Warum Neptunstürme die schnellsten im Sonnensystem sind

Neptun liegt am Rande des Sonnensystems und ist ein achter Planet, den man nicht ignorieren kann. Es ist die drittgrößte Welt im Sonnensystem, aber für das bloße Auge immer noch unsichtbar. Um es zu sehen, braucht man ein Teleskop. Dennoch ist es nur eine kleine, blass blaugrüne Scheibe. Astronomen kennzeichnen es mit dem Symbol ♆.

Doch dieser ferne Eisriese ist mehr als nur ein Punkt am Himmel. Das ist ein extremer Ort. Seine Winde sind die schnellsten im Sonnensystem. Die Hitze ist von innen zu spüren. Die Entdeckung war eine Kombination aus schwieriger Physik und wilden Vermutungen.

Folgendes wissen wir über den letzten großen Planeten.

Informationen hinter der blauen Murmel

Neptun ist weit weg. Es ist wirklich weit. Die durchschnittliche Entfernung von der Sonne beträgt etwa 4,5 Milliarden Kilometer. Das sind 30,1 Astronomische Einheiten (AE). AU ist die Entfernung von der Erde zur Sonne. Daher dauert es mehrere Stunden, bis das Licht der Sonne Neptun erreicht.

Aufgrund dieser Entfernung erscheint seine Umlaufbahn nahezu perfekt kreisförmig. Die Exzentrizität beträgt nur 0,0086. Das bedeutet, dass sich sein Abstand von der Sonne im Laufe eines langen Jahres kaum ändert. Ein Neptunjahr dauert 164,79 Erdenjahre. Das ist eine lange Zeit, um kalt und dunkel zu sein.

Der Planet ist um 28,3 Grad um seine Achse geneigt. Dies entspricht einer Erdneigung von 23,5 Grad. Das bedeutet, dass Neptun Jahreszeiten hat. Lange. Jede Jahreszeit dauert auf der Erde mehr als 40 Jahre.

Das Magnetfeld des Planeten ist seltsam. Es ist um 46,8 Grad zur Drehachse geneigt. Außerdem liegt er etwa einen halben Radius vom Mittelpunkt des Planeten entfernt. Dadurch wird das Magnetfeld gestört. Es sieht nicht wie der wohlgeordnete Nord-Süd-Dipol der Erde aus.

Wie wurde Neptun entdeckt?

Die Entdeckung von Neptun war kein Zufall. Es wurde durch die Mathematik entdeckt.

Im Jahr 1846 stellten Astronomen fest, dass sich Uranus nicht wie erwartet bewegte. Seine Umlaufbahn schwankte. Sie vermuteten, dass ein anderer Planet daran zog. Sie nutzten die Newtonsche Physik, um den Standort des verborgenen Planeten zu berechnen.

Diese Berechnung basierte auf einem numerologischen Schema, das sich später als unbegründet erwies. Die Vorhersage war jedoch richtig. Johann Gottfried Galle richtete sein Teleskop auf den vorhergesagten Ort. Da war Neptun.

Es ist der erste Planet, der durch mathematische Vorhersage entdeckt wurde. Es ist auch der zweite Planet, der vom Teleskop entdeckt wurde. Uranus war der Erste.

Diese Entdeckung ist ein Triumph der Wissenschaft. Dies zeigt, dass das Sonnensystem vorhersehbar ist. Es zeigt, dass die Mathematik das Unsichtbare finden kann.

Größe, Masse und Zusammensetzung

Neptun ist riesig. Der Äquatorradius beträgt 24.764 Kilometer. Sein Polarradius beträgt 24.340 Kilometer. Es ist etwa viermal so groß wie die Erde. Allerdings ist er kleiner als Uranus. Uranus hat einen großen Durchmesser.

Allerdings ist Neptun dichter. Die durchschnittliche Dichte beträgt 1,64 g/cm3. Uranus hat 1,27 g/cm³. Neptun ist massereicher. Seine Masse beträgt das 17-fache der Masse der Erde. Uranus hat 14,5.

Woraus besteht Neptun? Es ist kein Gasriese wie Jupiter. Es ist ein Eisriese. Es hat einen felsigen Kern. Es ist von einer dicken Schicht aus Wasser, Ammoniak und Methaneis umgeben. Darüber herrscht eine Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium.

Es gibt keine feste Oberfläche. Wenn Sie versuchen würden, auf Neptun zu landen, würden Sie sinken. Der Druck würde dich erdrücken. Die Temperatur würde dich einfrieren.

Der Hauptbestandteil der Atmosphäre ist Wasserstoff. Helium macht nur einen kleinen Teil aus. Methan verleiht Neptun seine blaue Farbe. Methan absorbiert rotes Licht. Reflektiert blaues Licht. Deshalb sieht Neptun blau aus.

Wärmequelle

Neptun ist sehr weit von der Sonne entfernt. Es erhält fast kein Sonnenlicht. Weniger als halb so viel wie Uranus. Es wird erwartet, dass es kälter als Uranus ist.

das ist es nicht.

Neptun ist etwas wärmer als Uranus. Warum?

Es verfügt über eine interne Wärmequelle. Der Planet strahlt mehr Wärme ab, als er von der Sonne erhält. Die Hitze kommt von innen. Vielleicht liegt es am langsamen Zusammenbruch des Planeten. Vielleicht an der Differenzierung der Materialien. Es wird wahrscheinlich durch den Zerfall radioaktiver Elemente verursacht.

Wir wissen es nicht genau. Aber Wärme ist wichtig. Es bestimmt das Wetter.

Der Wind

Neptun hat die schnellsten Winde im Sonnensystem. Seine Windgeschwindigkeit beträgt über 2000 km/h. Er ist fünfmal schneller als die stärksten Hurrikane der Erde.

Die Winde werden verursacht

Die verborgene Kraft von #Neptun: Warum der Blaue Riese die Sonne verrät

Wir glauben gerne, dass wir die äußeren Bereiche unseres Sonnensystems verstehen. Wir haben den Gasriesen kartiert, seine Monde untersucht und sogar Sonden geschickt, um seine Atmosphäre zu untersuchen. Aber Neptun ist anders. Dies ist ein Planet, auf dem Geheimnisse gehütet und nur in Bruchstücken preisgegeben werden.

Vor dem Vorbeiflug der Voyager 2 im Jahr 1989 wussten wir so gut wie nichts. Von der Erde aus wurden nur zwei Monde gesichtet. Die Ringe? Unbestätigte Geister. Dieser kurze Vorbeiflug erzeugte eine Spinperiode, ein Magnetfeld und eine Magnetosphäre. Seitdem hat die Technologie der Erde aufgeholt und die Lücke geschlossen. Doch was sind die wichtigsten Fakten? Sie gehen weiterhin aus dieser kurzen Begegnung hervor.

