Jako plynový obr (nebo ledový obr), Neptune nemá pevný povrch. Ve skutečnosti je modrozelený disk, který jsme všichni v průběhu let viděli na fotografiích, ve skutečnosti tak trochu iluzí. To, co vidíme, jsou ve skutečnosti vrcholy některých velmi hlubokých plynových mračen, která zase uvolňují cestu vodě a dalším roztaveným ledům, které leží nad jádrem přibližně velikosti Země, vyrobeném ze silikátové horniny a směsi niklu a železa. Pokud by se člověk pokusil postavit na Neptun, propadl by se skrz plynné vrstvy.
Jak sestupovali, zažívali zvýšené teploty a tlaky, dokud se nakonec nedotkli samotného pevného jádra. Jak již bylo řečeno, Neptun má svého druhu povrch (stejně jako ostatní plynové a ledové obry), který astronomové definují jako bod v atmosféře, kde tlak dosahuje jednoho baru. Z tohoto důvodu je povrch Neptunu jedním z nejaktivnějších a nejdynamičtějších míst v celé sluneční soustavě.
Složení a struktura:
Se středním poloměrem 24 622 ± 19 km je Neptun čtvrtou největší planetou Sluneční soustavy. Ale s hmotností 1,0243 × 1026kg – což je zhruba 17krát více než Země – je třetím nejhmotnějším Uranem. Kvůli své menší velikosti a vyšším koncentracím těkavých látek ve srovnání s Jupiterem a Saturnem je Neptun (podobně jako Uran) často označován jako „ledový obr“ – podtřída obří planety.
Stejně jako u Uranu je absorpce červeného světla atmosférickým metanem součástí toho, co dává Neptunu jeho modrý odstín, ačkoli Neptun je tmavší a živější. Protože obsah atmosférického metanu v Neptunu je podobný obsahu Uranu, předpokládá se, že k intenzivnějšímu zbarvení Neptunu přispívá nějaká neznámá složka atmosféry.
Vnitřní struktura a složení Neptunu. Kredit: NASA
Stejně jako Uran je vnitřní struktura Neptuna rozlišována mezi skalnaté jádro sestávající z křemičitanů a kovů; plášť sestávající z ledu z vody, amoniaku a metanu; a atmosféru skládající se z vodíku, helia a plynného metanu. Atmosféra je také rozdělena do čtyř vrstev, které se skládají z (od nejvnitřnější po nejvzdálenější) spodní troposféry, stratosféry, termosféry a exosféry.
Dvě hlavní oblasti atmosféry Neptunu jsou dvě nejvnitřnější: spodní troposhera, kde teploty klesají s výškou; a stratosféra, kde teplota roste s výškou. V troposféře se tlakové úrovně pohybují od jednoho do pěti barů (100 a 500 kPa), proto je povrch Neptunu definován jako v této oblasti.
Atmosféra:
O „povrchu“ Neptunu lze tedy říci, že se skládá z asi 80 % vodíku a 19 % helia, se stopovým množstvím metanu. Povrchová vrstva je také prostoupena rovingovými pásy mraků s různým složením v závislosti na nadmořské výšce a tlaku. Na horní úrovni jsou teploty vhodné pro kondenzaci metanu a tlakové podmínky jsou takové, že mohou existovat mraky sestávající z amoniaku, sulfidu amonného, sirovodíku a vody.
Na nižších úrovních se předpokládá, že se tvoří oblaka čpavku a sirovodíku. Hlubší mraky vodního ledu by se měly nacházet také v nižších oblastech troposféry, kde jsou běžné tlaky kolem 50 barů (5,0 MPa) a teplota 273 K (0 °C).
Atmosféra Neptunu s barevnými kontrasty upravenými tak, aby zdůraznily atmosférické rysy planety. Kredit: Erich Karkoschka
Z důvodů, které zůstávají nejasné, zažívá termosféra planety neobvykle vysoké teploty kolem 750 K (476,85 °C/890 °F). Planeta je příliš daleko od Slunce na to, aby toto teplo mohlo být generováno ultrafialovým zářením, což znamená, že je zapojen další mechanismus ohřevu – což může být interakce atmosféry s ionty v magnetickém poli planety nebo gravitační vlny z nitra planety, které se rozptýlí. atmosféra.
