Hvað getur þú sagt mér um Neptúnus?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvað getur þú sagt mér um Neptúnus?
Neptúnus er áttunda og ysta reikistjarnan frá sól og sú fjórða stærsta. Neptúnus er örlítið minni að þvermáli en Úranus en ögn massameiri. Þessar tvær reikistjörnur eiga margt sameiginlegt og eru oft flokkaðar sem vatnsrisarnir í sólkerfinu, á meðan Júpíter og Satúrnus eru hinir eiginlegu gasrisar. Þessu ræður fimbulkuldi yst í sólkerfinu en sökum hans eru ýmsar gastegundir í föstu eða á fljótandi formi.

Neptúnus var rómverskur sjávarguð en upphaflega guð ferskvatns og uppsprettulinda. Sem sjávarguð var Neptúnus hliðstæða hins gríska Póseidons, ásamt því að vera guð hesta og kappaksturs. Tákn Neptúnusar er spjót eða gaffall sjávarguðsins.

Braut og snúningur

Neptúnus snýst umhverfis sól á sporöskjulaga braut í að meðaltali 4,55 milljarða km fjarlægð, eða fjarlægð sem nemur 30,1 stjarnfræðieiningu, frá sól. Umferðartími Neptúnusar er 164,79 jarðarár. Það þýðir að hinn 12. júlí 2011 var eitt Neptúnusarár liðið frá því hann fannst árið 1846.

Möndulhalli Neptúnusar er 28,32°, ekki ósvipaður möndulhalla jarðar og Mars. Afleiðing þess er sú að á Neptúnusi eru svipaðar árstíðir og á jörðinni en mun lengri vegna þess hve umferðartíminn er langur. Á Neptúnusi er sumarið fjörutíu ára langt. Það sama má segja um veturinn, vorið og haustið.

Möndulsnúningur Neptúnusar er mislangur þar sem hann hefur ekkert fast yfirborð. Við miðbauginn er dagurinn um átján klukkustundir en aðeins tólf klukkustundir við pólsvæðin. Þetta er mesti munur á snúningstíma reikistjörnu í sólkerfinu og veldur meðal annars geysisterkum vindum í lofthjúpnum.

Rannsóknir á Neptúnusi

Lítið sem ekkert var vitað um Neptúnus þar til Voyager 2 heimsótti reikistjörnuna hinn 25. ágúst 1989. Neptúnus var síðasta reikistjarnan sem Voyager 2 heimsótti á ferðalagi sínu um ytra sólkerfið og því var ákveðið að fljúga nálægt tunglinu Tríton, þar sem engu máli skipti hvert geimfarið fór eftir það. Hið sama var upp á teningnum þegar Voyager 1 flaug fram hjá Satúrnusi og Títan, stærsta tungli Satúrnusar, árið 1980.

Í þessari gríðarlegu fjarlægð voru merki geimfarsins um fjórar klukkustundir á leið til jarðar svo framhjáflugið var skipulagt í þaula. Fyrst flaug Voyager 2 nálægt tunglinu Neired áður en það geystist fram hjá Neptúnusi í um 4400 km hæð yfir lofthjúpnum. Síðar sama dag flaug geimfarið fram hjá Tríton.

Framhjáflugið reyndist afar árangursríkt. Voyager 2 uppgötvaði meðal annars að segulsvið reikistjörnunnar hnikaði frá miðju hennar líkt og segulsvið Úranusar. Einnig mældi Voyager 2 snúningstímann og sá óvenjuvirkt veðrakerfi. Sex ný fylgitungl fundust og fleiri hringar umhverfis reikistjörnuna. Eftir að geimfarið sigldi fram hjá reikistjörnunni tók það stefnuna út úr sólkerfinu okkar. Geimfarið hafði þá verið í geimnum í 12 ár og að baki var ómetanleg rannsóknarferð fram hjá Júpíter, Satúrnusi, Úranusi og loks Neptúnusi.

Innviðir

Neptúnus er ríflega sautján sinnum massameiri en jörðin og er hann því næstmassaminnstur af ytri reikistjörnunum. Eðlismassi hans er 1,638 g/cm³ sem þýðir að hann er fjórða eðlisléttasta reikistjarnan á eftir Satúrnusi, Úranusi og Júpíter. Eðlismassi Neptúnusar bendir til þess að hann sé mestmegnis úr blöndu vatns, ammoníaks og metans.

Lofthjúpur Neptúnusar er um 5-10% massans og teygir sig um 10 til 20% af vegalengdinni inn í átt að kjarnanum. Eftir því sem neðar dregur eykst þrýstingurinn og hitastigið um leið umtalsvert. Þar fyrir neðan er möttull úr vatni, metani, ammoníaki og öðrum efnum. Þrýstingurinn í möttlinum er gífurlegur, um 100.000 bör og hitastigið sömuleiðis hátt eða í kringum 2000°C. Við þennan hita og þrýsting eru efnin vökvakennd og vökvinn mjög rafleiðandi. Massi möttulsins er líklega 10 til 15 jarðmassar. Á 7000 km dýpi gætu aðstæður verið þannig að metan þéttist í demanta sem rignir niður að kjarnanum.