Die Geometrie eines langen Jahres

Neptuns Umlaufbahn ist ein langsames und bewusstes Kriechen. Für einen Umlauf um die Sonne dauert es 164,79 Jahre. Es hat im September 1846 nur eine Runde absolviert. Das bedeutet, dass Astronomen die mathematischen Berechnungen der Größe und Form seiner Umlaufbahn bis weit ins 21. Jahrhundert hinein weiter verfeinern werden. Dies ist eine laufende Arbeit, die wahrscheinlich noch Jahrzehnte andauern wird.

Voyager 2 hat die geschätzte Entfernung von der Sonne etwas erhöht. Derzeit wird angenommen, dass die Entfernung etwa 4,5 Milliarden Kilometer (2,8 Milliarden Meilen) beträgt. Es ist so weit weg. Allerdings ist seine Umlaufbahn sehr kreisförmig. Er hat eine Exzentrizität von 0,0086 und ist damit der zweitrundste aller Planeten. Nur Venus kann es schlagen.

Diese Rundheit ist wichtig. Das bedeutet, dass die Jahreszeiten auf Neptun stabil und nicht chaotisch sind. Seine Achse ist um 29,6 Grad geneigt und damit steiler als die 23,4 Grad der Erde. Diese Neigung bestimmt die Jahreszeiten, aber da seine Umlaufbahn kreisförmig ist, bestraft er uns nicht für den Winter, wenn er sich von der Sonne entfernt. Jede Saison dauert etwa 41 Jahre. Gleich. Vorhersehbar. Unnachgiebig.

Das Geheimnis von Größe, Dichte und Masse

Neptuns Rotationsperiode? 16.11 Uhr. Wir haben nicht gesehen, wie es sich drehte. wir haben es gehört. Voyager 2 empfing Radioimpulse, die mit Magnetfeldern verbunden sind. Da das Magnetfeld im Inneren eingebettet ist, sagen uns die Radioimpulse, wie schnell sich der Kern dreht.

Der Planet ist groß, aber nicht so groß, wie man denkt. Bei einem Druck von 1 bar (dem Meeresspiegeldruck der Erde) hat er einen Durchmesser von 49.528 Kilometern (30.775 Meilen). Er ist nur 3 % kleiner als Uranus. Neptun wurde jedoch zerstört. Drücken Sie die Stange mit einer schnellen Drehung flach. Die Pole sind im Durchmesser 848 Kilometer (527 Meilen) kürzer als der Äquator.

Seine Größe lässt darauf schließen, dass Uranus größer ist. Mass sagt etwas anderes. Neptun ist noch dichter. 1,64 g/cm3 im Vergleich zu 1,3 g/cm3 für Uranus. Die zusätzliche Dichte erhöht die Masse von Neptun um 18 %. Es ist eine kompaktere, schwerere Welt in einer ähnlichen Hülle.

Chemische Eigenschaften der Farbe Blau

Schauen wir uns Neptun durch ein Teleskop an. Es ist leuchtend und klar blau. Uranus ist hellblaugrün. Warum der Unterschied? In beiden Atmosphären dominieren Wasserstoff und Helium, 98 % bei 1 bar. ausruhen? Methan.

Wasserstoff und Helium sind unsichtbar. Methan ist ein Lichtfresser. Es frisst rote Wellenlängen. Sonnenlicht wird von Neptuns Wolken reflektiert und verliert sein rotes Farbspektrum. Es bleibt nur Blau übrig. einfache Physik.

Aber warum ist Neptunblau hell? Auch Uranus enthält Methan, sieht aber dunkler aus. Eine vielversprechende Theorie? Unbekanntes atmosphärisches Gas. Etwas im Neptunnebel streut das Licht auf unterschiedliche Weise. Ich weiß noch nicht, was es ist.

Wärme aus kalter Dunkelheit

Hier wird Neptun seltsam. Die Temperaturverteilung der Atmosphäre ist widersprüchlich.

Bei einem Druckniveau von 0,1 bar beträgt die Temperatur kalte 50 Kelvin (-370 °F / -223 °C). Aber komm hoch. Lass den Druck los. Die Temperatur steigt schnell an. 2000 Kilometer über dem 1-Bar-Niveau und bei 1/10 Milliardstel Bar erreicht die Temperatur 750 K (890 °F / 480 °C). Dort ist es immer noch heiß. Uniform. Stabil.

Gehen? Es wird heißer. Es ist heißer. Nahe der Mitte erreicht der Druck 5 Megabar.

Die Temperaturen steigen auf 7.000 K (12.000 °F / 6.700 °C).

Das eigentliche Problem ist jedoch die Energiebilanz.

Neptun ist mehr als 50 % weiter von der Sonne entfernt als Uranus.

Weniger als die Hälfte der Sonneneinstrahlung. Seine effektive Temperatur (die Temperatur einer nicht reflektierenden Kugel, die die gleiche Energie ausstrahlt) beträgt jedoch 59,3 K (-353 °F / -214 °C) und ist damit in etwa die gleiche wie die von Uranus.

Sie reflektieren die gleiche Menge Sonnenlicht. Daher nimmt es die gleiche Menge auf. Warum gibt Neptun mehr Wärme ab?

Weil es sich selbst macht.

Neptun gibt mehr als doppelt so viel Energie ab, wie er empfängt. Die Hitze kommt von innen. Uranus? Fast keine Leckage. Warum? Ich verstehe nicht. Dies ist ein Prozess, den wir nicht vollständig verstehen. Es bleibt ein vergrabenes Geheimnis.

Der Wind, der die Regeln bricht

Auch in der horizontalen Ebene ist die Temperatur nicht gleichmäßig. Auf der Ein-Balken-Ebene beträgt die Durchschnittstemperatur 74 K (-326 °F / -199 °C). In den Äquator- und Polarregionen ist es mehrere Grad wärmer als in den mittleren Breiten. Dies deutet auf eine vertikale Bewegung hin. Luft steigt in mittleren Breiten auf und sinkt an den Polen und Äquatorregionen ab. Dieser Strom kann sich in die Atmosphäre ausbreiten.

Es ist horizontal nahe der Spitze der Wolke. Zonenfluss. Der Wind weht entlang der Breitengrade von Ost nach West. Die Zeit bleibt gleich. Vorhersehbar.

Dies ist jedoch nicht der Fall.

Die Windgeschwindigkeit von Neptun ist sehr hoch. Auf dem 70. südlichen Breitengrad beträgt die Geschwindigkeit des Ostwinds (direkt, rotierend) 100 Meter/s (360 km/h). Aber wie sieht es mit dem 20. Grad südlicher Breite aus? Westwinde (hinten, entgegengesetzt) ​​wehen mit 700 Metern pro Sekunde (2.520 km/h).

Das ist schneller als jeder andere Wind im Sonnensystem. Überschallgeschwindigkeit.

Warum so gewalttätig? Die innere Wärme sorgt dafür, dass es funktioniert. Uranus ist kalt, ruhig und windet langsam. Neptun ist heiß und unruhig, und Stürme fegen über das Land.

Die Informationen sind selbsterklärend. Dieser Planet ist sehr aktiv. Voller Energie. Uranus hat einen anderen Lebensstil. Aber was ist mit der Mechanik? Es ist immer noch verborgen.

