Nettuno (pianeta)

Caratteristiche orbitali
Nettuno
Nettuno visto dalla sonda Voyager 2 nel 1989.
Semiasse maggiore	4.498.400.000 km a (30,069 9 a )
Aphelia	4.537.000.000 km a (30,328 a )
Perielio	4459800000 km a (29,811 6 a )
Circonferenza orbitale	28.263.700.000 km a (188,931 a )
Eccentricità	0.00859
periodo di rivoluzione	60 216.8 d (≈ 164.86 a )
periodo sinodico	367.429 d
Velocità orbitale media	5.432 48 km / sec
Velocità orbitale massima	5.479 5 km / sec
Velocità orbitale minima	5.386 1 km / sec
Inclinazione sulla eclittica	1,77 °
Nodo ascendente	131.784 °
argomento perielio	273,2 °
Satelliti conosciuti	14 , in particolare Tritone .
Anelli conosciuti	5 principali.
Caratteristiche fisiche
raggio equatoriale	24.764 ± 15 km (3.883 Terre)
raggio polare	24.341 ± 30 km (3.829 Terre)
Raggio medio volumetrico	24.622 km (3.865 Terre)
appiattimento	0,0171
Perimetro equatoriale	155.597 km
La zona	7.640 8 × 10 9 km 2 (14,98 Terreno)
Volume	62.526 × 10 12 km 3 (57,74 Terreno)
Massa	102,43 × 10 24 kg (17,147 Terre)
Densità totale	1.638 kg / m 3
Gravità superficiale	11,15 m / s 2 (1,14 g)
Velocità di rilascio	23,5 km / s
Periodo di rotazione ( giorno siderale )	0,671 25 d (16 h 6,6 min )
Velocità di rotazione ( all'equatore )	9.660 km a / h
Inclinazione dell'asse	28,32 °
Ascensione retta del polo nord	299,36 °
Declinazione del Polo Nord	43,46 °
Albedo geometrico visivo	0.41
Bond Albedo	0.29
irraggiamento solare	1,51 W / m 2 (0,001 Terra)
Temperatura di equilibrio del corpo nero	46,6 K ( -226,4 ° C )
Temperatura superficiale
• Temperatura a 10 k Pa	55 K ( -218 ° C )
• Temperatura a 100 k Pa	72 K ( -201 ° C )
Caratteristiche dell'atmosfera
Densità a 100 k Pa	0.45 kg / m 3
Altezza della scala	da 19,1 a 20,3 km
Massa molare media	2,53 a 2,69 g / mol
Diidrogeno H 2	80 ± 3,2%
Elio He	19 ± 3,2%
Metano CH 4	1,5 ± 0,5%
Deuteruro di idrogeno HD	190 ppm
Ammoniaca NH 3	100 ppm
Etano C 2 H 6	2,5 ppm
Acetilene C 2 H 2	100 ppb
Storia
Scoperto da	Urbain Le Verrier (calcolo), Johann Gottfried Galle ( oss. ) Sulle indicazioni di Urbain Le Verrier . Vedi Scoperta di Nettuno .
Scoperto il	31 agosto 1846 (calcolo) 23 settembre 1846( oss. )

Nettuno è l'ottavo pianeta in ordine di distanza dal Sole e il più lontano conosciuto dal Sistema Solare . Orbita intorno al Sole a una distanza di circa 30,1 AU (4,5 miliardi di chilometri), con un'eccentricità orbitale metà di quella della Terra e un periodo di rivoluzione di 164,79 anni . È il terzo pianeta più massiccio del Sistema Solare e il quarto per dimensioni, un po' più massiccio ma un po' più piccolo di Urano . Inoltre, è il pianeta gigante più denso.

Non visibile ad occhio nudo , Nettuno è il primo oggetto celeste e l'unico degli otto pianeti del Sistema Solare ad essere stato scoperto per deduzione piuttosto che per osservazione empirica . In effetti, l'astronomo francese Alexis Bouvard ha preso atto delle perturbazioni gravitazionali inspiegabile sull'orbita di Urano e ipotizzato agli inizi del XIX ° secolo, un ottavo pianeta, più lontano, potrebbe essere la causa. Gli astronomi britannici John Couch Adams nel 1843 e il francese Urbain Le Verrier nel 1846 calcolarono indipendentemente la posizione prevista di questo ipotetico pianeta. Grazie ai calcoli di quest'ultimo, è stato finalmente osservato per la prima volta su23 settembre 1846dall'astronomo prussiano Johann Gottfried Galle , un grado dalla posizione prevista. Sebbene Galle abbia utilizzato i calcoli di Le Verrier per scoprire il pianeta, la paternità della scoperta tra Adams e Le Verrier è stata a lungo contestata. La sua luna più grande , Tritone , fu scoperta 17 giorni dopo da William Lassell . Dal 2013, sono noti 14 satelliti naturali di Nettuno . Il pianeta ha anche un sistema di anelli debole e frammentato e una magnetosfera .

La distanza del pianeta dalla Terra gli conferisce una dimensione apparente molto piccola , il suo studio è difficile con i telescopi situati sulla Terra. Nettuno viene visitato solo una volta durante la missione Voyager 2 , che effettua un sorvolo su25 agosto 1989. L'avvento del telescopio spaziale Hubble e dei grandi telescopi terrestri ad ottica adattiva ha poi permesso ulteriori osservazioni dettagliate.

Come quelle di Giove e Saturno , l' atmosfera di Nettuno è composta principalmente da idrogeno ed elio oltre a tracce di idrocarburi ed eventualmente azoto , sebbene contenga una proporzione maggiore di "ghiaccio" in senso astrofisico , cioè di volatili sostanze come acqua , ammoniaca e metano . Tuttavia, come Urano, il suo interno è costituito principalmente da ghiaccio e rocce, da qui il loro nome " giganti di ghiaccio ". Inoltre, il metano è parzialmente responsabile della tinta blu dell'atmosfera di Nettuno, anche se l'origine esatta di questo azzurro rimane inspiegabile. Inoltre, a differenza dell'atmosfera nebbiosa e relativamente anonima di Urano, l'atmosfera di Nettuno mostra condizioni meteorologiche attive e visibili. Ad esempio, al momento del sorvolo di Voyager 2 nel 1989 , l'emisfero meridionale del pianeta mostrava una Grande Macchia Oscura paragonabile alla Grande Macchia Rossa su Giove. Queste condizioni meteorologiche sono guidate dai venti più forti conosciuti nel Sistema Solare, che raggiungono velocità di 2.100 km/h . A causa della sua grande distanza dal Sole, la sua atmosfera esterna è uno dei luoghi più freddi del Sistema Solare, con temperature della sommità delle nuvole che si avvicinano a 55 K (-218,15 ° C ) .

Il pianeta prende il nome da Nettuno , dio dei mari nella mitologia romana , e ha il simbolo astronomico ♆, una versione stilizzata del tridente del dio.

Scoperta

Prime apparizioni

Nettuno non è visibile ad occhio nudo ; ci volle quindi l'invenzione del telescopio per poterlo osservare. Tuttavia, questa scoperta si distingue da quella di altri pianeti perché è soprattutto matematica : è fatta per calcolo dalla traiettoria e dalle caratteristiche di Urano . Quindi, il telescopio è stato quindi utilizzato solo per confermare la scoperta.

Diversi gli astronomi, prima della sua scoperta nel XIX ° secolo, tuttavia, osservano senza notare che si tratta di un pianeta. Così, i disegni astronomici di Galileo mostrano che osserva Nettuno il28 dicembre 1612mentre appare in congiunzione con Giove . Il pianeta viene quindi elencato come una semplice stella fissa . La nota di nuovo in cielo un mese dopo, il28 gennaio 1613e uno studio del 2009 suggerisce che trova persino che si è spostato rispetto a una stella vicina. Quindi non può essere una stella fissa, ma Galileo non trae alcuna conclusione e non la evoca in seguito. Poiché allora pensava di aver osservato solo una stella, non gli è stata attribuita la scoperta. Nettuno è osservato anche da Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande (1732 - 1807) nel 1795 e da John Herschel , figlio di William Herschel , che in precedenza scoprì Urano, nel 1830, senza che neanche loro notassero nulla di particolare, prendendolo anche per una stella.

