Netuno

Netuno

Netuno da Voyager 2 com Grande mancha escura à esquerda e Pequeno ponto escuro no canto inferior direito. Nuvens brancas são compostas de metano gelo; coloração azul global é devido, pelo menos em parte, ao metano absorção de luz vermelha.
Descoberta
Descoberto por	Urbain Le Verrier John Couch Adams Johann Galle
Data da descoberta	23 de setembro de 1846
Designações
Pronúncia	/ n ɛ p tj u n /
Adjetivo	Neptuniano
Características orbitais
Época J2000
Afélio	4553946490 quilômetros 30.44125206 AU
Periélio	4452940833 quilômetros 29.76607095 UA
Semi-eixo maior	4503443661 quilômetros 30.10366151 UA
Excentricidade	0,011214269
Período orbital	60,190.03 dias 164,79 anos 89.666 Neptune dias solares
Período sinódico	367,49 dias
Velocidade média orbital	5,43 km / s
A média de anomalia	267.767281 °
Inclinação	1.767975 ° a Eclíptica 6,43 ° para Equador do Sol 0,72 ° para Plano invariável
Longitude do nó ascendente	131.794310 °
Argumento do periélio	265.646853 °
Satélites	13
Características físicas
Equatorial raio	24.764 ± 15 km 3,883 Terras
Raio polar	24,341 ± 30 km 3,829 Terras
Achatamento	0,0171 ± 0,0013
Superfície	7,6183 × 10 9 km 2 14,98 Terras
Volume	6,254 × 10 13 km 3 57,74 Terras
Massa	1,0243 × 10 26 kg 17,147 Terras 5,15 × 10 -5 Suns
Média densidade	1,638 g / cm 3
Equatorial gravidade superficial	11,15 m / s 2 1.14 g
Velocidade de escape	23,5 km / s
Período de rotação sideral	0,6713 dias 16 h 6 min 36 s
Velocidade de rotação Equatorial	2,68 km / s 9660 kmh
Inclinação axial	28,32 °
Polo Norte ascensão direita	19 h 57 m 20 s 299,3 °
Polo Norte declinação	42,950 °
Albedo	0.290 ( Bond) 0,41 ( geom.)
Superfície temporário. min significar max Nível 1 bar 72 K 0,1 bar (10 kPa) 55 K
Magnitude aparente	8,02-7,78
Diâmetro angular	2,2-2,4 "
Atmosfera
Altura da escala	19,7 ± 0,6 km
Composição	80 ± 3,2% hidrogénio (H2) 19 ± 3,2% hélio (He) 1,5 ± 0,5% metano (CH 4) ~ 0,019% deuteride hidrogênio (HD) ~ 0,00015% etano (C 2 H 6) Ices: amoníaco (NH3) água (H2O) hydrosulfide de amónio (NH4 SH) metano (?)

Netuno é o oitavo e mais distante planeta do Sol no Sistema Solar . É o quarto maior planeta pelo diâmetro eo terceiro maior em massa. Netuno é 17 vezes a massa da Terra e é um pouco mais maciço do que seu próximo-gêmeo Urano , que é 15 vezes a massa da Terra, mas não tão densa. Em média, Netuno orbita o Sol a uma distância de 30,1 UA, aproximadamente 30 vezes a distância Terra-Sol. Nomeado para o Deus romano do mar, a sua símbolo astronômico é ♆, uma versão estilizada do deus Netuno tridente.

Netuno foi o primeiro planeta encontrado pela previsão matemática um pouco do que por observação empírica. As mudanças inesperadas na órbita de Uranus conduziram Alexis Bouvard deduzir que sua órbita era sujeita à gravitacional perturbação por um planeta desconhecido. Netuno foi posteriormente observado em 23 de Setembro 1846 por Johann Galle dentro de um grau da posição prevista pela Urbain Le Verrier, e sua maior lua, Triton, foi descoberta pouco depois, embora nenhum do planeta de 12 restantes luas foram localizados telescopicamente até o século 20. Netuno foi visitado por somente uma nave espacial, Voyager 2, que voou pelo planeta em 25 de Agosto de 1989.

Netuno é semelhante em composição a Urano , e ambos têm composições diferentes das dos maiores gigantes gasosos , Júpiter e Saturno . A atmosfera de Netuno, enquanto semelhante ao de Júpiter e de Saturno em que é composta principalmente de hidrogênio e hélio , juntamente com vestígios de hidrocarbonetos e, possivelmente, de azoto , contém uma proporção mais elevada de "congela" como a água, amoníaco , e metano . Os astrônomos algumas vezes categorizar Urano e Netuno como " gigantes de gelo ", a fim de enfatizar essas distinções. O interior de Netuno, como o de Urano, é composto principalmente de congela e rocha. É possível que o núcleo tem uma superfície sólida, mas a temperatura seria milhares de graus ea atmosfera pressão esmagadora. Traços de metano nas regiões ultraperiféricas em conta a parte para a aparência azul do planeta.

