Neptun

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Opomba: članek vsebuje posebne znake.
Neptun  Astronomski simbol za Neptun
Neptun, kot ga je fotografiral Voyager 2
Neptun, kot ga je fotografiral Voyager 2
Odkritje
Odkritelj: Urbain-Jean Le Verrier
John Couch Adams
Johann Gottfried Galle
Datum odkritja: 23. september 1846 [1]
Značilnosti tira[2][3]
Epoha J2000
Odsončje: 4.553.946.490 km
30,44125206 a.e.
Prisončje: 4.452.940.833 km
29,76607095 a.e
Velika polos: 4,503,443,661 km
30,10366151 a.e.
Mala polos: 4,503,160,476 km
30,1016853 a.e.
Obseg tira: 28,216  · 109 km
188.615 a.e.
Izsrednost: 0,011214269
Siderska perioda: 60.327,624 dni
165,168034 l
Sinodska perioda: 367,49 dan[4]
Povp. tirna hitrost: 5,43 km/s[4]
Maks. tirna hitrost: 5,50 km/s[4]
Min. tirna hitrost: 5,37 km/s[4]
Srednja anomalija: 267,767281°
Naklon tira: 1,767975°
6,43° na Sončev ravnik
Dolžina dvižnega vozla: 131,794310°
Argument prisončja: 265,646853°
Sateliti: 13
Fizikalne značilnosti
Ekvatorialni polmer: 24.764±15 km[5][6]
3,883 Zemljinih
Polarni polmer: 24.341±30 km[5][6]
3,829 Zemljinih
Sploščenost: 0,0171
Površina: 7,6408 · 109 km²[6][7]
14,94 Zemljinih
Prostornina: 6,254 · 1013 km³[4][6]
57,74 Zemljinih
Masa: 1,0243×1026 kg[4]
17,147 Zemljinih
Srednja gostota: 1,638 g/cm³[4][6]
Ekvatorialna površinska težnost: 11,15 m/s²[4][6]
1,14 g)
ubežna hitrost: 23,5 km/s[4][6]
Siderska vrtilna doba: 0,6713 day[4]
16 h 6 min 36 s
Hitrost vrtenja na ekvatorju: 2,68 km/s
9660 km/h
Nagib vrtilne osi: 28,32°[4]
Rektascenzija severnega pola: 17 h 19 min 59 s
299,333°[5]
Deklinacija severnega pola: 42,950°[5]
Albedo: 0,290 (Bondov)
0,41 (geom.)[4]
Površinska temp.:
   raven 1 bara
   0,1 bar
min mean max
72 K[4]
55 K[4]
Navidezni sij: 7,7
Pridevniki: neptunski, neptunska
Atmosfera
Sestava:
80±3,2 % vodik (H2)
19±3,2 % helij
1,5±0,5 % metan
~0,019 % vodikov devterid (HD)
~0,00015 % etan
Led:
amonijak
voda
amonijev hidrosulfid(NH4SH)
metan (?)

Neptún je zunanji, po oddaljenosti od Sonca osmi planet v Osončju (v času, ko je Pluton, ki ima izsredno tirnico, še veljal za planet, je bil občasno deveti). Je tudi najbolj oddaljeni plinasti velikan v našem Osončju. Čeprav je najmanjši od plinastih velikanov, ima večjo maso kot Uran, ker ga je njegovo močnejše gravitacijsko polje stisnilo v večjo gostoto.

Okrog tega modrega planeta so bili odkriti šibki temni obroči, ki pa so manj izdatni kot Saturnovi. Ob njihovem odkritju so sprva domnevali, da niso zaključeni, vendar so podatki z vesoljskega plovila Voyager 2 to domnevo ovrgli. Neptun ima tudi vetrove, ki pihajo s hitrostjo 2000 km/h, v ozračju pa so znatne količine vodika, helija in metana, ki dajejo planetu značilno modro barvo. Ob mimoletu Voyagerja 2 leta 1989 se je na južni polobli nahajala Velika temna pega, primerljiva z Veliko rdečo pego planeta Jupitra. Neptun dokazano obkroža devet lun, štiri pa še čakajo na potrditev. Neptunovo največjo luno Triton označujejo njena vzvratna tirnica, izredno nizke temperature (38 K) in zelo redka (14 mikrobarov) atmosfera iz dušika in metana.

