Neptun | |
Neptunusz, amelyet a Voyager 2 szonda látott 1989-ben. | |
Orbitális jellemzők | |
---|---|
Fél-fő tengely | 4498400000 km (30,069 9 in ) |
Aphelia | 4.537.000.000 km (30.328 in ) |
Napközel | 4459800000 km (29,811 6 in ) |
Orbitális kerület | 28 263 700 000 km (188.931 in ) |
Különcség | 0,00859 |
Forradalmi időszak | 60 216,8 nap (≈ 164,86 a ) |
Zsinati időszak | 367,429 d |
Átlagos keringési sebesség | 5432 48 km / s |
A pálya maximális sebessége | 5,479 5 km / s |
Minimális keringési sebesség | 5,386 1 km / s |
Dőlés az ekliptikán | 1,77 ° |
Növekvő csomópont | 131,784 ° |
Perihelion érv | 273,2 ° |
Ismert műholdak | 14 , különösen Triton . |
Ismert gyűrűk | 5 fő. |
Fizikai tulajdonságok | |
Egyenlítői sugár | 24 764 ± 15 km (3883 föld) |
Poláris sugár | 24 341 ± 30 km (3829 föld) |
Volumetrikus középsugár |
24 622 km (3,865 Föld) |
Lapítás | 0,0171 |
Egyenlítői kerülete | 155 597 km |
Terület | 7 640 8 × 10 9 km 2 (14.98 szárazföld) |
Hangerő | 62.526 × 10 12 km 3 (57.74 szárazföld) |
Tömeg | 102,43 × 10 24 kg (17,147 Föld) |
Összes sűrűség | 1638 kg / m 3 |
Felületi gravitáció | 11,15 m / s 2 (1,14 g) |
Kioldási sebesség | 23,5 km / s |
Forgatási időszak ( sziderális nap ) |
0,671 25 nap (16 óra 6,6 perc ) |
Forgási sebesség (az Egyenlítőnél ) |
9660 km / h |
Tengely billenése | 28,32 ° |
Az északi pólus jobb felemelkedése | 299,36 ° |
Az Északi-sark deklinációja | 43,46 ° |
Vizuális geometriai albedó | 0,41 |
Bond Albedo | 0,29 |
Solar besugárzott | 1,51 W / m 2 (0,001 Föld) |
Fekete egyensúlyi hőmérséklet |
46,6 K ( -226,4 ° C ) |
Felületi hőmérséklet | |
• Hőmérséklet 10 k Pa | 55 K ( −218 ° C ) |
• Hőmérséklet 100 k Pa | 72 K ( -201 ° C ) |
A légkör jellemzői | |
Sűrűség 100 k Pa -nál |
0,45 kg / m 3 |
Skála magassága | 19,1-20,3 km |
Átlagos moláris tömeg | 2,53-2,69 g / mol |
Dihidrogén H 2 | 80 ± 3,2% |
Hélium He | 19 ± 3,2% |
Metán CH 4 | 1,5 ± 0,5% |
Hidrogén-deuterid HD | 190 ppm |
Ammónia NH 3 | 100 ppm |
Etán C 2 H 6 | 2,5 ppm |
Acetilén C 2 H 2 | 100 ppb |
Sztori | |
Felfedezte |
Urbain Le Verrier (számítás), Johann Gottfried Galle ( obsz. ) Az Urbain Le Verrier indikációiról . Lásd : Neptunusz felfedezése . |
Felfedezték |
1846. augusztus 31 (számítás) 1846. szeptember 23( obsz. ) |
A Neptunusz a nyolcadik bolygó a Naptól való távolság és a Naprendszer legtávolabbi sorrendjében . Körülbelül 30,1 AU (4,5 milliárd kilométer) távolságban kering a Nap körül , amelynek orbitális excentricitása a Föld fele és a fordulat 164,79 év . Ez a Naprendszer harmadik legnagyobb tömege és a negyedik legnagyobb méretű bolygó - valamivel masszívabb, de valamivel kisebb, mint az Uránusz . Sőt, ez a legsűrűbb óriásbolygó .
Szabad szemmel nem látható, a Neptunusz az első égi objektum, és a Naprendszer nyolc bolygója közül az egyetlen, amelyet empirikus megfigyelés helyett dedukcióval fedeztek fel . Valójában Alexis Bouvard francia csillagász megjegyezte az Uránusz pályáján megmagyarázhatatlan gravitációs zavarokat, amelyek a XIX . Század elején egy nyolcadik bolygó, a legtávolabbi okát sejtették . Brit csillagászok John Couch Adams 1843-ban és a francia Urbain Le Verrier a 1846 függetlenül számítjuk a megjósolt pozícióját e feltételezett bolygó. Utóbbi számításainak köszönhetően végül először megfigyelték1846. szeptember 23Johann Gottfried Galle porosz csillagász , egy fokkal az előre jelzett pozíciótól. Noha Galle Le Verrier számításait használta a bolygó felfedezéséhez, az Adams és Le Verrier közötti felfedezés szerzőjét sokáig vitatták. Legnagyobb holdját , a Tritont 17 nappal később fedezte fel William Lassell . 2013 óta a Neptunusz 14 természetes műholdja ismert . A bolygó gyenge és töredezett gyűrűs rendszerrel és magnetoszférával is rendelkezik .
A bolygó távolsága a Földtől, amely nagyon kis látszólagos méretet ad neki , tanulmányozása nehéz a Földön elhelyezett távcsövekkel. Neptune látogatott alatt csak egyszer a Voyager-2 misszió , amely ellátja az átrepülési on1989. augusztus 25. A Hubble űrtávcső és a nagy, adaptív-optikai földi teleszkópok megjelenése ezután további részletes megfigyeléseket tett lehetővé.
A Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonlóan a Neptunusz atmoszférája is főleg hidrogénből és héliumból, valamint nyomokban szénhidrogénekből és esetleg nitrogénből áll , bár asztrofizikai értelemben , vagyis illékony, nagyobb arányban tartalmaz "jeget". olyan anyagok , mint a víz , ammónia és metán . Az Uránuszhoz hasonlóan azonban belseje is főként jégből és sziklákból áll, ezért nevüket „ jégóriásoknak ” nevezik . Ezenkívül a metán részben felelős a Neptunusz légkörének kék árnyalatáért, bár ennek az azúrkéknek a pontos eredete továbbra sem tisztázott. Ezenkívül az Uránusz ködös és viszonylag jellegtelen légkörétől eltérően a Neptunusz légköre aktív és látható időjárási viszonyokat mutat. Például a Voyager 2 repülése idején, 1989 -ben a bolygó déli féltekéjén a sötét sötét folt a Jupiter nagy vörös foltjához hasonlított . Ezeket az időjárási viszonyokat a Naprendszerben ismert legerősebb szél vezérli, elérve a 2100 km / h sebességet . A Naptól való nagy távolságának köszönhetően külső légköre a Naprendszer egyik leghidegebb helye, a felhő csúcshőmérséklete megközelíti az 55 K -t (-218,15 ° C ) .
A bolygó nevezték Neptunusz , a tengerek istene a római mitológiában , és a csillagászati jelkép ♆, stilizált változata az isten háromágú .
A Neptunusz szabad szemmel nem látható ; ezért szükség volt a távcső feltalálására, hogy megfigyelhesse azt. Ez a felfedezés azonban kiemelkedik más bolygókétól, mert mindenekelőtt matematikai : az Uránusz pályájából és jellemzőiből való számítással történik . Így a távcsövet ezután csak a felfedezés megerősítésére használták.
Számos csillagász azonban a XIX . Századi felfedezése előtt megfigyelte, anélkül hogy megjegyezné, hogy ez egy bolygó. Így Galilei csillagászati rajzai azt mutatják, hogy megfigyeli a Neptunust1612. december 28míg a Jupiterrel együtt jelenik meg . A bolygót ezután egyszerű rögzített csillagként tartják nyilván . Egy hónap múlva ismét észreveszi őt az égen, a1613. január 28, és egy 2009 -es tanulmány azt sugallja, hogy még azt is megállapítja, hogy egy közeli csillaghoz képest elmozdult . Így nem lehet rögzített csillag, de Galilei nem von le semmilyen következtetést, és nem idézi fel utólag. Mivel akkor azt hitte, hogy csak egy csillagot figyelt meg, nem tulajdonítják neki a felfedezést. A Neptunust Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande (1732 - 1807) 1795-ben és John Herschel , William Herschel fia is megfigyeli , aki korábban felfedezte az Uránt 1830-ban, anélkül, hogy bármi különösebbet megjegyeztek volna, egy csillagnak is tekintve.
