Baan en rotatie van Neptunus. Planeet Neptunus: interessante feiten over de "zee" ruimtereus

Hoewel het woord 'reus' natuurlijk een beetje sterk zal zijn in relatie tot Neptunus, zijn de planeten, hoewel erg groot in kosmische standaarden, toch veel kleiner in grootte dan andere reuzenplaneten van ons: Saturnus en. Over Uranus gesproken, deze planeet is groter dan Neptunus, maar Neptunus is 18% groter in massa dan Uranus. Over het algemeen kan deze planeet, genoemd vanwege zijn blauwe kleur ter ere van de oude god van de zeeën, Neptunus worden beschouwd als de kleinste van de reuzenplaneten en tegelijkertijd de meest massieve - de dichtheid van Neptunus is vele malen sterker dan die van andere planeten. Maar in vergelijking met die Neptunus, dat onze aarde klein is, als we ons voorstellen dat onze zon zo groot is als een deur, dan is de aarde zo groot als een munt en Neptunus is even groot als een grote honkbal.

De geschiedenis van de ontdekking van de planeet Neptunus

De geschiedenis van de ontdekking van Neptunus is uniek in zijn soort, aangezien het de eerste planeet in ons zonnestelsel is, die dankzij wiskundige berekeningen puur theoretisch werd ontdekt en pas toen door een telescoop werd gezien. Het was als volgt: in 1846 observeerde de Franse astronoom Alexis Bouvard de beweging van de planeet Uranus door een telescoop en merkte vreemde afwijkingen in zijn baan op. De anomalie tijdens de beweging van de planeet zou naar zijn mening kunnen worden veroorzaakt door de sterke zwaartekracht van een ander groot hemellichaam. De Duitse collega van Alexis, astronoom Johann Halle, maakte de nodige wiskundige berekeningen om de locatie van deze voorheen onbekende planeet te bepalen, en ze bleken correct te zijn - al snel werd onze Neptunus ontdekt op de plaats van de vermeende locatie van de onbekende "planeet X" .

Hoewel lang daarvoor, werd de planeet Neptunus door de groten in een telescoop waargenomen. Toegegeven, in zijn astronomische aantekeningen markeerde hij het als een ster, niet als een planeet, dus de ontdekking werd niet aan hem toegeschreven.

Neptunus is de verste planeet in het zonnestelsel

"Maar hoe zit het met?" - vraag je je misschien af. In feite is alles niet zo eenvoudig als het op het eerste gezicht lijkt. Sinds de ontdekking in 1846 wordt Neptunus met recht beschouwd als de verste planeet van de zon. Maar in 1930 werd de kleine Pluto ontdekt, die nog verder weg ligt. Alleen is er hier één nuance, de baan van Pluto is sterk langwerpig langs een ellips, zodanig dat Pluto op bepaalde momenten van zijn beweging dichter bij de zon staat dan Neptunus. De laatste keer dat zo'n astronomisch fenomeen plaatsvond, was van 1978 tot 1999 - gedurende 20 jaar had Neptunus opnieuw de titel van een volwaardige "meest verre planeet van de zon".

Sommige astronomen hebben, om van deze verwarring af te komen, zelfs voorgesteld om Pluto te "degraderen" van de titel van een planeet, ze zeggen dat het slechts een klein hemellichaam is dat in een baan om de aarde vliegt, of om de status van een "dwergplaneet" toe te kennen. "Er zijn echter nog steeds geschillen op dit punt.

Kenmerken van de planeet Neptunus

Neptunus heeft zijn helderblauwe uiterlijk vanwege de sterke dichtheid van wolken in de atmosfeer van de planeet, deze wolken verbergen chemische verbindingen die nog steeds volledig onbekend zijn voor onze wetenschap, die, wanneer ze worden geabsorbeerd door zonlicht, blauw worden. Een jaar op Neptunus is gelijk aan onze 165 jaar, het is gedurende deze tijd dat Neptunus zijn volledige cyclus doorloopt in een baan rond de zon. Maar een dag op Neptunus duurt niet zo lang als een jaar, ze zijn zelfs korter dan onze aardse, aangezien ze maar 16 uur duren.

Neptunus temperatuur

Aangezien de zonnestralen de verre "blauwe reus" in zeer kleine hoeveelheden bereiken, is het normaal dat het erg, erg koud is aan het oppervlak - de gemiddelde oppervlaktetemperatuur is daar -221 graden Celsius, wat twee keer lager is dan het vriespunt van water. Kortom, als je op Neptunus was, zou je in een oogwenk in een stuk ijs veranderen.

oppervlak van neptunus

Het oppervlak van Neptunus bestaat uit ammoniak en methaanijs, maar de kern van de planeet kan heel goed steen blijken te zijn, maar dit is nog steeds slechts een hypothese. Het is merkwaardig dat de zwaartekracht op Neptunus erg lijkt op die op aarde, hij is slechts 17% groter dan de onze, en ondanks het feit dat Neptunus 17 keer groter is dan de aarde. Desondanks is het onwaarschijnlijk dat we in de nabije toekomst op Neptunus kunnen lopen, zie de vorige paragraaf over het ijs. En bovendien waaien de sterkste winden op het oppervlak van Neptunus, waarvan de snelheid kan oplopen tot 2400 kilometer per uur (!), Misschien heeft geen enkele andere planeet in ons zonnestelsel zulke sterke winden als hier.

De grootte van Neptunus

Zoals hierboven vermeld, is het 17 keer groter dan onze aarde. De afbeelding hieronder toont een vergelijking van de afmetingen van onze planeten.

Sfeer van neptunus

De samenstelling van de atmosfeer van Neptunus is vergelijkbaar met de atmosfeer van de meeste vergelijkbare reuzenplaneten: atomen en helium overheersen daar, er zijn ook kleine hoeveelheden ammoniak, bevroren water, methaan en andere chemische elementen. Maar in tegenstelling tot andere grote planeten bevat de atmosfeer van Neptunus veel ijs, wat te wijten is aan zijn verre positie.

De ringen van de planeet Neptunus

Zeker als je hoort over de ringen van de planeten, denk je meteen aan Saturnus, maar in feite is hij verre van de enige eigenaar van ringen. Onze Neptunus heeft ook ringen, zij het niet zo groot en mooi als die van ons. In totaal heeft Neptunus vijf ringen die zijn vernoemd naar de astronomen die ze hebben ontdekt: Halle, Le Verrier, Lassell, Arago en Adams.

De ringen van Neptunus zijn samengesteld uit kleine kiezelstenen en kosmisch stof (veel deeltjes ter grootte van een micron), qua structuur lijken ze enigszins op de ringen van Jupiter en het is moeilijk om ze goed genoeg op te merken, omdat ze zwart zijn. Wetenschappers geloven dat de ringen van Neptunus relatief jong zijn, ze zijn in ieder geval veel jonger dan de ringen van het naburige Uranus.

Manen van Neptunus

Neptunus heeft, net als elke behoorlijke reuzenplaneet, zijn eigen satellieten en niet één, maar wel dertien, genoemd naar de kleinere zeegoden van het oude pantheon.

Bijzonder interessant is de satelliet Triton, ontdekt, mede dankzij ... bier. Het feit is dat de Engelse astronoom William Lasing, die Triton daadwerkelijk heeft ontdekt, een groot fortuin verdiende met het brouwen en verhandelen van bier, waardoor hij later veel geld en tijd kon investeren in zijn favoriete hobby - astronomie (des te meer, het is niet goedkoop om een ​​observatorium van hoge kwaliteit uit te rusten).

Maar wat is er zo interessant en uniek aan Triton? Feit is dat het de enige bekende satelliet in ons zonnestelsel is die rond de planeet draait in de tegenovergestelde richting van de rotatie van de planeet zelf. In wetenschappelijke terminologie wordt dit 'retrograde rotatie' genoemd. Wetenschappers suggereren dat Triton helemaal geen satelliet was, maar een onafhankelijke dwergplaneet (zoals Pluto), die door de wil van het lot in de invloedssfeer van de zwaartekracht van Neptunus viel, in feite gevangen door de "blauwe reus". Maar daar hield het niet op: de zwaartekracht van Neptunus trekt Triton steeds dichterbij, en na enkele miljoenen lichtjaren kunnen zwaartekrachten de satelliet uit elkaar scheuren.

Hoelang vliegen naar Neptunus

Voor een lange tijd. Dat is, kortom, natuurlijk met moderne technieken. De afstand van Neptunus tot de zon is immers 4,5 miljard kilometer en de afstand van de aarde tot Neptunus is respectievelijk 4,3 miljard kilometer. Voyager 2, de enige satelliet die van de aarde naar Neptunus werd gestuurd, gelanceerd in 1977, bereikte zijn bestemming pas in 1989, waar hij een "grote donkere vlek" op het oppervlak van Neptunus fotografeerde en een reeks krachtige stormen in de atmosfeer van de planeet observeerde.

Planeet Neptunus video's

En aan het einde van ons artikel bieden we je een interessante video over de planeet Neptunus.