Em contraste com a atmosfera nebulosa, relativamente inexpressivo de Urano, a atmosfera de Netuno é notável por seus padrões climáticos ativos e visíveis. Por exemplo, no momento da Voyager 1989 2 sobrevôo, hemisfério sul do planeta possuía um Grande mancha escura comparável à Grande Mancha Vermelha de Júpiter . Estes padrões climáticos são conduzidos pelos ventos mais fortes de qualquer planeta do Sistema Solar, com velocidades de vento gravadas tão alto quanto 2.100 quilômetros por hora (1,300 mph). Devido à sua grande distância do Sol, a atmosfera exterior de Netuno é um dos lugares mais frios do sistema solar, com temperaturas em suas partes superiores de nuvem se aproximando -218 ° C (55 K ). As temperaturas no centro do planeta são de aproximadamente 5.400 K (5.000 ° C). Netuno tem um fraco e fragmentado sistema de anel (rotulado 'arcos'), que podem ter sido detectado durante a década de 1960, mas só foi indiscutivelmente confirmada em 1989 pela Voyager 2.

História

Descoberta

De Galileu desenhos mostram que ele observou primeiro Netuno em 28 de dezembro de 1612, e novamente em 27 de Janeiro de 1613. Em ambas as ocasiões, Galileo confundiu Neptune para uma estrela fixa quando apareceu-em estreita muito conjunção Júpiter-a no céu noturno; Por isso, ele não é creditado com a descoberta de Netuno. Durante o período de sua primeira observação em dezembro de 1612, Netuno era estacionária no céu porque ele tinha acabado de fazer retrógrada naquele mesmo dia. Este movimento para trás aparente é criado quando a órbita da Terra leva-lo após um planeta exterior. Como Netuno estava apenas começando seu ciclo anual retrógrado, o movimento do planeta era muito leve para ser detectada com pequena de Galileu telescópio . Em julho de 2009, Universidade de Melbourne físico David Jamieson anunciou novas evidências sugerindo que Galileu foi, pelo menos, cientes de que a estrela tinha observado havia se mudado em relação ao estrelas fixas.

Em 1821, Alexis Bouvard publicou tabelas astronômicas do órbita do vizinho de Netuno Urano. Observações subsequentes revelaram desvios significativos relativamente às tabelas, levando Bouvard a hipótese de que um corpo desconhecido foi perturbando a órbita através gravitacional interação. Em 1843, John Couch Adams começou a trabalhar na órbita de Urano usando os dados que ele tinha. Via Diretor do Observatório de Cambridge James Challis, ele solicitou dados adicionais a partir de Sir George Airy, o Astrônomo Real, que forneceu em fevereiro de 1844. Adams continuou a trabalhar em 1845-46 e produziu várias estimativas diferentes de um novo planeta.

Urbain Le Verrier

Em 1845-1846, Urbain Le Verrier, independentemente de Adams, desenvolvido seus próprios cálculos, mas também dificuldades em estimular qualquer entusiasmo em seus compatriotas. Em junho de 1846, ao ver estimativa publicada pela primeira vez de Le Verrier da longitude do planeta e sua semelhança com a estimativa de Adams, Airy persuadido Challis a procurar o planeta. Challis em vão vasculhou o céu no mês de Agosto e Setembro.

Enquanto isso, Le Verrier por carta instou Berlin Observatório astrônomo Johann Gottfried Galle para procurar com o observatório de refrator. Heinrich d'Arrest, um estudante no observatório, sugeriu a Galle que eles poderiam comparar um gráfico elaborado recentemente do céu na região do local previsto de Le Verrier com o céu atual para procurar a característica deslocamento de um planeta , ao contrário de um estrela fixa. A mesma noite do dia da recepção da carta de Le Verrier em 23 de setembro de 1846, Netuno foi descoberto dentro de 1 ° de Le Verrier, onde tinha previsto que seja, e cerca de 12 ° de previsão Adams '. Challis depois percebi que ele tinha observado o planeta duas vezes em agosto (Neptune havia sido observado em 8 e 12 de agosto, mas porque Challis faltava um mapa estelar-up-to-date ele não foi reconhecido como um planeta), não para identificá-lo que é devido a sua abordagem casual para o trabalho.

Na sequência da descoberta, havia muita rivalidade nacionalista entre os franceses e os britânicos sobre quem tinha prioridade e mereceu crédito pela descoberta. Eventualmente um consenso internacional se que tanto Le Verrier e Adams merecia conjuntamente crédito. Desde 1966 Dennis Rawlins questionou a credibilidade da alegação de Adams para co-descoberta ea questão foi reavaliado pelos historiadores com o retorno, em 1998, dos "documentos de Netuno" (documentos históricos) para o Observatório Real de Greenwich. Depois de analisar os documentos, eles sugerem que "Adams não merece crédito igual com Le Verrier para a descoberta de Netuno. Esse crédito pertence somente à pessoa que teve sucesso tanto na previsão lugar do planeta e em convencer os astrônomos para procurá-lo."

Nomeando

Pouco depois de sua descoberta, Netuno foi referido simplesmente como "o exterior planeta Urano" ou como "o planeta de Le Verrier". A primeira sugestão para um nome veio de Galle, que propôs o nome Janus. Na Inglaterra, Challis indicou o nome Oceanus.

