Neptunus

Denna artikel handlar om planeten Neptunus. För andra betydelser, seNeptunus (olika betydelser).

Neptunus(symbol:♆) är den åttondeplanetenfrånsolen.Neptunus är en så kalladgasjätte,och har fått sitt namn efter havsgudenNeptunusiromersk mytologi.Den24 augusti2006,dåInternationella astronomiska unionenbeslutade attPlutointe längre var enplanet,blev Neptunus den ytterstaplanetenisolsystemet.Neptunus var dock den yttersta planeten i solsystemet även mellan åren 1979 och 1999, eftersom Pluto då låg närmare solen än Neptunus.

Neptunus
Neptunus sedd frånVoyager 2
Upptäckt
Upptäckare	Urbain Le Verrier John Couch Adams Johann Galle
Upptäcktsdatum	23 september 1846
Uppkallad efter	Neptunus
Omloppsbana
Epok:J2000
Aphelium	4 553 946 490km 30,44125206AU
Perihelium	4 452 940 833 km 29,76607095 AU
Halv storaxel	4 503 443 661 km 30,10366151 AU
Excentricitet	0,011214269
Siderisk omloppstid	60 190dygn 164,79år
Synodisk omloppstid	367,49 dygn
Medelomloppshastighet	5,45 km/s
Medelanomali	267,767281°
Inklination	1,767975° 6,43° mot solens ekvator
Longitud för uppstigande nod	131,794310°
Periheliumargument	265,646853°
Månar	14
Fysikaliska data
Avplattning	0,0171 ± 0,0013
Ekvatorradie	24 764 ± 15 km 3,883 gånger jordens
Polradie	24 341 ± 30 km 3,829 gånger jordens
Area	7,6408 × 109km2 14,98 gånger jordens
Volym	6,254 × 1013km3 57,74 gånger jordens
Massa	1,02409×1026kg 17,15 gånger jordens
Medeldensitet	1,638 g/cm3
Ytgravitation(ekvatorn)	11,00m/s' "`UNIQ--nowiki-00000036-QINU`" '8' "`UNIQ--nowiki-00000037-QINU`" ' 1,12g
Flykthastighet	23,5 km/s
Siderisk rotationsperiod	0,673 dygn 16 h 6 min 36 s
Vinkelhastighet(ekvatorn)	2,68 km/s 9 660 km/h
Axellutning	28,32°
Rektascension(nordpolen)	19t57m20s
Deklination(nordpolen)	42,950°
Albedo	0,290 (bond) 0,442 (geom.)
Yttemperatur	Medel:72K(55 K)
Skenbar magnitud	7,7 till 7,67
Vinkeldiameter	2,2″–2.4″
Atmosfär
Skalhöjd	19,1–20,3 km
Sammansättning	Gaser: 80,0±3,2%väte(H2) 19,0±3,2%helium(He) 1,5±0,5%metan(CH4) ~0,0192%vätedeuterid(HD) ~0,00015%etan(C2H6) Ispartiklar: ammoniak(NH3) vatten(H2O) ammoniumvätesulfid(NH4SH)

Neptunus är mycket likUranus,både i fråga om atmosfär och i fråga om kemisk sammansättning – båda består huvudsakligen av väte, helium och metan. Neptunus tar emot mindre än hälften så mycketsolljussomUranus,men den värme som härstammar från dess inre gör Neptunus något varmare änUranus.

Trots att Neptunus ligger längre bort från solen än vadUranusgör har den en mycket livligare atmosfär. Den mest bekanta egenskapen hos Neptunus torde ha varit denstora mörka fläcken.Den hade en diameter på cirka 16 000 kilometer och är numera borta.Den påminde till form och läge omJupitersstora röda fläck.Neptunus rotationsaxel lutar 28,32 grader, något mer än jordens (23,44 grader).

Avståndet mellan jorden och Neptunus är cirka 4,4 miljarder kilometer. FörVoyager 2tog resan 12 år.

Neptunus uppkomst

Neptunus och de övriga gasjättarna har sannolikt bildats på ett annat sätt än det inresolsystemetoch det finns olika teorier om uppkomsten. I likhet med alla de andraplaneternabildades Neptunus av rester från detgasmolnoch detrymdstoftsom gav upphov tillsolen.

