هوا فضا سیاره نپتون

[زیبا سنم]

نپتون (به انگلیسی: Neptune) هشتمین سیارهٔ منظومهٔ خورشیدی (و با در نظر نگرفتن پلوتو که یک سیارهٔ کوتوله است) دورترین سیارهٔ شناخته شده می‌باشد. پس از مشتری، زحل و اورانوس، نپتون بزرگ‌ترین سیاره از لحاظ اندازه می‌باشد. نپتون به همراه سیارهٔ کوتوله پلوتو تنها سیاره‌هایی هستند که از زمین با چشم غیرمسلح رؤیت نمی‌شوند چون فاصلهٔ خورشید تا نپتون حدود سی برابر فاصلهٔ زمین تا خورشید است. در میان غول‌های گازی، چگالی نپتون از همه بیشتر است و به همین دلیل کوچک‌ترین اندازه را میان سیاره‌های هم‌ردیف خود دارد. جرم نپتون به تنهایی ۱۷ برابر جرم زمین است و قطر آن با اندازهٔ ۴۹٬۵۲۸ کیلومتر چهار برابر قطر زمین می‌باشد. هر سال در نپتون معادل ۱۶۵ سال زمینی است ولی یک دور گردش وضعی این سیاره در مدت ۱۶ ساعت و ۷ دقیقه انجام می‌گیرد. نام نپتون از نام خدای رومی دریاها گرفته شده و دلیل این نامگذاری رنگ آبی پررنگی است که باعث زیبایی منحصربفرد این سیاره سرد می‌شود.

نپتون

عکسی که در سال ۱۹۸۹ توسط وویجر ۲ از سطح نپتون گرفته شد.

 

[زیبا سنم]

ویژگی‌های مداری[a]
طبقه‌بندی
کشف
کاشف	یوهان گوتفرید گاله اوربن لو وریه
تاریخ کشف	۲۳ سپتامبر ۱۸۴۶
تلفظ	‎ i‎/ˈnɛptjuːn/‎
نامیده به نام	Latin Neptūnus, via French Neptune
صفات	Neptunian ‎/nɛpˈtjuːniən/‎Pos
مبدأ J200
اوج	۳۰٫۳۳ یکای نجومی (۴٫۵۴ میلیارد کیلومتر)
حضیض	۲۹٫۸۱ یکای نجومی (۴٫۴۶ میلیارد کیلومتر)
نیم‌قطر بزرگ	۳۰٫۱۱ یکای نجومی (۴٫۵۰ میلیارد کیلومتر)
خروج از مرکز مداری	۰٫۰۰۹۴۵۶
تناوب مداری	۱۶۴٫۸ سال ۶۰۱۸۲ روز ۸۹۶۶۶ روز خورشیدی نپتون
تناوب هلالی	۳۶۷٫۴۹ روز
میانگین سرعت مداری	۵٫۴۳ کیلومتر در ثانیه
آنومالی متوسط	۲۵۶٫۲۲۸°
انحراف	۱٫۷۶۷۹۷۵° به دائرةالبروج ۶٫۴۳° به خط استوای خورشید ۰٫۷۲° به invariable plane
طول گره صعودی	۱۳۱٫۷۸۴°
شناسه perihelion	۲۷۶٫۳۳۶°
ماه‌های شناخته‌شده	۱۴

 

[زیبا سنم]

ویژگی‌های فیزیکی
میانگین شعاع	۲۴۶۲۲±۱۹ کیلومتر

[TR]
[TH]شعاع استوایی[/TH]

[TD]۲۴۷۶۴±۱۵ کیلومتر
۳٫۸۸۳ برابر زمین[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]شعاع قطبی[/TH]

[TD]۲۴٫۳۴۱±۳۰ کیلومتر
۳٫۸۲۹ برابر زمین[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]تخت‌شدگی[/TH]
[TD]۰٫۰۱۷۱±۰٫۰۰۱۳[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]مساحت سطح[/TH]

