Neptun | |
Neptun văzut de sonda Voyager 2 în 1989. | |
Caracteristici orbitale | |
---|---|
Axa semi-majoră | 4.498.400.000 km (30,069 9 in ) |
Afelia | 4.537.000.000 km (30.328 in ) |
Periheliu | 4459800000 km (29,811 6 in ) |
Circumferința orbitală | 28.263.700.000 km (188.931 in ) |
Excentricitate | 0,00859 |
Perioada revoluției | 60 216,8 d (≈ 164,86 a ) |
Perioada sinodică | 367.429 d |
Viteza orbitală medie | 5.432 48 km / s |
Viteza orbitală maximă | 5,479 5 km / s |
Viteza orbitală minimă | 5,386 1 km / s |
Înclinație pe ecliptică | 1,77 ° |
Nod ascendent | 131,784 ° |
Argument periheliu | 273,2 ° |
Sateliți cunoscuți | 14 , în special Triton . |
Inele cunoscute | 5 principale. |
Caracteristici fizice | |
Raza ecuatorială | 24.764 ± 15 km (3.883 Terenuri) |
Raza polară | 24.341 ± 30 km (3.829 Terenuri) |
Raza medie volumetrică |
24.622 km ( 3.865 Pământ) |
Turtire | 0,0171 |
Perimetrul ecuatorial | 155.597 km |
Zonă | 7.640 8 × 10 9 km 2 (14,98 teren) |
Volum | 62,526 × 10 12 km 3 (57,74 teren) |
Masa | 102,43 × 10 24 kg (17,147 Pământ) |
Densitatea totală | 1.638 kg / m 3 |
Gravitația suprafeței | 11,15 m / s 2 (1,14 g) |
Viteza de eliberare | 23,5 km / s |
Perioada de rotație ( zi siderală ) |
0,671 25 d (16 h 6,6 min ) |
Viteza de rotație (la ecuator ) |
9.660 km / h |
Inclinarea axei | 28,32 ° |
Ascensiunea dreaptă a polului nord | 299,36 ° |
Declinarea Polului Nord | 43,46 ° |
Albedo geometric vizual | 0,41 |
Bond Albedo | 0,29 |
Iradianța solară | 1,51 W / m 2 (0,001 Pământ) |
Temperatura de echilibru a corpului negru |
46,6 K ( -226,4 ° C ) |
Temperatura suprafeței | |
• Temperatura la 10 k Pa | 55 K ( −218 ° C ) |
• Temperatura la 100 k Pa | 72 K ( -201 ° C ) |
Caracteristicile atmosferei | |
Densitate la 100 k Pa |
0,45 kg / m 3 |
Înălțimea scării | 19,1 - 20,3 km |
Masa molară medie | 2,53 până la 2,69 g / mol |
Dihidrogenat H 2 | 80 ± 3,2% |
Helium He | 19 ± 3,2% |
Metan CH 4 | 1,5 ± 0,5% |
Hidrogen Deuterid HD | 190 ppm |
Amoniac NH 3 | 100 ppm |
Etanul C 2 H 6 | 2,5 ppm |
Acetilena C 2 H 2 | 100 ppb |
Poveste | |
Descoperit de |
Urbain Le Verrier (calcul), Johann Gottfried Galle ( obs. ) Despre indicațiile lui Urbain Le Verrier . Vezi Descoperirea lui Neptun . |
Descoperit pe |
31 august 1846 (calcul) 23 septembrie 1846( obs. ) |
Neptun este a opta planetă în ordinea distanței față de Soare și cea mai îndepărtată din Sistemul Solar . Orbitează în jurul Soarelui la o distanță de aproximativ 30,1 UA (4,5 miliarde de kilometri), cu o excentricitate orbitală jumătate din cea a Pământului și o perioadă de revoluție de 164,79 ani . Este a treia cea mai masivă planetă din sistemul solar și a patra ca mărime - puțin mai masivă, dar puțin mai mică decât Uranus . Mai mult, este cea mai densă planetă gigantică .
Nu este vizibil cu ochiul liber , Neptun este primul obiect ceresc și singura dintre cele opt planete din Sistemul Solar care a fost descoperită prin deducție, mai degrabă decât prin observare empirică . Într - adevăr, astronomul francez Alexis Bouvard a luat act de perturbațiile gravitaționale inexplicabile pe orbita lui Uranus și conjectured la începutul XIX - lea lea o planetă a opta, cel mai îndepărtat, ar putea fi cauza. Astronomii britanici John Couch Adams în 1843 și francezul Urbain Le Verrier în 1846 au calculat independent poziția prezisă a acestei ipotetice planete. Datorită calculelor acestuia din urmă, în cele din urmă a fost observat pentru prima dată23 septembrie 1846de astronomul prusac Johann Gottfried Galle , la un grad față de poziția prezisă. Deși Galle a folosit calculele lui Le Verrier pentru a descoperi planeta, autorul descoperirii dintre Adams și Le Verrier a fost mult timp contestat. Cea mai mare lună a sa , Triton , a fost descoperită 17 zile mai târziu de William Lassell . Din 2013, 14 sateliți naturali ai Neptunului sunt cunoscuți . De asemenea, planeta are un sistem de inele slab și fragmentat și o magnetosferă .
Distanța planetei de Pământ conferindu-i o dimensiune aparentă foarte mică , studiul său este dificil cu telescoapele situate pe Pământ. Neptun este vizitat doar o singură dată în timpul Voyager 2 misiunea , care efectuează o survolare pe25 august 1989. Apariția telescopului spațial Hubble și a telescoapelor mari adaptive-optice de la sol au permis apoi observații detaliate suplimentare.
La fel ca cele ale lui Jupiter și Saturn , atmosfera din Neptun este compusă în principal din hidrogen și heliu, precum și urme de hidrocarburi și posibil azot , deși conține o proporție mai mare de „gheață”. În sens astrofizic , adică de volatil substanțe precum apa , amoniacul și metanul . Cu toate acestea, la fel ca Uranus, interiorul său este alcătuit în principal din gheață și roci, de unde și numele lor de " giganți de gheață ". În plus, metanul este parțial responsabil pentru nuanța albastră a atmosferei lui Neptun, deși originea exactă a acestui albastru azur rămâne inexplicabilă. În plus, spre deosebire de atmosfera cețoasă și relativ lipsită de caracteristici din Uranus, atmosfera din Neptun prezintă condiții meteorologice active și vizibile. De exemplu, în timpul zburării lui Voyager 2 în 1989 , emisfera sudică a planetei a prezentat o Mare Pată Întunecată comparabilă cu Marea Pată Roșie de pe Jupiter. Aceste condiții meteorologice sunt conduse de cele mai puternice vânturi cunoscute în sistemul solar, atingând viteze de 2.100 km / h . Datorită distanței sale mari de Soare, atmosfera sa exterioară este unul dintre cele mai reci locuri din Sistemul Solar, cu temperaturi maxime ale norilor care se apropie de 55 K (−218,15 ° C ) .
Planeta poartă numele lui Neptun , zeul mărilor din mitologia romană și are simbolul astronomic ♆, o versiune stilizată a tridentului zeului.
Neptun nu este vizibil cu ochiul liber ; prin urmare, a fost nevoie de invenția telescopului pentru a o putea observa. Cu toate acestea, această descoperire iese în evidență de cea a altor planete, deoarece este mai presus de toate matematică : se face prin calcul din traiectoria și caracteristicile lui Uranus . Astfel, telescopul a fost apoi folosit doar pentru a confirma descoperirea.