Det finns sedan två olika huvudteorier om hur gasjättarna bildades. Den ena är att partiklar avisoch stoft kolliderade och slogs ihop till de yttre planeternas fasta kärnor, som sedan drog till sig gaser genom sintyngdkraft.Den andra är att den skiva av rymdgrus som omgav den ungasolensprack upp i mindre klot av gas och stoft som sedan drogs samman till planeter. Under miljontals år kolliderade fasta partiklar med varandra och byggde därigenom upp de stora ansamlingar avstenochmetallsom kallasplanetesimaler.De blev efterhand tillräckligt stora för att deras egentyngdkraftskulle dra till sig mermateria.Ibland kolliderade de och slogs ihop med varandra. Orsaken till att Neptunus är mindre än de inre gasjättarna kan vara att det fanns mindre materia i de yttre delarna av det nybildade solsystemet.

Omloppsbana

Neptunus omloppsbana markerad med rött.

Neptunus omloppstid är mycket lång eftersom planeten befinner sig så långt bort från solen, cirka trettioastronomiska enheter.Det tar planeten 165 år att fullfölja ett varv runt solen. Neptunus återvände den 11 juli 2011till det ställe i sin omloppsbana den var då den upptäcktes 1846, och kommer att återvända dit nästa gång år 2176.

Forskare har iakttagit att Neptunus omloppsbana avviker från den förväntade, och antagit att det beror på att banan påverkas av gravitationskraften från ett föremål utanför Neptunus bana. När man hittade Pluto antog man att det var den som störde Neptunus bana, men Pluto har för liten massa för att ha någon större inverkan på Neptunus. Man antog då att det var en stor planet utanför Plutos bana som påverkade banan. Nu tror man dock snarare att det är flera föremål som påverkar Neptunus bana, såsomSedna.

Fysiska egenskaper

Neptunus är precis somJupiter,SaturnusochUranusen gasjätte. Den är något mindre än Uranus men väger mer, vilket gör den till den kompaktaste av gasplaneterna. Man tror att Neptunus har en kärna som består avkisel,järnoch andra tunga grundämnen. Runt kärnan finns det en mantel av flytandemetan,ammoniakoch vatten. Beräkningar visar att kärnan har en temperatur på cirka 7 000 grader Celsius, det vill säga varmare änsolensyta.

Inre struktur

Neptunus inre struktur

Neptunus ser ut att nästan enbart bestå av ett ytligt lager bestående avväte,heliumochammoniak;djupare under molnen, ungefär 8 000 kilometer från planetens synliga yta, ligger manteln, bestående avis,ammoniak ochmetan.

I detta lager ligger temperaturen fast på omkring åttiokelvin,trycket här ligger på ungefär enatmosfär.Det ser också ut som att manteln är Neptunus magnetfälts centrum. Under manteln finns ett tunt lager väte och helium, temperaturen i denna region är ungefär 250 kelvin, och det atmosfäriska trycket ligger på höga 200 000atmosfärer.

Planetens kärna har en diameter på ungefär 7 500 kilometer som är rik påjärnoch andramineral.Kärnans temperatur ligger på omkring samma som solensfotosfär,alltså omkring 6 500–7 000 kelvin. Det finns teorier om att värmen kan komma ifrånradioaktivtsönderfall i kärnan, andra tror att det är de olika metallerna som interagerar med varandra, likt det som händer iSaturnus.Trycket i kärnan ligger på omkring 6 miljoner atmosfärer.

Atmosfär

Den neptuniska atmosfären är till färgen blå, men annars är det lite som skiljer den ifrånUranusatmosfär. I höjd med ekvatorn är det möjligt att observera band och parallella band som korsar dem. Neptunus är mycket aktivare än Uranus. Bland annat upptäckteVoyager 2under sin förbifärd denmörka fläcken,som hade en diameter på över 10 000 kilometer. Senare observationer gjorda avHubbleteleskopetvisade att denna fläck hade försvunnit, så av detta fenomen drar man slutsatsen att Neptunus atmosfär är mycket dynamisk och förändringsbenägen.

