Neptun ist der achte und am weitesten von der Sonne entfernte Planet im Sonnensystem. Im Sonnensystem ist es der viertgrößte Planet nach Durchmesser, der drittmassereichste Planet und der dichteste Gasplanet. Neptun ist 17-mal so massereich wie die Erde. Neptun umkreist die Sonne einmal alle 164,8 Jahre in einer durchschnittlichen Entfernung von 30,1 AE (4,5 Milliarden km).
Neptun ist für das bloße Auge nicht sichtbar und der einzige Planet im Sonnensystem, der durch mathematische Vorhersage anstatt durch empirische Beobachtungen gefunden wurde. Unerwartete Veränderungen in der Umlaufbahn von Uranus führten Alexis Bouvard zu dem Schluss, dass seine Umlaufbahn durch einen unbekannten Körper gestört wurde. Die Position von Neptun wurde anschließend unabhängig voneinander von John Couch Adams und Urbain Le Verrier nach Bouvards Tod durch seine Beobachtungen berechnet. Neptun wurde anschließend am 23. September 1846 von Johann Galle mit einem Teleskop innerhalb von nur einem Grad auf der von Le Verrier vorhergesagten Position beobachtet. Die Entfernung des Planeten von der Erde macht es schwierig, ihn mit Teleskopen zu studieren. Voyager 2 ist die einzige Sonde, die Neptun besucht hat.
Wie Jupiter und Saturn besteht die Atmosphäre von Neptun hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium sowie Spuren von Kohlenwasserstoffen und möglicherweise Stickstoff, obwohl er einen höheren Anteil an gefrorenem Wasser, Ammoniak und Methan enthält. Ähnlich wie bei Uranus besteht sein Inneres jedoch hauptsächlich aus Eis und Gestein. Uranus und Neptun werden normalerweise als „Eisriesen“ angesehen, um diese Unterscheidung zu betonen. Zum Teil sind Spuren von Methan in den äußersten Regionen für das blaue Erscheinungsbild des Planeten verantwortlich.
Im Gegensatz zu der dunstigen, relativ merkwürdigen Atmosphäre von Uranus weist Neptuns Atmosphäre aktive und sichtbare Wettermuster auf. Zum Zeitpunkt des Vorbeiflugs der Voyager 2 im Jahr 1989 hatte die südliche Hemisphäre des Planeten beispielsweise einen großen dunklen Fleck, der mit dem großen roten Fleck auf dem Jupiter vergleichbar war. Diese Wettermuster werden von den stärksten anhaltenden Winden aller Planeten im Sonnensystem mit aufgezeichneten Windgeschwindigkeiten von bis zu 2.100 km h angetrieben. Aufgrund seiner großen Entfernung von der Sonne ist die äußere Atmosphäre von Neptun einer der kältesten Orte im Sonnensystem. Die Temperaturen an den Wolkendecken nähern sich -218°C. Die Temperaturen im Zentrum des Planeten betragen ungefähr 5.100°C. Neptun hat ein schwaches und fragmentiertes Ringsystem, das 1984 entdeckt und später von Voyager 2 bestätigt wurde.
Es ist nach dem römischen Gott des Meeres benannt und hat das astronomische Symbol ♆, eine stilisierte Version des Dreizacks des Gottes Neptun.
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Interessante Fakten über den Neptun
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Neptun benötigt 164,8 Erdjahre, um die Sonne zu umkreisen. Am 11. Juli 2011 vollendete Neptun seine erste vollständige Umlaufbahn seit seiner Entdeckung im Jahr 1846.
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Der Planet war den altertümlichen Zivilisationen nicht bekannt, weil er mit bloßem Auge nicht sichtbar ist. Der Planet wurde ursprünglich nach seinem Entdecker Le Verrier genannt. Dieser Name wurde jedoch schnell aufgegeben und stattdessen der Name Neptun gewählt.
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Neptun ist der römische Gott des Meeres. Im Griechischen heißt Neptun Poseidon.
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Neptun hat die zweitgrößte Schwerkraft aller Planeten im Sonnensystem – nach Jupiter an zweiter Stelle.