A matematikusok 1788 -ban kezdték megfigyelni, hogy a nemrégiben felfedezett Uránusz bolygó nem mutatott olyan pályát, amely úgy tűnt, hogy megfelel a meglévő modelleknek. Továbbá, minél több idő telik el, annál nagyobb a hiba a csillag bejelentett pozíciója és a rögzített között. Jean-Baptiste, Joseph Delambre megpróbálja megmagyarázni az anomáliákat azzal , hogy számításaiban hozzáadja a Jupiter és a Szaturnusz gravitációs hatását . A táblázatok ekkor pontosabbak, de még mindig nem teszik lehetővé a bolygó mozgásának hosszú távú előrejelzését. 1821 -ben Alexis Bouvard francia csillagász új táblázatokat tett közzé, a felfedezése óta eltelt 40 év során 17 megfigyelés felhasználásával, hiába próbálta megmagyarázni az Uránusz pályáját. A későbbi megfigyelések jelentős eltéréseket tárnak fel a táblázatoktól, ami arra ösztönzi Bouvardot, hogy feltételezzék, hogy egy ismeretlen test gravitációs interakcióval megzavarja a pályát .
A találkozón a brit Science Association , George Airy Biddell beszámol arról, hogy Bouvard táblák hibásak a rendelést egy perc diplomát. Ezután főleg két hipotézist állítanak szembe: Bouvardéval egy másik, még ismeretlen bolygó létezésével kapcsolatban, amely hatással lehet az Uránusz mozgására, és a gravitáció univerzális törvényének megkérdőjelezésére , amelyet Airy javasolt - szerinte a gravitáció elvesztené érvényét, ha az ember eltávolodik a Naptól. Azonban egy új transz-urániai bolygó létezése egyetértés a legtöbb csillagász számára, hogy megmagyarázza az Uránusz mozgásának zavarait.
Cambridge-i hallgató , John Couch Adams megtalálta1841. június 26Airy jelentése az Uránusz pálya problémájáról, és érdeklődik az ügy iránt. 1843-ban, miután befejezte tanulmányait, munkába áll, és a Titius-Bode-ra támaszkodva megkapja az első közelítést az új bolygó és a nap közötti távolsághoz . Mivel a legtöbb bolygó - a Merkúr kivételével - gyengén excentrikus pályával rendelkezik , ezért a számítások egyszerűsítése érdekében feltételezi, hogy pályája kör alakú . Két évvel később fejezte be munkáját, miután a tényleges helyzetnél két foknál kisebb hibával határozta meg Neptunusz helyzetét, de ezt még megfigyeléssel kell megerősítenie. James Challis , a Cambridge Obszervatórium igazgatója a királyi csillagász Sir George Biddell Airy-hez utalja . Utóbbi kezdetben kétségeit fejezi ki fiatal kollégája munkájával kapcsolatban.
Ugyanakkor Franciaországban François Arago - a párizsi obszervatórium akkori igazgatója - arra ösztönözte Urbain Le Verrier matematikust , aki az égi mechanikára szakosodott, hogy határozza meg e nyolcadik bolygó jellemzőit. 1845 -ben kezdte meg munkáját az Uránuszon, és teljesen figyelmen kívül hagyva Adams módját, más és független módszert alkalmazott, majd közzétette első eredményeit1845. november 10-énAz első értekezés az Uránusz elméletéről , majd a Kutatás az Uránusz mozgásáról című1 st június 1846.
Airy, észrevéve a francia csillagász munkáját, párhuzamot vont Adamsével és kapcsolatba került Le Verrierrel. Utóbbi sorra kéri, hogy végezzen kutatásokat a bolygón az imént publikált számítások felhasználásával, de Airy nem hajlandó. Végül nyomására George Peacock , Airy kérdezi James Challis on1846. július 12hogy vállalja az új csillag keresését a távcsővel. Adams, akit Cambridge igazgatója tájékoztatott, új koordinátákat ad Challisnek, pontosítva, hogy az objektum 9 -es nagyságú lenne , de Airy felajánlja Challis -nek, hogy figyelje meg az égbolt nagy részét és akár 11 -es nagyságrendet is . Ez a módszer jóval több megfigyelési időt igényel Challis részéről, különösen mivel nem rendelkezik megbízható térképekkel a megfigyelendő területről. Challis elkezdi kutatásait1 st augusztus 1846 majd augusztusban és szeptemberben átlépi az eget, anélkül, hogy azonosítaná.
A Le Verrier végső eredményeit közli az Académie des sciences -vel1846. augusztus 31. A francia csillagászok lelkesedésének hiányával szembesülve úgy döntött, hogy felhívja egyik ismerősét, Johann Gottfried Galle porosz csillagászt a berlini obszervatóriumból . Heinrich d'Arrest , a hallgató az obszervatórium, azt sugallja, hogy Galle hasonlítsa össze a közelmúltban készült égbolt térképe a régióban a helyét megjósolta Le Verrier a jelenlegi ég, hogy megtalálják a jellemző elmozdulás egy bolygó, szemben az egy csillag .
az 1846. szeptember 23, Galle levélben kapja meg a bolygó helyzetét. Ugyanazon az estén fedezi fel a Neptunuszt, és távcsövét a jelzett helyre irányítja; akkor csak egy fokkal van a Le Verrier által kiszámított helytől. Másnap ismét megfigyeli, hogy ellenőrizze, valóban mozog-e a csillag, mielőtt megerősíti, hogy valóban a kívánt bolygó. A legnagyobb természetes műholdját , a Tritont William Lassell fedezte fel 17 nappal a Neptunusz után.
A Csatorna túloldalán nagy a csalódás. Challis, áttekintve jegyzeteit, felfedezi, hogy kétszer is megfigyelte Neptunust, a 4-es és a 4-esekenAugusztus 12, de nem ismerte el bolygóként, mert hiányzott egy naprakész csillagtérkép, és az üstökösmegfigyelésekkel végzett egyidejű munkája elterelte a figyelmét . Ezenkívül erős nacionalista versengés indul a franciák és az angolok között a felfedezés apaságának tulajdonítása érdekében. A britek előremozdítják az Adams-papírokat, míg a franciák cáfolják, emlékeztetve arra, hogy csak egy hivatalos kiadvány igazolhatja a felfedezést, és elvben elutasítják, hogy Adams neve a Le Verrier neve mellett szerepeljen a történelemkönyvekben. Ban ben1847. június, Adams és Le Verrier először találkoznak a British Association for the Advancement of Science -ben, majd barátságos kapcsolatot tartanak fenn.
Végül nemzetközi konszenzus jelenik meg a Le Verrier és az Adams közös hitelével kapcsolatban. Dennis Rawlins azonban 1966 óta megkérdőjelezte Adams állítását az együttes felfedezésről, és a kérdést a történészek újraértékelték azzal, hogy 1998-ban visszaküldték a " Neptunusz-papírokat " a Greenwichi Királyi Obszervatóriumba . A dokumentumok áttekintése után a fiók azt sugallja, hogy "Adams nem érdemel ugyanolyan elismerést, mint Le Verrier a Neptunusz felfedezéséért". Ez a hitel csak azt illeti meg, akinek sikerült megjósolnia a bolygó helyzetét, és meggyőznie a csillagászokat, hogy keressék meg ” .
Röviddel a felfedezése után a Neptunuszt egyszerűen "az Uránuson kívüli bolygónak" vagy "Le Verrier bolygónak" nevezik. Az első névjavaslat Johann Galle -től származik, aki a " Janus " nevet adja elő , a kezdetek és befejezések, a választások és ajtók római istenétől. Angliában Challis az " Oceanus " nevet javasolja , Ouranos titán fiát (az Uránusz görög megfelelője).