Es gibt Zahlen. Durchmesser. Temperatur. Die Windgeschwindigkeiten. Wir wissen, wie lang die Jahreszeiten sind. Wir wissen, wie schwer der Kern ist. Es ist jedoch nicht bekannt, warum die Wärme eingeschlossen wird. Wir wissen nicht, was das Blau so leuchtend macht. Wir wissen nicht, was den Motor antreibt.

Voyager 2 hat uns die Karte gegeben. Aber das Territorium? Noch nicht kartiert.

Neptuns verschwindender Sturm

Die Atmosphäre von Neptun ist ein gewalttätiger Ort. Starke Winde und eine große Menge an entweichender innerer Wärme könnten die treibende Kraft hinter den Turbulenzen sein, die beim Vorbeiflug von Voyager 2 beobachtet wurden. Auf der Südhalbkugel dominieren zwei große schwarze Ovale das Bild.

Der größte wird der Große Dunkle Fleck genannt. Es sieht aus wie der Schatten des Großen Roten Flecks des Jupiter. Sie ähneln sich in Breite und Form. Außerdem ist es ungefähr so ​​groß wie die Erde. Es ist nicht nur ein schöner Anblick. Hier messen Wissenschaftler die höchsten Windgeschwindigkeiten im Sonnensystem.

Der Rote Fleck des Jupiter ist seit über 150 Jahren von der Erde aus sichtbar. Wissenschaftler gehen davon aus, dass auch Neptuns dunkle Flecken bestehen bleiben. Sie lagen falsch.

1991, zwei Jahre nach der Annäherung der Voyager, stellte das Hubble-Weltraumteleskop fest, dass es verschwunden war. Der Fleck war verschwunden. Dann erschien 1994 ein neuer dunkler Fleck auf der Nordhalbkugel. Es ist ungefähr so ​​groß wie das erste. Die Stürme bleiben hier nicht still. Sie bewegen sich. Sie verändern sich. Sie verschwinden.

Die hellen Wolken in den Voyager-Bildern sind eher kurzlebig. Dabei könnte es sich um Methaneiswolken handeln. Starke Aufwinde trieben Methangasblasen höher in die Atmosphäre. Dort ist die Luft kälter. Das Gas kondensiert zu Eiskristallen. Sie bildeten Wolken, die nur so lange hielten, wie der Wind sie hochhielt.

Neptuns Stürme dauern nicht lange. Es weist nicht die für Jupiter charakteristische Langzeitstabilität auf.

Dies wirft Fragen zur Stabilität des Planeten auf. Warum dauern Stürme in einer Welt Jahrhunderte lang, während sie in einer anderen erst nach Jahren abklingen? Die Antwort liegt in der Energie. Neptun strahlt von innen Wärme ab. Diese Hitze treibt die Winde an. Die Winde zerreißen die Atmosphäre. Stürme sind vorübergehend. Der Planet ist es nicht.

Der Große Dunkle Fleck ist verschwunden. Auch der nördliche Fleck kann verblassen. Wir sehen sie. Wir verfolgen sie. Sie sind schon anders. Die Atmosphäre verändert sich. Eiskristalle fallen. Der Wind weht weiterhin.

Neptuns Wolken bewirken etwas, was noch kein anderer Riesenplanet getan hat. Sie erzeugen Schatten.

Hohe, spärliche Wolken schweben über dickeren, durchgehenden Wolken. Die obere Kappe besteht möglicherweise aus Methan-Eiskristallen, die 50 bis 60 Meilen über der Hauptwolkenschicht schweben. Die untere Schicht kann Ammoniak und Schwefelwasserstoff enthalten. In Tiefen, in denen der Druck 100 bar übersteigt, können sich Wassereiswolken bilden. Aber Voyager 2 konnte sie nicht sehen. Wir können anhand der Schwefel- und Stickstoffverbindungen nur vermuten, was da ist.

Warum ist das Magnetfeld von Neptun gebrochen?

Das Magnetfeld von Neptun ist seltsam. Es wird intern produziert, Voyager 2 wurde 1989 entdeckt und ist im Wesentlichen kaputt im Vergleich zu dem, was wir von einem Planeten erwarten würden.

Die meisten Planeten haben Dipolfelder wie Stabmagnete. So funktioniert die Erde. Das Gleiche gilt für Jupiter und Saturn. Ihr Magnetfeld ist zentriert und weniger als 12 Grad von der Rotationsachse entfernt. Ein Kompass auf der Erde zeigt nach Norden.

Neptuns Kompass zeigt nach Süden.

Umgekehrte Polarität. Aber was wirklich schockierend ist, ist die Neigung. Das Magnetfeld von Neptun ist um 47 Grad gegenüber seiner Rotationsachse geneigt. Uranus ist mit 59 Grad sogar noch schlimmer. Und keines der beiden Magnetfelder befindet sich im Kern des Planeten.

Das magnetische Zentrum von Neptun ist um 55 Prozent des Planetenradius versetzt. Dies bedeutet, dass die Quelle des Feldes näher an der Spitze der Wolke als am Zentrum des Planeten liegt. Wissenschaftler glauben, dass dies bedeutet, dass in einem erdähnlichen Kern, der auf einem flüssigen Eisenkern basiert, kein Magnetfeld erzeugt wird. Es entstand wahrscheinlich in den oberen Schichten des Planeteninneren.

Dadurch entsteht eine apfelförmige Magnetosphäre, die sich auf der sonnenzugewandten Seite abflacht und vom Sonnenwind von der Sonne weg zu einem langen Schweif gestreckt wird. Der Sonnenwind ist ein Strom geladener Teilchen, der von der Sonne emittiert wird. Es verzerrt Neptuns magnetische Blase.

Das Ergebnis? Eine fast leere Magnetosphäre.

Das Magnetfeld ist so verzerrt, dass die geladenen Teilchen die Neptunmonde passieren und sie wiederholt zum Klingen bringen. Die Monde und Ringe absorbieren die meisten Protonen und Elektronen. Die Magnetosphäre von Neptun enthält weniger geladene Teilchen pro Volumeneinheit als jeder andere Riesenplanet.

Wenn die Partikel in die Nähe des Magnetpols gleiten, stürzen sie in die Atmosphäre. Sie kollidieren mit dem Gas und fluoreszieren. Dadurch entsteht das Polarlicht. Sie sind echt. Sie sind klassisch. Sie sind auch schwach.

Was befindet sich im Inneren des Riesenplaneten?

Neptun ist der dichteste der Riesenplaneten. Seine durchschnittliche Dichte beträgt etwas weniger als 30 % der Dichte der Erde, ist aber die höchste unter den Gasriesen. Dies deutet darauf hin, dass das Innere von Neptun einen höheren Anteil an geschmolzenem Eis und geschmolzenem Gestein aufweist.

Aber wie werden diese Steine ​​verteilt?