Neptunus- de achtste planeet van het zonnestelsel: ontdekking, beschrijving, baan, samenstelling, atmosfeer, temperatuur, satellieten, ringen, verkenning, oppervlaktekaart.

Neptunus is de achtste planeet vanaf de zon en de meest afgelegen planeet in het zonnestelsel. Het is een gasreus en representatief voor de categorie van het buitenste zonnestelsel. Pluto vloog van de planetenlijst, dus sluit Neptunus de keten.

Het kan niet worden gevonden zonder instrumenten, daarom is het relatief recent gevonden. Een close-up werd slechts één keer waargenomen tijdens de Voyager 2-vlucht in 1989. Laten we eens kijken welke planeet Neptunus is in interessante feiten.

Interessante feiten over de planeet Neptunus

De ouden wisten niets van hem af

• Neptunus kan niet worden gevonden zonder het gebruik van gereedschap. Pas in 1846 werd het voor het eerst opgemerkt. De positie werd wiskundig berekend. De naam werd gegeven ter ere van de zeegod bij de Romeinen.

Draait snel om een ​​as

• Equatoriale wolken voltooien een revolutie in 18 uur.

Kleinste onder de ijsreuzen

• Het is kleiner dan Uranus, maar superieur in massa. De zware atmosfeer verbergt lagen waterstof, helium en methaangas. Er is water, ammoniak en methaanijs. De binnenkern wordt weergegeven door een rots.

De atmosfeer is gevuld met waterstof, helium en methaan

• Het methaan van Neptunus absorbeert rood, dus de planeet ziet er blauw uit. Hoge wolken drijven constant op.

Actief klimaat

• Het is vermeldenswaard grote stormen en krachtige winden. Een van de grootschalige stormen werd geregistreerd in 1989 - de Grote Donkere Vlek, die 5 jaar duurde.

Er zijn dunne ringen

• Ze worden weergegeven door ijsdeeltjes vermengd met stofkorrels en koolstofhoudend materiaal.

Er zijn 14 satellieten

• De meest interessante satelliet van Neptunus is Triton - een ijzige wereld die stikstof- en stofdeeltjes van onder het oppervlak vrijgeeft. Kan worden aangetrokken door planetaire zwaartekracht.

Eén missie gestuurd

• In 1989 vloog Voyager 2 langs Neptunus en stuurde de eerste grootschalige beelden van het systeem. De Hubble-telescoop heeft de planeet ook waargenomen.

De grootte, massa en baan van de planeet Neptunus

Met een straal van 24.622 km is het de vierde grootste planeet, die vier keer groter is dan de onze. Met een massa van 1.0243 x 10 omzeilt 26 kg ons 17 keer. De excentriciteit is slechts 0,0086 en de afstand van de zon tot Neptunus is 29,81 AU. in een geschatte staat en 30.33. a.u. maximaal.

De siderische revolutie duurt 16 uur, 6 minuten en 36 seconden, en de baanpassage duurt 164,8 jaar. De helling van de as van Neptunus is 28,32 ° en lijkt op die van de aarde, dus de planeet maakt soortgelijke seizoensveranderingen door. Maar het is de moeite waard om de factor van een lange baan toe te voegen, en we krijgen een seizoen met een duur van 40 jaar.

De baan van Neptunus beïnvloedt de Kuipergordel. Door de zwaartekracht van de planeet verliezen sommige objecten hun stabiliteit en veroorzaken ze breuken in de riem. In sommige lege gebieden is er een orbitaal pad. Resonantie met lichamen - 2: 3. Dat wil zeggen, lichamen voltooien 2 orbitale passages voor elke 3 bij Neptunus.

De ijsreus beschikt over Trojaanse lichamen op de L4- en L5 Lagrange-punten. Sommige vallen zelfs op door hun stabiliteit. Hoogstwaarschijnlijk zijn ze gewoon naast elkaar ontstaan ​​en zijn ze later niet door de zwaartekracht aangetrokken.

Samenstelling en oppervlak van de planeet Neptunus

Dit type object wordt ijsreuzen genoemd. Er is een rotsachtige kern (metalen en silicaten), een mantel gemaakt van water, methaanijs, ammoniak en een waterstof-, helium- en methaanatmosfeer. De gedetailleerde structuur van Neptunus is te zien in de figuur.

De kern bevat nikkel, ijzer en silicaten en omzeilt de onze met een massa van 1,2 keer. De centrale druk loopt op tot 7 Mbar, twee keer zo hoog als bij ons. De situatie warmt op tot 5400 K. Op een diepte van 7000 km wordt methaan omgezet in diamantkristallen, die in de vorm van hagel naar beneden komen.

De mantel bereikt 10-15 keer de massa van de aarde en is gevuld met ammoniak, methaan en watermengsels. De stof wordt ijzig genoemd, hoewel het in werkelijkheid een dichte gloeiende vloeistof is. De atmosferische laag strekt zich 10-20% uit vanuit het centrum.

In de lagere atmosferische lagen zie je hoe de methaan-, water- en ammoniakconcentraties toenemen.

Satellieten van de planeet Neptunus

De maanfamilie van Neptunus wordt vertegenwoordigd door 14 manen, op één na hebben ze allemaal namen ter ere van de Griekse en Romeinse mythologie. Ze zijn verdeeld in 2 klassen: regelmatig en onregelmatig. De eerste zijn Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1 en Proteus. Ze bevinden zich het dichtst bij de planeet en marcheren in cirkelvormige banen.

De satellieten bevinden zich op een afstand van 48227 km tot 117646 km van de planeet, en ze gaan allemaal, behalve S / 2004 N 1 en Proteus, rond de planeet minder dan zijn omlooptijd (0,6713 dagen). Qua parameters: 96 x 60 x 52 km en 1,9 x 10 17 kg (Naiad) tot 436 x 416 x 402 km en 5,035 x 10 17 kg (Proteus).

Alle satellieten, behalve Proteus en Larissa, zijn langwerpig van vorm. Spectrale analyse laat zien dat ze gevormd zijn uit waterijs met een mengsel van donker materiaal.

De onregelmatige volgen hellende excentrische of retrograde banen en leven op grote afstand. Een uitzondering is Triton, die in een cirkelvormige baan om Neptunus draait.

De lijst van ongeregelden omvat Triton, Nereid, Galimeda, Sao, Laomedea, Neso en Psamaph. In grootte en massa zijn ze praktisch stabiel: van 40 km in diameter en 1,5 × 10 16 kg in massa (Psamaph) tot 62 km en 9 x 10 16 kg (Galimeda).

Triton en Nereid worden afzonderlijk beschouwd omdat ze de grootste onregelmatige manen in het systeem zijn. Triton bevat 99,5% van de baanmassa van Neptunus.

Ze draaien dicht bij de planeet en hebben ongewone excentriciteiten: Triton heeft een bijna perfecte cirkel en Nereid heeft de meest excentrieke.

De grootste maan van Neptunus is Triton. De diameter beslaat 2.700 km en de massa is 2,1 x 10 22 kg. Het is groot genoeg om een ​​hydrostatisch evenwicht te bereiken. De salamander beweegt langs een retrograde en quasi-cirkelvormig pad. Het is gevuld met stikstof, koolstofdioxide, methaan en waterijs. Albedo is meer dan 70%, daarom wordt het beschouwd als een van de helderste objecten. Het oppervlak ziet er roodachtig uit. Het verrast ook met het feit dat het zijn eigen atmosferische laag heeft.

De dichtheid van de satelliet is 2 g / cm 3, wat betekent dat 2/3 van de massa aan rotsen wordt gegeven. Vloeibaar water en een ondergrondse oceaan kunnen ook aanwezig zijn. In het zuiden is er een grote poolkap, oude kraterlittekens, canyons en richels.

Er wordt aangenomen dat Triton door de zwaartekracht werd getrokken en voorheen werd beschouwd als onderdeel van de Kuipergordel. Getijdenaantrekking leidt tot convergentie. Over 3,6 miljard jaar kan er een botsing plaatsvinden tussen de planeet en de satelliet.

Nereïde is de derde grootste in de maanfamilie. Draait in een prograde maar extreem excentrische baan. De spectroscoop vond ijs op het oppervlak. Misschien is het de chaotische rotatie en langwerpige vorm die leiden tot onregelmatige veranderingen in de schijnbare grootte.

De atmosfeer en temperatuur van de planeet Neptunus

Op grotere hoogten bestaat de atmosfeer van Neptunus uit waterstof (80%) en helium (19%) met kleine methaanverontreinigingen. De blauwe tint ontstaat doordat methaan rood licht absorbeert. De atmosfeer is verdeeld in twee hoofdbollen: de troposfeer en de stratosfeer. Er zit een tropopauze tussen met een druk van 0,1 bar.

Spectrale analyse toont aan dat de stratosfeer wazig is door de opeenhoping van mengsels die ontstaan ​​door het contact van UV-stralen en methaan. Het bevat koolmonoxide en waterstofcyanide.