A felfedezés megnevezésének jogára hivatkozva Le Verrier gyorsan javasolta a „Neptunusz” nevet ennek az új bolygónak, miközben hamisan azt állította, hogy a Bureau des longitudes hivatalosan jóváhagyta . Ban ben1848. október, meggondolta magát, és megpróbálta a nevét "Le Verrier" -nek nevezni, az obszervatórium igazgatójának, François Arago hű támogatásával . Ez a javaslat azonban Franciaországon kívül erős ellenállásba ütközött. A francia almanachok újból bevezették a Herschel nevet az Uránra, miután felfedezték ezt a bolygót, Sir William Herschelt , és a "Leverrier" nevet az új bolygóra.
Wilhelm von Struve a "Neptunusz" név mellett szólt1846. december 29-éna Szentpétervári Tudományos Akadémián . Ezenkívül a "Neptunusz" gyorsan vált nemzetközileg elfogadott névvé. A római mitológiában , Neptunusz az isten a tenger, amely a görög isten Poseidon . A mitológiai név iránti kérelem egyébként összhangban van a többi bolygó nómenklatúrájával, amelyek a Föld kivételével a római mitológia nevéhez fűződnek.
A legtöbb nyelv ma a "Neptunusz" név egy változatát használja a bolygóra. A kínai , vietnámi , japán és koreai nyelven , a neve a bolygó fordítva „csillag a király a tenger” (海王星). A modern görögben a világot "Poseidon" -nak ( Ποσειδανας / Poseidonas ) hívják . A héber , רהב ( Rahab ) elnevezett mitikus tengeri szörny említett Zsoltárok könyve , került kiválasztásra a szavazás által kezelt Akadémia a héber nyelv 2009-ben, mint a hivatalos neve a bolygó - bár a név נפטון ( Neptun ) még mindig széles körben használják. Végül, a maori , Nahuatl és gudzsaráti , a bolygó veszi a nevét a maorik tenger istene Tangaroa , az eső istene Tlaloc és a hindu óceán isten Varun ill .
A Neptunusz a nyolc ismert bolygó közül az egyetlen, amelyet matematikai számítással, és nem empirikus megfigyeléssel fedeztek fel. A többi hét bolygótól eltérően a Neptunusz soha nem látható szabad szemmel : látszólagos nagysága 7,6 és 8,0 között van, és körülbelül négyszer kevésbé fényes, mint a szem számára látható halványabb csillagok. Szabad szemmel látszólagos nagysága 6. csak akkor jelenik meg, mint a kék-zöld korong egy távcső .
A XIX . Században és a XX . Század elején a csillagászok úgy vélik, hogy a Neptunusz, akárcsak az Uránusz, egy földi bolygó . 1909-ben a tudósok úgy vélik, hogy a Neptunusz spektrumában megfigyelték a klorofill jelenlétére jellemző zöld sávot , és felvetődik a bolygó növényi életének hipotézise. Néhány évvel később azonban rájövünk, hogy ez a sáv valójában ortokromatikus lemezek használatából származik .
A XIX . Század végén azt sugallják, hogy az Uránusz és a Neptunusz mozgásának szabálytalanságai egy még távolabbi bolygó jelenlétéből fakadnak. Átfogó kutatás után felfedezték a Plútót 1930. február 18William Henry Pickering és Percival Lowell X bolygóra vonatkozó számításai által megadott koordinátákkal . Az új bolygó azonban túl messze van ahhoz, hogy az Uránusz mozgásában észlelt szabálytalanságokat létrehozza, míg a Neptunusz esetében megfigyelhető hibák a bolygó tömegének becslésében (amelyet a Traveling 2 küldetésével azonosítottak ) keletkezett. A Plútó felfedezése tehát meglehetősen véletlen. A nagy távolság miatt a Neptunusz ismerete alacsony maradt legalább 1949 -ig, amikor Gerard Kuiper felfedezte második Nereid holdját . Az 1970-es és 1980-as években nyomokat kaptak a Neptunusz körüli bolygógyűrűk vagy legalább fragmensek valószínű jelenlétéről . 1981-ben a csapat által vezetett Harold Reitsema megfigyelt egyharmadának műholdak, Larissa .
1846-os felfedezésétől egészen a Plútó 1930-as felfedezéséig a Neptunusz volt a legtávolabbi ismert bolygó. Ezzel a felfedezéssel a Neptunusz az utolsó előtti bolygóvá válik, kivéve az 1979 és 1999 közötti 20 éves időszakot, amikor a Plútó elliptikus pályája miatt közelebb került a Naphoz, mint a Neptunusz. Végül a Kuiper-öv felfedezése 1992-ben számos csillagász vitatta a Plútó kérdését, és arról, hogy továbbra is bolygónak kell-e tekinteni, vagy a Kuiper-öv részének. 2006-ban a Nemzetközi Csillagászati Unió először határozta meg a "bolygó" szót, a Plútót " törpe bolygóként " osztályozta át, és a Neptunust ismét a Naptól legtávolabbi bolygóvá tette.
1,024 × 10 26 kg tömegével a Neptunusz közbenső test a Föld és a gázóriások, például a Jupiter vagy a Szaturnusz között . Valójában a neptuniai tömeg 17 -szer nagyobb, mint a Földé, de 1 /19 -e a joviai tömegnek . A bolygó egyenlítői sugara 24 764 km , ami körülbelül négyszerese a Földének. A gravitáció az 1 bar is 11.15 m / s 2 , vagy 1,14-szerese a felületi gravitáció a Földön, felülmúlta csak a Jupiter a Naprendszer.
Mivel a gravitációs tömörítési , Neptune kisebb, mint az Uránusz (49.528 km átmérőjű Neptune, ellen 51.118 km az Uránusz), mert nagyobb tömegű, mint az utóbbi (Uránusz van egy tömege 8,681 × 10 25 kg-os ).
Másrészt a Neptunust és az Uránt gyakran az óriásbolygók alosztályának tekintik , amelyeket " jégóriásoknak " neveznek, mivel kisebb méretűek és az illékony anyagok koncentrációja a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz képest magasabb . Az exobolygók keresésének összefüggésében a Neptunuszt használják metonímiaként : a hasonló tömeggel felfedezett testeket valójában "Neptunusz" -nak minősítik , például a meleg vagy hideg Neptunuszokat .
A Neptunusz belső szerkezete állítólag hasonló az Uránuszéhoz. Továbbá, bár sűrűsége háromszor alacsonyabb, mint a Földé, a Naprendszer legsűrűbb óriásbolygója. Ez azt jelenti, hogy belső terének nagyobb részét olvadt jég és sziklás anyag alkotja. Így valószínűleg szilárd magja van , amely vasból , nikkelből és szilikátokból áll , amelynek tömege a Föld tömegének körülbelül 1,2-szerese. A középpontban a nyomás körülbelül 8 Mbar ( 800 GPa ) - körülbelül kétszer olyan magas, mint a Föld középpontjában - és a hőmérséklet körülbelül 8100 K (7826,85 ° C) - vagy több, mint a belső magban uralkodó. A Földön és a Nap felszínén.
Ennek a magnak a fölött, mint az Uránusz, a Neptunusz meglehetősen egységes összetételt mutathat (különböző jég, hidrogén és hélium ), és nem olyan "réteges" szerkezetet, mint a Jupiter és a Szaturnusz . Az Uránusz és a Neptunusz szerkezetének számos jelenlegi modellje azonban három réteg létezésére utal: egy sziklás mag, egy jégtől folyadékig terjedő, vízből, metánból és ammóniából álló középső réteg, valamint hidrogén és hélium atmoszférája. a valóság összetettebb lehet.
1981-ben a lézeres kompresszióval végzett elméleti tanulmányok és kísérletek arra késztették Marvin Rossot, a Lawrence Livermore nemzeti laboratóriumát , hogy javasolja ennek a rétegnek a teljes ionizálását, és hogy a metánt ott pirolizálják szénné fém vagy gyémánt formájában . A metán szénre és szénhidrogénekre bomlik . Ezután a szén kicsapódása energiát szabadít fel - a gravitációs potenciál energiáját hővé alakítva - olyan konvekciós áramokat okozva, amelyek felszabadítják a szénhidrogéneket a légkörbe. Ez a modell megmagyarázná a különféle szénhidrogének jelenlétét a Neptunusz légkörében.