Zaradi svojega modrega izgleda se planet imenuje po rimskem bogu morja Neptunu. Njegov astronomski simbol predstavlja stilizirani trizob ().

Neptun je bil odkrit 23. septembra 1846 in ga je do sedaj obiskala samo ena vesoljska sonda; Voyager 2 je letel mimo 25. avgusta 1989. V letu 2003 je bil predstavljen predlog, da bi izvedli odpravo Neptunov orbiter s sondami, ki bi imela podobne raziskovalne zmogljivosti kot Cassini-Huygens, vendar brez pomoči fisije pri pogonu ali električnemu napajanju.[8]

Odkritje[uredi | uredi kodo]

Astronomske skice Galileo Galilea kažejo, da je on prvi opazoval Neptun, in sicer najprej 27. decembra 1612 in nato še 27. januarja 1613. Neptun je bil takrat zaradi konjukcije na nočnem nebu navidezno zelo blizu Jupitra. Ker pa je Galileo Neptun zamenjal za zvezdo stalnico, mu odkritja ni mogoče pripisati. Ob Galilejevem opazovanju je bil Neptun zaradi ravno tisti dan začetega navideznega vzvratnega gibanja pri miru. Neptunovo navidezno gibanje je bilo premajhno, da bi ga Galileo lahko zaznal s svojim majhnim daljnogledom. Če bi se Neptun v času Galilejevega opazovanja gibal po nebu tako kot po navadi, bi ga Galileo zaradi razmeroma hitrega gibanja glede na ostale zvezde verjetno prepoznal kot planet in ne kot zvezdo stalnico.

Leta 1821 je Alexis Bouvard objavil astronomske tabele Uranove orbite. Poznejša opazovanja so pokazala precejšna odstopanja od izračunov v tabelah, zato je Bouvard domneval, da pot tega telesa nekaj moti. Leta 1843 je John Couch Adams izračunal orbito osmega planeta, ki naj bi razložil Uranovo gibanje. Svoje izračune je poslal kraljevemu astronomu siru Georgu Biddellu Airyju, ta pa je zaprosil za dodatna pojasnila. Adams je začel s pisanjem odgovora, vendar ga ni nikoli odposlal.

Leta 1846 je neodvisno od Adamsa naredil svoje izračune Urbain-Jean Joseph Le Verrier, pri tem pa je prišlo do težav, saj ga njegovi rojaki niso podprli. Istega leta se je zavzel za matematični pristop John Herschel in prepričal Jamesa Challisa, da poišče planet.

Po precejšnem obotavljanju je Challis v juliju 1846 začel z nejevoljnim iskanjem. Medtem pa je Le Verrier za iskanje planeta prepričal Johanna Gottfrieda Galleja. Heinrich Louis d'Arrest, študent berlinskega observatorija, je predlagal, da se nedavno zrisana karta neba v območju predvidene lege Le Verrierja primerja s trenutnim stanjem na nebu in se poiščejo za planete značilni zamiki. Neptun je bil odkrit še isto noč, 23. septembra 1846, in to z odstopanji od napovedi Le Verrierja znotraj ene kotne stopinje ter od napovedi Adamsa okoli 10 stopinj. Challis je pozneje ugotovil, da je planet dvakrat opazoval v avgustu, vendar ga ni prepoznal, predvsem zaradi svojega odnosa do dela.

