درباره سیاره نپتون

معمولاً همهٔ انسان‌های روی زمین این سیاره را به رنگ آبی می‌شناسند. این رنگ را گاز متان حاضر در جو نپتون که رنگ سرخ را جذب می‌کند و آبی حاصل از طیف نوری خورشید که بازتابانده می‌شود پدید می‌آید.

نپتون از نظر ساختاری بسیار شبیه به سایر سیارات گازی به خصوص اورانوس است. تفاوتی که در ساختار سیاره‌هایی مانند اورانوس و نپتون دیده می‌شود، به سبب عدم حضور هیدروژن فلزی مایع است که در عوض آن یک ساختار متراکم آب مانندی در اطراف هسته وجود دارد. لایهٔ بیرونی‌تر نپتون متشکل از هیدروژن ملکولی مایع و هلیوم مایع است.

اتمسفر و جو نپتون آبی رنگ است و درصد بازتابش بالائی دارد که حاکی از وجود یک جو غلیظ است. برابر با نتیجهٔ بررسی‌ها حضور مقداری متان نیز در این سیاره تأیید شده است. در کل، ترکیبات جو این سیاره به مانند سایر سیارات غول پیکر گازی شامل ۸۰ تا ۸۵ درصد هیدروژن و ۱۵ تا ۱۹ درصد هلیوم است.

یک بار گردش نپتون به‌دور خورشید تقریباً ۱۶۵ سال طول می‌کشد، و بنابر این از زمان کشف این سیاره در سال ۱۸۶۴ تا کنون، تنها یک بار به دور خورشید گردیده‌است.

دورهٔ تناوب نجومی این سیاره ۱۶۴٫۷۹ سال است. از زمان کشف نپتون تا کنون فقط ۷۵ درصد مدار خود را طی کرده. دورهٔ تناوب چرخشی نپتون ۱۷ ساعت و ۵۰ دقیقه است. سرعت گریز از جاذبهٔ این سیاره نیز در حدود ۲۳ کیلومتر در ثانیه است. نپتون دارای دو قمر بزرگ بنام‌های نرئید وتریتون است و تعداد بسیار زیادی اقمار کوچک نیز دارد.

پیش از این انتظار می‌رفت که نپتون از نظر جوی آرام‌تر از اورانوس باشد ولی مأموریت ویجر ۲ نشان داد که بادهای نپتون بسیار بسیار شدید هستند. سرعت این بادها به ۶۴۰ کیلومتر در ساعت می‌رسد.

۷۴درصد هیدروژن، ۲۵درصد هلیم و حدود ۱ درصد متان جو نپتون را تشکیل می‌دهند. به دلیل وجود متان در جو سیاره که به شدت نور قرمز را جذب می‌کند، نپتون این رنگ آبی دلنشین را به خود گرفته‌است. جوی از هیدروژن، هلیم و متان، گوشته‌ای از آب یخ زده، متان و آمونیاک و هسته‌ای از سنگ سیلیس ساختار نپتون را شکل می‌دهد. پس از کشف هم اطلاعات بسیار کمی دربارهٔ نپتون موجود بود تا این که در ۲۵ اوت سال ۱۹۸۹ وویجر ۲ از ۵ هزار کیلومتری این غول گازی گذشت واطلاعات بسیار زیادی دربارهٔ این سیاره به دست آورد. برای مثال وویجر۲ کشف کرد که نپتون آب‌وهوای بسیار خشنی دارد و طوفانهای پر سرعت همه جای این سیاره وجود دارند.

لکه سیاه بزرگ، آشفته‌ترین بخش نپتون است. این لکه که بیش تر شبیه گردباد است در نیمکره جنوبی این سیاره قرار دارد. در اطراف این لکه ابرهای سفیدی وجود دارد. لکه سیاه بزرگ به اندازه کره زمین است و در جهت خلاف عقربه‌های ساعت می‌چرخد؛ همچنین بعضی اوقات از خود لکه‌های سیاه کوچک‌تری هم تولید می‌کند. این لکه از بسیاری جهات شبیه لکه سرخ مشتری است با این فرق که در شکل و اندازه آن بیشتر تغییر به وجود می‌آید. در نزدیکی قطب جنوب نپتون لکه سیاه دیگری شبیه بادام، وجود دارد که آن را لکه سیاه۲ می‌نامند. با این که بادهای پر سرعت تمام این سیاره را فراگرفته است سریع‌ترین آن‌ها در نزدیکی لکه سیاه بزرگ قراردارد. در آن جا سرعت بادها به ۲۴۰۰ کیلومتر در ساعت می‌رسد.