2017 -ben az új kísérletek, amelyek szimulálják a feltételezett uralkodási körülményeket mintegy 10 000 km -re az Uránusz és a Neptunusz felszíne alatt, megerősítik ezt a modellt nanometrikus méretű gyémántok előállításával. Ezeket a magas hőmérsékleti és nyomásviszonyokat egy nanomásodpercnél tovább nem lehet fenntartani a Földön, de a Neptunusz vagy az Urán légkörében uralkodó körülmények között a nano-gyémántoknak ideje lenne megnőni, hogy gyémántesőt adjanak. Feltételezik azt is, hogy ez a fajta gyémántzuhany a Jupiteren és a Szaturnuszon fordul elő. A palást teteje folyékony szén óceán is lehet, ahol szilárd "gyémántok" lebegnek.
A palást 10–15 szárazföldi tömegnek felel meg, és vízben, ammóniában és metánban gazdag. Ahogy a bolygótudományban szokás, ezt a keveréket jegesnek nevezik, annak ellenére, hogy forró és sűrű folyadékról van szó. Ezt a nagy elektromos vezetőképességű folyadékot néha víz-ammónia óceánnak nevezik. A köpeny állhat egy réteg ionos vízzel, amelyben a vízmolekulák bonthatók hidrogén és oxigén ionokat , és mélyebbre superionic víz , amelyben az oxigén kristályosodik, de a hidrogén-ionok szabadon lebegnek a kristályrácsban. Oxigént.
A változatos éghajlati Neptune képest Uránusz részben annak köszönhető, hogy a magasabb belső hő . A Neptunusz troposzférájának felsőbb régiói alacsony hőmérsékletet, 55 K-t (-218,15 ° C) érnek el . Mélységben, ahol a légköri nyomás egyenlő 1 bar (100 kPa ) , a hőmérséklet 72 K (-201,15 ° C) . A gázrétegek mélyén a hőmérséklet folyamatosan emelkedik.
Az Uránuszhoz hasonlóan ennek a felmelegedésnek a forrása ismeretlen. A különbség azonban nagyobb a Neptunusz esetében: ha az Uránusz 1,1 -szer több energiát sugároz, mint amennyit a Naptól kap, a Neptunusz körülbelül 2,61 -szer több energiát sugároz, mint amennyit kap. Tehát annak ellenére, hogy a Neptunusz 50% -kal távolabb van a Naptól, mint az Uránus, és ezért napfényének csak 40% -át kapja , belső hője elegendő a Naprendszer leggyorsabb bolygószelének előidézéséhez .
A belsõ rész termikus tulajdonságaitól függõen a bolygó kialakulásából származó hõ elegendõ lehet ennek a jelenlegi hõáramnak a magyarázatához, bár nehéz egyszerre megmagyarázni az Uránusz belsõ hõ hiányát, miközben megfigyelhetõ a két bolygó közti látszólagos hasonlóság . Az is lehetséges, hogy a két fagyott óriás légköri tevékenységei inkább a napsugárzástól függenek, mint a belsejükből távozó hő mennyiségétől.
A Neptunusz több mint 8000 km vastag légköre körülbelül 80% hidrogén és 19% hélium , körülbelül 1,5% CH 4 metán térfogatából áll .- az, hogy az összeg meghaladja a 100% -ot, az ezen arányokkal kapcsolatos bizonytalanságoknak köszönhető. Az ammónia nyomai (NH 3), Etán (C 2 H 6) És acetilén (C 2 H 2) is észlelték. Légköre tömegének körülbelül 5–10% -át alkotja, sugara 10–20% -át képviseli.
A Neptunusz kék színe elsősorban a metánból származik, amely vörös hullámhosszú fényt vesz fel . Valójában jelentős metánabszorpciós sávok vannak az elektromágneses spektrum 600 nm-nél nagyobb hullámhosszain . A Neptunusz légkörének azúrkék színét azonban nem lehet megmagyarázni az egyetlen metánnal - amely színt közelebb adna az Uránusz akvamarinjához -, és más , eddig azonosítatlan vegyi fajok minden bizonnyal ennek az árnyéknak az eredete . Valóban, mivel a Neptunusz atmoszférikus metántartalma hasonló az Uránéhoz, különben azonos színűek lennének.
A Neptunusz légköre két fő régióra oszlik: az alsó troposzféra , ahol a hőmérséklet a magassággal csökken, és a sztratoszféra , ahol a hőmérséklet a magassággal növekszik. A határ a két, a tropopauza , nyomása a 0,1 bar (10 kPa) . A sztratoszféra majd utat enged a termoszférában felé nyomás közel 10 -5 10 -4 bar (1-től 10 Pa ), majd fokozatosan átmegy a exoszféra .
A modellek szerint a Neptunusz troposzféráját a magasságtól függően változó összetételű felhők veszik körül. A felhő felső szintje egy bar alatt van, ahol a hőmérséklet lehetővé teszi a metán kondenzálódását. Egy és öt bar (100 és 500 kPa ) közötti nyomás esetén ammónia és kén-hidrogén felhők keletkeznek. Öt bar nyomás felett a felhők ammóniából, ammónium-szulfidból , hidrogén-szulfidból és vízből állhatnak . Mélyebb, körülbelül 50 bar körüli hőmérsékleten, ahol a hőmérséklet eléri a 0 ° C-ot , vízi jégfelhőket lehet találni.
A Neptunusz felett nagy magasságú felhőket figyeltek meg, amelyek árnyékot vetettek az alatta lévő átlátszatlan felhős hídra. Vannak nagy magasságú felhősávok is, amelyek állandó szélességi körben körülveszik a bolygót. Ezek a kerületi sávok szélessége 50 és 150 km, és körülbelül 50 és 110 km -re helyezkednek el a felhős híd felett. Ezek a magasságok megfelelnek a troposzférának, ahol éghajlati jelenségek fordulnak elő.
A Neptunus képei azt sugallják, hogy alsó sztratoszférája felhős a metán ultraibolya fotolízisének termékeinek , például az etánnak és az etinnek a kondenzációja miatt . A sztratoszférában szénmonoxid és hidrogén-cianid nyomai is találhatók . A Neptunusz sztratoszférája melegebb, mint az Uráné, magas szénhidrogén- koncentrációja miatt .
Egyelőre tisztázatlan okok miatt a termoszféra rendellenesen magas, 750 K (476,85 ° C) hőmérsékleten van , és a bolygó túl messze van a Naptól ahhoz, hogy ezt a hőt ultraibolya sugárzás okozza . A fűtési mechanizmus lehet a légköri kölcsönhatás a bolygó mágneses mezőjében található ionokkal . Ennek oka lehet az is, hogy a gravitációs hullámok eloszlanak a légkörben. A termoszférában nyomokban tartalmaz szén-dioxidot és a vizet említhetjük, amelyeket már letétbe külső forrásból, például meteoritok és a por. Több rétegből álló ionoszférát is felfedeztek 1000 és 4000 km között az 1 bar szint felett .
A légkör felső rétegeiben mért hőmérséklet 55 K ( -218 ° C ) körül van , ez az Urán után a legalacsonyabb átlag, amelyet a Naprendszer bolygóján mértek .
A Neptunusz éghajlatát kiterjedt viharrendszerek jellemzik, a szél meghaladja a 2000 km / h-t (kb. 550 m / s ), ami szinte szuperszonikus áramlás a bolygó légkörében - ahol a hangsebesség kétszer akkora, mint a Földön. Ezek a szelek a leggyorsabbak a Naprendszerben is. A tartós felhők mozgását követve megfigyelték, hogy a szél sebessége 20 m / s- tól változik kelet felé haladva 325 m / s- ig nyugat felé haladva. A tetején a felhők, az uralkodó szelek változhat sebesség 400 m / s az egyenlítő mentén legfeljebb 250 m / s a sarkokon. A Neptunusz szélének nagy része a bolygó forgásával ellentétes irányba mozog. Az általános szélmintázat a nagy szélességi fokokon történő progressziót is mutatja, míg az alacsony szélességi fokokon a retrográd forgást . Ez a különbség az áramlási irány lenne egyfajta bőr hatás és nem az eredmény a mélyebb légköri folyamatokban.
A Neptunusz jellegzetes meteorológiai aktivitásában nagyban különbözik az Uránustól . A Voyager 2 1986-os megfigyelései szerint az Uránon semmilyen hasonló jelenséget nem figyeltek meg .