Daten von Voyager 2 legen nahe, dass ein Schichtmodell nicht geeignet ist. Wenn Neptun einen ausgeprägten felsigen Kern hätte, der von einem äußeren Kern aus geschmolzenem Methan, Ammoniak und Wasser umgeben wäre, würde sich Neptun schneller drehen. Die gemessene Rotation betrug 16,11 Stunden. Dies ist etwa eine Stunde langsamer als im Schichtenmodell vorhergesagt.

Daher sind die schwereren Verbindungen möglicherweise nicht zentriert. Sie können gleichmäßig im Innenraum verteilt sein.

In dieser Hinsicht ähnelt Neptun eher Uranus als Jupiter oder Saturn. Beide Eisriesen scheinen eher ein gemischtes Inneres als separate Schichten zu haben.

Warum ist Uranus kalt und Neptun warm?

Neptun strahlt mehr Wärme aus seinem Inneren ab, als er von der Sonne erhält. Uranus nicht.

Bedeutet das, dass Neptuns Zentrum heißer ist? Vielleicht. Aber vielleicht liegt es auch nur an der Isolierung.

Die tiefe Atmosphäre von Uranus kann aus mehreren geschichteten Schichten bestehen. Diese Schichten speichern die innere Wärme und verhindern, dass sie entweicht. Neptuns Hitze entweicht leicht.

Während sich Uranus seinem Äquinoktium nähert, zeigen Bilder von der Erde, dass seine Atmosphäre immer aktiver wird. Die Sonne beginnt, die Äquatorregionen direkt zu beleuchten. Dies deutet darauf hin, dass die atmosphärische Aktivität von Uranus und Neptun eher durch Sonneneinstrahlung als durch innere Wärme angetrieben wird.

Innere Wärme ist nicht so wichtig wie äußeres Licht.

Der Innenraum bleibt ein Rätsel. Es hat Dichte. Wir haben die Rotation. Wir haben magnetisches Chaos. Allerdings ist die Verteilung von Gestein und Eis immer noch Gegenstand von Spekulationen. Die Wärmefalle bleibt eine Theorie.

Wir wissen, was die Wolken tun. Wir wissen, wie sich das Magnetfeld verdreht. Wir wissen nicht, wie der Planet zusammenhält.

Die Standardgeschichte der Entstehung unseres Sonnensystems ist als „Das Schöne Modell“ bekannt, benannt nach der französischen Stadt, in der Astronomen erstmals das Sonnensystem skizzierten. Es zeichnet ein ganz anderes Bild des frühen Sonnensystems als das, was wir heute sehen.

Zu dieser Zeit gruppierten sich vier Gasriesenplaneten in der Nähe der Sonne: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Sie umkreisten zwischen 5 und 17 Astronomische Einheiten (AE). Im Kontext ist 1 AE einfach die durchschnittliche Entfernung zwischen der Erde und der Sonne, die etwa 150 Millionen Kilometer beträgt.

Sie hängen nicht nur rum. Sie sind in präziser Orbitalresonanz fixiert.

Stellen Sie sich das wie eine Uhr vor. Wenn Neptun und Uranus in einer Resonanz von 3:4 wären, würde Uranus für jede Umdrehung, die Neptun um die Sonne macht, vier Umdrehungen machen. Es ist ein gleichmäßiger rhythmischer Tanz.

Aber sie tanzten auf einem Boden aus Schutt.

Die Planeten kreisen in den Scheiben riesiger Planetesimale, winzigen felsigen Überresten aus der Entstehungszeit des Sonnensystems. Es gibt Hunderte dieser Objekte, einige so groß wie Pluto. Die Schwerkraft ist ein nerviger Nachbar. Diese Planetesimale ziehen den Planeten und bringen ihn aus der Resonanz.

Der Track wird seltsam. Sie werden instabil. Und sie werden instabil.

Diese Instabilität führte zu einer Massenmigration. Saturn, Uranus und Neptun drifteten nach außen und erreichten ihre gegenwärtigen entfernten Positionen. In manchen Computersimulationen tauschen Uranus und Neptun sogar komplett die Plätze. Gleichzeitig bewegt sich auch Jupiter leicht nach innen.

Die Folgen wären für das innere Sonnensystem katastrophal. Die chaotische Ausbreitung der Planetenscheibe löste einen Gesteinsschauer nach innen aus. Dies führte zum Late Heavy Bombardment, einem heftigen Einschlag auf den Gesteinsplaneten vor etwa 4 Milliarden Jahren.

Der größte Teil der Scheibe wurde weggeschwemmt. Kleine Trümmerstücke fielen in den Kuipergürtel. Einige Planetesimale wurden von der Schwerkraft Neptuns eingefangen und wurden zu trojanischen Asteroiden.

Neptuns Ringe und Monde

Heute ist Neptun eine Welt mit mindestens 16 Monden und sechs schmalen Ringen.

Bei diesen Ringen handelt es sich nicht um feste Ringe. Sie bestehen aus unzähligen winzigen Partikeln, von denen jedes für sich wie ein winziger Mond ist.

Die vier innersten Monde kreisen innerhalb dieses Ringsystems. Sie sind mehr als nur Passagiere. Sie interagieren durch die Schwerkraft mit den Ringpartikeln. Ohne diese würden sich die Ringe ausbreiten und verschwinden. Sie fungieren als Hirten und halten das Material unter Kontrolle und sichtbar.

Vor dem Vorbeiflug der Voyager 2 im Jahr 1989 gab es nur sehr wenige Karten des Neptunsystems. Wir kennen zwei Namen: Triton und Nereid. Triton wurde 1846 entdeckt und ist ein gigantisches Geschöpf von etwa der Größe des Mondes. Er dominiert die Szene und ist mehr als sechsmal größer als der zweitgrößte Mond, Proteus. Hundert Jahre später sah die Nereide, die 1949 auf Fotoplatten gefunden wurde, im Vergleich dazu gespenstisch aus.

Die Benennungspraxis ist eine typische griechische Mythologie und wird oft mit Proteus und den Gewässern in Verbindung gebracht. Aber die Physik übertrifft hier die üblichen Erwartungen. Triton ist der einzige große Satellit im Sonnensystem, der eine retrograde Umlaufbahn einnimmt. Während die meisten großen Satelliten innerhalb von 5 Grad zum Äquator geneigt sind, ist die Umlaufbahn von Triton um mehr als 157 Grad geneigt. Nereiden sind ebenso exzentrisch. Seine Umlaufbahn ist sehr lang und sein entferntester Punkt ist fast siebenmal weiter von Neptun entfernt als sein nächstgelegener Punkt. Selbst an seinem nächstgelegenen Punkt ist Nereid viermal so weit entfernt wie Triton.

Interne Gruppen

Voyager 2 hat alles verändert. Bei seiner Annäherung wurden sechs bisher unbekannte Monde entdeckt. Sie sind keine Ausgestoßenen. Es sind gewöhnliche Satelliten. Sie folgen einer progressiven, nahezu kreisförmigen Bahn nahe der Äquatorialebene von Neptun. Alle bis auf eine Umlaufbahn näher als Triton.

