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Merkmale der Struktur der Neptunschalen. Der achte Planet des Sonnensystems, Neptun: interessante Fakten und Entdeckungen. Atmosphäre und Temperatur des Planeten Neptun

Merkmale der Struktur der Neptunschalen. Der achte Planet des Sonnensystems, Neptun: interessante Fakten und Entdeckungen. Atmosphäre und Temperatur des Planeten Neptun

Obwohl das Wort „Riese“ natürlich in Bezug auf Neptun ein wenig stark sein wird, ein Planet, der zwar nach kosmischen Maßstäben sehr groß ist, aber dennoch deutlich kleiner ist als unsere anderen Riesenplaneten: Saturn, Saturn usw . Apropos Uranus: Obwohl dieser Planet größer als Neptun ist, hat Neptun immer noch eine um 18 % größere Masse als Uranus. Im Allgemeinen kann dieser Planet, der wegen seiner blauen Farbe zu Ehren des alten Meeresgottes Neptun benannt wurde, als der kleinste der Riesenplaneten und gleichzeitig als der massereichste angesehen werden – die Dichte von Neptun ist um ein Vielfaches höher als die von andere Planeten. Aber im Vergleich zu Neptun und unserer Erde sind sie winzig. Wenn Sie sich vorstellen, dass unsere Sonne die Größe einer Tür hat, dann hat die Erde die Größe einer Münze und Neptun die gleiche Größe wie ein großer Baseball.

Die Geschichte der Entdeckung des Planeten Neptun

Die Entdeckungsgeschichte von Neptun ist in ihrer Art einzigartig, da es sich um den ersten Planeten unseres Sonnensystems handelt, der dank mathematischer Berechnungen rein theoretisch entdeckt und erst dann durch ein Teleskop bemerkt wurde. Es geschah so: Bereits 1846 beobachtete der französische Astronom Alexis Bouvard die Bewegung des Planeten Uranus durch ein Teleskop und bemerkte seltsame Abweichungen in seiner Umlaufbahn. Die Anomalie in der Bewegung des Planeten könnte seiner Meinung nach durch den starken Gravitationseinfluss eines anderen großen Himmelskörpers verursacht werden. Alexis‘ deutscher Kollege, der Astronom Johann Halle, führte die notwendigen mathematischen Berechnungen durch, um den Standort dieses bisher unbekannten Planeten zu bestimmen, und sie erwiesen sich als richtig – bald wurde unser Neptun an der Stelle des angeblichen Standorts des unbekannten „Planeten X“ entdeckt. .

Allerdings wurde der Planet Neptun schon lange zuvor von den Großen in einem Teleskop beobachtet. Allerdings vermerkte er in seinen astronomischen Aufzeichnungen, dass es sich um einen Stern und nicht um einen Planeten handelte, weshalb ihm die Entdeckung nicht zugeschrieben wurde.

Neptun ist der am weitesten entfernte Planet im Sonnensystem

„Aber was ist mit?“, fragen Sie sich wahrscheinlich. Tatsächlich ist hier nicht alles so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint. Seit seiner Entdeckung im Jahr 1846 gilt Neptun zu Recht als der am weitesten von der Sonne entfernte Planet. Doch 1930 wurde der kleine Pluto entdeckt, der noch weiter entfernt liegt. Hier gibt es nur eine Nuance: Plutos Umlaufbahn ist entlang einer Ellipse stark verlängert, sodass Pluto in bestimmten Momenten seiner Bewegung näher an der Sonne ist als Neptun. Das letzte Mal, dass ein solches astronomisches Phänomen auftrat, war von 1978 bis 1999 – 20 Jahre lang trug Neptun erneut den Titel des vollwertigen „am weitesten von der Sonne entfernten Planeten“.

Um diese Verwirrungen zu beseitigen, schlugen einige Astronomen sogar vor, Pluto vom Titel „Planet“ zu „degradieren“, sagen sie, es sei nur ein kleiner Himmelskörper, der im Orbit fliegt, oder den Status eines „Zwergplaneten“ zuzuweisen. Allerdings dauern die Streitigkeiten in dieser Angelegenheit noch an.

Merkmale des Planeten Neptun

Neptun hat sein leuchtend blaues Aussehen aufgrund der starken Wolkendichte in der Atmosphäre des Planeten; diese Wolken verbergen chemische Verbindungen, die unserer Wissenschaft noch völlig unbekannt sind und die, wenn sie vom Sonnenlicht absorbiert werden, blau werden. Ein Jahr auf Neptun entspricht unseren 165 Jahren, also der Zeit, die Neptun benötigt, um seinen gesamten Umlauf auf seiner Umlaufbahn um die Sonne abzuschließen. Aber ein Tag auf Neptun ist nicht so lang wie ein Jahr; er ist sogar kürzer als unser Tag auf der Erde, da er nur 16 Stunden dauert.

Neptuntemperatur

Da die Sonnenstrahlen nur in sehr geringen Mengen den fernen „Blauen Riesen“ erreichen, ist es an seiner Oberfläche naturgemäß sehr, sehr kalt – die durchschnittliche Oberflächentemperatur beträgt dort -221 Grad Celsius und ist damit doppelt so niedrig wie der Gefrierpunkt aus Wasser. Mit einem Wort: Wenn Sie auf Neptun wären, würden Sie sich im Handumdrehen in Eis verwandeln.

Oberfläche von Neptun

Die Oberfläche von Neptun besteht aus Ammoniak- und Methaneis, aber der Kern des Planeten könnte sich durchaus als Gestein herausstellen, aber das ist immer noch nur eine Hypothese. Es ist merkwürdig, dass die Schwerkraft auf Neptun der der Erde sehr ähnlich ist, sie ist nur 17 % größer als unsere, und das trotz der Tatsache, dass Neptun 17-mal größer als die Erde ist. Trotzdem ist es unwahrscheinlich, dass wir Neptun in naher Zukunft umrunden können, siehe den vorherigen Absatz über das Eis. Und außerdem wehen auf der Oberfläche des Neptun starke Winde, deren Geschwindigkeit bis zu 2400 Kilometer pro Stunde (!) erreichen kann, vielleicht gibt es auf keinem anderen Planeten in unserem Sonnensystem so starke Winde wie hier.

Neptungröße

Wie oben erwähnt, ist es 17-mal größer als unsere Erde. Das Bild unten zeigt einen Vergleich der Größen unserer Planeten.

Atmosphäre von Neptun

Die Zusammensetzung von Neptuns Atmosphäre ähnelt der Atmosphäre der meisten ähnlichen Riesenplaneten: Sie wird hauptsächlich von Heliumatomen dominiert, außerdem gibt es in geringen Mengen Ammoniak, gefrorenes Wasser, Methan und andere chemische Elemente. Doch im Gegensatz zu anderen großen Planeten enthält die Atmosphäre von Neptun viel Eis, was auf seine abgelegene Lage zurückzuführen ist.

Ringe des Planeten Neptun

Wenn man von Planetenringen hört, fällt einem sicherlich sofort Saturn ein, aber tatsächlich ist er bei weitem nicht der einzige Besitzer von Ringen. Auch unser Neptun hat Ringe, wenn auch nicht so groß und schön wie die des Planeten. Neptun hat insgesamt fünf Ringe, benannt nach den Astronomen, die sie entdeckt haben: Halle, Le Verrier, Lascelles, Arago und Adams.

Neptuns Ringe bestehen aus kleinen Kieselsteinen und kosmischem Staub (viele Partikel in Mikrometergröße), ihre Struktur ähnelt in gewisser Weise den Ringen des Jupiter und sie sind ziemlich schwer zu erkennen, da sie schwarz sind. Wissenschaftler glauben, dass die Ringe von Neptun relativ jung sind, zumindest viel jünger als die Ringe seines Nachbarn Uranus.