A metán, az etán és az acetilén bősége a Neptunusz-égtájnál 10–100-szor nagyobb, mint a pólusoknál. Ez bizonyítékaként értelmezik a jelenségek hasonlít egy felfakadó víz az egyenlítő okozta szél, majd egy fejest a víz a sarkok közelében. Valójában a fotokémia másképp nem tudja megmagyarázni az eloszlást meridián keringés nélkül.
2007-ben kiderült, hogy a Neptunusz déli pólusán lévő felső troposzféra körülbelül 10 fokkal melegebb, mint a légkör többi része, amelynek átlagos hőmérséklete körülbelül 73 K (−200,15 ° C) . A hőmérsékletkülönbség elegendő ahhoz, hogy a troposzférában máshol megfagyott metán a pólus közelében lévő sztratoszférába távozhasson. Ez a relatív forró pont a Neptunusz tengelyirányú dőlésének köszönhető, amely a déli pólust a Napnak teszi ki a Neptunusz évének utolsó negyedében, vagyis körülbelül 40 földi évben. Amint a Neptunusz lassan a Nap ellenkező oldalára mozog, a déli pólus elsötétül és az északi pólus megvilágul, ami miatt ez a forró pont elmozdul az északi pólusra.
A szezonális változások miatt, amikor a bolygó a déli féltekén a tavaszba lép, a Neptunusz déli féltekéjének felhősávjai megnövekednek, és albedók . Ez a tendencia először 1980-ban figyelhető meg, és a 2020-as évekig kell tartania, mivel a hosszú forradalmi periódus miatt a Neptunuszon negyven évig tartanak.
Amikor a Voyager 2 1989 -ben meglátogatta , a bolygó legjellegzetesebb jegye a " Nagy Sötét Folt " volt, amely nagyjából fele akkora, mint a Jupiter " Nagy Vörös Foltja " . Ez a helyszín egy hatalmas anticiklon volt, amely 13 000 × 6600 km -t tett meg, és amely több mint 1000 km / h sebességgel tudott mozogni .
A Nagy Sötét Folt nagy, fehér felhőket generált közvetlenül a tropopauza alatt . Ellentétben a felhők a Föld légkörében , amelyek alkotják a víz jégkristályok Neptunusz alkotják metán kristályok . Továbbá, míg a cirrusfelhők a Földön kialakulnak, majd néhány órán belül szétoszlanak , a Nagyfolt felhői 36 óra (azaz a bolygó két forgása) után is jelen voltak.
Ban ben 1994. november, a Hubble űrtávcső észleli, hogy teljesen eltűnt, jelezve a csillagászok számára, hogy lefedték, vagy eloszlott. A kísérő felhők tartóssága azt bizonyítja, hogy néhány régi folt ciklon formájában maradhat . Ekkor azonban majdnem azonos folt jelent meg a Neptunusz északi féltekén. Ez az új folt, amelyet Észak Nagy Sötét Foltjának (NGDS) hívnak, több évig látható maradt. 2018 -ban egy új hasonló helyet észlelt a Hubble.
A robogó fehér felhők halmaza a Nagy Sötét Folttól délre. Ez a moniker először a Voyager 2 1989 -es repülését megelőző hónapokban jelent meg , mivel akkor megfigyelték, hogy gyorsabban mozog, mint a Nagy Sötét Folt. A Kis Sötét Folt egy még déli ciklon , a második legintenzívebb vihar, amelyet az 1989 -es repülés során észleltek. Az első képeken teljesen sötét, de ahogy a Voyager 2 közeledett a bolygóhoz, fényes mag alakult ki, és a legtöbb nagy felbontású képen látható . Ez a két folt eltűnt a Hubble 1994-es megfigyelése során is.
Ezek a sötét foltok a troposzférában alacsonyabb magasságokban fordulnak elő, mint a fényesebb felhők, ezért lyukakként jelennek meg a felső felhőhidakban. Mivel ezek olyan stabil jellemzők, amelyek több hónapig is fennmaradhatnak, feltételezzük, hogy örvényszerkezetűek . A tropopauza közelében képződő világosabb, tartósabb metánfelhők gyakran sötét foltokkal járnak. A sötét foltok eltűnhetnek, ha túl közel vándorolnak az egyenlítőhöz, vagy esetleg más ismeretlen mechanizmus hatására.
A magnetoszféra Neptune hasonlít Uránusz, egy mágneses mező erősen ferde 47 ° -kal a tengelye forgási és ofszet legalább 0,55 ray a fizikai központja a bolygó (mintegy 13 500 km ).
Mielőtt a Voyager 2 megérkezett a Neptunuszba, feltételezték, hogy az Uránusz ferde magnetoszféra az oldalirányú forgás eredménye. A két bolygó mágneses terének összehasonlításával azonban most azt feltételezzük, hogy ez a szélső dőlés jellemző lehet a bolygókon belülről származó mágneses fluxusokra, és nem annak fizikai eltolódásának vagy fordított polaritásának az eredménye. Ezt a mezőt a konvekciós folyadék elektromosan vezető folyadékok vékony gömbrétegében (valószínűleg ammónia, metán és víz kombinációja) történő mozgása generálja , ami dinamóhatást eredményez . Jellemzői azonban arra engednek következtetni, hogy a Föld, a Jupiter vagy a Szaturnuszétól eltérő mechanizmus révén generálható.
A mező forgási ideje 16,11 óra. A mágneses mező dipoláris komponense a Neptunusz mágneses egyenlítőjénél kb. 14 mikrotér ( 0,14 G ). A mágneses momentum dipólus Neptunusz körülbelül 2,2 T · m 3 (vagy 14 mikroT · Rn 3 , ahol Rn a Neptunus sugara). A Neptunusz mágneses mezője összetett geometriával rendelkezik, amely magában foglalja a nem dipoláris komponensek viszonylag nagy hozzájárulását, beleértve az erős kvadrupólos momentumot , amely intenzitása meghaladhatja a dipólus momentumát . Ezzel szemben az olyan bolygók, mint a Föld , a Jupiter és a Szaturnusz , viszonylag kicsi kvadrupólmomentumokkal rendelkeznek , és mezőik kevésbé hajlanak a poláris tengelyhez. A Neptunusz nagy kvadrupólmomentuma a bolygó közepétől való elmozdulásának és a mező dinamógenerátorának geometriai kényszereinek eredménye lehet. Ezenkívül a Voyager 2 poláris aurórákat fedez fel a bolygón .
A sokk szivárvány ( "íj sokk" ) A Neptunusz - ahol a magnetoszféra kezd befolyásolni a napszélet - a bolygó sugárának 34,9-szeres távolságában történik. A magnetopauza - ahol a magnetoszféra nyomása ellensúlyozza a napszélet - a Neptunusz sugarának 23–26,5-szeres távolságában helyezkedik el. A magnetoszféra farka a Neptunusz sugarának legalább 72 -szeresére terjed ki, és valószínűleg sokkal tovább is.
A Neptunusz és a Nap közötti félig fő tengely 4,5 milliárd kilométer (kb. 30,1 csillagászati egység ), és átlagosan 164,79 ± 0,1 évente teljesít egy pályát. A perihéliontól való távolság 29,81 AU és 30,33 AU az aféliónál , ami 0,008678-as pálya excentricitásának felel meg. A Neptunusz pályája 1,77 ° -kal dől el a Földétől és az ekliptikus síkon .
az 2011. július 11Neptune befejezi az első teljes pályáján történt felfedezése óta 1846. Azonban, mivel a mozgás a Sun képest barycenter a Naprendszer , Neptune nem volt aJúlius 11azon a helyen, ahol a Naphoz képest felfedezték. Így a szokásos heliocentrikus koordináta-rendszerben a felfedezés hosszúságát elértükJúlius 12.
A Neptunusz tengelyirányú dőlése 28,32 °, amely hasonló a Föld (23 °) és a Mars (25 °) dőlésszögéhez. Ennek eredményeképpen a Neptunusz ugyanazon szezonális változásokon megy keresztül , amelyek a Földön ismertek. A Neptunusz hosszú keringési periódusa azonban azt jelenti, hogy ezek az évszakok negyven Föld-évig tartanak, a bolygó a 2020-as években, tavaszán a déli féltekén.