I matematici iniziarono ad osservare nel 1788 che il pianeta Urano scoperto di recente non presentava un'orbita che sembrava conforme ai modelli esistenti. Inoltre, più passa il tempo, più aumenta l'errore tra la posizione annunciata della stella e quella registrata. Jean-Baptiste Joseph Delambre cerca di spiegare le anomalie aggiungendo nei suoi calcoli l' influenza gravitazionale di Giove e Saturno . Le sue tabelle sono poi più precise, ma ancora non consentono di prevedere il movimento del pianeta a lungo termine. Nel 1821, l'astronomo francese Alexis Bouvard pubblicò nuove tavole utilizzando 17 osservazioni sparse nei 40 anni dalla sua scoperta per tentare, invano, di spiegare l'orbita di Urano. Osservazioni successive rivelano deviazioni sostanziali dalle tabelle, portando Bouvard a ipotizzare che un corpo sconosciuto possa interrompere l'orbita per interazione gravitazionale .

Cerca un pianeta transuranico

In una riunione della British Science Association , George Biddell Airy riferisce che le tabelle di Bouvard sono errate dell'ordine di un minuto di grado. Principalmente si contrappongono poi due ipotesi : quella di Bouvard sull'esistenza di un altro pianeta ancora sconosciuto, che potrebbe influenzare i movimenti di Urano, e quella di una messa in discussione della legge di gravitazione universale , proposta da Airy - secondo lui, la legge di la gravitazione perderebbe la sua validità allontanandosi dal Sole. Tuttavia, l'esistenza di un nuovo pianeta trans-uranico è un consenso per la maggior parte degli astronomi per spiegare i disturbi nel movimento di Urano.

Studente a Cambridge , John Couch Adams ha trovato26 giugno 1841Il rapporto di Airy riguardo al problema dell'orbita di Urano ed è interessato alla questione. Nel 1843, terminati gli studi, si mette al lavoro e si affida al Titius-Bode per avere una prima approssimazione della distanza del nuovo pianeta dal sole . Poiché la maggior parte dei pianeti - eccetto Mercurio - hanno un'orbita debolmente eccentrica , assume anche che la sua orbita sia circolare per semplificare i calcoli. Ha terminato il suo lavoro due anni dopo, avendo determinato la posizione di Nettuno con un errore di meno di due gradi nella posizione effettiva, ma deve ancora confermare con l'osservazione. James Challis , direttore dell'Osservatorio di Cambridge, lo riferisce all'astronomo reale Sir George Biddell Airy. Quest'ultimo esprime inizialmente dubbi sull'operato del giovane collega.

Contemporaneamente, in Francia, François Arago - allora direttore dell'osservatorio di Parigi - incoraggiò il matematico Urbain Le Verrier , specializzato in meccanica celeste, a determinare le caratteristiche di questo ottavo pianeta. Iniziò il suo lavoro su Urano nel 1845 e, ignorando totalmente quello di Adams, utilizzò un metodo diverso e indipendente, quindi pubblicò i suoi primi risultati su10 novembre 1845in Prima tesi sulla teoria di Urano , poi in Ricerche sui movimenti di Urano the1 ° giugno 1846.

Airy, notando il lavoro dell'astronomo francese, fece un parallelo con quello di Adams ed entrò in contatto con Le Verrier. Quest'ultimo gli chiede a sua volta di effettuare ricerche sul pianeta utilizzando i calcoli che ha appena pubblicato, ma Airy rifiuta. Infine, sotto la pressione di George Peacock , Airy chiede a James Challis di12 luglio 1846intraprendere la ricerca della nuova stella con il telescopio. Adams, informato dal direttore di Cambridge, fornisce nuove coordinate a Challis, specificando che l'oggetto sarebbe di magnitudine 9 , ma Airy si offre a Challis di osservare un'ampia porzione di cielo e fino a una magnitudine 11 . Questo metodo richiede molto più tempo di osservazione da Challis, soprattutto perché non dispone di mappe affidabili dell'area da osservare. Challis inizia la sua ricerca su1 ° agosto 1846 poi attraversa il cielo in agosto e settembre, senza riuscire a identificarlo.

Scoperta del pianeta

Le Verrier comunica i suoi risultati finali all'Académie des sciences su31 agosto 1846. Di fronte allo scarso entusiasmo degli astronomi francesi, decise di far visita a un suo conoscente, l'astronomo prussiano Johann Gottfried Galle , dell'Osservatorio di Berlino . Heinrich d'Arrest , uno studente dell'osservatorio, suggerisce a Galle di confrontare una mappa del cielo disegnata di recente nella regione della posizione prevista da Le Verrier con il cielo attuale, per trovare lo spostamento caratteristico di un pianeta, rispetto a quello di una stella .

il 23 settembre 1846, Galle riceve per lettera la posizione del pianeta. Scopre Nettuno la sera stessa, puntando il cannocchiale nel luogo indicato; è quindi solo un grado dalla posizione calcolata da Le Verrier. Lo osserva di nuovo il giorno successivo, per verificare se la stella si è effettivamente mossa, prima di confermare che è davvero il pianeta desiderato. Tritone , il suo più grande satellite naturale , è stato scoperto da William Lassell 17 giorni dopo Nettuno.

Oltre la Manica, la delusione è grande. Challis, rivedendo i suoi appunti, scopre di aver osservato Nettuno due volte, il 4 e12 agosto, ma non lo riconobbe come pianeta perché mancava di una mappa stellare aggiornata ed era distratto dal suo lavoro simultaneo sulle osservazioni della cometa . Inoltre, viene lanciata una forte rivalità nazionalista tra francesi e inglesi per attribuire la paternità della scoperta. Gli inglesi avanzano le carte di Adams mentre i francesi confutano ricordando che solo una pubblicazione ufficiale può convalidare la scoperta, e rifiutano per principio che il nome di Adams appaia accanto a quello di Le Verrier nei libri di storia. Nelgiugno 1847, Adams e Le Verrier si incontrano per la prima volta alla British Association for the Advancement of Science e successivamente mantengono una relazione amichevole.

Infine, un consenso internazionale sembra che Le Verrier e Adams abbiano un credito congiunto. Tuttavia, dal 1966, Dennis Rawlins ha messo in dubbio la pretesa di Adams di co-scoperta e la questione è stata rivalutata dagli storici con il ritorno nel 1998 dei " Neptune papers " al Royal Observatory di Greenwich . Dopo aver esaminato i documenti, il resoconto suggerisce che "Adams non merita lo stesso credito di Le Verrier per la scoperta di Nettuno". Questo merito spetta solo a chi è riuscito sia a prevedere la posizione del pianeta sia a convincere gli astronomi a cercarlo” .

denominazione

Poco dopo la sua scoperta, Nettuno viene semplicemente chiamato "il pianeta fuori Urano" o "pianeta Le Verrier". Il primo suggerimento del nome deriva da Johann Galle, che ha inventato il nome " Janus ", dal dio romano dell'inizio e della fine, delle scelte e delle porte. In Inghilterra, Challis propone il nome di " Oceanus ", un Titano figlio di Urano (equivalente greco di Urano).

Rivendicando il diritto di nominare la sua scoperta, Le Verrier propose rapidamente il nome "Nettuno" per questo nuovo pianeta, mentre affermava falsamente che era stato ufficialmente approvato dal Bureau des longitudes . Nelottobre 1848, ha cambiato idea e ha cercato di chiamare il pianeta "Le Verrier", dopo il suo nome, avendo il fedele sostegno del direttore dell'osservatorio, François Arago . Tuttavia, questo suggerimento ha incontrato una forte resistenza al di fuori della Francia. Gli almanacchi francesi reintroducono il nome "Herschel" per Urano, in onore dello scopritore di questo pianeta, Sir William Herschel , e "Leverrier" per il nuovo pianeta.

Wilhelm von Struve ha parlato a favore del nome "Nettuno" su29 dicembre 1846presso l' Accademia delle scienze di San Pietroburgo . Inoltre, "Nettuno" sta rapidamente diventando il nome accettato a livello internazionale. Nella mitologia romana , Nettuno è il dio del mare, identificato con il dio greco Poseidone . La richiesta di un nome mitologico è altrimenti in accordo con la nomenclatura degli altri pianeti, che, ad eccezione della Terra, prendono il nome dalla mitologia romana.