Monde von Neptun

Neptun hat wie jeder anständige Riesenplanet seine eigenen Satelliten, nicht nur einen, sondern dreizehn, benannt nach den kleineren Meeresgöttern des antiken Pantheons.

Besonders interessant ist der Satellit Triton, der teilweise dank ... Bier entdeckt wurde. Tatsache ist, dass der englische Astronom William Lasing, der Triton tatsächlich entdeckte, mit dem Brauen und Handel mit Bier ein großes Vermögen machte, was es ihm anschließend ermöglichte, viel Geld und Zeit in sein Lieblingshobby – die Astronomie – zu investieren (zumal diese nicht billig ist). um ein hochwertiges Observatorium auszustatten).

Aber was ist das Interessante und Einzigartige an Triton? Tatsache ist, dass dies der einzige bekannte Satellit in unserem Sonnensystem ist, der sich in entgegengesetzter Richtung zur Rotation des Planeten selbst um den Planeten dreht. In der wissenschaftlichen Terminologie wird dies „retrograde Umlaufbahn“ genannt. Wissenschaftler vermuten, dass Triton zuvor überhaupt kein Satellit war, sondern ein unabhängiger Zwergplanet (wie Pluto), der durch den Willen des Schicksals in den Einflussbereich der Schwerkraft Neptuns geriet und im Wesentlichen vom „blauen Riesen“ eingefangen wurde. Doch damit nicht genug: Neptuns Schwerkraft zieht Triton immer näher und nach mehreren Millionen Lichtjahren können die Gravitationskräfte den Satelliten auseinanderreißen.

Wie lange dauert ein Flug zum Neptun?

Für eine lange Zeit. Kurz gesagt, natürlich mit moderner Technologie. Immerhin beträgt die Entfernung von Neptun zur Sonne 4,5 Milliarden Kilometer und die Entfernung von der Erde zu Neptun jeweils 4,3 Milliarden Kilometer. Der einzige von der Erde zum Neptun geschickte Satellit, Voyager 2, wurde 1977 gestartet und erreichte sein Ziel erst 1989, wo er den „großen dunklen Fleck“ auf der Oberfläche des Neptun fotografierte und eine Reihe starker Stürme in der Atmosphäre des Planeten beobachtete.

Video zum Planeten Neptun

Und am Ende unseres Artikels bieten wir Ihnen ein interessantes Video über den Planeten Neptun.

Neptun im Vergleich zu unserem Planeten

Um wirklich zu verstehen, wie groß Neptun tatsächlich ist, können wir ihn mit einem anderen Planeten vergleichen. Der Einfachheit halber können wir für diese Zwecke unseren Planeten nehmen.

Vergleich der Größen von Erde und Neptun

Schauen wir uns zunächst die Größe der verglichenen Planeten an. Der Durchmesser des Gasriesen beträgt etwa 49.500 km. Damit ist er der viertgrößte Planet im Sonnensystem. Im Vergleich zu unserem Planeten ist er 3,9-mal größer.

Seine Masse beträgt 1,02 x 10*26 kg. Es stellt sich heraus, dass seine Masse 17-mal größer ist als die unseres Heimatplaneten.

Wie sieht es mit der Lautstärke aus? Sein Volumen beträgt 6,3 x 10*13 km 3. Wir könnten darin 57 Planeten wie unseren unterbringen und hätten immer noch Platz. Unser Tag dauert 24 Stunden und der Tag auf dem Gasriesen dauert 16 Stunden und 6 Minuten. Ein Jahr dauert dementsprechend 164,79 Jahre.

Viele Parameter unserer Planeten variieren stark, mit einer möglichen Ausnahme: der Schwerkraft.

Die Schwerkraft auf Neptun (vorausgesetzt, der Planet hat eine hypothetische Oberfläche) ist nur 14 % stärker als die Schwerkraft auf der Erde.

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Neptun ist der achte und äußerste Planet im Sonnensystem. Neptun ist außerdem der viertgrößte Planet im Durchmesser und der drittgrößte in der Masse. Die Masse von Neptun beträgt das 17,2-fache und der Durchmesser des Äquators ist 3,9-mal größer als der der Erde. Der Planet wurde nach dem römischen Gott der Meere benannt.
Neptun wurde am 23. September 1846 entdeckt und war der erste Planet, der durch mathematische Berechnungen und nicht durch regelmäßige Beobachtungen entdeckt wurde. Die Entdeckung unvorhergesehener Veränderungen in der Umlaufbahn des Uranus führte zur Hypothese eines unbekannten Planeten, dessen störender Gravitationseinfluss sie verursachte. Neptun wurde an seiner vorhergesagten Position gefunden. Bald wurde sein Satellit Triton entdeckt, doch die restlichen 13 heute bekannten Satelliten waren bis ins 20. Jahrhundert unbekannt. Neptun wurde nur von einer Raumsonde besucht, der Voyager 2, die am 25. August 1989 in der Nähe des Planeten flog.

Neptun ähnelt in seiner Zusammensetzung Uranus, und beide Planeten unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung von den größeren Riesenplaneten Jupiter und Saturn. Manchmal werden Uranus und Neptun in eine separate Kategorie der „Eisriesen“ eingeordnet. Die Atmosphäre von Neptun besteht wie die von Jupiter und Saturn hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium sowie Spuren von Kohlenwasserstoffen und möglicherweise Stickstoff, enthält jedoch einen höheren Anteil an Eis: Wasser, Ammoniak und Methan. Der Kern von Neptun besteht wie Uranus hauptsächlich aus Eis und Gestein. Methanspuren in den äußeren Schichten der Atmosphäre sind mitverantwortlich für die blaue Farbe des Planeten.
Planetenentdeckung:
Entdecker Urbain Le Verrier, Johann Halle, Heinrich d'Arre
Eröffnungsort Berlin
Eröffnungsdatum 23. September 1846
Erkennungsmethode Berechnung
Orbitale Eigenschaften:
Perihel 4.452.940.833 km (29,76607095 AU)
Aphel 4.553.946.490 km (30,44125206 AU)
Hauptachswelle 4.503.443.661 km (30,10366151 AU)
Orbitale Exzentrizität 0,011214269
Sternzeit der Revolution 60.190,03 Tage (164,79 Jahre)
Synodische Revolutionsperiode 367,49 Tage
Umlaufgeschwindigkeit 5,4349 km/s
Durchschnittliche Anomalie 267,767281°
Stimmung 1,767975° (6,43° relativ zum Sonnenäquator)
Längengrad des aufsteigenden Knotens 131,794310°
Periapsis-Argument 265,646853°
Satelliten 14
Physikalische Eigenschaften:
Polarkompression 0,0171 ± 0,0013
Äquatorialer Radius 24.764 ± 15 km
Polarradius 24.341 ± 30 km
Oberfläche 7,6408 10 9 km 2
Volumen 6,254 10 13 km 3
Gewicht 1,0243 10 26 kg
Durchschnittliche Dichte 1,638 g/cm³
Beschleunigung des freien Falls am Äquator 11,15 m/s 2 (1,14 g)
Zweite Fluchtgeschwindigkeit 23,5 km/s
Äquatoriale Rotationsgeschwindigkeit 2,68 km/s (9648 km/h)
Rotationszeitraum 0,6653 Tage (15 Stunden 57 Minuten 59 Sekunden)
Achsenneigung 28,32°
Rektaszension des Nordpols 19h 57m 20s
Deklination des Nordpols 42.950°
Albedo 0,29 (Bond), 0,41 (geom.)
Scheinbare Größe 8,0–7,78 m
Winkeldurchmesser 2,2"-2,4"
Temperatur:
Balken der Stufe 1 72 K (ca. -200 °C)
0,1 bar (Tropopause) 55 K
Atmosphäre:
Verbindung: 80±3,2 % Wasserstoff (H 2)
19 ± 3,2 % Helium
1,5 ± 0,5 % Methan
ca. 0,019 % Wasserstoffdeuterid (HD)
ca. 0,00015 % Ethan
Eis: Ammoniak, wässrig, Ammoniumhydrogensulfid (NH 4 SH), Methan
PLANET NEPTUN

