نپتون

برای دیگر کاربردها، نپتون (ابهام‌زدایی) را ببینید.

نپتون
سیاره نپتون
ترتیب	هشتمین سیاره سامانه خورشیدی
قطر	۴۹٬۱۰۰ کیلومتر
فاصله از خورشید	۴٬۴۹۷٬۰۰۰٬۰۰۰ کیلومتر
روز	۱۶ ساعت و۶ دقیقه
سال	۱۶۴ سال و ۹ ماه و ۱۸ روز
حالت (غالب)	گاز
قمر یا حلقه	۳ حلقه ۱۳ قمر
سرعت گریز	۲۵ کیلومتر بر ثانیه
تمایل محور چرخش	۱ درجه و ۴۶ دقیقه و ۲۳٫۵ ثانیه قوسی

نپتون آخرین سیارهٔ سامانه خورشیدی است. این نام به عنوان خدای دریا و همزاد اورانوس نامگذاری شده است.

کشف این سیاره در بین سال‌های ۱۷۹۰ تا ۱۸۴۰ بر اثر اختلالاتی که در مدار اورانوس مشاهده شد، انجام گردید.

ویژگی‌ها

معمولاً همه این سیاره را به رنگ آبی می‌شناسد و به این علت است که گاز متان حاضر در جو نپتون رنگ سرخ را جذب کرده و آبی حاصل از طیف نوری خورشید را بازمی‌تاباند.

نپتون از نظر ساختاری بسیار شبیه به سایر سیارات گازی به خصوص اورانوس است. تفاوتی که در ساختار سیاراتی مانند اورانوس و نپتون دیده می‌شود، عدم حضور هیدروژن فلزی مایع است که در عوض آن به یک ساختار متراکم آب مانندی در اطراف هسته می‌رسیم. لایه 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. بر طبق تحقیقات حضور مقادیری متان نیز در این سیاره تایید 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 می‌باشد.

تقریباً ۱۶۵ سال طول می‌کشد تا نپتون یک بار به‌دور خورشید بگردد. بنابر این از زمان کشف آن در سال ۱۸۶۴ تا کنون، فقط یک بار به دور خورشید گشته‌است. /

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

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

کشف

اگر در حرکت سیاره اورانوس در مدارش بی نظمی دیده نمی‌شد، قطعاً کشف نپتون دیرتر به وقوع می‌پیوست. در سال ۱۷۹۰ میلادی اخترشناس فرانسوی ژان باتیست دولامبر نقشه‌ای از مدار اورانوس به دست آورد. در چند سال اول موقعیت رصد شده اورانوس نسبت به نقشه دولامبر یکی بود ولی به مرور زمان اختلافاتی بین این دو دیده شد. سرانجام دانشمندان به این نتیجه رسیدند که باید در این باره بازنگری شود. اخترشناس فرانسوی آلکسی بوار وظیفه انجام این کار را داشت. در ابتدا محاسبات او از مدار اورانوس درست به نظر می‌رسید ولی پس از مدتی بین محاسبات او و مدار واقعی اورانوس نیز تفاوت‌هایی دیده می‌شد. بوار چنین طرح کرد که سیاره‌ای دور تر از اورانوس وجود دارد و آن را از مکان محاسبه شده به عقب می‌کشد.

اوربن لو وریه

جان کاوچ آدامز

جان کاوچ آدامز از سال ۱۸۴۱ به تحقیق و محاسبه درباره سیاره مجهول که فراتر از اورانوس وجود دارد پرداخت. سرانجام محاسباتش را در سپتامبر سال ۱۸۴۵ با اخترشناس مشهور سر جورج بیدل ایری در میان گذاشت؛ آدامز از ایری خواسته بود به جست و جو این سیاره در آسمان بپردازد. تا مدتی ایری این کار را انجام نداد، شاید نمی‌خواست در خواست فردی ناشناس مثل آدامز را انجام بدهد ولی سرانجام در ژوئیه سال ۱۸۴۶ از ستاره‌شناسی به اسم جیمز کالیس خواست تا این کار را انجام دهد. کالیس در چهارم اوت سال ۱۸۴۶ نپتون را در آسمان دید ولی نتوانست ماهیت آن را تشخیص دهد.

در همین هنگام ستاره‌شناس فرانسوی اوربن ژان ژوزف لو وریه به محاسبه سیاره مجهول در آسمان پرداخت. سپس محاسباتش را همراه با نامه‌ای به یوهان گاله معاون رصدخانه برلین فرستاد و از او خواست هر چه زودتر به جست وجو این سیاره در آسمان بپردازد. نامه روز ۲۳ سپتامبر سال ۱۸۴۶ به گاله رسید. او همان شب تلسکوپش را به سوی آسمان برد و سیاره را با یک درجه اختلاف نسبت به نقطه پیشنهاد شده توسط لووریه در آسمان مشاهده کرد. رصدخانه برلین به تازگی نقشه‌ای از آن بخش از آسمان به دست آورد، به همین علت کشف نپتون ممکن شده است.

تا زمان بسیار طولانی مجادله بسیار ناخوشایندی بر سر این بود که چه کسی لیاقت عنوان کاشف نپتون را دارد. امروزه بیشتر ستاره‌شناسان بر این باوراند که آدامز و لووریه به دلیل انجام محاسبات پیچیده که سرانجام موجب کشف نپتون شد، کاشفان این سیاره هستند و یوهان گاله به عنوان کسی که برای اولین بار این سیاره را رصد کرد در یادها می‌مانند.

