Aurinkokuntamme on kiehtova paikka. Sen kahdeksan planeetan ja monien kääpiöplaneettojen välillä on vakavia eroja kiertoradan, koostumuksen ja lämpötilan suhteen. Kun taas olosuhteet sisäisessä aurinkokunnassa, missä planeetat ovat maanpäällisiä luonnossa, planeetat, jotka kiertävät sen ulkopuolella, voivat kuumeta melko kuumaksi Frost Line – missä on tarpeeksi kylmää, jotta haihtuvat aineet (eli vesi, ammoniakki, metaani, CO ja CO²) tiivistyvät kiinteiksi aineiksi – voivat jäähtyä voimakkaasti!
Se on tässä ympäristössä, jonka löydämme Neptunus , aurinkokunnan kaukaisin (ja siten kylmin) planeetta. Vaikka tällä kaasu-/jääjättiläisellä ei olekaan puhuttavaa 'pintaa', maan päällä on tehty tutkimusta ja ohituksia, jotka ovat onnistuneet saamaan tarkkoja mittauksia planeetan yläilmakehän lämpötilasta. Kaiken kaikkiaan planeetan lämpötilat vaihtelevat noin 55 K (-218 °C; -360 °F) ja 72 K (-200 °C; -328 °F) välillä, mikä tekee siitä aurinkokunnan kylmimmän planeetan.
Radan ominaisuudet:
Kaikista aurinkokunnan planeetoista Neptunus kiertää aurinkoa suurimmalla keskimääräisellä etäisyydellä. Hyvin pienellä epäkeskeisyydellä (0,0086) se kiertää Aurinkoa puolipääakselilla, joka on noin 30,11 AU (4 504 450 000 000 km) välillä 29,81 AU (4,459 x 10).9km) perihelionissa ja 30,33 AU (4,537 x 109km) aphelionissa.
Neptunus ja jäinen asteroidirikas Kuiper-vyö, joka sijaitsee sen kiertoradan ulkopuolella. Kiitos: NASA
Neptunukselta kuluu 16 tuntia 6 minuuttia ja 36 sekuntia (0,6713 päivää) yhden sidereaalisen kierron suorittamiseen ja 164,8 maavuotta yhden kiertoradan suorittamiseen Auringon ympäri. Tämä tarkoittaa, että yksi päivä kestää 67 % niin kauan Neptunuksella, kun taas vuosi vastaa noin 60 190 Maan päivää (tai 89 666 Neptunuksen päivää).
Koska Neptunuksen aksiaalinen kallistus (28,32°) on samanlainen kuin Maan (~23°) ja Marsin (~25°), planeetalla on samanlaisia vuodenaikojen vaihteluita. Yhdessä sen pitkän kiertoradan kanssa tämä tarkoittaa, että vuodenajat kestävät neljäkymmentä Maan vuotta. Lisäksi planeettojen aksiaalinen kallistus johtaa myös vaihteluihin sen päivän pituudessa sekä lämpötilan vaihteluihin pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon välillä (katso alla).
'Pinta' lämpötila:
Niiden koostumuksen vuoksi pintalämpötilan määrittäminen kaasu- tai jääjättiläisillä (verrattuna maanpäällisiin planeetoihin tai kuuihin) on teknisesti mahdotonta. Tämän seurauksena tähtitieteilijät ovat luottaneet mittauksiin, jotka on saatu korkeuksissa, joissa ilmanpaine on yhtä suuri kuin 1 baari (tai 100 kilopascalia), mikä vastaa ilmanpainetta täällä maan päällä merenpinnan tasolla.
