Neptune | |
Neptun viděný sondou Voyager 2 v roce 1989. | |
Orbitální charakteristiky | |
---|---|
Poloviční hlavní osa | 4,498,400,000 km (30,069 9 v ) |
Aphelia | 4.537.000.000 km (30,328 v ) |
Přísluní | 4459800000 km (29,811 6 v ) |
Oběžný obvod | 28.263.700.000 km (188,931 V ) |
Excentricita | 0,00859 |
Revoluční období | 60216,8 d (≈ 164,86 a ) |
Synodické období | 367 429 d |
Průměrná orbitální rychlost | 5432 48 km / s |
Maximální orbitální rychlost | 5,479 5 km / s |
Minimální orbitální rychlost | 5,386 1 km / s |
Sklon k ekliptice | 1,77 ° |
Vzestupný uzel | 131,784 ° |
Argument přísluní | 273,2 ° |
Známé satelity | 14 , zejména Triton . |
Známé prsteny | 5 hlavních. |
Fyzikální vlastnosti | |
Rovníkový poloměr | 24 764 ± 15 km (3 883 zemí) |
Polární poloměr | 24 341 ± 30 km (3 829 zemí) |
Střední objemový poloměr |
24 622 km (3,865 Země) |
Zploštění | 0,0171 |
Rovníkový obvod | 155 597 km |
Plocha | 7 640 8 × 10 9 km 2 (14,98 země) |
Objem | 62,526 × 10 12 km 3 (57,74 země) |
Hmotnost | 102,43 × 10 24 kg (17,147 Země) |
Celková hustota | 1 638 kg / m 3 |
Povrchová gravitace | 11,15 m / s 2 (1,14 g) |
Rychlost uvolnění | 23,5 km / s |
Období střídání ( hvězdný den ) |
0,671 25 d (16 h 6,6 min ) |
Rychlost otáčení (na rovníku ) |
9 660 km / h |
Naklonění osy | 28,32 ° |
Pravý vzestup severního pólu | 299,36 ° |
Deklinace severního pólu | 43,46 ° |
Vizuální geometrické albedo | 0,41 |
Bond Albedo | 0,29 |
Sluneční záření | 1,51 W / m 2 (0,001 Země) |
Teplota rovnováhy černého těla |
46,6 K ( -226,4 ° C ) |
Povrchová teplota | |
• Teplota 10 k Pa | 55 K ( -218 ° C ) |
• Teplota při 100 k Pa | 72 K ( -201 ° C ) |
Charakteristiky atmosféry | |
Hustota při 100 k Pa |
0,45 kg / m 3 |
Výška stupnice | 19,1 až 20,3 km |
Průměrná molární hmotnost | 2,53 až 2,69 g / mol |
Dihydrogen H 2 | 80 ± 3,2% |
Helium He | 19 ± 3,2% |
Metan CH 4 | 1,5 ± 0,5% |
Hydrogen Deuteride HD | 190 ppm |
Amoniak NH 3 | 100 ppm |
Ethan C 2 H 6 | 2,5 ppm |
Acetylen C 2 H 2 | 100 ppb |
Příběh | |
Objevil |
Urbain Le Verrier (výpočet), Johann Gottfried Galle ( obs. ) K údajům o Urbainovi Le Verrierovi . Viz Objev Neptunu . |
Objeveno na |
31. srpna 1846 (výpočet) 23. září 1846( obs. ) |
Neptun je osmá planeta v pořadí podle vzdálenosti od Slunce a nejvzdálenější známá ze sluneční soustavy . Obíhá kolem Slunce ve vzdálenosti asi 30,1 AU (4,5 miliardy kilometrů), s orbitální excentricitou poloviční než Země a s periodou otáčení 164,79 let . Je to třetí nejhmotnější planeta sluneční soustavy a čtvrtá největší co do velikosti - o něco hmotnější, ale o něco menší než Uran . Navíc je to nejhustší obří planeta .
Neptun není viditelný pouhým okem , je prvním nebeským objektem a jedinou z osmi planet ve sluneční soustavě, které byly objeveny spíše dedukcí než empirickým pozorováním . Ve skutečnosti, francouzský astronom Alexis Bouvard zaznamenala gravitačním odchylkám nevysvětlených na oběžnou dráhu Uranu a domýšlel na začátku XIX th století osmé planety, nejdále, by mohlo být příčinou. Britští astronomové John Couch Adams v roce 1843 a francouzský Urbain Le Verrier v roce 1846 nezávisle vypočítali předpokládanou polohu této hypotetické planety. Díky jeho posledním výpočtům to bylo konečně poprvé pozorováno23. září 1846pruský astronom Johann Gottfried Galle , jeden stupeň od předpokládané polohy. Ačkoli Galle využil výpočty Le Verriera k objevení planety, autorství objevu mezi Adamsem a Le Verriem bylo dlouho sporné. Jeho největší měsíc , Triton , objevil o 17 dní později William Lassell . Od roku 2013 je známo 14 přírodních satelitů Neptunu . Planeta má také slabý a roztříštěný prstencový systém a magnetosféru .
Vzdálenost planety od Země, která jí dává velmi malou zdánlivou velikost , je její studium obtížné u teleskopů umístěných na Zemi. Neptun je navštívil pouze jednou během Voyager 2 mise , který vykonává přelet na25. srpna 1989. Příchod Hubblova kosmického dalekohledu a velkých pozemních dalekohledů s adaptivní optikou pak umožnil další podrobná pozorování.
Podobně jako u Jupitera a Saturna je i atmosféra Neptunu složena převážně z vodíku a helia a také ze stop uhlovodíků a případně dusíku , i když obsahuje vyšší podíl „ledu“. V astrofyzikálním smyslu , to znamená těkavého látky jako voda , amoniak a metan . Stejně jako Uran je však i jeho vnitřek tvořen převážně ledem a skalami, proto se jmenuje „ ledoví obři “. Metan je navíc částečně zodpovědný za modrý odstín atmosféry Neptunu, ačkoli přesný původ této azurové modři zůstává nevysvětlen. Kromě toho, na rozdíl od mlhavé a relativně nevýrazné atmosféry Uranu, atmosféra Neptuna vykazuje aktivní a viditelné povětrnostní podmínky. Například v době průletu Voyageru 2 v roce 1989 vykazovala jižní polokoule planety Velkou temnou skvrnu srovnatelnou s Velkou červenou skvrnou na Jupiteru. Tyto povětrnostní podmínky jsou hnány nejsilnějším větrem známým ve sluneční soustavě a dosahují rychlosti 2 100 km / h . Vzhledem ke své velké vzdálenosti od Slunce je jeho vnější atmosféra jedním z nejchladnějších míst ve sluneční soustavě s nejvyššími teplotami oblačnosti blížícími se 55 K (-218,15 ° C ) .
Planeta je pojmenována po Neptunovi , bohu moří v římské mytologii , a má astronomický symbol ♆, stylizovanou verzi božského trojzubce .
Neptun není viditelný pouhým okem ; proto bylo zapotřebí vynálezu dalekohledu, aby bylo možné jej pozorovat. Tento objev však vyniká oproti ostatním planetám, protože je především matematický : je vyroben výpočtem z trajektorie a charakteristik Uranu . Dalekohled byl tedy použit pouze k potvrzení objevu.