Mai mulți astronomi, înainte de descoperirea sa în XIX - lea secol, cu toate acestea, fără a observa observând că este o planetă. Astfel, desenele astronomice ale lui Galileo arată că îl observă pe Neptun28 decembrie 1612în timp ce apare împreună cu Jupiter . Planeta este apoi listată ca o simplă stea fixă . O observă din nou pe cer o lună mai târziu,28 ianuarie 1613, iar un studiu din 2009 sugerează că a constatat chiar că s-a mutat în raport cu o stea din apropiere. Astfel, nu poate fi o stea fixă, dar Galileo nu trage nicio concluzie și nu o evocă după aceea. După cum a crezut atunci că a observat o singură stea, nu i se atribuie descoperirea sa. Neptun este observat și de Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande (1732 - 1807) în 1795 și de John Herschel , fiul lui William Herschel , care anterior l-a descoperit pe Uranus, în 1830, fără ca aceștia să observe nimic în special, luându-l și ca stea.
Matematicienii au început să observe în 1788 că planeta recent descoperită Uranus nu prezenta o orbită care părea să se conformeze modelelor existente. De asemenea, cu cât trece mai mult timp, cu atât crește eroarea dintre poziția anunțată a stelei și cea înregistrată. Jean-Baptiste Joseph Delambre încearcă să explice anomaliile prin adăugarea influenței gravitaționale a lui Jupiter și a lui Saturn în calculele sale. Tabelele sale sunt apoi mai precise, dar totuși nu fac posibilă prezicerea mișcării planetei pe termen lung. În 1821, astronomul francez Alexis Bouvard a publicat noi tabele folosind 17 observații răspândite pe parcursul celor 40 de ani de la descoperirea sa pentru a încerca, în zadar, să explice orbita lui Uranus. Observațiile ulterioare relevă abateri substanțiale de la tabele, ceea ce l-a determinat pe Bouvard să presupună că un corp necunoscut ar perturba orbita prin interacțiunea gravitațională .
La o întâlnire a British Science Association , George Biddell Airy raportează că mesele lui Bouvard sunt eronate cu ordinul unui minut de grad. În principal, două ipoteze sunt apoi opuse: cea a lui Bouvard cu privire la existența unei alte planete încă necunoscute, care ar putea afecta mișcările lui Uranus și cea a unei chestionări a legii universale a gravitației , propusă de Airy - potrivit lui, legea gravitația și-ar pierde valabilitatea pe măsură ce cineva se îndepărtează de Soare. Cu toate acestea, existența unei noi planete trans-uraniene este un consens pentru majoritatea astronomilor pentru a explica perturbările din mișcarea lui Uranus.
Student la Cambridge , John Couch Adams a găsit26 iunie 1841Raportul lui Airy cu privire la problema orbitei Uranus și este interesat de această chestiune. În 1843, după ce și-a terminat studiile, merge la muncă și se bazează pe Titius-Bode pentru a obține o primă aproximare a distanței noii planete față de soare . Deoarece majoritatea planetelor - cu excepția lui Mercur - au o orbită slab excentrică , el presupune, de asemenea, că orbita acesteia este circulară pentru a simplifica calculele. Și-a terminat lucrarea doi ani mai târziu, după ce a determinat poziția lui Neptun cu o eroare mai mică de două grade la poziția reală, dar trebuie totuși să confirme prin observare. James Challis , directorul Observatorului Cambridge, îl referă la astronomul Royal Sir George Biddell Airy. Acesta din urmă își exprimă inițial îndoielile cu privire la munca tânărului său coleg.
În același timp, în Franța, François Arago - pe atunci director al observatorului de la Paris - l-a încurajat pe matematicianul Urbain Le Verrier , specializat în mecanica cerească, să determine caracteristicile acestei optime planete. El și-a început munca pe Uranus în 1845 și, ignorând total cea a lui Adams, a folosit o metodă diferită și independentă, apoi a publicat primele sale rezultate pe10 noiembrie 1845în primul rând dizertație asupra teoriei lui Uranus , apoi , în Cercetări privind mișcările Uranus1 st iunie 1846.
Airy, observând munca astronomului francez, a trasat o paralelă cu cea a lui Adams și a intrat în contact cu Le Verrier. Acesta din urmă îi cere la rândul său să efectueze cercetări pe planetă folosind calculele pe care tocmai le-a publicat, dar Airy refuză. În cele din urmă, sub presiunea lui George Peacock , Airy întreabă James Challis pe12 iulie 1846să întreprindă căutarea noii stele cu telescopul. Adams, informat de directorul Cambridge, oferă noi coordonate Challis, specificând că obiectul ar fi de magnitudine 9 , dar Airy îi oferă Challis să observe o porțiune mare a cerului și până la o magnitudine 11 . Această metodă necesită mult mai mult timp de observare de la Challis, mai ales că nu are hărți fiabile ale zonei de observat. Challis își începe cercetarea asupra1 st august 1846 apoi traversează cerul în august și septembrie, fără a reuși să-l identifice.
Le Verrier comunică rezultatele finale către Academia de științe din31 august 1846. Confruntat cu lipsa de entuziasm a astronomilor francezi, a decis să apeleze la unul dintre cunoscuții săi, astronomul prusac Johann Gottfried Galle , de la Observatorul din Berlin . Heinrich d'Arrest , student la observator, sugerează ca Galle să compare o hartă a cerului trasată recent în regiunea locației prezise de Le Verrier cu cerul actual, pentru a găsi deplasarea caracteristică a unei planete, spre deosebire de o stea. .
23 septembrie 1846, Galle primește poziția planetei prin scrisoare. El îl descoperă pe Neptun în aceeași seară, îndreptându-și telescopul către locul indicat; este apoi la doar un grad față de locația calculată de Le Verrier. El îl observă din nou a doua zi, pentru a verifica dacă steaua s-a mișcat într-adevăr, înainte de a confirma că este într-adevăr planeta dorită. Triton , cel mai mare satelit natural al său , a fost descoperit de William Lassell la 17 zile după Neptun.
Peste Canal, dezamăgirea este mare. Challis, trecând în revistă notele sale, descoperă că l-a observat pe Neptun de două ori, 4 și 412 august, dar nu a recunoscut-o ca o planetă, deoarece nu avea o hartă stelară actualizată și a fost distrasă de munca sa simultană asupra observațiilor cometei . În plus, se lansează o puternică rivalitate naționalistă între francezi și britanici pentru a atribui paternitatea descoperirii. Britanicii avansează ziarele Adams, în timp ce francezii resping reamintind că doar o publicație oficială poate valida descoperirea și refuză pe principiul că numele lui Adams apare alături de cel al lui Le Verrier în cărțile de istorie. ÎnIunie 1847, Adams și Le Verrier se întâlnesc pentru prima dată la Asociația britanică pentru avansarea științei și mențin ulterior o relație de prietenie.
În cele din urmă, apare un consens internațional pentru ca Le Verrier și Adams să aibă un credit comun. Cu toate acestea, din 1966, Dennis Rawlins a pus sub semnul întrebării pretenția lui Adams de co-descoperire și întrebarea a fost reevaluată de istorici odată cu returnarea în 1998 a „ lucrărilor Neptun ” la Observatorul Regal din Greenwich . După examinarea documentelor, contul sugerează că „Adams nu merită același credit ca Le Verrier pentru descoperirea lui Neptun”. Acest credit aparține doar persoanei care a reușit atât să prezică poziția planetei, cât și să convingă astronomii să o caute ” .
La scurt timp după descoperire, Neptun este numit pur și simplu „planeta din afara lui Uranus” sau „planeta Le Verrier”. Prima sugestie de nume vine de la Johann Galle, care vine cu numele „ Janus ”, de la zeul roman al începuturilor și sfârșiturilor, al alegerilor și al ușilor. În Anglia, Challis propune numele de „ Oceanus ”, un titan fiul lui Ouranos (echivalentul grecesc al lui Uranus).
Revendicând dreptul de a-și numi descoperirea, Le Verrier a propus rapid numele de „Neptun” pentru această nouă planetă, în timp ce susținea în mod fals că a fost aprobată oficial de Bureau des longitudes . ÎnOctombrie 1848, s-a răzgândit și a căutat să numească planeta „Le Verrier”, după numele său, având sprijinul fidel al directorului observatorului, François Arago . Cu toate acestea, această sugestie a întâmpinat o puternică rezistență în afara Franței. Almanahurile franceze reintroduc numele „Herschel” pentru Uranus, după descoperitorul acestei planete, Sir William Herschel , și „Leverrier” pentru noua planetă.
