NEPTUN

Neptun – gazowy olbrzym, ósma najdalsza od Słońca planeta w Układzie Słonecznym. Nazwa planety pochodzi od rzymskiego boga mórz- Neptuna. Wśród planet Układu Słonecznego jest czwartą pod względem średnicy i trzecią pod względem masy. Neptun jest ponad 17 razy masywniejszy od Ziemi i trochę masywniejszy od swojego bliźniaka, Urana, który ma masę prawie 15 razy większą od masy Ziemi. Krąży wokół Słońca w odległości około 30 razy większej, niż dystans Ziemia-Słońce. Jego symbol astronomiczny to , stylizowana wersja trójzębu Neptuna. Odkryty 23 września 1846 Neptun jest jedyną planetą, której istnienie wykazano nie na podstawie obserwacji nieba, ale na drodze obliczeń matematycznych. Niespodziewane zmiany w ruchu orbitalnym Urana doprowadziły astronomów do wniosku, że podlega on perturbacjom pochodzącym od nieznanej planety. Neptun został następnie zaobserwowany przez Johanna Galle w miejscu przewidzianym przez Urbaina Le Verriera, a wkrótce został też odkryty jego największy księżyc, Tryton; żaden z pozostałych 12 znanych dziś księżyców Neptuna nie został odkryty za pomocą teleskopu aż do XX wieku. Neptun został odwiedzony przez tylko jedną sondę kosmiczną Voyager II, która przeleciała w pobliżu planety 25 sierpnia 1989 roku.

NAZWA Wkrótce po odkryciu Neptuna został on przedstawiony po prostu jako „planeta poza Uranem” lub „planeta Le Verriera”. Pierwsza propozycja nazwy własnej pochodzi od Gallego, który zaproponował nazwę Janus. W Anglii Challis używał nazwy Oceanus. Domagając się prawa do nazwania swego odkrycia, Le Verrier szybko zaproponował dla nowej planety nazwę Neptun, fałszywie twierdząc, że została ona oficjalnie zatwierdzona przez francuskie Bureau des Longitudes. W październiku zaproponował nazwanie planety Le Verrier − na swoją cześć; w swoich staraniach miał lojalne wsparcie m.in. dyrektora obserwatorium, François Arago. Jednak propozycja ta spotkała się z silnym sprzeciwem poza Francją. Francuskie opracowania szybko przywróciły nazwę Herschel dla Urana i Leverrier dla nowej planety. W dniu 29 grudnia 1846 roku Friedrich Georg Wilhelm Struve poparł nazwę Neptun w Rosyjskiej Akademii Nauk w Sankt Petersburgu. Wkrótce nazwa Neptun zyskała międzynarodowe uznanie i stała się oficjalną nazwą planety. W mitologii rzymskiej Neptun był bogiem mórz; jego greckim odpowiednik to Posejdon. Mitologiczna nazwa planety pozostaje w zgodzie z nomenklaturą dotyczącą nazewnictwa innych planet, z których wszystkie, z wyjątkiem Ziemi, zostały nazwane imionami postaci z mitologii greckiej i rzymskiej. Większość współczesnych języków, nawet w krajach, które nie mają bezpośredniego związku z kulturą grecko-rzymską, używa wariantu nazwy „Neptun” na określenie tej planety, jednak języki chiński, japoński i koreański tłumaczą nazwę planety jako „gwiezdny król morza”.

SKŁAD I STRUKTURA Neptun ma masę równą, pośrednią między Ziemią i większymi gazowymi olbrzymami: jego masa jest siedemnaście razy większa niż masa Ziemi, ale ma on tylko ok. 1/19 masy Jowisza. Przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni planety jest duże. W Układzie Słonecznym większe jest tylko na Jowiszu, i tylko na tych dwóch planetach osiąga większą wartość, niż na powierzchni Ziemi. Promień Neptuna wynosi 24764 km; jest prawie cztery razy większy niż promień Ziemi. Neptun i Uran są często zaliczane do podklasy gazowych olbrzymów nazywanych lodowymi olbrzymami – ze względu na mniejszy rozmiar i wyższe stężenia „lodów” w stosunku do Jowisza i Saturna. W poszukiwaniu planet pozasłonecznych Neptun został wykorzystany jako wzór całej klasy obiektów: odkryte ciała o podobnej masie są często określane jako „neptunowe”, podobnie jak astronomowie odnoszą się do większych planet pozasłonecznych, określając je jako „jowiszowe”. W szczególności planety takie, krążące stosunkowo blisko swych gwiazd, są klasyfikowane jako gorące neptuny.

