NEPTUNE (PLANET): EGENSKAPER, SAMMENSETNING, BANE, BEVEGELSE, STRUKTUR - ARTE - 2025

Neptun er den åttende planeten i solsystemet når det gjelder bane avstand, en iskjempe og den ytterste av alle. Dette er tilfelle siden Pluto sluttet å bli betraktet som en planet i 2006, og ble en dvergplanet som er en del av Kuiper-beltet.

På nattehimmelen ser Neptune ut som en liten blåaktig prikk som veldig lite var kjent til før romoppdrag på slutten av 1980-tallet, som Voyager 2, ga data om planeten og dens satellitter.

Figur 1. Neptun fotografert av Voyager 2 i 1989, bildet viser de mørke flekkene på grunn av atmosfæriske stormer. (Kilde: NASA)

Voyager 2-bilder viste for første gang en planet med en blågrønn overflate, med sterke stormer og raske vindstrømmer, og produserte mørke antisykloniske lapper. De ligner veldig på Jupiter, selv om de ikke er så permanente i tiden som disse.

Neptuns atmosfære er rik på metan og har et veldig svakt ringsystem. Planeten har en magnetosfære, og det er derfor den antas å ha en metallisk kjerne.

Så langt er 15 satellitter av Neptun regnet, hvorav Triton og Nereida er de viktigste satellittene.

Oppdagelse og historie

Oppdagelsen av Neptun var et resultat av en matematisk prediksjon, basert på observasjoner av forstyrrelser i banene til planetene Uranus og Saturn. Tidligere i 1610 hadde Galileo allerede sett Neptune med det samme teleskopet som han pleide å oppdage Jupiters måner, men han tok feil av en stjerne.

Mye senere, i 1846, studerte den franske matematikeren i himmelmekanikk Urbain Le Verrier, visse forstyrrelser i banene til Saturn og Uranus. Den beste forklaringen var å foreslå eksistensen av en ny planet, som han spådde omløp og posisjon på himmelen. Neste trinn var å finne planeten, så Le Verrier overbeviste den tyske astronomen Johann Gottfried Galle om å se etter den.

I løpet av natten 23. september 1846 bekreftet Galle, fra sitt observatorium i Berlin, eksistensen av den nye planeten, og i løpet av få dager dukket Triton, den største satellitten, opp.

Nesten samtidig i Cambridge, England, gjorde den unge matematikeren John Couch Adams, som også hadde jobbet med problemet i noen tid, lignende spådommer.

Neptun skylder navnet til havguden i romersk mytologi (tilsvarer den greske guden Poseidon), etter tradisjonen med å navngi planetene etter gudene i den romerske panteon.

Generelle egenskaper

Neptuns diameter er nesten 4 ganger Jordens diameter, men omtrent en tredel av den gigantiske Jupiter.

Figur 2. Neptun sammenlignet med Jorden. (Kilde: wikimedia commons)

Massen er 17 ganger jordens, og volumet er 57 ganger større. Når det gjelder masse, rangerer den tredje blant planetene i solsystemet og fjerde i størrelse.

Sammendrag av de viktigste fysiske egenskapene til Neptune

-Masse: 1.024 × 10 ²⁶ kg (17.147 ganger jordens)

-Gjennomsnittlig radius : 24,622 km, tilsvarer 3,87 ganger jordens radius.

-Form: flatet ved stolpene med en faktor 0,983.

-Mean radius av bane: 4.498 x 10 ⁹ km tilsvarer 30.07 AU

- Helling av rotasjonsaksen : 30 º i forhold til baneplanet.

-Temperatur: -220 ºC (skyer)

-Gravitet: 11,15 m / s ² (1,14 g)

-Eget magnetfelt: Ja, 14 mikrotesla ved ekvator.

-Atmosfære: Hydrogen 84%, Helium 12%, metan 2%, Ammoniak 0,01%.

-Tetthet: 1.640 kg / m ³

-Satellitter: 15 kjent hittil.

