Ons zonnestelsel is een fascinerende plek. Tussen de acht planeten en veel dwergplaneten zijn er enkele serieuze verschillen in termen van baan, samenstelling en temperatuur. Terwijl omstandigheden in het binnenste zonnestelsel, waar planeten van aardse aard zijn, behoorlijk heet kunnen worden, planeten die buiten de vorstlijn cirkelen - waar het koud genoeg is dat vluchtige stoffen (dwz water, ammoniak, methaan, CO en CO²) condenseren tot vaste stoffen - kan erg koud worden!
In deze omgeving vinden we Neptunus, de verste (en dus koudste) planeet van het zonnestelsel. Hoewel deze gas / ijsreus geen "oppervlak" heeft om over te spreken, zijn er op aarde gebaseerd onderzoek en flybys uitgevoerd die erin zijn geslaagd om nauwkeurige metingen van de temperatuur in de bovenste atmosfeer van de planeet te verkrijgen. Alles bij elkaar ervaart de planeet temperaturen die variëren van ongeveer 55 K (-218 ° C; -360 ° F) tot 72 K (-200 ° C; -328 ° F), waardoor het de koudste planeet in het zonnestelsel is.
Orbitale kenmerken:
Van alle planeten in het zonnestelsel draait Neptunus rond de zon op de grootste gemiddelde afstand. Met een zeer kleine excentriciteit (0,0086), draait het om de zon op een halve grote as van ongeveer 30,11 AU (4,504,450,000,000 km), variërend van 29,81 AU (4,459 x 10).9 km) bij perihelium en 30,33 AU (4,537 x 109 km) bij aphelion.
Neptunus heeft 16 uur, 6 minuten en 36 seconden (0,6713 dagen) nodig om een enkele siderische rotatie te voltooien, en 164,8 aardse jaren om een enkele baan rond de zon te voltooien. Dit betekent dat een enkele dag 67% zo lang duurt op Neptunus, terwijl een jaar het equivalent is van ongeveer 60.190 aardse dagen (of 89.666 Neptuniaanse dagen).
Omdat de axiale kanteling van Neptunus (28,32 °) vergelijkbaar is met die van de aarde (~ 23 °) en Mars (~ 25 °), ervaart de planeet vergelijkbare seizoensveranderingen. In combinatie met de lange omlooptijd betekent dit dat de seizoenen veertig aardse jaren duren. Bovendien leidt de axiale kanteling van de planeten ook tot variaties in de lengte van de dag, evenals variaties in temperatuur tussen de noordelijke en zuidelijke hemisferen (zie hieronder).
"Oppervlaktetemperatuur:
Door hun samenstelling is het technisch onmogelijk om een oppervlaktetemperatuur op gas- of ijsreuzen te bepalen (vergeleken met terrestrische planeten of manen). Dientengevolge hebben astronomen vertrouwd op metingen die zijn verkregen op hoogtes waar de atmosferische druk gelijk is aan 1 bar (of 100 kilo Pascal), het equivalent van luchtdruk hier op aarde op zeeniveau.
Het is hier op Neptunus, net onder de wolken op het hoogste niveau, dat de drukken tussen 1 en 5 bar (100 - 500 kPa) bereiken. Het is ook op dit niveau dat de temperaturen hun geregistreerde hoogtepunt van 72 K (-201,15 ° C; -330 ° F) bereiken. Bij deze temperatuur zijn de omstandigheden geschikt om methaan te laten condenseren en er wordt gedacht dat er wolken ammoniak en waterstofsulfide ontstaan (wat Neptunus zijn karakteristieke donkere cyaankleuring geeft).
Maar zoals bij alle gas- en ijsreuzen, variëren de temperaturen op Neptunus vanwege diepte en druk. Kortom, hoe dieper Neptunus in gaat, hoe heter het wordt. In de kern bereikt Neptunus temperaturen tot 7273 K (7000 ° C; 12632 ° F), vergelijkbaar met het oppervlak van de zon. De enorme temperatuurverschillen tussen het centrum van Neptunus en het oppervlak veroorzaken enorme windstormen, die kunnen oplopen tot 2100 km / uur, waardoor ze de snelste zijn in het zonnestelsel.
Temperatuurafwijkingen en variaties:
Terwijl Neptunus de koudste temperaturen in het zonnestelsel gemiddeld neemt, is een vreemde anomalie de zuidpool van de planeet. Hier is het 10 graden K warmer dan de rest van de planeet. Deze 'hotspot' vindt plaats omdat de zuidpool van Neptunus momenteel wordt blootgesteld aan de zon. Terwijl Neptunus zijn reis rond de zon voortzet, zal de positie van de polen omkeren. Dan wordt de noordpool de warmere en de zuidpool afkoelt.
Het meer gevarieerde weer van Neptunus in vergelijking met Uranus is gedeeltelijk te danken aan de hogere interne verwarming, wat met name verwarrend is voor wetenschappers. Ondanks het feit dat Neptunus meer dan 50% verder van de zon is verwijderd dan Uranus en slechts 40% van de hoeveelheid zonlicht ontvangt, zijn de oppervlaktetemperaturen van de twee planeten ongeveer gelijk.
Dieper in de gaslagen stijgt de temperatuur gestaag. Dit komt overeen met Uranus, maar vreemd genoeg is de discrepantie groter. Uranus straalt slechts 1,1 keer zoveel energie uit als van de zon, terwijl Neptunus ongeveer 2,61 keer zoveel uitstraalt. Neptunus is de verste planeet van de zon, maar de interne energie is voldoende om de snelste planetaire winden in het zonnestelsel aan te drijven. Het mechanisme hiervoor is onbekend.
En hoewel de temperaturen op Pluto lager zijn - tot 33 K (-240 ° C; -400 ° F) - betekent Pluto's status als dwergplaneet dat hij niet langer in dezelfde klasse zit als de andere. Als zodanig blijft Neptunus de koudste planeet van de acht.
We hebben veel artikelen over Neptunus geschreven hier bij Space Magazine. Hier is The Gas (and Ice) Giant Neptune, Hoe is de oppervlakte van Neptune ?, 10 interessante feiten over Neptune en The Rings of Neptune.
Als je meer informatie over Neptune wilt, kijk dan eens naar Hubblesite's nieuwsberichten over Neptune, en hier is een link naar NASA's Solar System Exploration Guide to Neptune.
We hebben bijna Neptunus een hele aflevering van Astronomy Cast opgenomen. Je kunt het hier beluisteren, Aflevering 63: Neptunus.