In der Atmosphäre von Neptun herrschen die stärksten Winde aller Planeten im Sonnensystem; Schätzungen zufolge können sie Geschwindigkeiten von bis zu 2.100 km/h erreichen. Beim Vorbeiflug der Voyager 2 im Jahr 1989 wurde auf der Südhalbkugel von Neptun der sogenannte Große Dunkle Fleck entdeckt, ähnlich dem Großen Roten Fleck auf Jupiter. Die Temperatur von Neptun in der oberen Atmosphäre liegt bei etwa -220 °C. Im Zentrum von Neptun liegt die Temperatur nach verschiedenen Schätzungen zwischen 5400 K und 7000–7100 °C, was mit der Temperatur auf der Sonnenoberfläche und der Innentemperatur der meisten bekannten Planeten vergleichbar ist. Neptun verfügt über ein schwaches und fragmentiertes Ringsystem, das möglicherweise bereits in den 1960er Jahren entdeckt, aber erst 1989 von Voyager 2 zuverlässig bestätigt wurde.
Der 12. Juli 2011 markiert genau ein Neptunjahr – oder 164,79 Erdenjahre – seit der Entdeckung Neptuns am 23. September 1846.

Physikalische Eigenschaften:


Mit einer Masse von 1,0243·10 26 kg ist Neptun ein Zwischenglied zwischen der Erde und den großen Gasriesen. Seine Masse ist 17-mal so groß wie die der Erde, beträgt aber nur 1/19 der Masse des Jupiter. Der Äquatorradius von Neptun beträgt 24.764 km, was fast dem Vierfachen des Erdradius entspricht. Neptun und Uranus werden aufgrund ihrer geringeren Größe und geringeren Konzentration an flüchtigen Stoffen oft als eine Unterklasse der Gasriesen angesehen, die „Eisriesen“ genannt werden.
Die durchschnittliche Entfernung zwischen Neptun und der Sonne beträgt 4,55 Milliarden km (etwa 30,1 durchschnittliche Entfernung zwischen Sonne und Erde oder 30,1 AE), und es dauert 164,79 Jahre, um einen Umlauf um die Sonne abzuschließen. Die Entfernung zwischen Neptun und Erde beträgt zwischen 4,3 und 4,6 Milliarden km. Am 12. Juli 2011 vollendete Neptun seine erste vollständige Umlaufbahn seit der Entdeckung des Planeten im Jahr 1846. Von der Erde aus war es anders sichtbar als am Tag der Entdeckung, da die Umlaufdauer der Erde um die Sonne (365,25 Tage) kein Vielfaches der Umlaufdauer des Neptun ist. Die elliptische Umlaufbahn des Planeten ist gegenüber der Erdumlaufbahn um 1,77° geneigt. Aufgrund der Exzentrizität von 0,011 ändert sich der Abstand zwischen Neptun und der Sonne um 101 Millionen km – der Unterschied zwischen Perihel und Aphel, also den nächstgelegenen und am weitesten entfernten Punkten der Position des Planeten entlang der Umlaufbahn. Die axiale Neigung von Neptun beträgt 28,32°, was der axialen Neigung von Erde und Mars ähnelt. Infolgedessen erfährt der Planet ähnliche saisonale Veränderungen. Aufgrund der langen Umlaufzeit von Neptun dauern die Jahreszeiten jedoch jeweils etwa vierzig Jahre.
Die siderische Rotationsperiode für Neptun beträgt 16,11 Stunden. Aufgrund einer axialen Neigung ähnlich der der Erde (23°) sind Änderungen in der Sternrotationsperiode während ihres langen Jahres nicht signifikant. Da Neptun keine feste Oberfläche hat, unterliegt seine Atmosphäre einer unterschiedlichen Rotation. Die breite äquatoriale Zone rotiert mit einer Periode von etwa 18 Stunden, was langsamer ist als die 16,1-stündige Rotation des Magnetfelds des Planeten. Im Gegensatz zum Äquator rotieren die Polarregionen alle 12 Stunden. Unter allen Planeten des Sonnensystems ist diese Art der Rotation bei Neptun am ausgeprägtesten. Dies führt zu einer starken Breitengradverschiebung des Windes.

Neptun hat großen Einfluss auf den Kuipergürtel, der sehr weit davon entfernt liegt. Der Kuipergürtel ist ein Ring aus eisigen Kleinplaneten, ähnlich dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, aber viel länger. Sie reicht von der Umlaufbahn des Neptun (30 AE) bis zu 55 astronomischen Einheiten von der Sonne. Die Gravitationskraft von Neptun hat den größten Einfluss auf den Kuipergürtel (auch im Hinblick auf die Bildung seiner Struktur), vergleichbar im Verhältnis zum Einfluss der Schwerkraft von Jupiter auf den Asteroidengürtel. Während der Existenz des Sonnensystems wurden einige Regionen des Kuipergürtels durch die Schwerkraft Neptuns destabilisiert und es entstanden Lücken in der Struktur des Gürtels. Ein Beispiel ist das Gebiet zwischen 40 und 42 a. e.
Die Umlaufbahnen von Objekten, die in diesem Gürtel ausreichend lange gehalten werden können, werden durch das sogenannte bestimmt. uralte Resonanzen mit Neptun. Für einige Umlaufbahnen ist diese Zeit vergleichbar mit der Zeit der gesamten Existenz des Sonnensystems. Diese Resonanzen treten auf, wenn die Umlaufperiode eines Objekts um die Sonne in Form kleiner natürlicher Zahlen wie 1:2 oder 3:4 mit der Umlaufperiode von Neptun in Beziehung steht. Auf diese Weise stabilisieren die Objekte ihre Umlaufbahnen gegenseitig. Wenn beispielsweise ein Objekt die Sonne doppelt so schnell umkreist wie Neptun, legt es genau die halbe Strecke zurück, während Neptun zu seiner ursprünglichen Position zurückkehrt.
Der am dichtesten besiedelte Teil des Kuipergürtels, der mehr als 200 bekannte Objekte umfasst, steht in einer 2:3-Resonanz mit Neptun. Diese Objekte umkreisen einmal alle 1 1/2 Umdrehungen Neptuns und sind als „Plutinos“ bekannt, da sich unter ihnen eines der größten Kuipergürtel-Objekte, Pluto, befindet. Obwohl die Umlaufbahnen von Neptun und Pluto sehr nahe beieinander liegen, verhindert die 2:3-Resonanz, dass sie kollidieren. In anderen, weniger besiedelten Gebieten gibt es Resonanzen von 3:4, 3:5, 4:7 und 2:5.
An seinen Lagrange-Punkten (L4 und L5) – Zonen der Gravitationsstabilität – hält Neptun viele trojanische Asteroiden fest, als würde er sie im Orbit mitziehen. Neptuns Trojaner stehen in einer 1:1-Resonanz mit ihm. Die Trojaner sind in ihren Umlaufbahnen sehr stabil, und daher ist die Hypothese ihrer Gefangennahme durch das Gravitationsfeld Neptuns zweifelhaft. Höchstwahrscheinlich haben sie sich mit ihm zusammengefunden.