Wilhelm von Struve a vorbit în favoarea numelui „Neptun” pe29 decembrie 1846la Academia de Științe din Sankt Petersburg . De asemenea, „Neptun” devine rapid numele acceptat la nivel internațional. În mitologia romană , Neptun este zeul mării, identificat cu zeul grec Poseidon . Cererea pentru un nume mitologic este în alt mod în conformitate cu nomenclatura celorlalte planete, care, cu excepția Pământului, poartă numele mitologiei romane.
Cele mai multe limbi folosesc astăzi o variantă a numelui „Neptun” pentru planetă. În limbile chineză , vietnameză , japoneză și coreeană , numele planetei este tradus prin „steaua regelui mării” (海王星). În greaca modernă , lumea este numită „Poseidon” ( Ποσειδώνας / Poseidonas ). În ebraică , רהב ( Rahab ), numit după un monstru marin mitic menționat în Cartea Psalmilor , a fost selectat într-un vot administrat de Academia Limbii Ebraice în 2009 ca nume oficial al planetei - deși numele נפטון ( Neptun ) este încă utilizat pe scară largă. În cele din urmă, în maori , nahuatl și gujarati , planeta preia numele zeului mării maori Tangaroa , zeului ploii Tlāloc și, respectiv, zeului oceanului hindus Varun .
Neptun este singura dintre cele opt planete cunoscute care a fost descoperită prin calcul matematic mai degrabă decât prin observație empirică. Spre deosebire de celelalte șapte planete, Neptun nu este niciodată vizibil cu ochiul liber : magnitudinea sa aparentă este cuprinsă între 7,6 și 8,0 și îl face de aproximativ patru ori mai puțin luminos decât cele mai slabe stele vizibile cu ochiul . Ochiul liber cu o magnitudine aparentă de 6. apare doar ca un disc albastru-verde printr-un telescop .
In timpul XIX - lea lea și începutul XX - lea secol, astronomii cred că Neptun, ca Uranus, o planetă terestră . În 1909, oamenii de știință cred că au observat, în spectrul lui Neptun, banda verde caracteristică prezenței clorofilei și se prezintă ipoteza vieții plantelor pe această planetă. Cu toate acestea, ne dăm seama câțiva ani mai târziu că această bandă provine de fapt din utilizarea plăcilor ortocromatice .
La sfârșitul XIX - lea secol, se sugerează că neregularitățile mișcării lui Uranus și Neptun apar din prezența unei alte planete și mai îndepărtată. După cercetări aprofundate, Pluto a fost descoperit pe18 februarie 1930la coordonatele furnizate de calculele lui William Henry Pickering și Percival Lowell pentru Planeta X . Cu toate acestea, noua planetă este prea departe pentru a genera neregulile observate în mișcarea lui Uranus, în timp ce cele observate pentru Neptun au rezultat dintr-o eroare în estimarea masei planetei (care a fost identificată cu misiunea Traveling 2 ). Descoperirea lui Pluto este deci destul de fortuită. Datorită distanței sale mari, cunoștințele despre Neptun au rămas scăzute cel puțin până în 1949, când Gerard Kuiper a descoperit a doua sa lună Nereidă . În anii 1970 și 1980, s-au obținut indicii privind prezența probabilă a inelelor planetare sau cel puțin a fragmentelor în jurul Neptunului. În 1981, o echipă condusă de Harold Reitsema a observat o treime din sateliții săi, Larissa .
De la descoperirea sa din 1846 până la descoperirea lui Pluto în 1930, Neptun a fost cea mai îndepărtată planetă cunoscută. Odată cu această descoperire, Neptun devine penultima planetă, cu excepția unei perioade de 20 de ani între 1979 și 1999, când orbita eliptică a lui Pluto a făcut ca aceasta să fie mai aproape de Soare decât Neptun. În cele din urmă, descoperirea Centurii Kuiper în 1992 i-a determinat pe mulți astronomi să dezbată problema lui Pluto și dacă ar trebui să fie considerată în continuare o planetă sau ca parte a Centurii Kuiper. În 2006, Uniunea Astronomică Internațională a definit cuvântul „planetă” pentru prima dată , reclasificând Pluto ca „ planetă pitică ” și făcând din Neptun din nou planeta cea mai îndepărtată de Soare.
Cu o masă de 1,024 × 10 26 kg , Neptun este un corp intermediar între Pământ și giganții gazoși precum Jupiter sau Saturn . Într-adevăr, masa Neptuniană este de 17 ori mai mare decât cea a Pământului, dar 1/19 din masa Joviană . Planetei raza ecuatoriala este 24,764 de km , de aproximativ patru ori mai mare decât a Pământului. Greutatea sa la 1 bar este de 11,15 m / s 2 , sau de 1,14 ori gravitația suprafeței de pe Pământ, depășită doar de Jupiter în sistemul solar.
Datorită comprimării gravitaționale , Neptun este mai mic decât Uranus (49.528 km în diametru pentru Neptun, față de 51.118 km pentru Uranus) deoarece este mai masiv decât acesta (Uranus are o masă de 8.681 × 10 25 kg ).
Pe de altă parte, Neptun și Uranus sunt adesea considerate o subclasă de planete uriașe , numite „ giganți de gheață ” din cauza dimensiunilor mai mici și a concentrației mai mari de substanțe volatile în comparație cu Jupiter și Saturn. În contextul căutării exoplanetelor , Neptun este folosit ca metonimie : corpurile descoperite cu o masă similară sunt de fapt calificate drept „Neptuni” , de exemplu Neptuni fierbinți sau reci .
Se spune că structura internă a lui Neptun este similară cu cea a lui Uranus. De asemenea, deși densitatea sa este de trei ori mai mică decât cea a Pământului, este cea mai densă planetă gigantică din sistemul solar. Aceasta implică faptul că un procent mai mare din interiorul său este alcătuit din gheață topită și material stâncos. Astfel, are probabil un miez solid format din fier , nichel și silicați , cu o masă de aproximativ 1,2 ori mai mare decât cea a Pământului. Presiunea din centru ar fi în jur de 8 Mbar ( 800 GPa ) - de aproximativ două ori mai mare decât în centrul Pământului - și temperatura în jurul valorii de 8.100 K (7.826,85 ° C) - sau mai mare decât cea care domnește în miezul interior al Pământul și pe suprafața Soarelui.
Deasupra acestui nucleu, la fel ca Uranus, Neptun ar putea prezenta o compoziție destul de uniformă (diferiți gheați, hidrogen și heliu ) și nu o structură „stratificată” precum Jupiter și Saturn . Cu toate acestea, mai multe modele actuale ale structurii lui Uranus și Neptun sugerează existența a trei straturi: un miez stâncos, un strat mediu variind de la gheață la lichid și format din apă, metan și amoniac și o atmosferă de hidrogen și heliu, deși realitatea poate fi mai complexă.
În 1981, studiile teoretice și experimentele efectuate prin compresie cu laser l-au determinat pe Marvin Ross, de la laboratorul național Lawrence Livermore , să propună ca acest strat să fie complet ionizat și ca metanul să fie pirolizat acolo în carbon sub formă de metal sau diamant . Metanul se descompune la carbon și hidrocarburi . Apoi, precipitarea carbonului eliberează energie - energie gravitațională potențială convertită în căldură - provocând curenți de convecție care eliberează hidrocarburile în atmosferă. Acest model ar explica prezența diferitelor hidrocarburi în atmosfera din Neptun.