Sammansättning

Voyager 2 fotograferade för första gången molnskuggor på en annan planet.

Atmosfären består huvudsakligen av cirka åttio procentväte,arton procentheliumoch två procentmetan.I likhet med Uranus är det metanet som ger planeten dess färg, genom att absorbera rött ljus. Den värme som Neptunus mottar från solen är inte tillräckligt för att driva dess vädersystem, så man tror att värmen kan komma från någon inre värmekälla, och detta skulle då utlösa storskaliga atmosfärsförändringar.

Eftersom Voyager 2 fotograferade moln som kastade skuggor på en lägre molnnivå, lyckades forskare att visuellt mäta höjdskillnaderna mellan de övre och de undre molnnivåerna.Neptunus atmosfär är en av de kallaste platserna i solsystemet och temperaturen i molntopparna kan vara så låg som sjuttio kelvin (-200 °C).

Vindarna

Neptunus atmosfär har solsystemets starkaste vindar, med styrkor på minst 2 100 kilometer i timmen.Vindarna på Neptunus har även andra egenskaper jämfört med andra planeter. Forskarna har mycket svårt att bestämma vart vindarna blåser i närheten av de mörka fläckarna. Att det blåser kraftigt på hela planeten är visserligen inte så märkligt, men att vindarna blåser åt väster är desto egendomligare. På Jupiter, Saturnus och Uranus blåser det åt öster, men på Neptunus rör sig vindarna mot planetens rotation. Vid närmare observationer av planeten drogs slutsatsen att vindarnas höga hastigheter kunde bero på avsaknaden av värme. I en varm atmosfär bildas mycket turbulens som kan hjälpa till att bromsa vindarna. Detta faktum anser forskarna kan förklara Neptunus höga vindhastigheter.

Stora mörka fläcken

Den 27 augusti1989passerade rymdsondenVoyager 2Neptunus, den enda sond som varit där. Voyager 2 upptäckte enmörk fläckpå planetens södrahemisfärtillsammans med en mindre mörk fläck och ett oregelbundet vitt moln, kallatscooter.Den stora fläcken är ungefär hälften så stor som Jupiters röda fläck. Den består, som på Jupiter, av enorma orkaner. Man har konstaterat att det blåser 600 meter i sekunden vid den mörka fläcken. År 1994 riktadesHubbleteleskopetmot Neptunus, och man upptäckte att den mörka fläcken man observerat fem år tidigare hade försvunnit. Man hittade dock en ny mörk fläck på planetens norra hemisfär. Det betyder att Neptunus atmosfär förändras snabbt.

Ökandet av albedon och antalet molnformationer observerade på Neptunus södra hemisfär avHubbleteleskopetmellan åren 1996-2002.

Årstidsväxlingar

Om man jämför de observationer som genomfördes mellan1996och2002har man kunnat hitta en liten diskret ökning av planetens totalaalbedo,kring fem–tio procent. Detta fenomen kan förklaras av en stor ökningen avreflektiviteti några av de tunna banden, där albedo har fördubblats. Detta kan troligtvis vara kopplade med årstidsväxlingarna.

Årtidsväxlingarna på Neptunus tar ungefär 165 gånger så långt tid som de på jorden, och den maximala variationen av solljus är mer än 900 gånger så stor som jordens. En enkel modell baserad på årstidsålderna visar att ökningen och minskningen hänger ihop med att albedon ökar. Neptunus når sin maximala ljushet ungefär femton år efter varjesommarsolstånd,vilket betyder att nästa maximala värde kommer att inträffa någon gång runt2025.

Magnetfält

Neptunus har ettmagnetfältsom liknarUranusi dessmagnetosfär.Liksom för Uranus lutar magnetfältet starkt mot rotationsaxeln (41°). Man antar därför att den extrema riktningen av dessa magnetfält beror på flöden i planeternas inre och inte på Uranus stora axellutning, vilket man tidigare antog.

