget med gravitation i fortiden.

Med hensyn til størrelse og masse er de uregelmæssige satellitter ens og spænder fra cirka 40 km i diameter og en masse på 4 x 10^16 kg (Psamapha) til 62 km og 16 x 10^16 kg (Halimeda). Triton og Nereid er usædvanlige uregelmæssige måner og behandles derfor separat fra Neptuns fem andre uregelmæssige måner. Der er fire forskelle mellem disse to og andre uregelmæssige satellitter.

Først og fremmest er de de to største uregelmæssige satellitter i solsystemet. Triton er næsten en størrelsesorden større end alle andre kendte uregelmæssige satellitter og indeholder mere end 99,5 % af massen af alle kendte satellitter, der kredser om Neptun, inklusive planetens ringe og 13 andre kendte satellitter.

Farvemosaikbillede af Triton taget af Voyager 2 i 1989. Kredit: NASA/JPL/USGS.

For det andet har de begge atypisk små semi-hovedakser; Triton har en størrelsesorden mindre i størrelsesorden end andre kendte uregelmæssige satellitter. For det tredje har de begge usædvanlige kredsløbsexcentriciteter: Nereid har en af de mest excentriske kredsløb af alle kendte uregelmæssige satellitter, og Tritons kredsløb er næsten cirkulær. Endelig har Nereid den laveste orbitalhældning af enhver kendt uregelmæssig satellit.

Med en gennemsnitlig diameter på omkring 2.700 km og en masse på 214.080 ± 520 x 10^17 kg er Triton Neptuns største måne, og den eneste stor nok til at opnå hydrostatisk ligevægt (det vil sige en sfærisk form). Triton ligger i en afstand af 354.759 km fra Neptun mellem den indre og ydre satellit.

Triton bevæger sig i en retrograd kvasi-cirkulær bane og består hovedsageligt af is af nitrogen, metan, kuldioxid og vand. Med en geometrisk albedo på over 70 % og en Bond-albedo på 90 % er denne satellit en af de lyseste objekter i solsystemet. Dens overflade har en rødlig farvetone på grund af interaktionen mellem ultraviolet stråling og metan, hvilket resulterer i dannelsen af tholiner (organiske stoffer i spektrene af de iskolde kroppe i vores solsystem).

Neptuns egenskaber:(Elementer uden links er under udvikling)

Interessante fakta om N.
Densitet N.
Tyngdekraft N.
Massa N.
Rotationsaksehældning N.
Størrelse N.
Radius N.
Temperatur N.
N. sammenlignet med Jorden

Neptuns kredsløb og rotation:

Hvor lang er en dag på N.?
Afstand fra Jorden til N.
Orbit N.
Hvor længe er et år i N.?
Hvor lang tid tager det for Jorden at gennemføre en omdrejning omkring Solen?
Afstand fra Solen til N.

Naturlige satellitter (måner) af N. og ringe:

Hvor mange måner (naturlige satellitter) har N.?
Ringe N.
Nereid
Triton
Naiad

Neptuns historie:

Hvem opdagede N.?
Hvordan fik N. sit navn?
Symbol N.

Overflade og struktur af Neptun:

Atmosfære N.
Tsvet N.
Vejret på N.
Overflade N.

Samling af fotografier N.
Livet på N.
10 interessante fakta om N.
Pluto og N.
Uranus og N.