Protože Neptun není pevné těleso, jeho atmosféra podléhá diferenciální rotaci. Široká rovníková zóna rotuje s periodou asi 18 hodin, což je pomaleji než rotace magnetického pole planety za 16,1 hodiny. Naopak pro polární oblasti, kde je doba rotace 12 hodin, platí opak.
Tato diferenciální rotace je nejvýraznější ze všech planet ve sluneční soustavě a má za následek silný střih větru v zeměpisné šířce a prudké bouře. Tři nejpůsobivější byly všechny spatřeny v roce 1989 Cestování 2 vesmírnou sondou a poté pojmenovány na základě jejich vzhledu.
Jako první byla spatřena mohutná anticyklonální bouře o rozměrech 13 000 x 6 600 km připomínající tzv. Velká červená skvrna Jupitera. Známý jako Velká tmavá skvrna , tato bouře nebyla spatřena o pět později (2. listopadu 1994), když ji hledal Hubbleův vesmírný dalekohled. Místo toho byla na severní polokouli planety nalezena nová bouře, která měla velmi podobný vzhled, což naznačuje, že tyto bouře mají kratší životnost než Jupiterovy bouře.
Velká temná skvrna Neptuna, jak ji pozoroval Hubbleův vesmírný dalekohled. Poděkování: NASA/ESA/HST/L.Sromovsky/UofW
The Koloběžka je další bouře, skupina bílých mraků, která se nachází jižněji než Velká temná skvrna. Tato přezdívka se poprvé objevila během měsíců, které vedly kCestování 2setkání v roce 1989, kdy byla pozorována skupina mraků pohybující se rychlostí vyšší než Velká temná skvrna. The Malá tmavá skvrna , jižní cyklonální bouře, byla druhou nejintenzivnější bouří pozorovanou během střetnutí v roce 1989. Zpočátku byla úplná tma; ale jakoCestování 2Když se přiblížil k planetě, vyvinulo se jasné jádro, které bylo vidět na většině snímků s nejvyšším rozlišením.
Vnitřní teplo:
Z důvodů, které astronomům stále nejsou jasné, je vnitřek Neptunu nezvykle horký. I když je Neptun mnohem dále od Slunce než Uran a dostává o 40 % méně slunečního světla, jeho povrchová teplota je přibližně stejná. Ve skutečnosti Neptun vydává 2,6krát více energie, než přijímá ze Slunce. I bez Slunce Neptun září.
Toto vysoké množství vnitřního tepla v souladu s chladem prostoru vytváří obrovský teplotní rozdíl. A to způsobuje, že kolem Neptunu foukají větry. Maximální rychlost větru na Jupiteru může být více než 500 km/h. To je dvojnásobek rychlosti nejsilnějších hurikánů na Zemi. Ale to není nic ve srovnání s Neptunem. Astronomové vypočítali, že vítr ženoucí po povrchu Neptunu rychlostí 2100 km/h.
Hluboko uvnitř Neptunu může mít planeta skutečný pevný povrch. Předpokládá se, že v samotném jádru plynového/ledového obra je oblast horniny o hmotnosti přibližně Země. Ale teploty v této oblasti by byly tisíce stupňů; dost horký, aby roztavil kámen. A tlak z tíhy veškeré atmosféry by byl zdrcující.
Zkrátka neexistuje žádný způsob, jak by člověk mohl stát na „povrchu Neptunu“, natož se po něm procházet.
Máme mnoho zajímavých článků o Neptune zde na Universe Today. Zde je jeden o Prsteny Neptuna , Měsíce Neptunu , Kdo objevil Neptun? , Jsou na Neptunu oceány?
Pokud byste chtěli více informací o Neptunu, podívejte se na Tiskové zprávy Hubblesite o Neptunu a zde je odkaz na Průvodce NASA pro průzkum sluneční soustavy k Neptunu .
Astronomy Cast má několik zajímavých epizod o Neptunu. Zde si můžete poslechnout, Epizoda 63: Neptun a Epizoda 199: Program Voyager .