Kot plinski velikan (ali ledeni velikan), Neptun nima trdne površine. Pravzaprav je modro-zelena plošča, ki smo jo skozi leta vsi videli na fotografijah, pravzaprav malo iluzija. To, kar vidimo, so pravzaprav vrhovi nekaterih zelo globokih plinskih oblakov, ki se nato umaknejo vodi in drugim staljenim ledom, ki ležijo nad jedrom približno zemeljske velikosti iz silikatne kamnine in mešanice niklja in železa. Če bi človek poskušal stati na Neptunu, bi potonil skozi plinaste plasti.
Ko so se spuščali, bi doživeli povišane temperature in pritiske, dokler se končno niso dotaknili samega trdnega jedra. Kot rečeno, ima Neptun nekakšno površino (kot pri drugih plinskih in ledenih velikanih), ki jo astronomi definirajo kot točko v atmosferi, kjer tlak doseže en bar. Zaradi tega je Neptunova površina eno najbolj aktivnih in dinamičnih krajev v celotnem Osončju.
Sestava in struktura:
S srednjim polmerom 24.622 ± 19 km je Neptun četrti največji planet v Osončju. Toda z maso 1,0243 × 1026kg – kar je približno 17-krat več od Zemlje – je tretji najbolj masivni, ki prekaša Uran. Zaradi manjše velikosti in višjih koncentracij hlapnih snovi glede na Jupiter in Saturn se Neptun (podobno kot Uran) pogosto imenuje 'ledeni velikan' - podrazred velikanskega planeta.
Tako kot pri Uranu je tudi absorpcija rdeče svetlobe z atmosferskim metanom del tega, kar daje Neptunu modri odtenek, čeprav je Neptunov temnejši in bolj živ. Ker je vsebnost metana v atmosferi Neptuna podobna tisti v Uranu, naj bi neka neznana atmosferska sestavina prispevala k bolj intenzivnemu obarvanju Neptuna.
Notranja zgradba in sestava Neptuna. Zasluge: NASA
Tako kot Uran se tudi Neptunova notranja struktura razlikuje med kamnitim jedrom, sestavljenim iz silikatov in kovin; plašč, sestavljen iz vode, amoniaka in metanskega ledu; in atmosfera, sestavljena iz vodika, helija in plina metana. Tudi njegova atmosfera je razdeljena na štiri plasti, ki jih sestavljajo (od najbolj notranje do najbolj oddaljene) spodnja troposfera, stratosfera, termosfera in eksosfera.
Dve glavni regiji Neptunove atmosfere sta dve najbolj notranji: spodnji troposher, kjer se temperature znižujejo z višino; in stratosfero, kjer temperatura narašča z višino. V troposferi se tlak giblje od enega do petih barov (100 in 500 kPa), zato je površina Neptuna opredeljena kot znotraj tega območja.
Atmosfera:
Zato lahko rečemo, da je Neptunova 'površina' sestavljena iz približno 80 % vodika in 19 % helija, s količino metana v sledovih. Površinsko plast je prežeta tudi s plavajočimi pasovi oblakov z različno sestavo, odvisno od nadmorske višine in tlaka. Na zgornji ravni so temperature primerne za kondenzacijo metana, tlačni pogoji pa so takšni, da lahko obstajajo oblaki, sestavljeni iz amoniaka, amonijevega sulfida, vodikovega sulfida in vode.
Na nižjih ravneh naj bi nastali oblaki amoniaka in vodikovega sulfida. Globlje oblake vodnega ledu je treba najti tudi v nižjih predelih troposfere, kjer sta pogosti tlaki približno 50 barov (5,0 MPa) in temperatura 273 K (0 °C).
Neptunovo ozračje z barvnimi kontrasti, ki so spremenjeni, da bi poudarili atmosferske značilnosti planeta. Zasluge: Erich Karkoschka
Zaradi razlogov, ki ostajajo nejasni, termosfera planeta doživlja nenavadno visoke temperature okoli 750 K (476,85 °C/890 °F). Planet je predaleč od Sonca, da bi to toploto lahko ustvarilo ultravijolično sevanje, kar pomeni, da je vključen drug mehanizem ogrevanja – to je lahko interakcija atmosfere z ioni v magnetnem polju planeta ali gravitacijski valovi iz notranjosti planeta, ki se razpršijo v ozračje.