دانشمندان از این که وویجر۲ چنین آب‌وهوایی از نپتون کشف کرده بود بسیار متعجب بودند. در زمین این خورشید است که باعث به وجود آمدن طوفان می‌شود ولی نپتون هزار بار کمتر از زمین، از خورشید انرژی دریافت می‌کند. همچنین ۳ سال قبل از آن، وویجر۲ کشف کرده بود که اورانوس فعالیت جوی نسبتاً کمی دارد. (البته تصاویری وجود دارد که نشان می‌دهد اورانوس نیز طوفان‌هایی دارد) به نظر می‌رسید اورانوس آن قدر از خورشید دور است که امکان طوفانی بودن را از این سیاره می‌گیرد؛ پس نپتون که ۶/۱ میلیارد کیلومتر نسبت به اورانوس دورتر از خورشید است اگر از اورانوس آرامتر نبود حداقل باید به همان آرامی باشد.

وجود بادها و طوفان‌های قوی در جو نپتون نشان می‌داد که این سیاره حرارتش را از منبع دیگری می‌گیرد. وویجر ۲ کشف کرد دمای اورانوس و نپتون مانند هم است با این تفاوت که نپتون از خورشید نسبت به اورانوس دورتر است. اما نپتون بر خلاف اورانوس حرارتی بیشتر از آنچه می‌گیرد، تابش می‌کند؛ که شاید این حرارت از دما و فشار شدیدی که از هسته سنگی درون این سیاره آزاد می‌شود، به وجود می‌آید؛ بنابراین می‌توان نتیجه گرفت حرارتی که نپتون از درون خود دریافت می‌کند باعث به وجود آمدن بادها و طوفان‌های قوی در این سیاره می‌شود.

آشفته ترین بخش جو نپتون در نیم کره جنوبی آن، یعنی جایی که پدیده‌ای به نام لکه سیاه بزرگ قرار دارد، است. این لکه که هم اندازه کره زمین است، از بسیاری جهات شبیه لکه سرخ مشتریاست، با این فرق که بیشتر از لکه سرخ در اندازه و شکل آن تغییر به وجود می‌آید.

در نزدیکی قطب جنوب نپتون، لکه سیاه دیگری به شکل بادام با نام لکه سیاه۲ قرار دارد. سریع ترین بادهای نپتون، در نزدیکی لکه سیاه بزرگ، با سرعت بیش از ۲۴۰۰ کیلومتر در ساعت می‌وزد. هسته نپتون بسیار داغ است. حرارتی که از مرکز بیرون می‌رود، گازهای اطراف سیاره را گرم می کند و به بالا می‌برد؛ در ارتفاعات جو، گازها سرد شده و دوباره به پایین باز می‌گردند. در نتیجه این حرارت و جریان همرفت، بادها و طوفان‌های شدیدی به وجود می‌آید که در نهایت متان به لایه بالایی پوش کره می‌رسد؛ در اثر واکنش‌های این گاز با نور خورشید، ابرها تشکیل می‌شود. دانشمندان نام یکی از نمایان ترین ابر‌های نپتون را که به سرعت سرتاسر سیاره را طی می‌کند، روروک گذاشته‌اند.

روی زمین بر اثر حرارت انرژی خورشید طوفان‌ها و بادها به وجود می‌آید؛ انرزی که نپتون از خورشید می‌گیرد، هزار بار کم تر از زمین است. همچنین وویجر ۲ دریافته بود، اورانوس همسایه نپتون، فعالیت جوی نسبتا آرامی دارد. اورانوس آن قدر از خورشید دور بود که به نظر نمی‌رسید بتواند هوایی طوفانی داشته باشد؛ نپتون که ۱/۶ میلیارد کیلومتر نسبت به اورانوس دورتر از خورشید بود، اگر آرام تر از اورانوس نبود، حداقل می‌بایست به همان آرامی باشد. ⟨ البته باتوجه به تصاویری که تلسکوپ ده متری کک در سال ۲۰۰۴ گرفت مشخص شد اورانوس هم طوفان‌هایی دارد.⟩

وجود بادها و طوفان‌ها در جو نپتون نشان می‌داد، این سیاره حرارتش را از منبعی به جز خورشید تامین می‌کند. وویجر دریافت دمای نپتون و اورانوس مشابه هم است اما نپتون بر خلاف اورانوس حرارتی بیش از آن که دریافت کند، تابش می‌کند؛ شاید این حرارت از هسته داغ و سنگی مرکز سیاره به وجود می‌آید.

سال نوری چیست؟چرا واحد سنجش فاصله در فضا سال نوری است؟...