La maggior parte delle lingue oggi usa una variazione del nome "Nettuno" per il pianeta. In cinese , vietnamita , giapponese e coreano , il nome del pianeta è tradotto come "stella del re del mare" (海王星). In greco moderno , il mondo è chiamato "Poseidone" ( Ποσειδώνας / Poseidonas ). In ebraico , רהב ( Raab ), che prende il nome da un mitico mostro marino menzionato nel Libro dei Salmi , è stato selezionato in un voto amministrato dall'Accademia della lingua ebraica nel 2009 come nome ufficiale del pianeta - sebbene il nome נפטון ( Neptun ) è ancora ampiamente utilizzato. Infine, in Maori , Nahuatl e Gujarati , il pianeta prende rispettivamente i nomi del dio del mare Maori Tangaroa , del dio della pioggia Tlāloc e del dio dell'oceano indù Varun .

Dopo la scoperta

Nettuno è l'unico degli otto pianeti conosciuti ad essere stato scoperto mediante calcoli matematici piuttosto che mediante osservazione empirica. A differenza degli altri sette pianeti, Nettuno non è mai visibile ad occhio nudo : la sua magnitudine apparente è compresa tra 7,6 e 8,0 e lo rende circa quattro volte meno luminoso delle stelle più deboli visibili ad occhio nudo. appare solo come un disco blu-verde attraverso un telescopio .

Nel corso del XIX ° secolo e l'inizio del XX ° secolo, gli astronomi pensano che Nettuno, come Urano, un pianeta terrestre . Nel 1909 gli scienziati ritengono di aver osservato, nello spettro di Nettuno, la fascia verde caratteristica della presenza di clorofilla , e viene avanzata l'ipotesi della vita vegetale su questo pianeta. Tuttavia, ci rendiamo conto qualche anno dopo che questa fascia in realtà deriva dall'uso di lastre ortocromatiche .

Alla fine del XIX ° secolo, si suggerisce che le irregolarità nel moto di Urano e Nettuno derivano dalla presenza di un altro pianeta ancora più remota. Dopo approfondite ricerche, Plutone è stato scoperto su18 febbraio 1930alle coordinate fornite dai calcoli di William Henry Pickering e Percival Lowell per Planet X . Tuttavia, il nuovo pianeta è troppo lontano per generare le irregolarità osservate nel moto di Urano, mentre quelle osservate per Nettuno derivano da un errore nella stima della massa del pianeta (identificata con la missione di Traveling 2 ). La scoperta di Plutone è quindi piuttosto fortuita. A causa della sua grande distanza, la conoscenza di Nettuno rimase scarsa almeno fino al 1949, quando Gerard Kuiper scoprì la sua seconda luna Nereide . Negli anni '70 e '80 sono stati ottenuti indizi sulla probabile presenza di anelli planetari o almeno di frammenti attorno a Nettuno. Nel 1981, un team guidato da Harold Reitsema osservò un terzo dei suoi satelliti, Larissa .

Stato

Dalla sua scoperta nel 1846 fino alla scoperta di Plutone nel 1930, Nettuno era il pianeta più distante conosciuto. Con questa scoperta, Nettuno diventa il penultimo pianeta, ad eccezione di un periodo di 20 anni tra il 1979 e il 1999, quando l'orbita ellittica di Plutone lo portò ad essere più vicino al Sole di Nettuno. Alla fine, la scoperta della fascia di Kuiper nel 1992 ha portato molti astronomi a discutere la questione di Plutone e se dovesse essere ancora considerato un pianeta o come parte della fascia di Kuiper. Nel 2006, l' Unione Astronomica Internazionale ha definito per la prima volta la parola "pianeta" , riclassificando Plutone come " pianeta nano " e facendo nuovamente di Nettuno il pianeta più lontano dal Sole.

Caratteristiche fisiche

Massa e diametro

Con una massa di 1.024 × 10 26 kg , Nettuno è un corpo intermedio tra la Terra ei giganti gassosi come Giove o Saturno . Infatti la massa nettuniana è 17 volte maggiore di quella terrestre ma 1/19 della massa gioviana . Il raggio equatoriale del pianeta è di 24.764 km , circa quattro volte quello della Terra. La sua gravità a 1 bar è di 11,15 m/s 2 , ovvero 1,14 volte la gravità superficiale sulla Terra, superata solo da Giove nel Sistema Solare.

A causa della compressione gravitazionale , Nettuno è più piccolo di Urano (49.528 km di diametro per Nettuno, contro 51.118 km per Urano) perché è più massiccio di quest'ultimo (Urano ha una massa di 8,681 × 10 25 kg ).

Nettuno e Urano, invece, sono spesso considerati una sottoclasse di pianeti giganti , detti " giganti di ghiaccio " a causa delle loro dimensioni più ridotte e della maggiore concentrazione di sostanze volatili rispetto a Giove e Saturno. Nell'ambito della ricerca di esopianeti , Nettuno viene utilizzato come metonimia : corpi scoperti con una massa simile sono infatti qualificati come " Nettuno " , ad esempio Nettuno caldo o freddo .

Struttura interna

Si dice che la struttura interna di Nettuno sia simile a quella di Urano. Inoltre, sebbene la sua densità sia tre volte inferiore a quella della Terra, è il pianeta gigante più denso del Sistema Solare. Ciò implica che una percentuale maggiore del suo interno è costituita da ghiaccio fuso e materiale roccioso. Quindi, probabilmente ha un nucleo solido composto da ferro , nichel e silicati , con una massa circa 1,2 volte quella della Terra. La pressione al centro sarebbe di circa 8 Mbar ( 800 GPa ) - circa il doppio rispetto al centro della Terra - e la temperatura di circa 8.100 K (7.826,85 °C) - o superiore a quella che regna nel nucleo interno del Terra e sulla superficie del Sole.

Sopra questo nucleo, come Urano, Nettuno potrebbe presentare una composizione abbastanza uniforme (diversi ghiacci, idrogeno ed elio ) e non una struttura "stratificata" come Giove e Saturno . Tuttavia, diversi modelli attuali della struttura di Urano e Nettuno suggeriscono l'esistenza di tre strati: un nucleo roccioso, uno strato intermedio che va dal ghiaccio al liquido e formato da acqua, metano e ammoniaca, e un'atmosfera di idrogeno ed elio, sebbene il la realtà potrebbe essere più complessa.

Nel 1981, studi teorici ed esperimenti effettuati mediante compressione laser portarono Marvin Ross, del laboratorio nazionale Lawrence Livermore , a proporre che questo strato fosse totalmente ionizzato e che il metano vi fosse pirolizzato a carbonio sotto forma di metallo o diamante . Il metano si decompone in carbonio e idrocarburi . Quindi, la precipitazione del carbonio rilascia energia - energia potenziale gravitazionale convertita in calore - provocando correnti convettive che rilasciano gli idrocarburi nell'atmosfera. Questo modello spiegherebbe la presenza di vari idrocarburi nell'atmosfera di Nettuno.

Nel 2017, nuovi esperimenti che simulano le condizioni che si presume regnino a circa 10.000 km sotto la superficie di Urano e Nettuno arrivano a consolidare questo modello producendo diamanti di dimensioni nanometriche. Queste condizioni di alta temperatura e pressione non possono essere mantenute per più di un nanosecondo sulla Terra ma, nelle condizioni prevalenti nell'atmosfera di Nettuno o di Urano, i nano-diamanti avrebbero il tempo di crescere per dare pioggia di diamanti. . Si presume inoltre che questo tipo di pioggia di diamanti si verifichi su Giove e Saturno. Inoltre, la parte superiore del mantello può essere un oceano di carbonio liquido dove galleggiano "diamanti" solidi.

Il mantello è equivalente a tra 10 e 15 masse terrestri ed è ricco di acqua, ammoniaca e metano. Come è consuetudine nella scienza planetaria, questa miscela viene definita ghiacciata anche se è un fluido caldo e denso. Questo fluido, che ha un'elevata conduttività elettrica , viene talvolta chiamato oceano di acqua e ammoniaca. Il mantello può essere costituito da uno strato di acqua ionica in cui le molecole d'acqua si scompongono in ioni idrogeno e ossigeno , e più in profondità in acqua superionica , in cui l'ossigeno si cristallizza ma gli ioni idrogeno galleggiano liberamente nel reticolo.

