In de hectiek van dagen wordt de wereld voor een gewoon persoon soms teruggebracht tot de omvang van werk en thuis. Ondertussen, als je naar de lucht kijkt, kun je zien hoe onbeduidend het is op de schaal van het universum. Misschien dromen daarom jonge romantici ervan zich te wijden aan de verovering van de ruimte en de studie van de sterren. Wetenschappers-astronomen vergeten geen seconde dat er, naast de aarde met zijn problemen en geneugten, vele andere verre en mysterieuze objecten zijn. Een daarvan is de planeet Neptunus, de achtste in termen van afstand tot de zon, ontoegankelijk voor directe waarneming en daarom dubbel aantrekkelijk voor onderzoekers.
Hoe het allemaal begon
Zelfs in het midden van de 19e eeuw bevatte het zonnestelsel volgens wetenschappers slechts zeven planeten. De buren van de aarde, dichtbij en veraf, zijn bestudeerd met behulp van alle beschikbare ontwikkelingen in technologie en computergebruik. Veel kenmerken zijn eerst theoretisch beschreven en pas daarna in de praktijk bevestigd. Met de berekening van de baan van Uranus was de situatie enigszins anders. Thomas John Hussey, astronoom ende priester, ontdekte een discrepantie tussen het werkelijke traject van de veronderstelde beweging van de planeet. Er kan maar één conclusie zijn: er is een object dat de baan van Uranus beïnvloedt. In feite was dit de eerste melding van de planeet Neptunus.
Na bijna tien jaar (in 1843) berekenden twee onderzoekers tegelijkertijd in welke baan de planeet zou kunnen bewegen, waardoor de gasreus gedwongen werd ruimte te maken. Het waren de Engelsman John Adams en de Fransman Urbain Jean Joseph Le Verrier. Onafhankelijk van elkaar, maar met verschillende nauwkeurigheid, bepaalden ze het pad van het lichaam.
Detectie en aanduiding
Neptunus werd aan de nachtelijke hemel gevonden door astronoom Johann Gottfried Galle, bij wie Le Verrier zijn berekeningen kwam maken. De Franse wetenschapper, die later de glorie van de ontdekker deelde met Galle en Adams, maakte een fout in de berekeningen met slechts een graadje. Neptunus verscheen officieel in wetenschappelijke artikelen op 23 september 1846.
Aanvankelijk werd voorgesteld de planeet te noemen naar de Janus met twee gezichten, maar deze aanduiding heeft geen wortel geschoten. Astronomen waren meer geïnspireerd door de vergelijking van het nieuwe object met de koning van de zeeën en oceanen, even vreemd aan het aardse firmament als, blijkbaar, de open planeet. De naam Neptunus werd voorgesteld door Le Verrier en ondersteund door V. Ya. Struve, die aan het hoofd stond van het Pulkovo-observatorium. De naam werd gegeven, het bleef alleen om te begrijpen wat de samenstelling van de atmosfeer van Neptunus is, of deze überhaupt bestaat, wat er in de diepten verborgen is, enzovoort.
Vergeleken met de aarde
Er is veel tijd verstreken sinds de opening. Vandaag is het ongeveer de achtsteplaneet van het zonnestelsel weten we veel meer. Neptunus is veel groter dan de aarde: de diameter is bijna 4 keer groter en de massa is 17 keer. Een aanzienlijke afstand van de zon laat er geen twijfel over bestaan dat het weer op de planeet Neptunus ook aanzienlijk verschilt van de aarde. Er is geen en kan hier geen leven zijn. Het gaat niet eens om de wind of ongewone verschijnselen. De atmosfeer en het oppervlak van Neptunus hebben bijna dezelfde structuur. Dit is een karakteristiek kenmerk van alle gasreuzen, inclusief deze planeet.
Imaginair oppervlak
De planeet heeft een aanzienlijk lagere dichtheid dan de aarde (1,64 g/cm³), waardoor het moeilijk is om op het oppervlak te stappen. Ja, en dat is het dus ook niet. Het niveau van het oppervlak werd bepaald door de grootte van de druk: een buigzame en nogal vloeistofachtige "vaste stof" bevindt zich in de lagere lagen van de atmosfeer, waar de druk gelijk is aan één bar, en in feite, maakt er deel van uit. Elke melding van de planeet Neptunus als een kosmisch object van een bepaalde grootte is gebaseerd op deze definitie van het denkbeeldige oppervlak van een reus.
De parameters die zijn verkregen met deze functie in gedachten zijn als volgt:
- diameter nabij de evenaar is 49,5 duizend km;
- zijn grootte in het vlak van de polen is bijna 48,7 duizend km.
De verhouding van deze kenmerken maakt Neptunus verre van een cirkel in vorm. Het is, net als de Blauwe Planeet, enigszins afgeplat aan de polen.