Interne Struktur


Die innere Struktur von Neptun ähnelt der inneren Struktur von Uranus. Die Atmosphäre macht etwa 10–20 % der Gesamtmasse des Planeten aus, und die Entfernung von der Oberfläche bis zum Ende der Atmosphäre beträgt 10–20 % der Entfernung von der Oberfläche bis zum Kern. In der Nähe des Kerns kann der Druck 10 GPa erreichen. Volumetrische Konzentrationen von Methan, Ammoniak und Wasser in den unteren Schichten der Atmosphäre
Allmählich verdichtet sich diese dunklere und heißere Region zu einem überhitzten Flüssigkeitsmantel, in dem die Temperaturen 2000–5000 K erreichen. Die Masse des Neptunmantels ist verschiedenen Schätzungen zufolge 10–15 Mal größer als die der Erde und ist reich an Wasser und Ammoniak , Methan und andere Verbindungen. Nach der allgemein anerkannten Terminologie der Planetenwissenschaft wird diese Materie als eisig bezeichnet, obwohl es sich um eine heiße, sehr dichte Flüssigkeit handelt. Diese hochleitfähige Flüssigkeit wird manchmal als Ozean aus wässrigem Ammoniak bezeichnet. In einer Tiefe von 7.000 km herrschen Bedingungen, unter denen Methan in Diamantkristalle zerfällt, die auf den Kern „fallen“. Einer Hypothese zufolge gibt es einen ganzen Ozean aus „Diamantflüssigkeit“. Der Kern von Neptun besteht aus Eisen, Nickel und Silikaten und hat vermutlich die 1,2-fache Masse der Erde. Der Druck im Zentrum erreicht 7 Megabar, also etwa 7 Millionen Mal mehr als auf der Erdoberfläche. Die Temperatur im Zentrum kann 5400 K erreichen.

Atmosphäre und Klima


Wasserstoff und Helium wurden in den oberen Schichten der Atmosphäre gefunden, die in einer bestimmten Höhe 80 bzw. 19 % ausmachen. Es werden auch Spuren von Methan beobachtet. Bei Wellenlängen über 600 nm treten im roten und infraroten Teil des Spektrums auffällige Absorptionsbanden von Methan auf. Wie bei Uranus ist die Absorption von rotem Licht durch Methan ein wesentlicher Faktor für die blaue Tönung der Atmosphäre von Neptun, obwohl sich Neptuns helles Azurblau von der gemäßigteren Aquamarinfarbe von Uranus unterscheidet. Da sich der Methangehalt der Neptun-Atmosphäre kaum von dem des Uranus unterscheidet, geht man davon aus, dass es auch einen noch unbekannten Bestandteil der Atmosphäre gibt, der zur Entstehung der blauen Farbe beiträgt. Die Atmosphäre von Neptun ist in zwei Hauptregionen unterteilt: die untere Troposphäre, in der die Temperatur mit der Höhe abnimmt, und die Stratosphäre, in der die Temperatur hingegen mit der Höhe zunimmt. An der Grenze zwischen ihnen, der Tropopause, herrscht ein Druckniveau von 0,1 bar. Die Stratosphäre weicht der Thermosphäre bei einem Druckniveau von weniger als 10 -4 - 10 -5 Mikrobar. Die Thermosphäre geht allmählich in die Exosphäre über. Modelle der Neptun-Troposphäre legen nahe, dass sie je nach Höhe aus Wolken unterschiedlicher Zusammensetzung besteht. Die oberen Wolken befinden sich in einer Zone mit einem Druck von unter einem Bar, in der die Temperaturen die Methankondensation begünstigen.

Methan auf Neptun
Das Falschfarbenbild wurde von der Raumsonde Voyager 2 mit drei Filtern aufgenommen: Blau, Grün und einem Filter, der die Lichtabsorption durch Methan zeigt. Daher enthalten Bereiche im Bild, die hellweiß oder rot sind, eine höhere Methankonzentration. Der gesamte Neptun ist von einem allgegenwärtigen Methanschleier in einer durchsichtigen Schicht der Planetenatmosphäre bedeckt. Im Zentrum der Planetenscheibe dringt Licht durch den Dunst und dringt tiefer in die Atmosphäre des Planeten ein, wodurch das Zentrum weniger rot erscheint, und an den Rändern streut der Methandunst das Sonnenlicht in großen Höhen, was zu einem leuchtend roten Halo führt.
PLANET NEPTUN

Bei Drücken zwischen einem und fünf Bar bilden sich Wolken aus Ammoniak und Schwefelwasserstoff. Bei Drücken über 5 bar können Wolken aus Ammoniak, Ammoniumsulfid, Schwefelwasserstoff und Wasser bestehen. Tiefer unten, bei einem Druck von etwa 50 bar, können Wassereiswolken bei Temperaturen bis zu 0 °C existieren. Es ist auch möglich, dass sich in diesem Bereich Ammoniak- und Schwefelwasserstoffwolken befinden. Die Höhenwolken von Neptun waren an den Schatten zu erkennen, die sie auf die undurchsichtige Wolkenschicht darunter warfen. Besonders hervorzuheben sind Wolkenbänder, die sich auf einem konstanten Breitengrad um den Planeten „wickeln“. Diese Randgruppen haben eine Breite von 50–150 km und liegen selbst 50–110 km über der Hauptwolkenschicht. Die Untersuchung des Spektrums von Neptun legt nahe, dass die untere Stratosphäre aufgrund der Kondensation von Methan-Photolyseprodukten wie Ethan und Acetylen im ultravioletten Bereich getrübt ist. Auch in der Stratosphäre wurden Spuren von Blausäure und Kohlenmonoxid gefunden.

Wolkenbänder in großer Höhe auf Neptun
Das Bild wurde von der Raumsonde Voyager 2 zwei Stunden vor ihrer größten Annäherung an Neptun aufgenommen. Die vertikalen hellen Streifen der Neptunwolken sind deutlich zu erkennen. Diese Wolken wurden auf einem Breitengrad von 29 Grad nördlich in der Nähe des östlichen Endpunkts von Neptun beobachtet. Wolken werfen Schatten, das heißt, sie sind höher als die darunter liegende undurchsichtige Wolkenschicht. Die Bildauflösung beträgt 11 km pro Pixel. Die Breite der Wolkenbänder beträgt 50 bis 200 km und die Schatten, die sie werfen, erstrecken sich über 30 bis 50 km. Die Höhe der Wolken beträgt etwa 50 km.
PLANET NEPTUN

Die Stratosphäre von Neptun ist aufgrund ihrer höheren Konzentration an Kohlenwasserstoffen wärmer als die Stratosphäre von Uranus. Aus unbekannten Gründen hat die Thermosphäre des Planeten eine ungewöhnlich hohe Temperatur von etwa 750 K. Bei einer so hohen Temperatur ist der Planet zu weit von der Sonne entfernt, als dass er die Thermosphäre mit ultravioletter Strahlung aufheizen könnte. Möglicherweise ist dieses Phänomen eine Folge der atmosphärischen Wechselwirkung mit Ionen im Magnetfeld des Planeten. Einer anderen Theorie zufolge sind die Grundlage des Erwärmungsmechanismus Gravitationswellen aus dem Inneren des Planeten, die in der Atmosphäre zerstreut werden. Die Thermosphäre enthält Spuren von Kohlenmonoxid und eingedrungenem Wasser, möglicherweise aus externen Quellen wie Meteoriten und Staub.

