NEPTÜN (GEZEGEN): ÖZELLIKLER, KOMPOZISYON, YÖRÜNGE, HAREKET, YAPI - ARTE - 2024

Neptün , güneş sistemindeki yörünge mesafesi bakımından sekizinci gezegendir, bir buz devidir ve hepsinden en dışındadır. Bu, Plüton'un 2006 yılında bir gezegen olarak kabul edilmeyi bırakıp Kuiper kuşağının bir parçası olan bir cüce gezegen haline gelmesinden bu yana geçerlidir.

Gece gökyüzünde Neptün, Voyager 2 gibi 1980'lerin sonundaki uzay görevlerinin gezegen ve uyduları hakkında veri sağlamasına kadar, hakkında çok az şey bilinen küçük mavimsi bir noktaya benziyor.

Şekil 1. Voyager 2 tarafından 1989 yılında fotoğraflanan Neptün, görüntü, atmosferik fırtınalardan kaynaklanan karanlık noktaları göstermektedir. (Kaynak: NASA)

Voyager 2 görüntüleri, ilk kez mavi-yeşil yüzeye sahip, güçlü fırtınalar ve hızlı rüzgar akıntıları ile karanlık antisiklonik yamalar üreten bir gezegeni gösterdi. Zamanla bu kadar kalıcı olmasalar da Jüpiter'inkilere çok benzerler.

Neptün'ün atmosferi metan bakımından zengindir ve çok zayıf bir halka sistemine sahiptir. Gezegenin bir manyetosferi var, bu yüzden metalik bir çekirdeğe sahip olduğu varsayılıyor.

Şimdiye kadar, Triton ve Nereida'nın ana uyduları olduğu Neptün'ün 15 uydusu sayıldı.

Keşif ve tarih

Neptün'ün keşfi, Uranüs ve Satürn gezegenlerinin yörüngelerindeki rahatsızlıkların gözlemlerine dayanan matematiksel bir tahminin sonucuydu. Daha önce 1610'da Galileo, Neptün'ü Jüpiter'in uydularını keşfetmek için kullandığı teleskopla çoktan görmüştü, ancak onu bir yıldız zannetti.

Çok daha sonra, 1846'da, gök mekaniğinde uzmanlaşan Fransız matematikçi Urbain Le Verrier, Satürn ve Uranüs'ün yörüngelerindeki bazı karışıklıkları inceledi. En iyi açıklama, gökyüzündeki yörüngesini ve konumunu tahmin ettiği yeni bir gezegenin varlığını önermekti. Bir sonraki adım gezegeni bulmaktı, bu yüzden Le Verrier, Alman gökbilimci Johann Gottfried Galle'yi onu aramaya ikna etti.

23 Eylül 1846 gecesi Galle, Berlin'deki gözlemevinden yeni gezegenin varlığını doğruladı ve birkaç gün içinde en büyük uydusu Triton ortaya çıktı.

Neredeyse aynı anda İngiltere, Cambridge'de, bir süredir problem üzerinde çalışan genç matematikçi John Couch Adams, benzer tahminlerde bulundu.

Neptün, adını, Roma panteonunun tanrılarının ardından gezegenlere isim verme geleneğini izleyen Roma mitolojisinde (Yunan tanrısı Poseidon'a eşdeğer) deniz tanrısına borçludur.

Genel özellikleri

Neptün'ün çapı Dünya'nın çapının neredeyse 4 katı, ancak devasa Jüpiter'in yaklaşık üçte biri.

Şekil 2. Neptün'ün Dünya'ya kıyasla. (Kaynak: wikimedia commons)

Kütlesi Dünya'nın 17 katı ve hacmi 57 kat daha büyük. Kütle bakımından güneş sistemindeki gezegenler arasında üçüncü, büyüklük olarak dördüncü sırada yer almaktadır.