[TD]۷٫۶۱۸۳×۱۰۹ کیلومتر مربع
۱۴٫۹۸ برابر زمین[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]حجم[/TH]
[TD]۶٫۲۵۴×۱۰۱۳ کیلومتر مکعب ۵۷٫۷۴ برابر زمین[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]جرم[/TH]
[TD]۱٫۰۲۴۱۳×۱۰۲۶ کیلوگرم
۱۷٫۱۴۷ برابر زمین
۵٫۱۵×۱۰−۵ برابر خورشید[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]میانگین چگالی[/TH]

[TD]۱٫۶۳۸ گرم بر سانتیمتر مکعب[c][/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]گرانش سطحی[/TH]

[TD]۱۱٫۱۵ متر بر مجذور ثانیه
۱٫۱۴ تخمین[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]ضریب گشتاور لَختی[/TH]

[TD]۰٫۲۳ (estimate)[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]سرعت گریز[/TH]

[TD]۲۳٫۵ کیلومتر در ثانیه[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]دوره چرخش Sidereal[/TH]

[TD]۰٫۶۷۱۳ روز
۱۶ ساعت ۶ دقیقه ۳۶ ثانیه[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]سرعت چرخش استوایی[/TH]

[TD]۲٫۶۸ کیلومتر بر ثانیه (۹٬۶۵۰ کیلومتر بر ساعت)[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]انحراف محوری[/TH]

[TD]۲۸٫۳۲° (به مدار)[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]بُعدِ قطب شمال[/TH]

[TD]۱۹ ساعت ۵۷ دقیقه ۲۰ ثانیه
۲۹۹٫۳°[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]مِیل قطب شمال[/TH]

[TD]۴۲٫۹۵۰°[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]سپیدایی[/TH]
[TD]0.290 (bond)
0.442 (geom.)[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]

دمای سطح	کمترین	میانگین	بیشترین
1 bar level		۷۲ کلوین (−۲۰۱ درجه سلسیوس)
۰٫۱ bar (۱۰ کیلوپاسکال)		۵۵ کلوین (−۲۱۸ درجه سلسیوس)

[/TD]

[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]قدر ظاهری[/TH]

[TD]7.67 to 8.00[/TD]
[/TR]
[TR]
[TH]قطر زاویه‌ای[/TH]

[TD]2.۲–۲٫۴″[/TD]
[/TR]

 

[زیبا سنم]

جو
Scale height	۱۹٫۷±۰٫۶ km
ترکیب جو	گازها: ۸۰%±۳٫۲% هیدروژن (H 2) ۱۹%±۳٫۲% هلیوم (He) ۱٫۵%±۰٫۵% متان (CH 4) ~0.019% hydrogen deuteride (HD) ~0.00015% ethane (C 2H 6) Ices: آمونیاک (NH 3) water (H 2O) ammonium hydrosulfide (NH 4SH) methane ice (?) (CH 4 · 5.75H2O)

 

[زیبا سنم]

اتمسفر خارجی نپتون به دلیل فاصله بسیار زیاد از خورشید سردترین مکان در منظومه شمسی با ۵۵ کلوین (−۲۱۸ درجه سلسیوس؛ −۳۶۱ درجه فارنهایت) است. دمای مرکز این سیاره ۵٬۴۰۰ کلوین (۵٬۱۰۰ درجه سلسیوس؛ ۹٬۳۰۰ درجه فارنهایت) می‌باشد. اتمسفر نپتون همچنین با سرعت باد ۲٬۱۰۰ کیلومتر بر ساعت (۵۸۰ متر بر ثانیه؛ ۱٬۳۰۰ مایل بر ساعت) رکورددار سرعت باد در میان سیارات منظومه خورشیدی است.
ویژگی‌ها:
معمولاً همهٔ انسان‌های روی زمین این سیاره را به رنگ آبی می‌شناسند. این رنگ را گاز متان حاضر در جو نپتون که رنگ سرخ را جذب می‌کند و آبی‌حاصل از طیف نوری خورشید که بازتابیده می‌شود پدید می‌آید.

