Unser Sonnensystem ist ein faszinierender Ort. Zwischen seinen acht Planeten und vielen Zwergplaneten gibt es einige gravierende Unterschiede in Bezug auf Umlaufbahn, Zusammensetzung und Temperatur. Während die Bedingungen im inneren Sonnensystem, in denen Planeten terrestrischer Natur sind, ziemlich heiß werden können, kreisen Planeten jenseits der Frostlinie - wo es kalt genug ist, dass flüchtige Stoffe (dh Wasser, Ammoniak, Methan, CO und CO²) zu Feststoffen kondensieren - kann mächtig kalt werden!
In dieser Umgebung finden wir Neptun, den entferntesten (und damit kältesten) Planeten des Sonnensystems. Während dieser Gas- / Eisriese keine nennenswerte „Oberfläche“ hat, wurden erdgestützte Forschungen und Vorbeiflüge durchgeführt, die es geschafft haben, genaue Messungen der Temperatur in der oberen Atmosphäre des Planeten zu erhalten. Insgesamt hat der Planet Temperaturen zwischen etwa 55 K (-218 ° C) und 72 K (-200 ° C), was ihn zum kältesten Planeten im Sonnensystem macht.
Orbitalmerkmale:
Von allen Planeten im Sonnensystem umkreist Neptun die Sonne in der größten durchschnittlichen Entfernung. Mit einer sehr geringen Exzentrizität (0,0086) umkreist es die Sonne auf einer Semi-Major-Achse von ungefähr 30,11 AU (4.504.450.000.000 km) im Bereich von 29,81 AU (4,459 x 10)9 km) am Perihel und 30,33 AU (4,537 x 10)9 km) am Aphel.
Neptun benötigt 16 Stunden, 6 Minuten und 36 Sekunden (0,6713 Tage), um eine einzelne Sternrotation durchzuführen, und 164,8 Erdjahre, um eine einzelne Umlaufbahn um die Sonne zu vollenden. Dies bedeutet, dass ein einzelner Tag auf Neptun 67% so lange dauert, während ein Jahr ungefähr 60.190 Erdentagen (oder 89.666 neptunischen Tagen) entspricht.
Da die axiale Neigung von Neptun (28,32 °) der von Erde (~ 23 °) und Mars (~ 25 °) ähnlich ist, erfährt der Planet ähnliche saisonale Veränderungen. In Kombination mit seiner langen Umlaufzeit bedeutet dies, dass die Jahreszeiten vierzig Erdjahre dauern. Darüber hinaus führt die axiale Neigung des Planeten auch zu Schwankungen in der Länge seines Tages sowie zu Schwankungen der Temperatur zwischen der nördlichen und südlichen Hemisphäre (siehe unten).
"Oberflächentemperatur:
Aufgrund ihrer Zusammensetzung ist die Bestimmung einer Oberflächentemperatur auf Gas- oder Eisriesen (im Vergleich zu terrestrischen Planeten oder Monden) technisch unmöglich. Infolgedessen haben sich Astronomen auf Messungen in Höhen verlassen, in denen der atmosphärische Druck 1 bar (oder 100 Kilopascal) entspricht, was dem Luftdruck hier auf der Erde auf Meereshöhe entspricht.
Hier auf Neptun, direkt unter den Wolken der oberen Ebene, erreichen die Drücke zwischen 1 und 5 bar (100 - 500 kPa). Auf diesem Niveau erreichen die Temperaturen auch ihren aufgezeichneten Höchstwert von 72 K (-201,15 ° C; -330 ° F). Bei dieser Temperatur sind die Bedingungen für die Kondensation von Methan geeignet, und es wird angenommen, dass sich Ammoniak- und Schwefelwasserstoffwolken bilden (was Neptun seine charakteristische dunkle Cyanfärbung verleiht).
Aber wie bei allen Gas- und Eisriesen variieren die Temperaturen auf Neptun aufgrund von Tiefe und Druck. Kurz gesagt, je tiefer man in Neptun eindringt, desto heißer wird es. Neptun erreicht im Kern Temperaturen von bis zu 7273 K (7000 ° C), was mit der Sonnenoberfläche vergleichbar ist. Die enormen Temperaturunterschiede zwischen dem Zentrum von Neptun und seiner Oberfläche verursachen riesige Windstürme, die bis zu 2.100 km / h erreichen können. Damit sind sie die schnellsten im Sonnensystem.
Temperaturanomalien und Variationen:
Während Neptun im Durchschnitt die kältesten Temperaturen im Sonnensystem aufweist, ist der Südpol des Planeten eine seltsame Anomalie. Hier ist es 10 Grad wärmer als der Rest des Planeten. Dieser „Hot Spot“ tritt auf, weil der Südpol von Neptun derzeit der Sonne ausgesetzt ist. Während Neptun seine Reise um die Sonne fortsetzt, kehrt sich die Position der Pole um. Dann wird der Nordpol wärmer und der Südpol kühlt ab.
Das im Vergleich zu Uranus abwechslungsreichere Wetter von Neptun ist teilweise auf die höhere innere Erwärmung zurückzuführen, die für Wissenschaftler besonders verwirrend ist. Trotz der Tatsache, dass Neptun mehr als 50% weiter von der Sonne entfernt ist als Uranus und nur 40% seiner Sonnenlichtmenge erhält, sind die Oberflächentemperaturen der beiden Planeten ungefähr gleich.
Tiefer in den Gasschichten steigt die Temperatur stetig an. Dies stimmt mit Uranus überein, aber seltsamerweise ist die Diskrepanz größer. Uranus strahlt nur 1,1-mal so viel Energie aus, wie er von der Sonne erhält, während Neptun etwa 2,61-mal so viel Energie ausstrahlt. Neptun ist der am weitesten von der Sonne entfernte Planet, doch seine innere Energie reicht aus, um die schnellsten Planetenwinde im Sonnensystem anzutreiben. Der Mechanismus hierfür ist unbekannt.
Und während die Temperaturen auf Pluto bis auf 33 K (-240 ° C) gesunken sind, bedeutet Plutos Status als Zwergplanet, dass er nicht mehr in derselben Klasse wie die anderen ist. Als solches bleibt Neptun der kälteste Planet der Acht.
Wir haben hier im Space Magazine viele Artikel über Neptun geschrieben. Hier ist der Gas- (und Eis-) Riesen-Neptun, wie ist die Oberfläche von Neptun? 10 interessante Fakten über Neptun und die Ringe von Neptun.
Wenn Sie weitere Informationen zu Neptun wünschen, lesen Sie die Hubblesite-Pressemitteilungen zu Neptun. Hier finden Sie einen Link zum NASA-Handbuch zur Erforschung des Sonnensystems für Neptun.
Wir haben eine ganze Episode von Astronomy Cast über Neptun aufgenommen. Sie können es hier hören, Episode 63: Neptun.
