Neptun (Planet)

Digitale Illustration von Neptun

Neptun Es ist der achte Planet des Sonnensystems in Orbitalentfernung, ein Eisriesen und der äußerste von allen. Dies ist der Fall, da Pluto 2006 nicht als Planet angesehen wird, und wird ein Zwergplanet Welches ist Teil des Kuiper -Gürtels.

Im Neptune Night Sky sieht es aus wie ein kleiner bläulicher Punkt, von dem nur sehr wenig bekannt war, bis die Weltraummissionen der achtziger Jahre wie Voyager 2 Daten über den Planeten und seine Satelliten lieferten.

Die Bilder von Voyager 2 zeigten zum ersten Mal einen Planeten mit einer grünlich blauen Oberfläche mit starken Stürmen und schnellen Windströmungen, die dunkle antizyklonische Flecken erzeugen. Sie sind denen des Jupiter sehr ähnlich, obwohl sie nicht so dauerhaft sind wie diese.

Neptunes Atmosphäre ist reich an Methan und hat ein sehr schwaches Ringssystem. Der Planet hat Magnetosphäre, so dass er angenommen wird, dass er einen Metallkern hat.

Bisher wurden 15 Neptun -Satelliten gezählt, darunter Triton und Nereida als Hauptsatelliten.

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Entdeckung und Geschichte

Neptunes Entdeckung war das Ergebnis einer mathematischen Vorhersage, die auf den Beobachtungen von Störungen in den Umlaufbahnen der Uranus- und Saturnplaneten beruhte. Zuvor hatte Galileo im Jahr 1610 Neptun bereits mit demselben Teleskop entdeckt, mit dem er Jupiters Monde entdeckte, verwirrte ihn aber mit einem Stern. 

Lange später, im Jahr 1846, untersuchte der französische Mathematiker, der sich auf die Himmelsmechanik spezialisiert hat, bestimmte Störungen in den Umlaufbahnen von Saturn und Uranus. Die beste Erklärung bestand darin, die Existenz eines neuen Planeten vorzuschlagen, der den Umlauf und die Position im Himmel vorhergesagte. Der nächste Schritt bestand darin, den Planeten zu finden, also überzeugte Verrier den deutschen Astronom Johann Gottfried Galle, nach ihm zu suchen. 

In der Nacht vom 23. September 1846 bestätigte Galle aus seinem Observatorium in Berlin die Existenz des neuen Planeten und einige Tage später erschien Triton sein größter Satelliten.

Fast gleichzeitig in Cambridge, England, dem jungen Mathematiker John Couch Adams, der auch seit einiger Zeit an dem Problem gearbeitet hat, machte ähnliche Vorhersagen. 

Neptun schuldet seinen Namen dem Gott des Meeres der römischen Mythologie (entspricht dem griechischen Gott Poseidon), nachdem er den Planeten Namen der Gottheiten des römischen Pantheons gewährt hat.

Neptun -Eigenschaften

Neptun im Vergleich zur Erde. (Quelle: Wikimedia Commons)

Der Neptun -Durchmesser ist fast viermal höher als der Durchmesser der Erde, aber etwa ein Drittel des gigantischen Jupiter.

Seine Masse ist 17 -mal so hoch wie die Erde und ihr Volumen ist 57 -mal größer. Was seine Masse betrifft, nimmt es den dritten Platz der Planeten des Sonnensystems und den vierten Platz in Größe ein.

Zusammenfassung der wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Neptun

-Masse: 1,024 × 10²⁶ kg (17.147 mal die Erde)

-Mittleres Radio: 24.622 km, entspricht dem 3,87 -fachen des Radius der Erde.

-Form: an den Polen in einem 0,983 Faktor in Rechnung gestellt.

-Medium Radio der Umlaufbahn: 4,498 x 10⁹ km entspricht 30.07 u.ZU.

-Neigung der Rotationsachse: 30º in Bezug auf die Orbitalebene.

-Temperatur: -220ºC (Wolken)

-Schwere: 11.15 m/s² (1.14g)

-Eigenes Magnetfeld: Ja, 14 mikrotela in Ecuador .

-Atmosphäre: 84%Wasserstoff, 12%Helium, 2%Methan, 0,01%Ammoniak.

-Dichte: 1.640 kg/m³

-Satelliten: 15 bis heute bekannt.

-Ringe: Ja, sie sind schwach und Verbindungen von Eispartikeln und Silikaten.