Neptün'ün temel fiziksel özelliklerinin özeti

-Kütle: 1.024 × 10 ²⁶ kg (Dünya'nın 17.147 katı)

-Ortalama yarıçap : 24.622 km, Dünya yarıçapının 3.87 katına eşittir.

-Shape: kutuplarda 0,983 kat düzleştirilmiş.

-Mean yarıçapı yörüngesinin: 4,498 x 10 ⁹ bölgesinin eşdeğer 30.07 AU

- Dönme ekseninin eğimi: yörünge düzlemine göre 30º.

-Sıcaklık: -220ºC (bulutlar)

Yerçekimi: 11,15 m / s ² (1,14 g)

-Kendi manyetik alan: Evet, ekvatorda 14 mikrotesla.

-Atmosfer: Hidrojen% 84, Helyum% 12, Metan% 2, Amonyak% 0.01.

Yoğunluk: 1.640 kg / m ³

-Satellitler: Bugüne kadar bilinen 15 tanesi .

-Halkalar: Evet, incedirler ve buz ve silikat parçacıklarından oluşurlar.

Çeviri hareketi

Güneş sistemindeki sekizinci gezegen olan Neptün, Güneş etrafındaki yörüngesi ortalama 30 AU yarıçapına sahip bir gaz devidir. Astronomik birim AU, 150 milyon kilometreye eşittir ve Güneş ile Dünya arasındaki ortalama mesafedir.

Şekil 3. Mavi nokta olan Uranüs ile birlikte Neptün'ün yörüngesini kırmızı renkte gösteren animasyon. Kaynak: Wikimedia Commons.

Bu, Neptün'ün yolunun yarıçapının Dünya'nın yarıçapının 30 katı olduğu anlamına gelir, bu nedenle Güneş'in etrafında bir devrimi tamamlamak 165 yıl alır.

Neptün hakkında eğlenceli gerçekler

-Neptün'ün yörüngesinden sonra gelen Plüton artık bir cüce gezegen olduğu için Güneş'ten en uzak gezegen.

-Neptün, dört dev gezegenin (Jüpiter, Satürn, Uranüs, Neptün) en küçüğüdür.

-Neptün'ün yerçekimi Dünya'nınkine çok benzer.

-221.4ºC ortalama sıcaklık ile güneş sistemindeki en soğuk gezegendir.

-Bir halkalar sistemine sahiptir, ancak Satürn'ünkinden farklı olarak, sürekli değildirler, bunun yerine yörünge yolu boyunca yaylar oluştururlar.

-Neptün, dev gezegenlerin en yoğun olanıdır.

-Güneş sistemindeki en hızlı rüzgârlara sahip olan ve 2.100 km / saate kadar şaşırtıcı bir hızla ulaşabilen kasırgalar var.

-Neptün, Dünya gezegeni büyüklüğünde bir girdap olan Büyük Karanlık Noktaya sahiptir. 1989'da fotoğraflanan bu nokta, 1994'te ortadan kayboldu, ancak yeni bir Karanlık Noktaya yol açtı.

-Neptün'ün en büyük uydusu olan Triton, diğer uydularına ters yönde döndüğü için gezegen tarafından tuzağa düşürüldüğü ve onunla aynı anda oluşmadığı düşünülüyor.

-Triton (Neptün'ün en büyük uydusu) yanardağlara ve nitrojen gayzerlerine sahiptir, ancak güneş sistemindeki en soğuk yıldızlardan biridir (-235ºC).

Voyager 2 görevi, 1989'da Neptün gezegeninin kuzey kutbundan 3.000 kilometre geçti.

-12 Temmuz 2011'de Neptün, 23 Eylül 1846'daki keşfinden bu yana ilk tam yörüngesini tamamladı.

Dönen hareket

Şekil 4. Neptün'ün kendi ekseni etrafında tam bir dönüş yapması yaklaşık 16 saat sürer. Kaynak: NASA.

Neptün'ün dönüşü, bugüne kadarki en doğru ölçüme göre 15 saat, 57 dakika ve 59 saniyedir.

