Neptún

Unicode označenie: ♆

Je to najvzdialenejšia a posledná planéta slnečnej sústavy, ktorá má osem planét. Dovtedy poslednú planétu predstavovala planéta Pluto, ale 24. augusta 2006 na 26. kongrese Medzinárodnej astronomickej únie v Prahe sa rozhodlo o jeho vyradení spomedzi planét slnečnej sústavy. Jeho rovníkový priemer má 49 528 km a je 17-krát ťažší ako Zem. Planéta dostala meno po starorímskom bohovi mora – Neptúnovi. Jej stavba, hmotnosť a chemické zloženie ju radí medzi plynné obry, teda k joviálnym planétam. Modrú farbu planéty, ktorá je výraznejšia ako na Uráne, spôsobuje obsah metánu v atmosfére, v ktorej dominuje prevažne vodík a hélium. V atmosfére sa nachádza aj neznáma zložka, ktorá zafarbenie planéty zosilňuje. Dujú tu najsilnejšie very spomedzi všetkých planét a dosahujú rýchlosť až 2 500 km/h. Aj Neptún má prstence, ni však tak výrazné ako Saturn. Domnienku, že nie sú kompletné, vyvrátila sonda Voyager 2 počas preletu okolo planéty. Neptún obieha rodina doteraz potvrdených trinástich mesiacov. Najznámejší z nich je Triton. Má retrográdnu obežnú dráhu, veľmi nízku teplotu ( 38 K ) a extrémne jemnú atmosféru s tlakom 14 mikrobarov, ktorá sa skladá z dusíka a metánu.

Objavil ju nemecký atronóm Johann Gall spolu so študentom astronómie Louisom d´Arrestom 23. septembra 1846. Bola objavená skôr matematickými výpočtami ako pozorovaním a je prvou planétou objavenou takýmto spôsobom. Sonda Voyager 2 bola jedinou sondou, ktorá pozorovala Neptún.

Pôvodne sa planéta označovala ako planéta za Uránom, alebo ako La Verrierova planéta. S prvým návrhom na pomenovanie planéty prišiel Johann Gall, kedy navrhoval meno Janus. Challis v Anglicku navrhoval meno Oceanus, Arago vo Francúzsku prišiel s návrhom pomenovať planétu ako Leverrier. Toto pomenovanie sa však stretlo so silným odporom mimo Francúzska. La Verrier definitívne presadil meno Neptún, ktoré sa čoskoro stalo medzinárodne akceptovaným.

Predpokladaný vznik planéty sa datuje na obdobie pred 4,6 až 4,7 miliardami rokov a jestvuju dve teórie jeho vzniku – teória akrécie a teória gravitačného kolapsu.

Hmotnosť Uránu je 1,0243x10²⁶ kg, čo je len 1/19 hmotnosti Jupitera. S polomerom 24 764 km je štyrikrát väčší ako Zem. Urán a Neptún sú kvôli podobnému zloženiu tvorenému čiastočne ľadom občas vyčleňované zo skupiny plynných obrov do skupiny ľadových obrov. Povrchová teplota Neptúna je -213 ^oC.

Neptún zložením veľmi pripomína Urán, a teda pozostáva prevažne z ľadu, kamenia s obsahom 15% vodíka a menšieho množstva hélia.

Oblasť jadrá pravdepodobne zaberá dve tretiny polomeru planéty a je tvorené kameňom v strede, ľadom a tekutým amoniakom s metánom. Kamenné jadro pravdepodobne tvorí železo, nikel a silikáty. Predpokladaná hmotnosť jadra je 1,2 násobkom hmotnosti Zeme, s teplotou 5 130 K a tlakom 7 mbar. Toto jadro obklopuje približne tretina planéty v podobe plášťa tvoreného pravdepodobne zmesou horúcich plynov vodíka, hélia, vody a metánu, spôsobujúceho aj charakteristické modré zafarbenie, ktorý pri odraze svetla od planéty najviac rozptyľuje modré lúče a absorbuje červenú časť spektra. Plášť by mohol mať hmotnosť desaťnásobok až pätnásťnásobok hmotnosti Zeme. Meranie pomocou mikrovlnného žiarenia naznačilo, že teplota Neptúnu rastie s hĺbkou. Plášť obsahujúci prehriaty plyn má teplotu v rozmedzí 1 730 až 4 730 ^oC. Modely naznačili, že v hĺbke 7 000 km by sa mohli nachádzať podmienky potrebné na vznik diamantov z metánu. Takto vzniknuté diamanty by padali do jadra planéty. Sonda Voyager 2 počas preletu detekoval amagnetické pole, ktoré je podobné tomu na Uráne – dipólové magnetické pole s podivnou orientáciou. Sklon magnetickej osi má 47^o.