Dann, in den Jahren 2002 und 2003, fingen Teleskope auf der Erde fünf weitere winzige Gäste ein. Dies sind unregelmäßige Satelliten. Sie sind klein und haben einen geschätzten Radius von 15 bis 30 Kilometern. Ihre Umlaufbahnen sind stark exzentrisch und haben einen steilen Winkel zum Äquator. Drei von ihnen können auch rückwärts kreisen. Sie bleiben in der kalten Dunkelheit, 15 bis 48 Millionen Kilometer von Neptun entfernt, weit außerhalb der Reichweite von Triton.

Dann ist da noch Hippocamp. Der Radius des Satelliten, der 2013 mit den Bildern des Hubble-Weltraumteleskops entdeckt wurde, ist klein, nur etwa 9 Kilometer. Im Geiste war dies keine neue Entdeckung. Astronomen verfolgten seine Signatur bereits 2004 in archivierten Hubble-Daten. Er schlüpfte zwischen Larissa und Proteus, zwei von der Voyager katalogisierten Monden.

Die Eigenschaften dieser Satelliten sind sehr präzise, ​​aber sie sind alle unterschiedlich. Naiad, Thalassa, Despina, Galatea und Larissa schnappen sich Neptun. Ihr Umlaufradius variiert zwischen 48.200 und 73.500 Kilometern. Sie rotieren sehr schnell, in weniger als einem Tag. Hippocamp hat eine leicht ausgedehnte innere Gruppe, liegt auf einer Höhe von 105.300 km und hat eine Umlaufzeit von 0,95 Tagen. Proteus, der größte der inneren Gruppe, mit einer Entfernung von 117.600 km.

Triton ist eine Anomalie. Die Streckenhöhe beträgt 354.800 Kilometer. Der Zyklus dauert 5,877 Tage, das „R“ steht jedoch für retrograd. Der Neigungswinkel beträgt 157,3 Grad. Nereid sprengt die Skala völlig und kreist in einer Höhe von 5.513.900 Kilometern. Der Zyklus dauert mehr als ein Jahr. Die Neigung beträgt sanfte 5,1 Grad, aber die Exzentrizität beträgt 0,751. Die äußeren Unregelmäßigkeiten Halimede, Sao, S/2002 N 5, Laomedeia, Psamathe, Neso und S/2021 N 1 kommen über Millionen von Kilometern über Jahrzehnte hinweg und in hohen Neigungen vor.

Form und Oberfläche

Voyager 2 kann mehr als nur zählen. es sah aus. Fünf der sechs entdeckten inneren Monde haben so enge Umlaufbahnen, dass sich Neptun schneller dreht, als sie ihn umkreisen. Für einen Beobachter in den Neptunwolken gehen die fünf Monde im Westen auf und im Osten unter. Dies ist eine seltene Perspektive im Sonnensystem.

Die Voyager kam Proteus und Larissa nahe genug, um die Details zu erkennen. Beide sind unregelmäßig. Es sind keine Bälle. Sie sehen aus wie klumpige Steine ​​mit Löchern in der Oberfläche. Die anderen vier inneren Satelliten sind zu klein, um ihre Form direkt zu bestimmen. Diese Schätzung hängt von der Helligkeit ab, vorausgesetzt, dass es Licht wie Proteus und Larissa reflektiert, mit einem Reflexionsvermögen von etwa 7 %.

Proteus ist das Schwergewicht dieser inneren Gruppe. Der durchschnittliche Radius beträgt etwa 208 Kilometer. Es ist etwas größer als Nereid und hat einen Radius von etwa 170 Kilometern. Der Rest ist klein und hat einen durchschnittlichen Radius von weniger als 100 Kilometern.

Niemand hat die Nereide jemals aus der Nähe besucht. Voyager-Daten zeigen, dass es ungefähr kugelförmig ist. Dadurch flackert die Helligkeit beim Drehen nicht und die Oberfläche ist relativ gleichmäßig. Die Rotationsperiode kann nicht bestimmt werden, aber aufgrund seiner stark elliptischen Umlaufbahn ist eine synchrone Rotation (bei der der Mond eine Seite zum Planeten behält) unwahrscheinlich.

Triton ist synchronisiert. Seine Rotation stimmt mit seiner Umlaufbahn überein. Auch die inneren Monde können synchronisiert oder nahezu synchronisiert sein. Hippocamp passt sich diesem Muster an und ist sogar synchronisierbar. Die äußeren Unregelmäßigkeiten kümmern sich nicht um die Synchronisation. Seine chaotische Umlaufbahn ermöglicht es ihm, sich unabhängig vom Rhythmus des Planeten zu drehen.

Speichern Sie die Ergebnisse

Triton ähnelt nicht nur Pluto; Es hat die gleiche Dichte, Größe und eisige Oberflächenstruktur wie Pluto. Aber wie bewegt es sich? Das ist ein eindeutiges Zeichen. Seine Umlaufbahn ist im Vergleich zur Neptunbahn stark geneigt und bewegt sich rückwärts. Aus planetarischer Sicht ist dies ein Zeichen der Gefangennahme. Triton entstand nicht zusammen mit Neptun. Möglicherweise begann er als gefährlicher Asteroid im Kuipergürtel, der von selbst trieb, bis er von Neptuns Schwerkraft eingefangen wurde.

Das macht die Sache verwirrend.

Die ursprüngliche Umlaufbahn wäre stark exzentrisch gewesen. Im Laufe der Zeit wurde Triton durch Gezeitenkräfte (eine rhythmische Anziehungskraft, die zwei Objekte ausdehnt und zusammendrückt) auf eine Kreisbahn gezogen. Allerdings hat die Zirkularisierung ihren Preis. Die beim Einfangen und Orbitalkollaps freigesetzte Energie würde das bestehende Satellitensystem, das aus Neptuns protoplanetarer Scheibe besteht, auseinanderreißen.

Nereide tritt auf. Seine elliptische Umlaufbahn ist wahrscheinlich eine Narbe des Chaos. Einige Forscher glauben, dass Nereid auch ein erbeutetes Objekt sein könnte, aber sein aktueller Weg stimmt mit den Umrissen eines Überlebenden überein.

Interne Systeme sind stärker betroffen. Ein Satellit, der zwischen Proteus und Nereid kreist, hat keine Chance. Viele von ihnen wurden vollständig aus dem Sonnensystem geschleudert. Andere fielen auf Neptun. Die geschmolzene und erhitzte Oberfläche des neu besiedelten Mondes Triton verschluckte etwas davon. Selbst diejenigen, die näher an Neptun überlebten, blieben nicht unversehrt.

Jetzt sieht die Flugbahn von Naiad durch Proteus völlig anders aus als die ursprüngliche Flugbahn. Sie sind wahrscheinlich Fragmente der Gewalt, die durch Tritons Ankunft verursacht wurde. Trümmer aus Neptuns Umlaufbahn und Meteoriteneinschläge aus dem interplanetaren Raum haben die Oberfläche abgenutzt und ihre Umlaufbahn verändert. Nehmen wir als Beispiel das Hippocamp. Das aktuelle Modell lässt darauf schließen, dass es nicht von den anderen Modellen stammt. Er entstand wahrscheinlich durch einen gewaltigen Einschlag, der Proteus fast zerschmetterte und Material ausschleuderte, das zu dem kleinen Mond verschmolz, den wir heute sehen.