Reivindicando o direito de nomear a sua descoberta, Le Verrier rapidamente propôs o nome de Netuno para este novo planeta, enquanto falsamente afirmando que este havia sido oficialmente aprovado pelos franceses Bureau des Longitudes. Em outubro, ele procurou para nomear o planeta Le Verrier, depois de si mesmo, e ele teve apoio leal neste diretor do observatório, François Arago. Esta sugestão reuniu-se com forte resistência fora da França. Almanaques franceses rapidamente reintroduziu o nome de Herschel de Urano, que após o descobridor do planeta Sir William Herschel, e Leverrier para o novo planeta.

Struve saiu em favor do nome de Netuno em 29 de dezembro de 1846, para a São Petersburgo Academia de Ciências. Logo Netuno se tornou o nome internacionalmente aceites. Na mitologia romana , Netuno era o deus do mar, identificada com o grego Poseidon. A procura de um nome mitológico parecia estar em consonância com a nomenclatura dos outros planetas, todos os quais, exceto para a Terra, foram nomeadas para grega e mitologia romana .

A maioria das linguagens de hoje, mesmo em países que não têm vínculo direto com a cultura greco-romana, usar alguma variante do nome "Neptune" para o planeta; em chinês, japonês e Coreano, o nome do planeta foi traduzido literalmente como "rei de mar estrela" (海王星), uma vez que Netuno era o deus do mar. Em moderna grega , porém, o planeta é chamado Poseidon (Ποσειδώνας: Poseidonas), o equivalente grego para Netuno.

Estado

Desde a sua descoberta em 1846 até o posterior descoberta de Plutão em 1930, Netuno era o planeta mais distante conhecido. Após a descoberta de Plutão Netuno tornou-se o penúltimo planeta, exceto por um período de 20 anos entre 1979 e 1999, quando a órbita elíptica de Plutão trouxe mais perto do Sol do que Netuno. A descoberta do cinturão de Kuiper em 1992 levou muitos astrónomos debatem se Plutão deve ser considerado um planeta em seu próprio direito ou parte da maior estrutura do cinto. Em 2006, o União Astronômica Internacional definido a palavra "planeta" pela primeira vez, reclassificar Plutão como um " planeta anão "e fazendo Neptune mais uma vez o último planeta do Sistema Solar.

Composição e estrutura

A comparação do tamanho de Netuno e da Terra

Com uma massa de 1,0243 × 10 ²⁶ kg, Netuno é um órgão intermediário entre a Terra e os maiores gigantes gasosos : a sua massa é dezessete vezes a da Terra, mas a apenas 1/19 que de Júpiter . Do planeta gravidade de superfície é apenas ultrapassado por Júpiter . De Netuno equatorial raio de 24.764 quilômetros é quase quatro vezes maior do que a Terra. Netuno e Urano são muitas vezes consideradas uma sub-classe de gigante de gás denominado " gigantes de gelo ", devido ao seu menor tamanho e concentrações mais elevadas de voláteis em relação a Júpiter e Saturno . Na busca de planetas extra-solares Netuno tem sido utilizado como um metonímia: descobertos corpos de massa similar são muitas vezes referidos como "Neptunes", assim como os astrônomos se referem a diversos órgãos extra-solares como "Júpiteres".

Estrutura interna

Estrutura interna de Netuno se assemelha ao de Urano . As suas formas atmosfera de cerca de 5% a 10% da sua massa e estende-se, talvez, 10% a 20% do caminho para o núcleo, onde se atinge pressões de cerca de 10 GPa. O aumento da concentração de metano , amoníaco e água são encontrados nas regiões inferiores da atmosfera.

A estrutura interna de Netuno:
1. Alta atmosfera, nuvens topo
2. Atmosfera constituído por hidrogénio, hélio e gás metano
3. Mantle consistindo de água, amônia e metano ices
4. Núcleo consiste em rocha (silicatos e de níquel-ferro)

O manto atinge temperaturas de 2.000 K e 5.000 K. É equivalente a 10 a 15 massas terrestres e é rica em água, amônia e metano. Como é habitual na ciência planetária, esta mistura é referida como gelada mesmo que seja um fluido quente, altamente denso. Esse fluido, que tem uma alta condutividade elétrica, é às vezes chamado de um oceano de água-amônia. A uma profundidade de 7000 km, as condições podem ser tais que o metano decompõe-se em cristais de diamante que então precipitam em direcção ao núcleo. O manto pode ser constituída por uma camada de água iónica para as moléculas de água decompõem-se em uma sopa de iões de hidrogénio e de oxigénio, e mais profunda para baixo água superionic em que o oxigênio cristaliza mas os íons de hidrogênio flutuam livremente na rede de oxigênio.

O núcleo de Netuno é composto por ferro, níquel e silicatos, com um modelo interior dando uma massa de cerca de 1,2 vezes maior do que a Terra. A pressão no centro é 7 Mbar (700 GPa), cerca de duas vezes tão elevada como a que o centro da Terra, e a temperatura pode ser de 5.400 K.

Atmosfera

Cor combinado e near- imagem infravermelha de Netuno, mostrando faixas de metano na sua ambiente, e quatro dos seus luas, Proteus, Larissa, Galatea, e Despina.