Einer der Unterschiede zwischen Neptun und Uranus ist das Ausmaß der meteorologischen Aktivität. Voyager 2, das 1986 in der Nähe von Uranus flog, verzeichnete eine äußerst schwache atmosphärische Aktivität. Im Gegensatz zu Uranus erlebte Neptun während der Durchmusterung von Voyager 2 im Jahr 1989 spürbare Wetterveränderungen.

Das Wetter auf Neptun ist durch ein äußerst dynamisches Sturmsystem gekennzeichnet, dessen Winde nahezu Überschallgeschwindigkeiten (ca. 600 m/s) erreichen. Bei der Verfolgung der Bewegung permanenter Wolken wurde eine Änderung der Windgeschwindigkeit von 20 m/s im Osten auf 325 m/s im Westen aufgezeichnet. In der oberen Wolkenschicht schwanken die Windgeschwindigkeiten zwischen 400 m/s am Äquator und 250 m/s an den Polen. Die meisten Winde auf Neptun wehen entgegen der Rotation des Planeten um seine Achse. Das allgemeine Windmuster zeigt, dass die Windrichtung in hohen Breiten mit der Rotationsrichtung des Planeten übereinstimmt und in niedrigen Breiten entgegengesetzt dazu ist. Es wird angenommen, dass Unterschiede in der Richtung der Luftströmungen eine Folge des „Skin-Effekts“ sind und nicht auf zugrunde liegende atmosphärische Prozesse. Der Gehalt an Methan, Ethan und Acetylen in der Atmosphäre in der Äquatorregion ist zehn- und hundertmal höher als der Gehalt dieser Stoffe in der Polregion. Diese Beobachtung kann als Beweis für die Existenz eines Aufschwungs am Neptunäquator und dessen Abnahme in der Nähe der Pole angesehen werden.

Im Jahr 2006 wurde beobachtet, dass die obere Troposphäre des Südpols von Neptun 10 °C wärmer war als der Rest von Neptun, wo die Durchschnittstemperaturen bei -200 °C liegen. Dieser Temperaturunterschied reicht aus, um Methan, das in anderen Bereichen der oberen Neptunatmosphäre gefroren ist, am Südpol in den Weltraum entweichen zu lassen. Dieser „Hot Spot“ ist eine Folge der axialen Neigung von Neptun, dessen Südpol seit einem Viertel eines Neptunjahres, also etwa 40 Erdenjahren, der Sonne zugewandt ist. Während sich Neptun langsam auf seiner Umlaufbahn zur gegenüberliegenden Seite der Sonne bewegt, wird der Südpol allmählich in den Schatten geraten und Neptun wird die Sonne durch den Nordpol ersetzen. Somit wird sich die Freisetzung von Methan in den Weltraum vom Südpol nach Norden verlagern. Aufgrund saisonaler Veränderungen wurde beobachtet, dass Wolkenbänder auf der Südhalbkugel von Neptun an Größe und Albedo zunehmen. Dieser Trend wurde bereits 1980 beobachtet und wird voraussichtlich bis 2020 mit der Ankunft einer neuen Saison auf Neptun anhalten. Die Jahreszeiten wechseln alle 40 Jahre.

Im Jahr 1989 entdeckte die NASA-Raumsonde Voyager 2 den Großen Dunklen Fleck, einen anhaltenden Antizyklonsturm mit einer Größe von 13.000 x 6.600 km. Dieser atmosphärische Sturm ähnelte dem Großen Roten Fleck des Jupiter, wurde jedoch am 2. November 1994 vom Hubble-Weltraumteleskop nicht an seinem ursprünglichen Standort gefunden. Stattdessen wurde eine neue ähnliche Formation auf der Nordhalbkugel des Planeten entdeckt. Scooter ist ein weiterer Sturm südlich des Großen Dunklen Flecks. Sein Name ist eine Folge der Tatsache, dass mehrere Monate vor der Annäherung von Voyager 2 an Neptun klar war, dass sich diese Wolkengruppe viel schneller bewegte als der Große Dunkle Fleck. Nachfolgende Bilder zeigten Wolkengruppen, die noch schneller waren als der Roller.

Großer dunkler Fleck
Das Foto links wurde mit der Schmalwinkelkamera von Voyager 2 unter Verwendung eines Grün- und Orangefilters aus einer Entfernung von 4,4 Millionen Meilen von Neptun aufgenommen, 4 Tage und 20 Stunden vor der größten Annäherung an den Planeten. Der Große Dunkle Fleck und sein kleinerer Begleiter im Westen, der Kleine Dunkle Fleck, sind deutlich zu erkennen.
Die Bildserie rechts zeigt Veränderungen des Großen Dunklen Flecks über 4,5 Tage während der Annäherung der Raumsonde Voyager 2, das Aufnahmeintervall betrug 18 Stunden. Der große dunkle Fleck liegt auf dem 20. Breitengrad Süd und erstreckt sich bis zum 30. Längengrad. Das obere Bild der Serie wurde in einer Entfernung von 17 Millionen km vom Planeten aufgenommen, das untere in 10 Millionen km Entfernung. Eine Reihe von Bildern zeigte, dass sich der Sturm im Laufe der Zeit veränderte. Insbesondere im Westen erstreckte sich zu Beginn der Untersuchung eine dunkle Wolke hinter dem BTP, die dann in das Hauptgebiet des Sturms gezogen wurde und eine Reihe kleiner dunkler Flecken – „Perlen“ – hinterließ. Die große helle Wolke am südlichen Rand des BTP ist ein mehr oder weniger ständiger Begleiter der Formation. Die scheinbare Bewegung kleiner Wolken an der Peripherie deutet auf eine Drehung des FTP gegen den Uhrzeigersinn hin.
PLANET NEPTUN

Noch weiter südlich liegt der Minor Dark Spot, der zweitstärkste Sturm, der während der Annäherung der Voyager 2 an den Planeten im Jahr 1989 beobachtet wurde. Anfangs schien es völlig dunkel zu sein, aber als man näher kam, wurde das helle Zentrum des Kleinen Dunklen Flecks deutlicher sichtbar, wie auf den meisten klaren, hochauflösenden Fotos zu sehen ist. Es wird angenommen, dass Neptuns „dunkle Flecken“ ihren Ursprung in der Troposphäre in niedrigeren Höhen haben als die helleren, besser sichtbaren Wolken. Daher erscheinen sie wie Löcher in den Wolkendecken, da sie Lücken öffnen, die einen Blick durch dunklere, tiefere Wolkenschichten ermöglichen.