Sadece atmosferinin yüzeyini gösteren ve aynı zamanda hareket eden bir gezegenin dönüş hızını belirlemek kolay bir iş değildir. Kayalık gezegenlerin dönme hızlarını belirlemek çok daha kolaydır.

Voyager 2, 1989'da Neptün'e ulaştığında 16 saat 6.5 saniyelik bir dönüş süresi tahmin edildi. Bugün bu ölçümün, Arizona Üniversitesi'nden gezegen bilimci Erich Karkoschka'nın özenli ölçümleri sayesinde yanlış olduğu biliniyor.

Dönme hızı ve manyetik alan

Diğer dev gezegenlerin dönüş hızı, manyetik alan tarafından yayılan darbelerle ölçülür. Bununla birlikte, bu yöntem Neptün için geçerli değildir, çünkü ne manyetik dipolün ekseni ne de merkezi, aşağıdaki karşılaştırmalı görüntüde gördüğümüz gibi gezegenin dönme ekseniyle çakışmaz:

Şekil 5. Dev gezegenlerin manyetik alanı. Kaynak: Seeds, M. 2011. Güneş Sistemi. Yedinci Baskı. Cengage Learning.

Resim, aşağı yukarı gezegenin merkezinde bulunan bir dipol (bir mıknatıs) tarafından üretilen manyetik alanın modelini göstermektedir. Bu model aynı zamanda Dünya'nın manyetik alanı için de uygundur.

Ancak Neptün alanı, dört kutuplu ve yüksek dereceli girdilerin dipol alanından daha büyük olabileceği anlamında anormaldir. Ve şekilde gördüğümüz gibi, dipol merkezden yer değiştirmiştir.

Bu yüzden Karkoschka, Hubble teleskopundan beş yüzden fazla görüntü kullanarak farklı bir yöntem geliştirdi. Güney Kutup Özelliği ve Güney Kutup Dalgası adını verdiği gezegenin iki karakteristik özelliğini buldu.

Bunlar 1990'lardan beri aynı hızda döndüler ve bunun gezegenin gerçek hızı olduğunu doğruladılar.

Şekil 6. Neptün'ün bu görüntüsünde, gezegene demirlenmiş gibi görünen Karanlık Nokta 2 ve Güney Kutup Özelliğini vurgulamak için renkli filtreler kullanılmıştır. Kaynak: Erich Karkoschka.

Şekil 5'teki (yukarıda) görüntü, gezegenin atmosferik özelliklerini vurgulamak için filtreler tarafından değiştirilen renkleri ve kontrastları göstermektedir.

Söylediğimiz gibi, Neptün'ün atmosferindeki rüzgarlar sıklıkla ses hızını aşar.

Böylece, Neptün'ün Büyük Karanlık Noktası, göreceli konumunu zaman içinde değiştirirken, Karanlık Nokta 2 ve Güney Kutup Özelliği göreceli konumlarını korur. Bu, Karkoschka'nın Neptün'deki bir günün uzunluğunu doğru bir şekilde belirlemesine izin veren gezegenin dönüşüne bağlı olduklarını gösteriyor.

Kompozisyon

Neptün'ün atmosferinde hidrojen (% 84), helyum (% 12), metan (% 2) ve amonyak, etan ve asetilen gibi diğer gazlar bulunur. Bu atmosferin altında silika, demir ve nikel içeren su, sıvı amonyak, metan ve erimiş kaya karışımı bulunur.

Atmosferin alt bölgelerinde artan metan, amonyak ve su konsantrasyonları bulunur. İkiz gezegen Uranüs'ün aksine, Neptün'ün bileşimi daha büyük okyanus hacmine sahiptir.

yapı

Gezegen, yarıçapının üçte birini kaplayan yoğun ve kalın bir atmosfer altında buzlu bir kabukla çevrili kayalık bir çekirdeğe sahiptir. İkiz gezegen Uranüs'ünkine benzer.