Několik astronomové před jeho objevení v XIX th století, nicméně, pozorovat bez povšimnutí, že se jedná o planetu. Astronomické kresby Galileo tedy ukazují, že pozoruje Neptuna28. prosince 1612zatímco se objevuje ve spojení s Jupiterem . Planeta je poté uvedena jako jednoduchá stálá hvězda . O měsíc později si ji znovu všimne na obloze28. ledna 1613Studie z roku 2009 naznačuje, že dokonce zjistila, že se pohybovala ve vztahu k blízké hvězdě . Nemůže to tedy být stálice, ale Galileo nedělá žádný závěr a nevyvolává to později. Když si pak myslel, že pozoroval pouze jednu hvězdu, není mu jeho objev připočítán. Neptun pozoruje také Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande (1732 - 1807) v roce 1795 a John Herschel , syn Williama Herschela , který dříve objevil Uran, v roce 1830, aniž by si všímali konkrétního konkrétního případu, přičemž jej považovali také za hvězdu.
Matematici začali v roce 1788 pozorovat, že nedávno objevená planeta Uran nepředstavovala oběžnou dráhu, která by vypadala, že odpovídá existujícím modelům. Rovněž čím více času uplyne, tím větší je chyba mezi oznámenou polohou hvězdy a zaznamenaným nárůstem. Jean-Baptiste Joseph Delambre se pokouší vysvětlit anomálie přidáním gravitačního vlivu Jupitera a Saturnu do svých výpočtů. Jeho tabulky jsou poté přesnější, ale stále neumožňují dlouhodobě předvídat pohyb planety. V roce 1821 francouzský astronom Alexis Bouvard publikoval nové tabulky pomocí 17 pozorování rozprostřených během 40 let od jeho objevu, aby se marně pokoušel vysvětlit oběžnou dráhu Uranu. Následná pozorování odhalila podstatné odchylky od tabulek, což vedlo Bouvarda k hypotéze, že by neznámé těleso narušilo oběžnou dráhu gravitační interakcí .
Na zasedání Britské asociace vědy , George Biddell Airy hlásí, že Bouvard v tabulkách jsou chybné by řádově jedné minuty stupně. Proti tomu se potom staví hlavně dvě hypotézy : Bouvardova hypotéza o existenci jiné dosud neznámé planety, která by mohla ovlivnit pohyby Uranu, a hypotéza univerzálního gravitačního zákona , kterou navrhl Airy - podle něj zákon gravitace by ztratila svoji platnost, když se člověk vzdálí od Slunce. Existence nové trans-uranské planety je však pro většinu astronomů konsensem, který vysvětluje poruchy v pohybu Uranu.
Student na Cambridge , John Couch Adams nalezeno26. června 1841Zpráva Airy týkající se problému oběžné dráhy Uranu a zajímá se o celou záležitost. V roce 1843, jakmile dokončí studium, jde do práce a spoléhá na Titius-Bode, že získá první přiblížení vzdálenosti nové planety od slunce . Protože většina planet - kromě Merkuru - má slabě excentrickou oběžnou dráhu , předpokládá také, že její oběžná dráha je kruhová, aby se zjednodušily výpočty. Svou práci dokončil o dva roky později, když určil polohu Neptunu s chybou menší než dva stupně ve skutečné poloze, ale stále je třeba ji potvrdit pozorováním. James Challis , ředitel Cambridge Observatory, ho odkázal na astronoma Royal Sir George Biddell Airy. Ten zpočátku vyjadřuje pochybnosti o práci svého mladého kolegy.
Současně ve Francii François Arago, tehdejší ředitel pařížské observatoře, vyzval matematika Urbaina Le Verriera , který se specializuje na nebeskou mechaniku, aby určil vlastnosti této osmé planety. Svou práci na Uranu zahájil v roce 1845 a zcela ignoroval Adamse, použil jinou a nezávislou metodu a poté své první výsledky zveřejnil na10. listopadu 1845V první disertační práci o teorii Uranu , pak v výzkum pohybu Uranu na1 st 06. 1846.
Airy si všiml práce francouzského astronoma, nakreslil paralelu s Adamsovou a přišel do kontaktu s Le Verrierem. Ten ho následně požádá, aby provedl výzkum na planetě pomocí výpočtů, které právě zveřejnil, ale Airy odmítá. Nakonec pod tlakem George Peacock , Airy ptá James Challis na12. července 1846aby provedl hledání nové hvězdy dalekohledem. Adams, informovaný ředitelem Cambridge, poskytuje Challis nové souřadnice a upřesňuje, že objekt bude mít velikost 9 , ale Airy nabízí Challisovi pozorování velké části oblohy a až do velikosti 11 . Tato metoda vyžaduje od Challise mnohem více času na pozorování, zejména proto, že nemá spolehlivé mapy pozorované oblasti. Challis začíná svůj výzkum na1 st 08. 1846 v srpnu a září pak překračuje oblohu, aniž by se jí to podařilo identifikovat.
Le Verrier sděluje své konečné výsledky Académie des sciences on31. srpna 1846. Tváří v tvář nedostatku nadšení francouzských astronomů se rozhodl povolat jednoho ze svých známých, pruského astronoma Johanna Gottfrieda Galleho z berlínské observatoře . Heinrich d'Arrest , student observatoře, navrhuje, aby Galle porovnal nedávno nakreslenou mapu oblohy v oblasti polohy předpovězené Le Verrierem se současnou oblohou, aby našel charakteristický posun planety na rozdíl od jedné hvězdy. .
the 23. září 1846, Galle obdrží polohu planety dopisem. Téhož večera objeví Neptun namířením dalekohledu na vyznačené místo; to je pak jen jeden stupeň od místa vypočítaného Le Verrierem. Následujícího dne to znovu pozoruje, aby zkontroloval, zda se hvězda skutečně pohnula, než potvrdí, že se skutečně jedná o požadovanou planetu. Triton , jeho největší přirozený satelit , objevil William Lassell 17 dní po Neptunu.
Na druhé straně kanálu je zklamání velké. Challis, který si prohlížel své poznámky, zjišťuje, že pozoroval Neptuna dvakrát, 4. a12. srpna, ale nerozpoznal ji jako planetu, protože postrádala aktuální hvězdnou mapu a byla rozptylována jeho současnou prací na pozorování komet . Kromě toho je mezi Francouzi a Brity zahájeno silné nacionalistické soupeření s cílem připisovat otcovství tohoto objevu. Britové prosazují Adamsovy papíry, zatímco Francouzi to vyvracejí, když připomínají, že objev může ověřit pouze oficiální publikace, a zásadně odmítají, aby se v historických knihách objevilo jméno Adams vedle jména Le Verrier. vČervna 1847, Adams a Le Verrier se poprvé setkají v Britské asociaci pro rozvoj vědy a následně udržují přátelský vztah.
Nakonec se zdá, že Le Verrier a Adams mají společnou zásluhu na mezinárodní úrovni. Od roku 1966 však Dennis Rawlins zpochybňuje Adamsův nárok na společný objev a tuto otázku historici přehodnotili návratem „ Neptunových papírů “ v roce 1998 do Královské observatoře v Greenwichi v roce 1998 . Po kontrole dokumentů účet naznačuje, že „Adams si za objev Neptunu nezaslouží stejný kredit jako Le Verrier“. Tento kredit patří pouze osobě, které se podařilo předpovědět polohu planety a přesvědčit astronomy, aby ji hledali “ .
Krátce po svém objevu se Neptunu jednoduše říká „planeta mimo Uran“ nebo „planeta Le Verrier“. Návrh křestního jména pochází od Johanna Galleho, který přichází se jménem „ Janus “, od římského boha počátků a konců, možností a dveří. V Anglii navrhuje Challis jméno „ Oceanus “, Titanův syn Ouranos (řecký ekvivalent Uranu).