Da diese Stürme hartnäckig sind und über Monate andauern können, geht man davon aus, dass sie eine Wirbelstruktur haben. Mit dunklen Flecken sind häufig hellere, anhaltende Methanwolken verbunden, die sich an der Tropopause bilden. Das Fortbestehen der begleitenden Wolken zeigt, dass einige ehemalige „dunkle Flecken“ als Zyklon weiterbestehen könnten, auch wenn sie ihre dunkle Farbe verlieren. Dunkle Flecken können verschwinden, wenn sie sich zu nahe an den Äquator bewegen oder durch einen anderen, noch unbekannten Mechanismus

Es wird angenommen, dass das im Vergleich zu Uranus vielfältigere Wetter auf Neptun eine Folge höherer Innentemperaturen ist. Gleichzeitig ist Neptun eineinhalb Mal weiter von der Sonne entfernt als Uranus und empfängt nur 40 % der Menge an Sonnenlicht, die Uranus erhält. Die Oberflächentemperaturen dieser beiden Planeten sind ungefähr gleich. Die obere Troposphäre von Neptun erreicht eine sehr niedrige Temperatur von -221,4 °C. In einer Tiefe, in der der Druck 1 bar beträgt, erreicht die Temperatur -201,15 °C. Die Gase dringen tiefer ein, aber die Temperatur steigt stetig an. Wie bei Uranus ist der Heizmechanismus unbekannt, aber die Diskrepanz ist groß: Uranus gibt 1,1-mal mehr Energie ab, als er von der Sonne erhält. Neptun gibt 2,61-mal mehr ab als er empfängt, wobei seine innere Wärmequelle 161 % der Energie hinzufügt, die er von der Sonne erhält. Obwohl Neptun der am weitesten von der Sonne entfernte Planet ist, reicht seine innere Energie aus, um die schnellsten Winde im Sonnensystem zu erzeugen.
Neuer dunkler Fleck
Das Hubble-Weltraumteleskop hat einen neuen großen dunklen Fleck auf der Nordhalbkugel von Neptun entdeckt. Die Neigung von Neptun und seine aktuelle Position machen es jetzt fast unmöglich, weitere Details zu erkennen, weshalb sich der Punkt im Bild in der Nähe des Planetenrandes befindet. Der neue Ort stellt einen ähnlichen Sturm auf der Südhalbkugel dar, der 1989 von Voyager 2 entdeckt wurde. 1994 zeigten Bilder des Hubble-Teleskops, dass der Sonnenfleck auf der Südhalbkugel verschwunden war. Wie sein Vorgänger ist der neue Sturm am Rand von Wolken umgeben. Diese Wolken entstehen, wenn Gas aus tieferen Regionen aufsteigt und dann abkühlt, um Methan-Eiskristalle zu bilden.
PLANET NEPTUN

Es wurden mehrere mögliche Erklärungen vorgeschlagen, darunter die radiogene Erwärmung durch den Planetenkern (ähnlich der Erwärmung der Erde durch radioaktives Kalium-40), die Dissoziation von Methan in andere Kettenkohlenwasserstoffe in der Neptunatmosphäre und die Konvektion in der unteren Atmosphäre, die dazu führt zur Abbremsung der Gravitationswellen oberhalb der Tropopause.

Da Neptun zu den Planeten gehört, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind, wurde er erst vor relativ kurzer Zeit entdeckt. In Anbetracht der Entfernung wurde es einmal sehr nah beobachtet – 1989 von der Raumsonde Voyager 2. Was wir jedoch damals über diesen Gas- (und Eis-)Riesen erfuhren, enthüllte viele Geheimnisse und die Geschichte seiner Entstehung.

Eröffnung und Benennung:

Die Entdeckung von Neptun erfolgte im 19. Jahrhundert, obwohl es Hinweise darauf gibt, dass sie schon lange davor stattfand. Beispielsweise enthielten Galileo Galileis Zeichnungen vom 28. Dezember 1612 und 27. Januar 1613 eingezeichnete Punkte, von denen heute bekannt ist, dass sie der Position von Neptun an diesen Daten entsprechen. In beiden Fällen verwechselte Galileo den Planeten jedoch mit .

Im Jahr 1821 veröffentlichte der französische Astronom Alexis Bouvard astronomische Tabellen. Nachfolgende Beobachtungen zeigten erhebliche Abweichungen von den von Bouvard bereitgestellten Tabellen, was darauf hindeutet, dass ein unbekannter Himmelskörper die Umlaufbahn von Uranus durch Gravitationswechselwirkung störte.

Die neue Berliner Sternwarte in der Lindenstraße, wo der Planet Neptun experimentell entdeckt wurde. Mit freundlicher Genehmigung: Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam.

Im Jahr 1843 begann der englische Astronom John Couch Adams mit der Untersuchung der Umlaufbahn des Uranus anhand der von ihm erhaltenen Daten und erstellte mehrere unterschiedliche Schätzungen der Umlaufbahn des Planeten für die kommenden Jahre. In den Jahren 1845–1846 führte Urban Le Verrier unabhängig von Adams eigene Berechnungen durch, die er mit Johann Gottfried Halle von der Berliner Sternwarte teilte. Galle bestätigte die Anwesenheit des Planeten anhand der von Le Verrier am 23. September 1846 angegebenen Koordinaten.

Die Ankündigung der Entdeckung löste Kontroversen aus, da Le Verrier und Adams ebenfalls behaupteten, die Entdecker zu sein. Letztendlich wurde ein internationaler Konsens erzielt, in dem Le Verrier und Adams gemeinsam für ihre Beiträge zur Entdeckung gewürdigt wurden. Eine Neubewertung der relevanten historischen Dokumente durch Historiker im Jahr 1998 führte jedoch zu dem Schluss, dass Le Verrier direkt für die Entdeckung verantwortlich war und einen größeren Anteil des Beitrags zur Entdeckung verdiente.

Le Verrier beanspruchte seine Rechte an der Entdeckung und schlug vor, den Planeten nach sich selbst zu benennen, was jedoch außerhalb Frankreichs auf heftigen Widerstand stieß. Er schlug auch den Namen Neptun vor, der schließlich von der internationalen Gemeinschaft akzeptiert wurde. Dies lag vor allem daran, dass es mit der Nomenklatur anderer Planeten übereinstimmte, die alle nach Gottheiten aus der griechisch-römischen Mythologie benannt waren.

Größe, Masse und Umlaufbahn von Neptun:

Mit einem durchschnittlichen Radius von 24,622 ± 19 km ist Neptun der viertgrößte Planet im Sonnensystem und befindet sich in . Aber mit einer Masse von 1,0243 x 10 26 kg, was der 17-fachen Masse der Erde entspricht, ist er der drittgrößte Planet vor Uranus. Der Planet hat eine sehr geringe Exzentrizität der Umlaufbahn von 0,0086 und der Umlaufradius am Perihel beträgt 29,81 astronomische Einheiten (4,459 x 10 9 km) und am Aphel 30,33 astronomische Einheiten (4,537 x 10 9 km).


Vergleich der Größen von Neptun und Erde. Bildnachweis: NASA

Der Planet Neptun benötigt 16 Stunden 6 Minuten 36 Sekunden (0,6713 Erdentage), um eine Umdrehung um seine Achse (eine Sternrotation) zu vollenden, und 164,8 Erdenjahre, um eine Umlaufbahn um die Sonne zu vollenden. Das bedeutet, dass ein Tag auf Neptun 67 % eines Tages auf der Erde dauert, während ein Neptunjahr etwa 60.190 Erdentagen (oder 89.666 Neptuntagen) entspricht.
Da die axiale Neigung von Neptun (28,32°) der axialen Neigung der Erde (~23°) und (~25°) ähnelt, erfährt der Planet saisonale Klimaveränderungen. In Kombination mit seiner langen Umlaufzeit bedeutet dies, dass Neptuns Jahreszeiten 40 Erdenjahre dauern. Tatsache ist, dass die Schwankungen der Tageslänge im Laufe des Jahres auch aufgrund seiner mit der Erde vergleichbaren Achsenneigung nicht extremer sind als auf der Erde.

Neptuns Umlaufbahn hat auch einen starken Einfluss auf die Region hinter seiner Umlaufbahn, die als Kuipergürtel (auch „transneptunischer Gürtel“ genannt) bekannt ist. Auf die gleiche Weise dominiert es und formt seine Struktur, so wie die Schwerkraft Neptuns den Kuipergürtel dominiert. Während der Existenz des Sonnensystems wurden einige Regionen des Kuipergürtels durch die Schwerkraft des Planeten Neptun destabilisiert, wodurch Lücken in der Struktur des Kuipergürtels entstanden.