Der stille Wächter

Während die inneren Monde Geschichten von Zerstörung erzählen, bergen die äußeren Ränder von Neptun etwas Stabileres. Eine Gruppe trojanischer Asteroiden teilt sich die Umlaufbahn von Neptun und sitzt ruhig an den Lagrange-Punkten. Dies sind die Gravitationspunkte, an denen sich die Kräfte von Sonne und Neptun ausgleichen und Objekte in einem 60-Grad-Winkel vor (L4) und hinter (L5) des Planeten festhalten.

Dabei handelt es sich nicht um theoretische Konstrukte. Der erste Neptun-Trojaner wurde 2001 identifiziert und erhielt den Namen 2001 QR322. Seitdem haben Astronomen 35 von ihnen identifiziert. Eine ungleiche Verteilung. Der Sternhaufen 28 befindet sich am Punkt L4 vor Neptun. Seven bleibt bei L5 zurück. Sie blieben dort, gefangen in einem kosmischen Tanz, der lange nach der gewaltsamen Reformierung von Neptuns innerem Reich andauerte.

Adams Ring und das Geheimnis der Arche

Die Idee, dass Neptun Ringe hat, stammt nicht aus Teleskopbildern. Es liegt an einem Fehler in den Daten. Mitte der 1980er Jahre bemerkten Astronomen etwas Seltsames, als sie die Sterne beobachteten, die hinter Neptun vorbeizogen. Sein Licht flackert und wird schwächer, bevor und nachdem der Planet den Stern blockiert. Aber die Einbrüche sind unregelmäßig. Sie erscheinen in einigen Studien, in anderen jedoch nicht, und sie erscheinen auf beiden Seiten des Planeten nie in sauberer, symmetrischer Form. Wenn Neptun wie Saturn einen perfekten durchgehenden Ring hätte, wäre das Licht auf beiden Seiten gleichermaßen gedimmt. Diese Asymmetrie lässt auf etwas anderes schließen: einen Teilring. Oder technisch gesehen Ringbogen.

Voyager 2 bewies später, dass dies falsch war. Wenn überhaupt, macht es die Sache komplizierter. Die Sonde entdeckte sechs Ringe, die den Planeten umgeben. Diese „Bögen“ sind lediglich helle Flecken des äußeren Rings (der Adams-Ring genannt wird).

Diese Bögen sind charakteristisch für den Ring. Andere Riesenplaneten haben Ringe, aber keiner ist so klumpig wie dieser. Der Adams-Ring enthält fünf verschiedene helle Bereiche namens Mut, Freiheit, Gleichheit 1, Gleichheit 2 und Fraternité. Sie decken einen Bogen von 45 Grad ab und ihre Länge variiert zwischen 1.000 Kilometern und über 10.000 Kilometern.

Warum breiten sie sich also nicht aus? Ringteilchen kollidieren ständig. Im Laufe der Zeit verteilen diese Kollisionen das Material zu einem gleichmäßigen Donut. Die Tatsache, dass sie immer noch zusammengeballt sind, lässt darauf schließen, dass das Ereignis, das sie hervorgebracht hat, erst kürzlich stattgefunden hat. Vielleicht ist der kleine Mond vor Tausenden von Jahren auseinandergebrochen. Es war wirklich ein geologischer Wimpernschlag.

Der Mond Galatea kreist innerhalb des Adams-Rings. Diese Schwerkraft kann Partikel in diesen Bögen einfangen. Doch die Schwerkraft allein reicht nicht aus, um die Ausbreitung dauerhaft zu stoppen. Die Bögen bleiben bestehen, weil sie jung sind.

Innenringsystem

Die anderen fünf Ringe (Galle, Le Verrier, Lassell, Arago und Galatea) sind einheitlicher. Sie hatten nicht das dramatische Zusammenballen von Adams.

Le Verrier ist etwa 110 Kilometer breit. Es ist dem Nicht-Bogen-Teil von Adams sehr ähnlich. In seinem Inneren umkreist es einen Mond namens Despina, der als Hirte fungiert. weist Partikel ab und hält die Innenkante des Rings scharf.

Galle ist der innerste Ring. Es ist breit und schwach. Seine Ränder sind weich und flauschig, weil kein Mond in der Nähe ist, der ihn beschützt.

Der Lassell ist ein schwaches Plateau aus Material, das sich von Le Verrier bis Adams erstreckt.

Der Arago ist ein schmales, helles Band am äußeren Rand des Lassell.

Galatea ist ein schwacher Staubring, der um die Umlaufbahn des Mondes Galatea verstreut ist.

Auf diese Weise werden die Ringe anhand ihrer Entfernung vom Zentrum des Neptun unterteilt.

Reifenname	Entfernung (km)	Breite (km)	Hauptmerkmale
Ziel	41.900	41.900 2.000	Schlanke Kante
Le Verrier	53.200	110
Lassell	55.200	55.200 4.000	Schwache Hochebene zwischen Le Verrier und Aragon
Arago	57.200	57 200 <100	Lassell Bright Outer Rim
Galatea	61.950	61.950 <100	Gemeinsame Umlaufbahn mit Mond Galatea.
Adams	62.930	62 930 15	15 Heller Lichtbogen. Innenkante gehalten vom Mond Galatea

Staub, dunkles Eis und ein junges System

Voyager 2 versuchte, diese Ringe mithilfe von Radiowellen zu entdecken. Das Signal durchläuft den Ring ohne Streuung. Das bedeutet, dass es keine Partikel gibt, die größer als 1 Zentimeter sind. Wenn ja, hätten sie das Signal zurückgeworfen.

Die Ringe bestehen größtenteils aus Staub. Sie sind am hellsten, wenn sie von der Sonne beleuchtet werden, da die winzigen Partikel das Licht nach vorne in Richtung des Betrachters streuen. Sie sind dunkel und möglicherweise von strahlungsdunklerem Methaneis bedeckt.

Dies führt uns zurück in die Ära der Institutionen. Adams’ Version ist noch sehr jung. Die anderen Ringe sind sehr schmal. Es ist schwierig, sie einzuschränken. Kein bekannter Mond kann die natürliche Ausbreitung von Ringmaterial vollständig verhindern. Daher könnte das Enring-Ring-System eine neue Ergänzung zu Neptun sein. Wahrscheinlich vor nicht einmal einer Million Jahren.

Eine Million Jahre sind in einem Planetarium nichts. Die Ringe, die wir heute sehen, hätten im geologischen Augenblick völlig anders sein können. Weiter Ein Raumschiff könnte auf Systeme stoßen, die sich bis zur Unkenntlichkeit entwickelt haben.

Beobachtung vom Boden aus

Himmelsgeist

Neptun übertreibt nicht. Es ist der einzige Riesenplanet, der ohne Teleskop nicht gefunden werden kann. Er hat eine scheinbare Helligkeit von 7,8 und ist damit etwa fünfmal schwächer als der mit bloßem Auge sichtbare nackte Stern. Dieser Helligkeitsunterschied bedeutet, dass antike Astronomen ihn möglicherweise übersehen haben.