Calore interno

Il clima vario di Nettuno rispetto a Urano è in parte dovuto al suo maggiore calore interno . Le regioni superiori della troposfera di Nettuno raggiungono una bassa temperatura di 55 K (-218,15 ° C) . Ad una profondità in cui la pressione atmosferica è pari a 1 bar (100 kPa ) , la temperatura è di 72 K (−201,15 ° C) . Più in profondità all'interno degli strati di gas, la temperatura aumenta costantemente.

Come con Urano, la fonte di questo riscaldamento è sconosciuta. Tuttavia, la differenza è maggiore su Nettuno: se Urano irradia 1,1 volte più energia di quella che riceve dal Sole, Nettuno irradia circa 2,61 volte più energia di quella che riceve. . Quindi, anche se Nettuno è il 50% più lontano dal Sole di Urano e quindi riceve solo il 40% della sua luce solare , il suo calore interno è sufficiente per generare i venti planetari più veloci del Sistema Solare .

A seconda delle proprietà termiche del suo interno, il calore risultante dalla formazione del pianeta può essere sufficiente a spiegare questo flusso di calore attuale, sebbene sia difficile spiegare contemporaneamente la mancanza di calore interno di Urano osservando l'apparente somiglianza tra i due pianeti . È anche possibile che le attività atmosferiche sui due giganti ghiacciati dipendano più dall'irraggiamento solare che dalla quantità di calore che fuoriesce dal loro interno.

Atmosfera

L'atmosfera di Nettuno, spessa più di 8.000 km , è composta in volume da circa l'80% di idrogeno e il 19% di elio con circa l'1,5% di metano CH 4 .- il fatto che la somma sia superiore al 100% è dovuto alle incertezze su queste proporzioni. Tracce di ammoniaca (NH 3), etano (C 2 H 6) e acetilene (C 2 H 2) sono stati anche rilevati. La sua atmosfera forma circa dal 5% al 10% della sua massa e rappresenta dal 10% al 20% del suo raggio.

Il colore blu di Nettuno deriva principalmente dal metano che assorbe la luce nelle lunghezze d' onda del rosso. Esistono infatti bande di assorbimento significative del metano a lunghezze d'onda dello spettro elettromagnetico maggiori di 600 nm . Tuttavia, il colore azzurro dell'atmosfera di Nettuno non può essere spiegato dal solo metano - che darebbe un colore più vicino all'acquamarina di Urano - e altre specie chimiche , per il momento non identificate, sono certamente all'origine di questa particolare tonalità . Infatti, essendo il contenuto di metano atmosferico di Nettuno simile a quello di Urano, avrebbero altrimenti lo stesso colore.

L'atmosfera di Nettuno è divisa in due regioni principali: la bassa troposfera , dove la temperatura diminuisce con l'altitudine, e la stratosfera , dove la temperatura aumenta con l'altitudine. Il confine tra i due, la tropopausa , è ad una pressione di 0,1 bar (10 kPa) . La stratosfera poi lascia il posto alla termosfera verso pressioni prossime a 10 -5 a 10 -4 bar (da 1 a 10 Pa ) per poi passare gradualmente all'esosfera .

I modelli suggeriscono che la troposfera di Nettuno è circondata da nuvole di composizione variabile a seconda dell'altitudine. Il livello più alto della nuvola si trova a pressioni inferiori a un bar, dove la temperatura consente la condensazione del metano. Per pressioni comprese tra uno e cinque bar (100 e 500 kPa ), si formerebbero nubi di ammoniaca e idrogeno solforato . Al di sopra di una pressione di cinque bar, le nuvole possono essere costituite da ammoniaca, solfuro di ammonio , acido solfidrico e acqua. Più in profondità, intorno ai 50 bar e dove la temperatura arriva a 0 °C , sarebbe possibile trovare nuvole di ghiaccio d'acqua.

Sono state osservate nubi ad alta quota sopra Nettuno, che proiettavano ombre sul ponte nuvoloso opaco sottostante. Ci sono anche fasce di nubi ad alta quota che circondano il pianeta a latitudine costante. Queste bande circonferenziali hanno larghezze di 50 e 150 km e si trovano a circa 50 e 110 km sopra il ponte nuvoloso. Queste altitudini corrispondono alla troposfera, dove si verificano fenomeni climatici.

Le immagini di Nettuno suggeriscono che la sua stratosfera inferiore sia torbida a causa della condensazione dei prodotti della fotolisi ultravioletta del metano, come l' etano e l' etino . La stratosfera ospita anche tracce di monossido di carbonio e acido cianidrico . La stratosfera di Nettuno è più calda di quella di Urano a causa della sua alta concentrazione di idrocarburi .

Per ragioni che rimangono poco chiare, la termosfera si trova a una temperatura anormalmente elevata di circa 750 K (476,85 ° C) , il pianeta è troppo lontano dal Sole perché questo calore possa essere generato dalla radiazione ultravioletta . Il meccanismo di riscaldamento potrebbe essere l'interazione atmosferica con gli ioni nel campo magnetico del pianeta. Potrebbe anche essere il risultato delle onde gravitazionali che si dissipano nell'atmosfera. La termosfera contiene tracce di anidride carbonica e acqua, che potrebbero essere state depositate da fonti esterne come meteoriti e polvere. È stata inoltre scoperta una ionosfera composta da più strati tra 1000 e 4000 km sopra il livello di 1 bar.

La temperatura misurata negli strati superiori dell'atmosfera è di circa 55 K ( -218 °C ), la media più bassa misurata su un pianeta del Sistema Solare, dopo Urano .

Tempo atmosferico

Il clima su Nettuno è caratterizzato da estesi sistemi di tempeste, con venti che superano i 2.000 km/h (circa 550 m/s ), quasi un flusso supersonico nell'atmosfera del pianeta - dove la velocità del suono è doppia rispetto a quella terrestre. Questi venti sono anche i più veloci del Sistema Solare. Seguendo il movimento delle nubi persistenti, è stato osservato che la velocità del vento varia da 20 m/s in direzione est a 325 m/s in direzione ovest. Nella parte superiore delle nuvole, i venti prevalenti variano in velocità da 400 m/s lungo l'equatore fino a 250 m/s ai poli. La maggior parte dei venti su Nettuno si muove in direzione opposta alla rotazione del pianeta. Il modello generale del vento mostra anche la rotazione prograda alle alte latitudini rispetto alla rotazione retrograda alle basse latitudini. Questa differenza nella direzione del flusso sarebbe una sorta di effetto pelle e non il risultato di processi atmosferici più profondi.

Nettuno differisce molto da Urano nel suo tipico livello di attività meteorologica . Infatti, non è stato osservato alcun fenomeno comparabile su Urano secondo le osservazioni di Voyager 2 nel 1986 .

L'abbondanza di metano, etano e acetilene all'equatore di Nettuno è da 10 a 100 volte maggiore rispetto ai poli. Questa viene interpretata come evidenza di fenomeni simili a una risalita d'acqua all'equatore causata dai venti e poi un tuffo d'acqua in prossimità dei poli. In effetti, la fotochimica non può altrimenti spiegare la distribuzione senza la circolazione dei meridiani.

Nel 2007, è stato scoperto che l'alta troposfera al polo sud di Nettuno è circa 10 gradi più calda rispetto al resto della sua atmosfera, che ha una temperatura media di circa 73 K (-200,15 ° C) . Il differenziale di temperatura è sufficiente per consentire al metano, che è congelato altrove nella troposfera, di fuoriuscire nella stratosfera vicino al polo. Questo punto caldo relativo è dovuto all'inclinazione assiale di Nettuno, che espone il polo sud al Sole durante l'ultimo quarto dell'anno di Nettuno, ovvero circa 40 anni terrestri. Mentre Nettuno si sposta lentamente verso il lato opposto del Sole, il polo sud si oscura e il polo nord si illumina, facendo sì che questo punto caldo si sposti verso il polo nord.