Innerhalb dieser leeren Regionen befinden sich auch Umlaufbahnen mit Objekten mit einem Alter von . Diese Resonanzen treten auf, wenn die Umlaufperiode von Neptun einen genauen Bruchteil der Umlaufperiode des Objekts ausmacht, was bedeutet, dass sie einen Teil der Umlaufbahn während der gesamten Umlaufbahn von Neptun absolvieren. Die bevölkerungsreichste Resonanz im Kuipergürtel ist mit über 200 Objekten die 2:3-Resonanz.

Objekte in dieser Resonanz durchlaufen zwei Umlaufbahnen für alle drei Umlaufbahnen von Neptun und werden Plutinos genannt, weil der größte bekannte unter ihnen ist. Obwohl Pluto regelmäßig die Umlaufbahn von Neptun kreuzt, können sie aufgrund der 2:3-Resonanz niemals kollidieren.

Auf dem Planeten Neptun gibt es eine Reihe bekannter trojanischer Objekte, die die Lagrange-Punkte L4 und L5 besetzen – Regionen mit Gravitationsstabilität vor und hinter Neptun in seiner Umlaufbahn. Einige Neptun-Trojaner haben bemerkenswert stabile Umlaufbahnen und wurden wahrscheinlich mit Neptun gebildet, anstatt von ihm gefangen zu werden.

Zusammensetzung des Planeten Neptun:

Aufgrund seiner geringeren Größe und höheren Konzentration an flüchtigen Stoffen im Vergleich zu Jupiter und Saturn wird der Planet Neptun (ähnlich wie Uranus) oft als Eisriese bezeichnet, eine Unterklasse der Riesenplaneten. Genau wie Uranus lässt sich Neptuns innere Struktur grob in verschiedene Schichten unterteilen: einen felsigen Kern bestehend aus Silikaten und Metallen, einen Mantel, der Wasser, Ammoniak und Methan in Form von Eis enthält, und eine Atmosphäre bestehend aus den Gasen Wasserstoff, Helium und Methan.

Der Kern von Neptun besteht aus Eisen, Nickel und Silikaten und Wissenschaftler gehen davon aus, dass er die 1,2-fache Masse der Erde enthält. Der Druck im Zentrum des Kerns beträgt laut Wissenschaftlern 7 Mbar (700 GPa), doppelt so hoch wie im Erdmittelpunkt, und die Temperaturen im Zentrum des Planeten Pluto erreichen 5400 Kelvin. In einer Tiefe von 7.000 km können die Bedingungen so sein, dass Methan in Diamantkristalle umgewandelt wird, die als Gestein herunterfallen.

Der Mantel enthält 10–15 Erdmassen und ist reich an Wasser, Ammoniak und Methan. Diese Mischung wird Eis genannt, obwohl es sich tatsächlich um eine heiße, dichte Flüssigkeit handelt und manchmal auch als „Ammoniakwasser-Ozean“ bezeichnet wird. Mittlerweile enthält die Atmosphäre 5–10 % der Masse des Planeten und erstreckt sich 10–20 % in Richtung des Kerns, wo sie einen Druck von etwa 10 GPa erreicht – das 100.000-fache des Drucks der Erdatmosphäre.


Innere Struktur des Planeten Neptun. Bildnachweis: NASA

In der unteren Atmosphäre wurden erhöhte Konzentrationen von Methan, Ammoniak und Wasser festgestellt. Im Gegensatz zu Uranus hat der Planet Neptun einen größeren Ozean im Inneren, während Uranus einen kleineren Mantel hat.

Atmosphäre des Planeten Neptun:

In großen Höhen besteht Neptuns Atmosphäre zu 80 % aus Wasserstoff und 19 % Helium mit Spuren von Methan. Wie bei Uranus ist die Absorption von rotem Licht durch atmosphärisches Methan Teil dessen, was Neptun seinen blauen Farbton verleiht, obwohl Neptun dunkler und heller ist. Da Neptun hinsichtlich des Methangehalts in der Atmosphäre Uranus ähnelt, glauben Wissenschaftler, dass eine unbekannte atmosphärische Komponente zu einer intensiveren Farbe von Neptun beiträgt.

Neptuns Atmosphäre ist in zwei Hauptbereiche unterteilt: die untere Troposphäre, wo die Temperatur mit der Höhe abnimmt, und die Stratosphäre, wo der Druck 0,1 bar (10 kPa) erreicht. Die Stratosphäre wird dann durch die Thermosphäre mit einem Druck von 10 -5 - 10 -4 bar (1-10 Pa) ersetzt, die sich allmählich in die Exosphäre verwandelt.

Die Spektralanalyse von Neptun legt nahe, dass seine untere Stratosphäre aufgrund der Kondensation von Produkten aus der Wechselwirkung von ultravioletter Strahlung und Methan (Photolyse) trüb ist, wodurch Ethan- und Acetylenverbindungen entstehen. Die Stratosphäre enthält außerdem Spuren von Kohlenmonoxid und Zyanid, die dafür verantwortlich sind, dass die Stratosphäre des Planeten Neptun wärmer ist als die Stratosphäre des Planeten Uranus.


Ein kontrastierendes Bild in veränderten Farben, das die Merkmale der Neptunatmosphäre, einschließlich der Windgeschwindigkeit, hervorhebt. Bildnachweis: Erich Karkoschka.

Aus noch unklaren Gründen weist die Thermosphäre des Planeten eine ungewöhnlich hohe Temperatur von etwa 750 Kelvin (476,85 °C) auf. Der Planet ist zu weit von der Sonne entfernt, als dass diese Wärme durch seine ultraviolette Strahlung erzeugt werden könnte, was bedeutet, dass ein anderer Erwärmungsmechanismus beteiligt ist, bei dem es sich um die Wechselwirkung der Atmosphäre mit Ionen im Magnetfeld des Planeten oder um Gravitationswellen aus dem Inneren des Planeten handeln könnte in die Atmosphäre zerstreuen.

Da Neptun kein fester Körper ist, unterliegt seine Atmosphäre einer unterschiedlichen Rotation. Die breite äquatoriale Zone rotiert mit einer Periode von etwa 18 Stunden, was langsamer ist als die 16,1-stündige Rotation des Magnetfelds des Planeten. Im Gegensatz dazu ist der gegenteilige Trend in den Polarregionen zu beobachten, wo die Rotationsperiode 12 Stunden beträgt.

Diese unterschiedliche Rotation ist die ausgeprägteste aller Planeten im Sonnensystem und führt zu starken Breitenwindscherungen und zerstörerischen Stürmen. Drei der spektakulärsten Stürme wurden 1989 von der Raumsonde Voyager 2 entdeckt und nach ihrem Aussehen benannt.

Der erste davon war ein gewaltiger Antizyklon mit einer Größe von 13.000 x 6.600 km, der dem Großen Roten Fleck des Jupiter ähnelte. Dieser als Großer Dunkler Fleck bezeichnete Sturm wurde fünf Jahre später (2. November 1994), als das Hubble-Weltraumteleskop den Planeten untersuchte, nicht mehr entdeckt. Stattdessen wurde auf der Nordhalbkugel des Planeten ein neuer Sturm entdeckt, der dem vorherigen sehr ähnlich war, was darauf hindeutet, dass diese Stürme eine kürzere Lebensdauer haben als Stürme auf dem Jupiter.


Rekonstruktion von Voyager-2-Bildern, die den Großen Dunklen Fleck (oben links), Scooter (Mitte) und den Kleinen Dunklen Fleck (unten rechts) zeigen. Bildnachweis: NASA/JPL.

