Neptun | |
Neptun sett av Voyager 2 -sonden i 1989. | |
Orbitale egenskaper | |
---|---|
Semi-hovedakse | 4498400000 km (30,069 9 i ) |
Aphelia | 4,537,000,000 km (30,328 in ) |
Perihelion | 4459800000 km (29,811 6 i ) |
Orbitalomkrets | 28263700000 km (188,931 i ) |
Eksentrisitet | 0,00859 |
Revolusjonsperioden | 60216,8 d (≈ 164,86 a ) |
Synodisk periode | 367.429 d |
Gjennomsnittlig banehastighet | 5432 48 km / s |
Maksimal banehastighet | 5.479 5 km / s |
Minste banehastighet | 5.386 1 km / s |
Helning på ekliptikken | 1,77 ° |
Stigende node | 131,774 ° |
Perihelion-argument | 273,2 ° |
Kjente satellitter | 14 , spesielt Triton . |
Kjente ringer | 5 viktigste. |
Fysiske egenskaper | |
Ekvatorial radius | 24.764 ± 15 km (3883 landområder) |
Polar radius | 24.341 ± 30 km (3.829 land) |
Volumetrisk middelradius |
24.622 km (3.865 jordarter) |
Utflating | 0,0171 |
Ekvatorial omkrets | 155.597 km |
Område | 7640 8 × 10 9 km 2 (14,98 land) |
Volum | 62,526 × 10 12 km 3 (57,74 land) |
Masse | 102,43 × 10 24 kg (17,147 jordarter) |
Total tetthet | 1.638 kg / m 3 |
Tyngdekraften til overflaten | 11,15 m / s 2 (1,14 g) |
Slipphastighet | 23,5 km / s |
Rotasjonsperiode ( siderisk dag ) |
0,671 25 d (16 t 6,6 min ) |
Rotasjonshastighet (ved ekvator ) |
9660 km / t |
Aksen vippes | 28,32 ° |
Høyre oppstigning av nordpolen | 299,36 ° |
Avvisning av Nordpolen | 43,46 ° |
Visuell geometrisk albedo | 0,41 |
Bond Albedo | 0,29 |
Solar irradians | 1,51 W / m 2 (0,001 jord) |
Sort legeme likevektstemperaturen |
46,6 K ( −226,4 ° C ) |
overflate temperaturen | |
• Temperatur ved 10 k Pa | 55 K ( −218 ° C ) |
• Temperatur ved 100 k Pa | 72 K ( −201 ° C ) |
Atmosfærens egenskaper | |
Tetthet ved 100 k Pa |
0,45 kg / m 3 |
Skala høyde | 19,1 til 20,3 km |
Gjennomsnittlig molar masse | 2,53 til 2,69 g / mol |
Dihydrogen H 2 | 80 ± 3,2% |
Helium He | 19 ± 3,2% |
Metan CH 4 | 1,5 ± 0,5% |
Hydrogen Deuteride HD | 190 spm |
Ammoniakk NH 3 | 100 spm |
Etan C 2 H 6 | 2,5 spm |
Acetylen C 2 H 2 | 100 ppb |
Historie | |
Oppdaget av |
Urbain Le Verrier (beregning), Johann Gottfried Galle ( obs. ) På indikasjonene av Urbain Le Verrier . Se Discovery of Neptune . |
Oppdaget den |
31. august 1846 (beregning) 23. september 1846( obs. ) |
Neptun er den åttende planeten i rekkefølge etter avstand fra solen og den lengst kjente fra solsystemet . Den kretser rundt solen i en avstand på omtrent 30,1 AU (4,5 milliarder kilometer), med en bane-eksentrisitet som er halvparten av jorden og en revolusjonsperiode på 164,79 år . Det er den tredje mest massive planeten i solsystemet og den fjerde største i størrelse - litt mer massiv, men litt mindre enn Uranus . Dessuten er den den tetteste gigantiske planeten .
Ikke synlig med det blotte øye , Neptun er det første himmelobjektet og den eneste av de åtte planetene i solsystemet som har blitt oppdaget ved deduksjon snarere enn empirisk observasjon . Faktisk, den franske astronomen Alexis Bouvard bemerket gravitasjons forstyrrelsene unexplained på banen til Uranus og antatt i begynnelsen av XIX th århundre en åttende planeten, lengst, kan være årsaken. Britiske astronomer John Couch Adams i 1843 og franske Urbain Le Verrier i 1846 beregnet uavhengig den forventede posisjonen til denne hypotetiske planeten. Takket være sistnevnte beregninger ble den endelig observert for første gang på23. september 1846av preussisk astronom Johann Gottfried Galle , en grad fra den forutsagte posisjonen. Selv om Galle brukte Le Verriers beregninger for å oppdage planeten, var forfatterskapet til funnet mellom Adams og Le Verrier lenge omstridt. Den største månen , Triton , ble oppdaget 17 dager senere av William Lassell . Siden 2013 har 14 naturlige satellitter av Neptun vært kjent . Planeten har også et svakt og fragmentert ringsystem og en magnetosfære .
Avstanden til planeten fra jorden som gir den en veldig liten tilsynelatende størrelse , studien er vanskelig med teleskoper plassert på jorden. Neptun besøkes bare en gang under Voyager 2- oppdraget , som utfører et overflyg på25. august 1989. Fremkomsten av Hubble Space Telescope og store adaptive-optiske bakkebaserte teleskoper tillot deretter ytterligere detaljerte observasjoner.
Som de av Jupiter og Saturn , den atmosfære av Neptune består hovedsakelig av hydrogen og helium så vel som spor av hydrokarboner og eventuelt nitrogen , selv om det inneholder en høyere andel av "is". I astrofysiske forstand , det vil si av flyktige stoffer som vann , ammoniakk og metan . I likhet med Uranus består interiøret hovedsakelig av is og bergarter, derav navnet " iskjemper ". I tillegg er metan delvis ansvarlig for den blå fargen i Neptuns atmosfære, selv om den eksakte opprinnelsen til denne asurblå blå forblir uforklarlig. I tillegg til, i motsetning til den uklare og relativt uformelle atmosfæren i Uranus, viser atmosfæren i Neptun aktive og synlige værforhold. For eksempel, på tidspunktet for Voyager 2s flyby i 1989 , viste den sørlige halvkule av planeten et stort mørkt sted som kan sammenlignes med Great Red Spot på Jupiter. Disse værforholdene drives av de sterkeste vindene som er kjent i solsystemet, og når hastigheter på 2.100 km / t . På grunn av den store avstanden fra solen, er den ytre atmosfæren et av de kaldeste stedene i solsystemet, med skyhøye temperaturer på 55 K (−218,15 ° C ) .
Planeten er oppkalt etter Neptun , havguden i den romerske mytologien , og har det astronomiske symbolet ♆, en stilisert versjon av Guds trident .
Neptun er ikke synlig for det blotte øye ; det tok derfor oppfinnelsen av teleskopet for å kunne observere det. Imidlertid skiller denne oppdagelsen seg ut fra den for andre planeter fordi den fremfor alt er matematisk : den er gjort ved beregning ut fra banen og egenskapene til Uranus . Dermed ble teleskopet da bare brukt for å bekrefte oppdagelsen.