Atmosféra, zložená z 80 % vodíka a 19 % hélia, Neptúnu zaberá približne 5 – 10 % celkovej hmotnosti planéty a siaha do hĺbky 10 – 20 % planetárneho polomeru. Oproti Uránu je omnoho búrlivejšia a vetry vanúce extrémne vysokými rýchlosťami sa pohybujú smerom na západ súbežne s rovníkom, teda v protismere rotácie planéty. Priemerná doba rotácie atmosféry je 19 hodín, pokým rotácia planéty je len 16 hodín. Atmosféra teda rotuje rýchlejšie ako planéta. Na základe pozorovaní Hubbleovým vesmírnym ďalekohľadom sa zistilo, že na Neptúne dochádza k striedaniu ročných období podobne ako tomu je na Zemi. Neptún má štyri ročné obdobia, ktoré sa striedajú približne každých 40 rokov, keďže obežná doba planéty okolo Slnka je 165 rokov. Definitívne potvrdenie teórie o ročných obdobiach bude vyžadovať asi ďalších 20 rokov pozorovania. Teóriu o striedaní ročných období podporuje aj sklon rotačnej osi, ktorý je 29^o. Zem má sklon 23,5^o.

Neptúnové prstence sú slabé a majú neznáme zloženie, ktorých svojrázna špecifická štruktúra je zrejme narušovaná jeho mesiacmi. Vonakjší prstenec, ktorý sa nazýva Adams má tri oblúky – Liberté,Egalité a Fraternité. Existenciu týchto oblúkov ťažko vysvetliť, pretože podľa pohybových zákonov by sa v priebehu krátkeho času sformovali do jednotného prstenca. Spojeniu bráni pravdepodobne mesiac Galatea. Okrem Adamsovho prstenca s priemerom 63 000 km sa tu nachádza aj Laverierrov prstenec s priemerom 53 000 km a Galleho prstenec, ktorý má priemer 42 000 km. Podľa pozorovaní zo Zeme sa zistilo, že stabilita prstencov je menšia ako sa predpokladalo a prstenec Liberté môže zmiznúť za menej ako storočie.

Najväčším a jediným guľatým mesiacom je Triton, ktorý objavil William Lassel iba 17 dní po objavení samotnej planéty. Retrográdna dráha mesiaca naznačuje, že môže ísť o bývalý objekt Kuiperovho pásu, ktorý zachytila gravitácia planéty. K Neptúnu sa pomaly približuje a keď napokon dosiahne Rocheovu medzu, bude roztrhaný slapovými silami. Triton je najchladnejšie pozorované teleso v slnečnej sústave, ktorého teplota je 38,15 K ( -228 ^oC ). Mesiac Nerida má jednu z najexcentrickejšiu dráhu v celej slnečnej sústave a je druhý najbližší mesiac. Druhým najväčším mesiacom je Proteus, ktorého hmotnosť je len pol percenta hmotnosti Tritonu. Odráža len 6 % dopadajúceho svetla a preto je známy ako veľmi tmavé teleso. Najvnútornejšie mesiace tvoria Naiad, Thalassa, Despina, Galatea a Larissa. Z ďalších 5 mesiacov objavených zo Zeme, je pomenovaný len jeden a nazýva sa Psamathe. Ostatné štyri majú len dočasné názvy.

Neptún nie je viditeľný voľným okom, ale len ďalekohľadom. Jeho jasnosť je v rozmedzí od 7,8 do 8,0 magnitúd. Prvé pozorovanie vykonal Galileo Galilei 27. decembra 1612 a druhé 27. januára 1613. Pri oboch pozorovaniach sa domnieval, že ide o nehybnú hviezdu v malej blízkosti Jupitera.