Scooter ist ein weiterer Sturm, eine Gruppe weißer Wolken, die sich weiter südlich des Großen Dunklen Flecks befindet. Der Spitzname tauchte zum ersten Mal während der Monate auf, die Voyager 2 1989 in der Nähe des Planeten verbrachte, als sie eine Wolkengruppe beobachtete, die sich schneller bewegte als der Große Dunkle Fleck.

Der Lesser Dark Spot, ein südlicher Wirbelsturm, war der zweitstärkste Neptunsturm, der 1989 beobachtet wurde. Anfangs war es völlig dunkel, aber als sich Voyager 2 dem Planeten näherte, entwickelte sich ein heller Kern, der auf den Bildern mit der höchsten Auflösung zu sehen war.

Monde des Planeten Neptun:

Neptun hat 14 bekannte natürliche Satelliten (Monde), alle bis auf einen sind nach griechisch-römischen Meeresgottheiten benannt (S/2004 N 1 ist derzeit nicht benannt). Diese Satelliten werden aufgrund ihrer Umlaufbahn und Nähe zu Neptun in zwei Gruppen eingeteilt – reguläre und irreguläre Satelliten. Neptuns regelmäßige Satelliten sind Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S/2004 N 1 und Proteus. Diese Satelliten sind dem Planeten am nächsten und bewegen sich auf Kreisbahnen in Bewegungsrichtung um ihre Neptunachse und liegen in der Äquatorialebene des Planeten.

Sie erstrecken sich von 48.227 km (Niad) bis 117.646 km (Proteus) von Neptun, und alle außer den beiden äußersten, S/2004 N 1 und Proteus, bewegen sich auf ihren Umlaufbahnen langsamer als die Umlaufzeit von 0,6713 Erdentagen. Basierend auf Beobachtungsdaten und geschätzten Dichten reichen Größe und Masse dieser Satelliten von 96 x 60 x 52 km und 1,9 x 10^17 kg (Naiad) bis 436 x 416 x 402 km und 50,35 x 10^17 kg (Proteus).


Dieses zusammengesetzte Bild des Hubble-Weltraumteleskops zeigt die Position des neu entdeckten Mondes mit der Bezeichnung S/2004 N 1 im Orbit um den Riesenplaneten Neptun, 4,8 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Bildnachweis: NASA, ESA und M. Showalter (SETI-Institut).

Mit Ausnahme von Larissa und Proteus, die am rundsten sind, sind alle inneren Monde Neptuns länglich. Ihr Spektrum deutet darauf hin, dass sie aus Wassereis bestehen, das mit dunklerem Material, wahrscheinlich organischen Verbindungen, verunreinigt ist. In dieser Hinsicht sind die inneren Monde von Neptun den Monden von Uranus sehr ähnlich.

Die übrigen Monde von Neptun sind unregelmäßige Monde, einschließlich Triton. Sie bewegen sich hauptsächlich auf geneigten exzentrischen und oft retrograden Bahnen (entgegen der Rotation des Planeten um seine Achse) von Neptun weg. Die einzige Ausnahme ist Triton, der näher am Planeten kreist und sich auf einer kreisförmigen Umlaufbahn bewegt, wenn auch retrograd und geneigt.

In der Reihenfolge ihrer Entfernung vom Planeten sind die unregelmäßigen Satelliten Triton, Nereid, Halimeda, Sao, Laomedea, Neso und Psamapha – eine Gruppe, die retrograde und prograde Objekte (die sich in die gleiche Richtung wie der anziehende Himmelskörper bewegen) umfasst. Mit Ausnahme von Triton und Nereid ähneln die unregelmäßigen Monde von Neptun denen anderer Riesenplaneten und wurden vermutlich in der Vergangenheit durch die Schwerkraft eingefangen.

In Bezug auf Größe und Masse sind die unregelmäßigen Satelliten ähnlich und reichen von etwa 40 km Durchmesser und einer Masse von 4 x 10^16 kg (Psamapha) bis zu 62 km und 16 x 10^16 kg (Halimeda). Triton und Nereid sind ungewöhnliche unregelmäßige Monde und werden daher getrennt von den fünf anderen unregelmäßigen Monden Neptuns behandelt. Es gibt vier Unterschiede zwischen diesen beiden und anderen irregulären Satelliten.

Erstens sind sie die beiden größten irregulären Satelliten im Sonnensystem. Triton ist fast eine Größenordnung größer als alle anderen bekannten irregulären Satelliten und enthält mehr als 99,5 % der Masse aller bekannten Satelliten, die Neptun umkreisen, einschließlich der Ringe des Planeten und 13 weiterer bekannter Satelliten.


Farbmosaikbild von Triton, aufgenommen von Voyager 2 im Jahr 1989. Bildnachweis: NASA/JPL/USGS.

Zweitens haben sie beide atypisch kleine Halbgroßachsen; Triton ist eine Größenordnung kleiner als andere bekannte irreguläre Satelliten. Drittens weisen beide ungewöhnliche Umlaufbahnexzentrizitäten auf: Nereid hat eine der exzentrischsten Umlaufbahnen aller bekannten irregulären Satelliten, und die Umlaufbahn von Triton ist nahezu kreisförmig. Schließlich hat Nereid die niedrigste Bahnneigung aller bekannten irregulären Satelliten.

Mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 2.700 km und einer Masse von 214.080 ± 520 x 10^17 kg ist Triton Neptuns größter Mond und der einzige, der groß genug ist, um ein hydrostatisches Gleichgewicht (also eine Kugelform) zu erreichen. Triton befindet sich in einer Entfernung von 354.759 km von Neptun zwischen dem inneren und dem äußeren Satelliten.

Triton bewegt sich auf einer retrograden, quasi-kreisförmigen Umlaufbahn und besteht hauptsächlich aus Eis aus Stickstoff, Methan, Kohlendioxid und Wasser. Mit einer geometrischen Albedo von über 70 % und einer Bond-Albedo von 90 % ist dieser Satellit eines der hellsten Objekte im Sonnensystem. Seine Oberfläche weist aufgrund der Wechselwirkung von ultravioletter Strahlung und Methan eine rötliche Färbung auf, was zur Bildung von Tholinen (organische Substanzen in den Spektren der eisigen Körper unseres Sonnensystems) führt.

Eigenschaften von Neptun:(Artikel ohne Links sind in der Entwicklung)

  • Interessante Fakten über N.
  • Dichte N.
  • Schwerkraft N.
  • Massa N.
  • Neigung der Rotationsachse N.
  • Größe N.
  • Radius N.
  • Temperatur N.
  • N. im Vergleich zur Erde
Neptuns Umlaufbahn und Rotation:
  • Wie lang ist ein Tag auf Nord?
  • Entfernung von der Erde nach N.
  • Umlaufbahn N.
  • Wie lang ist ein Jahr in N.?
  • Wie lange braucht die Erde für einen Umlauf um die Sonne?
  • Entfernung von der Sonne nach N.
Natürliche Satelliten (Monde) von N. und Ringen:
  • Wie viele Monde (natürliche Satelliten) hat N.?
  • Ringe N.
  • Nereide
  • Triton
  • Najade
Neptuns Geschichte:
  • Wer hat N. entdeckt?
  • Wie kam N. zu seinem Namen?
  • Symbol N.
Oberfläche und Struktur von Neptun:
  • Atmosphäre N.
  • Tsvet N.
  • Wetter auf N.
  • Oberfläche N.
  • Fotosammlung N.
  • Leben auf N.
  • 10 interessante Fakten über N.
  • Pluto und N.
  • Uranus und N.
Abschnitte