Nettuno (pianeta)

Illustrazione digitale di Nettuno

Nettuno È l'ottavo pianeta del sistema solare a distanza orbitale, un gigante del ghiaccio e il più esterno di tutti. Questo è così da quando Plutone ha cessato di essere considerato pianeta nel 2006, diventando un pianeta nano che fa parte della cintura kuiper.

Nel cielo notturno di Neptune sembra un piccolo punto bluastro di cui si sapeva molto poco, fino a quando le missioni spaziali degli anni ottanta, come Voyager 2, hanno fornito dati sul pianeta e sui suoi satelliti.

Le immagini di Voyager 2 hanno mostrato per la prima volta un pianeta con una superficie blu verdastra, con forti tempeste e rapide correnti del vento, che producono macchie anticicloniche scure. Sono molto simili a quelli di Giove, sebbene non permanenti nel tempo come questi.

L'atmosfera di Nettuno è ricca di metano e ha un sistema di anelli molto debole. Il pianeta ha magnetosfera, quindi si presume che abbia un nucleo metallico.

Finora sono stati contati 15 satelliti Nettuno, tra cui Triton e Nereida come satelliti principali.

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Scoperta e storia

La scoperta di Nettuno fu il risultato di una previsione matematica, basata sulle osservazioni dei disturbi nelle orbite dei pianeti di Urano e Saturno. In precedenza nel 1610, Galileo aveva già individuato Nettuno con lo stesso telescopio che usava per scoprire le lune di Giove, ma lo confondeva con una stella. 

Molto tempo dopo, nel 1846, il matematico francese specializzato nella meccanica celeste Urbain Le Verrier, studiò alcuni disturbi nelle orbite di Saturno e Urano. La migliore spiegazione era proporre l'esistenza di un nuovo pianeta, che prevedeva l'orbita e la posizione in paradiso. Il passo successivo è stato quello di trovare il pianeta, quindi Verrier ha convinto l'astronomo tedesco Johann Gottfried Galle a cercarlo. 

Durante la notte del 23 settembre 1846, confermò Galle, dal suo osservatorio a Berlino, l'esistenza del nuovo pianeta, e pochi giorni dopo apparve Triton, il suo più grande satellite.

Quasi contemporaneamente a Cambridge, in Inghilterra, il giovane matematico John Couch Adams, che aveva anche lavorato sul problema per qualche tempo, ha fatto previsioni simili. 

Nettuno deve il suo nome al dio del mare della mitologia romana (equivalente al dio greco Poseidone), seguendo la tradizione di concedere i nomi dei pianeti delle divinità del pantheon romano.

Caratteristiche di Nettuno

Nettuno rispetto alla Terra. (Fonte: Wikimedia Commons)

Il diametro di Nettuno è quasi 4 volte maggiore del diametro della terra, ma circa un terzo del gigantesco Giove.

La sua massa è 17 volte quella della terra e il suo volume è 57 volte maggiore. Per quanto riguarda la sua massa, occupa il terzo posto dei pianeti del sistema solare e il quarto posto di dimensioni.

Riepilogo delle principali caratteristiche fisiche di Nettuno

-Massa: 1.024 × 10²⁶ kg (17.147 volte la terra)

-Radio medio: 24.622 km, equivalente a 3,87 volte il raggio della terra.

-Forma: fatturato ai poli in un fattore di 0,983.

-Radio medio dell'orbita: 4.498 x 10⁹ km equivalente a 30.07 u.A.

-Inclinazione dell'asse di rotazione: 30º rispetto al piano orbitale.

-Temperatura: -220ºC (nuvole)

-Gravità: 11,15 m/s² (1.14 g)

-Proprio campo magnetico: Sì, 14 Microtesla in Ecuador .

-Atmosfera: 84%di idrogeno, 12%elio, 2%metano, 0,01%di ammoniaca.

-Densità: 1.640 kg/m³

-Satelliti: 15 Conosciuto fino ad oggi.

-Anelli: Sì, sono deboli e composti di particelle di ghiaccio e silicati.

Movimento di traduzione

Nettuno, l'ottavo pianeta del sistema solare, è un gigante gassoso la cui orbita attorno al sole ha un raggio medio di 30 UA. Un'unità di UA astronomica è equivalente a 150 milioni di chilometri ed è la distanza media tra il sole e la terra.

Animazione che mostra l'orbita di Nettuno in rosso, insieme a quella di Urano che è il punto blu. Fonte: Wikimedia Commons.

Questo vuole dire che il raggio della traiettoria di Nettuno è 30 volte maggiore di quello della terra, quindi ci vogliono 165 anni per completare un ritorno intorno al sole.

Dati curiosi su Nettuno

-È il pianeta più lontano dal sole, poiché Plutone, che è dopo l'orbita di Nettuno, è ora un pianeta nano.

-Nettuno è il più piccolo dei quattro pianeti giganti (Giove, Saturno, Urano, Nettuno).

-La gravità di Nettuno è molto simile a quella della Terra.

-È il pianeta più freddo del sistema solare, con una temperatura media di -221,4ºC.

