Neptun

Za druge pomene glej Neptun.

Neptun

Slika, posneta z ozkokotnim objektivom z Voyagerja 2, 16./17. avgust 1989
Odkritje
Odkritelji	Urbain-Jean Le Verrier John Couch Adams Johann Gottfried Galle
Datum odkritja	23. september 1846
Značilnosti tira
Srednja razdalja od Sonca	30,068 963 48 a.e.
Srednja polos tira	4.498.252.900 km
Izsrednost tira	0,008 585 87
Obhodni čas	164l 288d 10,36h (164,8868 let)
Siderska perioda	60.224,9036d
Sinodska perioda	367,49d
Povprečna tirna hitrost	5,432 km/s
Največja tirna hitrost	5,479 km/s
Najmanjša tirna hitrost	5,385 km/s
Naklon tira	1° 46' 9",012 (6,43° na Sončev ekvator)
Heliocentrična longituda dvižnega vozla	131,721 69°
Argument prisončja	273,249 66°
Število satelitov	13
Kot vzvratnega gibanja	3°
Čas vzvratnega gibanja	160d
Najmanjša razdalja od Zemlje	4305,9 · 106 km
Največja razdalja od Zemlje	4687,3 · 106 km
Fizikalne značilnosti
Ekvatorski premer	49.528 km
Površina	7,619 · 109 km²
Masa	1,0243 · 1026 kg
Srednja gostota	1,638 g/cm³
Površinska gostota (Zemlja = 1)	1,12
Ekvatorska težnost	11,00 m/s2 ali 1,122 g
Ekvatorska vrtilna doba
Vrtilna doba	0d 16h 6,5m
Nagib vrtilne osi	28,32°
Povprečna dnevna kotna hitrost	0,006°
Ekvatorska vrtilna hitrost	9658,40 km/h
Sploščenost na tečajih	0,0171
Rektascenzija severnega tečaja	19h 57m 20s
Deklinacija	42,95°
Albedo	0,41
Ubežna hitrost	23,5 km/s
Navidezna velikost Sonca s planeta	1,067'
Navidezni sij	+7,6m
Povprečna temperatura vrhov oblakov
Temperatura površine - najnižja - srednja - najvišja	50 K 53 K _ K
Značilnosti atmosfere
atmosferski tlak	≫ 100 MPa
vodik	80 % ± 3,2 %
helij	19 % ± 3,2 %
metan	1,5 % ± 0,5 %
devterij	0,0192 %
etan	0,00025 %
acetilen	0,00001 %

Neptún je zunanji, po oddaljenosti od Sonca osmi planet v Osončju, občasno pa deveti zaradi Plutonove izsredne tirnice. 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.

Okoli tega modrega planeta so bili odkriti šibki temni prstani, 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 predloga, 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.

Odkritje

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 teleskopom. 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 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 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 d'Arrest, študent berlinskega observatorija, je predlagal, da se nedavno zrisana karta neba v območju predvidene lege Le Verrierjaprimerja 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.

Imenovanje

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. 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).

Fizikalne značilnosti

Slika:GDS Neptune.jpg

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 prstani

Neptunovi prstani

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

Prvi dokazi o nezaključenosti prstanov 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 leleta 1989 pojasnile slike Voyagerja 2, ki so pokazale, da sestav prstanov vsebuje več šibkih prstanov. Najbolj zunanji prstan, 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 prstane. Loke verjetno omejujejo gravitacijski vplivi lune Galateje, ki se giblje ravno znotraj prstana.

Voyagerjeve kamere so odkrile več drugih prstanov. Poleg ozkega prstana Adams, od središča Neptuna oddaljenega 63.000 km, še prstan Leverrier pri 53.000 km in širši ter šibkejši prstan Galle pri 42.000 km. Šibka zunanja razširitev prstana Leverier se imenuje prstan Lassell; na svojem zunanjem robu je povezan s prstanom Arago pri 57.000 km.

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

Ime prstana	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
prstan Arago	57.600	-	imenovan po Françoisu Aragu
lok prstana Liberté	62.900	-	»vodeči« lok
lok prstana Égalité	62.900	-	»vzporedni« lok
lok prstana Fraternité	62.900	-	»sledeči« lok
lok prstana Courage	62.900	-
1989 N1R (»Adams«)	62.930	manj kot 50	imenovan po Johnu Couchu Adamsu

Neptunove lune

Glavni članek: Neptunovi naravni sateliti

Poznamo 13 Neptunovih lun. 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 prstanov. Naslednja najbolj oddaljena luna Larisa je bila odkrita že leta 1981, ko je zakrila zvezdo. To so takrat pripisali prstanom, 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 (za datume odkritij glej članek Časovnica naravnih satelitov).

Neptunovi Trojanci

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 [1] še ni dokončen.

Videz in vidljivost z Zemlje

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-zelena barvo mu daje metan v ozračju.

Ker je obhodni čas Neptuna 165 let, se bo kmalu vrnil na približno tisto mesto, kjer ga je odkril Galle, in sicer trikrat: 11. aprila 2009, ko bo v normalnem gibanju, 17. julija istega leta, ko bo 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 konjukcije s Soncem.

Zunanje povezave

• Neptun na Devet planetov
• Dejstva o Neptunu na strani Nase
• Seznam Neptunovih Trojancev na Minor Planets Center