Der Planet Neptun
Neptun - der kleine Eisriese
Neptun ist der achte und äußerste Planet im Sonnensystem. Er war der erste Planet, dessen Existenz durch mathematische Berechnungen vorhergesagt wurde, bevor er am 23. September 1846 tatsächlich durch ein Teleskop gesehen wurde. Unregelmäßigkeiten in der Umlaufbahn des Uranus ließen den französischen Astronomen Alexis Bouvard vermuten, dass die Anziehungskraft eines anderen Himmelskörpers verantwortlich sein könnte.
Der deutsche Astronom Johann Galle stützte sich dann auf durchgeführte Berechnungen, um Neptun per Teleskop zu finden. Zuvor skizzierte der Astronom Galileo Galilei den Planeten, aber er hielt ihn aufgrund seiner langsamen Bewegung für einen Stern. Wie alle anderen Planeten am Himmel erhielt diese neue Welt einen Namen aus der griechischen und römischen Mythologie. Neptun, der römische Gott des Meeres.
Planetenprofil
– Umlaufbahn: 4.504.000.000.000 km (30.06 AE) von der Sonne entfernt
– Durchmesser: 49.532 km (äquatorial)
– Dichte: 1,64 g/cm³ – damit ist er der kompakteste Gasplanet
– Atmosphärische Zusammensetzung (in Volumen): Wasserstoff 80 Prozent, Helium 19 Prozent, Methan, 1,5 Prozent
– Magnetfeld: ungefähr 27-mal stärker als das der Erde.
– Zusammensetzung: etwa 25 Prozent Gestein, 60 bis 70 Prozent Eis und 5 bis 15 Prozent Wasserstoff und Helium
– Interne Struktur: Mantel aus Wasser, Ammoniak und Methaneis, Kern aus Eisen und Magnesiumsilikat
Entstehung
Vor etwa 4,6 Milliarden Jahren war das Sonnensystem eine Wolke aus Staub und Gas, die als Sonnennebel bezeichnet wird. Durch die Schwerkraft brach das Material in sich zusammen, als es sich zu drehen begann und die Sonne in der Mitte des Nebels bildete. Mit dem Aufgang der Sonne begann sich das restliche Material zu verdichten. Kleine Partikel, die durch die Schwerkraft zusammengezogen werden, bilden größere Partikel. Der Sonnenwind fegte leichtere Elemente wie Wasserstoff und Helium aus den näheren Regionen weg und hinterließ nur schwere, felsige Materialien, um irdische Welten zu schaffen. Aber weiter weg hatten die Sonnenwinde weniger Einfluss auf leichtere Elemente, sodass sie Neptun und andere Gasriesen zusammenfügen und zusammensetzen konnten. Auf diese Weise entstanden Asteroiden, Kometen, Planeten und Monde.
Physikalische Eigenschaften
Die Wolkendecke des Neptun hat eine besonders leuchtende Blautönung, wie auf Fotos gut zu erkennen ist, die zum Teil auf eine noch nicht identifizierte Verbindung und das Ergebnis der Absorption von Rotlicht durch Methan in den Planeten zurückzuführen ist. Er wird oft als Eisriese bezeichnet, da er unter seiner Atmosphäre eine dicke, matschige Flüssigkeitsmischung aus Wasser, Ammoniak und Methaneis besitzt und etwa das 17-fache der Erdmasse und fast das 58-fache ihres Volumens hat. Allein der felsige Kern soll ungefähr der Masse der Erde entsprechen.
Trotz des großen Abstandes zur Sonne, d. h. der geringen Sonneneinstrahlung, die dazu beiträgt, dass es warm wird und die Atmosphäre antreibt, können die Winde des Planeten bis zu 2.400 km/h erreichen, die bisher schnellsten im Sonnensystem. Die Magnetpole des Neptuns sind im Vergleich zu den Polen, entlang derer er sich dreht, um etwa 47 Grad gekippt. So erfährt das Magnetfeld des Planeten, das etwa 27-mal stärker ist als das der Erde, bei jeder Rotation wilde Schwankungen. Durch die Untersuchung der Wolkenformationen am Eisriesen konnten die Wissenschaftler berechnen, dass ein Tag knapp 16 Stunden dauert.