نپتون از نظر ساختاری بسیار شبیه به سایر سیارات گازی به خصوص اورانوس است. تفاوتی که در ساختار سیاره‌هایی مانند اورانوس و نپتون دیده می‌شود، به سبب عدم حضور هیدروژن فلزی مایع است که در عوض آن یک ساختار متراکم آب مانندی در اطراف هسته وجود دارد. لایهٔ بیرونی‌تر نپتون متشکل از هیدروژن ملکولی مایع و هلیوم مایع است.

اتمسفر و جو نپتون آبی رنگ است و درصد بازتابش بالائی دارد که حاکی از وجود یک جو غلیظ است. برابر با نتیجهٔ بررسی‌ها حضور مقداری متان نیز در این سیاره تأیید شده‌است. در کل، ترکیبات جو این سیاره به مانند سایر سیارات غول پیکر گازی شامل ۸۰ تا ۸۵ درصد هیدروژن و ۱۵ تا ۱۹ درصد هلیوم است.

یک بار گردش نپتون به‌دور خورشید تقریباً ۱۶۵ سال طول می‌کشد، و بنابراین از زمان کشف این سیاره در سال ۱۸۶۴ تا کنون، تنها نزدیک به یک بار به دور خورشید گردیده‌است.

 

[زیبا سنم]

دورهٔ تناوب نجومی این سیاره ۱۶۴٫۷۹ سال است. از زمان کشف نپتون تا کنون فقط ۷۵ درصد مدار خود را طی کرده. دورهٔ تناوب چرخشی نپتون ۱۷ ساعت و ۵۰ دقیقه است. سرعت گریز از جاذبهٔ این سیاره نیز در حدود ۲۳ کیلومتر در ثانیه است. نپتون دارای دو قمر بزرگ بنام‌های نرئید و تریتون (قمر) است و تعداد بسیار زیادی اقمار کوچک نیز دارد.

پیش از این انتظار می‌رفت که نپتون از نظر جوی آرام‌تر از اورانوس باشد ولی مأموریت ویجر ۲ نشان داد که بادهای نپتون بسیار بسیار شدید هستند. سرعت این بادها به ۶۴۰ کیلومتر در ساعت می‌رسد.

کشف:​

اگر در حرکت سیارهٔ اورانوس در مدارش بی‌نظمی دیده نمی‌شد، قطعاً کشف نپتون دیرتر به وقوع می‌پیوست. در سال ۱۷۹۰ میلادی اخترشناس فرانسوی ژان‌باتیست دولامبر نقشه‌ای از مدار اورانوس به دست آورد. در چند سال اول موقعیت رصد شدهٔ اورانوس نسبت به نقشهٔ دولامبر یکی بود ولی به مرور زمان اختلافاتی میان این دو دیده شد. سرانجام دانشمندان به این نتیجه رسیدند که باید در این باره بازنگری شود. اخترشناس فرانسوی آلکسی بوار وظیفهٔ انجام این کار را داشت. در ابتدا محاسبات او از مدار اورانوس درست به نظر می‌رسید ولی پس از مدتی میان محاسبات او و مدار واقعی اورانوس نیز تفاوت‌هایی دیده می‌شد. بوار چنین طرح کرد که سیاره‌ای دورتر از اورانوس وجود دارد و آن را از مکان محاسبه شده به عقب می‌کشد.


اوربن لو وریه

جان کاوچ آدامز

 

[زیبا سنم]

جان کاوچ آدامز از سال ۱۸۴۱ به تحقیق و محاسبه دربارهٔ سیارهٔ مجهول که فراتر از اورانوس وجود دارد پرداخت. سرانجام محاسباتش را در سپتامبر سال ۱۸۴۵ با اخترشناس مشهور سر جورج بیدل ایری در میان گذاشت؛ آدامز از ایری خواسته بود به جستجوی این سیاره در آسمان بپردازد. تا مدتی ایری این کار را انجام نداد، شاید نمی‌خواست درخواست فردی ناشناس مثل آدامز را انجام بدهد ولی سرانجام در ژوئیهٔ سال ۱۸۴۶ از ستاره‌شناسی به نام جیمز کالیس خواست تا این کار را انجام دهد. کالیس در چهارم اوت سال ۱۸۴۶ نپتون را در آسمان دید ولی نتوانست ماهیت آن را تشخیص دهد.