Tot nu toe kan niemand verklaren waarom de thermosfeer wordt verwarmd tot 476,85 ° C. Neptunus staat erg ver van de ster, dus er is een ander verwarmingsmechanisme nodig. Dit kan het contact zijn van de atmosfeer met ionen in een magnetisch veld, of de zwaartekrachtsgolven van de planeet zelf.

Neptunus heeft geen vast oppervlak, dus de atmosfeer roteert differentieel. Het equatoriale deel roteert met een periode van 18 uur, het magnetische veld - 16,1 uur en de polaire zone - 12 uur. Daarom ontstaan ​​er harde winden. Voyager 2 nam in 1989 drie grootschalige opnames op.

De eerste storm strekte zich uit over 13.000 x 6.600 km en zag eruit als de Grote Rode Vlek van Jupiter. In 1994 probeerde de Hubble-telescoop de Grote Donkere Vlek te lokaliseren, maar dat lukte niet. Maar op het grondgebied van het noordelijk halfrond werd een nieuwe gevormd.

De scooter is een andere storm, weergegeven door lichte bewolking. Ze bevinden zich ten zuiden van de Grote Donkere Vlek. In 1989 werd ook de Kleine Donkere Vlek opgemerkt. In eerste instantie leek het helemaal donker, maar toen het apparaat naderde, was het mogelijk om een ​​heldere kern te repareren.

De ringen van de planeet Neptunus

De planeet Neptunus heeft 5 ringen die vernoemd zijn naar wetenschappers: Halle, Le Verrier, Lassell, Arago en Adams. Ze worden vertegenwoordigd door stof (20%) en kleine rotsresten. Ze zijn moeilijk te vinden, omdat ze verstoken zijn van helderheid en verschillen in grootte en dichtheid.

Johann Halle was de eerste die de planeet met een vergrootglas bekeek. De ring gaat eerst en is 41000-43000 km verwijderd van Neptunus. Le Verrier is slechts 113 km breed.

Op een afstand van 53200-57200 km met een breedte van 4000 km ligt de Lassell ring. Dit is de breedste ring. De wetenschapper vond Triton 17 dagen na de ontdekking van de planeet.

De ring van Arago strekt zich uit over 100 km, op 57.200 km afstand. François Arago instrueerde Le Verrier en nam actief deel aan het debat over de planeet.

Adams is slechts 35 km breed. Maar deze ring is de helderste van Neptunus en is gemakkelijk te vinden. Het heeft vijf bogen, waarvan er drie Vrijheid, Gelijkheid en Broederschap heten. Aangenomen wordt dat de bogen door de zwaartekracht zijn gevangen door Galatea, die zich in de ring bevindt. Bekijk de foto van de ringen van Neptunus.

De ringen zijn donker en gemaakt van organische verbindingen. Houdt veel stof vast. Er wordt aangenomen dat dit jonge formaties zijn.

De geschiedenis van de studie van de planeet Neptunus

Neptunus werd pas in de 19e eeuw geregistreerd. Hoewel, als je goed kijkt naar de schetsen van Galileo uit 1612, zul je merken dat de punten de locatie van de ijsreus suggereren. Dus in het verleden werd de planeet gewoon aangezien voor een ster.

In 1821 maakte Alexis Bouvard diagrammen die het baanpad van Uranus weergeven. Maar een verdere beoordeling toonde afwijkingen van de tekening, dus de wetenschapper dacht dat er een groot lichaam in de buurt was dat het pad beïnvloedde.

John Adams begon in 1843 met een gedetailleerde studie van de baanpassage van Uranus. Onafhankelijk van hem in de jaren 1845-1846. gewerkt door Urbe Le Verrier. Hij deelde zijn kennis met Johann Halle van het Observatorium van Berlijn. De laatste bevestigde dat er iets groots in de buurt is.

De ontdekking van de planeet Neptunus veroorzaakte veel controverse over de ontdekker. Maar de wetenschappelijke wereld erkende de verdiensten van Le Verrier en Adams. Maar in 1998 werd aangenomen dat de eerste meer deed.

In eerste instantie stelde Le Verrier voor om het object naar hem te vernoemen, wat voor veel verontwaardiging zorgde. Maar zijn tweede zin (Neptunus) is de moderne naam geworden. Het past namelijk in de naamgevingstraditie. Hieronder ziet u een kaart van Neptunus.

Kaart van het oppervlak van de planeet Neptunus

Klik op de afbeelding om hem te vergroten

Voyager 2 maakte deze afbeelding van Neptunus vijf dagen voor zijn historische vlucht langs de planeet op 25 augustus 1989.

Planeet Neptunus is een mysterieuze blauwe reus aan de rand van het zonnestelsel, waarvan het bestaan ​​pas aan het einde van de eerste helft van de 19e eeuw werd vermoed.

In de herfst van 1846 werd een verre planeet ontdekt die onzichtbaar was zonder optische instrumenten. JK Adams was de eerste die nadacht over het bestaan ​​van een hemellichaam dat beweging abnormaal beïnvloedt. Hij presenteerde zijn berekeningen en aannames aan de koninklijke astronoom Erie, die ze negeerde. Tegelijkertijd was de Fransman Le Verrier bezig met de studie van afwijkingen in de baan van Uranus, zijn conclusies over het bestaan ​​van een onbekende planeet werden in 1845 gepresenteerd. Het was duidelijk dat de resultaten van de twee onafhankelijke onderzoeken zeer dicht bij elkaar lagen.

In september 1846 werd een onbekende planeet gezien door de telescoop van het Observatorium van Berlijn, gelegen op de plaats die is aangegeven in de berekeningen van Le Verrier. De ontdekking, gedaan met behulp van wiskundige berekeningen, schokte de wetenschappelijke wereld en werd het onderwerp van een geschil tussen Engeland en Frankrijk over nationale prioriteit. Om controverse te vermijden, kan het worden beschouwd als de ontdekker van de Duitse astronoom Halle, die de nieuwe planeet door een telescoop heeft onderzocht. Volgens de overlevering werd voor de naam de naam gekozen van een van de Romeinse goden, de patroonheilige van de zeeën, Neptunus.

Baan van Neptunus

Na Pluto uit de lijst van planeten was Neptunus de laatste - de achtste - vertegenwoordiger van het zonnestelsel. De afstand tot het centrum is 4,5 miljard km; een lichtgolf doet er 4 uur over om deze afstand af te leggen. De planeet ging samen met Saturnus, Uranus en Jupiter de groep van vier gasreuzen binnen. Vanwege de enorme diameter van de baan is een jaar hier gelijk aan 164,8 aarde en gaat een dag voorbij in minder dan 16 uur. Het traject van doorgang rond de zon is bijna cirkelvormig, de excentriciteit is 0,0112.

De structuur van de planeet

Wiskundige berekeningen maakten het mogelijk om een ​​theoretisch model van de structuur van Neptunus te maken. In het midden bevindt zich een vaste kern, vergelijkbaar in massa met de aarde, ijzer, silicaten en nikkel worden in de samenstelling gevonden. Het oppervlak ziet eruit als een stroperige massa van ammoniak, water en methaanmodificatie van ijs, die zonder duidelijke grens de atmosfeer in stroomt. De interne temperatuur van de kern is vrij hoog - hij bereikt 7000 graden - maar door de hoge druk smelt het gestolde oppervlak niet. Neptunus is 17 keer groter dan die van de aarde en weegt 1,0243x10 in 26 kg.

Sfeer en razende wind

De basis is waterstof - 82%, helium - 15% en methaan - 1%. Dit is de traditionele samenstelling voor de gasreuzen. De temperatuur op het conditionele oppervlak van Neptunus is -220 graden Celsius. In de lagere atmosfeer worden wolken gevormd door kristallen van methaan, waterstofsulfide, ammoniak of ammoniumsulfide. Het zijn deze stukjes ijs die de blauwe gloed rond de planeet creëren, maar dit is slechts een deel van de verklaring. Er is een hypothese over een onbekende stof die een felblauwe kleur geeft.

Winden die op Neptunus waaien hebben een unieke snelheid, hun gemiddelde aantal is 1000 km / u en orkaanwinden bereiken 2400 km / u. Luchtmassa's bewegen tegen de rotatieas van de planeet. Een onverklaarbaar feit is de intensivering van stormen en winden, die wordt waargenomen met een toename van de afstand tussen de planeet en de zon.

Het ruimtevaartuig "" en de Hubble-telescoop observeerden een verbazingwekkend fenomeen - de Grote Donkere Vlek - een enorme orkaan die Neptunus overspoelde met een snelheid van 1000 km / u. Dergelijke draaikolken verschijnen en verdwijnen op verschillende plaatsen op de planeet.

Magnetosfeer

Het magnetische veld van de reus heeft veel kracht gekregen, de basis wordt beschouwd als een geleidende vloeistofmantel. De verplaatsing van de magnetische as ten opzichte van de geografische as met 47 graden zorgt ervoor dat de magnetosfeer van vorm verandert na de rotatie van de planeet. Dit machtige schild weerkaatst de energie van de zonnewind.