Le Verrier, který si nárokoval právo pojmenovat svůj objev, rychle navrhl název „Neptun“ pro tuto novou planetu, přičemž nepravdivě tvrdil, že byl oficiálně schválen předsednictvem des longitude . vŘíjen 1848, změnil názor a snažil se planetu pojmenovat „Le Verrier“, podle svého jména, s věrnou podporou ředitele hvězdárny Françoise Araga . Tento návrh se však mimo Francii setkal se silným odporem. Francouzské almanachy znovu zavádějí název „Herschel“ pro Uran, poté, co objevitel této planety, Sir William Herschel , a „Leverrier“ pro novou planetu.
Wilhelm von Struve se vyslovil pro jméno „Neptun“ dne29. prosince 1846na petrohradské akademii věd . Také „Neptun“ se rychle stává mezinárodně uznávaným názvem. V římské mytologii je Neptun bohem moře, ztotožňovaným s řeckým bohem Poseidonem . Žádost o mytologické jméno je jinak v souladu s nomenklaturou ostatních planet, které jsou s výjimkou Země pojmenovány podle římské mytologie.
Většina jazyků dnes používá pro planetu variaci názvu „Neptun“. V čínštině , vietnamštině , japonštině a korejštině se název planety překládá jako „hvězda mořského krále“ (海王星). V moderní řečtině se svět nazývá „Poseidon“ ( Ποσειδώνας / Poseidonas ). V hebrejštině byl a ( Rahab ), pojmenovaný po mýtické mořské příšerě zmíněné v knize Žalmů , vybrán v hlasování, které spravovala Akademie hebrejského jazyka v roce 2009, jako oficiální název planety - ačkoli název נפטון ( Neptun ) je stále široce používán. A konečně, v Maori , Nahuatl a Gujarati , planeta přebírá jména maorského boha moře Tangaroa , boha deště Tlāloc a hinduistického boha oceánu Varun .
Neptun je jedinou z osmi známých planet, která byla objevena spíše matematickým výpočtem než empirickým pozorováním. Na rozdíl od ostatních sedmi planet není Neptun nikdy viditelný pouhým okem : jeho zdánlivá velikost je mezi 7,6 a 8,0 a je asi čtyřikrát méně jasná než nejslabší hvězdy viditelné pro oko . Pouhým okem se zdánlivou velikostí 6. Je se objeví pouze jako modrozelený disk dalekohledem .
Během XIX th století a na začátku XX th století, astronomové si myslí, že Neptun, stejně jako Uran, je pozemní planety . V roce 1909 se vědci domnívají, že ve spektru Neptunu pozorovali zelený pás charakteristický pro přítomnost chlorofylu a byla předložena hypotéza života rostlin na této planetě. O několik let později si však uvědomujeme, že toto pásmo ve skutečnosti pochází z použití ortochromatických desek .
Na konci XIX th století, to je navrhl, že nesrovnalosti v pohybu Uranu a Neptunu vyplývají z přítomnosti jiné planety ještě vzdálenější. Po rozsáhlém výzkumu bylo Pluto objeveno dne18. února 1930na souřadnicích poskytnutých výpočty William Henry Pickering a Percival Lowell pro Planet X . Nová planeta je však příliš daleko na to, aby generovala nepravidelnosti pozorované v pohybu Uranu, zatímco ty pozorované pro Neptun vycházely z chyby v odhadu hmotnosti planety (která byla identifikována s posláním Cestování 2 ). Objev Pluta je proto docela náhodný. Díky své velké vzdálenosti zůstaly znalosti o Neptunu nízké alespoň do roku 1949, kdy Gerard Kuiper objevil svůj druhý měsíc Nereid . V 70. a 80. letech byly získány stopy o pravděpodobné přítomnosti planetárních prstenů nebo alespoň fragmentů kolem Neptunu. V roce 1981 pozoroval tým vedený Haroldem Reitsemou třetinu svých satelitů Larissa .
Od svého objevu v roce 1846 do objevení Pluta v roce 1930 byl Neptun nejvzdálenější známou planetou. S tímto objevem se Neptun stává předposlední planetou, s výjimkou 20letého období mezi lety 1979 a 1999, kdy Plutova eliptická oběžná dráha způsobila, že byla blíže ke Slunci než Neptun. Nakonec objev Kuiperova pásu v roce 1992 vedl mnoho astronomů k diskusi o otázce Pluta a zda by měl být stále považován za planetu nebo za součást Kuiperova pásu. V roce 2006 Mezinárodní astronomická unie poprvé definovala slovo „planeta“ , překlasifikovala Pluto jako „ trpasličí planetu “ a udělala z Neptuna opět planetu nejdále od Slunce.
S hmotností 1 024 × 10 26 kg je Neptun prostředníkem mezi Zemí a plynovými obry jako Jupiter nebo Saturn . Ve skutečnosti je neptunská hmotnost 17krát větší než hmotnost Země, ale 1/19 hmotnosti Jupitera . Na planety rovníkový poloměr je 24.764 km , asi čtyřikrát větší než Země. Jeho gravitace při 1 baru je 11,15 m / s 2 , neboli 1,14násobek povrchové gravitace na Zemi, kterou ve sluneční soustavě překonal pouze Jupiter.
V důsledku gravitační komprese je Neptun menší než Uran (49 528 km v průměru u Neptunu, oproti 51 118 km u Uranu), protože je hmotnější než Uran (hmotnost Uranu je 8 681 × 10 25 kg ).
Na druhou stranu Neptun a Uran jsou často považováni za podtřídu obřích planet , nazývaných „ ledové obry “, protože mají menší velikost a vyšší koncentraci těkavých látek ve srovnání s Jupiterem a Saturnem. V souvislosti s hledáním exoplanet se Neptun používá jako metonymie : těla objevená s podobnou hmotou jsou ve skutečnosti kvalifikována jako „Neptunes“ , například horká nebo studená Neptunes .
Uvádí se, že vnitřní struktura Neptunu je podobná Uranu. Přestože je jeho hustota třikrát nižší než hustota Země, je to nejhustší obří planeta sluneční soustavy. To znamená, že větší procento jeho vnitřku tvoří roztátý led a skalní materiál. Pravděpodobně tedy má pevné jádro tvořené železem , niklem a křemičitany s hmotností asi 1,2krát větší než Země. Tlak ve středu by byl přibližně 8 Mbar ( 800 GPa ) - přibližně dvakrát vyšší než ve středu Země - a teplota kolem 8 100 K (7 826,85 ° C) - nebo více, než je tlak, který vládne ve vnitřním jádru Země a na povrchu Slunce.
Nad tímto jádrem, podobně jako Uran, mohl Neptun představovat poměrně jednotné složení (různé ledové kostky, vodík a helium ) a nikoli „vrstvenou“ strukturu jako Jupiter a Saturn . Několik současných modelů struktury Uranu a Neptunu však naznačuje existenci tří vrstev: skalnaté jádro, střední vrstva od ledu po kapalinu a tvořená vodou, metanem a amoniakem a atmosférou vodíku a helia, ačkoli realita může být složitější.
V roce 1981 vedly teoretické studie a experimenty prováděné pomocí laserové komprese Marvina Rossa z národní laboratoře Lawrencea Livermora k návrhu , aby byla tato vrstva zcela ionizována a aby tam byl methan pyrolyzován na uhlík ve formě kovu nebo diamantu . Methanu se rozkládá na uhlíku a uhlovodíků . Poté srážení uhlíku uvolní energii - gravitační potenciální energii přeměněnou na teplo - a způsobí konvekční proudy, které uvolňují uhlovodíky do atmosféry. Tento model by vysvětlil přítomnost různých uhlovodíků v atmosféře Neptunu.