Aşağıdaki şekil Neptün'ün yapısını daha ayrıntılı olarak göstermektedir.

Şekil 7. Neptün'ün iç yapısı. Kaynak: Wikimedia Commons. Chocofrito / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Neptün, iyi farklılaşmış katmanlara sahip bir yapıya sahiptir:

- Üst katman: Çoğunlukla hidrojen ve helyum olan bulutlardan ve daha az ölçüde metan ve diğer gazlardan oluşur. Gezegenin kütlesinin yaklaşık% 5-10'una karşılık gelir.

- Atmosfer : hidrojen, helyum ve metan.

- Manto: Atmosferin altında, sıcaklığın 1.727 ile 4.727 ° C arasında ulaşabildiği sıvı bir bölge olan gezegenin büyük mantosu bulunur. Sıvı halde su, metan ve amonyaktan oluşur.

Manto, 10 ila 15 kara kütlesi arasında değişir ve su, amonyak ve metan bakımından zengindir. Bu karışım, sıcak ve yoğun bir sıvı olmasına rağmen "buz" olarak adlandırılır ve aynı zamanda su ve amonyak okyanusu olarak da adlandırılır.

Mantonun kendisi 1.700ºC ile 4.700ºC arasında çok yüksek sıcaklıklara sahiptir ve elektriksel iletkenliği de yüksektir.

- Çekirdek: diğer buz ve gaz devi Uranüs'e benzer şekilde silika, demir ve nikel kayadan oluşur. Çekirdeğin kütlesi Dünya'nınkinin 1,2 katıdır. Merkezdeki basıncın, 5670 ºC'ye varan sıcaklıklarla, Dünya'nın merkezindekinin kabaca iki katı olan 700 GPa olduğu tahmin edilmektedir.

Atmosfer

Neptün'ün atmosferi çok ilginç ve özel bir bölümü hak ediyor. Başlangıç ​​olarak, Güneş'ten en uzak gezegen olduğu ve çok az güneş radyasyonu aldığı için son derece soğuktur. Bundan dolayı atmosferin üst kısmındaki sıcaklık -220 ºC civarındadır.

Ancak Neptün, muhtemelen sıvı mantodaki iletim elektronlarının çarpışması ve ayrıca oluşumu sırasında kalan ısı nedeniyle dahili bir ısı kaynağına sahiptir.

Bu devasa sıcaklık eğimi nedeniyle, muazzam konveksiyon akımları meydana gelir ve bu da gezegenin iklim sistemini çok aşırı hale getirir.

Ve böylece güneş sistemindeki en büyük fırtınalar ve kasırgalar, farklı enlemlerdeki karşıt rüzgarlar nedeniyle devasa antisiklonik akım yamalarının oluşmasıyla kanıtlandığı gibi üretilir.

Neptün'ün tüm antiklonik sistemleri arasında, Gezegenden 3.000 kilometre geçtikten sonra Voyager 2 sondası tarafından ilk kez 1989'da fotoğraflanan Büyük Karanlık Nokta öne çıkıyor.

Renk açısından, Neptün'ünki, kırmızı dalga boyunu emen ve mavi dalga boyunu yansıtan yüksek metan konsantrasyonu nedeniyle Uranüs'ten bile daha mavimsi. Ancak rengine katkıda bulunan başka moleküller de var.

Atmosferin alt bölgesinde (troposfer) sıcaklık yükseldikçe düşer, ancak üst bölgede (stratosfer) bunun tersi olur. Bu katmanlar arasındaki basınç 10 bin paskal (Pa).

Stratosferin üzerinde, basıncın 10 Pa'dan 1 Pa'ya düştüğü kademeli olarak ekzosfere dönüşen termosfer vardır.

Neptün uyduları

Bugüne kadar gezegenin 15 doğal uydusu sayıldı. Uydularının en büyüğü ve 1846'da keşfedilen ilk uydu Triton'dur. 1949'da Nereida adında ikinci bir uydu keşfedildi.