Flere astronomer, før den ble oppdaget i det XIX th århundre, men observere uten å merke seg at det er en planet. Dermed viser de astronomiske tegningene til Galileo at han observerer Neptun28. desember 1612mens det vises i forbindelse med Jupiter . Planeten blir da oppført som en enkel fast stjerne . Han merker henne igjen på himmelen en måned senere28. januar 1613, og en studie fra 2009 antyder at den til og med finner ut at den har beveget seg i forhold til en stjerne i nærheten. Dermed kan det ikke være en fast stjerne, men Galileo trekker ingen konklusjoner og fremkaller den ikke etterpå. Siden han da trodde at han bare hadde observert en stjerne, får han ikke æren for sin oppdagelse. Neptun blir også observert av Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande (1732 - 1807) i 1795 og av John Herschel , sønn av William Herschel , som tidligere oppdaget Uranus, i 1830, uten at de la merke til noe spesielt heller, og tok det også for en stjerne.
Matematikere begynte å observere i 1788 at den nylig oppdagede planeten Uranus ikke presenterte en bane som så ut til å passe til eksisterende modeller. Dessuten, jo mer tid det går, jo mer øker feilen mellom stjernens annonserte posisjon og den innspilte. Jean-Baptiste Joseph Delambre prøver å forklare avvikene ved å legge til gravitasjonspåvirkningen til Jupiter og Saturn i sine beregninger. Bordene er da mer presise, men gjør det fortsatt ikke mulig å forutsi planetens bevegelse på lang sikt. I 1821 publiserte den franske astronomen Alexis Bouvard nye tabeller ved bruk av 17 observasjoner spredt over de 40 årene siden oppdagelsen, forgjeves å prøve å forklare Uranus 'bane. Påfølgende observasjoner avslører betydelige avvik fra tabellene, noe som førte til at Bouvard antok at en ukjent kropp ville forstyrre banen ved gravitasjonsinteraksjon .
På et møte i British Science Association , George Biddell Airy rapporterer at Bouvard tabeller er feil av rekkefølgen av ett minutt av en grad. Hovedsakelig motsettes da to hypoteser : Bouvards oppfatning av eksistensen av en annen, ennå ukjent planet, som kan påvirke Uranus bevegelser, og den om et spørsmålstegn ved den universelle gravitasjonsloven , foreslått av Airy - ifølge ham loven om tyngdekraft ville miste sin gyldighet når man beveger seg bort fra solen. Eksistensen av en ny trans-uransk planet er imidlertid enighet for de fleste astronomer om å forklare forstyrrelsene i Uranus 'bevegelse.
Student ved Cambridge , John Couch Adams funnet26. juni 1841Airys rapport angående Uranus bane -problem og er interessert i saken. I 1843, når han var ferdig med studiene, går han på jobb og stoler på Titius-Bode for å få en første tilnærming til avstanden til den nye planeten til solen . Siden de fleste planeter - bortsett fra Merkur - har en svakt eksentrisk bane , antar han også at banen er sirkulær for å forenkle beregninger. Han avsluttet sitt arbeid to år senere, etter å ha bestemt Neptuns posisjon med en feil på mindre enn to grader på den faktiske posisjonen, men han trenger fortsatt å bekrefte ved observasjon. James Challis , direktør for Cambridge Observatory, henviser ham til astronomen Royal Sir George Biddell Airy. Sistnevnte uttrykker opprinnelig tvil om arbeidet til den unge kollegaen.
På samme tid, i Frankrike, oppfordret François Arago - den gang direktør for Paris observatorium - matematikeren Urbain Le Verrier , som spesialiserte seg i himmelsk mekanikk, til å bestemme egenskapene til denne åttende planeten. Han begynte sitt arbeid på Uranus i 1845 og brukte en annen og uavhengig metode uten å ignorere Adams, og publiserte deretter sine første resultater på10. november 1845i første avhandling om teorien om Uranus , deretter i forskning på bevegelsene til Uranus i1 st juni 1846.
Airy la merke til arbeidet til den franske astronomen, tegnet en parallell med Adams og kom i kontakt med Le Verrier. Sistnevnte ber ham igjen om å forske på planeten ved hjelp av beregningene han nettopp har publisert, men Airy nekter. Til slutt, under press fra George Peacock , spør Airy James Challis videre12. juli 1846å foreta søket etter den nye stjernen med teleskopet. Adams, informert av direktøren for Cambridge, gir nye koordinater til Challis, og spesifiserer at objektet vil være av styrke 9 , men Airy tilbyr Challis å observere en stor del av himmelen og opp til en styrke 11 . Denne metoden krever mye mer observasjonstid fra Challis, spesielt siden han ikke har pålitelige kart over området som skal observeres. Challis begynner sin forskning på1 st august 1846 krysser deretter himmelen i august og september, uten å lykkes med å identifisere den.
Le Verrier formidler sine endelige resultater til Académie des sciences på31. august 1846. I møte med mangelen på entusiasme fra franske astronomer, bestemte han seg for å tilkalle en av sine bekjente, den preussiske astronomen Johann Gottfried Galle , fra Berlin observatorium . Heinrich d'Arrest , en student ved observatoriet, foreslår at Galle sammenligner et nylig tegnet himmelkart i regionen på stedet som Le Verrier spådde med den nåværende himmelen, for å finne den karakteristiske forskyvningen av en planet, i motsetning til en stjerne .
de 23. september 1846, Mottar Galle posisjonen til planeten med brev. Han oppdager Neptun samme kveld ved å peke teleskopet mot det angitte stedet; det er da bare en grad fra stedet beregnet av Le Verrier. Han observerer det igjen neste dag, for å sjekke om stjernen virkelig har beveget seg, før han bekrefter at det virkelig er ønsket planet. Triton , den største naturlige satellitten , ble oppdaget av William Lassell 17 dager etter Neptun.
Over kanalen er skuffelsen stor. Challis, gjennomgår notatene sine, oppdager at han observerte Neptun to ganger på 4. og12. august, men kjente den ikke igjen som en planet fordi den manglet et oppdatert stjernekart og ble distrahert av sitt samtidige arbeid med kometobservasjoner . I tillegg lanseres en sterk nasjonalistisk rivalisering mellom franskmennene og britene for å tilskrive faderskapet til funnet. Britene fremmer Adams -papirene mens franskmennene tilbakeviser ved å huske at bare en offisiell publikasjon kan validere funnet, og nekter prinsipielt at navnet på Adams vises ved siden av Le Verrier i historiebøkene. IJuni 1847, Adams og Le Verrier møtes for første gang i British Association for the Advancement of Science og opprettholder deretter et vennlig forhold.
Til slutt dukker det opp en internasjonal konsensus om at Le Verrier og Adams har en felles kreditt. Siden 1966 har imidlertid Dennis Rawlins stilt spørsmål ved Adams påstand om medoppdagelse, og spørsmålet har blitt revurdert av historikere med retur av " Neptune-papirene " i 1998 til Royal Observatory i Greenwich . Etter å ha gjennomgått dokumentene antyder kontoen at "Adams ikke fortjener den samme æren som Le Verrier for oppdagelsen av Neptun." Denne æren tilhører bare personen som har lykkes med å både forutsi planetens posisjon og overbevise astronomer om å lete etter den ” .
Kort tid etter oppdagelsen blir Neptun ganske enkelt kalt "planeten utenfor Uranus" eller "planeten Le Verrier". Fornavnet foreslår kommer fra Johann Galle, som kommer opp med navnet " Janus ", fra den romerske guden for begynnelse og slutt, valg og dører. I England foreslår Challis navnet på " Oceanus ", en Titan- sønn av Ouranos (gresk tilsvarer Uranus).