Em altas altitudes, a atmosfera de Netuno é de 80% de hidrogênio e 19% de hélio . Uma quantidade vestigial de metano também presente. Bandas de absorção proeminente de metano ocorre a comprimentos de onda acima de 600 nm, na parte vermelha e infravermelha do espectro. Tal como acontece com Urano, esta absorção de luz vermelha pelo metano atmosférico é parte do que dá a Netuno sua cor azul, embora vívido azul de Netuno difere da mais branda de Urano ciano. Desde teor de metano atmosférico de Netuno é semelhante à de Urano, alguns constituinte atmosférico desconhecido é pensado para contribuir para a cor de Netuno.

A atmosfera de Netuno é sub-dividido em duas regiões principais; o menor troposfera, onde a temperatura diminui com a altitude, ea estratosfera, onde a temperatura aumenta com a altitude. A fronteira entre os dois, o tropopause, ocorre a uma pressão de 0,1 bar (10 kPa). A estratosfera, em seguida, abre caminho para a thermosphere a uma pressão inferior a 10 ^-5 a 10 ^-4 microbars (1 a 10 Pa). A termosfera transita gradualmente para o exosfera.

Bandas de nuvens de alta altitude lançar sombras na parte inferior coberta de nuvens de Netuno

Modelos sugerem que a troposfera de Netuno é atado por nuvens de composições diferentes, dependendo da altitude. As nuvens de nível superior ocorrer em pressões abaixo de um bar, onde a temperatura é adequada para o metano para condensar. Para pressões de entre um e cinco bares (100 e 500 kPa), nuvens de amônia e sulfureto de hidrogénio são acreditados para formar. Acima de uma pressão de cinco barras, as nuvens pode consistir de amoníaco, sulfeto de amônio, sulfato de hidrogênio e água. Nuvens mais profundas de gelo de água deve ser encontrada a pressões de cerca de 50 bares (5,0 MPa), quando a temperatura atinge 0 ° C. Por baixo, pode ser encontrada nuvens de amônia e sulfeto de hidrogênio.

Nuvens de alta altitude em Netuno foram observados sombras de fundição no deck opaco nuvem abaixo. Há também faixas de nuvens de alta altitude que envolvem em torno do planeta a uma latitude constante. Estas bandas circunferenciais têm larguras de 50-150 km e mentir sobre 50-110 km acima do convés nuvem.

Netuno espectros sugerem que a sua baixa estratosfera é nebuloso devido à condensação de produtos de ultravioleta fotólise de metano, tais como etano e acetileno. A estratosfera é também o lar de pequenas quantidades de monóxido de carbono e cianeto de hidrogénio . A estratosfera de Netuno é mais quente do que a de Urano, devido à elevada concentração de hidrocarbonetos.

Por razões que permanecem obscuras, termosfera do planeta é a uma temperatura anormalmente alta de cerca de 750 K. O planeta é muito longe do Sol para este calor a ser gerado por ultravioleta radiação. Um candidato a um mecanismo de aquecimento atmosférico é a interação com os íons do planeta de campo magnético. Outros candidatos são ondas de gravidade a partir do interior que se dissipar na atmosfera. O thermosphere contém traços de dióxido de carbono e água, que podem ter sido depositada a partir de outras fontes, tais como meteoritos e poeira.

Magnetosfera

Netuno também se assemelha a Urano em seu magnetosfera, com um campo magnético fortemente inclinada em relação à sua eixo de rotação a 47 ° e compensar pelo menos 0.55 raios, ou cerca de 13500 km do centro físico do planeta. Antes da chegada Voyager 2 's em Neptune, foi a hipótese de que inclinado magnetosfera de Urano foi o resultado de sua rotação para o lado. Na comparação entre os campos magnéticos dos dois planetas, os cientistas agora pensam que a orientação extrema pode ser característica de fluxos em interiores dos planetas. Este campo pode ser gerado por movimentos fluidos convectivas em uma concha esférica fina de electricamente condutor líquidos (provavelmente uma combinação de amoníaco, metano e água), resultando numa ação dínamo.

O componente de dipolo do campo magnético no equador magnético de Neptuno é de cerca de 14 0,14 (microteslas L). O dipolo momento magnético de Neptuno é de cerca de 2,2 x 10 ¹⁷ T · m ³ (14 mT · _N R ^3, em que R _N é o raio de Neptuno). O campo magnético de Netuno tem uma geometria complexa que inclui relativamente grandes contributos dos componentes não-dipolares, incluindo uma forte momento de quadrupole que pode exceder o momento de dipolo em força. Em contrapartida, Terra, Júpiter e Saturno têm apenas relativamente pequenos momentos quadrupolo, e os seus campos são menos inclinadas a partir do eixo polar. O grande momento de quadrupole de Netuno pode ser o resultado de deslocada do centro do planeta e restrições geométricas gerador de dínamo do campo.

Netuno choque de curva, onde a magnetosfera começa a retardar o vento solar, ocorre a uma distância de 34,9 vezes o raio do planeta. O magnetopausa, onde a pressão da magnetosfera contrabalança o vento solar, fica a uma distância de 23-26,5 vezes o raio de Neptuno. A cauda do magnetosfera se estende para fora para, pelo menos, 72 vezes o raio do Neptune, e muito provavelmente muito mais longe.