În 2017, noi experimente care simulează condițiile presupuse a domni la aproximativ 10.000 km sub suprafața lui Uranus și Neptun vin să consolideze acest model prin producerea de diamante de dimensiuni nanometrice. Aceste condiții de temperatură și presiune ridicate nu pot fi menținute mai mult de o nanosecundă pe Pământ, dar, în condițiile predominante în atmosfera din Neptun sau Uranus, nano-diamantele ar avea timp să crească pentru a da ploaie de diamante. Se presupune, de asemenea, că acest tip de duș cu diamante are loc pe Jupiter și Saturn. De asemenea, vârful mantalei poate fi un ocean de carbon lichid unde plutesc „diamante” solide.
Mantaua este echivalentă cu între 10 și 15 mase terestre și este bogată în apă, amoniac și metan. După cum se obișnuiește în știința planetară, acest amestec este denumit înghețat, deși este un fluid fierbinte și dens. Acest fluid, care are o conductivitate electrică ridicată , este uneori denumit oceanul apă-amoniac. Mantaua poate consta dintr-un strat de apă ionică în care moleculele de apă se descompun în ioni de hidrogen și oxigen și mai adânc în apă superionică , în care oxigenul cristalizează, dar ionii de hidrogen plutesc liber în rețeaua.
Clima variată din Neptun în comparație cu Uranus se datorează parțial căldurii sale interne mai mari. Regiunile superioare ale troposferei lui Neptun ating o temperatură scăzută de 55 K (−218,15 ° C) . La o adâncime în care presiunea atmosferică este egală cu 1 bar (100 kPa ) , temperatura este de 72 K (-201,15 ° C) . Mai adânc în straturile de gaz, temperatura crește constant.
Ca și în cazul lui Uranus, sursa acestei încălziri este necunoscută. Cu toate acestea, diferența este mai mare la Neptun: dacă Uranus radiază de 1,1 ori mai multă energie decât primește de la Soare, Neptun radiază de aproximativ 2,61 ori mai multă energie decât primește. Deci, chiar dacă Neptun este cu 50% mai departe de Soare decât Uranus și, prin urmare, primește doar 40% din lumina soarelui , căldura sa internă este suficientă pentru a genera cele mai rapide vânturi planetare din sistemul solar .
În funcție de proprietățile termice ale interiorului său, căldura rezultată din formarea planetei poate fi suficientă pentru a explica acest flux curent de căldură, deși este dificil să se explice simultan lipsa de căldură internă a lui Uranus în timp ce se observă similitudinea aparentă dintre cele două planete. . De asemenea, este posibil ca activitățile atmosferice pe cei doi giganți înghețați să fie mai dependenți de iradierea solară decât de cantitatea de căldură care iese din interiorul lor.
Atmosfera lui Neptun, mai mult de 8.000 kilometri De gros , este format în volum de circa 80% hidrogen și 19% heliu , cu aproximativ 1,5% CH 4 metan.- faptul că suma depășește 100% se datorează incertitudinilor cu privire la aceste proporții. Urme de amoniac (NH 3), Etan (C 2 H 6) Și acetilena (C 2 H 2) au fost, de asemenea, detectate. Atmosfera sa formează aproximativ 5% până la 10% din masă și reprezintă 10% până la 20% din raza sa.
Culoarea albastră a lui Neptun provine în principal din metan care absoarbe lumina în lungimile de undă ale roșu. Într-adevăr, există benzi semnificative de absorbție a metanului la lungimi de undă ale spectrului electromagnetic mai mari de 600 nm . Cu toate acestea, culoarea azurie a atmosferei din Neptun nu poate fi explicată prin singurul metan - care ar da o culoare mai aproape de acvamarinul lui Uranus - și alte specii chimice , pentru moment neidentificate, sunt cu siguranță la originea acestei nuanțe particulare. . Într-adevăr, conținutul de metan atmosferic din Neptun fiind similar cu cel al lui Uranus, altfel ar avea aceeași culoare.
Atmosfera lui Neptun este împărțită în două regiuni principale: troposfera inferioară , unde temperatura scade odată cu altitudinea, și stratosfera , unde temperatura crește odată cu altitudinea. Limita dintre cele două, tropopauză , este la o presiune de 0,1 bari (10 kPa) . Stratosferei dă apoi drumul spre Termosferei spre presiuni de aproape 10 -5 la 10 -4 bari (1 până la 10 Pa ) , apoi , treptat , trece la exosferei .
Modelele sugerează că troposfera lui Neptun este înconjurată de nori cu compoziție variabilă în funcție de altitudine. Nivelul maxim al norului este la presiuni sub o bară, unde temperatura permite metanului să se condenseze. Pentru presiuni cuprinse între una și cinci bare (100 și 500 kPa ), s-ar forma nori de amoniac și hidrogen sulfurat . Peste o presiune de cinci bari, norii pot consta din amoniac, sulfură de amoniu , hidrogen sulfurat și apă. Mai adânc, în jur de 50 de bare și unde temperatura ajunge la 0 ° C , ar fi posibil să se găsească nori de gheață de apă.
Au fost observați nori de mare altitudine peste Neptun, aruncând umbre pe podul opac înnorat de dedesubt. Există, de asemenea, benzi de nor de mare altitudine care înconjoară planeta la latitudine constantă. Aceste benzi circumferențiale au lățimi de 50 și 150 km și sunt situate la aproximativ 50 și 110 km deasupra podului înnorat. Aceste altitudini corespund troposferei, unde apar fenomene climatice.
Imaginile lui Neptun sugerează că stratosfera sa inferioară este tulbure din cauza condensării produselor din fotoliza ultravioletă a metanului, cum ar fi etanul și etina . Stratosfera adăpostește, de asemenea, urme de monoxid de carbon și cianură de hidrogen . Stratosfera lui Neptun este mai caldă decât cea a lui Uranus datorită concentrației sale ridicate de hidrocarburi .
Din motive care rămân neclare, termosfera se află la o temperatură anormal de ridicată de aproximativ 750 K (476,85 ° C) , planeta fiind prea departe de Soare pentru ca această căldură să fie generată de radiațiile ultraviolete . Mecanismul de încălzire ar putea fi interacțiunea atmosferică cu ionii din câmpul magnetic al planetei. Ar putea fi și rezultatul disipării undelor gravitaționale în atmosferă. Termosferei conține urme de dioxid de carbon și apă, care ar putea să fi fost depuse din surse externe , cum ar fi meteoriți și praf. O ionosferă formată din mai multe straturi a fost, de asemenea, descoperită între 1000 și 4000 km deasupra nivelului de 1 bar.
Temperatura măsurată în straturile superioare ale atmosferei este în jur de 55 K ( -218 ° C ), cea mai mică medie măsurată pe o planetă din sistemul solar, după Uranus .
Clima pe Neptun se caracterizează prin sisteme extinse de furtună, cu vânturi de peste 2,000 kilometri De / h (aproximativ 550 m / s ), aproape un flux supersonic în atmosfera planetei - unde viteza sunetului este de două ori mai mare decât pe Pământ. Aceste vânturi sunt, de asemenea, cele mai rapide din sistemul solar. Urmărind mișcarea norilor persistenți, s-a observat că viteza vântului variază de la 20 m / s când merge spre est la 325 m / s când merge spre vest. În partea de sus a norilor, vânturile predominante variază în viteză de la 400 m / s de -a lungul ecuatorului până la 250 m / s la poli. Majoritatea vânturilor de pe Neptun se mișcă într-o direcție opusă rotației planetei. Modelul general al vântului arată, de asemenea, rotația progradă la latitudini mari față de rotația retrogradă la latitudini mici. Această diferență în direcția fluxului ar fi un fel de efect al pielii și nu rezultatul unor procese atmosferice mai profunde.
Neptun diferă foarte mult de Uranus prin nivelul său tipic de activitate meteorologică . Într-adevăr, nu a fost observat niciun fenomen comparabil pe Uranus conform observațiilor Voyager 2 din 1986 .
Abundența de metan, etan și acetilenă la ecuatorul lui Neptun este de 10 până la 100 de ori mai mare decât la poli. Acest lucru este interpretat ca o dovadă a fenomenelor similare cu o revărsare a apei la ecuator cauzată de vânturi și apoi o scufundare a apei în apropierea polilor. Într-adevăr, fotochimia nu poate explica altfel distribuția fără circulație meridiană.