Manen van Neptunus

De satelliet, Triton, werd een maand na de grote ontdekking van Neptunus waargenomen. Zijn massa is gelijk aan 99% van het gehele satellietsysteem. Het uiterlijk van Triton wordt geassocieerd met een mogelijke vangst van.
De Kuipergordel is een enorm gebied vol met objecten ter grootte van een kleine satelliet, maar er zijn er maar weinig zo groot als Pluto en sommige, misschien zelfs groter. Achter de Kuipergordel is de plek waar kometen naar ons toe komen. De Oortwolk strekt zich bijna halverwege uit tot de dichtstbijzijnde ster.

Triton is een van de drie manen in ons systeem die een atmosfeer hebben. Triton is de enige die een bolvorm heeft. In totaal heeft Neptunus 14 hemellichamen genoemd naar de kleinere goden van de diepzee.

Sinds de ontdekking van de planeet is de aanwezigheid ervan besproken, maar er is geen bevestiging van de theorie gevonden. Pas in 1984 werd een heldere boog opgemerkt bij het Chileense observatorium. De overige vijf ringen werden gevonden dankzij het onderzoek van het Voyager 2-apparaat. De formaties zijn donker van kleur en reflecteren geen zonlicht. Ze danken hun naam aan de mensen die Neptunus hebben ontdekt: Galle, Le Verrier, Argo, Lassel, en het meest verre en ongewone is vernoemd naar Adams. Deze ring bestaat uit afzonderlijke tempels die in één structuur hadden moeten samensmelten, maar dat niet doen. Een mogelijke reden is het effect van de zwaartekracht van nog niet ontdekte satellieten. Eén entiteit bleef naamloos.

Onderzoek

De enorme afstand van Neptunus tot de aarde en zijn speciale locatie in de ruimte maken het moeilijk om de planeet te observeren. De komst van grote telescopen met krachtige optica heeft de mogelijkheden van wetenschappers uitgebreid. Al het onderzoek naar Neptunus is gebaseerd op gegevens van de Voyager 2-missie. De verre blauwe planeet, vliegend nabij de grens van de wereld die we kennen, zit vol waar we praktisch nog niets van weten.

New Horizons veroverde Neptunus en zijn satelliet Triton. De foto is gemaakt op 10 juli 2014 vanaf een afstand van 3,96 miljard kilometer.

Afbeeldingen van Neptunus

De beelden van Neptunus en zijn manen in Voyager 2 worden grotendeels onderschat. Fascinerend dan zelfs Neptunus zelf is zijn gigantische maan Triton, die qua grootte en dichtheid vergelijkbaar is met Pluto. Triton is mogelijk door Neptunus gevangen, zoals blijkt uit zijn retrograde beweging (met de klok mee) in zijn baan rond Neptunus. De zwaartekrachtinteractie tussen de satelliet en de planeet genereert warmte en houdt Triton actief. Het oppervlak heeft verschillende kraters en is geologisch actief.

De ringen zijn dun en zwak en bijna onzichtbaar vanaf de aarde. Voyager 2 maakte een foto toen ze werden verlicht door de zon. Afbeelding is sterk overbelicht (10 minuten).

Neptunus Wolken

Ondanks zijn grote afstand tot de zon, heeft Neptunus een zeer dynamisch weer, inclusief de sterkste winden in het zonnestelsel. De "Grote Donkere Vlek" die op de afbeelding te zien is, is al verdwenen en laat ons zien hoe snel veranderingen plaatsvinden op de verste planeet.

De meest complete kaart van Triton tot nu toe

Paul Schenck van het Moon and Planets Institute (Houston, VS) herwerkte oude Voyager-gegevens om meer details te onthullen. Het resultaat is een kaart van beide halfronden, hoewel het grootste deel van het noordelijk halfrond ontbreekt, vanwege het feit dat het zich op het moment van de passage van de sonde in de schaduw bevond.

Animatie van voorbijvarend ruimtevaartuig Voyager 2 Triton a, gepleegd in 1989. Tijdens de flyby, het grootste deel van het noordelijk halfrond Triton maar was in de schaduw. Vanwege de hoge snelheid en langzame rotatie van de Voyager Triton ah, we konden maar één halfrond zien.

Geisers van Triton

Neptunus is de achtste en verste planeet in het zonnestelsel. Neptunus is ook de vierde grootste planeet in diameter en de derde grootste planeet. De massa van Neptunus is 17,2 keer en de diameter van de evenaar is 3,9 keer die van de aarde. De planeet is vernoemd naar de Romeinse god van de zeeën. Het astronomische symbool, Neptunus symbol.svg, is een gestileerde versie van de drietand van Neptunus.

Neptunus, ontdekt op 23 september 1846, werd de eerste planeet die werd ontdekt door middel van wiskundige berekeningen in plaats van regelmatige observatie. De ontdekking van onvoorziene veranderingen in de baan van Uranus gaf aanleiding tot de hypothese van een onbekende planeet, waarvan de zwaartekracht verstorende invloed heeft. Neptunus werd gevonden binnen de voorspelde positie. Al snel werd ook zijn satelliet Triton ontdekt, maar de resterende 12 satellieten, die nu bekend zijn, waren tot de 20e eeuw onbekend. Neptunus werd bezocht door slechts één ruimtevaartuig, Voyager 2, dat op 25 augustus 1989 dicht bij de planeet vloog.

Neptunus is qua samenstelling vergelijkbaar met Uranus, en beide planeten verschillen in samenstelling van de grotere reuzenplaneten - Jupiter en Saturnus. Soms worden Uranus en Neptunus in een aparte categorie "ijsreuzen" geplaatst. De atmosfeer van Neptunus bestaat, net als de atmosfeer van Jupiter en Saturnus, voornamelijk uit waterstof en helium, samen met sporen van koolwaterstoffen en mogelijk stikstof, maar bevat een groter aandeel ijs: water, ammoniak, methaan. De kern van Neptunus bestaat, net als Uranus, voornamelijk uit ijs en rotsen. Met name sporen van methaan in de buitenste lagen van de atmosfeer zijn verantwoordelijk voor de blauwe kleur van de planeet.

De sterkste winden onder de planeten van het zonnestelsel woeden in de atmosfeer van Neptunus, volgens sommige schattingen kunnen hun snelheden 2100 km / u bereiken. Tijdens de flyby van Voyager 2 in 1989 werd op het zuidelijk halfrond van Neptunus de zogenaamde Grote Donkere Vlek ontdekt, vergelijkbaar met de Grote Rode Vlek op Jupiter. De temperatuur van Neptunus in de bovenste atmosfeer ligt dicht bij -220 ° C. In het centrum van Neptunus is de temperatuur volgens verschillende schattingen van 5400 K tot 7000-7100 ° C, wat vergelijkbaar is met de temperatuur aan het oppervlak van de zon en vergelijkbaar is met de interne temperatuur van de meeste bekende planeten . Neptunus heeft een zwak en gefragmenteerd ringsysteem, mogelijk ontdekt in de jaren zestig, maar pas betrouwbaar bevestigd door Voyager 2 in 1989.

In 1948, ter ere van de ontdekking van de planeet Neptunus, werd voorgesteld om het nieuwe chemische element 93 neptunium te noemen.

12 juli 2011 markeert precies één Neptunisch jaar of 164,79 aardse jaren - sinds de ontdekking van Neptunus op 23 september 1846.

Naam

Enige tijd na de ontdekking werd Neptunus eenvoudigweg aangeduid als de "planeet buiten Uranus" of als de "planeet Le Verrier". De eerste die op het idee kwam van een officiële naam was Halle, die de naam "Janus" voorstelde. In Engeland stelde Chiles een andere naam voor: "Ocean".

Le Verrier beweerde dat hij het recht had om de door hem ontdekte planeet een naam te geven, en stelde voor hem Neptunus te noemen, waarbij hij ten onrechte beweerde dat een dergelijke naam was goedgekeurd door het Franse Bureau voor Lengtegraden. In oktober probeerde hij de planeet bij zijn naam te noemen, Le Verrier, en werd daarbij gesteund door de directeur van het observatorium, François Arago, maar dit initiatief stuitte op aanzienlijke tegenstand buiten Frankrijk. De Franse almanakken brachten heel snel de naam Herschel terug voor Uranus, naar zijn ontdekker William Herschel, en Le Verrier voor de nieuwe planeet.

Directeur van het Pulkovo Observatorium Vasily Struve gaf de voorkeur aan de naam "Neptune". Hij maakte de redenen voor zijn keuze bekend op het congres van de Keizerlijke Academie van Wetenschappen in St. Petersburg op 29 december 1846. Deze naam kreeg steun buiten Rusland en werd al snel de algemeen aanvaarde internationale naam voor de planeet.

In de Romeinse mythologie is Neptunus de god van de zee en komt overeen met de Griekse Poseidon.