Ker Neptun ni trdno telo, je njegova atmosfera podvržena diferencialni rotaciji. Široko ekvatorialno območje se vrti z obdobjem približno 18 ur, kar je počasneje od 16,1-urnega vrtenja magnetnega polja planeta. Nasprotno pa obratno velja za polarna območja, kjer je obdobje vrtenja 12 ur.
Ta diferencialna rotacija je najbolj izrazita od vseh planetov v Osončju in ima za posledico močan zemljepisni strig vetra in silovite nevihte. Vse tri najbolj impresivne je leta 1989 opazil Potovanje 2 vesoljska sonda, nato pa poimenovana glede na njihov videz.
Prva je bila opažena velika anticiklonska nevihta, ki meri 13.000 x 6.600 km in je podobna Velika rdeča pega Jupitra. Znan kot Velika temna točka , te nevihte niso opazili pet pozneje (2. november 1994), ko jo je vesoljski teleskop Hubble iskal. Namesto tega so na severni polobli planeta našli novo nevihto, ki je bila zelo podobna, kar kaže, da imajo te nevihte krajšo življenjsko dobo kot Jupitrove
Neptunova velika temna pega, kot jo je opazil vesoljski teleskop Hubble. Zasluge: NASA/ESA/HST/L.Sromovsky/UofW
The Skuter je še ena nevihta, skupina belih oblakov, ki se nahaja južneje od Velike temne pege. Ta vzdevek se je prvič pojavil v mesecih predPotovanje 2srečanje leta 1989, ko so opazili, da se skupina oblakov premika s hitrostjo, ki je hitrejša od Velike temne pege. The Majhna temna pega , južna ciklonska nevihta, je bila druga najintenzivnejša nevihta, opažena med srečanjem leta 1989. Sprva je bilo popolnoma temno; ampak kotPotovanje 2približal planetu, se je razvilo svetlo jedro in ga je bilo mogoče videti na večini slik z najvišjo ločljivostjo.
Notranje ogrevanje:
Iz razlogov, ki jih astronomom še vedno ni jasno, je notranjost Neptuna nenavadno vroča. Čeprav je Neptun veliko dlje od Sonca kot Uran in prejme 40 % manj sončne svetlobe, je njegova površinska temperatura približno enaka. Pravzaprav Neptun odda 2,6-krat več energije, kot jo prejme od Sonca. Tudi brez sonca Neptun sveti.
Ta visoka količina notranje toplote v kombinaciji s hladnostjo prostora ustvarja veliko temperaturno razliko. In to postavlja vetrove, ki pihajo okoli Neptuna. Največja hitrost vetra na Jupitru je lahko več kot 500 km/h. To je dvakrat večja hitrost od najmočnejših orkanov na Zemlji. Ampak to ni nič v primerjavi z Neptunom. Astronomi so izračunali, da vetrovi pihajo po površini Neptuna s hitrostjo 2100 km/h.
Globoko v notranjosti Neptuna ima planet morda dejansko trdno površino. V samem jedru plinskega/ledenega velikana naj bi bilo kamnito območje, ki ima približno maso Zemlje. Toda temperature v tej regiji bi bile na tisoče stopinj; dovolj vroča, da stopi kamen. In pritisk teže vse atmosfere bi bil drobljiv.
Skratka, preprosto ni možnosti, da bi človek stal na »površini Neptuna«, kaj šele hodil po njej.
Imamo veliko zanimivih člankov o Neptun tukaj na Universe Today. Tukaj je ena o Neptunovi prstani , Lune Neptuna , Kdo je odkril Neptun? , Ali obstajajo oceani na Neptunu?
Če želite več informacij o Neptunu, si oglejte Hubblesiteove novice o Neptunu , in tukaj je povezava do NASA-in vodnik za raziskovanje sončnega sistema Neptuna .
Astronomy Cast ima nekaj zanimivih epizod o Neptunu. Tukaj lahko poslušate, Epizoda 63: Neptun in Epizoda 199: Program Voyager .
