Kaasu jättiläisenä (tai jään jättiläisenä) Neptuuneella ei ole kiinteää pintaa. Itse asiassa sinivihreä levy, jonka olemme kaikki valokuvissa nähneet vuosien varrella, on itse asiassa vähän illuusio. Se, mitä näemme, on oikeastaan joidenkin erittäin syvien kaasupilvien yläosat, jotka puolestaan antavat tien vedelle ja muille sulatuille jääille, jotka sijaitsevat silikaattikivestä ja nikkeli-rauta-seoksesta valmistetun maapallon kokoisen ytimen päällä. Jos joku yrittäisi seistä Neptunuksella, hän uppoaisi kaasumaisten kerrosten läpi.
Laskeutuessaan he kokevat kohonneet lämpötilat ja paineet, kunnes lopulta koskettivat itse kiinteää ydintä. Neptunuksella on kuitenkin eräänlainen pinta-ala (kuten muiden kaasu- ja jään jättiläisten kanssa), jonka tähtitieteilijät määrittelevät olevan ilmakehän piste, jossa paine saavuttaa yhden barin. Tämän takia Neptunuksen pinta on yksi aktiivisimmista ja dynaamisimmista paikoista koko aurinkokunnassa.
Koostumus ja rakenne:
Neptunus, jonka keskimääräinen säde on 24 622 ± 19 km, on aurinkokunnan neljäs suurin planeetta. Mutta massalla 1,0243 × 1026 kg - mikä on suunnilleen 17-kertainen maapallon vastaavaan määrään verrattuna -, se on kolmanneksi massiivisin Uranus. Pienemmän koon ja korkeampien haihtuvien pitoisuuksien vuoksi suhteessa Jupiteriin ja Saturnukseen Neptunusta (paljolti kuin Uranus) viitataan usein ”jään jättiläiseksi” - jättiläisen planeetan alaluokkaan.
Kuten Uranus, myös ilmakehän metaanin absorboima punainen valo on osa sitä, mikä antaa Neptunukselle sinisen sävyn, vaikka Neptunuksen tummempi ja kirkkaampi. Koska Neptuunen ilmakehän metaanipitoisuus on samanlainen kuin Uraanin, joidenkin tuntemattomien ilmakehän ainesosien uskotaan edistävän Neptunuksen voimakkaampaa väritystä.
Kuten Uranus, myös Neptunuksen sisäinen rakenne erotellaan silikaateista ja metalleista koostuvan kivisen ytimen välillä; vaippa, joka koostuu vedestä, ammoniakista ja metaani jäätiköistä; ja ilmakehä, joka koostuu vedystä, heliumista ja metaanikaasusta. Se on myös jaettu neljään kerrokseen, jotka koostuvat (sisimmästä uloimpaan) alempaan troposfääriin, stratosfääriin, termosfääreen ja eksosfääriin.
Neptunuksen ilmapiirin kaksi pääaluetta ovat kaksi sisintä: alaosa, jossa lämpötila laskee korkeuden kanssa; ja stratosfääri, jossa lämpötila nousee korkeuden kanssa. Troposfäärin paineen tasot vaihtelevat yhdestä viiteen baaria (100 ja 500 kPa), joten Neptunuksen pinta määritellään olevan tällä alueella.
Ilmapiiri:
Neptunuksen "pinnan" voidaan siis sanoa koostuvan noin 80%: sta vetyä ja 19%: n heliumia, jossa on vähäinen määrä metaania. Pintakerrosta tunkeutuvat myös pilvien kaistaleilla, joiden koostumus vaihtelee korkeudesta ja paineesta riippuen. Ylätasolla lämpötilat ovat sopivia metaanin tiivistymiselle, ja paineolosuhteet ovat sellaiset, että voi esiintyä pilviä, jotka koostuvat ammoniakista, ammoniumsulfidista, rikkivedystä ja vedestä.
Alemmilla tasoilla ammoniakin ja rikkivedyn pilvien uskotaan muodostuvan. Syvempiä vesijääpilviä tulisi löytää myös troposfäärin alemmilta alueilta, joissa paine on noin 50 baaria (5,0 MPa) ja lämpötila 273 K (0 ° C).
Epäselvistä syistä planeetan lämpökehä kokee epätavallisen korkeita lämpötiloja, noin 750 K (476,85 ° C / 890 ° F). Maapallo on liian kaukana auringosta, jotta tätä lämpöä voidaan tuottaa ultraviolettisäteilyllä, mikä tarkoittaa, että kyseessä on toinen lämmitysmekanismi - mikä voi olla ilmakehän vuorovaikutus planeetan magneettikentän ionien kanssa tai planeetan sisäpuolelta hajoavat painovoima-aallot, jotka häviävät ilmakehä.