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Der größte neptunische Mond, Triton, wurde nur 17 Tage nach der Entdeckung von Neptun selbst entdeckt.
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Neptun hat einen Sturm ähnlich dem Großen Roten Fleck auf dem Jupiter. Es ist allgemein als der Große Dunkle Fleck bekannt und hat ungefähr die Größe der Erde.
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Neptun hat auch einen zweiten Sturm namens Small Dark Spot. Dieser Sturm ist ungefähr so groß wie der Erdenmond.
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Nur ein Raumschiff, die Voyager 2, ist an Neptun 1989 vorbei geflogen. Die Sonde nahm die ersten Nahaufnahmen des neptunischen Systems auf. Es dauerte 246 Minuten – vier Stunden und sechs Minuten -, bis die Signale von Voyager 2 zur Erde zurückkehrten.
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Wie die anderen äußeren Planeten besitzt Neptun ein Ringsystem, obwohl seine Ringe sehr schwach ausgeprägt sind. Sie bestehen höchstwahrscheinlich aus Eispartikeln und Staubkörnern.
Größenvergleich Erde – Neptun
Umlaufbahn & Rotation
Mit der Entdeckung von Neptun erhöhte sich die Größe des bekannten Sonnensystems um den Faktor zwei. Mit einer durchschnittlichen Umlaufbahnentfernung von 4,50 x 109 km benötigt das Sonnenlicht fast vier Stunden und vierzig Minuten, um Neptun zu erreichen. Ein neptunisches Jahr dauert 164,8 Erdenjahre.
Die Exzentrizität der Umlaufbahn von Neptun mit 0,0097 ist nach der der Venus die zweitkleinste. Diese kleine Exzentrizität bedeutet, dass die Umlaufbahn von Neptun fast kreisförmig ist. Das Perihel von Neptun mit 4,46 x 109 km und das Aphel mit 4,54 x 109 km hat nur einen Unterschied von weniger als zwei Prozent.
Wie Jupiter und Saturn dreht sich Neptun im Vergleich zu den terrestrischen Planeten sehr schnell. Mit einer Rotationsperiode von etwas mehr als 16 Stunden hat Neptun den drittkürzesten Tag im Sonnensystem.
Die axiale Neigung von Neptun beträgt 28,3°, was relativ ähnlich den 23,5° der Erde ist. Aufgrund seiner axialen Neigung hat der Neptun somit Jahreszeiten, welche im Gegensatz zur Erde jedoch mehr als 40 Jahre dauern.
Atmosphäre & obere Schichten
Die obere Atmosphäre von Neptun besteht zu circa 80% Wasserstoff (H2), 19% Helium und Spuren von Methan. Ähnlich wie bei Uranus ist die blaue Färbung von Neptun teilweise auf sein atmosphärisches Methan zurückzuführen, das rotes Licht absorbiert. Im Gegensatz zu Uranus hat Neptun ein viel tieferes Blau.
Auf Neptun wurden signifikante Wettermuster beobachtet. Während der Voyager 2-Mission wurden Dunklen Flecken entdeckt, Stürme die mit dem Großen Roten Fleck auf dem Jupiter vergleichbar sind. Während der Große Rote Fleck auf Jupiter jedoch seit Jahrhunderten angedauert, sind die Dunklen Flecken viel kürzer, was durch ihr Verschwinden gezeigt wurde, als Neptun nur vier Jahre nach dem Vorbeiflug der Voyager 2 vom Hubble-Weltraumteleskop betrachtet wurde.
Wie bei den anderen Gasriesen ist die Atmosphäre von Neptun in Bänder unterteilt. Die in einigen dieser Bänder erreichte Windgeschwindigkeit beträgt fast 600 m/s, die schnellsten im Sonnensystem bekannten.
Innerer Aufbau des Neptun
Es wird angenommen, dass sich im Zentrum Neptuns ein fester Kern befindet, der etwa das 1- bis 1½-fache der Erdmasse beträgt. Er besteht aus Gestein und Metall und ist nicht größer als die Erde. Die Temperatur in seinem Zentrum liegt bei circa 7000°C und der Druck beträgt mehrere Millionen bar.