Po odkritju je prišlo do močnega nacionalističnega rivalstva med Francozi in Britanci, ki so imeli zasluge pri odkritju. Na koncu je prišlo do mednarodnega soglasja, tako da si zasluge za odkritje sedaj delita tako Le Verrier kot tudi Adams. Sedaj pa zgodovinarji znova preučujejo to zadevo, saj so leta 1998 odkrili »Neptunove papirje« (zgodovinske dokumente Kraljevega observatorija Greenwich), ki si jih je prilastil astronom Olin Eggen in so bili znova odkriti šele po njegovi smrti. Po pregledu teh dokumentov nekateri zgodovinarji menijo, da zasluge Adamsa za odkritje niso enakovredne Le Verrierjevim.[9]

Poimenovanje[uredi | uredi kodo]

Kmalu po odkritju so Neptun poimenovali preprosto »čezuranski planet« (»transuranski ~«) oziroma »Le Verrierjev planet«. Prvi predlog je za ime podal Galle. Predlagal je, da planet poimenujejo Janus. V Angliji je Challis predvsem zaradi pomorščakov predlagal ime Oceanus. V Franciji je Arago predlagal, da se novi planet imenuje Leverrier, čemur so zunaj Francije ostro nasprotovali. Francoski almanahi so hitro uveljavili ime Herschel za Uran in Leverrier za novi planet.

Medtem pa je Adams neodvisno predlagal spremembo imena Georgian v Uranus (Uran), Le Verrier pa je za novi planet predlagal ime Neptune (Neptun). Friedrich Georg Wilhelm von Struve je predlagal to ime 29. decembra 1846 na Akademiji znanosti v Sankt-Peterburgu.[10] Kmalu je Neptun postal mednarodno priznana oznaka. V rimski mitologiji je bil Neptun bog morja, enakovreden grškemu Pozejdonu. Zahteva po mitološkem imenu se je skladala z oznakami za druge planete, ki so bili vsi (razen Urana) poimenovani v antiki.

V kitajščini, korejščini, japonščini in vietnamščini se ime planeta prevaja kot zvezda morskega kralja (海王星).[11]

Fizikalne značilnosti[uredi | uredi kodo]

Velika temna pega, kot jo je posnel Voyager 2.

Ker je Neptun od Sonca zelo oddaljen, prejme zelo malo toplote. Temperatura najvišjih plasti ozračja znaša le -218 °C (55 K). Ker je Neptun plinasti velikan, nima trdnega površja. Vendar pa z globino plasti postajajo čedalje toplejše. Verjetno je ta toplota ostanek iz časov nastajanja Osončja, ko je na planet padala snov, sedaj pa se toplota počasi oddaja nazaj v vesolje. Neptunovo ozračje ima najhitrejše vetrove v Osončju in sicer hitrosti do 2000 km/h, najbrž pa jih poganja tok toplote iz notranjosti.

Notranja sestava je podobna Uranovi. Planet ima verjetno jedro iz (stopljenih) kamnin in kovin, ki ga obdaja mešanica kamnin, vode, amonijaka in metana. Ozračje, ki sega od roba morda 10 do 20 odstotkov razdalje do središča planeta, je večinoma sestavljeno iz vodika in helija, z globino pa naraščajo količine metana, amonijaka in vode, ki se nato zlijejo v tekočo notranjost. Tlak v središču Neptuna je več milijonkrat večji od tlaka na površju Zemlje. Pri primerjavi hitrosti vrtenja in stopnji sploščenosti je ugotovljeno, da je pri Neptunu masa enakomerneje razporejena kot pri Uranu, ki ima maso bolj zbrano v središču planeta.

Neptun je podoben Uranu tudi pri svoji magnetosferi, saj je njegovo magnetno polje glede na os vrtenja zelo nagnjeno - in sicer za 47 stopinj, središče magnetnega polja pa je od fizičnega središča planeta oddaljeno vsaj 0,55 planetovega polmera (okoli 13.500 kilometrov). Na podlagi primerjave magnetnih polj obeh planetov so znanstveniki mnenja, da je tako nenavadna orientacija značilna za tokove v notranjoti planeta.