Le Verrier hevdet retten til å navngi sin oppdagelse og foreslo raskt navnet "Neptun" for denne nye planeten, mens han feilaktig hevdet at den hadde blitt offisielt godkjent av Bureau des longitudes . IOktober 1848, ombestemte han seg og søkte å kalle planeten "Le Verrier", etter navnet hans, med trofast støtte fra direktøren for observatoriet, François Arago . Dette forslaget møtte imidlertid sterk motstand utenfor Frankrike. De franske almanakkene gjeninnfører navnet "Herschel" for Uranus, etter oppdageren av denne planeten, Sir William Herschel , og "Leverrier" for den nye planeten.
Wilhelm von Struve talte for navnet "Neptun" på29. desember 1846ved St. Petersburg vitenskapsakademi . Også, "Neptune" blir raskt det internasjonalt aksepterte navnet. I romersk mytologi er Neptun havets gud, identifisert med den greske guden Poseidon . Forespørselen om et mytologisk navn er ellers i samsvar med nomenklaturen til de andre planetene, som med unntak av Jorden er oppkalt etter romersk mytologi.
De fleste språk bruker i dag en variant av navnet "Neptun" for planeten. På kinesisk , vietnamesisk , japansk og koreansk språk blir navnet på planeten oversatt som "stjerne av havets konge" (海王星). På moderne gresk kalles verden "Poseidon" ( Ποσειδώνας / Poseidonas ). På hebraisk ble רהב ( Rahab ), oppkalt etter et mytisk sjømonster nevnt i Salmenes bok , valgt i en avstemning administrert av Academy of the Hebrew Language i 2009 som det offisielle navnet på planeten - selv om navnet נפטון. ( Neptun ) er fortsatt mye brukt. Til slutt, i Maori , nahuatl og Gujarati , tar planeten navnene på Maori havet guden Tangaroa , regnguden Tlaloc og hinduistiske havet guden henholdsvis Varun .
Neptun er den eneste av de åtte kjente planetene som er blitt oppdaget ved matematisk beregning i stedet for empirisk observasjon. I motsetning til de andre syv planetene er Neptun aldri synlig med det blotte øye : den tilsynelatende størrelsen er mellom 7,6 og 8,0 og gjør den omtrent fire ganger mindre lys enn de svakeste stjernene som er synlige for øyet . Det blotte øye med en tilsynelatende styrke på 6. Den vises bare som en blågrønn plate gjennom et teleskop .
I løpet av XIX - tallet og begynnelsen av XX - tallet, tror astronomer at Neptun, som Uranus, en jordbasert planet . I 1909 tror forskere at de i det spekteret av Neptun observerte det grønne båndet som er karakteristisk for tilstedeværelsen av klorofyll , og hypotesen om plantelivet på denne planeten blir fremsatt. Imidlertid innser vi noen år senere at dette bandet faktisk kommer fra bruk av ortokromatiske plater .
Ved slutten av den XIX th århundre, er det foreslått at uregelmessigheter i bevegelse og Neptun oppstår fra tilstedeværelsen av en annen planet enda mer fjerntliggende. Etter omfattende undersøkelser ble Pluto oppdaget den18. februar 1930ved koordinater gitt av beregningene av William Henry Pickering og Percival Lowell for Planet X . Imidlertid er den nye planeten for langt unna til å generere uregelmessigheter observert i Uranus 'bevegelse, mens de som ble observert for Neptun stammer fra en feil i estimatet av planetens masse (som ble identifisert med oppdraget til Travelling 2 ). Oppdagelsen av Pluto er derfor ganske tilfeldig. På grunn av sin store avstand forble kunnskapen om Neptun lav i det minste til 1949, da Gerard Kuiper oppdaget sin andre Nereid- måne . På 1970- og 1980-tallet ble ledetråder oppnådd om sannsynlig tilstedeværelse av planetariske ringer eller i det minste fragmenter rundt Neptun. I 1981 observerte et team ledet av Harold Reitsema en tredjedel av satellittene, Larissa .
Fra oppdagelsen i 1846 til oppdagelsen av Pluto i 1930 var Neptun den fjerneste planeten som er kjent. Med denne oppdagelsen blir Neptun den nest siste planeten, bortsett fra en 20-årig periode mellom 1979 og 1999, da Plutos elliptiske bane førte til at den var nærmere solen enn Neptun. Til syvende og sist fikk oppdagelsen av Kuiperbeltet i 1992 mange astronomer til å diskutere spørsmålet om Pluto og om det fortsatt skal betraktes som en planet eller som en del av Kuiperbeltet. I 2006 definerte International Astronomical Union ordet "planet" for første gang , og omklassifiserte Pluto som " dvergplanet " og gjorde Neptun igjen til planeten lengst fra solen.
Med en masse på 1.024 × 10 26 kg , er Neptun et mellomlegeme mellom jorden og gasskjemper som Jupiter eller Saturn . Faktisk er den neptuniske massen 17 ganger større enn på jorden, men 1/19 av den jovianske massen . Den planetens ekvatorradius er 24 764 km , ca fire ganger på Jorden. Dens tyngdekraft ved en tverr er 11,15 m / s 2 , eller 1,14 ganger den flate tyngdekraften på jorden, bare overgått av Jupiter i Solar System.
På grunn av gravitasjonskomprimering er Neptun mindre enn Uranus (49.528 km i diameter for Neptun, mot 51.118 km for Uranus) fordi den er mer massiv enn sistnevnte (Uranus har en masse på 8.681 × 10 25 kg ).
På den annen side blir Neptun og Uranus ofte ansett som en underklasse av gigantiske planeter , kalt " isgiganter " på grunn av deres mindre størrelse og høyere konsentrasjon av flyktige stoffer sammenlignet med Jupiter og Saturn. I sammenheng med søket etter eksoplaneter brukes Neptun som metonymi : kropper oppdaget med en lignende masse er faktisk kvalifisert som "Neptunes" , for eksempel varme eller kalde Neptunes .
Den interne strukturen til Neptun sies å være lik Uranus. Selv om dens tetthet er tre ganger lavere enn jordens, er den også den tetteste gigantiske planeten i solsystemet. Dette innebærer at en større prosentandel av interiøret består av smeltet is og steinete materiale. Dermed har den sannsynligvis en solid kjerne som består av jern , nikkel og silikater , med en masse som er omtrent 1,2 ganger jordens. Trykket i midten vil være rundt 8 Mbar ( 800 GPa ) - omtrent dobbelt så høyt som i midten av jorden - og temperaturen rundt 8.100 K (7.826.85 ° C) - eller mer enn det som regjerer i den indre kjernen av Jorden og på overflaten av solen.
Over denne kjernen, som Uranus, kunne Neptun presentere en ganske jevn sammensetning (forskjellige is, hydrogen og helium ) og ikke en "lagdelt" struktur som Jupiter og Saturn . Imidlertid antyder flere nåværende modeller av strukturen til Uranus og Neptun eksistensen av tre lag: en steinete kjerne, et mellomlag som spenner fra is til væske og dannes av vann, metan og ammoniakk, og en atmosfære av hydrogen og helium, selv om virkeligheten kan være mer kompleks.
I 1981 førte teoretiske studier og eksperimenter utført med laserkompresjon, til at Marvin Ross fra det nasjonale laboratoriet i Lawrence Livermore foreslo at dette laget ble fullstendig ionisert og at metanet ble pyrolysert der til karbon i form av metall eller diamant . Den metan spaltes til karbon og hydrokarboner . Deretter frigjør utfelling av karbon energi - gravitasjonspotensialenergi som omdannes til varme - forårsaker konveksjonsstrømmer som frigjør hydrokarboner til atmosfæren. Denne modellen ville forklare tilstedeværelsen av forskjellige hydrokarboner i Neptuns atmosfære.