V roce 2017 přišly nové experimenty simulující podmínky, o nichž se předpokládá, že vládnou přibližně 10 000 km pod povrchem Uranu a Neptunu, aby tento model upevnily produkcí diamantů nanometrické velikosti. Tyto podmínky vysoké teploty a tlaku nelze na Zemi udržet déle než nanosekundu, ale za podmínek převládajících v atmosféře Neptunu nebo Uranu by nano-diamanty měly čas růst, aby poskytly déšť diamantů. Předpokládá se také, že tento typ diamantové sprchy se vyskytuje na Jupiteru a Saturnu. Vrcholem pláště může být také oceán tekutého uhlíku, kde se vznášejí pevné „diamanty“.
Plášť odpovídá 10 až 15 pevninám a je bohatý na vodu, amoniak a metan. Jak je ve planetární vědě zvykem, tato směs se označuje jako ledová, i když je to horká a hustá tekutina. Tato tekutina, která má vysokou elektrickou vodivost , se někdy označuje jako oceán voda-amoniak. Plášť může sestávat z vrstvy iontové vody, ve které se molekuly vody rozpadají na ionty vodíku a kyslíku , a hlouběji na superiontovou vodu , ve které kyslík krystalizuje, ale vodíkové ionty volně plují v mřížce.
Rozmanité podnebí Neptunu ve srovnání s Uranem je částečně způsobeno jeho vyšším vnitřním teplem . Horní oblasti troposféry Neptunu dosahují nízké teploty 55 K (-218,15 ° C) . V hloubce, kde je atmosférický tlak roven 1 bar (100 kPa ) , je teplota 72 K (-201,15 ° C) . Hlubší uvnitř plynných vrstev teplota neustále stoupá.
Stejně jako u Uranu není zdroj tohoto oteplování znám. Rozdíl je však větší na Neptunu: pokud Uran vyzařuje 1,1krát více energie, než přijímá ze Slunce, Neptun vyzařuje přibližně 2,61krát více energie, než přijímá. Takže i když je Neptun o 50% dále od Slunce než Uran, a proto přijímá pouze 40% slunečního světla , jeho vnitřní teplo je dostatečné k vytvoření nejrychlejších planetárních větrů ve sluneční soustavě .
V závislosti na tepelných vlastnostech jejího nitra může být teplo vznikající při vzniku planety dostatečné k vysvětlení tohoto aktuálního tepelného toku, i když je obtížné současně vysvětlit nedostatek vnitřního tepla Uranu při pozorování zjevné podobnosti mezi oběma planetami . Je také možné, že atmosférické aktivity na těchto dvou zmrzlých obrech jsou více závislé na slunečním záření než na množství tepla unikajícího z jejich nitra.
Atmosféra Neptunu, tlustá více než 8 000 km , je složena z objemu přibližně 80% vodíku a 19% helia s přibližně 1,5% methanu CH 4 .- skutečnost, že součet je vyšší než 100%, je způsobena nejistotou ohledně těchto poměrů. Stopy amoniaku (NH 3), ethan (C 2 H 6) a acetylen (C 2 H 2) byly také zjištěny. Jeho atmosféra tvoří přibližně 5% až 10% její hmotnosti a představuje 10% až 20% jejího poloměru.
Neptunova modrá barva pochází hlavně z metanu, který absorbuje světlo o vlnových délkách červené. Skutečně existují významná absorpční pásma metanu na vlnových délkách elektromagnetického spektra větších než 600 nm . Nicméně, azurové barvy atmosféry Neptunu nelze vysvětlit pouze metan -, který by poskytl barvy blíže k akvamarín o Uranu - a jiných chemických látek , pokud jde o okamžik nebyl zjištěn, jsou určitě na počátku tohoto konkrétního odstínu . Atmosférický obsah metanu v Neptunu je skutečně podobný obsahu Uranu, jinak by měl stejnou barvu.
Atmosféra Neptunu je rozdělena do dvou hlavních oblastí: spodní troposféra , kde teplota klesá s nadmořskou výškou, a stratosféra , kde teplota stoupá s nadmořskou výškou. Hranice mezi nimi, tropopauza , je pod tlakem 0,1 bar (10 kPa) . Stratosféře pak ustupuje thermosphere na tlaky blízko k 10 -5 až 10 -4 bar (1 až 10 Pa ), postupně přechází do exosféra .
Modely naznačují, že Neptunova troposféra je obklopena mraky různého složení v závislosti na nadmořské výšce. Mrak úroveň horní části jsou při tlacích nižších než jedné tyče, kde je teplota umožňuje, aby metan kondenzovat. Při tlacích mezi jedním a pěti bary (100 až 500 kPa ) by se vytvářely mraky amoniaku a sirovodíku . Nad tlakem pěti barů mohou mraky sestávat z amoniaku, sirníku amonného , sirovodíku a vody. Hlubší, kolem 50 barů a kde teplota dosáhne 0 ° C , by bylo možné najít mraky vodního ledu.
Byly pozorovány vysokohorské mraky nad Neptunem, které vrhaly stíny na neprůhledný zakalený most pod nimi. Existují také pásy vysoké oblačnosti, které obklopují planetu na konstantní zeměpisné šířce. Tyto obvodové pásy mají šířku 50 a 150 km a nacházejí se přibližně 50 a 110 km nad zamračeným mostem. Tyto nadmořské výšky odpovídají troposféře, kde se vyskytují klimatické jevy.
Snímky Neptunu naznačují, že jeho spodní stratosféra je zakalená kvůli kondenzaci produktů ultrafialové fotolýzy metanu, jako je ethan a ethyn . Stratosféra také obsahuje stopy oxidu uhelnatého a kyanovodíku . Stratosféra Neptunu je teplejší než Uran kvůli vysoké koncentraci uhlovodíků .
Z důvodů, které zůstávají nejasné, má termosféra abnormálně vysokou teplotu kolem 750 K (476,85 ° C) , přičemž planeta je příliš daleko od Slunce, než aby bylo toto teplo generováno ultrafialovým zářením . Ohřívacím mechanismem může být atmosférická interakce s ionty v magnetickém poli planety. Může to být také výsledek gravitačních vln rozptylujících se v atmosféře. Termosféra obsahuje stopy oxidu uhličitého a vody, které může být uloženo z externích zdrojů, jako jsou meteoritech a prachu. Byla také objevena ionosféra složená z několika vrstev mezi 1 000 a 4 000 km nad úrovní 1 baru.
Teplota měřená v horních vrstvách atmosféry je kolem 55 K ( -218 ° C ), což je nejnižší průměr měřený na planetě sluneční soustavy po Uranu .
Klima na Neptunu je charakterizováno rozsáhlými systémy bouře s větrem přesahujícím 2000 km / h (asi 550 m / s ), téměř nadzvukové proudění v atmosféře planety - kde je rychlost zvuku je dvakrát tak velký jako na Zemi. Tyto větry jsou také nejrychlejší ve sluneční soustavě. Sledováním pohybu přetrvávajících mraků bylo pozorováno, že rychlost větru kolísá od 20 m / s při východu na východ až po 325 m / s při východu na západ. Na vrcholu mraků se převládající větry pohybují rychlostí od 400 m / s podél rovníku až do 250 m / s na pólech. Většina větrů na Neptunu se pohybuje opačným směrem než rotace planety. Obecný vzor větru také ukazuje postupovou rotaci ve vysokých zeměpisných šířkách oproti retrográdní rotaci v nízkých zeměpisných šířkách. Tento rozdíl ve směru proudění by byl druhem kožního efektu a ne výsledkem hlubších atmosférických procesů.
Neptun se od Uranu výrazně liší v typické úrovni meteorologické aktivity . Podle pozorování sondy Voyager 2 v roce 1986 nebyl na Uranu pozorován žádný srovnatelný jev .
Hojnost metanu, etanu a acetylenu na Neptunově rovníku je 10 až 100krát větší než na pólech. To je interpretováno jako důkaz jevů podobných vzestupu vody na rovníku způsobené větry a následnému ponoření vody poblíž pólů. Ve skutečnosti photochemistry nelze jinak vysvětlit rozdělení bez poledníku oběhu.