Neptunom in Uranom se razlikujeta tudi po stopnji meteorološke dejavnosti. Uran je dokaj blede barve, Neptunovi visoki vetrovi pa omogočajo razvoj posebnih vremenskih pojavov. Leta 1989, ko je mimo Neptuna letelo vesoljsko plovilo Voyager 2, je bila vidna velika temna pega, vrtinčast viharni sistem velikosti Evrazije. Vihar spominja na Jupitrovo veliko rdečo pego, vendar je do junija 1994 očitno izginil. Novejša slika, ki jo je 2. novembra 1994 posnel Hubblov vesoljski teleskop, kaže na podobne manjše viharje na Neptunovi severni polobli. Med plinastimi velikani so bili samo na Neptunu opazni visoki oblaki, ki so metali senco na spodnje plasti oblakov.

Planetovi obroči[uredi | uredi kodo]

Neptunovi obroči
Glavni članek: Neptunovi obroči.

Neptun ima šibek sistem planetnih obročev neznane sestave. Obroči imajo posebno »grudasto« sestavo, ki je še niso pojasnili, eden od razlogov pa naj bi bil gravitacijski vpliv majhnih lun, ki krožijo okoli planeta blizu teh obročev.

Prvi dokazi o nezaključenosti obročev so se pojavili v sredini 80. let 20. stoletja, ko so opazovanja z okultacijami pokazala dodaten »pomežik« malo pred ali pa takoj za okultacijo zvezde. To so leta 1989 pojasnile slike Voyagerja 2, ki so pokazale, da sestav obročev vsebuje več šibkih obročev. Najbolj zunanji obroč, Adams, vsebuje tri značilne loke, sedaj poimenovane Liberté, Egalité in Fraternité (svoboda, enakopravnost in bratstvo). Te loke si težko razložimo, saj bi se po zakonih gibanja morali v kratkem času razlesti v enakomerne obroče. Loke verjetno omejujejo gravitacijski vplivi lune Galateje, ki se giblje ravno znotraj obroča.

Voyagerjeve kamere so odkrile več drugih obročev. Poleg ozkega obroča Adams, od središča Neptuna oddaljenega 63.000 km, še obroč Leverrier pri 53.000 km in širši ter šibkejši obroč Galle pri 42.000 km. Šibka zunanja razširitev obroča Leverier se imenuje obroč Lassell; na svojem zunanjem robu je povezan z obročem Arago pri 57.000 km.[12]

Nova opazovanja z Zemlje iz leta 2005 kažejo, da so Neptunovi obroči precej manj stabilni, kot so domnevali. Zanimivo je tudi, da bo obroč Liberté mogoče izginil že v enem stoletju. Z novimi opazovanji je razumevanje Neptunovih obročev postalo bolj negotovo.[13]

Ime obroča Polmer (km) Širina (km) Opombe
1989 N3R (»Galle«) 41.900 15 imenovan po Johannu Gottfriedu Galleju
1989 N2R (»Leverrier«) 53.200 15 imenovan po Urbainu Le Verrierju
1989 N4R (»Lassell«) 55.400 6 imenovan po Williamu Lassellu
obroč Arago 57.600 - imenovan po Françoisu Aragu
lok obroča Liberté 62.900 -  »vodeči« lok
lok obroča Égalité 62.900 -  »vzporedni« lok
lok obroča Fraternité 62.900 -  »sledeči« lok
lok obroča Courage 62.900 -
1989 N1R (»Adams«) 62.930 manj kot 50 imenovan po Johnu Couchu Adamsu

Neptunovi naravni sateliti[uredi | uredi kodo]

Poznamo 13 Neptunovih naravnih satelitov. Daleč največja luna in tudi dovolj masivna, da je lahko sferična, je Triton, ki ga je samo 17 dni po odkritju Neptuna odkril William Lassell. V nasprotju z ostalimi večjimi lunami v Osončju ima Triton vzvratno tirnico, kar kaže, da je bil ujet in predstavlja največji znani primer telesa Kuiperjevega pasu (čeprav ni več tam). Nahaja se dovolj blizu Neptuna, da je vezan v sinhrono tirnico in se v spirali bliža planetu. Triton je najhladnejše izmerjeno telo v Sončevem sistemu.