Alexis Bouvard v roku 1821 vytvoril zoznam obežných dráh planéty Urán a na základe následnych pozorovaní odhalil významnú odchylku od tohto zoznamu. Bouvard uvažoval o nejakom telese s rušivým vplyvom. John Couch Adams v roku 1843 vypočítal dráhu ôsmej planéty zohľadňujúcu odchýlku Uránu. Urbain Le Verrier mal v roku 1846 nezávisle na Adamsovi vlastné výpočty, ktoré poslal Johannovi Gottfriedovi Gallemu. Pri pozorovaní použil Besselovu mapu, pričom uvidel hviezdu, ktorá sa na mape nenachádzala. S pomocou študenta Heinricha Louisa d´Arresta na berlínskom observatóriu pozoroval Neptún z 23. na 24. septembra 1846 ako prvý človek vedome pozorujúci tento objekt. To, že ide o planétu bolo isté na základe jej zmeny polohy na oblohe medzi hviezdami.

Neptún bol navštívený sondou Voyager 2 a jeho najbližšie priblíženie nastalo 25. augusta 1988. Počas preletu sonda odoslala na Zem okolo 10 000 fotografii. S pomocou sondy bolo možné zmerať veľkosť planéty, rýchlosť rotácie atmosféry a objavenie magnetického poľa planéty. Najbližší štart sondy smerujúcej k Neptúnu sa odhaduje na roky 2016 až 2018 s príletom na planétu v roku 2035. Na úspešné vyslanie sondy bude potrebné vyvinúť iný druh napájania sondy ako sa spravidla používa.

Novšie plány počítajú so štartom sondy medzi rokmi 2015 až 2020. Vtedy bude možné využiť gravitačný prak Jupitera a Saturnu na urýchlenie letu sondy a jej dosiahnutie planéty koncom 20.rokov 21.storočia. Podobne ako iné planéty je aj Neptún najlepšie pozorovať v čase jeho opozície, ktorá nastáva približne raz do roka.

Základné údaje

Objaviteľ:                                            Johann Gottfried Galle

Dátum objavu:                                     24. september 1846

Veľká polos:                                        4 498 252 900 km ( 30,068 963 48 AU )

Obvod dráhy:                                      26,263×10⁹ m ( 188,925 AU )

Excentricita:                                        0,011 214 269

Perihélium:                                         4 452 940 833 km ( 29,766 070 95 AU )

Afélium:                                             4 553 946 490 km ( 30,441 252 06 AU )

Doba obehu:                                       60 190 dní ( 164,79 rokov )

Synodická doba obehu:                      367,49 h

Priemerná obežná rýchlosť:                5,432 km/s

Maximálna obežná rýchlosť:               5,479 km/s

Minimálna obežná rýchlosť:               5,385 km/s

Sklon dráhy:                                       1,769 17° ( k ekliptike ), 6,43° ( k slnečnému rovníku )

Dĺžka výstupneho uzla:                       131,794 310°

Argument perihélia:                            265,646 853°

Počet satelitov:                                    13

Rovníkový priemer:                             49 528 km ( 3,883 Zeme )

Povrch:                                                7,6408×10⁹ km² ( 14,9 Zeme )

Objem:                                                 6,254×10¹³ km³ ( 57,7 Zeme )

Hmotnosť:                                           1,0243×10²⁶ kg ( 17,1 Zeme )

Hustota:                                               1,638 g/cm³

Gravitácia na rovníku:                          11,15 m/s² ( 1,14 G )

Úniková rýchlosť:                                 23,5 km/s

Rotačná perióda:                                  0,671 25 d

Rýchlosť rotácie:                                  9 660 km/h

Sklon osi rotácie:                                 28,32°

Rektascenzia severného pólu:              299.33° (19 h 57 min 20 s)

Deklinácia:                                           42,95°

Albedo:                                                0,41

Povrchová teplota:                               53 K ( -220,15°C )

Atmosféricky tlak:                               >>100 kPa

Zloženie atmosféry:                             vodík (H₂) 80 % ± 3,2 %

                                                           hélium (He) 19 % ± 3,2 %

                                                           metán (CH₄) 1,5 % ± 0,5 %

                                                           deuterid vodíka (HD) 0,0192 %

                                                           etán (C₂H₆) 0,00015 %