-Ringer: Ja, de er tynne og består av ispartikler og silikater.

Oversettelse bevegelse

Neptun, den åttende planeten i solsystemet, er en gassgigant hvis bane rundt sola har en gjennomsnittlig radius på 30 AU. En astronomisk enhet AU tilsvarer 150 millioner kilometer og er den gjennomsnittlige avstanden mellom solen og jorden.

Figur 3. Animasjon som viser Neptuns bane i rødt, sammen med Uranus 'som er det blå punktet. Kilde: Wikimedia Commons.

Dette betyr at radiusen til Neptuns bane er 30 ganger Jordens, så det tar 165 år å fullføre en revolusjon rundt Sola.

Morsomme fakta om Neptune

-Det er planeten lengst fra sola, siden Pluto, som er etter bane rundt Neptun, nå er en dvergplanet.

-Neptun er den minste av de fire gigantiske planetene (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune).

-Tyngdekraften til Neptune er veldig lik Jordens.

-Det er den kaldeste planeten i solsystemet, med en gjennomsnittstemperatur på -221,4 ºC.

-Det har et system med ringer, men i motsetning til Saturns, er de ikke kontinuerlige, men danner i stedet buer langs banebanen.

-Neptun er den tetteste av de gigantiske planetene.

-Det har orkaner med de raskeste vindene i solsystemet, som kan nå en forbløffende 2.100 km / t.

-Neptun har en stor mørk flekk, et boblebad på størrelse med planeten Jorden. Dette stedet, fotografert i 1989, forsvant i 1994, men ga opphav til en ny Dark Spot.

-Triton, den største satellitten til Neptun, roterer i motsatt retning av sine andre satellitter, og det er grunnen til at det antas at den ble fanget av planeten og ikke dannet seg samtidig som den.

-Triton (den største satellitten til Neptun) har vulkaner og nitrogengeysirer, men det er en av de kaldeste stjernene i solsystemet (-235 ºC).

-Voyager 2-oppdraget passerte 3000 kilometer fra nordpolen på planeten Neptun i 1989.

- Den 12. juli 2011 fullførte Neptune sin første hele bane siden oppdagelsen 23. september 1846.

Rotasjonsbevegelse

Figur 4. Neptun tar nesten 16 timer å gjøre en komplett revolusjon rundt aksen. Kilde: NASA.

Neptuns rotasjon er 15 timer, 57 minutter og 59 sekunder, i henhold til den mest nøyaktige målingen til dags dato.

Det er ikke en lett oppgave å bestemme rotasjonshastigheten til en planet som bare viser overflaten av atmosfæren og som også beveger seg. Det er mye lettere å bestemme rotasjonshastigheten til steinete planeter.

Da Voyager 2 nådde Neptune i 1989, ble en rotasjonsperiode på 16 timer, 6,5 sekunder, estimert. I dag er denne målingen kjent for å være unøyaktig, takket være de møysommelige målingene fra planetforskeren Erich Karkoschka ved University of Arizona.

Rotasjonshastighet og magnetfelt

Rotasjonshastigheten til de andre gigantiske planetene måles med de pulser som sendes ut av magnetfeltet. Imidlertid gjelder denne metoden ikke for Neptune, siden verken aksen eller midten av den magnetiske dipolen sammenfaller med planetens rotasjonsakse, som vi ser i det følgende sammenligningsbildet:

Figur 5. Magnetfelt til de gigantiske planetene. Kilde: Seeds, M. 2011. Solar System. Syvende utgave. Cengage Learning.

Bildet viser modellen til magnetfeltet produsert av en dipol (en magnet), som ligger mer eller mindre i sentrum av planeten. Denne modellen er også egnet for jordas magnetfelt.

Men Neptune-feltet er avvikende, i den forstand at kvadrupol-inngangene og høyere ordens innganger kan være større enn dipol-feltet. Og som vi ser på figuren, er dipolen forskjøvet fra sentrum.