Galilei richtete sein Teleskop erstmals im Jahr 1609 auf den Himmel. Doch auch dies übersah er. Eine Skizze vom 28. Dezember 1612 zeigt, dass er Neptun tatsächlich gesehen hat, als er nahe an Jupiter vorbeidriftete. Er hat es als Stern gespeichert.

Das Sonnensystem schien perfekt, bis William Herschel 1781 Uranus entdeckte. Sechs Planeten. Erde, Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn. das ist es. Darin sind sich Philosophen und Wissenschaftler einig. Die Entdeckung des siebten Himmelskörpers erschütterte diesen weit verbreiteten Glauben. Dies wirft die anhaltende Frage auf: Gibt es da draußen noch etwas anderes?

Es gibt auch eine mathematische Lust. Bodes Gesetz. Oder das Gesetz von Titius Bode. Johann Daniel Titius entdeckte das Muster im Jahr 1766. Die bekannten Planeten bilden eine übersichtliche Reihenfolge entsprechend ihrer Entfernung von der Sonne. Das ist kein Zufall. Es folgt einer einfachen Gleichung, die in astronomischen Einheiten (AE) gemessen wird – der durchschnittlichen Entfernung der Erde von der Sonne.

Die Größe von Merkur beträgt etwa 0,4 AE.
Venus, Erde, Mars, Jupiter und Saturn folgen der Formel 0,4 + (0,3 × 2^n).

Hier ist n 0, 1, 2, 4, 5.

Ist Ihnen aufgefallen, dass es von 2 auf 4 springt? Nummer 3 fehlt. Johann Elert Bode veröffentlichte diesen Artikel im Jahr 1772. Er hielt die Lücke für keinen Fehler. Das ist ein Zeichen. Zwischen Mars und Jupiter sollte es einen Planeten geben.

Es interessiert niemanden. Bis Uranus erschien.

Uranus ist 19,2 AE. Bodes Gesetz sagt 19,6 AE voraus, wenn n = 6. Nahe genug, um Astronomen aufhorchen zu lassen. Dann tauchten 1801 Ceres und andere Asteroiden an dem fehlenden n = 3 Punkt zwischen Mars und Jupiter auf. Das Gesetz scheint gerechtfertigt.

Das Selbstvertrauen ist auf dem Höhepunkt. Einige Astronomen werden mutiger. Sie nannten den hypothetischen achten Planeten „Ophion“. Bodes Gesetz setzt n = 7 bei 38,8 AE. Das ist Spekulation, getarnt als Wissenschaft.

Allerdings stimmt mit Uranus etwas nicht.

Es folgte nicht dem von Newtons Gesetzen vorhergesagten Weg. Mit der Sonne oder anderen bekannten Planeten würde es nicht funktionieren. Darüber hinaus gibt es mehr als 20 alte Sichtungen aus dem Jahr 1690. Die berechneten Standorte stimmen nicht mit den Sichtungen überein. Etwas zieht Uranus. unsichtbare Schwerkraft. versteckte Nachbarn.

Datenverarbeitungswettbewerb

Im Jahr 1843 begann John Couch Adams mit der Berechnung von Zahlen. Britische Mathematiker versuchten, die verborgene Masse zu finden. Er schickte die Ergebnisse an George B. Airy, den königlichen Astronomen in Greenwich. Airy war nicht beeindruckt. Er argumentierte, dass den Daten die für eine gezielte Suche erforderliche Präzision fehle. Also legte er es auf Eis.

Zur gleichen Zeit stellte Urbain-Jean-Joseph Le Verrier in Frankreich die gleichen Berechnungen an. Er kannte Adams nicht. Er arbeitet isoliert.

Mitte 1846 hatte sich die Atmosphäre verändert. John Herschel, der Sohn des Uranus-Entdeckers, hielt diese Berechnungen für ernst. Airy hörte endlich zu. Er befahl James Challis aus Cambridge, anhand der Koordinaten von Adams zu jagen.

Challis versuchte es. Aber ihm waren die Augen verbunden. Er verfügte über keine detaillierte Sternenkarte dieses Teils des Himmels. Seine Methode war langsame Folter. Er kann Sterne zeichnen. Kommen Sie in ein paar Nächten wieder. Vergleichen Sie die Zeichnungen. Suchen Sie nach Bewegung. Das ist wirkungslos.

Le Verrier hat eine ähnliche Reibung. Der französische Astronom hielt die vorgeschlagene Suchentfernung für eine Zeitverschwendung des Teleskops. Er drückte trotzdem.

Am 23. September 1846 schickte er seine endgültigen Berechnungen an Johann Gottfried Galle an der Berliner Sternwarte.

Galle schaute. Er und sein Assistent Heinrich Louis d’Arrest verfügten über detaillierte Sternenkarten. Sie sind dafür gemacht, Asteroiden zu jagen. Genauigkeit ist wichtig.

Galle schaute in die Richtung, in die Le Verrier zeigte. Er sah einen Punkt.

Es ist nicht auf der Karte.

Am nächsten Abend schaute sie noch einmal nach. Er schaute am nächsten Abend noch einmal nach.

Die Punkte bewegten sich relativ zu den Hintergrundsternen.

Es ist Neptun.

Wem gehört Discovery?

Seine ersten Zeugen waren Galle und d’Arrest. Doch bald begann der Kreditkrieg.

Le Verrier behauptete, es sei seine einzige Entdeckung gewesen. Er wollte, dass der Planet nach ihm benannt wird. Die französischen Medien stimmten zu. Doch der Rest der Welt zögerte. Dafür gibt es zwei Gründe.

Zuerst hat Adams nachgerechnet. Er konnte seinen Chef nicht dazu bringen, hinzusehen.

Zweitens erscheint es falsch, die großen Planeten nach lebenden Menschen zu benennen. Sogar arrogant.

Am Ende wurden sowohl Adams als auch Le Verrier geehrt. Die moderne Geschichte legt jedoch nahe, dass Adams‘ Beitrag nicht so eindeutig war, wie in frühen Berichten behauptet wurde. Seine Berechnungen waren gut, aber nicht so genau wie Le Verriers endgültige Vorhersage.

Am Ende siegt die Tradition. Der Name dieses Planeten stammt aus der Antike. Neptun. Römischer Gott des Meeres. Eine Welt, die nur darauf wartet, durch Schwerkraft und menschliche Neugier entdeckt zu werden.

Der Himmel ist weit. Wir sind klein, aber wir können zählen, was wir nicht sehen können.

Die Entdeckung von Neptun war der Sargnagel von Bodes Gesetz. Es war nicht nur ein Misserfolg. Es bricht aufgrund seiner eigenen Ungenauigkeiten zusammen. Astronomen sagen voraus, dass der neue Planet etwa 38,8 AE von der Sonne entfernt sein wird. Diese Zahl stammt direkt aus einer Formel, einer sauberen arithmetischen Folge, die als Lineal für die Kartierung des Sonnensystems dienen soll.