V roce 2007 bylo zjištěno, že horní troposféra na jižním pólu Neptunu je asi o 10 stupňů teplejší než zbytek její atmosféry, která má průměrnou teplotu asi 73 K (-200,15 ° C) . Teplotní rozdíl je dostatečný k tomu, aby umožnil metanu, který je zmrzlý jinde v troposféře, uniknout do stratosféry poblíž pólu. Toto relativní horké místo je způsobeno axiálním sklonem Neptunu, který vystavuje jižní pól slunci během poslední čtvrtiny Neptunova roku, tedy asi 40 pozemských let. Jak se Neptun pomalu přesouvá na opačnou stranu Slunce, jižní pól ztmavne a severní pól se rozsvítí, což způsobí posun tohoto horkého místa k severnímu pólu.
V důsledku sezónních změn, kdy planeta na své jižní polokouli vstoupila do jara, se velikost oblačných pásů Neptunovy jižní polokoule zvětšila a došlo k nárůstu albeda . Tento trend je poprvé pozorován v roce 1980 a měl by trvat až do 20. let 20. století, a to kvůli obdobím, která na Neptunu trvají čtyřicet let kvůli jeho dlouhému období revoluce.
Když v roce 1989 navštívil Voyager 2 , nejvýraznějším znakem planety byla „ Velká temná skvrna “, která byla zhruba poloviční než Jupiterova „ Velká červená skvrna “ . Toto místo bylo obrovským anticyklonem pokrývajícím 13 000 × 6 600 km, které se dokázalo pohybovat rychlostí více než 1 000 km / h .
Velká temná skvrna generovala velké bílé mraky těsně pod tropopauzou . Na rozdíl od mraků v zemské atmosféře , které jsou tvořeny krystaly vodního ledu, Neptunovy jsou tvořeny krystaly metanu . Také, zatímco cirusová oblaka na Zemi se tvoří a poté se rozptýlí během několika hodin, velká skvrna byla stále přítomna po 36 hodinách (tj. Dvě rotace planety).
v Listopadu 1994Hubblův kosmický dalekohled zjistil, že úplně zmizel, což astronomům naznačuje, že byl zakryt nebo se rozptýlil. Vytrvalost doprovodných mraků dokazuje, že některá stará místa mohou zůstat ve formě cyklónů . Téměř totožné místo se však objevilo na severní polokouli Neptuna. Toto nové místo, zvané Velká temná skvrna severu (NGDS), zůstalo viditelné několik let. V roce 2018 Hubble detekoval nové podobné místo.
Scooter je shluk bílých mraků dále na jih od Velká tmavá skvrna. Tato přezdívka se poprvé objevila v měsících, které vedly k průletu Voyageru 2 v roce 1989, když bylo pozorováno, že se pohybuje vyšší rychlostí než Velká temná skvrna. The Little Dark Spot je ještě dále jižním cyklonem , druhou nejintenzivnější bouří pozorovanou při průletu v roce 1989. Na prvních snímcích je úplná tma, ale když se Voyager 2 přiblížil k planetě, vyvinulo se jasné jádro, které lze vidět na většině snímků s vysokým rozlišením . Tyto dvě skvrny také zmizely během pozorování Hubbleem v roce 1994.
Tyto tmavé skvrny se vyskytují v troposféře v nižších nadmořských výškách než jasnější mraky, takže se objevují jako otvory v horních oblačných mostech. Jelikož se jedná o stabilní charakteristiky, které mohou přetrvávat několik měsíců, předpokládá se, že mají vírové struktury . Jasnější a trvalejší mraky metanu, které se tvoří poblíž tropopauzy, jsou často spojeny s tmavými skvrnami. Tmavé skvrny se mohou rozptýlit, pokud migrují příliš blízko k rovníku nebo případně jiným neznámým mechanismem.
Magnetosféra Neptune podobá Uran, s magnetickým polem silně nakloněna 47 ° vzhledem k její ose otáčení a posunutí alespoň 0,55 paprsek fyzického středu planety (přibližně 13 500 km ).
Před příchodem Voyageru 2 na Neptun se předpokládalo, že Uranova nakloněná magnetosféra byla výsledkem jeho rotace do strany. Porovnáním magnetických polí obou planet se však nyní předpokládá, že tento extrémní sklon může být charakteristický pro magnetické toky pocházející z planet a není výsledkem jeho fyzického posunu nebo obrácené polarity. Toto pole by pak bylo generováno pohyby konvekční tekutiny v tenké sférické vrstvě elektricky vodivých kapalin (pravděpodobně kombinace amoniaku, metanu a vody), čímž by se vytvořil dynamo efekt . Jeho vlastnosti však naznačují, že by jej bylo možné generovat jiným mechanismem než u Země, Jupitera nebo Saturnu.
Pole má dobu rotace 16,11 hodin. Dipolární složka magnetického pole na Neptunově magnetickém rovníku je přibližně 14 mikroteslas ( 0,14 G ). Magnetický moment dipól Neptun je o 2,2 T · m 3 (nebo 14 microT · Rn 3 , kde Rn je poloměr Neptune). Magnetické pole Neptunu má složitou geometrii, která zahrnuje relativně velké příspěvky nedipolárních složek, včetně silného kvadrupólového momentu, který může intenzitu dipólového momentu překročit . Naopak planety jako Země , Jupiter a Saturn mají jen relativně malé kvadrupólové momenty a jejich pole jsou méně nakloněna k polární ose. Velký čtyřpólový moment Neptunu může být důsledkem jeho posunu od středu planety a geometrických omezení generátoru dynama pole. Navíc polární polární záře se objevil na naší planetě od Voyager 2 .
Šok duhový ( „bow shock“ ) Neptune - pokud magnetosféra začíná mít vliv na sluneční vítr - nastane ve vzdálenosti 34,9 násobku poloměru planety. Magnetopauza -, kde se tlak magnetosféru vyvažuje sluneční vítr - se nachází ve vzdálenosti 23 až 26,5 násobku poloměru Neptun. Ocas magnetosféry se rozprostírá nejméně na 72násobek poloměru Neptunu a pravděpodobně mnohem dále.
Hlavní poloosa mezi Neptunem a Slunce je 4,5 miliardy kilometrů (asi 30,1 AU ) a dokončí orbitu v průměru každých 164.79 ± 0,1 roku. Vzdálenost k perihelionu je 29,81 AU a 30,33 AU v aphelionu , což odpovídá orbitální excentricitě 0,008678. Také Neptunova dráha je nakloněna o 1,77 ° od Země a v ekliptické rovině .
the 11. července 2011Neptun dokončí svou první plnou orbitu od svého objevu v roce 1846. Nicméně, vzhledem k pohybu Slunce vzhledem k barycenter části sluneční soustavy , Neptun nebyl u11. červencev poloze, kde byla objevena ve vztahu ke Slunci. V obvyklém heliocentrickém souřadnicovém systému bylo tedy dosaženo délky objevu dne12. července.
Axiální náklon Neptunu je 28,32 °, což je podobné naklonění Země (23 °) a Marsu (25 °). Výsledkem je, že Neptun prochází stejnými sezónními změnami , jaké jsou známy na Zemi. Dlouhá oběžná doba Neptuna však znamená, že tato roční období trvají čtyřicet let Země, přičemž planeta je na jaře 2020 na jaře pro jižní polokouli.