Så Karkoschka utviklet en annen metode, ved å bruke mer enn fem hundre bilder fra Hubble-teleskopet. Han fant to karakteristiske trekk ved planeten som han kalte: South Polar Feature og South Polar Wave.

Disse har rotert med samme hastighet siden 1990-tallet, og bekrefter at dette er planens sanne hastighet.

Figur 6. I dette bildet av Neptune brukes fargede filtre for å fremheve Dark Spot 2 og South Polar Feature, som ser ut til å være forankret til planeten. Kilde: Erich Karkoschka.

Bildet i figur 5 (over) viser farger og kontraster modifisert av filtre for å understreke de atmosfæriske egenskapene til planeten.

Som vi har sagt, overstiger vind i Neptuns atmosfære ofte lydens hastighet.

Dermed varierer Great Dark Spot of Neptune sin relative posisjon over tid, mens Dark Spot 2 og South Polar Feature opprettholder sine relative posisjoner. Dette antyder at de er knyttet til rotasjonen av planeten, noe som gjorde det mulig for Karkoschka å bestemme lengden på en dag på Neptun.

sammensetning

Elementer som hydrogen (84%), helium (12%), metan (2%) og andre gasser som ammoniakk, etan og acetylen finnes i Neptuns atmosfære. Under denne atmosfæren er det en blanding av vann, flytende ammoniakk, metan og smeltet berg, som inneholder silika, jern og nikkel.

Økende konsentrasjoner av metan, ammoniakk og vann finnes i de nedre områdene av atmosfæren. I motsetning til Uranus, tvillingplaneten, har Neptunes sammensetning et større volum av hav.

Struktur

Planeten har en steinete kjerne omgitt av et isete skall, alt under en tett og veldig tykk atmosfære, og opptar en tredjedel av sin radius. Det ligner den på tvillingplaneten Uranus.

Følgende figur viser strukturen til Neptun mer detaljert.

Figur 7. Intern struktur av Neptune. Kilde: Wikimedia Commons. Chocofrito / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Neptune har en struktur med godt differensierte lag:

- Øvre lag: det består av skyer som stort sett er hydrogen og helium, og i mindre grad metan og andre gasser. Det tilsvarer omtrent 5-10% av planeten.

- Atmosfære : hydrogen, helium og metan.

- Mantel: under atmosfæren er planetenes store mantel, en flytende region hvor temperaturene kan komme opp i mellom 1.727 og 4.727 ° C. Den er sammensatt av vann, metan og ammoniakk i flytende tilstand.

Mantelen varierer fra 10 til 15 landmasser og er rik på vann, ammoniakk og metan. Denne blandingen kalles "is", til tross for at den er en varm og tett væske, og den kalles også hav av vann og ammoniakk.

Selve mantelen har veldig høye temperaturer, mellom 1.700 ºC og 4.700 ºC, og dens elektriske ledningsevne er også høy.

- Kjerne: består av silisiumdioksyd, jern og nikkelberg, på lik linje med Uranus, den andre giganten av is og gass. Massen til kjernen er 1,2 ganger jordens. Trykket i sentrum er estimert til 700 GPa, omtrent dobbelt så høyt som i sentrum av jorden, med temperaturer opp til 5 670 ºC.

Stemning

Atmosfæren i Neptune er veldig interessant og fortjener en spesiell seksjon. Til å begynne med er det ekstremt kaldt, siden det er den fjerneste planeten fra Solen og mottar veldig lite solstråling. På grunn av dette er temperaturen i den øvre delen av atmosfæren i størrelsesorden -220 ºC.

Men Neptune har en indre varmekilde, sannsynligvis på grunn av kollisjonene i ledningselektronene i fluidmantelen og også til den gjenværende varmen under dannelsen.

På grunn av denne enorme temperaturgradienten oppstår enorme konveksjonsstrømmer, noe som gjør planetens klimasystem veldig ekstrem.

Og så produseres de største stormene og orkanene i solsystemet, noe som fremgår av dannelsen av enorme flekker av antisykloniske strømmer, på grunn av motstridende vind på forskjellige breddegrader.