A csillagászati nap körülbelül 16 óra 7 perc, meghatározott időszakra forgási a bolygó mágneses tere . Valóban, valamikor a bolygó fölötti repülése előtt a Voyager 2 rendszeres időközönként érzékeli a rádióhullámokat, jeleit a mágneses mezőnek. Ez utóbbit a bolygón belüli elektromos áramok generálták, és arra a következtetésre jutottak, hogy a belső forgás időszaka megegyezik a felfújások közötti időintervallummal. Ez a forgás a bolygó ellapulását idézi elő : a poláris sugár 24 341 km, míg az egyenlítői sugár 24 764 km (a nyomás 1 bar nyomáson ).
Mivel azonban a Neptunusz nem szilárd test, atmoszférája differenciálisan forog . Így az egyenlítői zónája körülbelül 18 órás periódussal forog, míg a sarki területekre történő forgás időtartama 12 óra. Ez a differenciális forgás a Naprendszer összes bolygója közül a legkifejezettebb, és szél szélességében erős szélnyírást eredményez .
A Neptunusz pályája jelentős hatást gyakorol a Kuiper-öv néven ismert térségre . Ez a kis jeges testek gyűrűje, hasonló az aszteroidaövhöz, de sokkal nagyobb, a Neptunusz 30 AU pályájáról a Naptól körülbelül 55 AU -ra terjed ki. Ugyanúgy, ahogy a Jupiter gravitációja uralja az aszteroidaövet, alakítva annak szerkezetét, a Neptunusz gravitációja uralja a Kuiper övét. A Naprendszer fejlődése során a Kuiper -öv egyes részeit destabilizálta a Neptunusz gravitációja, ami réseket okozott a Kuiper -öv szerkezetében - például a 40 és 42 AU közötti régióban.
Az orbitális rezonanciák akkor fordulnak elő, amikor a Neptunusz keringési periódusa által alkotott frakció és az objektum racionális szám , például 1: 2 vagy 3: 4. A Kuiper-öv legnépesebb rezonanciája, több mint 200 ismert objektummal a 2: 3 arányú rezonancia. Az ebben a rezonanciában lévő tárgyak két pályát tesznek meg a Nap körül a Neptunusz három közül, és plutinos néven ismertek , mivel az ismert Kuiper -öv -objektumok közül a legnagyobb, a Plútó egy közülük. Bár a Plútó rendszeresen keresztezi a Neptunusz pályáját, a 2: 3 -as rezonancia biztosítja, hogy a két tárgy soha ne ütközhessen. A 3: 4, 3: 5, 4: 7 és 2: 5 rezonanciák ehhez képest kevésbé lakottak.
A Neptunusznak legalább húsz trójai foglalja el a Nap-Neptunusz rendszer két stabil Lagrange pontját, az L 4 és L 5 pontokat , az egyik vezet, a másik pedig a Neptunust vonja be pályájára. A Neptunusz trójai aszteroidák úgy tekinthetők, mint amelyek a Neptunussal 1: 1 arányú rezonanciában vannak. Egyes trójaiak rendkívül stabil pályájukon vannak, és valószínűleg a Neptunussal egyidőben alakulnak ki, nem pedig elfogják őket.
A jégóriások , a Neptunusz és az Urán kialakulását nehéz precízen modellezni. A jelenlegi modell szerint a sűrűsége anyag külső régióiban a Naprendszer túl alacsony ahhoz, hogy figyelembe kialakulásának ilyen nagy testek a hagyományosan elfogadott eljárás a nucleus növekedés is ismert , mint a szív akkréciós modell. . Így különböző hipotéziseket vetettek fel megjelenésük magyarázatára.
Az első az, hogy a jégóriásokat nem a mag akkréciója, hanem az eredeti protoplanetáris lemez instabilitása hozta létre, amely azt látta, hogy atmoszférájukat egy hatalmas OB társulás sugárzása elfújta .
A másik az, hogy kialakult közelebb a Naphoz, ahol a sűrűség az anyag magasabb volt, majd elvégezte a planetáris migráció , a jelenlegi pályája után a gáznemű protoplanetáris korong visszavonult. A kialakulás utáni migrációnak ezt a hipotézisét most előnyben részesítik, mivel képes jobban megmagyarázni a transz-Neptuniai régióban megfigyelt apró tárgyak populációinak elfoglaltságát. A hipotézis részleteinek legelterjedtebb magyarázata a nizzai modell , amely a Neptunusz és a többi óriásbolygó vándorlásának a Kuiper-öv szerkezetére gyakorolt hatását tárja fel.
A Neptunusznak 14 természetes műholdja van .
A legnagyobb tömeg a Triton , amelyet William Lassell fedezett fel, mindössze 17 nappal a Neptunusz felfedezése után 1846. október 10. Ez a 8 th távolság növelésével, hogy az utóbbi, és tartalmaz több, mint 99,5% a tömeg körül kering a bolygó, így az egyetlen kellően masszív alávetni gravitációs tömörítési elegendő lehet gömbalakú . Sőt, az átmérője alig több mint 2700 km , így a 7 th természetes műhold a Naprendszer szerint csökkenő méretű - és egy nagyobb csillag, mint a Plútó .
Ez is az egyetlen ismert műhold a Naprendszerben, amelynek retrográd pályája van - vagyis a bolygó forgási irányával ellentétes irányú -, ami azt jelzi, hogy valójában egy ősi törpe bolygóról van szó, amely a Neptunusz által elfogott Kuiper-övből származik. . A Triton a Neptunusz körül kering 5 nap és 21 óra alatt, majdnem kör alakú pályán, féltengelye 354 759 km . Elég közel van a Neptunuszhoz, hogy szinkron forgásba lehessen zárni, és az árapály -gyorsulás miatt lassan befelé spirálozzon . Végül körülbelül 3,6 milliárd év múlva szétesik, amikor eléri a Roche -korlátot .
Tengelyének dőlése 156,865 ° a rendszer Laplace síkján , és akár 129,6 ° (-50,4 °) bolygója pályasíkján. Ez nagyon markáns évszakokat ad neki a Neptunuszi évben, 164,79 Föld évig ; a déli féltekén tehát 2000 -ben telt el a nyári napforduló . 1989 -ben a Triton volt a Naprendszerben valaha mért leghidegebb objektum, a hőmérséklete 38 K (-235,15 ° C) volt .
A Nereidet , a Neptunusz második felfedezett műholdját csak 1949-ben fedezték fel, több mint egy évszázaddal Triton után. Nagyon szabálytalan, ez a Neptunusz-rendszer harmadik legmasszívabb holdja, és a Naprendszer bármely műholdjának egyik legcentrikusabb pályája van - csak a Bestla , a Szaturnusz műholdja haladja meg . Ezenkívül 0,751-es orbitális excentricitása hétszer nagyobb apoapszist eredményez, mint a periapis (a Neptunustól való minimális távolság).
Mielőtt a Voyager 2 szonda megérkezett a bolygó rendszerébe, egyetlen másik holdat fedeztek fel: Larissa , 1981 -ben, egy csillagok elzáródásának köszönhetően ; ezt a harmadik holdat azonban csak az Neptunusz fölötti repülés során figyelik meg újra az űrszonda.
Ezután a Voyager 2 által 1989 -ben továbbított fényképek elemzése lehetővé tette öt új műhold felfedezését: Naïade , Thalassa , Despina , Galatée és Protée . Az első négy, a legbelső pálya elég közel van ahhoz, hogy a Neptunusz gyűrűiben helyezkedjen el . A Proteus viszont szabálytalan alakú hold, és figyelemre méltó, mert ez a maximális méret, amelyet sűrűségű tárgya elérhet anélkül, hogy saját gravitációja gömb alakúvá alakítaná. Noha a második legtömegesebb neptuniai hold, a Triton tömegének csak 0,25% -át teszi ki.
Öt új szabálytalan holdakat fedeztek fel 2002 és 2003 között, majd elemzi Psamathée , halimédesz , Sao , Laomédie és FSZH 2007 februárjában 2013, az utolsó hold megtalálták a legkisebb eddig ismert, Hippocampus , való kombinálásával kapjuk több kép a „Hubble . Mivel Neptunusz a tenger római istene , a Neptunusz holdjait az alsó tengeri istenekről nevezték el .
