دورترین سیاره منظومه شمسی (بدون در نظر گرفتن پلوتون) سیاره نپتون با اندازه و ساختاری شبیه همسایه خود اورانوس است. وجود متان در جو این سیاره آن را به رنگ آبی و درخشان در آورده است. در کتاب علوم پایه نهم سیارات منظومه شمسی از جمله سیاره نپتون توضیح داده شده است. همچنین این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک اطلاعاتی راجع به نپتون، ساختار و ویژگی های آن به ما ارائه می دهد.
فهرست مطالب :
۱- کشف سیاره نپتون
۲- ویژگی های نپتون
۳- ساختار و تشکیل نپتون
۴- جو یا اتمسفر سیاره نپتون
۵- میدان مغناطیسی نپتون
۶- لکه سیاه نپتون
۷- حلقه های نپتون
۸- قمرهای نپتون
۸-۱- قمر تریتون
۹- بارش در نپتون
۱- کشف سیاره نپتون :
در اواخر قرن هیجدهم ژان باتیست دالامبر اهل فرانسه کسی بود که برای اولین بار وجود نپتون را مطرح کرد. بعد از او یکی از هم وطنان دالامبر به نام آلکسی بووار ناسازگاری های را در حرکت اورانوس مشاهده کرد. لووریه کسی بود که بیان کرد شاید این حرکات ناسازگار اورانوس مربوط به همسایه های آن مشتری و زحل باشد. اما محاسبه نشان داد که چنین نیست و باید سیاره ای وجود داشته باشد. در واقع نیروی گرانش سیاره ای دیگر باعث حرکت ناسازگار اوررانوس می شد. بنابراین طی نامه ای به گاله از او خواست این قسمت آسمان را با دستگاه های خود ببیند. یوهان گوتفری گاله ستاره شناس آلمانی در سال ۱۸۴۶ سیاره نپتون را در همان محلی که لووریه محاسبه کرده بود با اختلاف یک درجه ای مشاهده کرد.
۲- ویژگی های نپتون :
نپتون را به نام خدای رومی دریاها نام گذاری کردند چون رنگ این سیاره آبی است. این رنگ که نپتون را بسیار زیبا کرده نتیجه جذب رنگ قرمز و بازتاب رنگ آبی از نور خورشید توسط متان می باشد. نپتون از نظر اندازه چهارمین سیاره در منظومه شمسی است که بعد از سیارات مشتری، زحل و اورانوس بزرگترین است. نپتون کوچکترین اما چگال ترین سیاره گازی می باشد. از لحاظ فاصله تا خورشید هشتمین سیاره می باشد که فاصله ای معادل سی برابر فاصله زمین تا خورشید دارد. نپتون به اندازه کمی از اورانوس کوچکتر بوده و جرم ۱۷ برابری زمین دارد. نپتون در مدت ۱۶ ساعت و ۷ دقیقه به دور خود و به مدت ۱۶۵ سال زمینی به دور خورشید می چرخد. با این حساب فقط یک بار از زمان کشف (۱۸۴۶) تا الان دور خورشید چرخیده است.
توجه :
فاصله نپتون تا خورشید ۴,۵ میلیارد کیلومتر است که برابر با ۳۰ واحد نجومی می باشد. بر طبق این فاصله نور خورشید ۴ ساعت طول می کشد تا به سیاره نپتون برسد.
۳- ساختار و تشکیل نپتون :
نپتون دارای یک هسته سنگی از جنس سیلیس و گوشته ای از آب یخ زده، متان و آمونیاک است. این ساختار توسط جوی از هیدروژن، هلیم و متان احاطه شده است. به نپتون نیز مانند اورانوس سیاره یخی می گویند. دانشمندان فرض می کنند که در زیر جو سرد نپتون یک اقیانوس آب گرم وجود دارد. دمای مرکز نپتون به ۵۱۰۰ درجه سانتی گراد نیز می رسد. گرمای زیاد خارج شده از نپتون آن را همیشه فعال نگه می دارد. این سیاره سطح جامدی ندارد و تشکیل آن به به ۴,۵ میلیارد سال پیش برمی گردد. زمانی که منظومه شمسی در حال ساخته شدن بود در نزدیکی خورشید از جمع شدن گرد و غبار حاصل شده و سپس در محل کنونی خود قرار گرفته است.
توجه :
در منظومه شمسی ۹ سیاره شناسایی شده است و عقیده برخی دانشمندان بر این است که چون مدار نپتون دارای ناسازگاری هایی است، پس تشکیل آن توسط یک سیاره دیگر (سیاره دهم) با جرم زیاد و خارج از پلوتو بوده، ولی افراد دیگری عقیده دارند منظومه شمسی فقط می تواند ۹ سیاره را تشکیل دهد.
۴- جو یا اتمسفر سیاره نپتون :
جو نپتون دارای بالاترین سرعت باد ها در منظومه شیمسی می باشد (۲۱۰۰ کیلومتر در ساعت) و چون در فاصله خیلی زیادی از خورشید قرار دارد دمای پایین دارد و سرد است (۲۱۸- درجه سانتی گراد). اتمسفر این سیاره ۷۴ درصد هیدروژن، ۲۵ درصد هلیم و مقداری متان (یک درصد) دارد که بازتابش بالایی را ایجاد می کند. بادهای شدید نپتون نشان دهنده تامین حرارت این سیاره هم از خورشید و هم احتمال دارد از هسته داغ آن باشد. دو سیاره اورانوس و نپتون هم دما هستند ولی بازتاب حرارتی نپتون بیشتر از مقدار حرارتی است که می گیرد. این حرارت از دمای هسته آن تامین شده و باعث به وجود آمدن بادهای بسیار قوی در این سیاره می شود.