Toestand

Vanaf het moment van zijn ontdekking tot 1930 bleef Neptunus de verste bekende planeet van de zon. Na de ontdekking van Pluto werd Neptunus de voorlaatste planeet, met uitzondering van 1979-1999, toen Pluto zich binnen de baan van Neptunus bevond. Echter, de studie van de Kuipergordel in 1992 bracht veel astronomen ertoe te debatteren of Pluto een planeet is of deel uitmaakt van de Kuipergordel. In 2006 nam de Internationale Astronomische Unie een nieuwe definitie van de term "planeet" aan en classificeerde Pluto als een dwergplaneet, waardoor Neptunus weer de laatste planeet in het zonnestelsel werd.

Evolutie van ideeën over Neptunus

Eind jaren zestig waren de ideeën over Neptunus enigszins anders dan die van vandaag. Hoewel de siderische en synodische omwentelingsperioden rond de zon relatief nauwkeurig bekend waren, waren ook de gemiddelde afstand van de zon, de helling van de evenaar tot het baanvlak, parameters die minder nauwkeurig werden gemeten. In het bijzonder werd de massa geschat op 17,26 aardes in plaats van 17,15; de equatoriale straal is 3,89 in plaats van 3,88 vanaf de aarde. De stellaire omwentelingsperiode rond de as werd geschat op 15 uur 8 minuten in plaats van 15 uur en 58 minuten, wat de belangrijkste discrepantie is tussen de huidige kennis van de planeet en de kennis van die tijd.

Op sommige momenten waren er later discrepanties. Aanvankelijk, vóór de vlucht van Voyager 2, werd aangenomen dat het magnetische veld van Neptunus dezelfde configuratie heeft als het veld van de aarde of Saturnus. Volgens de laatste ideeën heeft het veld van Neptunus de vorm van de zogenaamde. "Gekantelde rotator". Geografische en magnetische "polen" van Neptunus (als we ons zijn veld voorstellen als een dipoolequivalent) bleken een hoek van meer dan 45 ° met elkaar te maken. Dus, wanneer de planeet draait, beschrijft het magnetische veld een kegel.

fysieke eigenschappen

Vergelijking van de afmetingen van de aarde en Neptunus

Met een massa van 1,0243 · 1026 kg is Neptunus een tussenschakel tussen de aarde en de grote gasreuzen. Zijn massa is 17 keer die van de aarde, maar is slechts 1/19 van de massa van Jupiter. De equatoriale straal van Neptunus is 24.764 km, wat bijna 4 keer groter is dan die van de aarde. Neptunus en Uranus worden vaak beschouwd als een subklasse van gasreuzen die "ijsreuzen" worden genoemd vanwege hun kleinere omvang en hogere concentratie aan vluchtige stoffen. Bij het zoeken naar exoplaneten wordt Neptunus als metoniem gebruikt: ontdekte exoplaneten met een vergelijkbare massa worden vaak "Neptunes" genoemd, astronomen gebruiken ook vaak Jupiter ("Jupiters") als metoniem.

Baan en rotatie

Voor één volledige omwenteling van Neptunus rond de zon maakt onze planeet 164,79 omwentelingen.

De gemiddelde afstand tussen Neptunus en de zon is 4,55 miljard km (ongeveer 30,1 keer de gemiddelde afstand tussen de zon en de aarde, of 30,1 AU), en het duurt 164,79 jaar om een ​​revolutie rond de zon te voltooien. De afstand tussen Neptunus en de aarde is 4,3 tot 4,6 miljard km. Op 12 juli 2011 voltooit Neptunus zijn eerste volledige revolutie sinds de ontdekking van de planeet in 1846. Vanaf de aarde zal het anders worden gezien dan op de dag van ontdekking, omdat de periode van de omwenteling van de aarde om de zon (365,25 dagen) geen veelvoud is van de periode van de omwenteling van Neptunus. De elliptische baan van de planeet is 1,77 ° gekanteld ten opzichte van de baan van de aarde. Vanwege de aanwezigheid van een excentriciteit van 0,011 verandert de afstand tussen Neptunus en de zon met 101 miljoen km - het verschil tussen perihelium en aphelium, dat wil zeggen, de dichtstbijzijnde en verste punten van de positie van de planeet langs het baanpad. De axiale helling van Neptunus is 28,32 °, wat vergelijkbaar is met de helling van de as van de aarde en Mars. Als gevolg hiervan ervaart de planeet vergelijkbare seizoensveranderingen. Vanwege de lange omlooptijd van Neptunus duren de seizoenen echter elk veertig jaar.

De siderische rotatieperiode voor Neptunus is 16,11 uur. Vanwege de axiale helling vergelijkbaar met die van de aarde (23 °), zijn veranderingen in de siderische rotatieperiode tijdens het lange jaar niet significant. Omdat Neptunus geen vast oppervlak heeft, is de atmosfeer onderhevig aan differentiële rotatie. De brede equatoriale zone roteert met een periode van ongeveer 18 uur, wat langzamer is dan de 16,1 uur durende rotatie van het magnetische veld van de planeet. In tegenstelling tot de evenaar roteren de poolgebieden in 12 uur. Van alle planeten van het zonnestelsel is dit type rotatie het meest uitgesproken, juist in Neptunus. Dit resulteert in een sterke latitudinale windschering.

Orbitale resonanties

Het diagram toont de orbitale resonanties veroorzaakt door Neptunus in de Kuipergordel: 2: 3 resonantie (Plutino), de "klassieke gordel", met banen die niet significant worden beïnvloed door Neptunus, en 1: 2 resonantie (Tutino)

Neptunus heeft een grote invloed op de Kuipergordel, die daar heel ver vandaan ligt. De Kuipergordel is een ring van ijzige kleine planeten, vergelijkbaar met de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter, maar veel langer. Het varieert van de baan van Neptunus (30 AU) tot 55 astronomische eenheden van de zon. De zwaartekracht van Neptunus heeft het meest significante effect op de Kuiperwolk (ook wat betreft de vorming van zijn structuur), vergelijkbaar in verhouding tot de invloed van de zwaartekracht van Jupiter op de asteroïdengordel. Tijdens het bestaan ​​van het zonnestelsel werden sommige gebieden van de Kuipergordel gedestabiliseerd door de zwaartekracht van Neptunus, en er ontstonden gaten in de structuur van de gordel. Een voorbeeld is de regio tussen 40 en 42 AU. e.

De banen van objecten die voldoende lang in deze riem kunnen worden gehouden, worden bepaald door de zogenaamde. seculiere resonanties met Neptunus. Voor sommige banen is deze tijd vergelijkbaar met de hele levensduur van het zonnestelsel. Deze resonanties treden op wanneer de omlooptijd van een object rond de zon als kleine natuurlijke getallen wordt gerelateerd aan de omlooptijd van Neptunus, bijvoorbeeld 1: 2 of 3: 4. Zo stabiliseren objecten onderling hun banen. Als een object bijvoorbeeld twee keer zo langzaam om de zon draait als Neptunus, dan zal het precies de helft gaan, terwijl Neptunus terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie.

Het dichtstbevolkte deel van de Kuipergordel, dat meer dan 200 bekende objecten omvat, is in een 2: 3 resonantie met Neptunus]. Deze objecten maken elke 1 omwenteling? Neptunus's revolutie en staan ​​bekend als "plutino", omdat onder hen een van de grootste objecten in de Kuipergordel is - Pluto. Hoewel de banen van Neptunus en Pluto elkaar kruisen, zal de 2:3-resonantie voorkomen dat ze met elkaar in botsing komen. In andere, minder "bevolkte" gebieden zijn er resonanties 3: 4, 3: 5, 4: 7 en 2: 5. Op zijn Lagrange-punten (L4 en L5), zones met zwaartekrachtstabiliteit, houdt Neptunus veel Trojaanse asteroïden vast, alsof hij ze langs zijn baan sleept. De Trojanen van Neptunus zijn bij hem in een 1:1 resonantie. Trojaanse paarden zijn erg stabiel in hun banen en daarom is de hypothese dat ze worden gevangen door het zwaartekrachtveld van Neptunus onwaarschijnlijk. Hoogstwaarschijnlijk vormden ze met hem.

Interne structuur

De interne structuur van Neptunus lijkt op de interne structuur van Uranus. De atmosfeer maakt ongeveer 10-20% uit van de totale massa van de planeet, en de afstand van het oppervlak tot het einde van de atmosfeer is 10-20% van de afstand van het oppervlak tot de kern. De druk nabij de kern kan 10 GPa bereiken. De volumetrische concentraties van methaan, ammoniak en water worden gevonden in de lagere atmosfeer.