A Neptunusz rendelkezik bolygógyűrűk rendszerével , bár sokkal kevésbé lényeges, mint a Szaturnuszé . A gyűrűk sötétek, összetételük és eredetük bizonytalan: készülhetnek szilikátokkal , porral vagy szénbázisú anyaggal borított jégrészecskékből , ami valószínűleg vöröses árnyalatot kölcsönöz nekik.
William Lassell először 1846 -ban említi meg a gyűrűk létezését, azonban a fény aberrációja lehetett . Az első megbízható gyűrűérzékelést 1968 -ban végezték el, de egészen 1977 -ig észrevétlenül, miután felfedezték az Uránusz gyűrűit, ami arra késztette a tudósokat, hogy a Neptunusz környékén keressék őket. Innen a gyűrűk jelenlétének bizonyítékait jelentik. Az 1984 -es csillagok okkultációja során a gyűrűk eltakarják a csillagot a bemerítés során, de nem a bemerítés során, ami azt sugallja, hogy rések lehetnek.
Az 1989 -es Voyager 2 képei árulkodnak annak létezéséről, hogy valóban "egészek", és több is van. Egyikük, az Adams-gyűrű, "ívekkel" rendelkezik - vagyis a gyűrű többi részénél fényesebb részekkel -, amelyeket az óramutató járásával ellentétes irányba neveznek: Szabadság, Egyenlőség (1. és 2. mert kettős ív), Testvériség és Bátorság. a csillag okkultációja során történt első látásuk ideje ; Az első három nevek miután elnevezett francia mottó szerint André Brahic .
A három fő gyűrűk Galle, 41.900 km -re a központtól Neptune Le Verrier, 53200 km , és Adams, 62932 km. A Le Verrier gyűrű kis külső kiterjesztése Lassell. Utóbbit külső szélén az Arago gyűrű határolja 57 600 km -en . A Le Verrier, az Arago és az Adams keskeny, legfeljebb 100 km széles , míg Galle és Lassell viszont nagyon szélesek - 2000 és 5000 km között . Négy kis hold kering a gyűrűrendszeren belül: Naïade és Thalassa pályája a Galle és a Le Verrier gyűrűi közötti intervallumban van. Despina éppen a Le Verrier gyűrű, Galatée pedig az Adams gyűrű belsejében van. Másrészt, ha az ívek létezését korábban nehéz volt megmagyarázni, mert a mozgás törvényei azt jósolják, hogy az ívek egyenletes gyűrűben terjednek rövid időn belül, akkor a csillagászok úgy vélik, hogy az íveket a jelenlegi formájuk zárja be. a Galatea hatásait .
Vezetéknév | Távolság
átlag (km) |
Szélesség (km) |
---|---|---|
Epe | 41.900 | 2000 |
Az Üveggyártó | 53,200 | 110 |
Lassell | 55,200 | 4000 |
Arago | 57,200 | 100 |
Adams | 62 932 | 15 és 50 között |
A Neptunusz gyűrűi nagy mennyiségű port tartalmaznak, amelynek nagysága mikrométer nagyságrendű: a por frakciója a figyelembe vett szakasztól függően 20% és 70% között változik. E tekintetben hasonlítanak a Jupiter gyűrűihez, amelyek poraránya 50% és 100% között van, és nagyon különböznek a Szaturnusz és az Urán gyűrűitől, amelyek kevés (kevesebb mint 0,1%) port tartalmaznak és ezért kevésbé világos. Összességében a Neptunusz gyűrűi hasonlítanak a Jupiter gyűrűire, mindkét rendszer finom és keskeny porgyűrűkből, valamint nagy, még vékonyabb porgyűrűkből áll.
A Neptunusz gyűrűit, hasonlóan az Uránuszéhoz, viszonylag fiatalnak tartják; életkoruk kétségtelenül sokkal alacsonyabb, mint a Naprendszerben . Másrészt, hasonlóan az Uránuszhoz, valószínűleg a Neptunusz gyűrűi is a régi belső holdak ütközések során történő széttöredezésének eredményeként jöttek létre. Valójában ezek az ütközések kis holdak övének kialakulását eredményezik , amelyek a gyűrűk számára annyi porforrást jelentenek. A 2005 -ben bejelentett földi megfigyelések azt mutatják, hogy a Neptunusz gyűrűi instabilak, és a WM Keck Obszervatóriumban 2002 -ben és 2003 -ban készített képek a gyűrűk jelentős romlását mutatják a Voyager 2 képeihez képest ; különösen úgy tűnik, hogy a Liberty ív a kifelé vezető úton volt. 2009 -ben a Liberté és Courage ívek eltűntek.
A Földhöz , a Márciushoz , a Jupiterhez és az Uránuszhoz hasonlóan a Neptunuszban is trójai aszteroidák osztoznak a Nap körüli pályáján .
2020 -ban húszan vannak Lagrange L 4 pontján (elöl) és hárman az L 5 ponton (későn). 2001 -ben a QR 322 az első megfigyelés2001. augusztusáltal Marc William Buie csapata a 4 m Blanco teleszkóp a Cerro Tololo Obszervatórium . Relatív helyzete körülbelül 10 000 éves periódus alatt leng az L 4 pont körül és a Neptun pálya mentén. Pályája nagyon stabil, ezért egy olyan régióban van, amely garantálja, hogy még évmilliárdokig együtt kering a Neptunussal.
2004-ben és 2005-ben három új trójait fedezett fel Scott S. Sheppard és Chadwick Trujillo . Egyikük, a 2005-ös TN 53 , ugyanolyan keringési periódussal rendelkezik, mint a Neptunusz, és a Neptunusz Lagrange L 4 pontján kering , azonban 25 fokos dőléssel . A másik két elnevezése (385.571) Otréré és (385.695) Clete , miután két amazonok . 2008 Az LC 18 az első felfedezett trójai, amelyet a Neptunusz L 5 pontjában találtak .
Tanulmányok kimutatták, hogy lehetséges lenne, hogy az Uránusz vagy a Neptunusz elméleti kvázi műholdja a Naprendszer élettartama alatt is így maradjon bizonyos excentricitás és hajlam mellett . Ilyen tárgyakat még nem fedeztek fel, de a Neptunusznak van azonban egy ideiglenes kvázi műholdja, (309239) 2007 RW 10 . Ez a Neptunusz közel műholdja körülbelül 12 500 éve, és várhatóan legalább ennyi ideig marad ebben a dinamikus állapotban.
Pályájának alakulása miatt a Neptunusz 1980 óta jelentősen megvilágított. Látszólagos nagysága a 2020-as években 7,67 és 8,0 között változik, átlagosan 7,78-tal, míg 1980 előtt a bolygó átlagos nagysága körülbelül 8,0 volt. A vizuális limit nagysága a szabad szemmel , hogy 6, de Neptune mindig láthatatlan marad anélkül, hogy egy eszköz. Egy nagy teljesítményű távcső vagy távcső a Neptunust egy kis kék korongként mutatja, amely megjelenésében hasonló az Uránuszhoz.
Mivel a Neptunusz távolság a Föld, változó 4.31 a = 4,69 milliárd kilométert , a látszólagos mérete változik csak 2,2-2,4 ívmásodperc, a legkisebb változás a bolygón. A Naprendszerben. Látszólag kicsi mérete megnehezíti a vizuális tanulmányozást, ezért a legtöbb tudás korlátozott volt - például a forgási periódus értéke - a Voyager 2 repüléséig , majd a Hubble űrtávcső és a nagyobbak megjelenéséig. Adaptív optika (AO) földi távcsövek . Az első tudományosan kiaknázható adaptív optikát alkalmazó földi teleszkópok megfigyelését 1997-ben hajtották végre Hawaiin . A Neptunusz déli féltekéje az 1980-as évek óta a tavaszi szezonban van - ami a forradalom 165 éves időszaka miatt körülbelül 40 évig fog tartani -, és így megfigyelhető volt, hogy felmelegedik, a légköri aktivitás és a fényerő ennek megfelelően nőtt . A technológiai fejlődéssel kombinálva az adaptív optika földi távcsövek egyre részletesebb képeket rögzítenek.