Im Gegensatz dazu befindet sich Neptun bei 30,1 AE.

Das ist eine große Lücke. Fast 9AU weg. Es handelt sich nicht um einen Rundungsfehler. Es gibt nicht die geringste Abweichung. Grundsätzliche Meinungsverschiedenheit. Dieser physikalische Unterschied, kombiniert mit dem offensichtlichen Fehlen eines theoretischen Grundes, warum das Gesetz „funktioniert“ (keine Gravitationslogik oder Orbitalmechanik, die es untermauern), bedeutet, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft nicht länger so tun kann, als ob es sich um ein Gesetz handelte. Das ist ein Zufall. Eine glückliche Vermutung über die Physik.

Und dann kam Pluto.

Im Jahr 1930 entdeckte Clyde Tombaugh einen lichtschwachen Fleck, der jahrzehntelang als Planet eingestuft worden war. Wenn Bodes Gesetz noch eine gewisse Glaubwürdigkeit hätte, könnte Pluto es retten. Diese Formel sagt voraus, dass das nächste Intervall in der Sequenz 77,2 AE betragen wird, n = 8. Pluto ist 39,5 AE entfernt.

Er liegt immer noch deutlich unter 77,2.

Aber hier wird es chaotisch. Plutos mittlere Entfernung liegt überraschend nahe am vorhergesagten Wert von 38,8 AE für n = 7, dem Platz, den Neptun einnehmen sollte. Einige könnten für einen Moment argumentieren, dass Pluto besser zu diesem Modell passt als Neptun. Vielleicht stimmt das Muster und Neptun ist eine Anomalie?

Nein

Die Vorhersage, dass Pluto sich n = 7 nähert, stellt dieses Gesetz nicht wieder her. Es unterstreicht, wie zufällig diese Handlung ist. Wenn Sie nicht an den zugrunde liegenden Mechanismus glauben, können Sie einen beliebigen Planeten und eine beliebige Entfernung auswählen und die Berechnungen entsprechend umkehren. Pluto hat Bodes Gesetz nicht bestätigt. Dies zeigt, dass man immer eine Zahl finden kann, die einigermaßen richtig aussieht, wenn man genügend Planeten und genügend Spielraum zum Ändern hat.

Die Formel starb nicht mit einem Knall, sondern mit einem Schulterzucken. In den Lücken zwischen den Umlaufbahnen sind keine tiefen Wahrheiten verborgen. Es ist nur so, dass die Geometrie, der Zufall und die chaotische Realität unseres Sonnensystems sich weigern, einer einfachen Menge ganzer Zahlen zu folgen.

Neptun von der Erde aus gesehen

Neptun von der Erde aus zu beobachten war schon immer schwierig. Die durchschnittliche Entfernung zum Planeten beträgt 30,1 AE. Dieser Abstand bedeutet, dass die Helligkeit des Sonnenlichts, das die Atmosphäre erreicht, nur 0,1 % der Helligkeit hier beträgt. Bevor Voyager 2 ankam, zeigten Teleskope nur wenige Details. Selbst unter perfekten Bedingungen bedeckt die Erdatmosphäre ein Gelände von weniger als einem Zehntel des Erddurchmessers.

Astronomen haben jahrzehntelang darüber spekuliert. Sie berechneten seine Größe, Masse, Dichte und Umlaufbahn. Sie suchen nach Satelliten. Aber sie konnten den Planeten nicht wirklich sehen.

Dann kamen die 1980er Jahre. Hochauflösende Infrarot-CCD-Kameras sind bahnbrechend. Zum ersten Mal konnten Astronomen visuelle Merkmale an den Wolkenoberseiten finden, die konsistent genug waren, um ihre Rotationsperioden zu messen. Das Spektrum bestätigte Wasserstoff und Methan. Basierend auf dem, was wir über andere Riesen wissen, wird angenommen, dass Helium vorhanden ist. Die Infrarotdaten enthüllten auch die überraschende Tatsache, dass Neptun seine eigene innere Wärme erzeugt. Es reflektiert nicht nur Sonnenlicht.

Mitte der 1990er Jahre übernahm das Hubble-Weltraumteleskop die Macht. Es liegt außerhalb des Filters, der die Luft auf der Erde verzerrt. Bilder der Weltraumteleskope Hubble und Spitzer zeigen Neptun mit einer Klarheit, von der bodengestützte Teleskope in den 1980er Jahren nur träumen konnten.

Aber die Astronomie auf der Erde blieb nicht im Staub. Forscher entwickeln adaptive Optik. Diese Technik nutzt Echtzeitdaten von Infrarot-Sternbildern, um die Spiegel des Teleskops sofort anzupassen. Entfernt atmosphärische Unschärfe. Heutzutage haben große Teleskope mit adaptiver Optik oft eine bessere Auflösung als Hubble. Mit Nahbeobachtungen der Raumsonde Voyager sind wir nun in der Lage, Neptun im Detail zu untersuchen.

Einzigartige Besucher

Voyager 2 ist die einzige Raumsonde, die Neptun besucht. Es wurde 1977 zusammen mit seinem Zwilling Voyager 1 gestartet. Der ursprüngliche Plan war einfacher. Besuchen Sie Jupiter. Besuchen Sie Saturn. Stoppen.

Aber das Timing ist wichtig. Das Startfenster von Voyager 2 ermöglichte es Voyager 2, mithilfe der Schwerkraft des Saturn auf Uranus zuzusteuern. Und noch weiter, zu Neptun.

Es flog am 24. und 25. August 1989 vorbei und beobachtete das System seit Juni kontinuierlich. Messen Sie den Radius. Überprüfen Sie die Innenrotation. Als Ergebnis wurde ein Magnetfeld gefunden, das stark von der Rotationsachse geneigt war. Es bestätigte die Ringe. 6 Neumonde gefunden.

Die Daten widerlegten die Hypothese. Wissenschaftler glauben, dass Neptun zu kalt für aktives Wetter ist. Die Voyager hat ihnen das Gegenteil bewiesen. Diese Bilder zeigen die schnellsten Winde im Sonnensystem. Ein großer Sturm brach aus. Der Sturm hat ungefähr die Größe der Erde.

Missionswissenschaftler gingen dieses Risiko ein. Sie brachten die Voyager näher an Neptun heran als jeder andere Planet auf ihrer Reise. Die Raumsonde passierte den Nordpol in einer Entfernung von 5.000 Kilometern. Wenige Stunden später flog es mit rasender Geschwindigkeit bis auf 40.000 Kilometer an Triton heran.

Dieser Vorbeiflug ermöglichte eine hochauflösende Abbildung der vielfältigen Oberfläche von Triton. Sie können den Radius und die Temperatur des Mondes genau messen.

Weitere Einsätze sind nicht geplant. Wir haben einen Satz Nahaugen am äußersten Riesen. Danach waren nur noch wir, unsere Teleskope und die lange Dunkelheit übrig.