Koska Neptuuni ei ole kiinteä kappale, sen ilmakehässä tapahtuu differentiaalinen pyöriminen. Leveä päiväntasaajavyöhyke pyörii noin 18 tunnin ajanjaksolla, mikä on hitaampaa kuin planeetan magneettikentän 16,1 tunnin kierto. Sitä vastoin päinvastainen pätee napa-alueille, joilla kiertoaika on 12 tuntia.
Tämä differentiaalinen kierto on selvin kaikista aurinkokunnan planeetoista, ja se johtaa voimakkaaseen leveystuuleen leikkaukseen ja voimakkaisiin myrskyihin. Kolme kaikkein vaikuttavinta olivat kaikki vuonna 1989 Voyager 2 avaruusluotain, ja sitten nimetty heidän esiintymisensä perusteella.
Ensimmäinen havaittu oli massiivinen antisyklinen myrsky, jonka mitat olivat 13 000 x 6 600 km ja joka muistutti Jupiterin suurta punaista pistettä. Tätä myrskyä, joka tunnetaan nimellä Suuri pimeä piste, ei havaittu viisi myöhemmin (2. marraskuuta 1994), kun Hubble-avaruusteleskooppi etsi sitä. Sen sijaan planeetan pohjoisella pallonpuoliskolla löydettiin uusi ulkomuoto, joka oli hyvin samanlainen ulkonäön perusteella, mikä viittaa siihen, että näiden myrskyjen elinikä on lyhyempi kuin Jupiterin
Skootteri on toinen myrsky, valkoinen pilviryhmä, joka sijaitsee kauempana eteläpuolella kuin Suuri pimeä piste. Tämä lempinimi syntyi ensimmäisen kerran kuukauteen, joka päättyi Voyager 2 kohtaaminen vuonna 1989, jolloin pilviryhmän havaittiin liikkuvan nopeudella kuin Suuri pimeä piste. Pieni Dark Spot, eteläinen sykloninen myrsky, oli toiseksi voimakkain myrsky, jota havaittiin vuoden 1989 kohtaamisen aikana. Alun perin oli täysin pimeää; mutta kuten Voyager 2 lähestyi planeettaa, kirkas ydin kehittyi ja se oli nähtävissä suurimmassa erottelutarkkuudessa.
Sisäinen lämpö:
Syistä, jotka tähtitieteilijät eivät vieläkään ole selkeitä, Neptunuksen sisustus on epätavallisen kuuma. Vaikka Neptuuni on paljon kauempana auringosta kuin Uraani ja se saa 40 prosenttia vähemmän auringonvaloa, sen pintalämpötila on suunnilleen sama. Itse asiassa Neptune antaa 2,6 kertaa enemmän energiaa kuin se ottaa auringosta. Jopa ilman aurinkoa, Neptunus hehkuu.
Tämä suuri sisälämmön määrä, joka sopii yhteen tilan kylmyyden kanssa, aiheuttaa valtavan lämpötilaeron. Ja tämä asettaa tuulet puhaltavat Neptunuksen ympärille. Suurimmat tuulennopeudet Jupiterilla voivat olla yli 500 km / tunti. Se on kaksinkertainen nopeus maailman voimakkaimpien hurrikaanien nopeuteen. Mutta se ei ole mitään verrattuna Neptunukseen. Tähtitieteilijät ovat laskenut Neptunuksen pinnan yli puhaltavan tuulen nopeudella 2100 km / h.
Syvällä Neptunuksen sisällä planeetalla voi olla todellinen kiinteä pinta. Kaasu / jään jättiläisen ytimessä ajatellaan olevan kallioalue, jolla on karkeasti maan massa. Mutta lämpötilat tällä alueella olisivat tuhansia asteita; tarpeeksi kuuma sulamaan kiveä. Ja kaiken ilmakehän painosta aiheutuva paine murskautuu.
Lyhyesti sanottuna, ei yksinkertaisesti ole mitään keinoa seistä "Neptunuksen pinnalla", puhumattakaan siitä kävellä.
Meillä on paljon mielenkiintoisia artikkeleita Neptunuksesta täällä Space Magazine. Tässä on yksi Neptunuksen renkaista, Neptunuksen Kuuista, Kuka löysi Neptunuksen? Onko Neptunuksella valtameriä?
Jos haluat lisätietoja Neptunuksesta, katso Hubblesiten uutisia Neptunuksesta. Tässä on linkki NASA: n aurinkokunnan tutkimusoppaan Neptunukseen.
Tähtitiede-näyttelijöillä on mielenkiintoisia jaksoja Neptunuksesta. Voit kuunnella täällä, jakso 63: Neptunus ja jakso 199: The Voyager-ohjelma.
