Neptun

fot. NASA

Neptun jest ósmą, licząc według oddalenia od Słońca, planetą Układu Słonecznego.

Jego okres obiegu wokół Słońca wynosi 164,78 lat ziemskich, półoś wielka orbity 4497 mln km, czas pełnego obrotu 18 h, promień równikowy 24764 km, masa 17,2 masy Ziemi.

Neptun emituje promieniowanie podczerwone w większym stopniu, niż wynika to z otrzymanej od Słońca energii, co świadczy o grzaniu wewnętrznym, spowodowanym kurczeniem grawitacyjnym planety.

Atmosfera Neptuna jest rozległa, składa się głównie z wodoru, helu i metanu.

Neptun ma 8 księżyców, największe z nich to: Triton i Nereida. Ma także 4 wąskie pierścienie złożone z okruchów materii.

Odkryty został w 1846 roku przez J. Gallego, na podstawie obliczeń U.J.J. LeVerriera.

Neptun

Neptun jest ósmą planetą pod względem oddalenia od Słońca i najbardziej od niego odległą (jeśli nie bierzemy pod uwagę Plutona); nosi imię rzymskiego boga wód. Urana po raz pierwszy zaobserwował Johann Gottfried Galle (1812-1910) w 1846 r. Odkrycie Neptuna było wielkim tryumfem mechaniki nieba. Jego istnienie bowiem zostało przewidziane teoretycznie przez Urbaina J. J. Leverriera (1811-1877) w wyniku skonfrontowania obserwowanego ruchu Urana z obliczonym, z uwzględnieniem zakłóceń wywołanych oddziaływaniem grawitacyjnym znanych planet. Stwierdzone rozbieżności Leverrier przypisał wpływowi nieznanej planety i określił, gdzie należy jej szukać na niebie. Analogiczne obliczenia wykonał kilka miesięcy wcześniej John Couch Adams (1819-1892), ale nie zwrócono na nie należytej uwagi, gdyż ich autor nie był jeszcze wtedy znanym i cenionym - jak Leverrier - astronomem.

Jasność Neptuna nigdy nie przekracza 7,6 wielkości gwiazdowej, a jego ruch po sklepieniu niebieskim jest bardzo wolny: około 2^o na rok.

Neptun obiega Słońce w odległości 30,0 j.a. po prawie kołowej orbicie (o mimośrodzie 0,01), położonej niemal w płaszczyźnie ekliptyki. Zakreślenie pełnej orbity zajmuje planecie blisko 165 lat, a porusza się ona ze średnią prędkością 5,4 km/s. Neptun stosunkowo szybko wiruje wokół osi nachylonej do płaszczyzny orbity pod kątem 6^o; pełny obrót trwa 16,1 godziny. Podobnie jak w przypadku Urana, powoduje to spłaszczenie planety: promień równikowy (24 600 km) jest o 500 km dłuższy od promienia biegunowego. Chociaż Neptun jest trochę mniejszy od Urana, ma większą od niego masę, która przewyższa masę Ziemi ponad 17 razy. Średnia gęstość materii Neptuna wynosi 1,64 g/cm³.

>>>
Neptun na zdjęciu wykonanym przez sondę Voyager 2. Widać duży ciemny owal przy zachodnim brzegu tarczy (olbrzymi wir w atmosferze planety, przypominający Wielką Czerwoną Plamę na Jowiszu) i kilka jasnych chmur, zmieniających swe kształty w ciągu godzin. Fot. JPL/NASA.

Pod względem budowy wewnętrznej Neptun jest zapewne także podobny do Urana. Skaliste jądro (stanowiące około 50% objętości globu), otoczone grubą warstwą lodu wodnego, amoniaku i metanu, pokrywa warstwa płynnego wodoru cząsteczkowego, nad którą unosi się gazowa atmosfera. W skład atmosfery wchodzą przede wszystkim wodór (85%) i hel (3%) oraz metan i, w śladowych ilościach, amoniak. Sonda Voyager 2, która w sierpniu 1989 r. przeleciała w pobliżu Neptuna, zaobserwowała ogromne zawirowanie w atmosferze planety, nazwane Wielką Ciemną Plamą (za względu na podobieństwo do Wielkiej Czerwonej Plamy na Jowiszu), a także wiele mniejszych plam i obłoków, składających się zapewne z cząsteczek lodu metanowego. Szybkość wiatrów na Neptunie dochodzi do 2,5 tys. km/h.

Podobnie jak Jowisz, Neptun emituje ponad dwa razy więcej energii niż otrzymuje ze Słońca. Świadczy to o intensywnym grzaniu wewnętrznym, którego mechanizmu nie udało się jednak poznać. Średnia temperatura warstw powierzchniowych Neptuna wynosi 55 kelwinów.