در همین هنگام ستاره‌شناس فرانسوی اوربن ژان ژوزف لو وریه به محاسبهٔ سیارهٔ مجهول در آسمان پرداخت. سپس محاسباتش را همراه با نامه‌ای به یوهان گاله معاون رصدخانهٔ برلین فرستاد و از او خواست هر چه زودتر به جستجوی این سیاره در آسمان بپردازد. نامه روز ۲۳ سپتامبر سال ۱۸۴۶ به گاله رسید. او همان شب تلسکوپش را به سوی آسمان برد و سیاره را با یک درجه اختلاف نسبت به نقطهٔ پیشنهاد شده توسط لووریه در آسمان مشاهده کرد. رصدخانهٔ برلین به تازگی نقشه‌ای از آن بخش از آسمان به دست آورد، به همین علت کشف نپتون ممکن شده‌است.

تا زمان بسیار طولانی مجادلهٔ بسیار ناخوشایندی بر سر این بود که چه کسی لیاقت عنوان کاشف نپتون را دارد. امروزه بیشتر ستاره‌شناسان بر این باوراند که آدامز و لووریه به دلیل انجام محاسبات پیچیده که سرانجام موجب کشف نپتون شد، کاشفان این سیاره هستند و یوهان گاله به عنوان کسی که برای نخستین بار این سیاره را رصد کرد در یادها می‌مانند.

 

[زیبا سنم]

جو و آب‌وهوا:​

مقایسهٔ اندازهٔ زمین و نپتون در ابعاد واقعی

پروتئوس ماه نپتون که توسط وویجر ۲ تصویربرداری شد
نوشتار اصلی: آب‌وهوای نپتون
۷۴ درصد هیدروژن، ۲۵ درصد هلیم و حدود ۱ درصد متان جو نپتون را تشکیل می‌دهند. به دلیل وجود متان در جو سیاره که به شدت نور قرمز را جذب می‌کند، نپتون این رنگ آبی دلنشین را به خود گرفته‌است. جوی از هیدروژن، هلیم و متان، گوشته‌ای از آب یخ زده، متان و آمونیاک و هسته‌ای از سنگ سیلیس ساختار نپتون را شکل می‌دهد. پس از کشف هم اطلاعات بسیار کمی دربارهٔ نپتون موجود بود تا این که در ۲۵ اوت سال ۱۹۸۹ وویجر ۲ از ۵ هزار کیلومتری این غول گازی گذشت و اطلاعات بسیار زیادی دربارهٔ این سیاره به دست آورد. برای مثال وویجر۲ کشف کرد که نپتون آب‌وهوای بسیار خشنی دارد و طوفانهای پر سرعت همه جای این سیاره وجود دارند.


لکه سیاه بزرگ ⟨بالا⟩ اسکوتر ⟨ابر سفید میانی⟩ لکه سیاه کوچک ⟨پایین⟩

 

[زیبا سنم]

لکهٔ سیاه بزرگ، آشفته‌ترین بخش نپتون است. این لکه که بیشتر شبیه گردباد است در نیمکرهٔ جنوبی این سیاره قرار دارد. در اطراف این لکه ابرهای سفیدی وجود دارد. لکهٔ سیاه بزرگ به اندازهٔ کره زمین است و در جهت خلاف عقربه‌های ساعت می‌چرخد؛ همچنین بعضی اوقات از خود لکه‌های سیاه کوچک‌تری هم تولید می‌کند. این لکه از بسیاری جهات شبیه لکهٔ سرخ مشتری است با این فرق که در شکل و اندازهٔ آن بیشتر تغییر به وجود می‌آید. در نزدیکی قطب جنوب نپتون لکهٔ سیاه دیگری شبیه بادام، وجود دارد که آن را لکهٔ سیاه۲ می‌نامند. با این که بادهای پر سرعت تمام این سیاره را فراگرفته‌است سریع‌ترین آن‌ها در نزدیکی لکهٔ سیاه بزرگ قراردارد. در آن جا سرعت بادها به ۲٬۴۰۰ کیلومتر در ساعت می‌رسد.