I 2017 kommer nye eksperimenter som simulerer forholdene som antas å herske rundt 10.000 km under overflaten av Uranus og Neptun, for å konsolidere denne modellen ved å produsere diamanter av nanometrisk størrelse. Disse forholdene med høy temperatur og trykk kan ikke opprettholdes i mer enn en nanosekund på jorden, men under forholdene som hersker i atmosfæren i Neptun eller Uranus, ville nanodiamantene ha tid til å vokse for å gi diamanter. Det antas også at denne typen diamantdusj forekommer på Jupiter og Saturn. Toppen av mantelen kan også være et hav av flytende karbon der solide "diamanter" flyter.
Mantelen tilsvarer mellom 10 og 15 landmasser og er rik på vann, ammoniakk og metan. Som det er vanlig innen planetarisk vitenskap, blir denne blandingen referert til som iskald, selv om den er en varm og tett væske. Denne væsken, som har høy elektrisk ledningsevne , blir noen ganger referert til som vann-ammoniakkhavet. Mantelen kan bestå av et lag av ionisk vann hvor vannmolekyler brytes ned til hydrogen- og oksygenioner , og dypere inn i superionisk vann , hvori oksygen krystalliserer men de hydrogenioner flyte fritt i gitteret. Oksygen.
Det varierte klimaet i Neptun sammenlignet med Uranus skyldes delvis dens høyere indre varme . De øvre områdene i Neptuns troposfære når en lav temperatur på 55 K (-218,15 ° C) . På en dybde der atmosfæretrykket er lik 1 bar (100 kPa ) , er temperaturen 72 K (-201,15 ° C) . Dypere inne i gasslagene stiger temperaturen jevnt og trutt.
Som med Uranus er kilden til denne oppvarmingen ukjent. Forskjellen er imidlertid større på Neptun: hvis Uranus utstråler 1,1 ganger mer energi enn den mottar fra solen, utstråler Neptun omtrent 2,61 ganger mer energi enn den mottar. Så selv om Neptun er 50% lenger fra solen enn Uranus og derfor bare mottar 40% av sollyset , er dens indre varme tilstrekkelig til å generere de raskeste planetvindene i solsystemet .
Avhengig av de termiske egenskapene til det indre, kan varmen som resulterer fra dannelsen av planeten være tilstrekkelig til å forklare denne nåværende varmestrømmen, selv om det samtidig er vanskelig å forklare Uranus 'mangel på indre varme mens man ser den tilsynelatende likheten mellom de to planetene . Det er også mulig at de atmosfæriske aktivitetene på de to frosne gigantene er mer avhengige av solbestråling enn av hvor mye varme som slipper ut fra deres indre.
Neptuns atmosfære, mer enn 8 000 km tykk , består av et volum på omtrent 80% hydrogen og 19% helium med rundt 1,5% CH 4 metan.- det faktum at summen er mer enn 100% skyldes usikkerheten om disse proporsjonene. Spor av ammoniakk (NH 3), Etan (C 2 H 6) Og acetylen (C 2 H 2) ble også oppdaget. Atmosfæren danner omtrent 5% til 10% av massen og representerer 10% til 20% av radien.
Neptuns blå farge kommer hovedsakelig fra metan som absorberer lys i rød bølgelengde . Faktisk eksisterer betydelige absorpsjonsbånd av metan ved bølgelengder av det elektromagnetiske spekteret større enn 600 nm . Den asurblå fargen på atmosfæren i Neptun kan imidlertid ikke forklares med den eneste metan - som vil gi en farge nærmere akvamarinen til Uranus - og andre kjemiske arter , for øyeblikket ikke identifisert, er absolutt opprinnelsen til denne spesielle nyansen . Faktisk, når det atmosfæriske metaninnholdet i Neptun ligner på Uranus, ville de ellers ha samme farge.
Neptuns atmosfære er delt inn i to hovedregioner: den nedre troposfæren , hvor temperaturen synker med høyden, og stratosfæren , der temperaturen øker med høyden. Grensen mellom de to, tropopausen , har et trykk på 0,1 bar (10 kPa) . Den stratosfæren gir deretter måte til den termo mot trykk nær 10 -5 til 10 -4 bar (1 til 10 Pa ) og deretter gradvis går over til Exosphere .
Modeller antyder at Neptuns troposfære er omgitt av skyer med varierende sammensetning avhengig av høyde. Den sky øverste nivå er ved trykk under en bar, der temperaturen gjør det mulig for metan til å kondensere. For trykk mellom en og fem bar (100 og 500 kPa ), vil det dannes skyer av ammoniakk og hydrogensulfid . Over et trykk på fem barer kan skyer bestå av ammoniakk, ammoniumsulfid , hydrogensulfid og vann. Dypere, rundt 50 barer og hvor temperaturen når 0 ° C , ville det være mulig å finne skyer av vannis.
Det ble observert skyer i stor høyde over Neptun, som kastet skygger på den ugjennomsiktige overskyede broen nedenfor. Det er også skybånd i høy høyde som omgir planeten i konstant breddegrad. Disse omkretsbåndene har bredder på 50 og 150 km og ligger omtrent 50 og 110 km over den grumsete broen. Disse høydene tilsvarer troposfæren, der klimatiske fenomener oppstår.
Bilder av Neptun tyder på at den nedre stratosfæren er grumsete på grunn av kondens av produkter fra ultrafiolett fotolyse av metan, for eksempel etan og etyn . Stratosfæren har også spor av karbonmonoksid og hydrogencyanid . Neptuns stratosfære er varmere enn Uranus på grunn av den høye konsentrasjonen av hydrokarboner .
Av årsaker som fortsatt er uklare, har termosfæren en unormalt høy temperatur på rundt 750 K (476,85 ° C) , og planeten er for langt fra solen til at denne varmen kan genereres av ultrafiolett stråling . Oppvarmingsmekanismen kan være den atmosfæriske interaksjonen med ionene i planetens magnetfelt . Det kan også være et resultat av at gravitasjonsbølger sprer seg i atmosfæren. Den termo inneholder spor av karbondioksyd og vann, som kan ha blitt avsatt fra eksterne kilder som meteoritter og støv. En ionosfære bestående av flere lag ble også oppdaget mellom 1000 og 4000 km over 1 bar nivå .
Temperaturen målt i de øvre lagene i atmosfæren er rundt 55 K ( −218 ° C ), det laveste gjennomsnittet målt på en planet i solsystemet, etter Uranus .
Den klimaet på Neptune er kjennetegnet ved omfattende storm systemer, med vind som overskrider 2000 km / t (ca. 550 m / s ), nesten en supersonisk strømning i atmosfæren utenfor jorden, - hvor lydhastigheten er dobbelt så stor som på jorden. Disse vindene er også de raskeste i solsystemet. Ved å følge bevegelsen til de vedvarende skyene, har det blitt observert at vindhastigheten varierer fra 20 m / s når man går østover til 325 m / s når man går vestover. På toppen av skyene varierer vindene i hastighet fra 400 m / s langs ekvator opp til 250 m / s ved stolpene. De fleste vindene på Neptun beveger seg i en retning motsatt planetens rotasjon. Det generelle vindmønsteret viser også progradrotasjon på høye breddegrader kontra retrograd rotasjon på lave breddegrader. Denne forskjellen i strømningsretning vil være en slags hudeffekt og ikke et resultat av dypere atmosfæriske prosesser.
