Som gasgigant (eller isgigant) har Neptune ingen solid overflade. Faktisk er den blågrønne disk, vi alle har set på fotografier i årenes løb, lidt af en illusion. Det, vi ser, er toppe af nogle meget dybe gasskyer, som igen giver plads til vand og andre smeltede is, der ligger over en tilnærmelsesvis jordstørrelse kerne lavet af silikat sten og en nikkel-jernblanding. Hvis en person forsøgte at stå på Neptun, ville de synke gennem de gasformige lag.
Da de faldt ned, oplevede de øgede temperaturer og tryk, indtil de endelig rørte ved selve den faste kerne. Når det er sagt, har Neptune en slags overflade (som med de andre gas- og isgiganter), som af astronomer defineres som det punkt i atmosfæren, hvor trykket når en bar. På grund af dette er Neptunes overflade et af de mest aktive og dynamiske steder i hele solsystemet.
Sammensætning og struktur:
Med en gennemsnitlig radius på 24.622 ± 19 km er Neptune den fjerde største planet i solsystemet. Men med en masse på 1.0243 × 1026 kg - hvilket er omtrent 17 gange Jordens - det er den tredje mest massive, udrangerende Uranus. På grund af dens mindre størrelse og højere koncentrationer af flygtige stoffer i forhold til Jupiter og Saturn, kaldes Neptune (meget som Uranus) ofte en "isgigant" - en underklasse af en gigantisk planet.
Ligesom med Uranus er absorptionen af rødt lys af den atmosfæriske metan en del af det, der giver Neptune sin blå farvetone, selvom Neptunus er mørkere og mere levende. Fordi Neptuns atmosfæriske metanindhold ligner indholdet af Uranus, menes en ukendt atmosfærisk bestanddel at antage at bidrage til Neptunes mere intense farvestoffer.
Ligesom Uranus er Neptuns interne struktur differentieret mellem en stenet kerne bestående af silikater og metaller; en mantel bestående af vand, ammoniak og methan; og en atmosfære bestående af brint, helium og metangas. Det er atmosfæren opdelt i fire lag bestående af (fra det inderste til det yderste) den nedre troposfære, stratosfæren, termosfæren og eksosfæren.
De to hovedregioner i Neptuns atmosfære er de to inderste: den nederste troposher, hvor temperaturerne falder med højden; og stratosfæren, hvor temperaturen stiger med højden. I troposfæren varierer trykniveauer fra en til fem bar (100 og 500 kPa), hvorfor Neptuns overflade defineres som inden for dette område.
Stemning:
Det kan derfor siges, at Neptunes “overflade” er sammensat af ca. 80% brint og 19% helium, med en spormængde af methan. Overfladelaget gennemsyres også af rovende bånd af skyer med forskellige sammensætninger, afhængigt af højde og tryk. På øverste niveau er temperaturer egnede til at kondensere methan, og trykbetingelserne er sådan, at der kan eksistere skyer bestående af ammoniak, ammoniumsulfid, hydrogensulfid og vand.
Ved lavere niveauer menes skyer af ammoniak og hydrogensulfid at dannes. Dypere skyer med vandis skal også findes i de nedre regioner i troposfæren, hvor tryk på ca. 50 bar (5,0 MPa) og temperatur på 273 K (0 ° C) er almindelige.
Af grunde, der forbliver uklare, oplever planetens termosfære usædvanligt høje temperaturer på ca. 750 K (476,85 ° C / 890 ° F). Planeten er for langt fra solen til, at denne varme kan genereres ved ultraviolet stråling, hvilket betyder, at en anden opvarmningsmekanisme er involveret - hvilket kan være atmosfærens interaktion med ion i planetens magnetfelt eller tyngdekraftsbølger fra planetens indre, der spreder sig ud i atmosfæren.
Fordi Neptune ikke er en solid krop, gennemgår dens atmosfære differentiel rotation. Den brede ækvatorzone roterer med en periode på ca. 18 timer, hvilket er langsommere end 16,1-timers rotation af planetens magnetfelt. Derimod er det omvendte tilfældet for de polære områder, hvor rotationsperioden er 12 timer.
Denne differentielle rotation er den mest udtalt af enhver planet i solsystemet og resulterer i stærk latitudinal vindskær og voldelige storme. De tre mest imponerende blev alle opdaget i 1989 af Voyager 2 rumsonde, og derefter navngivet ud fra deres udseende.
Den første, der blev set, var en massiv anticyklonisk storm, der målte 13.000 x 6.600 km og lignede den store røde plet af Jupiter. Denne storm, der blev kendt som den store mørke plet, blev ikke opdaget fem senere (2. november 1994), da Hubble-rumteleskopet kiggede efter det. I stedet blev der fundet en ny storm, der var meget ens i udseendet på planetens nordlige halvkugle, hvilket antyder, at disse storme har en kortere levetid end Jupiters
Scooter er en anden storm, en hvid skygruppe placeret længere syd end den Store mørke plet. Dette kaldenavn opstod først i de måneder, der før op til Voyager 2 møde i 1989, hvor skygruppen blev observeret bevæger sig i hastigheder hurtigere end Great Dark Spot. Den lille mørke plet, en sydlig cyklonisk storm, var den næststørste storm observeret under mødet i 1989. Det var oprindeligt helt mørkt; men som Voyager 2 nærmede sig planeten, en lys kerne udviklede sig og kunne ses i de fleste af billederne i højeste opløsning.
Intern varme:
Af grunde, som astronomer stadig ikke er klar over, er det indre af Neptune usædvanligt varmt. Selvom Neptune ligger meget længere væk fra solen end Uranus og modtager 40% mindre sollys, er dens overfladetemperatur omtrent den samme. Faktisk afgiver Neptune 2,6 gange mere energi, end det tager ind fra solen. Selv uden solen lyser Neptune.
Denne høje mængde indvendig varme, der matches med pladsens kulde, skaber en enorm temperaturforskel. Og dette sætter vinden, der sprænger omkring Neptune. Maksimum vindhastigheder på Jupiter kan være mere end 500 km / time. Det er dobbelt så hurtigt som de stærkeste orkaner på Jorden. Men det er intet i forhold til Neptune. Astronomer har beregnet vinden, der sprænger over Neptuns overflade med 2.100 km / time.
Dybt nede i Neptun kan planeten have en faktisk solid overflade. I kernen af gas / is-giganten menes det at være et bjergområde med omtrent jordens masse. Men temperaturerne i denne region ville være tusinder af grader; varm nok til at smelte sten. Og trykket fra vægten i hele atmosfæren ville være knusende.
Kort sagt, der er simpelthen ingen måde, man kunne stå på ”overfladen af Neptune”, hvad så ikke mindre gå rundt på det.
Vi har mange interessante artikler om Neptune her på Space Magazine. Her er en om Ringe af Neptun, Månene i Neptun, Hvem opdagede Neptun? Er der hav på Neptun?
Hvis du gerne vil have flere oplysninger om Neptune, kan du tage et kig på Hubblesites nyhedsmeddelelser om Neptune, og her er et link til NASAs vejledning til solsystem til efterforskning af Neptune.
Astronomy Cast har nogle interessante episoder om Neptune. Du kan lytte her, Afsnit 63: Neptun og Afsnit 199: Voyager-programmet.