A causa dei cambiamenti stagionali, con il pianeta che entra in primavera nel suo emisfero australe, le fasce nuvolose dell'emisfero meridionale di Nettuno aumentano di dimensioni e albedo . Questa tendenza si osserva per la prima volta nel 1980, e dovrebbe durare fino al 2020, a causa delle stagioni che durano quarant'anni su Nettuno a causa del suo lungo periodo di rivoluzione.

Tempeste

Quando Voyager 2 visitò nel 1989, il segno più distintivo del pianeta era la " Grande Macchia Scura ", che era circa la metà delle dimensioni della " Grande Macchia Rossa " di Giove . Questo punto era un gigantesco anticiclone che copriva 13.000 × 6.600 km che poteva muoversi a più di 1.000 km/h .

La Grande Macchia Oscura ha generato grandi nuvole bianche appena sotto la tropopausa . A differenza delle nuvole nell'atmosfera terrestre , che sono costituite da cristalli di ghiaccio d'acqua, quelle di Nettuno sono costituite da cristalli di metano . Inoltre, mentre i cirri sulla Terra si formano e poi si disperdono nel giro di poche ore, quelli della Grande Macchia erano ancora presenti dopo 36 ore (cioè due rotazioni del pianeta).

Nel novembre 1994, il telescopio spaziale Hubble rileva che è completamente scomparso, indicando agli astronomi che era stato coperto o che si era dissipato. La persistenza delle nuvole di accompagnamento dimostra che alcune vecchie macchie possono rimanere sotto forma di cicloni . Tuttavia, un punto quasi identico era apparso nell'emisfero settentrionale di Nettuno. Questo nuovo punto, chiamato Great Dark Spot of the North (NGDS), è rimasto visibile per diversi anni. Nel 2018 Hubble ha rilevato un nuovo spot simile.

Lo Scooter è un ammasso di nuvole bianche più a sud della Grande Macchia Oscura. Questo moniker è apparso per la prima volta nei mesi precedenti il passaggio ravvicinato di Voyager 2 nel 1989, quando è stato osservato che si muoveva a velocità maggiori rispetto alla Grande Macchia Scura. Il Little Dark Spot è un ciclone ancora più a sud, la seconda tempesta più intensa osservata durante il flyby del 1989. Nelle prime immagini è completamente buio ma quando la Voyager 2 si è avvicinata al pianeta si è sviluppato un nucleo luminoso che può essere visto nella maggior parte delle immagini ad alta risoluzione . Questi due punti erano scomparsi anche durante l'osservazione del 1994 di Hubble.

Queste macchie scure si verificano nella troposfera a quote inferiori rispetto alle nuvole più luminose, quindi appaiono come buchi nei ponti di nuvole superiori. Trattandosi di caratteristiche stabili che possono persistere per diversi mesi, si presume che abbiano strutture a vortice . Le nubi di metano più luminose e persistenti che si formano vicino alla tropopausa sono spesso associate a macchie scure. Le macchie scure possono dissiparsi quando migrano troppo vicino all'equatore o forse per qualche altro meccanismo sconosciuto.

Magnetosfera

La magnétosphère Nettuno ricorda Urano, con un campo magnetico fortemente inclinato di 47° rispetto al suo asse di rotazione e offset di almeno 0,55 raggio dal centro fisico del pianeta (circa 13 500 km ).

Prima dell'arrivo di Voyager 2 su Nettuno, si presumeva che la magnetosfera inclinata di Urano fosse il risultato della sua rotazione laterale. Tuttavia, confrontando i campi magnetici dei due pianeti, si presume ora che questa inclinazione estrema possa essere caratteristica dei flussi magnetici originati dall'interno dei pianeti e non sia il risultato del suo spostamento fisico o dell'inversione di polarità. Questo campo verrebbe quindi generato da movimenti di fluido convettivo in un sottile strato sferico di liquidi elettricamente conduttivi (probabilmente una combinazione di ammoniaca, metano e acqua), creando un effetto dinamo . Tuttavia, le sue caratteristiche suggeriscono che potrebbe essere generato da un meccanismo diverso da quelli della Terra, di Giove o di Saturno.

Il campo ha un periodo di rotazione di 16,11 ore. La componente dipolare del campo magnetico all'equatore magnetico di Nettuno è di circa 14 microtesla ( 0,14 G ). Il momento magnetico dipolo Nettuno è di circa 2,2 T · m 3 (o 14 microT · Rn 3 , dove Rn è il raggio di Nettuno). Il campo magnetico di Nettuno ha una geometria complessa che include contributi relativamente grandi di componenti non dipolari, incluso un forte momento di quadrupolo che può superare in intensità il momento di dipolo . Al contrario, pianeti come la Terra , Giove e Saturno hanno solo momenti di quadrupolo relativamente piccoli e i loro campi sono meno inclinati rispetto all'asse polare. Il grande momento di quadrupolo di Nettuno potrebbe essere il risultato del suo spostamento dal centro del pianeta e dei vincoli geometrici del generatore di dinamo del campo. Inoltre, le aurore polari vengono scoperte sul pianeta da Voyager 2 .

L' arcobaleno shock ( "bow shock" ) Nettuno - dove la magnetosfera inizia a influenzare il vento solare - si verifica a una distanza di 34,9 volte il raggio del pianeta. La magnetopausa - dove la pressione della magnetosfera controbilancia il vento solare - si trova a una distanza da 23 a 26,5 volte il raggio di Nettuno. La coda della magnetosfera si estende per almeno 72 volte il raggio di Nettuno, e probabilmente molto oltre.

Caratteristiche orbitali

Orbita

Il semiasse maggiore tra Nettuno e il Sole è di 4,5 miliardi di chilometri (circa 30,1 unità astronomiche ) e compie un'orbita in media ogni 164,79 ± 0,1 anni. La distanza dal perielio è 29,81 AU e 30,33 AU all'afelio , che corrisponde a un'eccentricità orbitale di 0,008678. Inoltre, l'orbita di Nettuno è inclinata di 1,77 ° rispetto a quella della Terra e sul piano dell'eclittica .

il 11 luglio 2011Nettuno completa la sua prima orbita completa dalla sua scoperta nel 1846. Tuttavia, a causa del moto del Sole rispetto al baricentro del Sistema Solare , Nettuno non era al11 luglionella posizione in cui era stato scoperto rispetto al Sole. Così, nel consueto sistema di coordinate eliocentrico , la longitudine della scoperta è stata raggiunta il12 luglio.

Rotazione

L'inclinazione assiale di Nettuno è 28,32 °, che è simile all'inclinazione della Terra (23 °) e di Marte (25 °). Di conseguenza, Nettuno subisce gli stessi cambiamenti stagionali conosciuti sulla Terra. Il lungo periodo orbitale di Nettuno, tuttavia, significa che queste stagioni durano quaranta anni terrestri, con il pianeta negli anni 2020 nella sua primavera per l'emisfero australe.

Il suo giorno siderale è di circa 16 ore e 7 minuti, definito dal periodo di rotazione del campo magnetico del pianeta. In effetti, qualche tempo prima del suo volo sul pianeta, Voyager 2 rileva le onde radio a intervalli regolari, segni del suo campo magnetico. Essendo quest'ultimo generato da correnti elettriche interne al pianeta, si dedusse che il periodo di rotazione interna era pari all'intervallo di tempo tra questi soffi. Questa rotazione induce un appiattimento del pianeta: il raggio polare è di 24.341 km mentre il raggio equatoriale è di 24.764 km (livello di pressione a 1 bar ).

Tuttavia, poiché Nettuno non è un corpo solido, la sua atmosfera subisce una rotazione differenziale . Pertanto, la sua zona equatoriale ruota con un periodo di circa 18 ore mentre il periodo di rotazione verso le regioni polari è di 12 ore. Questa rotazione differenziale è la più pronunciata di tutti i pianeti del Sistema Solare e provoca un forte wind shear in latitudine.

Risonanze orbitali

L'orbita di Nettuno ha un forte impatto sulla regione al di là, conosciuta come la fascia di Kuiper . Questo è un anello di piccoli corpi ghiacciati, simile alla cintura degli asteroidi ma molto più grande, che si estende dall'orbita di Nettuno a 30 AU a circa 55 AU dal Sole. Allo stesso modo in cui la gravità di Giove domina la fascia degli asteroidi, modellandone la struttura, la gravità di Nettuno domina la fascia di Kuiper. Durante l'evoluzione del sistema solare , parti della fascia di Kuiper sono state destabilizzate dalla gravità di Nettuno, creando lacune nella struttura della fascia di Kuiper, ad esempio nella regione tra 40 e 42 UA.