În 2007, s-a descoperit că troposfera superioară de la polul sudic al Neptunului este cu aproximativ 10 grade mai caldă decât restul atmosferei sale, care are o temperatură medie de aproximativ 73 K (-200,15 ° C) . Diferența de temperatură este suficientă pentru a permite metanului, care este înghețat în altă parte a troposferei, să scape în stratosferă lângă pol. Acest punct fierbinte relativ se datorează înclinării axiale a lui Neptun, care expune polul sud la Soare în ultimul trimestru al anului lui Neptun, sau aproximativ 40 de ani de pe Pământ. Pe măsură ce Neptun se deplasează încet spre partea opusă a Soarelui, polul sud se întunecă și polul nord se luminează, provocând deplasarea acestui punct fierbinte către polul nord.
Datorită schimbărilor sezoniere, odată cu intrarea planetei în primăvara sa în emisfera sa sudică, benzile de nori din emisfera sudică ale Neptunului cresc în dimensiune și albedo . Această tendință este observată pentru prima dată în 1980 și ar trebui să dureze până în anii 2020, din cauza anotimpurilor care durează patruzeci de ani pe Neptun din cauza perioadei sale lungi de revoluție.
Atunci când Voyager 2 a vizitat în 1989, marca cel mai distinctiv al planetei a fost „ Dark Spot Mare “, care a fost aproximativ jumătate din mărimea lui Jupiter „ Marea Pata Rosie “ . Acest loc era un anticiclon gigantic care acoperea 13.000 × 6.600 km, care se putea deplasa cu mai mult de 1.000 km / h .
Marea Pată Întunecată a generat nori albi mari chiar sub tropopauză . Spre deosebire de norii din atmosfera Pământului , care sunt alcătuite din cristale de gheață de apă, Neptunul este alcătuit din cristale de metan . De asemenea, în timp ce cirii de pe Pământ se formează și apoi se dispersează în câteva ore, cei din Marea Pată erau încă prezenți după 36 de ore (adică două rotații ale planetei).
În Noiembrie 1994, Telescopul spațial Hubble detectează că acesta a dispărut complet, arătând că astronomii au fost acoperite sau că risipise. Persistența norilor însoțitori demonstrează că unele pete vechi pot rămâne sub formă de cicloni . Cu toate acestea, un punct aproape identic apăruse atunci în emisfera nordică a lui Neptun. Acest nou punct, numit Marea Pată Întunecată a Nordului (NGDS), a rămas vizibil timp de câțiva ani. În 2018, Hubble a detectat un nou punct similar.
Scooter este un grup de nori albi și mai mult la sud de Dark Spot Mare. Acest apelativ a apărut pentru prima dată în lunile care au precedat zburatul Voyager 2 în 1989, deoarece s-a observat că se mișcă la viteze mai mari decât Marea Pată Întunecată. Micul fața locului Dark este un sud chiar mai departe ciclon , furtuna a doua cea mai intensă observată în timpul flyby 1989. In primele imagini este complet închis , dar ca Voyager 2 neared planeta un nucleu luminos dezvoltat și poate fi văzut în cele mai multe imagini de înaltă rezoluție . Aceste două pete dispăruseră și în timpul observației din 1994 de către Hubble.
Aceste pete întunecate apar în troposferă la cote mai mici decât norii mai luminoși, deci apar ca găuri în podurile de nori superiori. Deoarece acestea sunt caracteristici stabile, care pot persista câteva luni, se presupune că au structuri vortex . Norii de metan mai strălucitori și mai persistenți care se formează în apropierea tropopauzei sunt adesea asociați cu pete întunecate. Petele întunecate se pot disipa atunci când migrează prea aproape de ecuator sau, eventual, printr-un alt mecanism necunoscut.
Magnetosfera Neptun se aseamana cu Uranus, cu un câmp magnetic înclinat puternic 47 ° în raport cu axa sa de rotație și compensate de cel puțin 0,55 rază a centrului fizic al planetei (aproximativ 13 500 kilometri De ).
Înainte de sosirea Voyager 2 pe Neptun, se presupunea că magnetosfera înclinată a lui Uranus era rezultatul rotirii sale laterale. Cu toate acestea, prin compararea câmpurilor magnetice ale celor două planete, se presupune acum că această înclinare extremă poate fi caracteristică fluxurilor magnetice provenite din interiorul planetelor și nu este rezultatul deplasării sale fizice sau a polarității inverse. Acest câmp va fi apoi generat de mișcări de fluid convectiv într-un strat sferic subțire de lichide conductoare electric (probabil o combinație de amoniac, metan și apă), creând un efect de dinam . Cu toate acestea, caracteristicile sale sugerează că ar putea fi generat de un mecanism diferit de cel al Pământului, al lui Jupiter sau al lui Saturn.
Câmpul are o perioadă de rotație de 16.11 ore. Componenta dipolară a câmpului magnetic la ecuatorul magnetic al lui Neptun este de aproximativ 14 microteslas ( 0,14 G ). Momentul magnetic dipol Neptun este de aproximativ 2,2 T · m 3 (sau 14 microT · Rn 3 , unde Rn este raza lui Neptun). Câmpul magnetic al lui Neptun are o geometrie complexă care include contribuții relativ mari ale componentelor non-dipolare, inclusiv un moment puternic cvadrupolar care poate depăși intensitatea momentului dipolar . În schimb, planete precum Pământul , Jupiter și Saturn au doar momente cvadrupolare relativ mici și câmpurile lor sunt mai puțin înclinate spre axa polară. Marele moment cvadrupolar al lui Neptun poate fi rezultatul deplasării sale din centrul planetei și al constrângerilor geometrice ale generatorului de dinam din câmp. În plus, aurorele polare sunt descoperite pe planetă de Voyager 2 .
Curcubeu de șoc ( „arc de șoc“ ) Neptun - în cazul în care magnetosfera începe să afecteze vântul solar - are loc la o distanță de 34,9 ori mai mare decât raza planetei. Magnetopause - în cazul în care presiunea magnetosferei contrabalansează vântul solar - este situat la o distanță de 23 până la 26,5 ori raza lui Neptun. Coada magnetosferei se extinde la cel puțin 72 de ori mai mult decât raza lui Neptun și probabil mult mai departe.
Semiaxa mare între Neptun și Soare este de 4,5 miliarde de kilometri (aproximativ 30,1 unitati astronomice ) si completeaza o orbita in medie la fiecare 164.79 ± 0,1 ani. Distanța până la periheliu este 29,81 UA și 30.33 AU la afeliu , care corespunde unei excentricitatea orbitala de 0.008678. De asemenea, orbita lui Neptun este înclinat 1,77 ° față de faptul că. A Pământului și pe ecliptică plan .
11 iulie 2011, Neptun completează prima orbită completă de la descoperirea sa în 1846. Cu toate acestea, din cauza mișcării Soarelui în raport cu barycenter a Sistemului Solar , Neptun nu a fost la11 iulieîn poziția în care fusese descoperită în raport cu Soarele. Astfel, în sistemul obișnuit de coordonate heliocentrice , longitudinea descoperirii a fost atinsă12 iulie.
Inclinarea axială a lui Neptun este de 28,32 °, ceea ce este similar cu înclinarea Pământului (23 °) și a lui Marte (25 °). Drept urmare, Neptun suferă aceleași schimbări sezoniere care sunt cunoscute pe Pământ. Cu toate acestea, lunga perioadă orbitală a lui Neptun înseamnă că aceste anotimpuri durează patruzeci de ani de pe Pământ, planeta fiind în anii 2020 în primăvara sa pentru emisfera sudică.