Neptun skiller seg sterkt fra Uranus i sitt typiske nivå av meteorologisk aktivitet . Faktisk ble det ikke observert noen lignende fenomen på Uranus i henhold til observasjonene til Voyager 2 i 1986 .
Overfloden av metan, etan og acetylen ved Neptuns ekvator er 10 til 100 ganger større enn ved polene. Dette tolkes som bevis på fenomener som ligner på en oppstrømning av vann ved ekvator forårsaket av vind og deretter et stup med vann nær polene. Faktisk kan fotokjemi ellers ikke forklare fordelingen uten meridian sirkulasjon.
I 2007 ble det oppdaget at den øvre troposfæren ved Neptuns sørpol er omtrent 10 grader varmere enn resten av atmosfæren, som har en gjennomsnittstemperatur på omtrent 73 K (−200,15 ° C) . Temperaturforskjellen er tilstrekkelig til at metan, som er frosset andre steder i troposfæren, kan slippe ut i stratosfæren nær polen. Dette relative hotspotet skyldes den aksiale tiltingen av Neptun, som utsetter sørpolen for solen i løpet av det siste kvartalet av Neptuns år, eller omtrent 40 jordår. Når Neptun sakte beveger seg til motsatt side av solen, blir sørpolen mørkere og nordpolen opplyst, noe som får dette varme stedet til å skifte til nordpolen.
På grunn av sesongmessige endringer, med planeten som kommer inn på våren på den sørlige halvkule, øker Neptuns skybånd på den sørlige halvkule i størrelse og albedo . Denne trenden observeres for første gang i 1980, og skal vare til 2020-tallet på grunn av årstidene som varer førti år på Neptun på grunn av den lange revolusjonsperioden.
Da Voyager 2 besøkte i 1989, var planetens mest særegne merke " Great Dark Spot ", som var omtrent halvparten så stor som Jupiters " Great Red Spot " . Dette stedet var en gigantisk antisyklon som dekket 13.000 × 6600 km som kunne bevege seg i mer enn 1000 km / t .
The Great Dark Spot genererte store hvite skyer rett under tropopausen . I motsetning til skyene i jordens atmosfære , som består av vann -iskrystaller, består Neptuns av metankrystaller . Mens cirrusskyene på jorden dannes og deretter spres i løpet av få timer, var de på Great Spot fremdeles til stede etter 36 timer (dvs. to rotasjoner av planeten).
I November 1994, oppdager Hubble- romteleskopet at det har forsvunnet helt, noe som indikerer for astronomer at det var dekket eller at det hadde forsvunnet. Vedvarenheten til de medfølgende skyene beviser at noen gamle flekker kan forbli i form av sykloner . Imidlertid hadde et nesten identisk sted da dukket opp på Neptuns nordlige halvkule. Dette nye stedet, kalt Great Dark Spot of the North (NGDS), forble synlig i flere år. I 2018 ble et nytt lignende sted oppdaget av Hubble.
Den Scooter er en klynge av hvite skyer lenger sør av den store mørke flekken. Denne monikeren dukket først opp i månedene før Voyager 2s flyby i 1989 da den ble observert å bevege seg i raskere hastigheter enn Great Dark Spot. The Little Dark Spot er en enda lenger sør syklon , den nest mest intense stormen som ble observert under flyby 1989. På de første bildene er det helt mørkt, men da Voyager 2 nærmet seg planeten, utviklet det seg en lys kjerne som kan sees på de fleste bilder med høy oppløsning . Disse to stedene hadde også forsvunnet under observasjonen fra 1994 av Hubble.
Disse mørke flekkene forekommer i troposfæren i lavere høyder enn lysere skyer, så de ser ut som hull i øvre skybroer. Ettersom dette er stabile egenskaper som kan vedvare i flere måneder, antas det at de har vortexstrukturer . De lysere, mer vedvarende metanskyene som dannes nær tropopausen, er ofte forbundet med mørke flekker. Mørke flekker kan forsvinne når de migrerer for nær ekvator eller muligens av en annen ukjent mekanisme.
Den magneto Neptune ligner Uranus, med et magnetisk felt sterkt skråstilt 47 ° i forhold til sin akse for dreining og forskyvning av minst 0,55 stråle av den fysiske midten av planet (ca. 13 500 km ).
Før Voyager 2 kom til Neptun, ble det antatt at Uranus 'vippede magnetosfære var et resultat av at han roterte sidelengs. Men ved å sammenligne magnetfeltene til de to planetene antas det nå at denne ekstreme vippingen kan være karakteristisk for magnetiske strømninger som stammer fra planetene og ikke er et resultat av dens fysiske forskyvning eller omvendte polaritet. Dette feltet vil da bli generert av bevegelser av konvektiv væske i et tynt sfærisk lag av elektrisk ledende væsker (sannsynligvis en kombinasjon av ammoniakk, metan og vann), noe som skaper en dynamo -effekt . Imidlertid antyder egenskapene at den kan genereres av en annen mekanisme enn de fra Jorden, Jupiter eller Saturn.
Feltet har en rotasjonsperiode på 16,11 timer. Den dipolare komponenten i magnetfeltet ved Neptuns magnetiske ekvator er omtrent 14 mikroteslas ( 0,14 G ). Det magnetiske momentdipolen Neptun er omtrent 2,2 T · m 3 (eller 14 mikroT · Rn 3 , der Rn er Neptuns radius). Neptuns magnetfelt har en kompleks geometri som inkluderer relativt store bidrag av ikke-dipolære komponenter, inkludert et sterkt kvadrupolmoment som kan overstige dipolmomentet i intensitet. Omvendt har planeter som Jorden , Jupiter og Saturn bare relativt små kvadrupolmomenter, og feltene deres er mindre vippet mot polaraksen. Neptuns store firemannsøyeblikk kan være resultatet av skiftet fra sentrum av planeten og de geometriske begrensningene til feltets dynamogenerator. I tillegg oppdages polare nordlys på planeten av Voyager 2 .
Den sjokk rainbow ( "bow sjokk" ) Neptune - hvor magneto begynner å påvirke solens vinden - forekommer i en avstand på 34,9 ganger avstanden mellom planet. Den Magneto - hvor trykket av magneto utbalanserer solvinden - er plassert i en avstand på 23 til 26,5 ganger radien av Neptune. Halen på magnetosfæren strekker seg til minst 72 ganger Neptuns radius, og sannsynligvis mye lenger.
Den semi-store aksen mellom Neptun og Solen er 4,5 milliarder kilometer (ca. 30,1 astronomiske enheter ), og den fullfører en bane i gjennomsnitt hvert 164,79 ± 0,1 år. Avstanden til perihelion er 29,81 AU og 30,33 AU ved aphelion , noe som tilsvarer en orbital eksentrisitet på 0,008678. Dessuten er Neptuns bane skrått 1,77 ° fra jordens og på det ekliptiske plan .
de 11. juli 2011, Full Neptune sin første full bane siden den ble oppdaget i 1846. Men på grunn av bevegelse av Solen i forhold til barycenter av solsystemet , Neptune var ikke på11. julipå den posisjonen der den hadde blitt oppdaget i forhold til solen. Således, i det vanlige heliosentriske koordinatsystemet , ble lengden på oppdagelsen nådd12. juli.
Neptuns aksiale helling er 28,32 °, noe som ligner Jordens (23 °) og Mars (25 °). Som et resultat gjennomgår Neptun de samme sesongmessige endringene som er kjent på jorden. Neptuns lange kredittperiode betyr imidlertid at disse sesongene varer i førti jordår, med planeten på 2020 -tallet om våren på den sørlige halvkule.