Delle risonanze orbitali si verificano quando la frazione formata dal periodo orbitale di Nettuno e da quello dell'oggetto è un numero razionale , come 1:2 o 3:4. La risonanza più popolosa nella fascia di Kuiper, con oltre 200 oggetti conosciuti, è la risonanza 2:3. Gli oggetti in questa risonanza fanno due orbite attorno al Sole per tre di Nettuno e sono conosciuti come plutini , perché il più grande degli oggetti conosciuti della fascia di Kuiper, Plutone , è uno di questi. Sebbene Plutone attraversi regolarmente l'orbita di Nettuno, la risonanza 2: 3 assicura che i due oggetti non possano mai scontrarsi. Le risonanze 3: 4, 3: 5, 4: 7 e 2: 5 sono meno popolate in confronto.

Nettuno ha almeno venti Troiani che occupano i due punti stabili di Lagrange L 4 e L 5 del sistema Sole-Nettuno, uno che guida e l'altro che trascina Nettuno nella sua orbita. Gli asteroidi troiani di Nettuno possono essere considerati in risonanza 1: 1 con Nettuno. Alcuni troiani sono notevolmente stabili nelle loro orbite e probabilmente si sono formati contemporaneamente a Nettuno anziché catturati.

Formazione e migrazione

La formazione dei giganti di ghiaccio , Nettuno e Urano, si sta rivelando difficile da modellare con precisione. I modelli attuali suggeriscono che la densità della materia nelle regioni esterne del Sistema Solare è troppo bassa per spiegare la formazione di corpi così grandi dal metodo tradizionalmente accettato di accrescimento del nucleo , noto anche come modello di accrescimento del cuore . Pertanto, sono state avanzate varie ipotesi per spiegare il loro aspetto.

Il primo è che i giganti di ghiaccio non si sono formati per accrescimento del nucleo, ma per instabilità nel disco protoplanetario originale che poi ha visto la loro atmosfera spazzata via dalle radiazioni di una massiccia associazione OB .

Un altro è che si sono formati più vicino al Sole, dove la densità della materia era più alta, e poi hanno eseguito una migrazione planetaria verso le loro orbite attuali dopo che il disco protoplanetario gassoso si è ritirato. Questa ipotesi di migrazione dopo formazione è oggi favorita per la sua capacità di spiegare meglio l'occupazione di popolazioni di piccoli oggetti osservate nella regione transnettuniana. Il flusso di spiegazioni più ampiamente accettato dei dettagli di questa ipotesi è noto come modello di Nizza , che esplora l'effetto di una migrazione di Nettuno e degli altri pianeti giganti sulla struttura della fascia di Kuiper.

Processione di Nettuno

lune

Nettuno ha 14 satelliti naturali conosciuti.

Il più massiccio è Triton , scoperto da William Lassell appena 17 giorni dopo la scoperta di Nettuno, il10 ottobre 1846. È l' 8 ° aumentando la distanza da quest'ultimo e comprende più del 99,5% della massa in orbita attorno al pianeta, rendendolo l'unico sufficientemente massiccio da subire una compressione gravitazionale sufficiente per essere sferoidale . Inoltre ha un diametro di poco superiore ai 2700 km , quindi il 7 ° satellite naturale del sistema solare per dimensioni decrescenti - e una stella più grande di Plutone .

È anche l'unico grande satellite conosciuto nel Sistema Solare ad avere un'orbita retrograda - cioè inversa rispetto alla direzione di rotazione del suo pianeta - indicando che in realtà è un antico pianeta nano originato dalla fascia di Kuiper catturata da Nettuno . Tritone in orbita attorno a Nettuno in 5 giorni e 21 ore su una traiettoria quasi circolare con un semiasse maggiore di 354.759 km . È abbastanza vicino a Nettuno da essere bloccato in rotazione sincrona e lentamente si muove a spirale verso l'interno a causa dell'accelerazione della marea . Alla fine andrà in pezzi in circa 3,6 miliardi di anni quando raggiungerà il limite di Roche .

L'inclinazione del suo asse è di 156,865° sul piano di Laplace del sistema e fino a 129,6° (-50,4°) sul piano orbitale del suo pianeta. Questo gli dà stagioni molto marcate durante tutto l'anno Nettuniano, lungo 164,79 anni terrestri ; l'emisfero australe ha così superato il solstizio d'estate nel 2000 . Nel 1989, Tritone era l'oggetto più freddo mai misurato nel Sistema Solare, con temperature stimate a 38 K (-235,15 ° C) .

Nereide , il secondo satellite di Nettuno da scoprire, fu scoperto solo nel 1949, più di un secolo dopo Tritone. Molto irregolare, è la terza luna più massiccia del sistema Nettuniano e ha una delle orbite più eccentriche di qualsiasi satellite del Sistema Solare, superata solo da Bestla , un satellite di Saturno. Inoltre, la sua eccentricità orbitale di 0,751 gli conferisce un'apoassie sette volte maggiore della sua periapsi (distanza minima da Nettuno).

Prima dell'arrivo della sonda Voyager 2 nel sistema del pianeta, fu scoperta un'unica altra luna: Larissa , nel 1981, grazie ad un'occultazione stellare; tuttavia, questa terza luna viene osservata di nuovo solo durante il volo su Nettuno da parte della sonda spaziale.

Quindi, l'analisi delle fotografie trasmesse da Voyager 2 nel 1989 ha permesso di scoprire cinque nuovi satelliti: Naïade , Thalassa , Despina , Galatée e Protée . I primi quattro, i più interni, orbitano abbastanza vicini da trovarsi negli anelli di Nettuno . Proteus, d'altra parte, è una luna di forma irregolare e notevole perché è la dimensione massima che un oggetto della sua densità può raggiungere senza essere trasformato in una forma sferica dalla sua stessa gravità. Sebbene sia la seconda luna nettuniana più massiccia, rappresenta solo lo 0,25% della massa di Tritone.

Cinque nuove lune irregolari sono state scoperte tra il 2002 e il 2003 poi denominate Psamathée , Halimède , Sao , Laomédie e Néso nel febbraio 2007. Nel 2013, l'ultima luna scoperta è la più piccola conosciuta fino ad oggi, Hippocampus , è ottenuta combinando diverse immagini dell' Hubble . Poiché Nettuno è il dio romano del mare, le lune di Nettuno prendono il nome dagli dei del mare inferiore .

Anelli planetari

Nettuno ha un sistema di anelli planetari , anche se molto meno consistente di quello di Saturno . Gli anelli sono scuri, e la loro composizione e origine è incerta: possono essere costituiti da particelle di ghiaccio ricoperte di silicati , polvere o un materiale a base di carbonio , che molto probabilmente conferisce loro una tinta rossastra.

William Lassell menziona per la prima volta l'esistenza degli anelli nel 1846, tuttavia potrebbe essere stata un'aberrazione di luce . Il primo rilevamento affidabile di un anello è stato effettuato nel 1968 ma è passato inosservato fino al 1977, dopo la scoperta degli anelli di Urano che ha portato gli scienziati a cercarli intorno a Nettuno. Da lì viene riportata evidenza della presenza di anelli. Durante un'occultazione stellare nel 1984, gli anelli oscurano una stella durante l'immersione ma non durante l'emersione, il che suggerisce quindi che potrebbero avere delle lacune.

Sono le immagini di Voyager 2 nel 1989 che ne rivelano l'esistenza, che sono davvero "intere" e che ce ne sono diverse. Uno di questi, l'anello di Adams, ha "archi" - cioè parti più luminose del resto dell'anello - che sono denominate in senso antiorario Libertà, Uguaglianza (1 e 2 perché è un doppio arco), Fratellanza e Coraggio a il momento del loro primo avvistamento durante l'occultazione stellare ; i primi tre nomi sono stati nominati dopo il motto francese di André Brahic .