Anéis planetários

Anéis de Netuno, tiradas pela Voyager 2

Neptuno tem um sistema de anel planetário, embora um muito menos substancial do que a de Saturno. Os anéis podem consistir em partículas de gelo revestidos com silicatos ou material à base de carbono, que muito provavelmente lhes dá uma tonalidade avermelhada. Os três anéis principais são o anel Adams estreito, 63,000 km do centro de Netuno, o Le Verrier Anel, em 53,000 km, ea mais ampla, Anel Galle mais fraco, a 42.000 km. Uma extensão para o exterior fraco para o Anel Le Verrier foi nomeado Lassell; ela é limitada na sua aresta exterior pelo anel Arago em 57 mil km.

O primeiro desses anéis planetários foi descoberto em 1968 por uma equipe liderada por Edward Guinan, mas foi mais tarde pensei que este anel pode estar incompleta. A prova de que os anéis podem ter lacunas surgiu pela primeira vez durante uma ocultação estelar em 1984, quando os anéis obscurecida uma estrela na imersão, mas não na emersão. Imagens por Voyager 2 em 1989 resolveu a questão, mostrando vários anéis fracos. Estes anéis têm uma estrutura agrupado, a causa de que não é actualmente entendida, mas que pode ser devido à interacção gravitacional com pequenas luas em órbita perto deles.

O anel mais externo, Adams, contém cinco arcos proeminentes agora chamado Coragem, Liberté, Egalité 1, 2 e Egalité Fraternité (Coragem, Liberdade, Igualdade e Fraternidade). A existência de arcos era difícil explicar porque as leis do movimento poderia prever que seria arcos espalhados em um anel uniforme em escalas de tempo muito curtos. Os astrónomos acreditam agora que os arcos são encurralados em sua forma atual pelos efeitos gravitacionais de Galatea, uma lua apenas para dentro do ringue.

Observações de Terra anunciadas em 2005 apareceu para mostrar que os anéis de Netuno são muito mais instável do que se pensava anteriormente. As imagens captadas a partir da WM Keck Observatory, em 2002 e 2003 mostram deterioração considerável nos anéis quando comparado com imagens por Voyager 2. Em particular, parece que o arco Liberté pode desaparecer em menos de um século.

Clima

Uma diferença entre Netuno e Urano é o nível típico de atividade meteorológica. Quando a sonda Voyager 2 voou por Urano em 1986, que o planeta foi visualmente bastante sem graça. Em contraste Neptune exibiu fenómenos meteorológicos notáveis durante o 1989 Voyager 2 fly-by.

O Grande Mancha Escura (top), Scooter (nuvem branca no meio), ea Pequena Mancha Escura (parte inferior), com contraste exagerado.

Tempo de Netuno é caracterizada por sistemas de tempestades extremamente dinâmicos, com ventos atingindo velocidades de quase 600 m / s-quase atingir fluxo supersônico. Mais tipicamente, acompanhando o movimento de nuvens persistentes, as velocidades do vento ter sido demonstrado que variam de 20 m / s na direcção leste até 325 m / s para oeste. No topo das nuvens, os ventos predominantes variam em velocidade de 400 m / s ao longo do equador até 250 m / s nos pólos. A maioria dos ventos na Neptune mover num sentido oposto a rotação do planeta. O padrão geral de ventos mostrou rotação prograde em altas latitudes vs. rotação retrógrada em latitudes mais baixas. A diferença na direcção do fluxo acredita-se ser um "efeito de pele" e não devido a quaisquer processos atmosféricos mais profundas. A 70 ° latitude S, um jacto de alta velocidade viaja a uma velocidade de 300 m / s.

A abundância de metano, etano e ethyne no equador de Netuno é 10-100 vezes maior do que nos pólos. Isso é interpretado como evidência para a ressurgência no equador e subsidência perto dos pólos.

Em 2007, foi descoberto que a troposfera superior do pólo sul de Netuno era cerca de 10 ° C mais quente do que o resto de Netuno, que calcula a média de aproximadamente -200 ° C (70 K). O diferencial de calor é suficiente para deixar o metano, que em outra parte encontra-se congelado na atmosfera superior de Netuno, vazar o gás através do pólo sul e para o espaço. O "hot spot" parente é devido a Netuno inclinação axial, que expôs o pólo sul para a Sun para o último trimestre do ano de Netuno, ou cerca de 40 anos terrestres. Como Netuno se move lentamente para o lado oposto do Sol, o pólo sul será escurecida eo pólo norte iluminado, causando a liberação de metano para mudar para o pólo norte.

Devido a mudanças sazonais, as faixas de nuvens no hemisfério sul de Netuno foram observados para aumentar de tamanho e albedo. Esta tendência foi observada pela primeira vez em 1980 e está prevista para durar até cerca de 2020. O período orbital de longa resultados Netuno em estações com duração de quarenta anos.

Storms

A Grande Mancha Escura, como fotografada pela Voyager 2

Em 1989, o Grande mancha escura, um sistema de tempestade anticiclónica abrangendo 13000 × 6600 km, foi descoberto por NASA 's espaçonave Voyager 2. A tempestade se assemelhava a Grande Mancha Vermelha de Júpiter. Cerca de cinco anos depois, em 2 de Novembro de 1994, o telescópio espacial Hubble não vi a Grande Mancha Escura no planeta. Em vez disso, uma nova tempestade semelhante à Grande Mancha Escura foi encontrada no hemisfério norte do planeta.