Samenstelling van de atmosfeer van Neptunus
Het mengsel van gassen dat de planeet omhult,inhoud is heel anders dan de aarde. De overgrote meerderheid is waterstof (80%), de tweede plaats wordt ingenomen door helium. Dit inerte gas levert een belangrijke bijdrage aan de samenstelling van de atmosfeer van Neptunus - 19%. Methaan is minder dan een procent, ammoniak wordt hier ook gevonden, maar in kleine hoeveelheden.
Vreemd genoeg heeft één procent methaan in de samenstelling grote invloed op wat voor soort atmosfeer Neptunus heeft en hoe de hele gasreus eruitziet vanuit het oogpunt van een externe waarnemer. Deze chemische verbinding vormt de wolken van de planeet en reflecteert geen lichtgolven die overeenkomen met rood. Als gevolg hiervan blijkt Neptunus diepblauw te zijn voor passerende ruimtevaartuigen. Deze kleur is een van de mysteries van de planeet. Wetenschappers weten nog niet helemaal wat precies leidt tot de absorptie van het rode deel van het spectrum.
Alle gasreuzen hebben een atmosfeer. Het is de kleur die Neptunus onder hen onderscheidt. Vanwege deze kenmerken wordt het een ijsplaneet genoemd. Bevroren methaan, dat door zijn bestaan gewicht toevoegt aan de vergelijking van Neptunus met een ijsberg, maakt ook deel uit van de mantel rond de kern van de planeet.
Interne structuur
De kern van een ruimtevoorwerp bevat ijzer-, nikkel-, magnesium- en siliciumverbindingen. In termen van massa is de kern ongeveer gelijk aan de hele aarde. Tegelijkertijd heeft het, in tegenstelling tot andere elementen van de interne structuur, een dichtheid die twee keer zo hoog is als die van de Blauwe Planeet.
De kern wordt, zoals eerder vermeld, bedekt door de mantel. De samenstelling is in veel opzichten vergelijkbaar met atmosferisch: hierammoniak, methaan, water zijn aanwezig. De massa van de laag is gelijk aan vijftien aarden, terwijl deze sterk wordt verwarmd (tot 5000 K). De mantel heeft geen duidelijke grens en de atmosfeer van de planeet Neptunus stroomt er soepel in. Een mengsel van helium en waterstof vormt het bovenste deel van de structuur. De soepele transformatie van het ene element in het andere en de vage grenzen daartussen zijn eigenschappen die kenmerkend zijn voor alle gasreuzen.
Onderzoeksproblemen
Conclusies over de atmosfeer van Neptunus, die typerend is voor zijn structuur, zijn grotendeels gebaseerd op de reeds verkregen gegevens over Uranus, Jupiter en Saturnus. De afgelegen ligging van de planeet van de aarde maakt het veel moeilijker om haar te bestuderen.
In 1989 vloog het ruimtevaartuig Voyager 2 in de buurt van Neptunus. Dit was de enige ontmoeting van de ijsreus met de aardse boodschapper. Zijn vruchtbaarheid is echter duidelijk: het was dit schip dat de meeste informatie over Neptunus aan de wetenschap verschafte. Met name de Voyager 2 ontdekte de grote en kleine donkere vlekken. Beide zwartgeblakerde gebieden waren duidelijk zichtbaar tegen de achtergrond van de blauwe atmosfeer. Tot op heden is niet duidelijk wat de aard van deze formaties is, maar aangenomen wordt dat het wervelstromen of cyclonen zijn. Ze verschijnen in de bovenste atmosfeer en zwerven met grote snelheid rond de planeet.
Eeuwigdurende beweging
Veel parameters bepalen de aanwezigheid van de atmosfeer. Neptunus wordt niet alleen gekenmerkt door zijn ongewone kleur, maar ook door de constante beweging die door de wind wordt gecreëerd. De snelheid waarmee wolken om de planeet rond de evenaar cirkelen, bedraagt meer dan duizend kilometer per uur. Tegelijkertijd bewegen ze in de richting tegengesteld aan de rotatie van Neptunus zelf rond de as. Tegelijkertijd draait de planeet nog sneller: een volledige omwenteling duurt slechts 16 uur en 7 minuten. Ter vergelijking: één omwenteling rond de zon duurt bijna 165 jaar.
Nog een mysterie: de windsnelheid in de atmosfeer van gasreuzen neemt toe met de afstand tot de zon en bereikt een piek op Neptunus. Dit fenomeen is nog niet onderbouwd, evenals enkele van de temperatuurkenmerken van de planeet.
Warmteverdeling
Het weer op de planeet Neptunus wordt gekenmerkt door een geleidelijke verandering in temperatuur, afhankelijk van de hoogte. Die laag van de atmosfeer, waar het conditionele oppervlak zich bevindt, komt volledig overeen met de tweede naam van het kosmische lichaam (ijsplaneet). De temperatuur da alt hier tot bijna -200 ºC. Als u van het oppervlak hoger gaat, zal er een merkbare toename van de warmte tot 475º zijn. Wetenschappers hebben nog geen waardige verklaring gevonden voor dergelijke verschillen. Neptunus zou een interne warmtebron hebben. Zo'n "verwarmer" zou twee keer zoveel energie moeten produceren als het van de zon naar de planeet komt. De warmte van deze bron, gecombineerd met de energie die hier van onze ster komt, is waarschijnlijk de reden voor de sterke wind.