Innst er svo loks kjarninn. Kjarninn er líklega úr járni, nikkel, bergi og ís; álíka massamikill og jörðin. Þrýstingurinn þar er milljón sinnum meiri en við yfirborð jarðar og hitastigið sennilega rétt um 5000°C.

Lofthjúpur

Gögn frá Voyager 2 sýndu að efnasamsetning lofthjúps Neptúnusar svipar til lofthjúps Úranusar. Lofthjúpurinn er 80% vetni og 19% helín en restin mestmegnis metan. Metanið í lofthjúpnum dregur í sig rautt ljós en dreifir bláu ljósi og gefur Neptúnusi því þennan fagurbláa blæ.

Vindakerfi Neptúnusar er gríðarlega öflugt, raunar hið öflugasta í sólkerfinu og ná öflugustu vindarnir nærri 600 m/s. Rannsóknir á færslu skýja í lofthjúpnum sýna breytilegan vindhraða, allt frá 20 m/s í austurátt til 325 m/s í vesturátt. Við skýjatoppinn er vindhraðinn oftast frá 400 m/s við miðbauginn niður í 250 m/s við pólsvæðin. Flestir vindar Neptúnusar blása í gagnstæða átt við snúningsáttina.

Ský og stormar

Þegar Voyager 2 flaug fram hjá Úranusi sáu stjörnufræðingar óvenjufá ský og bjuggust ekki við miklu þegar geimfarið heimsótti Neptúnus. Lofthjúpur Neptúnusar reyndist hins vegar þvert á móti mjög forvitnilegur. Ólíkt Úranusi eru skýin mun greinilegri og þegar Voyager 2 flaug fram hjá var stór dökkur blettur á suðurhvelinu augljósasta kennileitið. Dökki bletturinn reyndist ekki mjög langlífur því þegar Hubble-sjónaukinn beindi sjónum sýnum að Neptúnusi árið 1994 var dökki bletturinn horfinn. Ári síðar hafði annar dökkur blettur birst á norðurhvelinu.

Voyager 2 sá einnig nokkur áberandi ljós ský í lofthjúpnum. Talið er að þessi ský verði til þegar vindur blæs metangasi upp í efri hluta lofthjúpsins, sem er svalari. Þar þéttist gasið og myndar ammoníakkristalla sem svo birtast sem hvít ský. Á myndum Voyagers 2 eru þessi ský hátt í lofthjúpnum og varpa skuggum á lægri svæði hans.

Vegna mikillar fjarlægðar frá sól nýtur Neptúnus helmingi minni sólarorku en Úranus. Engu að síður er lofthjúpurinn óvenjuvirkur, mun virkari en lofthjúpur Úranusar. Það þýðir að einhver innri orka er til staðar í Neptúnusi. Margt bendir til þess að Neptúnus geisli frá sér meiri orku en hann fær frá sólinni, líkt og Júpíter. Líklega er Neptúnus enn að dragast saman en við það breytist þyngdarorkan í varmaorku sem veldur því að kjarninn hitnar. Þessi samblanda hlýrra innviða og kalds ytri lofthjúps veldur iðustraumum í Neptúnusi sem færir gas upp og niður innan reikistjörnunnar og við það verður skýja- og stormamyndun.

Hringar

Neptúnus hefur hringakerfi líkt og hinir risarnir í sólkerfinu. Hringarnir eru miklu minni en hringar Satúrnusar og líkjast einna helst hringum Úranusar. Hringarnir eru að mestu úr metanísögnum sem þaktar eru dökku efni, líklega kolefni, sem gefur þeim rauðleitan blæ og dökku ryki.

Fyrstu merki þess að Neptúnus hefði hringi sáust árið 1968 þegar stjörnufræðingar fylgdust með því þegar reikistjarnan gekk fyrir fastastjörnu og myrkvaði hana. Við myrkvunina blikkaði stjarnan, líkt og eitthvað hindraði að ljósið frá henni bærist beint til jarðar. Hringarnir virtust aftur á móti ekki samfelldir því ljósið virtist blikka mismikið.

Þegar Voyager 2 flaug fram hjá komu í ljós nokkrir daufir en áhugaverðir hringir. Hringarnir eru nefndir eftir þeim stjörnufræðingum sem lögðu mikið af mörkum til rannsókna á Neptúnusi.

Fylgitungl

Umhverfis Neptúnus ganga að minnsta kosti þrettán fylgitungl. Af þeim eru fjögur smalatungl, þau Naíad, Þalassa, Despína og Galatea, sem þýðir að þau hringsóla um Neptúnus innan hringakerfisins.

Stærsta tunglið, Tríton, fannst einungis rúmum tveimur vikum eftir að Neptúnus fannst árið 1846. Tríton er langstærst fylgitungla Neptúnusar og inniheldur yfir 99% af heildarmassa tungla- og hringakerfisins reikistjörnunnar.

---

Þetta svar er hluti af lengri umfjöllun um Neptúnus á Stjörnufræðivefnum og er hér birt með góðfúslegu leyfi. Þar má einnig finna myndir úr þessu svari....