Ziua sa siderală este de aproximativ 16 ore 7 minute, definită de perioada de rotație a câmpului magnetic al planetei. Într-adevăr, cu ceva timp înainte de zborul său peste planetă, Voyager 2 detectează unde radio la intervale regulate, semne ale câmpului său magnetic. Acesta din urmă fiind generat de curenții electrici interni planetei, s-a dedus că perioada de rotație internă era egală cu intervalul de timp dintre aceste pufuri. Această rotație induce o aplatizare a planetei: raza polară este de 24.341 km, în timp ce raza ecuatorială este de 24.764 km (nivelul de presiune la 1 bar ).
Cu toate acestea, deoarece Neptun nu este un corp solid, atmosfera sa suferă o rotație diferențială . Astfel, zona sa ecuatorială se rotește cu o perioadă de aproximativ 18 ore, în timp ce perioada de rotații către regiunile polare este de 12 ore. Această rotație diferențială este cea mai pronunțată dintre toate planetele din sistemul solar și are ca rezultat o forfecare puternică a vântului în latitudine.
Orbita lui Neptun are un impact puternic asupra regiunii de dincolo, cunoscută sub numele de Centura Kuiper . Acesta este un inel de corpuri mici de gheață, similar cu centura de asteroizi, dar mult mai mare, care se întinde de pe orbita lui Neptun 30 UA până la aproximativ 55 UA de la Soare. În același mod în care gravitația lui Jupiter domină centura de asteroizi, modelându-i structura, gravitația lui Neptun domină centura Kuiper. În timpul evoluției sistemului solar , părți ale centurii Kuiper au fost destabilizate de gravitatea lui Neptun, creând goluri în structura centurii Kuiper - de exemplu în regiunea cuprinsă între 40 și 42 UA.
Din rezonanțele orbitale apar atunci când fracția formată de perioada orbitală a lui Neptun și cea a obiectului este un număr rațional , cum ar fi 1: 2 sau 3: 4. Cea mai populată rezonanță din Centura Kuiper, cu peste 200 de obiecte cunoscute, este rezonanța 2: 3. Obiectele din această rezonanță fac două orbite în jurul Soarelui pentru trei dintre cele ale lui Neptun și sunt cunoscute sub numele de plutini , deoarece cel mai mare dintre obiectele cunoscute ale centurii Kuiper, Pluto , este unul dintre ele. Deși Pluto traversează în mod regulat orbita lui Neptun, rezonanța 2: 3 asigură că cele două obiecte nu se pot ciocni niciodată. Rezonanțele 3: 4, 3: 5, 4: 7 și 2: 5 sunt mai puțin populate în comparație.
Neptun are cel puțin douăzeci de troieni care ocupă cele două puncte Lagrange stabile L 4 și L 5 ale sistemului Soare-Neptun, unul conducând și celălalt trăgându-l pe Neptun pe orbita sa. Cei asteroizi Neptun troian pot fi considerate ca fiind în 1: 1 rezonanță cu Neptun. Unii troieni sunt remarcabil de stabili pe orbita lor și probabil se formează în același timp cu Neptun, mai degrabă decât capturat.
Formarea uriașilor de gheață , Neptun și Uranus, se dovedește dificil de modelat cu precizie. Modelele actuale sugerează că densitatea materiei din regiunile exterioare ale sistemului solar este prea mică pentru a explica formarea unor corpuri atât de mari din metoda tradițional acceptată de acumulare a nucleului , cunoscută și sub numele de model de acumulare a inimii . Astfel, au fost prezentate diverse ipoteze pentru a explica aspectul lor.
Primul este că uriașii de gheață nu s-au format prin acumulare de nuclee, ci din instabilități din discul protoplanetar original, care apoi și-a văzut atmosfera suflată de radiațiile dintr-o asociere masivă OB .
Un alt lucru este că s-au format mai aproape de Soare, unde densitatea materiei era mai mare, și apoi au efectuat o migrație planetară către orbitele lor actuale după ce discul protoplanetar gazos s-a retras. Această ipoteză a migrației după formare este acum favorizată datorită capacității sale de a explica mai bine ocuparea populațiilor de obiecte mici observate în regiunea trans-Neptuniană. Cel mai acceptat flux de explicații cu privire la detaliile acestei ipoteze este cunoscut sub numele de modelul Nisa , care explorează efectul unei migrații a lui Neptun și a celorlalte planete gigantice asupra structurii centurii Kuiper.
Neptun are 14 sateliți naturali cunoscuți.
Cel mai masiv este Triton , descoperit de William Lassell la doar 17 zile de la descoperirea lui Neptun,10 octombrie 1846. Este al 8- lea prin creșterea distanței față de acesta din urmă și cuprinde mai mult de 99,5% din masa pe orbita din jurul planetei, făcându-l singurul suficient de masiv pentru a suferi o compresie gravitațională suficient pentru a fi sferoidal . Mai mult decât atât, are un diametru de puțin peste 2700 km , deci cel de-al 7- lea satelit natural al sistemului solar prin dimensiuni scăzute - și o stea mai mare decât Pluto .
Este, de asemenea, singurul mare satelit cunoscut din Sistemul Solar care are o orbită retrogradă - adică inversă la direcția de rotație a planetei sale - indicând faptul că este de fapt o planetă pitică veche care provine din Centura Kuiper capturată de Neptun . Triton care orbitează Neptun în 5 zile și 21 de ore pe o traiectorie aproape circulară cu o axă semi- majoră de 354.759 km . Este suficient de aproape de Neptun pentru a fi blocat în rotație sincronă și spirale încet spre interior datorită accelerației mareelor . În cele din urmă se va destrăma în aproximativ 3,6 miliarde de ani când va ajunge la limita Roche .
Înclinarea axei sale este de 156,865 ° pe planul Laplace al sistemului și de până la 129,6 ° (-50,4 °) pe planul orbital al planetei sale. Acest lucru îi conferă anotimpuri foarte marcate pe tot parcursul anului Neptunian, de 164,79 ani pe Pământ ; emisfera sudică și-a trecut astfel solstițiul de vară în 2000 . În 1989, Triton a fost cel mai rece obiect măsurat vreodată în sistemul solar, cu temperaturi estimate la 38 K (-235,15 ° C) .
Nereid , al doilea satelit al lui Neptun care a fost descoperit, a fost descoperit abia în 1949, la mai bine de un secol după Triton. Foarte neregulată, este a treia cea mai masivă lună din sistemul Neptunian și are una dintre cele mai excentrice orbite ale oricărui satelit din sistemul solar - depășită doar de Bestla , un satelit al lui Saturn. De asemenea, excentricitatea orbitală de 0,751 îi conferă o apoapsă de șapte ori mai mare decât periapsisul său (distanță minimă până la Neptun).
Înainte de sosirea sondei Voyager 2 în sistemul planetei, a fost descoperită o altă lună: Larissa , în 1981, datorită unei ocultări a stelelor; cu toate acestea, această a treia lună este observată din nou doar în timpul zborului peste Neptun de către sonda spațială.
Apoi, analiza fotografiilor transmise de Voyager 2 în 1989 a făcut posibilă descoperirea a cinci noi sateliți: Naïade , Thalassa , Despina , Galatée și Protée . Primele patru, cea mai interioară, orbită suficient de aproape pentru a fi localizate în inelele lui Neptun . Proteus, pe de altă parte, este o lună de formă neregulată și remarcabilă, deoarece este dimensiunea maximă pe care o poate atinge un obiect cu densitatea sa fără a fi transformată într-o formă sferică prin propria gravitație. Deși a doua cea mai masivă lună Neptuniană, ea reprezintă doar 0,25% din masa lui Triton.
Cinci luni noi neregulate au fost descoperite între 2002 și 2003, numite apoi Psamathée , Halimède , Sao , Laomédie și Néso în februarie 2007. În 2013, ultima lună descoperită este cea mai mică cunoscută până în prezent, Hippocampus , este obținută prin combinarea mai multor imagini ale lui Hubble . Deoarece Neptun este zeul roman al mării, lunile lui Neptun sunt numite după zeii mării inferioare .