1989'da Voyager 2 misyonu altı uydu daha keşfetti: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa ve Proteus.

Daha sonra 2003 yılında Halimedes, Sao, Laomedeia, Psámate ve Neso keşfedildi. Küçük uydu 14, 2013 yılında SETI enstitüsü tarafından keşfedildi, yörünge süresi 23 saatti.

Neptün'ün ana uyduları hakkında bazı ayrıntıları görelim:

Triton

2.700 km çapında, ana gezegeninden yaklaşık 18 kat daha küçük ve Dünya'dan neredeyse 5 kat daha küçük olan Neptün'ün uydularının en büyüğüdür.

Yörünge süresi neredeyse 6 gündür, ancak merakla Neptün'ün ve diğer uydularının dönüşünün tersi yönde dönmektedir. Ayrıca yörüngesi, gezegenin yörünge düzlemine göre 30 derece eğimlidir.

Ortalama -235ºC sıcaklığı ile güneş sistemindeki en soğuk cisimdir ve dörtte üçü kaya ve dörtte biri buzdan oluşur. Yüzeyinde, atmosfere doğru karanlık yayılımlar olan gayzerler bulunurken, yüzeyde ovalar ve 200 km kraterli bazı volkanlar bulunur.

Şekil 8. Neptün'ün ana uyduları; Triton, Proteus, Nereida ve Larisa. Kaynak: Wikimedia Commons.

Nereid

1949 yılında Gerard Kuiper tarafından aldığı güneş ışığının% 14'ünü yansıttığı için keşfedilmiştir.

Triton'un sekizde biri büyüklüğünde ve çok eksantrik bir yörüngeye sahip, Neptün'e en yakın mesafe 1.354.000 km ve en uzak mesafe 9.624.000 km, tamamlanması 360 gün sürüyor.

Proteus

Şekil 9. Kardeşlik, Eşitlik, Özgürlük, Adams halkasının (en dıştaki) kemerlerine verilen addır. İç halka Le Verrier'dir. (Kaynak: wikimedia commons)

Neptün, esas olarak toz ve buz parçacıklarından oluşan beş ince ve soluk halkaya sahiptir. Kökeninin göktaşları ile gezegenin doğal uyduları arasındaki çarpışmaların bıraktığı enkazda olduğuna inanılıyor.

Yüzükler, keşiflerine ve çalışmalarına en çok katkıda bulunan bilim adamlarının soyadlarına göre isimlendirilmiştir. En içten dışa doğru Galle, Le Verrier, Lassell, Arago ve Adams vardır.

Aşağıdaki görüntüde görebileceğimiz Galatea uydusu ile yörüngesini paylaştığı bir halka da var:

Şekil 10. Neptün'ün beş halkasının şeması ve isimleri. Bazı uyduların yörüngesi de gösterilir. (Kaynak: NASA).

Neptün ne zaman ve nasıl gözlemlenir

Neptün çıplak gözle görülemez, amatör bir teleskopla bile o kadar küçük görünür ki bir yıldızla karıştırılabilir.

Bunu yapmak için, planetaryum olarak çalışan bir bilgisayar programı veya uygulaması kullanmak en iyisidir. Android işletim sistemi için, Gezegenleri ve diğer gök cisimlerini önemli bir hassasiyetle hızlı bir şekilde bulmanızı sağlayan Sky Maps uygulaması öne çıkmaktadır.

Gözlem için en iyi zaman, gezegenin karşıt olduğu zamandır, yani Dünya, Güneş ile Neptün'ü birleştiren çizgi arasındadır.

Bu fenomen her 368 günde bir gerçekleşir ve 2020'ye kadar 11 Eylül'de gerçekleşecek. Yılın diğer zamanlarında da görülebilen Neptün'ü gözlemlemek için kesinlikle tek fırsat bu değil.

İyi bir teleskopla Neptün, mavi-yeşil bir disk gibi göründüğü için arka plandaki yıldızlardan ayırt edilebilir.