A Scooter é outra tempestade, um grupo nuvem branca mais ao sul do que a Grande Mancha Escura. Seu apelido é devido ao fato de que, quando detectado pela primeira vez em meses que antecederam a 1989 Voyager 2 encontrá-lo moveu mais rápido do que a Grande Mancha Escura. Imagens subsequentes revelaram nuvens ainda mais rápidos. O Pequena Mancha Escura é uma tempestade ciclônica do sul, o segundo mais intensa tempestade observados durante o encontro de 1989. Inicialmente, era completamente escuro, mas como Voyager 2 aproximou-se do planeta, um núcleo brilhante desenvolvido e pode ser visto na maior parte das imagens de alta resolução.

Manchas escuras de Netuno são pensados para ocorrer no troposfera em altitudes mais baixas do que as características da nuvem brilhante, para que eles aparecem como buracos nas formações de nuvens mais altas. Como eles são características estáveis que podem persistir por vários meses, eles são pensados para ser estruturas de vórtice. Freqüentemente associada com manchas escuras são mais brilhantes, nuvens de metano persistentes que se formam ao redor do camada tropopausa. A persistência da companhia nuvens mostra que alguns ex-manchas escuras podem continuar a existir como ciclones, embora eles não são mais visíveis como uma característica escuro são. Manchas escuras pode se dissipar quando migram muito perto do equador ou possivelmente através de algum outro mecanismo desconhecido.

Aquecimento interno

Quatro imagens tomadas algumas horas distante com Wide Field Camera Telescope da NASA / ESA Hubble de 3.

Tempo mais variada de Neptuno quando comparado com Urano acredita-se ser devido em parte à sua maior aquecimento interno. Apesar de Netuno fica a meio novamente como longe do Sol como Urano, e recebe apenas 40% a sua quantidade de luz solar, temperaturas da superfície dos dois planetas 'são aproximadamente iguais. As regiões superiores da troposfera de Neptuno alcançar uma baixa temperatura de -221,4 ° C (51,8 K). A uma profundidade onde a atmosférica pressão igual a 1 bar (100 kPa), a temperatura é -201,15 ° C (72.00 K). Deeper no interior das camadas de gás, a temperatura sobe de forma constante. Tal como acontece com Urano, a fonte deste aquecimento é desconhecida, mas a discrepância é maior: Urano única irradia 1,1 vezes mais energia que recebe do Sol; enquanto Netuno irradia cerca de 2,61 vezes mais energia que recebe do Sol Netuno é o planeta mais distante do Sol, mas sua energia interna é suficiente para conduzir os ventos planetários mais rápidos visto no Sistema Solar. Várias explicações possíveis foram sugeridos, incluindo aquecimento radiogenic do núcleo do planeta, a conversão de metano sob alta pressão em hidrogênio, diamante e mais hidrocarbonetos (o hidrogênio eo diamante, então, subir e pia, respectivamente, liberando energia potencial gravitacional), e convecção na atmosfera mais baixa que provoca ondas de gravidade para quebrar acima da tropopausa.

Órbita e rotação

Netuno (arco vermelho) completa uma volta em torno do Sol (centro) para cada 164,79 órbitas da Terra. O objeto azul é Uranus.

A distância média entre Netuno eo Sol é 4,50 bilhões de km (cerca de 30,1 UA), e completa uma órbita em média a cada 164,79 anos, sujeito a uma variação de cerca de ± 0,1 anos.

Em 11 de Julho de 2011, Netuno completou o seu primeiro full barycentric órbita desde a sua descoberta em 1846, apesar de não aparecer em sua posição exata descoberta no nosso céu, porque a Terra estava em um local diferente em sua órbita de 365,25 dias. Por causa do movimento do sol em relação ao baricentro do sistema solar, em 11 de Julho Neptune, também não foi descoberta a sua posição exacta em relação ao sol; se o mais comum heliocêntrica do sistema de coordenadas será utilizada, a longitude descoberta foi alcançado em 12 de julho de 2011.

A órbita elíptica de Netuno está inclinado 1,77 ° em relação à Terra. Por causa de um excentricidade de 0,011, a distância entre Netuno eo Sol varia em 101 milhões de km entre periélio e afélio, os pontos do planeta desde o Sol ao longo do caminho orbital, respectivamente, mais próximos e mais distantes.

A inclinação axial do Neptune é 28,32 °, que é semelhante às inclinações de terra (23 °) e Marte (25 °). Como resultado, este planeta experimenta mudanças sazonais semelhantes. O longo período orbital de Netuno significa que as estações duram por quarenta anos terrestres. O seu período de rotação sideral (dia) é de aproximadamente 16,11 horas. Desde a sua inclinação axial é comparável à da Terra, a variação no comprimento do seu dia ao longo do ano a sua longa não é mais extrema.