وجود بادها و طوفان‌های قوی در جو نپتون نشان می‌داد که این سیاره حرارتش را از منبع دیگری می‌گیرد. وویجر ۲ کشف کرد دمای اورانوس و نپتون مانند هم است با این تفاوت که نپتون از خورشید نسبت به اورانوس دورتر است. اما نپتون بر خلاف اورانوس حرارتی بیشتر از آنچه می‌گیرد، تابش می‌کند؛ که شاید این حرارت از دما و فشار شدیدی که از هستهٔ سنگی درون این سیاره آزاد می‌شود، به وجود می‌آید؛ بنابراین می‌توان نتیجه گرفت حرارتی که نپتون از درون خود دریافت می‌کند باعث به وجود آمدن بادها و طوفان‌های قوی در این سیاره می‌شود.

آشفته‌ترین بخش جو نپتون در نیمکرهٔ جنوبی آن، یعنی جایی که پدیده‌ای به نام لکهٔ سیاه بزرگ قرار دارد، است. این لکه که هم اندازهٔ کرهٔ زمین است، از بسیاری جهات شبیه لکهٔ سرخ مشتری است، با این فرق که بیشتر از لکهٔ سرخ در اندازه و شکل آن تغییر به وجود می‌آید.

 

[زیبا سنم]

در نزدیکی قطب جنوب نپتون، لکهٔ سیاه دیگری به شکل بادام با نام لکهٔ سیاه۲ قرار دارد. سریع‌ترین بادهای نپتون، در نزدیکی لکهٔ سیاه بزرگ، با سرعت بیش از ۲٬۴۰۰ کیلومتر در ساعت می‌وزد. هستهٔ نپتون بسیار داغ است. حرارتی که از مرکز بیرون می‌رود، گازهای اطراف سیاره را گرم می‌کند و به بالا می‌برد؛ در ارتفاعات جو، گازها سرد شده و دوباره به پایین بازمی‌گردند. در نتیجه این حرارت و جریان همرفت، بادها و طوفان‌های شدیدی به وجود می‌آید که در نهایت متان به لایهٔ بالایی پوش کره می‌رسد؛ در اثر واکنش‌های این گاز با نور خورشید، ابرها تشکیل می‌شود. دانشمندان نام یکی از نمایان‌ترین ابرهای نپتون را که به سرعت سرتاسر سیاره را طی می‌کند، روروک گذاشته‌اند.

روی زمین بر اثر حرارت انرژی خورشید طوفان‌ها و بادها به وجود می‌آید؛ انرژی که نپتون از خورشید می‌گیرد، هزار بار کم‌تر از زمین است. همچنین وویجر ۲ دریافته بود، اورانوس همسایهٔ نپتون، فعالیت جوی نسبتاً آرامی دارد. اورانوس آن قدر از خورشید دور بود که به نظر نمی‌رسید بتواند هوایی طوفانی داشته باشد؛ نپتون که ۱٫۶ میلیارد کیلومتر نسبت به اورانوس دورتر از خورشید بود، اگر آرام‌تر از اورانوس نبود، حداقل می‌بایست به همان آرامی باشد. {البته باتوجه به تصاویری که تلسکوپ ده متری کک در سال ۲۰۰۴ گرفت مشخص شد اورانوس هم طوفان‌هایی دارد.}

وجود بادها و طوفان‌ها در جو نپتون نشان می‌داد، این سیاره حرارتش را از منبعی به جز خورشید تأمین می‌کند. وویجر دریافت دمای نپتون و اورانوس مشابه هم است اما نپتون بر خلاف اورانوس حرارتی بیش از آن که دریافت کند، تابش می‌کند؛ شاید این حرارت از هستهٔ داغ و سنگی مرکز سیاره به وجود می‌آید.