Interne structuur van Neptunus:
1. Bovenste atmosfeer, bovenste wolken
2. Een atmosfeer bestaande uit waterstof, helium en methaan
3. Mantel bestaande uit water, ammoniak en methaanijs
4. Steen-ijs kern

Geleidelijk wordt dit donkere en hetere gebied samengeperst tot een oververhitte vloeibare mantel, waar de temperatuur 2000-5000 K bereikt. De massa van de mantel van Neptunus is volgens verschillende schattingen 10-15 keer groter dan die van de aarde, en is rijk aan water, ammoniak, methaan en andere verbindingen. Volgens de terminologie die algemeen wordt aanvaard in de planetaire wetenschap, wordt deze materie ijzig genoemd, ook al is het een hete, zeer dichte vloeistof. Deze sterk geleidende vloeistof wordt soms de oceaan van waterige ammoniak genoemd. Op een diepte van 7000 km zijn de omstandigheden zodanig dat methaan uiteenvalt in diamantkristallen die op de kern "vallen". Volgens één hypothese is er een hele oceaan van "diamantvloeistof". De kern van Neptunus bestaat uit ijzer, nikkel en silicaten en wordt verondersteld een massa te hebben van 1,2 keer die van de aarde. De druk in het centrum bereikt 7 megabar, dat is ongeveer 7 miljoen keer meer dan op het aardoppervlak. De temperatuur in het centrum kan oplopen tot 5400 K.

Magnetosfeer

Neptunus lijkt op Uranus met zowel zijn magnetosfeer als magnetisch veld, sterk gekanteld met 47 ° ten opzichte van de rotatieas van de planeet, en spreidend tot 0,55 van zijn straal (ongeveer 13.500 km). Voorafgaand aan de komst van Voyager 2 op Neptunus, geloofden wetenschappers dat de gekantelde magnetosfeer van Uranus het resultaat was van zijn "laterale rotatie". Maar nu, na het vergelijken van de magnetische velden van de twee planeten, geloven wetenschappers dat zo'n vreemde oriëntatie van de magnetosfeer in de ruimte kan worden veroorzaakt door getijden in het binnenland. Zo'n veld kan ontstaan ​​door convectieve vloeistofbewegingen in een dunne bolvormige laag van elektrisch geleidende vloeistoffen van deze twee planeten (een veronderstelde combinatie van ammoniak, methaan en water), die een hydromagnetische dynamo aandrijft. Het magnetische veld op het equatoriale oppervlak van Neptunus wordt geschat op 1,42 T voor een magnetisch moment van 2,16 1017 Tm. Het magnetische veld van Neptunus heeft een complexe geometrie met relatief grote insluitsels van niet-bipolaire componenten, waaronder een sterk quadrupoolmoment, dat krachtiger kan zijn dan het dipoolmoment. Daarentegen hebben de aarde, Jupiter en Saturnus relatief kleine quadrupoolmomenten en worden hun velden minder afgebogen van de poolas. De boegschokgolf van Neptunus, waar de magnetosfeer de zonnewind begint te vertragen, reist op een afstand van 34,9 planetaire stralen. De magnetopauze, waar de druk van de magnetosfeer de zonnewind in evenwicht houdt, is 23-26,5 keer de straal van Neptunus. De staart van de magnetosfeer strekt zich uit tot ongeveer 72 keer de straal van Neptunus, en is zeer waarschijnlijk veel verder weg.

Atmosfeer

Waterstof en helium werden gevonden in de bovenste lagen van de atmosfeer, die op een bepaalde hoogte respectievelijk 80 en 19% uitmaken. Sporen van methaan worden ook waargenomen. Merkbare absorptiebanden van methaan worden gevonden bij golflengten boven 600 nm in de rode en infrarode gebieden van het spectrum. Net als in het geval van Uranus is de absorptie van rood licht door methaan de belangrijkste factor om de atmosfeer van Neptunus een blauwe tint te geven, hoewel het heldere azuur van Neptunus verschilt van de meer gematigde aquamarijnkleur van Uranus. Omdat het methaangehalte in de atmosfeer van Neptunus niet veel verschilt van dat in de atmosfeer van Uranus, wordt aangenomen dat er ook een bepaalde, nog onbekende, atmosferische component is die bijdraagt ​​aan de vorming van blauw. De atmosfeer van Neptunus is onderverdeeld in 2 hoofdgebieden: de lagere troposfeer, waar de temperatuur afneemt met de hoogte, en de stratosfeer, waar de temperatuur toeneemt met de hoogte. De grens daartussen, de tropopauze, ligt op een drukniveau van 0,1 bar. De stratosfeer wordt vervangen door de thermosfeer bij een drukniveau lager dan 10-4 - 10-5 microbar. De thermosfeer gaat geleidelijk over in de exosfeer. Modellen van de troposfeer van Neptunus suggereren dat deze, afhankelijk van de hoogte, bestaat uit wolken van variabele samenstelling. Wolken op hoog niveau bevinden zich in een drukgebied van minder dan één bar, waar de temperatuur de condensatie van methaan bevordert.

De foto gemaakt door Voyager 2 toont het verticale reliëf van de wolken.

Bij drukken tussen één en vijf bar vormen zich wolken van ammoniak en waterstofsulfide. Bij drukken boven 5 bar kunnen wolken bestaan ​​uit ammoniak, ammoniumsulfide, waterstofsulfide en water. Dieper, bij een druk van ongeveer 50 bar, kunnen wolken van waterijs voorkomen bij temperaturen zo laag als 0 ° C. Ook is het mogelijk dat in dit gebied wolken van ammoniak en waterstofsulfide te vinden zijn. De wolken op grote hoogte van Neptunus werden waargenomen door schaduwen te werpen op de ondoorzichtige wolkenlaag eronder. Onder hen vallen wolkenstrepen op, die zich op een constante breedtegraad rond de planeet "wikkelen". Voor deze perifere groepen is de breedte 50-150 km, en zelf 50-110 km boven de hoofdwolkenlaag. Een studie van het spectrum van Neptunus suggereert dat de onderste stratosfeer vertroebeld is door condensatie van ultraviolet-methaanfotolyseproducten zoals ethaan en acetyleen. Ook in de stratosfeer zijn sporen van waterstofcyanide en koolmonoxide gevonden. De stratosfeer van Neptunus is warmer dan de stratosfeer van Uranus vanwege de hogere concentratie koolwaterstoffen. Om onduidelijke redenen heeft de thermosfeer van de planeet een abnormaal hoge temperatuur van ongeveer 750 K. Voor zo'n hoge temperatuur staat de planeet te ver van de zon om de thermosfeer met ultraviolette straling op te warmen. Misschien is dit fenomeen een gevolg van atmosferische interactie met ionen in het magnetische veld van de planeet. Volgens een andere theorie zijn de basis voor het verwarmingsmechanisme zwaartekrachtgolven uit de binnenste regionen van de planeet, die verspreid zijn in de atmosfeer. De thermosfeer bevat sporen van koolmonoxide en water die er mogelijk zijn binnengekomen via externe bronnen zoals meteorieten en stof.

Klimaat

Een van de verschillen tussen Neptunus en Uranus is het niveau van meteorologische activiteit. Voyager 2, die in 1986 in de buurt van Uranus vloog, registreerde extreem zwakke atmosferische activiteit. In tegenstelling tot Uranus vertoonde Neptunus merkbare weersveranderingen toen hij in 1989 werd gefilmd met Voyager 2.

Grote donkere vlek (boven), scooter (witte wolk in het midden) en kleine donkere vlek (onder)

Het weer op Neptunus wordt gekenmerkt door een extreem dynamisch systeem van stormen, met winden die soms supersonische snelheden bereiken (ongeveer 600 m / s). Tijdens het volgen van de beweging van permanente wolken werd een verandering in windsnelheid geregistreerd van 20 m / s in de oostelijke richting tot 325 m / s in het westen. In de bovenste wolkenlaag variëren de windsnelheden van 400 m/s langs de evenaar tot 250 m/s aan de polen. De meeste winden op Neptunus waaien in de tegenovergestelde richting van de rotatie van de planeet om zijn as. Het algemene winddiagram laat zien dat op hoge breedtegraden de richting van de wind samenvalt met de draairichting van de planeet, en op lage breedtegraden is deze er tegengesteld aan. Verschillen in de richting van luchtstromen worden verondersteld te wijten te zijn aan het "skin-effect" in plaats van aan diepe atmosferische processen. Het gehalte aan methaan, ethaan en acetyleen in de atmosfeer in het equatoriale gebied is tientallen en honderden keren het gehalte van deze stoffen in het gebied van de polen. Deze waarneming kan worden beschouwd als bewijs voor het bestaan ​​van een opwelling bij de evenaar van Neptunus en de afname ervan dichter bij de polen. In 2007 werd waargenomen dat de bovenste troposfeer van de zuidpool van Neptunus 10 ° C warmer was dan de rest van Neptunus, waar de temperatuur gemiddeld -200 ° C is. Dit temperatuurverschil is voldoende om methaan, dat in andere delen van de bovenste atmosfeer van Neptunus is bevroren, op de Zuidpool de ruimte in te laten sijpelen. Deze "hot spot" is een gevolg van de axiale helling van Neptunus, waarvan de zuidpool al een kwart van het Neptuniaanse jaar is, dat wil zeggen ongeveer 40 aardse jaren, naar de zon gericht. Terwijl Neptunus langzaam naar de andere kant van de zon draait, zal de zuidpool geleidelijk in de schaduw verdwijnen en zal Neptunus de zon vervangen door de noordpool. Het vrijkomen van methaan in de ruimte zal dus van de Zuidpool naar de Noordpool gaan. Als gevolg van seizoensveranderingen is waargenomen dat wolkenbanden op het zuidelijk halfrond van Neptunus in omvang en albedo toenemen. Deze trend werd al in 1980 opgemerkt en zal naar verwachting tot 2020 aanhouden met het begin van een nieuw seizoen op Neptunus. De seizoenen veranderen elke 40 jaar.