Orbitale Eigenschaften
Die elliptische, ovale Umlaufbahn des Neptun hält den Planeten im Durchschnitt fast 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt, also etwa 30-mal so weit wie die Erde, und macht ihn für das bloße Auge unsichtbar. Er bewegt sich etwa alle 165 Erdjahre einmal um die Sonne. Alle 248 Jahre bewegt sich Pluto für etwa 20 Jahre in der Umlaufbahn des Neptuns, während dieser Zeit ist er näher an der Sonne. Dennoch bleibt der Neptun der am weitesten von der Sonne entfernte, da Pluto 2006 als Zwergplanet reklassifiziert wurde.
Die Monde des Neptun
Neptun hat 14 bekannte Monde, benannt nach kleineren Meeresgöttern und Nymphen aus der griechischen Mythologie. Der mit Abstand größte ist Triton, dessen Entdeckung am 10. Oktober 1846 gewissermaßen durch Bier ermöglicht wurde. Der Amateurastronom William Lassell nutzte sein Vermögen als Brauer, um seine Teleskope zu finanzieren.
Triton ist der einzige kugelförmige Mond des Planeten, die anderen 13 Monde sind unregelmäßig geformt. Es ist auch einzigartig, dass Triton der einzige große Mond im Sonnensystem ist, der seinen Planeten in einer Richtung umkreist, die der Rotation seines Planeten entgegengesetzt ist. Diese retrograde Umlaufbahn deutet darauf hin, dass Triton einst ein Zwergplanet gewesen sein könnte, den Neptun „gefangen“ hat. Die Schwerkraft des Neptun zieht Triton näher an den Planeten heran, was bedeutet, dass er in Millionen von Jahren so nah kommen wird, dass die Schwerkraft ihn zerreißen kann. Triton ist extrem kalt, mit Temperaturen an seiner Oberfläche von etwa minus 235 Grad C, was ihn zu einem der kältesten Orte im Sonnensystem macht. Dennoch entdeckte Voyager 2 Geysire, die eisige Materie über 8 Kilometer nach oben schleuderten.
Im Jahr 2010 wurden auf Triton Jahreszeiten entdeckt. Im Jahr 2013 entdeckten Wissenschaftler, die mit SETI arbeiteten, Neptuns „verlorenen“ Mond. Der 100 km breite Mond war seit der Entdeckung von Voyager 2 im Jahr 1989 nicht mehr gesehen worden. Ebenfalls 2013 fanden Wissenschaftler mit dem Hubble-Weltraumteleskop den 14. Mond, genannt S/2004 N 1, den kleinsten Mond, der nur 18 Kilometer breit ist. Er erhielt seinen vorläufigen Namen, weil er der erste Satellit von Neptun ist, der auf Bildern aus dem Jahr 2004 zu finden ist.
Die Ringe des Neptun
Die ungewöhnlichen Ringe von Neptun sind nicht einheitlich, sondern besitzen helle, dicke Staubklumpen, die als Bögen bezeichnet werden. Die Ringe gelten als relativ jung und kurzlebig. Erdbasierte Beobachtungen, die 2005 durchgeführt wurden, fanden heraus, dass die Ringe von Neptun anscheinend weitaus instabiler sind als bisher angenommen, wobei einige schnell verschwinden.
Forschung und Exploration
Während Neptun von Interesse ist, weil es sich in unserem eigenen Sonnensystem befindet, sind Astronomen auch daran interessiert, mehr über den Planeten zu erfahren, um bei Exoplanetenstudien zu helfen. Insbesondere sind einige Astronomen daran interessiert, die Bewohnbarkeit von Welten zu erforschen, die etwas größer als die Erde sind. Der NASA-Satellit Voyager 2 war die erste und bisher einzige Mission, die den Planeten am 25. August 1989 besuchte.
Der Satellit entdeckte Neptuns Ringe und sechs der Monde des Planeten – Despina, Galatea, Larissa, Naiad, Proteus und Thalassa. Ein internationales Team von Astronomen, das sich auf Bodenteleskope stützt, gab die Entdeckung von fünf neuen Monden im Orbit im Jahr 2003 bekannt. Heute gibt es noch viele Geheimnisse über den kühlen, blauen Planeten, wie zum Beispiel, warum seine Winde so schnell sind und warum sein Magnetfeld versetzt ist.