جو و آب‌وهوا

نوشتار اصلی: آب‌وهوای نپتون

نوشتار اصلی: جو نپتون

هیدروژن و هلیم وکمی متان جو نپتون را تشکیل می‌دهند. پس از کشف هم اطلاعات بسیار کمی درباره 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 ⟨بالا⟩ اسکوتر ⟨ابر سفید میانی⟩ لکه سیاه کوچک ⟨پایین⟩

لکه سیاه بزرگ، آشفته ترین 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 سریع ترین 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 آن چه 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.

میدان مغناطیسی

سیاره نپتون دارای میدان مغناطیسی نسبتاً قوی است. محورهای مغناطیسی این سیاره نسبت به محورهای جغرافیایی اختلافی حدود ۴۷ درجه دارد. سیاره اورانوس نیز حدوداً همین مقدار اختلاف دارد؛ به همین علت به این دوسیاره دوقلوهای مغناطیسی می‌گویند.

قمرها و حلقه‌ها

نوشتار اصلی: ماه‌های نپتون

نوشتار اصلی: حلقه‌های نپتون

تصویر حلقه‌های نپتون که توسط وویجر ۲ گرفته شد.

تریتون

وویجر۲ دست کم پنج حلقه برای نپتون کشف کرد. این حلقه‌ها دور تا دور سیاره قرار دارند و در بعضی قسمت‌ها پهن و در بعضی قسمت‌ها باریک هستند. احتمال دارد بین حلقه‌ها مواد غباری رقیقی وجود داشته باشد. این حلقه‌ها در فاصلهٔ ۲۷۰۰۰ تا ۳۸۵۰۰ کیلومتری به دور نپتون می‌چرخند.

مدت‌ها دانشمندان تنها دو قمر از قمرهای نپتون را پیدا کرده بودند. تریتون بزرگ ترین ماه نپتون، در سال ۱۸۴۶ توسط ویلیام لاسل و نریید در سال ۱۹۹۴ توسط جرارد کویی‌پر کشف شدند. به این دلیل که گردش این دو قمر مهم نپتون بر خلاف گردش محوری نپتون به دور خودش است دانشمندان بر این باوراند که این دو قمر پس از به وجود آمدن منظومه شمسی به اسارت این سیاره در آمده‌اند. وویجر۲ شش قمر دیگر را برای نپتون کشف کرد و امروزه نیز به وسیله تلسکوپ‌های زمینی پنج قمر جدید نیز برای نپتون کشف کردند و حالا نپتون دارای سیزده قمر است.

تریتون با دمای ۲۳۵ درجه زیر صفر بسیار سرد است ولی آن طور که دانشمندان حدس می‌زدند مرده و بی‌روح نیست. وویجر۲ سرزمینی رنگارنگ را از بزرگ ترین ماه نپتون به تصویر گذاشت. این قمر لکه‌های یخ زده سفید، آبی و صورتی در سطح خود دارد و پر از گسل‌ها، صخره‌ها و دهانه‌های برخوردی است، همچنین نوارهای سفید دور چاله‌ها و لکه‌های تیره این قمر را شبیه پوست طالبی کرده است و ظاهری زیبا را به این قمر داده است. بر سطح این قمر یخ فشان‌هایی قرار دارد. عملکرد این یخ فشان‌ها مانند آتش فشان‌های زمینی است ولی به جای مواد مذاب از دهانه‌یشان گاز و یخ بیرون می‌آید که فوران‌های آن تا چندین متر به بالا می‌رود.

ساختار

هم‌سنجی سیاره‌های منظومه خورشیدی با تعدادی از ستاره‌های مشهور:
الف:
زمین (۴) > ناهید (۳) > مریخ (۲) > تیر (۱)
ب:
مشتری (۸) > زحل (۷) > اورانوس(۶) > نپتون (۵) > زمین (بدون شماره)
پ:
شباهنگ (۱۱) > خورشید (۱۰) > ولف ۳۵۹ (۹) > مشتری (بدون شماره)
ت:
دبران (۱۴) > نگهبان شمال (۱۳) > رأس پیکر پسین (۱۲) > شباهنگ (بدون شماره)
ث:
ابط‌الجوزا (۱۷) >قلب عقرب (۱۶) > پای شکارچی (۱۵) > دبران (بدون شماره)
ج:
وی‌وای سگ بزرگ (۲۰) >وی‌وی قیفاووس (۱۹) > مو قیفاووس (۱۸) > ابط‌الجوزا (بدون شماره)

دانشمندان بر این باورند که در داخل سیاره هسته‌ای از سنگ و بسیار داغ وجود دارد و دراطرافش نیز کره‌ای از یخ و آب و گازهای مایع و یخ زده قرار دارد؛ روی همهٔ این‌ها نیز پوشش جو سیاره وجود دارد. مرکز نپتون بسیار داغ و سوزان است و دمای آن به ۹ هزار درجه سانتی گراد بالای صفر می‌رسد. گرما بسیار زیادی که از درون این سیاره بیرون می‌آید، این سیاره را فعال نگه داشته است.

جستارهای وابسته

• ماه‌های نپتون
• جو نپتون
• آب‌وهوای نپتون

منابع

• آکادمی علوم فضایی ایران
• کتاب اطلس منظومه شمسی نوشته پاتریک مور
• گروه نویسندگان. اخترشناسی. ترجمهٔ بابک امین تفرشی. تهران: انتشارات علمی و فرهنگی، ۱۳۹۰. شابک ‎۹۷۸-۹۶۴-۴۴۵-۷۹۵-۱. 
• هیثر کوپر و نایجل هنبست. فرهنگ نامه نجوم و فضا. ترجمهٔ شادی حامدی آزاد. انتشارات طلایی، تابستان ۱۳۹۰. شابک ‎۹۷۸-۹۶۴-۹۶۴۰۷-۹-۲. 
• ملک عباسی، منصور. شناخت مبانی بجوم۱. تهران: انتشارات مدرسه.