Jeho hvězdný den je přibližně 16 hodin 7 minut, definovaný obdobím rotace magnetického pole planety. Nějaký čas před svým letem nad planetou Voyager 2 detekoval v pravidelných intervalech rádiové vlny, známky svého magnetického pole. Ten byl generován elektrickými proudy uvnitř planety a bylo odvozeno, že doba vnitřní rotace se rovná časovému intervalu mezi těmito obláčky. Tato rotace vyvolává zploštění planety: polární poloměr je 24 341 km, zatímco rovníkový poloměr je 24 764 km (úroveň tlaku při 1 baru ).
Protože však Neptun není pevné těleso, jeho atmosféra prochází diferenciální rotací . Jeho rovníková zóna se tedy otáčí s periodou asi 18 hodin, zatímco doba rotace do polárních oblastí je 12 hodin. Tato diferenciální rotace je nejvýraznější ze všech planet ve sluneční soustavě a má za následek silný střih větru v zeměpisné šířce.
Oběžná dráha Neptunu má silný dopad na další region, známý jako Kuiperův pás . Jedná se o prstenec malých ledových těles, podobný pásu asteroidů, ale mnohem větší, rozprostírající se od oběžné dráhy Neptuna od 30 AU do přibližně 55 AU od Slunce. Stejně jako gravitace Jupitera dominuje pásu asteroidů a formuje jeho strukturu, gravitace Neptuna dominuje Kuiperovu pásu. Během vývoje sluneční soustavy byly části Kuiperova pásu destabilizovány gravitací Neptunu a vytvářely mezery ve struktuře Kuiperova pásu - například v oblasti mezi 40 a 42 AU.
K orbitálním rezonancím dochází, když frakce tvořená oběžnou periodou Neptunu a objektu je racionální číslo , například 1: 2 nebo 3: 4. Nejlidnatější rezonancí v Kuiperově pásu, s více než 200 známými objekty, je rezonance 2: 3. Objekty v této rezonanci tvoří dvě oběžné dráhy kolem Slunce pro tři Neptunovy a jsou známy jako plutinos , protože největší ze známých objektů Kuiperova pásu, Pluto , je jedním z nich. Ačkoli Pluto pravidelně protíná oběžnou dráhu Neptuna, rezonance 2: 3 zajišťuje, že se tyto dva objekty nikdy nemohou srazit. Rezonance 3: 4, 3: 5, 4: 7 a 2: 5 jsou ve srovnání méně osídlené.
Neptun má nejméně dvacet trojských koní obsazených dvěma stabilními Lagrangeovými body L 4 a L 5 systému Slunce-Neptun, přičemž jeden vede a druhý táhne Neptun na svoji oběžnou dráhu. The Neptune Trojané lze považovat za v poměru 1: 1 resonance s Neptunem. Některé trojské koně jsou na svých drahách pozoruhodně stabilní a pravděpodobně vznikly ve stejnou dobu jako Neptun, než aby byly zajaty.
Tvorba ledových gigantů , Neptunu a Uranu, se ukazuje obtížně modelovatelná s přesností. Současné modely ukazují, že hustota hmoty ve vnějších oblastech Sluneční soustavy , je příliš nízká, aby v úvahu pro vytvoření takovýchto velkých těles z tradičně schváleným způsobem z jádra narůstání , také známý jako model srdce akrece. . Byly tedy předloženy různé hypotézy k vysvětlení jejich vzhledu.
První je, že ledoví obři nebyli vytvořeni narůstáním jader, ale nestabilitou původního protoplanetárního disku, který pak viděl jejich atmosféru odfouknutou zářením z masivní asociace OB. Poblíž.
Další je, že se vytvořily blíže ke Slunci, kde byla hustota hmoty vyšší, a poté provedly planetární migraci na své současné oběžné dráhy poté, co ustoupil plynný protoplanetární disk. Tato hypotéza migrace po formování je nyní upřednostňována kvůli její schopnosti lépe vysvětlit obsazení populací malých objektů pozorovaných v transneptunské oblasti. Nejuznávanějším proudem vysvětlení podrobností této hypotézy je známý model z Nice , který zkoumá vliv migrace Neptunu a dalších obřích planet na strukturu Kuiperova pásu.
Neptun má 14 známých přírodních satelitů .
Nejmohutnější je Triton , objevený Williamem Lassellem pouhých 17 dní po objevení Neptunu October 10 , je 1846. To je 8 th zvýšením vzdálenost k druhé a obsahuje více než 99,5% hmotnosti na oběžné dráze kolem planety, což je pouze dostatečně masivní podstoupit gravitační komprese dostatečný, aby kuličkovým . Kromě toho má průměr jen něco málo přes 2700 kilometrů , takže 7 th přirozený satelit ze sluneční soustavy prostřednictvím klesající velikostí - a větší hvězdou než Pluto .
Je to také jediná velká známá družice ve sluneční soustavě, která má retrográdní oběžnou dráhu - tedy obrácenou ve směru otáčení své planety - což naznačuje, že se ve skutečnosti jedná o starodávnou trpasličí planetu, která pochází z Kuiperova pásu zachyceného Neptunem . Triton obíhající kolem Neptunu za 5 dní a 21 hodin na téměř kruhové trajektorii s hlavní poloosou 354 759 km . Je dostatečně blízko Neptunu, aby byl zajištěn synchronní rotací a pomalu se točí dovnitř kvůli slapovému zrychlení . Až dosáhne limitu Roche, nakonec se rozpadne asi za 3,6 miliardy let .
Sklon jeho osy je 156,865 ° na Laplaceově rovině systému a až 129,6 ° (-50,4 °) na orbitální rovině planety. To mu dává velmi výrazná období v celém Neptunianském roce, dlouhém 164,79 pozemských let ; jižní polokoule tak v roce 2000 prošla letním slunovratem . V roce 1989 byl Triton nejchladnějším objektem, jaký kdy byl ve sluneční soustavě změřen, s teplotami odhadovanými na 38 K (-235,15 ° C) .
Nereid , druhý objevený satelit Neptunu, byl objeven až v roce 1949, více než sto let po Tritonu. Je to velmi nepravidelný, je to třetí nejmohutnější měsíc v Neptunianské soustavě a má jednu z nejexcentrickějších oběžných drah jakéhokoli satelitu ve sluneční soustavě - překonal jej pouze Bestla , satelit Saturnu. Také jeho orbitální excentricita 0,751 mu dává apoapsis sedmkrát větší než jeho periapsis (minimální vzdálenost k Neptunu).
Před příchodem sondy Voyager 2 do systému planety byl objeven jediný další měsíc: Larissa , v roce 1981, díky zakrytí hvězd; tento třetí měsíc je však vesmírnou sondou znovu pozorován pouze během letu nad Neptunem.
Poté analýza fotografií vyslaných Voyagerem 2 v roce 1989 umožnila objevit pět nových satelitů: Naïade , Thalassa , Despina , Galatée a Protée . První čtyři, nejvnitřnější, obíhají dostatečně blízko na to, aby se nacházely v prstencích Neptunu . Na druhé straně Proteus je nepravidelně tvarovaný měsíc a je pozoruhodný, protože se jedná o maximální velikost, které může dosáhnout objekt své hustoty, aniž by byl vlastní gravitací přeměněn na sférický tvar. Přestože je to druhý nejmohutnější neptunský měsíc, představuje pouze 0,25% hmotnosti Tritonu.
V letech 2002 až 2003 bylo objeveno pět nových nepravidelných měsíců, které byly v únoru 2007 pojmenovány Psamathée , Halimède , Sao , Laomédie a Néso . V roce 2013 je posledním objeveným měsícem dosud nejmenší dosud známý Hippocampus získaný kombinací několika snímků Hubbla . Vzhledem k tomu, že Neptun je římský bůh moře, jsou měsíce Neptunu pojmenovány podle bohů dolního moře .