Värikontrastinen valokuva, jossa näkyy Neptunuksen tunnelman piirteet. Luotto: Erich Karkoschka
Juuri täällä Neptunuksella, juuri ylemmän tason pilvien alapuolella, paineet nousevat 1–5 baariin (100–500 kPa). Tällä tasolla lämpötilat saavuttavat myös korkeimman 72 K (-201,15 °C; -330 °F). Tässä lämpötilassa olosuhteet ovat sopivat metaanin tiivistymiselle, ja ammoniakin ja rikkivedyn pilvien uskotaan muodostuvan (joka antaa Neptunukselle sen tyypillisen tumman syaanivärin).
Mutta kuten kaikilla kaasu- ja jääjättiläisillä, lämpötilat vaihtelevat Neptunuksella syvyyden ja paineen vuoksi. Lyhyesti sanottuna, mitä syvemmälle Neptunukseen menee, sitä kuumemmaksi se tulee. Neptunuksen ytimessä lämpötila on jopa 7273 K (7000 °C; 12632 °F), mikä on verrattavissa Auringon pintaan. Valtavat lämpötilaerot Neptunuksen keskustan ja sen pinnan välillä aiheuttavat valtavia tuulimyrskyjä, jotka voivat nousta jopa 2100 km/h, mikä tekee niistä aurinkokunnan nopeimpia.
Lämpötilapoikkeamat ja -vaihtelut:
Neptunuksen keskilämpötila on aurinkokunnan kylmimmät lämpötilat, mutta planeetan etelänapa on outo poikkeama. Täällä se on 10 astetta K lämpimämpi kuin muualla planeetalla. Tämä 'kuuma piste' johtuu siitä, että Neptunuksen etelänapa on tällä hetkellä alttiina auringolle. Kun Neptunus jatkaa matkaansa Auringon ympäri, napojen sijainti kääntyy. Silloin pohjoisnavasta tulee lämpimämpi ja etelänavasta jäähtyy.
Neptunuksen vaihtelevampi sää verrattuna Uranukseen johtuu osittain sen korkeammasta sisäisestä kuumenemisesta, mikä on erityisen hämmentävää tutkijoille. Huolimatta siitä, että Neptunus sijaitsee yli 50 % kauempana Auringosta kuin Uranus ja vastaanottaa vain 40 % auringonvalosta, molempien planeettojen pintalämpötilat ovat suunnilleen samat.
Neljä kuvaa Neptunuksesta, jotka on otettu muutaman tunnin välein Hubble-avaruusteleskoopilla 25.–26. kesäkuuta 2011. Kiitokset: NASA, ESA ja Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Syvemmällä kaasukerrosten sisällä lämpötila nousee tasaisesti. Tämä on yhdenmukainen Uranuksen kanssa, mutta kummallista kyllä, ero on suurempi. Uranus säteilee vain 1,1 kertaa niin paljon energiaa kuin se saa Auringosta, kun taas Neptunus säteilee noin 2,61 kertaa niin paljon. Neptunus on kauimpana Auringosta, mutta sen sisäinen energia riittää ajamaan aurinkokunnan nopeimmat planeettatuulet. Tämän mekanismi on edelleen tuntematon.
Ja vaikka Pluton lämpötilojen on kirjattu laskevan alle - 33 K (-240 °C; -400 °F) -tilaan, Pluton tila kääpiöplaneetta tarkoittaa, että se ei ole enää samassa luokassa muiden kanssa. Sellaisenaan Neptunus on edelleen kylmin planeetta kahdeksasta.
Olemme kirjoittaneet monia artikkeleita Neptunuksesta täällä Universe Today -sivustolla. Tässä Kaasun (ja jään) jättiläinen Neptunus , Millainen on Neptunuksen pinta? , 10 mielenkiintoista faktaa Neptunuksesta , ja Neptunuksen renkaat .
Jos haluat lisätietoja Neptunuksesta, katso Hubblesiten uutistiedotteet Neptunuksesta , ja tässä linkki NASAn aurinkokunnan tutkimusopas Neptunukselle .
Olemme nauhoittaneet kokonaisen jakson Astronomy Castia vain Neptunuksesta. Voit kuunnella sen täältä, Jakso 63: Neptune .