I tre anelli principali sono Galle, 41.900 km dal centro di Nettuno, Le Verrier, 53.200 km , e Adams, 62.932 km. Una piccola estensione verso l'esterno dell'anello di Le Verrier si chiama Lassell. Quest'ultimo è delimitato sul suo bordo esterno dall'anello di Arago a 57.600 km . Le Verrier, Arago e Adams sono strette con larghezze di circa 100 km al massimo, mentre Galle e Lassell, invece, sono molto larghe - tra 2.000 e 5.000 km . Quattro piccole lune hanno orbite all'interno del sistema di anelli: Naïade e Thalassa hanno le loro orbite nell'intervallo tra gli anelli di Galle e Le Verrier. Despina è appena dentro l'anello di Le Verrier e Galatée è dentro l'anello di Adams. D'altra parte, se in precedenza l'esistenza degli archi era difficile da spiegare perché le leggi del moto prevedono che gli archi si sarebbero diffusi in un anello uniforme su scale temporali brevi, gli astronomi ora credono che gli archi siano racchiusi nella loro forma attuale. effetti di Galatea .

Anelli di Nettuno

Nome	Distanza media (km)	Larghezza (km)
Gallo	41.900	2.000
Il vetraio	53.200	110
Lassell	55.200	4000
Arago	57.200	100
Adams	62 932	da 15 a 50

Gli anelli di Nettuno contengono una grande quantità di polvere, la cui dimensione è dell'ordine del micrometro: la frazione di polvere a seconda della sezione considerata varia dal 20% al 70%. A questo proposito sono simili agli anelli di Giove , la cui quota di polvere è dal 50% al 100%, e sono molto diversi dagli anelli di Saturno e Urano, che contengono poca polvere (meno dello 0,1%) e sono quindi meno brillante. Presi nel loro insieme, gli anelli di Nettuno assomigliano a quelli di Giove, entrambi i sistemi sono costituiti da anelli di polvere fini e stretti, e anelli di polvere grandi ancora più sottili.

Gli anelli di Nettuno, come quelli di Urano, sono considerati relativamente giovani; la loro età è senza dubbio molto inferiore a quella del Sistema Solare . D'altra parte, come con Urano, gli anelli di Nettuno probabilmente si sono formati come risultato della frammentazione di vecchie lune interne durante le collisioni. Infatti, queste collisioni determinano la formazione di cinture di piccole lune , che sono altrettante fonti di polvere per gli anelli. Le osservazioni terrestri annunciate nel 2005 sembrano mostrare che gli anelli di Nettuno sono instabili e le immagini scattate all'osservatorio WM Keck nel 2002 e nel 2003 mostrano un notevole degrado degli anelli rispetto alle immagini di Voyager 2 ; in particolare, sembra che l'arco Liberty fosse in via di estinzione. Nel 2009, gli archi Liberté e Courage erano scomparsi.

Altro entourage di Nettuno

Come la Terra , Marzo , Giove e Urano , Nettuno ha asteroidi troiani che condividono la sua orbita intorno al sole .

Nel 2020 sono venti a Lagrange punto L 4 (in avanti) e tre al punto L 5 (in ritardo). 2001 QR 322 è il primo osservato inagosto 2001dal team di Marc William Buie sul telescopio Blanco di 4 m dell'Osservatorio del Cerro Tololo . La sua posizione relativa oscilla intorno al punto L 4 e lungo l'orbita nettuniana con un periodo di circa 10.000 anni. La sua orbita è molto stabile, quindi si trova in una regione che garantisce che orbita ancora con Nettuno per miliardi di anni.

Nel 2004 e nel 2005, sono stati scoperti tre nuovi trojan da Scott S. Sheppard e Chadwick Trujillo . Uno di questi, 2005 TN 53 , ha lo stesso periodo orbitale di Nettuno e orbita nel punto di Lagrange L 4 di Nettuno , ma con un'inclinazione di 25 gradi. Gli altri due sono chiamati (385571) Otréré e (385695) Clété , in onore di due Amazzoni . 2008 LC 18 è il primo Trojan scoperto che si trova al punto L 5 di Nettuno.

Gli studi hanno dimostrato che sarebbe possibile per un quasi-satellite teorico di Urano o Nettuno rimanere tale per tutta la vita del Sistema Solare in determinate condizioni di eccentricità e inclinazione . Tali oggetti non sono ancora stati scoperti, ma Nettuno ha comunque un quasi-satellite temporaneo, (309239) 2007 RW 10 . Questo è stato quasi un satellite di Nettuno per circa 12.500 anni e si prevede che rimanga in questo stato dinamico almeno per quel tempo.

Osservazione

A causa dell'evoluzione della sua orbita, Nettuno si è illuminato considerevolmente dal 1980. La sua magnitudine apparente varia negli anni 2020 tra 7,67 e 8,0 con una media di 7,78 mentre prima del 1980 il pianeta aveva una magnitudine media di circa 8,0. Il limite di magnitudine visuale della occhio nudo essendo 6, tuttavia, Nettuno rimane sempre invisibile, senza uno strumento. Un potente telescopio o binocolo mostrerà Nettuno come un piccolo disco blu, simile nell'aspetto a Urano.

A causa della distanza di Nettuno dalla Terra, che varia da 4,31 a 4,69 miliardi di chilometri , la sua dimensione apparente varia solo da 2,2 a 2,4 secondi d'arco, la più piccola variazione per un pianeta del Sistema Solare. Le sue piccole dimensioni apparenti rendendo studio visivo difficile, più conoscenza si è quindi limitato - come il valore del suo periodo di rotazione - fino alla flyby Voyager 2 e quindi l'avvento del telescopio spaziale Hubble e quelli più grandi. Adattiva (AO) telescopi da terra . La prima osservazione scientificamente sfruttabile di Nettuno da telescopi terrestri utilizzando l'ottica adattiva è stata effettuata nel 1997 alle Hawaii . L'emisfero sud di Nettuno è dagli anni '80 nella sua stagione primaverile - che durerà circa 40 anni a causa del periodo di rivoluzione di 165 anni - ed è stato quindi osservato che si sta riscaldando, con attività atmosferica e luminosità aumentate di conseguenza . In combinazione con i progressi tecnologici, i telescopi terrestri ad ottica adattiva registrano immagini sempre più dettagliate.

Dalla Terra, Nettuno subisce un moto apparente retrogrado ogni 367 giorni, risultando in un movimento ad anello oltre le stelle fisse su ciascuna opposizione . Questi anelli lo portarono vicino alle coordinate di scoperta del 1846 in aprile eluglio 2010 e ancora in ottobre e novembre 2011. La sua longitudine di scoperta viene raggiunta l'11 o12 luglio 2011, segnando la sua prima orbita completa dal primo avvistamento di Johann Galle .

L'osservazione di Nettuno nella banda delle onde radio mostra che è una sorgente sia di emissione continua che di raffiche irregolari. Queste due fonti proverrebbero dal suo campo magnetico rotante. Nella porzione infrarossa dello spettro, le tempeste di Nettuno appaiono luminose sullo sfondo più freddo, rendendo facile tracciare le dimensioni e la forma di queste caratteristiche.

Esplorazione

Panoramica di Voyager 2

Voyager 2 è la prima e unica sonda spaziale ad aver visitato Nettuno e la fonte della maggior parte delle attuali conoscenze sul pianeta. La traiettoria attraverso il sistema nettuniano è finalizzata una volta completato il volo su Urano e le sue lune. Poiché questo deve essere l' ultimo passaggio di Voyager 2 vicino a un pianeta, non ci sono vincoli su come uscire dal sistema planetario e sono possibili diverse scelte: il team scientifico opta quindi per un passaggio basso distanza dal polo nord di Nettuno che lo renderà possibile utilizzare l' assistenza gravitazionale del pianeta per far precipitare la sonda sotto l'eclittica per un volo ravvicinato su Tritone , la luna principale di Nettuno, quali che siano le conseguenze della traiettoria, simile a quanto fatto per la Voyager 1 con Saturno e il suo Titano luna.

La distanza da Nettuno diminuisce la velocità teorica consentita dal collegamento radio. Inoltre, negli anni precedenti il sorvolo sono stati presi diversi provvedimenti per rafforzare la rete di antenne terrestri, in particolare l'aumento delle dimensioni delle antenne di ricezione esistenti, la messa in servizio di una nuova antenna a Usuda in Giappone e l'uso del Very Grande schiera nel Nuovo Messico .