Übersetzungsbewegung

Neptun, der achte Planet des Sonnensystems, ist ein gasförmiger Riese, dessen Umlaufbahn um die Sonne einen durchschnittlichen Radius von 30 UA hat. Eine astronomische UA -Einheit entspricht 150 Millionen Kilometern und ist der durchschnittliche Abstand zwischen Sonne und Erde.

Animation, die die Umlaufbahn von Neptun in Rot zusammen mit dem von Uranus zeigt, der der blaue Punkt ist. Quelle: Wikimedia Commons.

Dies möchte sagen, dass der Radius von Neptunes Flugbahn 30 -mal höher ist.

Neugierige Daten über Neptun

-Es ist der Planet weiter von der Sonne, da Pluto, der nach Neptunes Umlaufbahn ist, jetzt ein Zwergplanet ist.

-Neptun ist der kleinste der vier riesigen Planeten (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun).

-Neptuns Schwere ist der der Erde sehr ähnlich.

-Es ist der kälteste Planet im Sonnensystem mit durchschnittlicher Temperatur von -221,4 ° C.

-Es hat ein Ringssystem, aber im Gegensatz zu Saturn sind sie nicht kontinuierlich, sondern bilden Bögen auf seiner Orbitalroute.

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-Neptun ist der dichteste der riesigen Planeten.

-Es hat Hurrikane mit den schnellsten Winden des Sonnensystems, die einige erstaunliche 2 erreichen können.100 km/h.

-Neptun hat einen großen dunklen Fleck, einen Wirbelwind der Planeten Erdegröße. Dieser 1989 fotografierte Fleck verschwand 1994, führte jedoch zu einem neuen dunklen Fleck.

-Triton, der größte Satelliten von Neptun, dreht sich in die entgegengesetzte Richtung zu seinen anderen Satelliten, weshalb er vom Planeten gefangen wird und nicht mit ihm einen gleichzeitigen entspricht.

-Triton (der größte Neptun-Satellit) hat Stickstoffvulkane und Geysire, aber es ist einer der kältesten Sterne im Sonnensystem (-235ºC).

-Die Voyager 2 -Mission ging 1989 auf 3.000 Kilometer vom Nordpol des Planeten Neptune entfernt.

-Am 12. Juli 2011 absolvierte Neptune seine erste komplette Umlaufbahn seit seiner Entdeckung am 23. September 1846.

Rotationsbewegung

Neptun braucht fast 16 Stunden, um seine Achse umzudrehen. Quelle: NASA.

Die Neptun -Rotation beträgt 15 Stunden, 57 Minuten und 59 Sekunden, je nachdem die bisher genaueste Messung.

Es ist keine leichte Aufgabe, die Drehzahl eines Planeten zu bestimmen, dass nur die Oberfläche seiner Atmosphäre geschätzt wird und sich auch bewegt. Es ist viel einfacher, die Drehzahl der felsigen Planeten zu bestimmen.

Als Voyager 2 1989 in Neptun ankam. Heute ist bekannt, dass diese Maßnahme dank der gründlichen Messungen des Planetenwissenschaftlers Erich Karkoschka von der Arizona University nicht genau ist.

Drehgeschwindigkeit und Magnetfeld

Die Drehzahl der anderen Riesenplaneten wird durch die vom Magnetfeld emittierten Impulse gemessen. Diese Methode gilt jedoch nicht für Neptun, da weder die Achse noch der Zentrum des magnetischen Dipols mit der Rotationsachse des Planeten zusammenfallen, wie wir im folgenden vergleichenden Bild sehen:

Magnetfeld von riesigen Planeten. Quelle: Samen, m. 2011.Das Sonnensystem. Siebte Ausgabe. Cengage Lernen.

Das Bild zeigt das Magnetfeldmodell, das von einem Dipol (einem Magneten) erzeugt wird und sich mehr oder weniger in der Mitte des Planeten befindet. Dieses Modell ist auch für das Magnetfeld der Erde geeignet.

Aber das Neptune -Feld ist anomal, in dem Sinne, dass die Beiträge quadratischer und höherer Ordnung größer sein können als das Dipolfeld. Und wie wir in der oberen Abbildung sehen, wird der Dipol aus der Mitte verschoben.

Dann entwickelte Karkoschka eine andere Methode mit mehr als fünfhundert Bildern des Hubble -Teleskops. Er fand zwei charakteristische Merkmale des Planeten, den er nannte: Südpolar -Merkmal Und Südpolarwelle. 