Noch het zonlicht noch de interne "verwarmer" kan de temperatuur aan het oppervlak verhogen, zodat de wisseling van seizoenen hier voelbaar is. En hoewel daarvoor aan andere voorwaarden wordt voldaan, is het op Neptunus onmogelijk om winter van zomer te onderscheiden.
Magnetosphere
Voyager 2-onderzoek heeft wetenschappers geholpen veel te leren over het magnetische veld van Neptunus. Het is heel anders dan dat van de aarde: de bron bevindt zich niet in de kern, maar in de mantel, waardoor de magnetische as van de planeet sterk verschoven is ten opzichte van het centrum.
Een van de functies van het veld is bescherming tegen de zonnewind. De vorm van de magnetosfeer van Neptunus is zeer langwerpig: de beschermende lijnen in dat deel van de planeet dat wordt verlicht, bevinden zich op een afstand van 600.000 km van het oppervlak en aan de andere kant - meer dan 2 miljoen km.
Voyager registreerde de inconsistentie van de veldsterkte en de locatie van de magnetische lijnen. Dergelijke eigenschappen van de planeet zijn ook nog niet volledig verklaard door de wetenschap.
Ringen
Aan het einde van de 19e eeuw, toen wetenschappers niet langer op zoek waren naar een antwoord op de vraag of er een atmosfeer op Neptunus is, stond er een andere taak voor hen. Het was nodig om uit te leggen waarom, langs het pad van de achtste planeet, de sterren voor de waarnemer iets eerder begonnen te vervagen dan Neptunus hen naderde.
Het probleem was pas na bijna een eeuw opgelost. In 1984 was het met behulp van een krachtige telescoop mogelijk om de helderste ring van de planeet te beschouwen, later genoemd naar een van de ontdekkers van Neptunus - John Adams.
Verder onderzoek bracht verschillende meer vergelijkbare formaties aan het licht. Zij waren het die de sterren langs het pad van de planeet sloten. Tegenwoordig beschouwen astronomen Neptunus als zes ringen. Ze bevatten nog een mysterie. De Adams-ring bestaat uit verschillende bogen die zich op sommigeafstand van elkaar. De reden voor deze plaatsing is niet duidelijk. Sommige onderzoekers zijn geneigd te denken dat de kracht van het zwaartekrachtsveld van een van de satellieten van Neptunus, Galatea, hen in deze positie houdt. Anderen geven een zwaarwegend tegenargument: het is zo klein dat het de taak nauwelijks aan zou hebben. Misschien zijn er nog meer onbekende satellieten in de buurt die Galatea helpen.
Over het algemeen zijn de ringen van de planeet een aanblik die qua indrukwekkendheid en schoonheid inferieur is aan vergelijkbare formaties van Saturnus. Niet de laatste rol in het wat doffe uiterlijk wordt gespeeld door de compositie. De ringen bevatten voornamelijk brokken methaanijs bedekt met siliciumverbindingen die licht goed absorberen.
Satellieten
Neptune is de eigenaar (volgens de laatste gegevens) van 13 satellieten. De meeste zijn klein van formaat. Alleen Triton heeft uitstekende parameters, die in diameter slechts iets inferieur is aan de maan. De samenstelling van de atmosfeer van Neptunus en Triton is anders: de satelliet heeft een gasomhulling van een mengsel van stikstof en methaan. Deze stoffen geven de planeet een zeer interessante aanblik: bevroren stikstof met insluitingen van methaanijs zorgt voor een ware rel van kleuren op het oppervlak nabij de Zuidpool: overlopen van geel worden gecombineerd met wit en roze.
Het lot van de knappe Triton is ondertussen niet zo rooskleurig. Wetenschappers voorspellen dat het met Neptunus zal botsen en erdoor zal worden opgeslokt. Als gevolg hiervan wordt de achtste planeet de eigenaar van een nieuwe ring, vergelijkbaar in helderheid met de formaties van Saturnus en zelfs vóór hen. De overige satellieten van Neptunus zijn aanzienlijk inferieur aan Triton, sommige daarvanheeft nog niet eens een naam.
De achtste planeet van het zonnestelsel komt grotendeels overeen met zijn naam, waarvan de keuze ook werd beïnvloed door de aanwezigheid van de atmosfeer - Neptunus. De samenstelling draagt bij aan het verschijnen van een karakteristieke blauwe kleur. Neptunus raast door de ruimte die voor ons onbegrijpelijk is, als de god van de zeeën. En net als de diepten van de oceaan, houdt dat deel van de kosmos dat voorbij Neptunus begint, veel geheimen voor de mens. Wetenschappers van de toekomst moeten ze nog ontdekken.