Como Netuno não é um corpo sólido, a sua atmosfera sofre rotação diferencial. A zona equatorial ampla gira com um período de cerca de 18 horas, o que é mais lenta do que a rotação de 16,1 horas de campo magnético do planeta. Por outro lado, o inverso é verdadeiro para as regiões polares, onde o período de rotação é de 12 horas. Esta rotação diferencial é o mais pronunciado de qualquer planeta do Sistema Solar, e isso resulta em forte cisalhamento do vento latitudinal.

Ressonâncias orbitais

Um diagrama que mostra os principais ressonâncias orbitais no cinturão de Kuiper causada por Netuno: as regiões destacadas são as 2: 3 de ressonância (plutinos), o nonresonant "Cinturão clássica" (cubewanos), ea ressonância de 1: 2 ( twotinos).

A órbita de Netuno tem um profundo impacto sobre a região diretamente além dele, conhecido como o cinturão de Kuiper. O cinturão de Kuiper é um anel de pequenos mundos gelados, semelhante ao cinturão de asteróides, mas muito maior, estendendo-se desde a órbita de Netuno em 30 AU para cerca de 55 UA do Sol Muito da mesma forma que a gravidade de Júpiter domina o cinturão de asteróides, moldando sua estrutura, assim que a gravidade de Netuno domina o cinturão de Kuiper . Sobre a idade do Sistema Solar, certas regiões do cinturão de Kuiper ficar desestabilizado pela gravidade de Netuno, criando lacunas na estrutura do cinturão de Kuiper. A região entre 40 e 42 AU é um exemplo.

Não existem órbitas fazer dentro dessas regiões vazias onde os objetos podem sobreviver à idade do Sistema Solar. Estes ressonâncias ocorrem quando o período orbital de Neptuno é uma fracção exacta do que a do objecto, tal como 1: 2, ou 3: 4. Se, digamos, um objeto orbita o Sol uma vez a cada duas órbitas de Netuno, ele só irá completar meia órbita pelo tempo Neptune retorna à sua posição original. A ressonância mais densamente povoada no cinturão de Kuiper, com mais de 200 objetos conhecidos, é o 2: ressonância 3. Objetos neste ressonância completar duas órbitas para cada três de Netuno, e são conhecidos como plutinos porque o maior dos objetos do cinturão de Kuiper conhecidos, Pluto , está entre eles. Apesar de Plutão cruza a órbita de Netuno regularmente, a 2: ressonância 3 assegura que eles nunca podem colidir. Os 3: 4, 3: 5, 4: 7 e 2: 5 ressonâncias são menos povoadas.

Netuno possui um número de objetos de tróia que ocupam a Sun -Neptune _L4 Lagrangian Point- uma região gravitacionalmente estável levando-o em sua órbita. Trojan Neptune pode ser visto como estando em uma mistura 1: 1 de ressonância com Neptuno. Alguns trojans Netuno são notavelmente estáveis em suas órbitas, e são susceptíveis de ter se formado ao lado de Netuno, em vez de ser capturado. O primeiro e até agora único objeto identificado como associado com atraso da Neptune G ₅ Ponto de Lagrange é 2008 LC18. Netuno também tem um temporário quasi-satélite, (309239) 2007 RW _10. O objeto tem sido um quasi-satélite de Netuno por cerca de 12.500 anos e vai permanecer nesse estado por mais dinâmico 12.500 anos. É provável que um objeto capturado.

Formação e migração

Uma simulação que mostra os planetas exteriores e Kuiper Belt: a) antes de Júpiter e Saturno alcançado a 2: 1 de ressonância; b) após espalhando para dentro dos objetos do Cinturão de Kuiper após a mudança orbital de Netuno; c) após a expulsão de corpos espalhados do Cinturão de Kuiper por Júpiter

A formação dos gigantes de gelo, Netuno e Urano, tem-se revelado difícil de modelar com precisão. Os modelos atuais sugerem que a densidade de matéria nas regiões exteriores do Sistema Solar era demasiado baixo para dar conta da formação de tais grandes corpos do método tradicionalmente aceito de núcleo acreção, e várias hipóteses têm sido avançadas para explicar a sua criação. Uma delas é que os gigantes de gelo não foram criados por acreção de núcleo, mas de instabilidades dentro do original disco protoplanetário, e mais tarde teve suas atmosferas explodiu por radiação a partir de uma maciça nas proximidades Estrela OB.

Um conceito alternativo é que eles formaram mais próximo do Sol, onde a densidade de matéria era superior, e posteriormente migraram para as suas órbitas correntes após a remoção do disco protoplanetária gasoso. Esta hipótese da migração após a formação é favorecida atualmente, devido à sua capacidade para explicar melhor a ocupação das populações de pequenos objetos observados na região trans-Neptunian. A corrente explicação mais amplamente aceite dos detalhes desta hipótese é conhecido como o Modelo agradável, que explora o efeito de um Neptune migração e os outros planetas gigantes sobre a estrutura da correia de Kuiper.