Diese haben sich seit den neunziger Jahren mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht und bestätigt, dass dies die wahre Geschwindigkeit des Planeten ist.

In diesem Bild von neptunfarbenen Filtern werden die dunklen Spot 2 und das südliche polare Merkmal hervorgehoben, die an den Planeten verankert zu sein scheinen. Quelle: Erich Karkoschka.

Winde in der Neptun -Atmosphäre überschreiten oft die Schallgeschwindigkeit. Somit variiert der große dunkle Fleck von Neptun seine relative Position im Laufe der Zeit, statt die dunkle Stelle 2 und das südliche polare Merkmal behalten seine relativen Positionen bei. Dies deutet darauf hin, dass sie mit der Rotation des Planeten verbunden sind, die es Karkoschka ermöglichte, die Dauer eines Tages in Neptun zu bestimmen.

Komposition

In der Atmosphäre von Neptun gibt es Elemente wie Wasserstoff (84%), Helium (12%), Methan (2%) und andere Gase wie Ammoniak, Ethan und Acetylen. Unter dieser Atmosphäre gibt.

In den niedrigen Regionen der Atmosphäre gibt es zunehmende Konzentrationen von Methan, Ammoniak und Wasser. Im Gegensatz zu Uranus, dem Twin Planet, hat Neptunes Komposition ein größeres Volumen des Ozeans.

Struktur

Der Planet hat einen felsigen Kern, der von einer eisigen Hülle umgeben ist, alle unter einer dichten Atmosphäre und einer großen Dicke, die den dritten Teil seines Radios besetzt. Es ähnelt dem des Uranus Twin Planet.

Im folgenden Bild können Sie die Struktur von Neptun mit weiteren Details sehen.

Innere Struktur von Neptun. Quelle: Wikimedia Commons. Chocofrito/CC BY-S (https: // CreePecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0).

Neptun hat eine Struktur mit gut differenzierten Schichten:

-Oberste Schicht: Es besteht aus Wolken, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium und in geringerem Maße Methan und anderen Gasen stammen. Es entspricht ungefähr 5-10% der Masse des Planeten.

-Atmosphäre: Wasserstoff, Helium und Methan.

-Mantel: Unter der Atmosphäre befindet sich der große Mantel des Planeten, ein flüssiger Bereich, in dem die Temperaturen zwischen 1 erreichen können.727 bis 4.727 ° C. Es besteht aus Wasser, Methan und Ammoniak im Flüssigkeitszustand.

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Der Mantel hat zwischen 10 und 15 Landmassen und ist reich an Wasser, Ammoniak und Methan. Diese Mischung heißt "Eis", obwohl es sich.

Der Mantel selbst hat sehr hohe Temperaturen zwischen 1.700ºC und 4.700ºC, zusätzlich seine elektrische Leitfähigkeit ist auch hoch.

-Kern: Integriert von Kieselsäure, Eisen und Nickel, ähnlich wie bei Uranus, dem anderen Eis- und Gasriesen. Die Masse des Kerns beträgt das 1,2 -fache der Erde. Der Druck in der Mitte wird bei 700 GPa geschätzt, ungefähr doppelt so.670 ºC.

Atmosphäre

Neptunes Atmosphäre ist sehr interessant und verdient einen speziellen Abschnitt. Zu Beginn ist es extrem kalt, da es der fernste Planet in der Sonne ist und nur sehr wenig Sonnenstrahlung erhält. Aus diesem Grund liegt die Temperatur am oberen Ende der Atmosphäre in der Größenordnung von -220 ° C.

Aber Neptun hat eine interne Wärmequelle, wahrscheinlich aufgrund von Kollisionen von Antriebselektronen im Fluidmantel und auch auf die verbleibende Wärme während ihrer Bildung.

Aufgrund dieses enormen Temperaturgradienten gibt es enorme Konvektionsströme, was das Klimamystem des Planeten sehr extrem macht.

Und damit werden die größten Stürme und Hurrikane des Sonnensystems erzeugt, wie die Bildung riesiger Flecken von zeigt Antizyklonische Strömungen, Aufgrund der Winde gegen verschiedene Breiten.

Unter allen antizyklonischen Systemen von Neptun stammt aus dem großen dunklen Fleck, der 1989 zuerst von der Voyager 2 -Sonde fotografiert wurde, als sie zu 3 ging.000 Kilometer vom Planeten entfernt.