Triton v primerjavi z Zemljino Luno
Ime Premer
(km)
Masa
(kg)
Polmer tirnice (km) Perioda tirnice (dnevi)
Triton 2700
(80 % Luninega)
2,15×1022
(30 % Lunine)
354.800
(90 % Luninega)
-5,877
(20 % Lunine)

Neptunov drugi znan satelit, nepravilna luna Nereida ima eno najbolj sploščenih tirnic v Osončju.

Od julija do septembra 1989 je Voyager 2 odkril šest novih Neptunovih lun. Od teh je nepravilno oblikovani Proteus znan po tem, da ima pri svoji gostoti največjo mogočo velikost, preden bi se zaradi lastne gravitacije oblikoval v kroglasto obliko. Čeprav je po masi med Neptunovimi lunami na drugem mestu, ima samo četrtinko odstotka mase Tritona. Neptunove najbolj notranje lune Najada, Talasa, Despina in Galateja krožijo okoli Neptuna dovolj blizu, da so znotraj Neptunovih obročev. Naslednja najbolj oddaljena luna Larisa je bila odkrita že leta 1981, ko je zakrila zvezdo. To so takrat pripisali obročem, pri opazovanju Neptuna leta 1989 pa je Voyager 2 potrdil, da je bila za zakritje kriva luna. Leta 2004 so bile objavljene lune, odkrite v letih 2002 in 2003 [14][15] (za datume odkritij glej članek Časovnica naravnih satelitov).

Neptunovi Trojanci[uredi | uredi kodo]

Do leta 2005 sta bila znana dva Neptunova Trojanska asteroida, ki imata enako tirnično periodo kot planet. Ležita v raztegnjenih in zakrivljenih območjih okoli Lagrangeevih točk L4 in L5 60° pred Neptunom in za njim. To sta 2001 QR322 in 2004 UP10. V letu 2005 so opazili še tri možne Neptunove Trojance: 2005 TN53, 2005 TN74 in 2005 TO74. Da bodo nedvomno označeni kot Neptunovi Trojanci, bo potrebno natančneje določiti tirnice. To tudi pomeni, da uradni seznam Središča za male planete (MPC)[16] še ni dokončen.

Videz in vidljivost z Zemlje[uredi | uredi kodo]

Neptun ni s prostim očesom viden nikoli. Njegova svetlost je med magnitudama +7,7 in +8,0, zato je za opazovanje potreben daljnogled ali teleskop. V teleskopu je viden kot majhen modro-zelen disk, podoben Uranu. Modro-zeleno barvo mu daje metan v ozračju.

Ker je obhodni čas Neptuna 165 let, se je v začetku 21. stoletja vrnil na približno tisto mesto, kjer ga je odkril Galle, in sicer trikrat: 11. aprila 2009, ko je bil v normalnem gibanju, 17. julija istega leta, ko je bil v vzvratnem gibanju in še zadnjič v naslednjih 165 letih 7. februarja 2010. Tako kot vsi planeti v Osončju za Zemljo tudi Neptun potuje navidezno vzvratno. Poleg tega pride še do opozicije, vrnitve v normalno gibanje in konjunkcije s Soncem.

Raziskave[uredi | uredi kodo]

Leta 1977 izstreljena ameriška sonda Voyager 2 je do danes edino plovilo, ki se je približalo Neptunu. To je bil zadnji planet, ki ga je sonda lahko obiskala, zato je bila sprejeta odločitev, da bo opravila bližnji mimolet lune Triton, ne glede na posledice za sondin tir. Najbližje Neptunu je letela 25. avgusta 1989, ko se je približala na razdaljo 4400 km vrhnjemu delu atmosfere. Na tej razdalji so signali s sonde do Zemlje potovali več kot štiri ure, zato jo je upravljal samodejni program. Sonda je ob mimoletu potrdila obstoj magnetnega polja in izmerila njegove značilnosti. Meritve radijskega valovanja so dale odgovor na vprašanje o vrtilni dobi. Pokazalo se je tudi, da ima planet presenetljivo aktiven vremenski sistem, odkritih je bilo šest novih lun in nadaljnji obroči.[17]

Leta 2003 je agencija NASA v svojo srednjeročno vizijo raziskovanj osončja vključila odpravo, podobno odpravi Cassini-Huygens s predvidenim datumom izstrelitve okrog leta 2016, ki bi podrobneje preučila Neptunov sistem.[8] Vendar odprava v kasnejše strateške dokumente ni bila vključena; preučevanje t.i. razreda ledenih velikanov v okviru ameriškega vesoljskega programa se bo v bližnji prihodnosti osredotočalo na Uran,[18] nadaljnje odprave proti Neptunu pa zaenkrat niso predvidene.