Neptun are un sistem de inele planetare , deși mult mai puțin substanțial decât cel al lui Saturn . Inelele sunt întunecate, iar compoziția și originea lor sunt incerte: pot fi făcute din particule de gheață acoperite cu silicați , praf sau un material pe bază de carbon , ceea ce le dă cel mai probabil o nuanță roșiatică.
William Lassell menționează pentru prima dată existența inelelor în 1846, cu toate acestea ar fi putut fi o aberație a luminii . Prima detectare fiabilă a unui inel a fost făcută în 1968, dar a trecut neobservată până în 1977, după descoperirea inelelor lui Uranus, ceea ce i-a determinat pe oamenii de știință să-i caute în jurul Neptunului. De acolo, sunt raportate dovezi ale prezenței inelelor. În timpul unei ocultări stelare din 1984, inelele ascund o stea în timpul imersiunii, dar nu în timpul emersiunii, ceea ce sugerează că ar putea avea goluri.
Imaginile Voyager 2 din 1989 îi dezvăluie existența, că sunt într-adevăr „întregi” și că există mai multe. Una dintre ele, inelul Adams, are „arcuri” - adică părți care sunt mai strălucitoare decât restul inelului - care sunt denumite în sens invers acelor de ceasornic Libertate, Egalitate (1 și 2 deoarece este un arc dublu), Frăție și Curaj la momentul primei lor observări în timpul ocultării stelare ; primele trei nume fiind numite după deviza franceză de către André Brahic .
Cele trei inele principale sunt Galle, la 41.900 km de centrul Neptunului, Le Verrier, la 53.200 km , și Adams, la 62.932 km.. O mică extensie exterioară a inelului Le Verrier se numește Lassell. Acesta din urmă este delimitat la marginea sa exterioară de inelul Arago la 57.600 km . Le Verrier, Arago și Adams sunt înguste, cu lățimi de maxim 100 km , în timp ce Galle și Lassell, pe de altă parte, sunt foarte largi - între 2.000 și 5.000 km . Patru luni mici au orbite în cadrul sistemului inelar: Naïade și Thalassa își au orbita în intervalul dintre inelele Galle și Le Verrier. Despina se află chiar în interiorul inelului Le Verrier, iar Galatée se află în inelul Adams. Pe de altă parte, dacă existența arcurilor era dificil de explicat anterior, deoarece legile mișcării prezic că arcurile se vor răspândi într-un inel uniform pe scări scurte de timp, astronomii cred acum că arcurile sunt închise în forma lor actuală. efectele Galatea .
Nume | Distanţă
medie (km) |
Lățime (km) |
---|---|---|
Fiere | 41.900 | 2.000 |
Sticlarul | 53.200 | 110 |
Lassell | 55.200 | 4000 |
Arago | 57.200 | 100 |
Adams | 62 932 | 15 la 50 |
Inelele lui Neptun conțin o cantitate mare de praf, a cărui dimensiune este de ordinul unui micrometru: fracția de praf în funcție de secțiunea luată în considerare variază de la 20% la 70%. În această privință, acestea sunt similare cu inelele lui Jupiter , a căror pondere de praf este de 50% până la 100% și sunt foarte diferite de inelele lui Saturn și Uranus, care conțin puțin praf (mai puțin de 0,1%) și sunt deci mai puțin luminos. Luate în ansamblu, inelele Neptunului seamănă cu cele ale lui Jupiter, ambele sisteme constau din inele fine și înguste de praf și inele mari și chiar mai subțiri.
Inelele lui Neptun, la fel ca cele ale lui Uranus, sunt considerate relativ tinere; vârsta lor este, fără îndoială, mult mai mică decât cea a sistemului solar . Pe de altă parte, la fel ca în cazul lui Uranus, inelele lui Neptun s-au format probabil ca urmare a fragmentării lunilor interioare vechi în timpul coliziunilor. Într-adevăr, aceste coliziuni au ca rezultat formarea centurilor de lună mică , care reprezintă tot atâtea surse de praf pentru inele. Observațiile terestre anunțate în 2005 par să arate că inelele lui Neptun sunt instabile, iar imaginile făcute la observatorul WM Keck în 2002 și 2003 arată o degradare considerabilă a inelelor în comparație cu imaginile Voyager 2 ; în special, se pare că arcul Liberty era pe drum. În 2009, arcurile Liberté și Courage dispăruseră.
La fel ca Pământul , martie , Jupiter și Uranus , Neptun are asteroizi troieni care își împart orbita în jurul soarelui .
În 2020, există douăzeci la punctul Lagrange L 4 (înainte) și trei la punctul L 5 (târziu). 2001 QR 322 este primul observat înAugust 2001de echipa lui Marc William Buie pe telescopul Blanco de 4 m al Observatorului Cerro Tololo . Poziția sa relativă oscilează în jurul punctului L 4 și de-a lungul orbitei Neptuniene cu o perioadă de aproximativ 10.000 de ani. Orbita sa este foarte stabilă, deci se află într-o regiune care garantează că va co-orbita în continuare cu Neptun timp de miliarde de ani.
În 2004 și 2005, trei noi troieni au fost descoperiți de Scott S. Sheppard și Chadwick Trujillo . Unul dintre ei, TN 53 din 2005 , are aceeași perioadă orbitală ca Neptun și orbitează la punctul Lagrange L 4 al Neptunului , cu o înclinație de 25 de grade. Celelalte două sunt numite (385571) Otréré și (385695) Clété , după două amazoane . 2008 LC 18 este primul troian descoperit la punctul L 5 din Neptun.
Studiile au arătat că ar fi posibil ca un cvasi-satelit teoretic al lui Uranus sau Neptun să rămână așa pe tot parcursul vieții Sistemului Solar în anumite condiții de excentricitate și înclinație . Astfel de obiecte nu au fost încă descoperite, dar Neptun are totuși un cvasisatelit temporar, (309239) 2007 RW 10 . Acesta a fost un satelit aproape de Neptun de aproximativ 12.500 de ani și se așteaptă să rămână în această stare dinamică cel puțin atât de mult.
Datorită evoluției orbitei sale, Neptun a luminat considerabil din 1980. Magnitudinea sa aparentă variază în anii 2020 între 7,67 și 8,0 cu o medie de 7,78, în timp ce înainte de 1980, planeta avea o magnitudine medie de aproximativ 8,0. Mărimea limită vizuală a ochiului liber fiind de 6, cu toate acestea, Neptun rămâne întotdeauna invizibil fără un instrument. Un telescop puternic sau un binoclu va arăta Neptun ca un mic disc albastru, similar cu aspectul lui Uranus.
Datorită distanței lui Neptun față de Pământ, variind de la 4,31 la 4,69 miliarde de kilometri , dimensiunea sa aparentă variază doar de la 2,2 la 2,4 secunde de arc, cea mai mică variație pentru o planetă a sistemului solar. Dimensiunea aparentă a acesteia făcând dificil studiul vizual, majoritatea cunoștințelor despre acesta au fost, prin urmare, limitate - cum ar fi valoarea perioadei de rotație - până la zburatul Voyager 2 și apoi la apariția telescopului spațial Hubble și a celor mai mari. Adaptive Optics (AO) telescoape terestre . Prima observație exploatabilă din punct de vedere științific a lui Neptun de la telescoapele de la sol folosind optică adaptivă a fost efectuată în 1997 în Hawaii . Emisfera sudică a Neptunului se află din anii 1980 în sezonul său de primăvară - care va dura aproximativ 40 de ani din cauza perioadei de revoluție de 165 de ani - și s-a observat astfel că se încălzește, cu activitatea atmosferică și luminozitatea crescută în consecință . Combinate cu progresele tehnologice, telescoapele de sol cu optică adaptivă înregistrează imagini din ce în ce mai detaliate.
De pe Pământ, Neptun suferă o mișcare retrogradă aparentă la fiecare 367 de zile, rezultând o mișcare asemănătoare unei bucle pe lângă stelele fixe de pe fiecare opoziție . Aceste bucle l-au purtat aproape de coordonatele descoperirii din 1846 în aprilie șiiulie 2010 și din nou în octombrie și noiembrie 2011. Longitudinea sa de descoperire este atinsă pe 11 sau12 iulie 2011, marcând prima orbită completă de la prima observare a lui Johann Galle .