Moons

Neptuno (topo) e Triton (inferior)

Opinião de cor natural de Netuno com Proteus (top), Larissa (inferior direito) e Despina (à esquerda), do Telescópio Espacial Hubble

Netuno tem 13 conhecida luas. O maior, de longe, com mais de 99,5% da massa em órbita em torno de Netuno e é o único grande o suficiente para ser esferoidal, é Triton, descoberto pela William Lassell apenas 17 dias após a descoberta de Netuno. Ao contrário de todas as outras grandes luas planetárias no Sistema Solar, Triton tem uma órbita retrógrada, indicando que ele foi capturado ao invés de formar no lugar; foi provavelmente uma vez por planeta anão no cinturão de Kuiper. É perto o suficiente para Neptune a ser bloqueado em uma rotação síncrona, e ele está lentamente em espiral para dentro por causa da aceleração de maré. Ele acabará por ser dilacerada, em cerca de 3,6 bilhões anos, quando atinge o limite de Roche . Em 1989, Triton era o objeto mais frio que ainda não tinha sido medido no sistema solar, com temperaturas estimadas de -235 ° C (38 K) .

Segundo satélite conhecido de Netuno (por ordem de descoberta), a lua irregular Nereida, tem uma das órbitas mais excêntricos de qualquer satélite do sistema solar. A excentricidade de 0,7512 dá-lhe uma apoapsis que é sete vezes a sua distância periapsis de Netuno.

Lua de NetunoProteus

De julho a setembro de 1989, a Voyager 2 descobriu seis novas luas Neptunianos. Destes, a forma irregular Proteus é notável por ser tão grande quanto um corpo de sua densidade pode ser sem ser puxado para uma forma esférica pela sua própria gravidade. Embora o segundo mais maciça lua Neptuniano, é apenas 0,25% da massa de Triton. Mais íntimo quatro moons- de Netuno Naiad, Thalassa, Despina e Galatea órbita perto o suficiente para estar dentro de anéis de Netuno. O próximo-distante para fora, Larissa, foi originalmente descoberto em 1981, quando ele tinha ocultado uma estrela. Esta ocultação tinha sido atribuída a arcos de anel, mas quando a Voyager 2 observou Netuno em 1989, verificou-se ter sido causada pela lua. Cinco novas luas irregulares descobertos entre 2002 e 2003 foram anunciados em 2004. Como Netuno era o deus romano do mar, luas do planeta foram nomeados após deuses do mar menores.

Observação

Netuno nunca é visível a olho nu, com um brilho entre as magnitudes 7,7 e 8,0, o que pode ser ofuscado pela de Júpiter luas galileanas, o planeta anão Ceres e os asteróides Vesta 4 , 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno e 6 Hebe . Um telescópio ou binóculos fortes resolverá Netuno como um pequeno disco azul, similar na aparência ao Urano.

Por causa da distância de Netuno da Terra, o diâmetro angular do planeta única varia 2,2-2,4 segundos de arco, o menor dos planetas do Sistema Solar. Seu pequeno tamanho aparente tornou-se um desafio para estudar visualmente. A maioria dos dados telescópicos foi relativamente limitado até o advento do telescópio espacial Hubble e grandes telescópios terrestres com óptica adaptativa.

Da Terra, Netuno passa por aparentemovimento retrógrado a cada 367 dias, resultando em um movimento looping contra as estrelas de fundo durante cada oposição.Estes laços levou-a perto da descoberta 1846 coordena em abril e julho de 2010 e novamente em outubro e novembro de 2011.

Observação de Netuno na faixa de frequências de rádio mostra que o planeta é uma fonte de emissão contínua e rajadas irregulares. Ambas as fontes Acredita-se que se originam a partir do campo magnético rotativo do planeta. No parte infravermelha do espectro, tempestades de Neptuno parecem brilhantes contra o fundo mais frio, permitindo que o tamanho e forma destas características para ser facilmente rastreados.

Exploração

Voyager 2abordagem mais próximo 's de Netuno ocorreu em 25 de Agosto de 1989. Uma vez que esta foi a última grande planeta a nave espacial poderia visitar, decidiu-se fazer um voo rasante da lua Triton, independentemente das consequências para a trajetória, à semelhança do que foi feito para Voyager 1encontro 's comSaturnoe sua lua Titan.As imagens transmitidas para a Terra a partirVoyager 2se tornou a base de um 1989programa PBS durante toda a noite,Netuno All Night.

AVoyager 2mosaico de Triton

Durante o encontro, os sinais da sonda requerida 246 minutos para chegar à Terra. Assim, em sua maior parte, a Voyager 2 missão contou com comandos pré-carregados para o encontro Netuno. A nave espacial realizado um quase encontro com a lua Nereida antes que veio dentro de 4400 km da atmosfera de Netuno em 25 de agosto, em seguida, passou perto de maior lua do planeta Triton mais tarde no mesmo dia.

A sonda verificada a existência de um campo magnético em torno do planeta e descobriu que o campo foi deslocado do centro e inclinada de uma maneira semelhante para o campo em torno de Urano. A questão do período de rotação do planeta foi resolvida através de medições de emissões de rádio. Voyager 2 também mostrou que Neptuno tinha um sistema de tempo surpreendentemente ativa. Seis novas luas foram descobertas, eo planeta foi mostrado para ter mais de um anel.

Em 2003, houve uma proposta para a NASA 's "Missões Visão Estudos" para implementar uma " Netuno Orbiter com Sondas "missão que faz Cassini -level ciência sem poder ou propulsão elétrica à base de fissão. O trabalho está sendo feito em conjunto com JPL eo California Institute of Technology.