stormen

Grote donkere vlek, foto van Voyager 2

In 1989 werd de Grote Donkere Vlek, een stabiele anticycloonstorm van 13.000 tot 6.600 km, ontdekt door NASA's Voyager 2-ruimtevaartuig. Deze atmosferische storm leek op de Grote Rode Vlek van Jupiter, maar op 2 november 1994 kon de Hubble-ruimtetelescoop hem niet op zijn oorspronkelijke locatie detecteren. In plaats daarvan werd een nieuwe, vergelijkbare formatie ontdekt op het noordelijk halfrond van de planeet. De scooter is een andere storm gevonden ten zuiden van de Grote Donkere Vlek. De naam is een gevolg van het feit dat zelfs een paar maanden voor de toenadering van Voyager 2 tot Neptunus, het duidelijk was dat deze groep wolken veel sneller bewoog dan de Grote Donkere Vlek. Daaropvolgende beelden onthulden groepen wolken zelfs sneller dan de scooter. De Kleinere Donkere Vlek, de op een na meest intense storm die is waargenomen tijdens de nadering van de planeet door Voyager 2 in 1989, ligt verder naar het zuiden. Aanvankelijk leek het helemaal donker, maar naarmate het dichterbij kwam, werd het heldere midden van de Kleine Donkere Vlek beter zichtbaar, zoals te zien is op de meeste duidelijke foto's met een hoge resolutie. Men denkt dat de "donkere vlekken" van Neptunus hun oorsprong vinden in de troposfeer op lagere hoogten dan de helderdere, meer zichtbare wolken. Het lijken dus een soort gaten in de bovenste wolkenlaag. Omdat deze stormen hardnekkig zijn en maanden kunnen duren, wordt aangenomen dat ze een vortexstructuur hebben. Vaak geassocieerd met donkere vlekken zijn de helderdere, aanhoudende wolken van methaan die zich vormen in de tropopauze. Het aanhouden van begeleidende wolken geeft aan dat sommige van de voormalige "donkere vlekken" kunnen blijven bestaan ​​als een cycloon, ook al verliezen ze hun donkere kleur. Donkere vlekken kunnen verdwijnen als ze te dicht bij de evenaar komen of door een ander onbekend mechanisme.

Innerlijke warmte

Het meer gevarieerde weer op Neptunus in vergelijking met Uranus wordt verondersteld een gevolg te zijn van de hogere interne temperatuur. Tegelijkertijd bevindt Neptunus zich anderhalf keer verder van de zon dan Uranus en ontvangt hij slechts 40% van het zonlicht dat Uranus ontvangt. De oppervlaktetemperaturen van deze twee planeten zijn ongeveer gelijk. De bovenste troposfeer van Neptunus bereikt een zeer lage temperatuur van -221,4 ° C. Op een diepte van 1 bar bereikt de temperatuur -201,15 ° C. Gassen gaan dieper, maar de temperatuur stijgt gestaag. Net als bij Uranus is het verwarmingsmechanisme onbekend, maar de discrepantie is groot: Uranus straalt 1,1 keer meer energie uit dan het van de zon ontvangt. Neptunus straalt 2,61 keer meer uit dan het ontvangt, de interne warmtebron produceert 161% van wat het van de zon ontvangt. Ondanks het feit dat Neptunus de verste planeet van de zon is, is zijn interne energie voldoende om de snelste winden in het zonnestelsel te hebben. Er zijn verschillende mogelijke verklaringen voorgesteld, waaronder radiogene verwarming door de kern van de planeet (zoals de aarde wordt verwarmd door bijvoorbeeld kalium-40), de dissociatie van methaan in andere koolwaterstoffen in de atmosfeer van Neptunus en convectie in de lagere atmosfeer, wat leidt tot vertraging van zwaartekrachtsgolven over de tropopauze.

Onderwijs en migratie

Simulatie van de buitenste planeten en de Kuipergordel: a) Voordat Jupiter en Saturnus in een 2:1 resonantie kwamen; b) Verstrooiing van objecten in de Kuipergordel in het zonnestelsel na verandering van de baan van Neptunus; c) Na het uitwerpen van de Kuipergordellichamen door Jupiter.

Voor de vorming van de ijsreuzen - Neptunus en Uranus - is het moeilijk gebleken om een ​​nauwkeurig model te maken. Huidige modellen zijn van mening dat de dichtheid van materie in de buitenste regionen van het zonnestelsel te laag was voor de vorming van zulke grote lichamen volgens de traditioneel aanvaarde methode om materie op de kern te laten groeien. Er zijn veel hypothesen naar voren gebracht om de evolutie van Uranus en Neptunus te verklaren.

Een van hen gelooft dat beide ijsreuzen niet door accretie zijn ontstaan, maar zijn verschenen als gevolg van instabiliteiten in de oorspronkelijke protoplanetaire schijf, en later werden hun atmosferen "weggeblazen" door de straling van een massieve O- of B-klasse ster.

Een ander concept is dat Uranus en Neptunus zich dicht bij de zon hebben gevormd, waar de dichtheid van materie hoger was, en vervolgens naar hun huidige banen zijn verplaatst. De Neptunus-verplaatsingshypothese is populair omdat het de huidige resonanties in de Kuipergordel verklaart, in het bijzonder de 2:5-resonantie. Terwijl Neptunus naar buiten bewoog, botste het met objecten in de proto-Kuipergordel, waardoor nieuwe resonanties ontstonden en bestaande banen willekeurig werden gewijzigd. De objecten van de verstrooide schijf worden verondersteld zich in hun huidige positie te bevinden als gevolg van interactie met resonanties gecreëerd door de migratie van Neptunus.

Een computermodel dat in 2004 werd voorgesteld door Alessandro Morbidelli van het observatorium aan de Côte d'Azur in Nice, suggereerde dat de beweging van Neptunus naar de Kuipergordel zou kunnen zijn begonnen door de vorming van een 1: 2 resonantie in de banen van Jupiter en Saturnus, die diende als een soort zwaartekracht die Uranus en Neptunus in hogere banen duwde en ervoor zorgde dat ze van locatie veranderden. Het uitwerpen van objecten uit de Kuipergordel als gevolg van deze migratie kan ook een verklaring zijn voor het "Late Heavy Bombardment", dat 600 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel plaatsvond, en het verschijnen van Trojaanse asteroïden rond Jupiter.

Satellieten en ringen

Neptunus heeft momenteel 13 bekende satellieten. De massa van de grootste is meer dan 99,5% van de totale massa van alle satellieten van Neptunus, en alleen is het massief genoeg om bolvormig te worden. Dit is Triton, ontdekt door William Lassell slechts 17 dagen na de ontdekking van Neptunus. In tegenstelling tot alle andere grote satellieten van planeten in het zonnestelsel, heeft Triton een retrograde baan. Het kan zijn opgevangen door de zwaartekracht van Neptunus in plaats van in situ gevormd te zijn, en het kan ooit een dwergplaneet in de Kuipergordel zijn geweest. Het is dicht genoeg bij Neptunus om constant in gesynchroniseerde rotatie te zijn.

Neptunus (boven) en Triton (onder)

Door de getijdeversnelling beweegt Triton langzaam naar Neptunus en zal uiteindelijk instorten wanneer de Roche-limiet wordt bereikt, wat resulteert in een ring die krachtiger kan zijn dan de ringen van Saturnus (dit zal gebeuren over een relatief kleine tijdsperiode op astronomische schaal: 10 tot 100 miljoen jaar). In 1989 schatte Triton de temperatuur op -235 ° C (38 K). Op dat moment was dit de kleinste meetwaarde voor objecten in het zonnestelsel met geologische activiteit. Triton is een van de drie manen van de planeten van het zonnestelsel die een atmosfeer hebben (samen met Io en Titan). Het is niet uitgesloten dat er onder de ijskorst van Triton een vloeibare oceaan bestaat die vergelijkbaar is met die van Europa.

De tweede (op het moment van ontdekking) bekende satelliet van Neptunus is Nereid, een onregelmatig gevormde satelliet met een van de hoogste orbitale excentriciteiten onder andere satellieten van het zonnestelsel. Een excentriciteit van 0,7512 geeft haar een apoapsis die 7 keer zo groot is als haar periapsis.

Neptunus' metgezel Proteus

Van juli tot september 1989 ontdekte Voyager 2 6 nieuwe satellieten van Neptunus. Onder hen is de onregelmatig gevormde satelliet Proteus opmerkelijk. Het is opmerkelijk hoe groot een lichaam van zijn dichtheid kan zijn, zonder door zijn eigen zwaartekracht in een bolvorm te worden getrokken. De op een na meest massieve maan van Neptunus is slechts een kwart procent van de massa van Triton.