Observarea lui Neptun în banda de unde radio arată că acesta este o sursă atât de emisie continuă, cât și de explozii neregulate. Aceste două surse ar proveni din câmpul său magnetic rotativ. În porțiunea infraroșie a spectrului, furtunile lui Neptun apar strălucitoare pe fundalul mai rece, facilitând urmărirea dimensiunii și formei acestor caracteristici.
Voyager 2 este prima și singura sondă spațială care a vizitat Neptun și sursa majorității cunoștințelor actuale de pe planetă. Traiectoria prin sistemul Neptunian este finalizată odată ce zborul peste Uranus și lunile sale este finalizat. Deoarece acesta trebuie să fie ultimul pasaj al Voyager 2 lângă o planetă, nu există constrângeri cu privire la modul de ieșire din sistemul planetar și sunt posibile mai multe opțiuni: echipa științifică optează, așadar, pentru un pasaj redus. Distanța față de polul nord al Neptunului, care îl va face este posibil să se utilizeze asistența gravitațională a planetei pentru a face sonda să se scufunde sub ecliptică pentru un zbor apropiat peste Triton , luna principală a lui Neptun, indiferent de consecințele traiectoriei, similar cu ceea ce s-a făcut pentru Voyager 1 cu Saturn și Titanul său luna.
Distanța de la Neptun scade viteza teoretică permisă de legătura radio. De asemenea, au fost luate mai multe măsuri în anii care au precedat zborul pentru a consolida rețeaua de antene terestre, în special creșterea dimensiunii antenelor de recepție existente, punerea în funcțiune a unei noi antene la Usuda în Japonia și utilizarea sistemului Very Large Array în New Mexico .
Primele observații sunt făcute din Martie 1989, adică cu 90 de zile înainte de trecerea mai aproape de Neptun și aproape trei ani după zburatul lui Uranus. Acestea fac posibilă descoperirea inelelor lui Neptun, a căror existență nu fusese niciodată dovedită până atunci: sunt compuse din particule foarte fine care nu permit observarea lor de pe Pământ. Un câmp magnetic este detectat și măsurat, acesta fiind deplasat de la centrul geologic și înclinat ca cel al lui Uranus, dar cu o intensitate mult mai slabă. În timpul traversării sistemului Neptunian, sunt descoperite cinci luni noi - sau 6, inclusiv Larissa -. Având în vedere îndepărtarea Voyager 2 , este dificil să trimitem în timp noi instrucțiuni pentru observarea acestor noi corpuri cerești. Numai Proteus (400 km în diametru) este descoperit suficient de devreme pentru a programa observații detaliate. Acest lucru se datorează faptului că semnalele navei au durat 246 de minute pentru a ajunge pe Pământ și, ca rezultat, misiunea Voyager 2 s- a bazat pe controale preîncărcate.
Survolul lui Neptun are loc pe 25 august 1989 : Voyager 2 trece 4.950 km de polul nord al planetei. Atmosfera din Neptun este analizată. În ciuda putinei energii solare primite datorită îndepărtării sale (3% din ceea ce primește Jupiter), dinamica atmosferică este observată cu manifestări precum „ Marea Pată Întunecată ” și norii. Vânturile care se deplasează cu peste 2000 km / h sunt măsurate. Studiul câmpului magnetic face posibilă determinarea faptului că durata unei rotații este de 16,11 ore. Flyby oferă, de asemenea, prima măsurare precisă a masei lui Neptun, care sa dovedit a fi cu 0,5% mai mică decât cea calculată anterior. Această nouă valoare a făcut posibilă respingerea ipotezei conform căreia o planetă X nedescoperită acționa pe orbitele lui Neptun și Uranus. Imaginile cu Voyager 2 sunt prezentate live în timpul unui program PBS pe timp de noapte, Neptune All Night .
Voyager 2 trece la 39.790 kmdeTritonși poate colecta date foarte precise pe această lună. Comunitatea științifică a estimat la vremea respectivă că diametrul lui Triton era între 3.800 și 5.000 km ; sonda permite reducerea acestei cifre la 2.760 km. Se observă foarte puține cratere, care se explică prin vulcanismul ale cărui manifestări sub formă de urme lăsate de gheizere sunt observate la poli. O atmosferă subțire (presiune de 10 până la 14 milibari sau 1% până la 1,4% din cea a Pământului), rezultată fără îndoială din această activitate, este detectată de Voyager 2 . Temperatura suprafeței lui Triton,38 Kelvin, este cea mai rece detectată vreodată pe un corp ceresc din sistemul solar.
După misiunea de zbor Voyager 2 , următoarea etapă de explorare științifică a sistemului Neptunian este considerată parte a Programului Flagship . O astfel de misiune ipotetică ar trebui să fie posibilă la sfârșitul anilor 2020 sau începutul anilor 2030. De asemenea, o propunere în curs pentru programul Discovery , Trident , ar zbura peste Neptun și Triton.
Cu toate acestea, au existat deja discuții pentru inițierea misiunilor la Neptun mai devreme. În 2003, un proiect de sondă Neptune Orbiter cu obiective similare cu cele ale lui Cassini a fost propus apoi, în 2009, misiunea Argo care ar fi vizitat Jupiter , Saturn , Neptun și un obiect din centura Kuiper . În plus, New Horizons 2 - care a fost întrerupt ulterior - ar fi putut, de asemenea, să efectueze o supraveghere strânsă a sistemului Neptunian.
Elementul chimic Neptunium a fost descoperit de Edwin McMillan și Philip Abelson în 1940. Descoperirea a fost facuta la radiatii Laboratorul Berkeley - acum Lawrence-Berkeley National Laboratory - de la Universitatea din California , la Berkeley , în cazul în care echipa a produs izotop 239. Neptunium , un timp de înjumătățire de 2,4 zile, bombardând uraniul 238 (referindu-se la Uranus) cu neutroni . Acesta este pasul intermediar care duce la producerea de plutoniu 239 (referindu-se la Pluto ).
După Operațiunea Uranus , Operațiunea Neptun este numele de cod dat debarcărilor Normandiei ale trupelor aliate dinIunie 1944în timpul celui de-al doilea război mondial . Acesta precede bătălia din Normandia .
„Neptun, Mystic“ este 7 - lea și mișcarea finală a lucrării de mare orchestră Planetele , compuse și scrise de Gustav Holst între 1914 și 1916.
Jimi Hendrix scrie și înregistrează pentru prima dată înSeptembrie 1969Valleys of Neptune , o melodie care a fost lansată doar (oficial)martie 2010în albumul omonim Valleys of Neptune , la patruzeci de ani de la moartea artistului.
De la descoperirea sa, Neptun a apărut în multe lucrări de science fiction . Este mai ales ultimele rămășițe ale rasei umane la sfârșitul sistemului solar din romanul lui Olaf Stapledon Last and First Men (1930) sau principalele filme de decor Ad Astra de James Gray (2019) și Event Horizon, The Afterlife de Paul WS Anderson (1997).
Ea a mai fost portretizată în serialul animat Futurama , episodul pilot din Star Trek: Enterprise și episodul În brațele lui Morpheus din Doctor Who .
Simbolul astronomic al lui Neptun este o versiune stilizată a tridentul zeului Neptun, de la care a luat numele. În timpurile moderne, este încă folosit ca simbol astronomic pentru planetă, deși utilizarea acesteia este descurajată de Uniunea Astronomică Internațională .
Există un simbol alternativ care reprezintă inițialele lui Le Verrier , care a descoperit planeta, mai frecvent în literatura antică (în special franceză).
„ Adams nu merită un credit egal cu Le Verrier pentru descoperirea lui Neptun. Acest credit aparține doar persoanei care a reușit atât să prezică locul planetei, cât și să convingă astronomii să-l caute. "