Le prime osservazioni sono fatte da marzo 1989, cioè 90 giorni prima del passaggio più vicino a Nettuno e quasi tre anni dopo il sorvolo di Urano. Consentono di scoprire gli anelli di Nettuno, la cui esistenza non era mai stata dimostrata fino ad allora: sono composti da particelle molto fini che non consentono la loro osservazione dalla Terra. Viene rilevato e misurato un campo magnetico, che essendo spostato dal centro geologico e inclinato come quello di Urano, ma comunque di intensità molto più debole. Durante l'attraversamento del sistema Nettuniano, vengono scoperte cinque nuove lune - o 6 inclusa Larissa -. Considerando la lontananza di Voyager 2 , è difficile inviare in tempo nuove istruzioni per l'osservazione di questi nuovi corpi celesti. Solo Proteus (400 km di diametro) viene scoperto abbastanza presto per programmare osservazioni dettagliate. Questo perché i segnali della navicella hanno impiegato 246 minuti per raggiungere la Terra e, di conseguenza, la missione di Voyager 2 si è basata su controlli precaricati.

Il sorvolo di Nettuno avviene il 25 agosto 1989 : La Voyager 2 passa a 4.950 km dal polo nord del pianeta. Viene analizzata l'atmosfera di Nettuno. Nonostante la poca energia solare ricevuta a causa della sua lontananza (3% di quella che riceve Giove), si osservano dinamiche atmosferiche con manifestazioni come la " Grande Macchia Scura " e le nuvole. Vengono misurati i venti che si muovono a più di 2000 km/h . Lo studio del campo magnetico permette di determinare che la durata di una rotazione è di 16,11 ore. Il flyby fornisce anche la prima misurazione accurata della massa di Nettuno che è risultata essere dello 0,5% inferiore a quella calcolata in precedenza. Questo nuovo valore ha poi permesso di confutare l'ipotesi secondo cui un pianeta X da scoprire agiva nelle orbite di Nettuno e Urano. Le immagini di Voyager 2 vengono mostrate dal vivo durante un programma notturno della PBS , Neptune All Night .

Il Voyager 2 passa per 39.790 kmdaTritonee può raccogliere dati molto precisi su questa luna. La comunità scientifica all'epoca stimò che il diametro di Tritone fosse compreso tra 3.800 e 5.000 km ; la sonda permette di ridurre questa cifra a 2.760 km. Si osservano pochissimi crateri, il che si spiega con il vulcanismo le cui manifestazioni sotto forma di tracce lasciate dai geyser si osservano ai poli. Un'atmosfera sottile (pressione da 10 a 14 millibar o dall'1% all'1,4% di quella della Terra), senza dubbio derivante da questa attività, viene rilevata da Voyager 2 . La temperatura superficiale di Tritone,38 Kelvin, è la più fredda mai rilevata su un corpo celeste nel Sistema Solare.

Dopo il viaggio

Dopo la missione di sorvolo della Voyager 2 , la fase successiva dell'esplorazione scientifica del sistema Nettuniano è considerata parte del Flagship Program . Una tale ipotetica missione dovrebbe essere possibile alla fine del 2020 o all'inizio del 2030. Inoltre, una proposta in corso per il programma Discovery , Trident , sorvolerebbe Nettuno e Tritone.

Tuttavia, ci sono già state discussioni per iniziare le missioni su Nettuno in precedenza. Nel 2003 è stato proposto un progetto sonda Neptune Orbiter con obiettivi simili a quelli di Cassini poi, nel 2009, la missione Argo che avrebbe visitato Giove , Saturno , Nettuno e un oggetto nella fascia di Kuiper . Inoltre, New Horizons 2 - che è stato successivamente interrotto - potrebbe anche aver eseguito un sorvolo ravvicinato del sistema Nettuniano.

Nella cultura

Riferimenti storici

L'elemento chimico nettunio è stato scoperto da Edwin McMillan e Philip Abelson nel 1940. La scoperta è stata fatta al Berkeley Radiation Laboratory - ora Lawrence-Berkeley National Laboratory - dell'Università della California a Berkeley , dove il team ha prodotto l' isotopo 239. il nettunio , un tempo di dimezzamento di 2,4 giorni, bombardando l' uranio 238 (riferendosi a Urano) con neutroni . Questo è il passaggio intermedio che porta alla produzione di plutonio 239 (riferito a Plutone ).

Dopo l' Operazione Uranus , l' Operazione Nettuno è il nome in codice dato allo sbarco in Normandia delle truppe alleate ingiugno 1944durante la seconda guerra mondiale . Precede la Battaglia di Normandia .

Musica

"Nettuno, il mistico" è il 7 ° e il movimento finale del lavoro per la grande orchestra The Planets , composto e scritto da Gustav Holst fra il 1914 e il 1916.

Jimi Hendrix scrive e registra per la prima volta insettembre 1969Valli di Nettuno , una canzone che è stata rilasciata solo (ufficialmente)marzo 2010nell'album omonimo Valli di Nettuno , a quarant'anni dalla morte dell'artista.

fantascienza

Dalla sua scoperta, Nettuno è apparso in molte opere di fantascienza . Sono soprattutto gli ultimi resti della razza umana alla fine del sistema solare nel romanzo di Olaf Stapledon Last and First Men (1930) o nei principali film decorativi Ad Astra di James Gray (2019) e Event Horizon, The Afterlife di Paul WS Anderson (1997).

È stata anche ritratta nella serie animata Futurama , nell'episodio pilota di Star Trek: Enterprise e nell'episodio In the Arms of Morpheus di Doctor Who .

Simbolismo

Il simbolo astronomico di Nettuno è una versione stilizzata del tridente del dio Nettuno, da cui prende il nome. Nei tempi moderni, è ancora usato come simbolo astronomico per il pianeta, sebbene il suo uso sia scoraggiato dall'Unione Astronomica Internazionale .

Esiste un simbolo alternativo che rappresenta le iniziali di Le Verrier , che scoprì il pianeta, più comune nella letteratura antica (soprattutto francese).

Note e riferimenti

(fr) Questo articolo è parzialmente o interamente tratto dall'articolo di Wikipedia in inglese intitolato " Neptune " ( vedi elenco degli autori ) .

Appunti

Data di pubblicazione dei risultati intrapresi da Le Verrier dal 1844.
Plutone , la cui orbita è ampiamente al di fuori di quella di Nettuno, è stato a lungo considerato il pianeta più lontano dal Sole, ma è stato riclassificato come pianeta nano su24 agosto 2006a seguito della 26 ° Assemblea Generale della International Astronomical Union .
: ; ${\ displaystyle {\ tfrac {M _ {\ text {Nettuno}}} {M _ {\ text {Terra}}}} = {\ tfrac {1.02 \ volte 10 ^ {26}} {5,97 \ volte 10 ^ { 24}}} = 17,09}$ ${\ displaystyle {\ tfrac {M _ {\ text {Giove}}} {M _ {\ text {Nettuno}}}} = {\ tfrac {1,90 \ volte 10 ^ {27}} {1,02 \ volte 10 ^ {26}}} = 18,63.}$
Massa di Tritone: 2,14 × 10 22 kg. Somma della massa delle 12 lune di Nettuno: 7,53 × 10 19 kg, o 0,35%. La massa degli anelli è trascurabile.
Essendo la rotazione di Tritone retrograda, l'inclinazione del suo asse è maggiore di 90°. Potremmo dire che il suo asse è inclinato "-23,135°".
${\ displaystyle {\ tfrac {r_ {a}} {r_ {p}}} = {\ tfrac {2} {1-e}} - 1 = 2 / 0,2488-1 \ circa 7,039.}$

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Vedi anche

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Caratteristiche di Nettuno sul sito IMCCE
Scheda informativa di Nettuno sul sito web della NASA
Nettuno su nineplanets.org di Bill Arnett
La scoperta di Nettuno di Le Verrier (1846), testo online e analizzato sul sito BibNum .
La scoperta di Nettuno: il caso britannico di co-predizione su dioi.org
Elenco dei Trojan di Nettuno
Simulazione gravimetrica 3D interattiva di Nettuno e delle sue lune interne
Nettuno e i mondi extrasolari nella biblioteca digitale dell'Osservatorio di Parigi