Neptun má systém planetárních prstenů , i když mnohem méně podstatný než systém Saturnu . Kroužky jsou tmavé a jejich složení a původ je nejisté: mohou být vyrobeny z ledových částic pokrytých křemičitany , prachem nebo materiálem na bázi uhlíku , který jim s největší pravděpodobností dává načervenalý odstín.
William Lassell poprvé zmiňuje existenci prstenů v roce 1846, ale mohla to být aberace světla . První spolehlivá detekce prstenu byla provedena v roce 1968, ale zůstala bez povšimnutí až do roku 1977, po objevu prstenů Uranu, který vedl vědce k jejich hledání kolem Neptunu. Odtamtud se hlásí důkazy o přítomnosti prstenů. Během hvězdné zákrytu v roce 1984 prsteny zakrývaly hvězdu během ponoření, ale ne během ponoření, což pak naznačuje, že by mohly mít mezery.
Právě obrazy Voyageru 2 v roce 1989 odhalují jeho existenci, že jsou skutečně „celé“ a že jich je několik. Jeden z nich, Adamsův prsten, má „oblouky“ - tedy části, které jsou jasnější než zbytek prstenu - které se jmenují proti směru hodinových ručiček Svoboda, Rovnost (1 a 2, protože jde o dvojitý oblouk), Bratrstvo a Odvaha v čas jejich prvního pozorování během hvězdného zákrytu ; První tři jména, které byly pojmenované po francouzském hesla od André Brahic .
Tři hlavní prstence jsou Galle, 41 900 km od centra Neptunu, Le Verrier, 53 200 km a Adams, 62 932 km. Malé vnější prodloužení prstenu Le Verrier se jmenuje Lassell. Ten je na svém vnějším okraji ohraničen prstenem Arago na 57 600 km . Le Verrier, Arago a Adams jsou úzké s šířkami maximálně kolem 100 km , zatímco Galle a Lassell jsou naopak velmi široké - mezi 2 000 a 5 000 km . Čtyři malé měsíce mají oběžné dráhy v prstencovém systému: Naïade a Thalassa mají své oběžné dráhy v intervalu mezi prstenci Galle a Le Verrier. Despina je právě uvnitř prstenu Le Verrier a Galatée je uvnitř Adamsova kruhu. Na druhou stranu, pokud bylo dříve obtížné vysvětlit existenci oblouků, protože pohybové zákony předpovídají, že se oblouky rozprostřou v jednotném prstenci v krátkých časových měřítcích, astronomové nyní věří, že oblouky jsou uzavřeny ve své současné podobě gravitační účinky Galatea .
Příjmení | Vzdálenost
průměr (km) |
Šířka (km) |
---|---|---|
Žluč | 41 900 | 2 000 |
Sklář | 53 200 | 110 |
Lassell | 55,200 | 4000 |
Arago | 57 200 | 100 |
Adams | 62 932 | 15 až 50 |
Kruhy Neptunu obsahují velké množství prachu, jehož velikost je řádově mikrometr: podíl prachu v závislosti na uvažovaném úseku se pohybuje od 20% do 70%. V tomto ohledu jsou podobné prstencům Jupitera , jejichž podíl prachu je 50%až 100%, a jsou velmi odlišné od prstenců Saturnu a Uranu, které obsahují málo prachu (méně než 0,1%) a jsou proto méně jasný. Celkově se prstence Neptunu podobají prstencům Jupitera, oba systémy se skládají z jemných a úzkých prachových prstenců a velkých ještě tenčích prachových prstenů.
Neptunovy prsteny, stejně jako prsteny Uranu, jsou považovány za relativně mladé; jejich věk je nepochybně mnohem nižší než věk sluneční soustavy . Na druhou stranu, stejně jako u Uranu, se prstence Neptunu pravděpodobně vytvořily v důsledku fragmentace starých vnitřních měsíců během srážek. Tyto srážky skutečně vedou k tvorbě pásů malých měsíců , které jsou pro prsteny zdrojem prachu. Pozemská pozorování ohlášená v roce 2005 ukazují, že prstence Neptunu jsou nestabilní a snímky pořízené ve observatoři WM Keck v letech 2002 a 2003 ukazují značnou degradaci prstenů ve srovnání se snímky Voyageru 2 ; zejména se zdá, že oblouk Svobody byl na cestě ven. V roce 2009 oblouky Liberté a Courage zmizely.
Stejně jako Země , March , Jupiter a Uran má Neptun trojské asteroidy, které sdílejí svou oběžnou dráhu kolem Slunce .
V roce 2020 je jich v Lagrangeově bodě L 4 (vpředu) dvacet a v bodě L 5 (pozdě) tři . 2001 QR 322 je první pozorovaný vSrpna 2001od týmu Marc Buie Williama je o 4 m Blanco teleskopu na observatoři Cerro Tololo . Jeho relativní poloha osciluje kolem bodu L 4 a po oběžné dráze Neptunian s periodou přibližně 10 000 let. Jeho oběžná dráha je velmi stabilní, takže se nachází v oblasti, která zaručuje, že bude stále obíhat s Neptunem po miliardy let.
V letech 2004 a 2005 objevili tři nové trojské koně Scott S. Sheppard a Chadwick Trujillo . Jeden z nich, 2005 TN 53 , má stejnou oběžnou dobu jako Neptun a obíhá v Neptunově bodě Lagrange L 4, ale se sklonem 25 stupňů. Další dva se jmenují (385571) Otréré a (385695) Clété podle dvou Amazonek . 2008 LC 18 je první trojský kůň, který byl objeven v bodě L 5 Neptunu.
Studie ukázaly, že by bylo možné, aby teoretický kvazi-satelit Uranu nebo Neptunu zůstal po celou dobu sluneční soustavy za určitých podmínek excentricity a sklonu . Takové objekty ještě nebyly objeveny, ale Neptun má dočasný kvazi-satelit, (309239) 2007 RW 10 . Toto je blízký satelit Neptunu asi 12 500 let a očekává se, že v tomto dynamickém stavu zůstane alespoň tak dlouho.
Díky vývoji své oběžné dráhy se Neptun od roku 1980 značně osvětlil. Jeho zdánlivá velikost se v letech 2020 mění mezi 7,67 a 8,0 s průměrem 7,78, zatímco před rokem 1980 měla planeta průměrnou velikost asi 8,0. Vizuální omezení velikosti na pouhým okem z toho 6, nicméně, Neptune vždy zůstane neviditelný bez nástroje. Výkonný dalekohled nebo dalekohled ukáže Neptunovy jako malý modrý disk, podobný ve vzhledu k Uranu.
Vzhledem ke vzdálenosti Neptunu od Země, která se pohybuje od 4,31 do 4,69 miliardy kilometrů , se jeho zdánlivá velikost pohybuje pouze od 2,2 do 2,4 úhlových sekund, což je nejmenší variace na planetu sluneční soustavy. Jeho zjevná malá velikost ztěžuje vizuální studium, většina znalostí o něm byla následně omezena - například hodnota jeho rotačního období - až do průletu Voyageru 2 a poté do příchodu Hubblova kosmického dalekohledu a větších. Adaptivní optika (AO) pozemní teleskopy . První vědecky využitelné pozorování Neptunu z pozemských dalekohledů pomocí adaptivní optiky bylo provedeno v roce 1997 na Havaji . Jižní polokoule Neptunu byla od 80. let v jarní sezóně - která bude trvat asi 40 let kvůli 165letému období revoluce - a bylo tedy pozorováno, že se otepluje a odpovídajícím způsobem se zvyšuje atmosférická aktivita a jas . V kombinaci s technologickým pokrokem zaznamenávají pozemní teleskopy s adaptivní optikou stále detailnější snímky.
