מערכת השמש שלנו היא מקום מרתק. בין שמונה כוכבי הלכת לבין כוכבי הלכת הגמדים הרבים, ישנם כמה הבדלים רציניים מבחינת מסלול, הרכב וטמפרטורה. ואילו תנאים בתוך מערכת השמש הפנימית, שבהם כוכבי לכת הם טריטוריים באופיים, יכולים להתחמם למדי, כוכבי לכת שעוברים מעבר לקו הכפור - שם קר מספיק כי נדיפים (כלומר מים, אמוניה, מתאן, CO ו- CO²) יתעבו למוצקים - יכול להצטנן!
בסביבה זו אנו מוצאים את נפטון, כוכב הלכת המרוחק ביותר (ומכאן הקר ביותר) של מערכת השמש. בעוד שלענק ענק הגז / הקרח הזה אין "משטח" לדבר עליו, נערכו מחקר מבוסס כדור הארץ ומעופפים שהצליחו להשיג מדידות מדויקות של הטמפרטורה באטמוספירה העליונה של כדור הארץ. כביכול, כוכב הלכת חווה טמפרטורות שנעות בין 55 K (-218 ° C; -360 ° F) ועד 72 K (-200 ° C; -328 ° F), מה שהופך אותו לכוכב הלכת הקר ביותר במערכת השמש.
מאפייני מסלול:
מבין כל כוכבי הלכת במערכת השמש, נפטון מקיף את השמש במרחק הממוצע הגדול ביותר. עם אקסצנטריות מאוד מינורית (0.0086), הוא מקיף את השמש בציר חצי-עיקרי של בערך 30.11 AU (4,504,450,000,000 ק"מ), נע בין 29.81 AU (4.459 x 10)9 ק"מ) בפריהליון וב- 30.33 AU (4.537 x 109 ק"מ) באפיליון.
נפטון לוקח 16 שעות, 6 דקות ו -36 שניות (0.6713 ימים) להשלים סיבוב צדדי בודד, ו -164.8 שנות כדור הארץ כדי להשלים מסלול יחיד סביב השמש. המשמעות היא שיום בודד נמשך 67% על נפטון, בעוד ששנה הוא המקבילה לכ 60,190 ימי כדור הארץ (או 89,666 ימים נפטוניים).
מכיוון שההטיה הצירית של נפטון (28.32 °) דומה לזו של כדור הארץ (~ 23 °) ומאדים (~ 25 °), כוכב הלכת חווה שינויים עונתיים דומים. בשילוב עם תקופת מסלולו הארוכה, המשמעות היא שהעונות נמשכות ארבעים שנות כדור הארץ. בנוסף, ההטיה הצירית של כוכבי הלכת מובילה גם לשונות באורך היום שלה, כמו גם לשונות בטמפרטורה בין חצי הכדור הצפוני לדרומי (ראה להלן).
טמפרטורת "פני השטח":
בשל הרכבם, קביעת טמפרטורת פני השטח על ענקי גז או קרח (בהשוואה לכוכבי לכת או ירחים) היא בלתי אפשרית מבחינה טכנית. כתוצאה מכך הסתמכו האסטרונומים על מדידות המתקבלות בגבהים שבהם הלחץ האטמוספרי שווה לבר 1 (או 100 קילוגרם פסקלים), המקבילה ללחץ האוויר כאן על כדור הארץ בגובה הים.
כאן על נפטון, ממש מתחת לעננים המפלסיים העליונים, הלחצים מגיעים בין 1 ל -5 ברים (100 - 500 kPa). זה גם ברמה זו שהטמפרטורות מגיעות לגובהה הרשום של 72 K (-201.15 ° C; -330 ° F). בטמפרטורה זו, התנאים מתאימים להתמצאות מתאן, ונחשבים להיווצר ענני אמוניה ומימן גופרתי (וזה מה שמעניק לנפטון את צבע הציאן הכהה האופייני שלה).
אך כמו בכל ענקי הגז והקרח, הטמפרטורות משתנות בנפטון בגלל עומק ולחץ. בקיצור, ככל שהעמוק נכנס לנפטון, הוא הופך להיות חם יותר. בבסיסה, נפטון מגיע לטמפרטורות של עד 7273 K (7000 מעלות צלזיוס; 12632 מעלות צלזיוס), הדומה למשטח השמש. הבדלי הטמפרטורה העצומים בין מרכז נפטון למשטחיו יוצרים סופות רוח אדירות שיכולות להגיע לגובה של 2,100 קמ"ש, מה שהופך אותם למהירים ביותר במערכת השמש.
חריגות טמפרטורות ושונות:
בעוד שנפטון ממוצעת את הטמפרטורות הקרות ביותר במערכת השמש, אנומליה מוזרה היא הקוטב הדרומי של כדור הארץ. כאן, הוא 10 מעלות K חם משאר כדור הארץ. "נקודה חמה" זו מתרחשת מכיוון שהקוטב הדרומי של נפטון חשוף כיום לשמש. כאשר נפטון ימשיך במסעו סביב השמש, מיקום הקטבים יהפוך. אז הקוטב הצפוני יהפוך לחם יותר, והקוטב הדרומי יתקרר.
מזג האוויר המגוון יותר של נפטון בהשוואה לאורנוס נובע בחלקו מההסקה הפנימית הגבוהה שלו, מה שמסבך במיוחד עבור מדענים. למרות העובדה שנפטון ממוקמת מעל 50% יותר מהשמש מאשר אוראנוס, ומקבלת רק 40% מכמות אור השמש שלה, טמפרטורות פני השטח של שני כוכבי הלכת שוות בערך.
עמוק יותר בתוך שכבות הגז, הטמפרטורה עולה בהתמדה. זה עולה בקנה אחד עם אורנוס, אך באופן מוזר, הפער גדול יותר. אורנוס מקרין אנרגיה פי 1.1 בלבד מכפי שמש מקבלים מהשמש, ואילו נפטון מקרין פי 2.61 פי כמה. נפטון הוא כוכב הלכת הרחוק ביותר מהשמש, עם זאת האנרגיה הפנימית שלו מספיקה בכדי להניע את הרוחות הפלנטאריות המהירות ביותר שנראו במערכת השמש. המנגנון לכך לא נודע.
ובעוד שהטמפרטורות על פלוטו נרשמו כמגיעות למטה - עד 33 K (-240 מעלות צלזיוס; -400 מעלות צלזיוס) - מעמדו של פלוטו ככוכב לכת ננסי פירושו שהוא כבר לא באותה מעמד כמו האחרים. ככאלה, נפטון נותרה הכוכב הקר ביותר מבין שמונה.
כתבנו מאמרים רבים על נפטון כאן במגזין החלל. להלן נפטון הענק (והקרח), איך פני השטח של נפטון ?, 10 עובדות מעניינות על נפטון, וטבעות נפטון.
אם תרצה לקבל מידע נוסף על נפטון, עיין בהודעות החדשות של Hubblesite על נפטון, והנה קישור למדריך לחקירת מערכות סולאריות של נאס"א לנפטון.
הקלטנו פרק שלם של אסטרונומיה קאסט בערך נפטון. תוכלו להאזין לזה כאן, פרק 63: נפטון.