Blant alle anticyklonic systemene til Neptune, skiller Great Dark Spot seg ut, fotografert for første gang av Voyager 2-sonden i 1989, da den passerte 3000 kilometer fra planeten.

Når det gjelder farge, er Neptunes enda mer blåaktig enn Uranus, nettopp på grunn av den høyere konsentrasjonen av metan, som absorberer den røde bølgelengden og reflekterer den blå bølgelengden. Men det er også andre molekyler som bidrar til fargen.

I den nedre regionen av atmosfæren (troposfæren) synker temperaturen med høyden, men i den øvre regionen (stratosfæren) oppstår det motsatte. Mellom disse lagene er trykket 10 000 pascaler (Pa).

Over stratosfæren er termosfæren, som gradvis forvandles til eksosfæren, der trykket avtar fra 10 Pa til 1 Pa.

Neptun-satellitter

Til dags dato har 15 naturlige satellitter på planeten blitt talt. Den største av satellittene og den første som ble oppdaget, i 1846, er Triton. I 1949 ble en andre satellitt oppdaget, kalt Nereida.

I 1989 oppdaget Voyager 2-oppdraget seks satellitter til: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa og Proteus.

Senere i 2003 blir Halimedes, Sao, Laomedeia, Psámate og Neso oppdaget. Den lille satellitten 14 ble oppdaget i 2013 av SETI-instituttet, og omløpstiden var 23 timer.

La oss se noen detaljer om de viktigste månene i Neptune:

Triton

Det er den største av Neptunes satellitter, med en diameter på 2700 km, omtrent 18 ganger mindre enn vertsplaneten og nesten 5 ganger mindre enn jorden.

Omløpsperioden er nesten 6 dager, men underlig roterer den i motsatt retning av rotasjonen av Neptun og dens andre satellitter. I tillegg er bane skråstilt 30 grader med hensyn til planets omkretsplan.

Det er den kaldeste gjenstanden i solsystemet, med en gjennomsnittstemperatur på -235 ºC og består av tre fjerdedeler av stein og en fjerdedel is. På overflaten er det geysirer, med mørke utslipp mot atmosfæren, mens overflaten presenterer sletter og noen vulkaner med kratre på 200 km.

Figur 8. De viktigste satellittene til Neptun; Triton, Proteus, Nereida og Larisa. Kilde: Wikimedia Commons.

Nereid

Det ble oppdaget av Gerard Kuiper i 1949, takket være det faktum at det reflekterer 14% av sollyset det mottar.

Størrelsen er en åttedel av Triton og den har en veldig eksentrisk bane, den nærmeste nærmeste avstanden til Neptune er 1.354.000 km og den lengste avstanden 9.624.000 km, og tar 360 dager å fullføre.

Proteus

Figur 9. Brorskap, likhet, frihet er navnet som er gitt til buene til Adams-ringen (den ytterste). Den indre ringen er Le Verrier. (Kilde: wikimedia commons)

Neptune har fem tynne og svake ringer, hovedsakelig sammensatt av støv og ispartikler. Det antas at dets opprinnelse er i ruskene som etterlates av kollisjoner mellom meteorer og planetens naturlige satellitter.

Ringene er oppkalt etter etternavn på forskerne som har bidratt mest til oppdagelsen og studien. Fra det innerste til det ytterste er de Galle, Le Verrier, Lassell, Arago og Adams.

Det er også en ring hvis bane den deler med Galatea-satellitten, som vi kan se på følgende bilde:

Figur 10. Diagram over de fem ringene til Neptun og navnene deres. Bane for noen satellitter vises også. (Kilde: NASA).

Når og hvordan man observerer Neptun

Neptun kan ikke sees med det blotte øye, selv med et amatørteleskop ser det så lite ut at det kan forveksles med en stjerne.