>>>
Dwa najjaśniejsze pierścienie Neptuna: N53 i N63 (zewnętrzny). W tym drugim widać trzy koncentracje cząsteczek pyłu (jaśniejsze łuki). Kierunek ruchu pierścieni pokrywa się z kierunkiem ruchu wskazówek zegara. Fot. JPL/NASA.

Pole magnetyczne Neptuna ma mniej więcej dwa razy słabsze natężenie niż pole Urana, ale oś magnetyczna jest odchylona od osi rotacji planety pod równie wielkim kątem (47^o). Wskutek oddziaływań z satelitami magnetosfera Neptuna ma zmienną geometrię.

Sonda Voyager 2 potwierdziła wcześniejsze przypuszczenia o istnieniu pierścieni wokół Neptuna. Odkryto 4 wąskie "obręcze", położone w płaszczyźnie równika planety w odległości od jej środka od 1,69 do 2,54 promienia planety. Składają się one z drobniejszych niż pierścienie Urana okruchów materii i stosunkowo dużych ilości pyłu.

>>>
Fragment tarczy Neptuna z największym księżycem planety, Trytonem, w tle. Zdjęcie wykonała sonda Voyager 2 około 3,3 doby po największym zbliżeniu się do Neptuna. Fot. JPL/NASA.

>>>
Tryton. Dwa główne rodzaje terenów występujących na tym księżycu Neptuna to: równiny z niewielką liczbą kraterów (u góry, na północy) oraz osady lodu azotowego (na dole, półkula południowa). Ciemne osady w kształcie pióropuszy są wynikiem erupcji gejzerów. Fot. JPL/NASA.

W roku odkrycia Neptuna William Lassell zaobserwował również największy księżyc tej planety, który nazwano imieniem mitycznego Trytona, syna Neptuna. Okrąża on swą macierzystą planetę w odległości ponad 4 jej promieni (355 tys. km) po prawie kołowej orbicie, ale położonej w płaszczyźnie nachylonej do płaszczyzny orbity Neptuna pod kątem aż 157^o, czyli porusza się ruchem wstecznym. Średnica Trytona wynosi 2700 km, a średnia gęstość materii, z której jest zbudowany - 2,07 g/cm³. Dzięki zdjęciom przesłanym przez Voyagera 2 stwierdzono, że bogato ukształtowana powierzchnia lodowa tego satelity jest aktywna geologicznie: oprócz licznych kraterów uderzeniowych (największy z dostrzeżonych ma średnicę równą 27 km) występują na niej uskoki, szczeliny, ślady pęknięć szerokości do 80 km, struktury przypominające zamarznięte jeziora, ale przede wszystkim czynne wulkany, z których wytryskuje na wysokość sięgającą 8 km ciekły azot. Tryton ma atmosferę, która składa się głównie z azotu, a także metanu i śladowych ilości tlenku węgla. Temperatura na powierzchni Trytona, wynosząca zaledwie 37 K, jest najniższą ze zmierzonych dotychczas w Układzie Słonecznym. Podejrzewa się, że Tryton - podobnie jak księżyc Saturna, Fojbe - jest schwytanym przez Neptuna obiektem z pasa Kuipera.

W 1949 roku Gerard P. Kuiper (1905-1973) odkrył drugiego satelitę Neptuna, Nereidę. Księżyc ów również ma niezwykłe cechy, obiega bowiem planetę po orbicie w kształcie silnie spłaszczonej elipsy (o mimośrodzie 0,75), położonej w płaszczyźnie nachylonej do płaszczyzny równika planety pod kątem 27^o. Odległość Nereidy od środka planety zmienia się od 1,4 mln do 9,7 mln km, a okres obiegu wokół Neptuna wynosi 360 dni. Średnica Nereidy liczy 350 km.

Księżyce Neptuna (Wg "Atlas Układu Słonecznego NASA", Prószyński i S-ka, Warszawa 1999)

Księżyc Odkrywca Średnia odległość od Neptuna (tys. km) Okres orbitalny (dni) Średnica (km) Masa (10²⁰ kg) Gęstość (g/cm³)

Najada Voyager (1989) 48 0,30 58 - -

Talassa Voyager (1989) 50 0,31 80 - -

Despojna Voyager (1989) 53 0,33 150 - -

Galateja Voyager (1989) 62 0,43 158 - -

Larissa Voyager (1989) 74 0,55 208 - -

Proteusz Voyager (1989) 118 1,12 436 - -

Tryton W. Lassell (1846) 355 5,88 2700 215 2,0

Nereida G. P. Kuiper (1949) 5513 360 340 - -

W 1989 roku Voyager 2 odkrył jeszcze 6 księżyców Neptuna (Najada, Talassa, Despojna, Galateja, Larissa, Proteusz), krążących po kołowych orbitach położonych w płaszczyźnie równika planety w odległości 48-117 tys. km od jej środka. Ich rozmiary mieszczą się prawdopodobnie w granicach od 50 do 400 km.