Das Zentrum ist von einem Mantel aus Gestein, Wasser, Ammoniak und Methan umgeben, was einer Masse entspricht, die dem 10- bis 15-fachen der Masse der Erde entspricht. Die den Mantel umgebende obere Schicht hat einen Anteil von etwa ein bis zwei Erdmassen.
Die Masse in Neptun ist wesentlich gleichmäßiger verteilt ist als bei Uranus. Bei Uranus wird die Masse zum Zentrum hin viel dichter als bei Neptun.
Neptun hat wie Jupiter und Saturn eine interne Wärmequelle. Es gibt etwa das 2,7-fache der Energie ab, die es von der Sonnenstrahlung absorbiert. Ein Grund dafür könnten radioaktive Prozesse sein, die den Kern des Planeten erwärmen.
Magnetfeld des Neptun
Neptun und Uranus haben nur eine dünne Schicht aus leitendem, metallischem Material und erzeugen daher kein Dipolfeld, sondern ein Quadrupolfeld mit zwei Nord- und zwei Südpolen. Das Magnetfeld ist um 47° zur Rotationsachse stark geneigt. Das Magnetfeld Neptuns ist mit 2,2 · 1017 T · m3 28-mal stärker als das Magnetfeld der Erde (7,9 · 1015 T · m3). Das Zentrum des Magnetfelds ist ungefähr 13.500 km vom Zentrum des Planeten verschoben, sodass das Magnetfeld wahrscheinlich in höheren Schichten als auf der Erde, dem Jupiter oder dem Saturn erzeugt wird. Die Ursache für die Ausrichtung des Feldes könnten die Strömungsbewegungen innerhalb des Planeten sein. Neptun könnte sich in einer Phase der Polaritätsumkehr befinden. Voyager 2 entdeckte schwache Polarlichter an den Planetenpolen entdeckt.
Ringe des Neptun
Neptun hat drei Hauptringe, Adams, Le Verrier und Galle. Dieses Ringsystem ist azurfarben und viel schwächer als das der anderen Gasriesen. Sie enthalten einen hohen Anteil mikroskopischen Staubes, der aus Einschlägen winziger Meteoriten auf Neptuns Monden stammen könnte. Tatsächlich sind einige der Ringe so dunkel, dass man einmal glaubte, sie seien unvollständig. Bilder von den Voyager 2-Vorbeiflügen zeigten jedoch sehr feine Ringe.
Monde des Neptun
Neptun hat 14 bekannte Monde. Triton ist der größte Mond von Neptun und macht mehr als 99,5% der Masse in seiner Umlaufbahn aus. Er ist der einzige, der massereich genug ist, um kugelförmig zu sein. Triton wurde von William Lassell nur 17 Tage nach der Entdeckung von Neptun selbst entdeckt. Im Gegensatz zu allen anderen großen Planetenmonden im Sonnensystem hat Triton eine rückläufige Umlaufbahn, was darauf hinweist, dass er von Neptun eingefangen wurde, anstatt sich an Ort und Stelle zu bilden. Er war wahrscheinlich einmal ein Zwergplanet im Kuipergürtel. Er ist nahe genug an Neptun, um eine synchrone Rotation mit Neptun zu haben und dreht sich aufgrund der Gezeitenbeschleunigung langsam nach innen. Er wird schließlich in etwa 3,6 Milliarden Jahren durch Neptuns Gravitationskräfte auseinandergerissen werden. 1989 war Triton das kälteste Objekt, das bisher im Sonnensystem gemessen wurde, mit Temperaturen von -235°C.
Bis zur Entdeckung Neptuns zweiten Mondes, Nereid, dauerte es über 100 Jahre. Nereid hat eine der exzentrischsten Umlaufbahnen aller Monde im Sonnensystem.
Die restlichen 12 Monde wurden zwischen 1989 und 2013 entdeckt und sind bis auf Proteus viel kleiner.
Quellen:
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