For å gjøre dette, er det best å bruke et dataprogram eller applikasjon som fungerer som et planetarium. For Android-operativsystemet skiller Sky Sky-applikasjonen seg ut, som lar deg raskt finne planeter og andre himmelobjekter med betydelig presisjon.

Den beste tiden å observere er når planeten er i opposisjon, det vil si at jorden er mellom linjen som forbinder solen med Neptun.

Dette fenomenet forekommer hver 368 dag og innen 2020 vil det oppstå 11. september. Det er absolutt ikke den eneste anledningen til å observere Neptune, som også er synlig på andre tider av året.

Med et godt teleskop kan Neptune skilles fra bakgrunnsstjernene, da det ser ut som en blågrønn disk.

Neptuns magnetosfære

Tidligere ble det kommentert særegenheter ved Neptuns magnetfelt. Planetens magnetiske poler er skråstilte 47º med hensyn til rotasjonsaksen.

Magnetfeltet genereres av bevegelse av ledende væsker som danner et tynt sfærisk lag inne i planeten. Men på Neptune blir magnetpolene forskjøvet fra sentrum med omtrent 0,5 radier fra planeten.

Feltets intensitet ved den magnetiske ekvator er i størrelsesorden 15 mikrotesla, og er 27 ganger mer intens enn jordens.

Geometrien til feltet er sammensatt, siden firdupolbidragene kan overstige dipolbidraget, i motsetning til jorden der det mest relevante bidraget er dipolen.

Figur 11. Det særegne magnetfeltet til Neptune. (Kilde: emaze.com)

Neptuns magnetosfære strekker seg opptil 35 ganger sin radius ved sjokkfronten og 72 radier ved halen.

Magnetopausen, som er stedet der magnettrykket tilsvarer trykket fra ladede partikler fra solen, er mellom 23 til 27 radier fra planeten.

Oppdrag til Neptune

Voyager 2

Det eneste romoppdraget som gikk i bane rundt planeten Neptun var Voyager 2, som ankom planeten i 1982.

På dette tidspunktet var bare to satellitter kjent: Triton og Nereida. Men takket være Voyager 2-oppdraget ble seks flere oppdaget: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa og Proteus. Disse satellittene er ganske mindre enn Triton, med uregelmessig form og mindre radiusbaner.

Disse seks satellittene mistenkes for å være restene av en kollisjon med en eldgamle satellitt som kolliderte med Triton da sistnevnte ble tatt til fange av Neptuns gravitasjonstrekk.

Voyager 2 oppdaget også nye ringer på Neptune. Selv om den første av ringene ble oppdaget i 1968, var dens eksistens og oppdagelsen av nye ikke mulig før ankomst av nevnte sonde i 1989.

Den nærmeste tilnærmingen til romfartøyet til planeten skjedde 25. august 1989, som fant sted i en avstand på 4.800 km over Neptunes nordpol.

Fordi dette var den siste store planeten romfartøyet kunne besøke, ble det besluttet å gjøre en nær flyby av månen Triton, på lik linje med hva som hadde blitt gjort med Voyager 1, som fløy av Saturn og månen Titan.

25. august 1989 gjorde romskipet et nært møte med månen Nereid før de nådde 4.400 km fra Neptuns atmosfære og passerte samme dag i nærheten av Triton, planetens største måne.

Romfartøyet bekreftet eksistensen av magnetfeltet som omgir Neptun, og fant ut at feltet var forskjøvet fra sentrum og vippet, i likhet med feltet rundt Uranus.

referanser

1. N + 1. 200 kilogram diamanter regner ned på Uranus og Neptun. Gjenopprettet fra: nmas1.org.
2. Powell, M. The Naked Eye Planets in the Night Sky (og hvordan du kan identifisere dem). Gjenopprettet fra: nakedeyeplanets.com.
3. Seeds, M. 2011. Solar System. Syvende utgave. Cengage Learning.
4. Wikipedia. Planetarisk ring. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Anneaux d'Neptune. Gjenopprettet fra: fr.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Utforsking av Neptun. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Neptune (planet). Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.