De vier binnenste manen van Neptunus zijn Naiad, Thalassa, Despina en Galatea. Hun banen zijn zo dicht bij Neptunus dat ze zich binnen zijn ringen bevinden. Naast hen werd Larissa oorspronkelijk ontdekt in 1981 terwijl ze een ster bedekte. Aanvankelijk werd de dekking toegeschreven aan de bogen van de ringen, maar toen Voyager 2 in 1989 Neptunus bezocht, werd onthuld dat de coating door een satelliet was geproduceerd. Tussen 2002 en 2003 werden nog 5 onregelmatige satellieten van Neptunus ontdekt, die in 2004 werden aangekondigd. Omdat Neptunus de Romeinse god van de zeeën was, zijn zijn manen vernoemd naar mindere zeegoden.

ringen

Neptunus-ringen van Voyager 2

Neptunus heeft een ringsysteem, hoewel veel minder belangrijk dan bijvoorbeeld Saturnus. De ringen kunnen zijn samengesteld uit ijsdeeltjes die zijn bedekt met silicaten of een materiaal op koolstofbasis, waardoor ze waarschijnlijk een roodachtige tint krijgen. Er zijn 5 componenten in het Neptunus-ringsysteem.
[bewerken] Observaties

Neptunus is onzichtbaar voor het blote oog, aangezien de magnitude tussen +7,7 en +8,0 ligt. Zo zijn de Galileïsche manen van Jupiter, de dwergplaneet Ceres en asteroïden 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno en 6 Hebe helderder dan aan de hemel. Voor een betrouwbare observatie van de planeet heb je een telescoop nodig met een vergroting van 200 en hoger en een diameter van minimaal 200-250 mm In dit geval kun je Neptunus zien als een kleine blauwachtige schijf, vergelijkbaar met Uranus. Door 7-50 verrekijkers kan het worden gezien als een zwakke ster.

Vanwege het belang van de afstand tussen Neptunus en de aarde, verandert de hoekdiameter van de planeet slechts binnen 2,2-2,4 boogseconden. Dit is de kleinste waarde van de rest van de planeten in het zonnestelsel, dus visuele observatie van de oppervlaktedetails van deze planeet is moeilijk. Daarom was de nauwkeurigheid van de meeste telescopische gegevens over Neptunus laag vóór de komst van de Hubble-ruimtetelescoop en grote telescopen op de grond met adaptieve optica. In 1977 was bijvoorbeeld zelfs de rotatieperiode van Neptunus niet betrouwbaar bekend.

Voor een aardse waarnemer gaat Neptunus elke 367 dagen in een schijnbare retrograde beweging, en vormt zo een soort denkbeeldige lussen tegen de achtergrond van de sterren tijdens elke oppositie. In april en juli 2010 en in oktober en november 2011 zullen deze orbitale lussen hem dicht bij de plaats brengen waar hij in 1846 werd ontdekt.

Waarnemingen van Neptunus in het radiogolfbereik laten zien dat de planeet een bron is van continue straling en onregelmatige uitbarstingen. Beide worden verklaard door het roterende magnetische veld van de planeet. In het infrarode deel van het spectrum, tegen een koudere achtergrond, zijn rimpelingen in de diepten van de atmosfeer van Neptunus (de zogenaamde "stormen") duidelijk zichtbaar, gegenereerd door warmte van de instortende kern. Waarnemingen maken het mogelijk om met een hoge mate van zekerheid hun vorm en grootte vast te stellen en hun bewegingen te volgen.

Onderzoek

Afbeelding van Triton uit Voyager 2

Voyager 2 kwam het dichtst bij Neptunus op 25 augustus 1989. Aangezien Neptunus de laatste grote planeet was die een ruimtevaartuig kon bezoeken, werd besloten om dichtbij Triton dicht langs te vliegen, ongeacht de gevolgen voor de vliegroute. Een vergelijkbare taak stond voor Voyager 1 - een flyby in de buurt van Saturnus en zijn grootste satelliet, Titan. Beelden van Neptunus, die door Voyager 2 naar de aarde werden uitgezonden, werden in 1989 de basis voor een nachtprogramma genaamd Neptune All Night op de Public Broadcasting Service (PBS).

Tijdens het rendez-vous reisden de signalen van het ruimtevaartuig gedurende 246 minuten naar de aarde. Daarom vertrouwde de missie van Voyager 2 voor het grootste deel op vooraf geladen rendez-vous-teams van Neptunus en Triton in plaats van teams van de aarde. Voyager 2 passeerde redelijk dichtbij Nereid voordat hij op 25 augustus op slechts 4.400 km van de atmosfeer van Neptunus passeerde. Later die dag vloog Voyager in de buurt van Triton.

Voyager 2 bevestigde het bestaan ​​van het magnetische veld van de planeet en ontdekte dat het gekanteld is, zoals het veld van Uranus. De kwestie van de rotatieperiode van de planeet werd opgelost door de radio-emissie te meten. Voyager 2 bevatte ook het ongewoon actieve weersysteem van Neptunus. Er werden 6 nieuwe satellieten van de planeet en ringen ontdekt, waarvan er, naar later bleek, meerdere waren.

Rond 2016 was NASA van plan om het Neptune Orbiter-ruimtevaartuig naar Neptunus te sturen. Momenteel zijn er geen geschatte lanceringsdatums aangekondigd en het strategische plan voor het verkennen van het zonnestelsel omvat niet langer dit apparaat.

Neptunus werd ontdekt door theoretische berekeningen. Feit is dat Uranus afwijkt van de berekende baan, alsof hij door een andere planeet wordt aangetrokken.

Britse wiskundigen en astronomen John Couch Adams(1819-1892) en James Challis berekenden in 1845 de geschatte locatie van de planeet. Tegelijkertijd heeft de Franse astronoom Urban Le Verrier(1811 - 1877), die een berekening had gemaakt, overtuigde hem om op zoek te gaan naar een nieuwe planeet. Voor het eerst zagen astronomen Neptunus op 23 september 1846, niet ver van de posities die de Engelsman Adams en de Fransman Le Verrier onafhankelijk van elkaar voorspelden.

Neptunus staat ver van de zon.

Algemene kenmerken van de planeet Neptunus

De massa van de planeet is 17 keer de massa van de aarde. De straal van de planeet is ongeveer vier aardstralen. Dichtheid - Knoop van de dichtheid van de aarde.

Er zijn ringen ontdekt rond Neptunus. Ze zijn open (gescheurd), dat wil zeggen, ze bestaan ​​uit afzonderlijke bogen die niet met elkaar verbonden zijn. Qua uiterlijk lijken de ringen van Uranus en Neptunus op elkaar.

De structuur van Neptunus is waarschijnlijk bijna hetzelfde als die van Uranus.

In tegenstelling tot c, heeft Neptunus mogelijk geen duidelijke interne gelaagdheid. Maar hoogstwaarschijnlijk heeft Neptunus een kleine vaste kern, even zwaar als de aarde. De atmosfeer van Neptunus bestaat voornamelijk uit waterstof en helium met een kleine vermenging van methaan (1%). De blauwe kleur van Neptunus is het resultaat van de absorptie van rood licht in de atmosfeer door dit gas - net als op Uranus.

De planeet heeft een donderende atmosfeer, dunne poreuze wolken bestaande uit bevroren methaan. De temperatuur van de atmosfeer van Neptunus is hoger dan die van Uranus, dus ongeveer 80% H 2

Rijst. 1. Samenstelling van de atmosfeer van Neptunus

Neptunus heeft zijn eigen interne warmtebron - hij straalt 2,7 keer meer energie uit dan hij van de zon ontvangt. De gemiddelde oppervlaktetemperatuur van de planeet is 235 ° C. De sterkste winden parallel aan de evenaar van de planeet, grote stormen en draaikolken worden waargenomen op Neptunus. De planeet heeft de snelste winden in het zonnestelsel, tot 700 km / u. Winden waaien op Neptunus in westelijke richting, tegen de rotatie van de planeet in.

Er zijn bergketens en scheuren aan de oppervlakte. In de winter is er stikstofsneeuw en in de zomer banen fonteinen zich een weg door de kieren.

De Voyager 2-sonde ontdekte krachtige cyclonen op Neptunus, waarbij de windsnelheid de snelheid van het geluid bereikt.

De satellieten van de planeet heten Triton, Nereid, Naiad, Thalassa, Proteus, Despina, Galatea, Larissa. In 2002-2005. nog vijf satellieten van Neptunus werden ontdekt. Elk van de nieuw ontdekte exemplaren heeft een diameter van 30-60 km.

De grootste maan van Neptunus is Triton. Het werd in 1846 geopend door William Lassll. Triton is groter dan de maan. Bijna alle massa van het Neptunus-satellietsysteem is geconcentreerd in Triton. Verschilt in hoge dichtheid: 2 g / cm 3.