Neptunus ringar

Neptunus ringar, sedda ifrånVoyager 2

Neptunus har, som de andra gasjättarna, ringar. Jordbaserade observationer visade endast ringarna som bågar, medan Voyager 2 visade hela och slutna ringar. Ringarna är mycket mörka och består troligen av stendamm. En av de totalt sex ringarna visade sig ha en egendomlig vriden struktur.

Bevis för att ringarna var inkompletta kom först i mitten av 1980-talet, dåstjärnockultationeremellanåt visade en extra blinkning just innan eller efter det att planeten ockulerade stjärnan. Bilder tagna 1989 avVoyager 2bevisade detta, i och med att man fann ett ringsystem med flera svaga ringar. Den yttersta ringen,Adamringen,innehåller tre permanenta ekrar, som sedermera har fått namnen Liberté, Egalité, och Fraternité (Frihet,JämlikhetochBroderskap). Existensen av ekrarna har varit svår att förklara eftersom de enligt mekanikens lagar ganska snabbt borde upplösas till en homogen ring. Man antar att det är gravitationskraften frånGalatea,en måne som ligger precis vid ringarna, som upprätthåller ekerstrukturen.

Flera andra ringar upptäcktes av Voyagers kamera. Till den tunna Adamringen som ligger 63 000 kilometer från Neptunus centrum, kommerLeverrierringenoch den tunnareGalleringensom ligger 53 000 kilometer respektive 42 000 kilometer från planetens centrum. En ljussvagare utbuktning utåt frånLeverrierringenhar fått namnetLassellringen.Den ligger i de yttre delarna avAragoringenvid 57 000 kilometer.

Jordbaserade observationer som genomfördes 2002 och 2003 visar att Neptunus ringar inte alls är så stabila som man tidigare trott. I synnerhet gäller detta Libertéringen som kanske kommer att försvinna inom en så kort tidsrymd som ett decennium. De nya observationerna ifrågasätter mycket av tidigare slutsatser av ringarnas strukturmekanismer och livscykler. De mekanismer som upplöser ringarna är just nu uppenbarligen mycket starkare än de som skapar dem.

Neptunus månar

Neptunus har 14 bekräftade månar. Den största ärTriton.

Inre månarna

Två vyer avLarissa,den näst största av de inre månarna

Neptunus har sex inre månar,Naiad,Thalassa,Despina,Galatea,LarissaochProteus.Alla dessa månar är små i jämförelse medTriton.Det är troligast att dessa inre månar inte formades tillsammans med Neptunus. De blev istället skapade från det utkastade material från en stor kollision mellan Triton och någon annan storhimlakropp.Den bana som Triton infångades i skulle ha varit mycketexcentrisk.Detta orsakade stora störningar i de inre månarnas omloppsbanorna, vilket gjorde att månarna började kollidera med varandra och bli buckliga. Först när Tritons bana blev cirkulär kunde de månar vi idag kan se från jorden skapas.

Triton

Triton

Tritonär den enda stora måne som kretsar kring Neptunus samt är den sjunde av Neptunus satelliter. Den upptäcktes1846avWilliam Lassellbara några veckor efter det att Neptunus upptäcktes.Man kan bara se ett fåtalkratrar,vilket bevisar att ytan är relativt ung. Nästan hela den södra hemisfären är täckt av fruset kväve och metan. Det finns vidsträckta bergskammar och dalar i komplexa mönster över hela Tritons yta. Dessa är troligen ett resultat av nedfrysnings- och upptiningscykler. De intressantaste och totalt oväntade formationerna i denna ovanligt intressanta värld ärisvulkanerna.Det eruptiva materialet är antagligen flytande kväve,rymdstoft,eller metanföreningar underifrån ytan.

Triton går i en spiralbana runt Neptunus och kommer allt närmare för varje rotation. Man tror att den i framtiden kommer att slitas sönder av gravitationstrycket från Neptunus och bilda nya, mindre månar eller ringar liknande de runtSaturnus.

Yttre månarna

Under åren2002och2003upptäcktes fem nya små månar, med en uppskattad diameter på 30–60kilometer,med hjälp av jordbaseradeteleskop.Dessa månar är oregelbundet formade och har en mycket excentrisk bana som lutar mycket mot Neptunus ekvator; dessa månar kretsar också iretrogradriktning. Deras medelavstånd från Neptunus ligger mellan 15 miljoner och 48 miljoner kilometer, alltså utanförNereidsomloppsbana.