Ze Země prochází Neptun každých 367 dní zjevný retrográdní pohyb , což má za následek pohyb ve smyčce kolem pevných hvězd na každé opozici . Tyto smyčky ho přenášely blízko objevných souřadnic z roku 1846 v dubnu ačervence 2010 a znovu v říjnu a listopadu 2011. Jeho délka objevu je dosažena 11. nebo12. července 2011, což znamená jeho první plnou oběžnou dráhu od prvního spatření Johanna Galleho .
Pozorování Neptunu v pásmu rádiových vln ukazuje, že je zdrojem jak kontinuálních emisí, tak nepravidelných výbuchů. Tyto dva zdroje by pocházely z jeho rotujícího magnetického pole. V infračervené části spektra se Neptunovy bouře zdají jasné na chladnějším pozadí, což usnadňuje sledování velikosti a tvaru těchto funkcí.
Voyager 2 je první a jedinou vesmírnou sondou, která navštívila Neptun a zdroj většiny současných znalostí na planetě. Dráha neptunského systému je dokončena, jakmile je dokončen let nad Uranem a jeho měsíci. Protože to musí být poslední průchod sondy Voyager 2 v blízkosti planety, neexistují žádná omezení, jak opustit planetární systém, a je možné několik možností: vědecký tým se proto rozhodl pro nízký průchod. Vzdálenost od severního pólu Neptunu, díky které bude možné použít gravitační pomoc planety k tomu, aby se sonda ponořila pod ekliptiku k blízkému letu nad Tritonem , hlavním měsícem Neptunu, bez ohledu na důsledky trajektorie, podobné tomu, co se stalo pro Voyager 1 se Saturnem a jeho Titanem měsíc.
Vzdálenost od Neptunu snižuje teoretickou rychlost povolenou rádiovým spojením. V letech před přeletem bylo rovněž přijato několik opatření na posílení sítě pozemních antén, zejména zvýšení velikosti stávajících přijímacích antén, uvedení nové antény do provozu v japonské Usudě a používání velmi Velké pole v Novém Mexiku .
První pozorování jsou vyrobena z Březen 1989, tedy 90 dní před průchodem blíže k Neptunu a téměř tři roky po průletu Uranem. Umožňují objevit prstence Neptuna, jejichž existence do té doby nebyla nikdy prokázána: jsou složeny z velmi jemných částic, které neumožňují jejich pozorování ze Země. Je detekováno a měřeno magnetické pole, které je posunuto z geologického centra a nakloněno jako Uran, ale má mnohem slabší intenzitu. Během přechodu Neptunova systému bylo objeveno pět nových - nebo 6 včetně Larissa - měsíců. Vzhledem k odlehlosti sondy Voyager 2 je obtížné včas zaslat nové pokyny pro pozorování těchto nových nebeských těles. Pouze Proteus ( průměr 400 km ) je objeven dostatečně brzy na naplánování podrobných pozorování. Důvodem je, že signálům kosmické lodi trvalo 246 minut, než se dostaly na Zemi, a v důsledku toho mise Voyageru 2 spoléhala na předinstalované ovládací prvky.
Přelet Neptunu se odehrává dne 25. srpna 1989 : Voyager 2 prochází 4950 km od severního pólu planety. Analyzuje se atmosféra Neptunu. Navzdory malému množství sluneční energie získané díky její odlehlosti (3% toho, co Jupiter dostává) je pozorována atmosférická dynamika s projevy jako „ Velká temná skvrna “ a mraky. Jsou měřeny větry pohybující se rychlostí vyšší než 2 000 km / h . Studium magnetického pole umožňuje určit, že doba rotace je 16,11 hodin. Průlet také poskytuje první přesné měření hmotnosti Neptunu, u kterého bylo zjištěno, že je o 0,5% menší, než bylo vypočítáno dříve. Tato nová hodnota pak umožnila vyvrátit hypotézu, podle které na oběžných drahách Neptunu a Uranu působila neobjevená planeta X. Snímky Voyageru 2 se živě zobrazují během nočního programu PBS , Neptun po celou noc .
Voyager 2 prochází 39 790 kmodTritonua může sbírat velmi přesná data o tomto měsíci. Vědecká komunita odhadovala v té době průměr Tritonu mezi 3 800 a 5 000 km ; sonda umožňuje snížit tento údaj na 2 760 km. Je pozorováno velmi málo kráterů, což je vysvětleno vulkanismem, jehož projevy ve formě stop zanechaných gejzíry jsou pozorovány u pólů. Voyager 2 detekujeřídkou atmosféru (tlak 10 až 14 milibarů nebo 1% až 1,4% zemskéhotlaku), nepochybně vyplývající z této činnosti. Tritonova povrchová teplota,38 kelvinů, je nejchladnější, která kdy byla detekována na nebeském tělese ve sluneční soustavě.
Po průletové misi Voyager 2 je další fáze vědeckého průzkumu systému Neptunian považována za součást stěžejního programu . Taková hypotetická mise by měla být možná na konci 20. nebo na počátku 20. let 20. století. Probíhající návrh programu Discovery , Trident , by také letěl nad Neptunem a Tritonem.
Nicméně již dříve proběhly diskuse o zahájení misí na Neptun. V roce 2003 byl navržen projekt sondy Neptun Orbiter s podobnými cíli jako Cassini , v roce 2009 pak mise Argo, která by navštívila Jupiter , Saturn , Neptun a objekt v Kuiperově pásu . Kromě toho New Horizons 2 - který byl později ukončen - mohl také provést blízký průlet neptunským systémem.
Chemický prvek neptunium byl objeven Edwinem McMillan a Philip Abelson v roce 1940. Objev byl učiněn v Berkeley ozařovací laboratoře - nyní Lawrence Berkeley National Laboratory - na University of California v Berkeley , kde tým produkoval izotopu 239. neptunium , poločas rozpadu 2,4 dní bombardování uranu 238 (s odkazem na uranu) s neutrony . Toto je přechodný krok vedoucí k produkci plutonia 239 (s odkazem na Pluto ).
Po operaci Uran je operace Neptun krycí název pro vylodění spojeneckých vojsk v NormandiiČerven 1944během druhé světové války . Předchází bitvě o Normandii .
„Neptun, Mystic“ je 7 th a poslední pohyb práce pro velký orchestr Planety , složené a viz Gustav Holst v letech 1914 a 1916.
Jimi Hendrix poprvé píše a zaznamenáváZáří 1969Údolí Neptunu , píseň, která byla vydána pouze (oficiálně)března 2010ve stejnojmenném albu Valleys of Neptune , čtyřicet let po umělcově smrti.
Od svého objevu se Neptun objevil v mnoha dílech sci -fi . Je to zejména poslední pozůstatky rasy člověka na konci solárního systému v románu od Olaf Stapledon Last a First Men (1930) nebo hlavní dekorací filmy Ad Astra podle James Gray (2019) a Horizont události, posmrtném životě ze strany Paul WS Anderson (1997).
Ona byla také zobrazen v animovaném seriálu Futurama , pilotní epizoda Star Trek: Enterprise a v náručí Morpheus epizody z Doctor Who .
Astronomický symbol Neptunu je stylizovaná verze trojzubce boha Neptuna, ze kterého má své jméno. V moderní době je stále používán jako astronomický symbol planety, i když jeho použití odrazuje Mezinárodní astronomická unie .
Existuje alternativní symbol představující iniciály Le Verriera , který objevil planetu, běžnější ve starověké literatuře (zejména ve francouzštině).
" Adams si za objev Neptuna nezaslouží stejné uznání jako Le Verrier." Tato zásluha patří pouze osobě, která dokázala předpovědět místo na planetě i přesvědčit astronomy, aby ji vyhledali. "