STRUKTURA Struktura wewnętrzna Neptuna przypomina strukturę Urana. Jego atmosfera stanowi od 5 do 10 procent jego masy, zajmując 10 do 20 procent drogi do jądra, osiągając ciśnienie 10 GPa. Zwiększone stężenie metanu, amoniaku i wody wykryto w dolnych warstwach atmosfery. Stopniowo ten sprężony i gorętszy gaz (ciemniejszy na schemacie) przechodzi w stan nadkrytyczny, tworząc ciekły lub lodowy płaszcz, gdzie temperatura sięga od 2000 K do 5000 K. Płaszcz ten ma masę od 10 do 15 mas Ziemi, jest bogaty w wodę, amoniak i metan Zwyczajowo dla planet mieszanina ta jest określana jako lodowa, nawet jeśli występuje tam gorący, bardzo gęsty płyn. Płyn ten, który ma dużą przewodność elektryczną, nazywa się czasem oceanem wodnego amoniaku. Na głębokości 7000 km warunki mogą być takie, że metan rozkłada się, tworząc kryształy diamentu, które opadają w kierunku rdzenia. Płaszcz może składać się z warstwy jonicznej wody, gdzie molekuły wody rozpadają się w mieszaninę jonów wodoru i tlenu. Głębiej tlen z superjonicznej wody krystalizuje, a jony wodoru swobodnie poruszają się w sieci krystalicznej tlenu. Jądro Neptuna jest zbudowane z żelaza, niklu i krzemianów, modele określają jego masę na około 1,2 masy Ziemi. Ciśnienie w centrum wynosi 7 Mbar (700 GPa) i jest miliony razy większe niż ciśnienie na powierzchni Ziemi, zaś temperatura może wynosić 5400 K. Możliwe, że na Neptunie, podobnie jak na Uranie, występują deszcze diamentów i oceany z roztopionych diamentów.

Wewnętrzna struktura Neptuna: 1. Górna atmosfera, wierzchołki chmur 2 Wewnętrzna struktura Neptuna: 1. Górna atmosfera, wierzchołki chmur 2. Atmosfera składająca się z wodoru, helu i metanu 3. Płaszcz złożony z wody, amoniaku i metanu w postaci lodu 4. Jądro składające się ze skał i lodu

ATMOSFERA Na dużych wysokościach atmosfera Neptuna składa się w 80% z wodoru i 19% z helu. Obecne są również śladowe ilości metanu. Metan silnie absorbuje fale o długości powyżej 600 nm, w czerwonej i podczerwonej części widma. Podobnie jak w przypadku Urana, absorpcja czerwonego światła przez metan znajdujący się w atmosferze nadaje Neptunowi niebieskawy odcień, choć intensywna lazurowa barwa Neptuna różni się od spokojniejszego cyjanu Urana. Ponieważ zawartości metanu w atmosferach Neptuna i Urana są podobne, jakiś dodatkowy składnik atmosferyczny musi wpływać na barwę Neptuna. Atmosferę planety dzieli się na dwa główne obszary: troposferę, w której temperatura maleje z wysokością, i stratosferę, w której temperatura z wysokością rośnie. Granica pomiędzy tymi obszarami – tropopauza– występuje przy ciśnieniu 0,1 bara (10 kPa). Wyżej, przy ciśnieniu pomiędzy 10−5 a 10−4 mikrobarów (1 do 10 Pa), stratosfera przechodzi w termosferę. Termosfera stopniowo przechodzi w egzosferę.

KSIĘŻYCE Neptun ma 14 księżyców. Największy jak dotąd odkryty, zawierający około 99,5% masy na orbicie wokół Neptuna i na tyle duży, by przybrać kształt elipsoidy, to Tryton, odkryty przez Williama Lassella 17 dni po odkryciu Neptuna. W przeciwieństwie do innych dużych księżyców planet w Układzie Słonecznym Tryton porusza się ruchem wstecznym, co wskazuje, że prawdopodobnie był kiedyś planetą karłowatą w pasie Kuipera. Leży na tyle blisko Neptuna, że jest poniżej orbity synchronicznej; powoli przybliża się do planety w wyniku działania sił pływowych i ostatecznie zostanie rozerwany za około 3,6 mld lat, kiedy osiągnie Granicę Roche'a. W 1989 roku Tryton był najzimniejszym obiektem w Układzie Słonecznym, którego temperatura została zmierzona, z temperaturą −235 °C (38 K). Drugi ze znanych księżyców Neptuna (w kolejności odkrywania), nieregularna Nereida, ma jedną z najbardziej wydłużonych orbit satelitów w Układzie Słonecznym. Ekscentryczność 0,7512 oznacza, że będąc w apocentrum jest siedem razy dalej od Neptuna, niż gdy jest w perycentrum.