In Bezug auf die Farbe ist Neptuns noch bläulicher als Uranus, genau wegen seiner größeren Methankonzentration, die die rote Wellenlänge absorbiert und das Blau widerspiegelt. Es gibt aber auch andere Moleküle, die zu seiner Farbe beitragen.

In der unteren Region der Atmosphäre (Troposphäre) nimmt die Temperatur mit der Höhe ab, aber im oberen Bereich (Stratosphäre) tritt das Gegenteil auf. Unter diesen Schichten beträgt der Druck 10.000 Pascals (PA).

Über der Stratosphäre befindet sich die Termosphäre, die sich allmählich in die Exosphäre verwandelt, wobei der Druck von 10 pa bis 1 pa abnimmt.

Neptune Satelliten

Bisher wurden 15 natürliche Satelliten des Planeten gezählt. Der größte seiner Satelliten und der erste, der 1846 entdeckt wurde, ist Triton. 1949 wurde ein zweiter Satellit entdeckt, der Nereida genannt wird.

1989 entdeckte die Voyager 2 Mission sechs weitere Satelliten: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa und Proteo.

Später im Jahr 2003 werden Halimedes, Sao, Lamedeia, Psámate und Neso entdeckt. Little Satellite 14 wurde 2013 vom Seti -Institut entdeckt, da es seine 23 -Stunden -Orbitalzeit war.

Sehen wir uns einige Details zu den Hauptmonden von Neptun an:

Triton

Triton

Es ist der größte von Neptunes Satelliten mit einem Durchmesser von 2.700 km, ungefähr 18 -mal weniger als sein Wirtsplanet und fast fünfmal weniger als die Erde.

Seine Orbitalzeit beträgt fast 6 Tage, dreht aber merkwürdig die Rotation von Neptun und anderen Satelliten um. Zusätzlich ist die Umlaufbahn 30 Grad in Bezug auf die Orbitalebene des Planeten geneigt.

Es ist das kälteste Objekt des Sonnensystems mit einer durchschnittlichen Temperatur von -235 ° C und wird durch drei Viertel Teil des Fels und ein Viertel Eis gebildet. Auf der Oberfläche gibt es Geyers mit dunklen Emanationen in Richtung der Atmosphäre, während die Oberfläche Ebenen und einige Vulkane mit Kratern von 200 km darstellt.

Die Hauptsatelliten von Neptun; Triton, Proteo, Nereida und Larisa

Nereide

Es wurde 1949 von Gerard Kuiper entdeckt, dank dessen 14% des Sonnenlicht.

Seine Größe ist der achte Teil von Triton und hat eine sehr exzentrische Umlaufbahn. Der Abstand des niedrigeren Ansatzes zu Neptun beträgt 1.354.000 km und die größte Entfernung von 9.624.000 km, 360 Tage, um es zu vervollständigen. 

Proteus

Proteus

Dieser unregelmäßige Satellit wurde 1989 von der Voyager 2 -Mission entdeckt und belegt den zweiten Platz unter Neptunes Satelliten. Es ist eine niedrige Dichte und ein sehr poröser Satelliten.

Trotz seiner großen Größe konnte es von Teleskopen nicht entdeckt werden, da es sehr dunkel ist und wenig Sonnenlicht reflektiert. Sein Durchschnittsdurchmesser liegt in der Größenordnung von 400 km und 6,7 -mal weniger als Triton. 

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Neptunringe

Brüderlichkeit, Gleichheit, Freiheit ist der Name, den die Bögen des Adams -Rings (der äußerste) Ring erhält. Der Innenring ist der Le Verrier. (Quelle: Wikimedia Commons)

Neptun hat fünf dünne und schwache Ringe, die hauptsächlich aus Staub und Eispartikeln bestehen. Es wird angenommen, dass sein Ursprung in den Trümmern liegt, die durch Kollisionen zwischen den Meteoren und natürlichen Satelliten des Planeten hinterlassen werden.

Die Ringe werden mit dem Nachnamen von Wissenschaftlern benannt, die am meisten zu ihrer Entdeckung und Studie beigetragen haben. Von der innersten bis zur äußersten sind Galle, Le Verrier, Lassell, Arago und Adams.

Es gibt auch einen Ring, dessen Umlaufbahn mit dem Galatea -Satellit teilt, den wir im folgenden Bild sehen können:

Schema der fünf Ringe von Neptune und ihren Namen. Die Umlaufbahn einiger Satelliten wird ebenfalls gezeigt. (Quelle: NASA).