Sklici in opombe[uredi | uredi kodo]

  1. ^ "Neptune" (v angleščini). Solarviews. Pridobljeno dne 2007-08-13. 
  2. ^ Yeomans, Donald K. (2006-07-13). "HORIZONS System" (v angleščini). NASA JPL. Pridobljeno dne 2007-08-08.  — Na spletni strani pojdite na »web interface«, nato izberite »Ephemeris Type: ELEMENTS«, »Target Body: Neptune Barycenter« and »Center: Sun«.
  3. ^ Orbitalni elementi se nanašajo na baricenter Neptunfovega sestava in so takojšnje stične verdnosti pri natančni epohi J2000. Baricentrske količine so podane zato, ker se v nasprotju s središčem planeta, pod vplivom gibanja lun ne spreminjajo iz dneva v dan.
  4. ^ 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06 4,07 4,08 4,09 4,10 4,11 4,12 4,13 Williams, Dr. David R. (1. september 2004). "Neptune Fact Sheet" (v angleščini). NASA. Pridobljeno dne 2007-08-14. 
  5. ^ 5,0 5,1 5,2 5,3 Seidelmann, P. Kenneth; Archinal, B. A.; A’hearn, M. F.; et.al. (2007). "Report of the IAU/IAGWorking Group on cartographic coordinates and rotational elements: 2006". Celestial Mech. Dyn. Astr. (v angleščini) 90: 155–180. doi:10.1007/s10569-007-9072-y. 
  6. ^ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 Nanaša se na raven 1 bara atmosferskega tlaka.
  7. ^ NASA: Solar System Exploration: Planets: Neptune: Facts & Figures
  8. ^ 8,0 8,1 Spilker, T. R.; Ingersoll, A.P. (2004). "Outstanding Science in the Neptune System From an Aerocaptured Vision Mission". Bulletin of the American Astronomical Society 36: 1094. Bibcode:2004DPS....36.1412S. 
  9. ^ William Sheehan, Nicholas Kollerstrom, Craig B. Waff (december 2004). The Case of the Pilfered Planet - Did the British steal Neptune? Scientific American.
  10. ^ Second report of proceedings in the Cambridge Observatory relating to the new Planet (Neptune) (1847). Astronomische Nachrichten, zvezek 25, str. 309. Najdeno na articles.adsabs.harvard.edu.
  11. ^ Using Eyepiece & Photographic Nebular Filters, Part 2 (oktober 1997). Hamilton Amateur Astronomers na amateurastronomy.org.
  12. ^ Gazetteer of Planetary Nomenclature Ring and Ring Gap Nomenclature (8. december 2004). USGS - Astrogeology Research Program.
  13. ^ Neptune's rings are fading away (26. marec 2005). New Scientist.
  14. ^ Holman, Matthew J. et. al. (19. avgust, 2004). Discovery of five irregular moons of Neptune. Nature, str. 865 - 867.
  15. ^ Five new moons for planet Neptune (18. avgust 2004). BBC News.
  16. ^ "List Of Neptune Trojans". Središče za male planete, Mednarodna astronomska zveza. 8.2.2013. Pridobljeno dne 8.2.2013. 
  17. ^ Burgess, Eric (1991). Far Encounter: The Neptune System. Columbia University Press. ISBN 978-0-231-07412-4. 
  18. ^ "NRC: Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013-2022 - Executive Summary". SpaceRef. 7.2.2011. Pridobljeno dne 8.2.2013. 

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]

(v slovenščini)
(v angleščini)