A Földről a Neptunusz látszólagos retrográd mozgáson megy keresztül , 367 naponta, ami hurokszerű mozgást eredményez az egyes ellenzékek rögzített csillagai mellett . Ezek a hurkok az 1846 -os felfedezési koordináták közelébe vitték áprilisban és2010. július és ismét októberben és 2011. november. Felfedezési hosszúságát 11 -én, ill2011. július 12, amely első teljes pályáját jelölte meg Johann Galle első látása óta .
A Neptunusz megfigyelése a rádióhullám -sávban azt mutatja, hogy mind folyamatos kibocsátás, mind szabálytalan kitörések forrása. Ez a két forrás a forgó mágneses mezőjéből származna. A spektrum infravörös részén a Neptunusz viharai fényesen jelennek meg a hűvösebb háttér előtt, így könnyen követhető e jellemzők mérete és alakja.
A Voyager 2 az első és egyetlen űrszonda , amely ellátogatott a Neptunuszba, és a bolygón a jelenlegi ismeretek többségének forrása. A pálya a Neptunus rendszeren keresztülvéglegesül, amint az Uránusz és holdjai fölötti repülés befejeződik. Mivel ez lehet a Voyager 2 utolsó útjaegy bolygó közelében, nincsenek korlátozások a bolygórendszerből való kilépésre vonatkozóan, és több lehetőség is van: a tudományos csapat ezért alacsony áthaladást választ. Távolság a Neptunusz északi sarkától, amia bolygó gravitációs segítségét felhasználva aszonda az ekliptika alá merülhet egy szoros repüléshez Triton , a Neptunusz fő holdjafölött, függetlenül a pálya következményeitől, hasonlóan ahhoz, amit a Voyager 1-hez a Szaturnusszal és annak Titánjával tettekhold.
A Neptunusztól való távolság csökkenti a rádiókapcsolat által megengedett elméleti sebességet. Emellett számos intézkedést hoztak a megelőző években átrepülés, hogy megerősítse a hálózat földi antennák, különösen a méretének növelése a meglévő vevő antenna, az üzembe egy új antennát Usuda a japán , és a használata a Very Large Array in New Mexico .
Az első megfigyelések abból származnak 1989. március, azaz 90 nappal a Neptunuszhoz közelebb való áthaladás előtt és majdnem három évvel az Uránusz repülése után. Lehetővé teszik a Neptunusz gyűrűinek felfedezését, amelyek létezését addig soha nem sikerült bizonyítani: nagyon finom részecskékből állnak, amelyek nem teszik lehetővé a megfigyelést a Földről. Egy mágneses mezőt észlelnek és mérnek, amely eltolódik a geológiai középpontból és ferde, mint az Uránuszé, de sokkal gyengébb. A neptuniai rendszer átlépése során öt új - vagy 6, beleértve a Larissa - holdat fedeznek fel. Figyelembe véve a Voyager 2 távoli helyzetét , nehéz időben új utasításokat küldeni az új égitestek megfigyelésére. Csak a Proteust (400 km átmérőjű) fedezik fel elég korán a részletes megfigyelések ütemezéséhez. Ennek oka az, hogy az űrhajó jelei 246 perc alatt érték el a Földet, és ennek eredményeként a Voyager 2 küldetése előre betöltött vezérlőkre támaszkodott.
A Neptunusz túlrepülése zajlik 1989. augusztus 25 : A Voyager 2 4950 km- t halad el a bolygó északi sarkától. A Neptunusz légkörét elemzik. Annak ellenére, hogy a távoli helyzete miatt kevés a kapott napenergia (a Jupiter által kapott 3% -a), a légköri dinamika olyan megnyilvánulásokkal figyelhető meg, mint a " Nagy Sötét Folt " és a felhők. A 2000 km / h -nál nagyobb sebességű szeleket mérik. A mágneses tér vizsgálata lehetővé teszi annak megállapítását, hogy a forgás időtartama 16,11 óra. A röpkép biztosítja a Neptunusz tömegének első pontos mérését is, amely 0,5% -kal kisebbnek bizonyult, mint korábban. Ez az új érték lehetővé tette annak a hipotézisnek a megcáfolását, amely szerint egy felfedezetlen X bolygó a Neptunusz és az Uránusz pályáján járt. A Voyager 2 képei egy éjszakai PBS program , a Neptune All Night alatt láthatók élőben .
Voyager 2 halad 39.790 kmreTritonés összegyűjti nagyon pontos adatokat erről a hold. A tudományos közösség akkori becslések szerint a Triton átmérője 3800 és 5000 km között volt ; a szonda lehetővé teszi, hogy ezt az értéket 2760km-re csökkentsék . Nagyon kevés krátert figyelnek meg, amit a vulkanizmus magyaráz, amelynek megnyilvánulásai gejzírek által hagyott nyomok formájában figyelhetők meg a pólusokon. Egy vékony légkör (nyomás 10 a 14- millibarig , vagy 1% -ról 1,4% -a, hogy a Föld), kétségtelenül származó ezt a tevékenységet, detektáljuk Voyager 2 . Triton felületi hőmérséklete,38 Kelvin, a leghidegebb, amit valaha észleltek a Naprendszer égitestén.
A Voyager 2 repülõ küldetése után a Neptun rendszer tudományos feltárásának következõ szakaszát a zászlóshajó program részének tekintik . Egy ilyen képzeletbeli küldetés lehetővé kell tenni a késő 2020-as évek és a korai 2030-as évek. Emellett folyamatos javaslatot a Discovery programja , Trident , akkor repülnek át a Neptunusz és Triton.
A Neptunuszba irányuló küldetések kezdeményezéséről azonban már korábban is tárgyaltak. 2003- ban javaslatot tettek egy Neptune Orbiter szondaprojektre, amelynek célkitűzései hasonlóak voltak a Cassini célkitűzéseivel , majd 2009-ben az Argo missziót, amely meglátogatta volna a Jupitert , a Szaturnuszt , a Neptunust és egy objektumot a Kuiperi övben . Ezenkívül a New Horizons 2 - amely később megszűnt - a neptuniai rendszer szoros repülését is elvégezhette volna.
A kémiai elem neptunium fedezte fel Edwin McMillan és Philip Abelson 1940 A felfedezés a Berkeley Radiation Laboratory - most Lawrence Berkeley National Laboratory - a University of California, Berkeley , ahol a csapat készített izotóp 239. A neptunium , egy felezési 2,4 napig, bombázzák a urán 238 (utalva Uránusz) a neutronok . Ez a köztes lépés a 239-es plutónium előállításához (a Plútóra hivatkozva ).
Miután Operation Uranus , Operation Neptune van a kód neve a normandiai kirakodást az Allied csapatok a1944. júniusalatt a második világháború . A normandiai csatát megelőzi .
„Neptune, a Mystic” a 7 -én és a végső mozgását a munka nagy zenekarra A Bolygók , tagjai és írta Gustav Holst közötti 1914 és 1916.
Jimi Hendrix először ír és ír le1969. szeptemberValleys of Neptune , egy dal, amely csak (hivatalosan) jelent meg2010 márciusa Valleys of Neptune névadó albumban , negyven évvel a művész halála után.
Felfedezése óta a Neptunusz számos tudományos-fantasztikus műben jelent meg . Ez különösen az utolsó maradványai az emberi faj végén a Naprendszerben a regény által Olaf Stapledon Last és First Men (1930), vagy a fő dekorációs fóliák Ad Astra által James Gray (2019) és az Event Horizon, The Afterlife által Paul WS Anderson (1997).
Azt is ábrázolják a animációs sorozat Futurama , a pilot epizód a Star Trek: Enterprise , és a karjaiban Morpheus epizód a Doctor Who .
A Neptunusz csillagászati szimbóluma a Neptunusz isten háromszögének stilizált változata , amelyről a nevét veszi. A modern időkben még mindig csillagászati szimbólumként használják a bolygó számára, bár használatát a Nemzetközi Csillagászati Unió nem javasolja .
Van egy alternatív szimbólum , amely a bolygót felfedező Le Verrier kezdőbetűit reprezentálja, az ókori irodalomban (különösen a franciában) gyakoribb.
„ Adams nem érdemel egyenlő elismerést Le Verrierrel a Neptunusz felfedezéséért. Ez az elismerés csak annak a személynek köszönhető, akinek egyszerre sikerült megjósolnia a bolygó helyét és meggyőzni a csillagászokat, hogy kutassanak utána. "