Neptün'ün Manyetosferi

Daha önce, Neptün'ün manyetik alanının özellikleri üzerine yorumlanmıştı. Gezegenin manyetik kutupları dönme eksenine göre 47º eğimlidir.

Manyetik alan, gezegenin içinde ince bir küresel katman oluşturan iletken sıvıların hareketiyle üretilir. Ancak Neptün'de, manyetik kutuplar merkezden gezegenden yaklaşık 0,5 yarıçap kadar yer değiştirmiştir.

Manyetik ekvatordaki alanın yoğunluğu, 15 mikrotesla düzeyindedir ve Dünya'nınkinden 27 kat daha yoğundur.

Alanın geometrisi karmaşıktır, çünkü dört kutuplu katkılar, en uygun katkının dipol olduğu Dünya'nın aksine, dipol katkısını aşabilir.

Şekil 11. Neptün'ün kendine özgü manyetik alanı. (Kaynak: emaze.com)

Neptün'ün manyetosferi, şok cephesinde yarıçapının 35 katına ve kuyrukta 72 yarıçapına kadar uzanır.

Manyetik basıncın Güneş'ten gelen yüklü parçacıkların basıncına eşit olduğu yer olan manyetopoz, gezegenden 23 ila 27 yarıçap arasındadır.

Neptün'e Görevler

Voyager 2

Neptün gezegeninin yörüngesinde dönen tek uzay görevi, 1982'de gezegene gelen Voyager 2 idi.

Şu anda sadece iki uydu biliniyordu: Triton ve Nereida. Ancak Voyager 2 görevi sayesinde altı tane daha keşfedildi: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa ve Proteus. Bu uydular, düzensiz şekli ve daha küçük yarıçaplı yörüngeleri ile Triton'dan oldukça küçüktür.

Bu altı uydunun, Neptün'ün yerçekimi tarafından yakalandığında Triton ile çarpışan eski bir uyduyla çarpışmanın kalıntıları olduğundan şüpheleniliyor.

Voyager 2 ayrıca Neptün'de yeni halkalar keşfetti. Halkaların ilki 1968'de bulunmasına rağmen, varlığı ve yenilerinin bulunması, söz konusu sonda 1989'da gelene kadar mümkün olmamıştı.

Uzay aracının gezegene en yakın yaklaşımı, Neptün'ün kuzey kutbunun 4.800 km yukarısında gerçekleşen 25 Ağustos 1989'da gerçekleşti.

Bu uzay aracının ziyaret edebileceği son büyük gezegen olduğu için, Satürn ve uydusu Titan tarafından uçan Voyager 1 ile yapılana benzer şekilde Triton ayının yakın bir uçuşu yapılmasına karar verildi.

25 Ağustos 1989'da uzay aracı, Neptün'ün atmosferinden 4.400 km'ye ulaşmadan önce Ay Nereid ile yakın bir karşılaşma yaptı ve aynı gün gezegenin en büyük ayı olan Triton'un yakınından geçti.

Uzay aracı, Neptün'ü çevreleyen manyetik alanın varlığını doğruladı ve alanın Uranüs çevresindeki alana benzer şekilde merkezden kaymış ve eğimli olduğunu buldu.

Referanslar

1. N + 1. Uranüs ve Neptün'e 200 kilogram elmas yağıyor. Nmas1.org adresinden kurtarıldı.
2. Powell, M. Gece Gökyüzünde Çıplak Göz Gezegenleri (ve bunların nasıl tanımlanacağı). Çıplakeyeplanets.com'dan kurtarıldı.
3. Tohumlar, M. 2011. Güneş Sistemi. Yedinci Baskı. Cengage Learning.
4. Vikipedi. Gezegen halkası. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.
5. Vikipedi. Anneaux d'Neptune. Fr.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.
6. Vikipedi. Neptün'ün Keşfi. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.
7. Vikipedi. Neptün (gezegen). Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.