Simuleringsförsök visar att det vid en av dessa månar,Hippocamp,finns en överhängande risk för kollision med Nereid under dess livslängd i detta system.Alla dessa månar ser ut att vara gråfärgade.

Upptäckt och utforskande

Voyager 2lämnar Neptunus

Den förste att observera Neptunus varGalileo Galilei,som såg planeten vid två olika tillfällen i sin hemmagjorda kikare. Dock misstog han båda gångerna planeten för en stjärna. Redan innan man hade hittat Neptunus visste man att den fanns där, eftersom planetenUranusomloppsbana runtsoleninte följde dekeplerska lagarna.Många vetenskapsmän ansåg därför att det fanns ytterligare en planet som påverkar Uranus med singravitation.På det viset beräknade två matematiker (John Couch AdamsochUrbain Le Verrier) positionen för den okända planeten. Under några månader studerade de kända planeternas banor för att få fram den nya planetens position. Med beräkningen som hjälp hittadeJohann Gottfried GallevidBerlins observatorium1846 planeten Neptunus.

Triton,Neptunus störstamåne,upptäcktes avWilliam Lassellmed hjälp av en 600 millimetersreflektor,endast 17 dagar efter att Neptunus upptäckts.

Innan Voyager

Jordbaserade observationer av Neptunus innanVoyager 2:s färd var svåra på grund av det stora avståndet till jorden ochsolen.Planetens atmosfär och dess månar har endast en ljusstyrka på 0,1 procent av jorden även under bra förhållanden. Man kunde dock se detaljer i Neptunus atmosfär som var större än en tiondel av Neptunus diameter. Astronomerna koncentrerade sig istället på att fastställa Neptunus diameter, massa, densitet och banparametrar samt att söka efter månar.

Spektroskopiskaobservationer från jorden avslöjade närvaron avväteochmetani planetens atmosfär. I likhet med de andragasjättarna,fann man ävenhelium.Infrarödaoch visuella observationer avslöjade att Neptunus hade en inre värmekälla.

Voyager 2

Den enda rymdsond som passerat Neptunus är Voyager 2. Den passerade förbi planeten den27 augusti1989.Eftersom detta var den sista stora planeten Voyager skulle passera så valde man att göra en förbiflygning av Triton, likt den förbiflygningVoyager 1gjorde vidSaturnusoch dess måneTitan.Under förbifarten upptäcktes sex nya månar och ett ringsystem. Den ena av dessa månar,Proteus,är den näst tyngsta av Neptunus månar. Trots det är dess vikt bara en procent av Tritons.

Eftersom detta var den sista planeten som Voyager 2 skulle passera, så tog man risken att flyga närmare än någon av de andra tre planeterna den passerat, på 5 000 kilometers avstånd ovanför planetens nordpol. Några timmar senare passerade den Triton på 40 000 kilometers avstånd, vilket gjorde att man kunde ta högupplösta bilder av månens varierande yta och göra precisa mätningar av dess radie och yttemperatur.

Efter Voyager

I mitten av 1990-talet kundeHubbleteleskopetta bilder och annan data av Neptunus. Det infraröda rymdteleskopetSpitzerteleskopetlyckades också fotografera Neptunus med mycket högre upplösning än det varit möjligt från jorden.

Framtid

Neptune Orbitervar en föreslagen rymdsond frånNASA,vars uppdrag var att utforska Neptunus. Den skulle skjutits upp2016och resan till Neptunus skulle ta mellan åtta och tolv år. Dess huvuduppdrag skulle varit att studera Neptunus atmosfär och väder, dess ringsystem och dess månar, specielltTriton.

Se även

• Planeterna i Zodiaken
• Planet Nio

Externa länkar

• Wikimedia Commons har media som rörNeptunus.
  Bilder & media
• Wiktionary har ett uppslag omNeptunus.
  Ordbok
• NASA - Neptune Fact Sheet