Den sideriske dagen er omtrent 16 timer 7 minutter, definert av rotasjonsperioden for planetens magnetfelt . Faktisk litt tid før sin flukt over hele planeten, Voyager 2 oppdager radiobølger med jevne mellomrom, tegn til sin magnetfelt. Sistnevnte ble generert av elektriske strømmer internt på planeten, det ble utledet at perioden med intern rotasjon var lik tidsintervallet mellom disse pustene. Denne dreining bevirker en utflatning av planeten: den polare radius er 24 341 km , mens den ekvatorradius er 24 764 km (trykknivå ved 1 bar ).
Men siden Neptun ikke er en solid kropp, gjennomgår atmosfæren sin differensialrotasjon . Dermed roterer dens ekvatoriale sone med en periode på ca. 18 timer mens rotasjonsperioden til polarområdene er 12 timer. Denne differensielle rotasjonen er den største av alle planetene i Solar systemet og resulterer i sterk vind skjær i breddegrad.
Neptuns bane har en sterk innvirkning på regionen utenfor, kjent som Kuiperbeltet . Dette er en ring av små isete kropper, som ligner på asteroidebeltet, men mye større, som strekker seg fra Neptuns bane 30 AU til omtrent 55 AU fra Solen. På samme måte som Jupiters tyngdekraft dominerer asteroidebeltet, og former strukturen, dominerer Neptuns tyngdekraft Kuiperbeltet. Under utviklingen av solsystemet ble deler av Kuiperbeltet destabilisert av Neptuns tyngdekraft, noe som skapte hull i strukturen til Kuiperbeltet - for eksempel i regionen mellom 40 og 42 AU.
Av orbitale resonanser oppstår når fraksjonen dannet av omløpetiden til Neptun og gjenstanden er et rasjonelt tall , slik som 1: 2 eller 3: 4. Den mest folkerike resonansen i Kuiperbeltet, med over 200 kjente objekter, er 2: 3-resonansen. Objekter i denne resonansen går to baner rundt solen for tre av Neptun og er kjent som plutinos , fordi den største av de kjente Kuiper Belt-objektene, Pluto , er en av dem. Selv om Pluto regelmessig krysser Neptuns bane, sørger 2: 3-resonansen for at de to objektene aldri kan kollidere. 3: 4, 3: 5, 4: 7 og 2: 5 resonanser er mindre befolkede i sammenligning.
Neptun har minst tjue trojanere som okkuperer de to stabile Lagrange-punktene L 4 og L 5 i Sun-Neptune-systemet, den ene fører og den andre drar Neptun inn i sin bane. De neptuntrojanere asteroider kan betraktes som å være i 1: 1 resonans med Neptune. Noen trojanere er bemerkelsesverdig stabile i banene sine og sannsynligvis dannet samtidig med Neptun i stedet for fanget.
Dannelsen av iskjempene , Neptun og Uranus, viser seg vanskelig å modellere med presisjon. Gjeldende modeller antyder at tettheten av materie i de ytre områder av den Solar systemet er for lav til å gjøre rede for dannelsen av slike store legemer fra det tradisjonelt akseptert metode for kjernen Tilveksten , også kjent som hjertet Tilveksten modell. . Dermed har forskjellige hypoteser blitt fremmet for å forklare utseendet.
Den første er at isgigantene ikke ble dannet av kjerneopphopning, men av ustabilitet i den opprinnelige protoplanetariske skiven som deretter så atmosfæren blåst bort av stråling fra en massiv OB -forening. I nærheten.
En annen er at de dannet seg nærmere Solen, hvor tettheten av materie var høyere, og deretter utførte en planetvandring til deres nåværende baner etter at den gassformede protoplanetarisk skiven trakk seg tilbake. Denne hypotesen om migrasjon etter dannelse er nå favorisert på grunn av dens evne til bedre å forklare okkupasjonen av populasjoner av små gjenstander observert i den transneptuniske regionen. Den mest aksepterte strømmen av forklaringer på detaljene i denne hypotesen er kjent som Nice -modellen , som undersøker effekten av en migrasjon av Neptun og de andre gigantiske planetene på strukturen til Kuiper -beltet.
Neptun har 14 kjente naturlige satellitter .
Den mest massive er Triton , oppdaget av William Lassell bare 17 dager etter oppdagelsen av Neptun, The10. oktober 1846. Det er den 8 th ved å øke avstanden til sistnevnte og omfatter mer enn 99,5% av massen i bane rundt planet, slik at det er den eneste tilstrekkelig massivt til å gjennomgå tyngdekreftene er tilstrekkelig til å være sfæroidale . Videre har den en diameter på litt over 2700 km , slik at 7 th naturlige satellitt av solcellesystemet ved å redusere størrelse - og en større stjerne enn Pluto .
Det er også den eneste store kjente satellitten i solsystemet som har en retrograd bane - det vil si omvendt til planetens rotasjonsretning - noe som indikerer at det faktisk er en gammel dvergplanet som stammer fra Kuiperbeltet fanget av Neptun . Triton kretser rundt Neptun på 5 dager og 21 timer på en nesten sirkulær bane med en halv- hovedakse på 354 759 km . Det er nær nok til at Neptun er låst i synkron rotasjon og sakte spiraler innover på grunn av tidevannsakselerasjon . Den vil til slutt falle fra hverandre på rundt 3,6 milliarder år når den når Roche-grensen .
Hellingen på aksen er 156,865 ° på Laplace-planet i systemet, og opptil 129,6 ° (-50,4 °) på planetens orbitalplan. Dette gir det veldig markerte årstider gjennom hele det neptuniske året, 164,79 jordår lange ; sørlige halvkule passerte dermed sommersolverv i 2000 . I 1989 var Triton det kaldeste objektet noensinne målt i solsystemet, med temperaturer estimert til 38 K (−235,15 ° C) .
Nereid , den andre satellitten til Neptun som ble oppdaget, ble først oppdaget i 1949, mer enn et århundre etter Triton. Svært uregelmessig, det er den tredje mest massive månen i det neptuniske systemet og har en av de mest eksentriske banene til noen satellitt i solsystemet - bare overgått av Bestla , en Saturn -satellitt. Dessuten gir orbitaleksentrisiteten 0,751 en apoapsis syv ganger større enn periapsis (minimumsavstand til Neptun).
Før ankomsten av Voyager 2 sonde i planetens system, ble en eneste annen måne oppdaget: Larissa , i 1981, takket være en stjerne okkultasjon ; Imidlertid blir denne tredje månen bare observert igjen under flyturen over Neptun av romfartssonden.
Analysen av fotografiene som ble overført av Voyager 2 i 1989, gjorde det mulig å oppdage fem nye satellitter: Naïade , Thalassa , Despina , Galatée og Protée . De første fire, den innerste, bane nær nok til å være plassert i ringene til Neptun . Proteus, derimot, er en uregelmessig formet måne og bemerkelsesverdig fordi det er den maksimale størrelsen et objekt med dens tetthet kan nå uten å bli forvandlet til en sfærisk form av sin egen tyngdekraft. Selv om den nest mest massive Neptunian-månen, representerer den bare 0,25% av massen av Triton.
Fem nye uregelmessige måner ble oppdaget mellom 2002 og 2003, deretter kalt Psamathée , Halimède , Sao , Laomédie og Néso i februar 2007. I 2013 ble den siste månen som ble oppdaget den minste som er kjent hittil, Hippocampus , ved å kombinere flere bilder av 'Hubble . Fordi Neptun er den romerske havguden , er Neptuns måner oppkalt etter lavere havgud .