Wann und wie man Neptun beobachtet

Es ist nicht möglich, Neptun mit bloßem Auge zu sehen, selbst wenn ein Amateur -Teleskop so klein aussieht, dass es mit einem Stern verwechselt werden kann.

Dazu ist es am besten, ein Computerprogramm oder eine Anwendung zu verwenden, die als Planetarium funktioniert. Für das Android -Betriebssystem fällt die Sky Maps -Anwendung auf, sodass Sie schnell Planeten und andere himmlische Objekte mit genügend Präzision finden können.

Der beste Zeitpunkt, um zu beobachten, ist, wenn der Planet im Widerspruch steht, dh, dass die Erde zwischen der Linie ist, die die Sonne mit Neptun vereint.

Dieses Phänomen erfolgt alle 368 Tage und bis 2020 wird es am 11. September stattfinden. Natürlich ist es nicht die einzige Gelegenheit, Neptun zu beobachten, das auch zu anderen Jahreszeiten sichtbar ist.

Mit einem guten Teleskop kann Neptun von den Hintergrundstars unterschieden werden, da es wie ein blaugrünes Album aussieht. 

Neptune Magnetosphäre

Zuvor hatte die Besonderheiten des Neptun -Magnetfelds kommentiert. Die Magnetpolen des Planeten sind in 47 º in Bezug auf die Rotationsachse geneigt.

Das Magnetfeld wird durch die Bewegung der Leiter erzeugt, die eine dünne kugelförmige Schicht innerhalb des Planeten bilden. In Neptun werden die Magnetpolen jedoch um ungefähr 0,5 Funkgeräte auf dem Planeten aus dem Zentrum verschoben.

Die Intensität des Feldes im magnetischen Ecuador liegt in der Größenordnung der 15 mikrotela und ist 27 -mal intensiver als die der Erde.

Die Geometrie des Feldes ist komplex, da quadratische Beiträge den Dipolbeitrag überschreiten können, im Gegensatz zu dem Land, in dem der relevanteste Beitrag der Dipol ist.

Neptunes eigenartiges Magnetfeld. (Quelle: Emaze.com)

Der Magnetosphäre Neptun erstreckt sich bis zum 35 -fachen des Radius an der Stoßvorder.

Der Magnetopause, An diesem Ort, an dem der Magnetdruck mit dem Druck der belasteten Partikel aus der Sonne ausgeglichen wird, liegt er zwischen 23 und 27 Funkeln auf dem Planeten.

Missionen an Neptun

Voyager 2

Voyager 2

Die einzige Weltraummission, die den Planeten Neptun umkankte, war der Voyager 2, der 1982 auf dem Planeten ankam.

Zu dieser Zeit waren nur zwei Satelliten bekannt: Triton und Nereida. Dank der Voyager 2 -Mission wurden jedoch sechs weitere entdeckt: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa und Proteo. Diese Satelliten sind ziemlich weniger als Triton, mit unregelmäßiger Form und weniger Radio -Umlaufbahnen.

Es wird vermutet, dass diese sechs Satelliten die Überreste einer Kollision mit einem alten Satelliten sind, der mit Triton abgestürzt ist, als dieser durch die Schwerkraft von Neptun gefangen genommen wurde.

Der Voyager 2 entdeckte auch neue Ringe in Neptune. Obwohl die erste der Ringe 1968 entdeckt wurde, war seine Existenz und die Entdeckung neuer erst zur Ankunft dieser Sonde im Jahr 1989 möglich.

Der engste Ansatz des Raumfahrzeugs auf den Planeten ereignete sich am 25. August 1989, der in einer Entfernung von 4 stattfand.800 km über dem Nordpol von Neptun.

Da dies der letzte wichtige Planet war, den das Raumschiff besuchen konnte, wurde es beschlossen. 

Am 25. August 1989 fuhr das Schiff mit dem Nereida Moon ein engeres Spiel, bevor er 4 erreichte.400 km von Neptunes Atmosphäre und am selben Tag in der Nähe von Triton, dem größten Mond auf dem Planeten, verging.

Das Raumschiff verifizierte die Existenz des Magnetfeldes, das Neptun umgibt, und entdeckte, dass das Feld aus dem Zentrum vertrieben und geneigt war, ähnlich wie das Feld um Uranus.