Od lipca do września 1989 Voyager 2 odkrył sześć nowych księżyców Neptuna. Spośród nich drugi pod względem wielkości księżyc Neptuna Proteusz jest znany z tego, że ma największą możliwą wielkość przy jego gęstości, by siły jego wewnętrznej grawitacji nie nadały mu kulistego kształtu. Drugi pod względem masy księżyc Neptuna zawiera tylko jedną siódmą procenta masy Trytona. 4 najbardziej wewnętrzne księżyce to Najada, Talassa, Despina i Galatea. Ich orbity znajdują się blisko pierścieni Neptuna. Następny najdalej wysunięty, Larissa, został odkryty w 1981 roku, kiedy doszło do zakrycia przez nią pewnej gwiazdy. To zakrycie zostało przypisane pierścieniom, ale gdy Voyager 2 obserwował Neptuna w 1989 roku, okazało się, że zostało spowodowane przez księżyc. Pięć nowych nieregularnych księżyców zostało odkrytych w latach 2002-2003, co zostało ogłoszone w 2004. Neptun został nazwany imieniem rzymskiego boga morza, a jego księżyce imionami mniejszych bóstw morskich.

PIERŚCENIE Neptun ma słabo widoczny układ pierścieni planetarnych, na który składa się pięć lub sześć odrębnych pierścieni. Jego szczególną cechą jest pozornie niekompletny zewnętrzny pierścień, w którym widoczne są wyraźne jasne łuki. Cząstki tworzące pierścienie są przeważnie ciemne i zawierają w dużej części pył o mikroskopijnych rozmiarach. Pierwsze oznaki obecności pierścieni wokół Neptuna zostały stwierdzone podczas okultacji gwiazd przez planetę. Chociaż około 50 takich zjawisk zostało zaobserwowanych z Ziemi przed przelotem Voyagera 2, jedynie pięć we wczesnych latach 80. dało wskazówki co do istnienia pierścieni, ukazując dodatkowy „odblask” zaraz przed lub po okultacji. Świadczyło to o tym, że pierścienie prawdopodobnie są niekompletne (lub przejściowe). Przelot Voyagera 2 w 1989 dostarczył niemal całej obecnej wiedzy o pierścieniach, a także potwierdził hipotezę o widomej niekompletności głównego pierścienia Neptuna. Zapylenie zostało zmierzone przez porównanie jasności pierścieni w świetle z przodu i rozproszonym. Pierścienie planety zostały nazwane na cześć astronomów mających znaczący wkład w badania Neptuna.

NOTAKA Neptun – gazowy olbrzym, ósma najdalsza od Słońca planeta w Układzie Słonecznym. Neptun jest ponad 17 razy masywniejszy od Ziemi i trochę masywniejszy od swojego bliźniaka, Urana, który ma masę prawie 15 razy większą od masy Ziemi. Krąży wokół Słońca w odległości około 30 razy większej, niż dystans Ziemia-Słońce. Jego masa jest siedemnaście razy większa niż masa Ziemi, ale ma on tylko ok. 1/19 masy Jowisza. Promień Neptuna wynosi 24764 km; jest prawie cztery razy większy niż promień Ziemi. Neptun i Uran są często zaliczane do podklasy gazowych olbrzymów nazywanych lodowymi olbrzymami – ze względu na mniejszy rozmiar i wyższe stężenia „lodów” .

Neptun ma 14 księżyców. Największy jak dotąd odkryty, zawierający około 99,5% masy na orbicie wokół Neptuna i na tyle duży, by przybrać kształt elipsoidy, to Tryton Neptun ma słabo widoczny układ pierścieni planetarnych, na który składa się pięć lub sześć odrębnych pierścieni. Jego szczególną cechą jest pozornie niekompletny zewnętrzny pierścień, w którym widoczne są wyraźne jasne łuki. Cząstki tworzące pierścienie są przeważnie ciemne i zawierają w dużej części pył o mikroskopijnych rozmiarach. Pierścienie planety zostały nazwane na cześć astronomów mających znaczący wkład w badania Neptuna.