Neptun har et system med planetariske ringer , men mye mindre omfattende enn Saturn . Ringene er mørke, og deres sammensetning og opprinnelse er usikker: de kan være laget av ispartikler dekket med silikater , støv eller et karbonbasert materiale , noe som mest sannsynlig gir dem en rødlig fargetone.
William Lassell nevner først eksistensen av ringene i 1846, men det kunne ha vært en lysavvik . Den første pålitelige oppdagelsen av en ring ble gjort i 1968, men gikk upåaktet hen til 1977, etter oppdagelsen av ringene til Uranus som førte forskere til å lete etter dem rundt Neptun. Derfra rapporteres bevis for tilstedeværelse av ringer. I løpet av en stjern okkultasjon i 1984 tilslører ringene en stjerne under nedsenking, men ikke under emisjon, noe som da antyder at de kan ha hull.
Det er bildene av Voyager 2 i 1989 som avslører dens eksistens, at de virkelig er "hele" og at det er flere. En av dem, Adams -ringen, har "buer" - det vil si deler som er lysere enn resten av ringen - som er navngitt mot klokken Freedom, Equality (1 og 2 fordi det er en dobbel bue), Brotherhood and Courage at tidspunktet for deres første observasjon under stjernens okkultasjon ; de tre første navnene er oppkalt etter det franske mottoet av André Brahic .
De tre hovedringene er Galle, 41.900 km fra sentrum av Neptun, Le Verrier, 53.200 km , og Adams, 62.932 km. En liten utvendig forlengelse av Le Verrier -ringen heter Lassell. Sistnevnte er avgrenset på ytterkanten av Arago -ringen på 57 600 km . Le Verrier, Arago og Adams er smale med bredder på rundt 100 km maksimalt, mens Galle og Lassell derimot er veldig brede - mellom 2000 og 5000 km . Fire små måner har baner i ringsystemet: Naïade og Thalassa har sine baner i intervallet mellom ringene til Galle og Le Verrier. Despina er like innenfor Le Verrier-ringen og Galatée er inne i Adams-ringen. På den annen side, hvis eksistensen av buer tidligere var vanskelig å forklare fordi bevegelseslovene forutsier at buer ville spre seg ut i en ensartet ring over korte tidsskalaer, tror astronomer nå at buer er innelukket i sin nåværende form. Av gravitasjonen effekter av Galatea .
Etternavn | Avstand
gjennomsnitt (km) |
Bredde (km) |
---|---|---|
Gall | 41.900 | 2.000 |
Glassmakeren | 53.200 | 110 |
Lassell | 55.200 | 4000 |
Arago | 57.200 | 100 |
Adams | 62 932 | 15 til 50 |
Ringene til Neptun inneholder en stor mengde støv, hvis størrelse er i størrelsesorden av et mikrometer: støvfraksjonen avhengig av den vurderte seksjonen varierer fra 20% til 70%. I denne forbindelse ligner de ringene til Jupiter , hvor andelen støv er 50% til 100%, og er veldig forskjellige fra ringene til Saturn og Uranus, som inneholder lite støv (mindre enn 0,1%) og er derfor mindre lyse. Sett som en helhet, ligner ringene til Neptun ringene til Jupiter, begge systemene består av fine og smale støvringer og store enda tynnere støvringer.
Neptuns ringer, som Uranus, anses å være relativt unge; deres alder er utvilsomt mye lavere enn solsystemets . På den annen side, som med Uranus, dannet trolig Neptuns ringer som et resultat av fragmenteringen av gamle indre måner under kollisjoner. Disse kollisjonene resulterer faktisk i dannelse av belter til små måner , som er like mange støvkilder for ringene. Terrestriske observasjoner som ble annonsert i 2005 ser ut til å vise at ringene til Neptun er ustabile, og bildene som ble tatt på WM Keck -observatoriet i 2002 og 2003 viser en betydelig nedbrytning av ringene sammenlignet med bildene av Voyager 2 ; spesielt ser det ut til at Liberty- buen var på vei ut. I 2009 hadde buen Liberté og Courage forsvunnet.
I likhet med jorden , mars , Jupiter og Uranus , har Neptun trojanske asteroider som deler sin bane rundt solen .
I 2020 er det tjue på Lagrange punkt L 4 (foran) og tre på punkt L 5 (sent). 2001 QR 322 er den første observerte iAugust 2001av Marc William Buies team på 4 m Blanco-teleskopet til Cerro Tololo Observatory . Den relative posisjonen svinger rundt punkt L 4 og langs den neptuniske bane med en periode på omtrent 10 000 år. Banen er veldig stabil, så det er i en region som garanterer at den fortsatt vil gå i bane med Neptun i milliarder av år.
I 2004 og 2005 ble tre nye trojanere oppdaget av Scott S. Sheppard og Chadwick Trujillo . En av dem, 2005 TN 53 , har samme omløpstid som Neptun og går i bane ved Neptuns Lagrange L 4-punkt, men med en helning på 25 grader. De to andre heter (385571) Otréré og (385695) Clété , etter to amazoner . 2008 LC 18 er den første trojaneren som ble funnet på punkt L 5 i Neptun.
Studier har vist at det ville være mulig for en teoretisk kvasi-satellitt av Uranus eller Neptun å forbli slik i solsystemets levetid under visse forhold med eksentrisitet og tilbøyelighet . Slike gjenstander er ennå ikke oppdaget, men Neptun har imidlertid en midlertidig kvasisatellitt, (309239) 2007 RW 10 . Dette har vært en nesten satellitt av Neptun i omtrent 12.500 år og forventes å forbli i denne dynamiske tilstanden i det minste så lenge.
På grunn av utviklingen av bane har Neptun belyst betraktelig siden 1980. Den tilsynelatende størrelsen varierer i 2020 -årene mellom 7,67 og 8,0 med et gjennomsnitt på 7,78, mens planeten før 1980 hadde en gjennomsnittlig størrelse på omtrent 8,0. Den visuelle grensestørrelsen for det blotte øye er 6, men Neptun forblir alltid usynlig uten et instrument. Et kraftig teleskop eller kikkert vil vise Neptun som en liten blå plate, som ligner Uranus.
På grunn av Neptuns avstand fra jorden, som varierer fra 4,31 til 4,69 milliarder kilometer , varierer dens tilsynelatende størrelse bare fra 2,2 til 2,4 buesekunder, den minste variasjonen for en planet. Av solsystemet. Den tilsynelatende lille størrelsen som gjorde visuelle studier vanskelig, mest kunnskap om det var følgelig begrenset - for eksempel verdien av rotasjonsperioden - til Voyager 2 -flyby og deretter advent av Hubble -romteleskopet og de større. Adaptive Optics (AO) bakken teleskoper . Den første vitenskapelig utnyttbare observasjonen av Neptun fra bakkebaserte teleskoper ved bruk av adaptiv optikk ble utført i 1997 på Hawaii . Den sørlige halvkule av Neptun har vært siden 1980-tallet i vårsesongen - som vil vare i rundt 40 år på grunn av den 165 år lange revolusjonsperioden - og det er således blitt observert at den varmer opp, med atmosfærisk aktivitet og lysstyrke økt tilsvarende. . Kombinert med teknologiske fremskritt tar adaptive optiske bakketeleskoper opp stadig mer detaljerte bilder.