نکته :
علت بالا رفتن استوا و فرو نشستن قطب ها در سیاره نپتون به این دلیل است که مقدار متان، اتان و اسیتیلن در استوا بیشتر از قطبین است.
۵- میدان مغناطیسی نپتون :
در نپتون نیز مانند اورانوس محور مغناطیسی اختلاف ۴۷ درجه ای از محور جغرافیایی دارد. همین علت نام گذاری این دو سیاره به دوقلوهای مغناطیسی است. قدرت میدان مغناطیسی نپتون ۲۷ برابر میدان مغناطیسی زمین است.
۶- لکه سیاه نپتون :
وویجر ۲ در نیمکره جنوبی نپتون، وجود یک لکه بزرگ تیره را گزارش کرد، مانند لکه بزرگ سرخی که در سیاره مشتری وجود داشت. تفاوت این لکه با لکه مشتری در تغییرات زیادی است که در شکل و اندازه آن به وجود می آید. لکه سیاه نپتون بیشتر به گردبادی می ماند که در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخد و به بزرگی سیاره زمین است. سرعت چرخش این لکه روی نپتون معادل سرعت صوت و برابر ۱۰۰۰ کیلومتر در ساعت است. این لکه بزرگ گاهی لکه های سیاه کوچک تری از خود تولید می کند. در قطب جنوب لکه سیاه دیگری شبیه بادام است وجود دارد.
۷- حلقه های نپتون :
حلقه های نپتون در فاصله ۴۰۰۰۰ تا ۶۳۰۰۰ کیلومتری از این سیاره قرار دارند. این حلقه ها که دور تا دور این سیاره قرار گرفتند ضخامت متفاوتی دارند. ۵ حلقه نپتون دارد که چهار تای آن به شکل کمانی است و کمان های حلقه ها به فاصله یکسان از هم قرار دارند و چسبیده به هم نیستند. این حلقه ها عبارتند از گاله، لووریه ، لاسل، آراگو و آدامز است. نام گاله از کاشف نپتون و نام های آدامز و لووریه از نام دو ستاره شناس که با محاسبه موقعیت این سیاره را پیش بینی کردند گرفته شده است (در بالا به معرفی این افراد پرداخته شد). به عقیده دانشمندان حلقه ها به تازگی تشکیل شده اند و حرکت این حلقه ها نامرتب است. بعضی از این حلقه ها به سرعت در حال از بین رفتن می باشند و برخی دیگر پایدار هستند.
۸- قمرهای نپتون :
در سال ۱۸۴۶ ویلیام لاسل و در سال ۱۹۹۴ نریید کسانی بودند که اولین قمرهای نپتون را کشف کردند. دانشمندان اعتقاد به اسارت این قمرها بعد از به وجود آمدن منظومه شمسی، توسط نپتون دارند چون محور چرخشی آن ها خلاف محور چرخشی نپتون است. تریتون بزرگترین قمر این سیاره است و چون این قمر به دام نپتون افتاده و تشکیل نشده احتمال می رود که در ابتدا این قمر، سیاره کوچکی در کمربند کویپر بوده باشد. شش قمر دیگر توسط وویجر ۲ و پنج تای دیگر توسط تلسکوپ های زمینی کشف شدند. در سال ۲۰۱۳ یک قمر کوچک دیگر با نام «نیاد» نیز برای نپتون با تلسکوپ فضایی هابل کشف شد. گستردگی این قمر ۱۸ کیلومتر است. نام قمرهای نپتون دسپینا، گالاتی، هالیمد، لائومدیا، لاریسا، نایاد، نسو، پروتوس، سامات، سائو و تالاسا است.
۸-۱- قمر تریتون :
قمر تریتون با دمای ۲۳۵- درجه سانتی گراد اما قمری زیبا و رنگارنگ بر طبق تصاویر گرفته شده توسط وویجر ۲ است. سطح این قمر را گسل ها، دهانه های برخوردی، لکه های یخی رنگارنگ (سفید، آبی و صورتی) و صخره ها پوشانده است. همچنین سطح آن با نوارهای سفید دور لکه های تیره به پوست طالبی شباهت دارد. نکته جالبی که در مورد این قمر وجود دارد این است که به جای آتشفشان، این قمر یخ فشان هایی دارد و خروج گاز و یخ را از دهانه آن داریم.
حیات در نپتون :
سیاره نپتون برای زندگی شرایط مناسبی ندارد و این به دلیل دما و فشار بالای این سیاره است که محیط را برای زندگی نامساعد کرده است.
۹- بارش در نپتون :
از نپتون دانه های تگرگی به جنس الماس می بارد. مولکول های متان در این سیاره در اثر فشار و حرارت زیاد آن به اتم های کربن و هیدروژن شکسته می شود. بعد با به هم پیوستن اتم های کربن الماس شکل گرفته و متاثر از نیروی جاذبه نپتون به شکل تگرگ الماسی فرود می آید. این نظریه توسط دانشمندان از دانشگاه کالیفرنیا در برکلی ارائه شده است.