Fra Jorden gjennomgår Neptun tilsynelatende retrograd bevegelse hver 367 dag, noe som resulterer i en sløyfelignende bevegelse forbi de faste stjernene på hver opposisjon . Disse løkkene førte ham nær oppdagelseskoordinatene i 1846 i april ogjuli 2010 og igjen i oktober og november 2011. Funnets lengdegrad nås den 11. eller12. juli 2011, som markerer sin første fulle bane siden Johann Galles første observasjon .
Observasjonen av Neptun i radiobølgebåndet viser at den er en kilde til både kontinuerlig utslipp og uregelmessige utbrudd. Disse to kildene kommer fra det roterende magnetfeltet. I den infrarøde delen av spekteret ser Neptuns stormer lyse ut mot den kjøligere bakgrunnen, noe som gjør det enkelt å spore størrelsen og formen på disse funksjonene.
Voyager 2 er den første og eneste romsonden som har besøkt Neptun og kilden til flertallet av dagens kunnskap på planeten. Banen gjennom det Neptuniske systemet er ferdig når flyet over Uranus og dets måner er fullført. Siden dette må være Voyager 2s siste passasjenær en planet, er det ingen begrensninger på hvordan man skal forlate planetsystemet, og flere valg er mulige: det vitenskapelige teamet velger derfor en lav passasje. Avstand fra nordpolen i Neptun som vil gjøre det mulig å bruke gravitasjonsassistenten fra planeten til å få sonden til å stupe under ekliptikken for en tett flytur over Triton , Neptuns hovedmåne, uansett hvilken konsekvens det vil få av banen, i likhet med det som ble gjort for Voyager 1 med Saturn og dens Titan måne.
Avstanden fra Neptun reduserer den teoretiske hastigheten radiolinken tillater. Det ble også tatt flere tiltak i årene før overflygingen for å styrke nettverket av bakkenett, spesielt økningen i størrelsen på de eksisterende mottaksantennene, igangkjøringen av en ny antenne ved Usuda i Japan og bruken av Very Large Array i New Mexico .
De første observasjonene er gjort fra Mars 1989, det vil si 90 dager før passasjen nærmere Neptun og nesten tre år etter Uranus flyby. De gjør det mulig å oppdage ringene til Neptun, hvis eksistens aldri hadde blitt bevist før da: de består av veldig fine partikler som ikke tillater observasjon fra jorden. Et magnetfelt oppdages og måles, som flyttes fra det geologiske senteret og skråner som Uranus, men imidlertid av mye svakere intensitet. Under kryssingen av det Neptuniske systemet blir fem nye - eller 6 inkludert Larissa - måner oppdaget. Med tanke på Voyager 2s avstand , er det vanskelig å sende inn nye instruksjoner for observasjon av disse nye himmellegemene. Bare Proteus (400 km i diameter) blir oppdaget tidlig nok til å planlegge detaljerte observasjoner. Dette er fordi det tok 246 minutter å ta romfartøyets signaler til jorden, og som et resultat var Voyager 2s oppdrag avhengig av forhåndslastede kontroller.
Overflyging av Neptun finner sted på 25. august 1989 : Voyager 2 passerer 4950 km fra planetens nordpol. Atmosfæren til Neptun analyseres. Til tross for den lille solenergien som mottas på grunn av dens avstand (3% av det Jupiter mottar), observeres atmosfærisk dynamikk med manifestasjoner som " Great Dark Spot " og skyer. Vinden som beveger seg over 2000 km / t måles. Studiet av magnetfeltet gjør det mulig å bestemme at varigheten av en rotasjon er 16,11 timer. Flyby gir også den første nøyaktige målingen av massen av Neptun som ble funnet å være 0,5% mindre enn den som er beregnet tidligere. Denne nye verdien gjorde det mulig å tilbakevise hypotesen der en uoppdaget planet X handlet i banene til Neptun og Uranus. Bilder av Voyager 2 vises live under et nattlig PBS- program , Neptune All Night .
Voyager 2 passerer 39790 kmfraTritonog kan samle veldig presise data om denne månen. Det vitenskapelige samfunn anslått den gangen at diameteren på Triton var mellom 3800 og 5000 km ; sonden lar dette tallet reduseres til 2760 km. Svært få kratere observeres, noe som forklares av vulkanisme hvis manifestasjoner i form av spor etter geysirer blir observert på polene. En tynn atmosfære (trykk på 10 til 14 millibar eller 1% til 1,4% av jordens), utvilsomt som følge av denne aktiviteten, oppdages av Voyager 2 . Tritons overflatetemperatur,38 Kelvin, er den kaldeste som noensinne er oppdaget i et himmellegeme i solsystemet.
Etter Voyager 2 flyby-oppdrag , regnes den neste fasen av vitenskapelig utforskning av det Neptuniske systemet som en del av flaggskipsprogrammet . Et slikt hypotetisk oppdrag burde være mulig på slutten av 2020-tallet eller tidlig på 2030-tallet. Et pågående forslag til Discovery-programmet , Trident , skulle også fly over Neptun og Triton.
Imidlertid har det allerede vært diskusjoner for å starte oppdragene til Neptun tidligere. I 2003 ble det foreslått et Neptune Orbiter- sondeprosjekt med mål som ligner på Cassini, da i 2009, Argo- oppdraget som ville ha besøkt Jupiter , Saturn , Neptun og et objekt i Kuiper-beltet . I tillegg kunne New Horizons 2 - som senere ble avviklet - også ha utført et tett flyby av det Neptuniske systemet.
Den kjemiske element neptunium ble oppdaget av Edwin McMillan og Philip Abelson i 1940. Funnet ble gjort ved Berkeley Radiation Laboratory - nå Lawrence Berkeley National Laboratory - ved University of California i Berkeley , hvor teamet produsert isotop 239. den neptunium , en halveringstid på 2,4 dager, bombarderer uran 238 (refererer til Uranus) med nøytroner . Dette er mellomtrinnet som fører til produksjon av plutonium 239 (med henvisning til Pluto ).
Etter Operasjon Uranus er Operation Neptun kodenavnet som ble gitt til landingen av de allierte troppene i NormandieJuni 1944under andre verdenskrig . Det går foran slaget ved Normandie .
"Neptune, Mystic" er 7 th og endelig bevegelse av arbeidet for stort orkester planeter , sammensatt og er skrevet av Gustav Holst mellom 1,914 og 1,916.
Jimi Hendrix skriver og spiller inn for første gang iSeptember 1969Valleys of Neptune , en sang som bare (offisielt) ble gitt utmars 2010i det samme albumet Valleys of Neptune , førti år etter artistens død.
Siden oppdagelsen har Neptune dukket opp i mange science fiction- verk . Det er spesielt de siste restene av menneskeheten på slutten av solsystemet i romanen av Olaf Stapledon Last and First Men (1930) eller de viktigste dekorasjonsfilmene Ad Astra av James Gray (2019) og Event Horizon, The Afterlife av Paul WS Anderson (1997).
Hun har også blitt portrettert i den animerte serien Futurama , pilotepisoden til Star Trek: Enterprise og In the Arms of Morpheus- episoden av Doctor Who .
Det astronomiske symbolet på Neptun er en stilisert versjon av tridenten til guden Neptun, som den tar navnet fra. I moderne tid brukes den fremdeles som et astronomisk symbol for planeten, selv om den motvirkes av Den internasjonale astronomiske unionen .
Det er et alternativt symbol som representerer initialene til Le Verrier , som oppdaget planeten, mer vanlig i gammel litteratur (spesielt fransk).
“ Adams fortjener ikke like stor ærverd med Le Verrier for oppdagelsen av Neptun. Denne æren tilhører bare den personen som lyktes både i å forutsi planetens plass og å overbevise astronomer om å søke etter den. "