-Ha un sistema di anelli, ma a differenza di Saturno, non sono continui, ma formano gli archi attraverso la sua via orbitale.

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-Nettuno è il più denso dei pianeti giganti.

-Ha uragani con i venti più veloci del sistema solare, che può raggiungere alcuni fantastici 2.100 km/h.

-Nettuno ha un grande punto scuro, un vortice di dimensioni della terra del pianeta. Questa macchia, fotografata nel 1989, è scomparsa nel 1994, ma ha dato origine a un nuovo punto oscuro.

-Triton, il più grande satellite di Nettuno, si gira nella direzione opposta ai suoi altri satelliti, motivo per cui si pensa che sia catturato dal pianeta e non ha formato una pari con lui.

-Triton (il più grande satellite Neptune) ha vulcani e geyser di azoto, tuttavia è una delle stelle più fredde del sistema solare (-235ºC).

-La missione Voyager 2 è andata a 3 mila chilometri dal polo settentrionale del pianeta Nettuno nel 1989.

-Il 12 luglio 2011, Nettuno ha completato la sua prima orbita completa dalla sua scoperta il 23 settembre 1846.

Movimento rotatorio

Nettuno impiega quasi 16 ore per girare intorno al suo asse. Fonte: NASA.

La rotazione di Nettuno è di 15 ore, 57 minuti e 59 secondi, secondo la misurazione più accurata fino ad oggi.

Non è facile determinare la velocità di rotazione di un pianeta che solo la superficie della sua atmosfera è apprezzata e si muove anche. È molto più facile determinare la velocità di rotazione dei pianeti rocciosi.

Quando Voyager 2 è arrivato a Nettuno nel 1989 è stato stimato un periodo di rotazione di 16 ore con 6,5 secondi. Oggi è noto che questa misura non è accurata, grazie alle misurazioni approfondite dello scienziato planetario Erich Karkoschka dell'Università dell'Arizona.

Velocità di rotazione e campo magnetico

La velocità di rotazione degli altri pianeti giganti è misurata dagli impulsi emessi dal campo magnetico. Tuttavia, questo metodo non si applica a Nettuno, poiché né l'asse né il centro del dipolo magnetico coincidono con l'asse di rotazione del pianeta, come vediamo nella seguente immagine comparativa:

Campo magnetico di pianeti giganti. Fonte: semi, m. 2011.Il sistema solare. Settima edizione. Apprendimento del Cengage.

L'immagine mostra il modello di campo magnetico prodotto da un dipolo (un magnete), situato più o meno al centro del pianeta. Questo modello è appropriato anche per il campo magnetico terrestre.

Ma il campo Nettuno è anomalo, nel senso che i contributi quadrati e di ordine superiore possono essere maggiori del campo dipolo. E come vediamo nella figura superiore, il dipolo viene spostato dal centro.

Quindi Karkoschka ha ideato un metodo diverso, usando più di cinquecento immagini del telescopio Hubble. Ha trovato due caratteristiche caratteristiche del pianeta che ha chiamato: Funzione polare sud E Onda polare sud. 

Questi hanno ruotato alla stessa velocità dagli anni '90, confermando che questa è la vera velocità del pianeta.

In questa immagine dei filtri colorati Nettuno vengono utilizzati per evidenziare la caratteristica polare meridionale e la funzione polare meridionale, che sembrano essere ancorate al pianeta. Fonte: Erich Karkoschka.

I venti nell'atmosfera Nettuno spesso superano la velocità del suono. Pertanto, il grande punto oscuro di Nettuno varia nel tempo la sua posizione relativa, invece il punto oscuro 2 e la caratteristica polare meridionale mantengono le sue posizioni relative. Ciò suggerisce che sono collegati alla rotazione del pianeta, che ha permesso a Karkoschka di determinare la durata di un giorno a Nettuno.

Composizione

Nell'atmosfera di Nettuno ci sono elementi come idrogeno (84%), elio (12%), metano (2%) e altri gas come ammoniaca, etano e acetilene. Sotto questa atmosfera c'è una miscela di acqua, ammoniaca in stato liquido, metano e roccia fusa, contenente silice, ferro e nichel.

Nelle regioni basse dell'atmosfera ci sono concentrazioni crescenti di metano, ammoniaca e acqua. A differenza di Urano, il pianeta gemello, la composizione di Nettuno ha un maggiore volume di oceano.

Struttura

Il pianeta ha un nucleo roccioso circondato da un guscio ghiacciato, il tutto sotto un'atmosfera densa e un grande spessore, che occupa la terza parte della sua radio. È simile a quello del pianeta gemello di Urano.

Nella seguente immagine puoi vedere la struttura di Nettuno con maggiori dettagli.

Struttura interna di Nettuno. Fonte: Wikimedia Commons. Chocofrito/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0).

Nettuno ha una struttura con strati ben differenziati:

-Strato superiore: È costituito da nuvole che sono principalmente di idrogeno ed elio e in misura minore metano e altri gas. Corrisponde a circa il 5-10% della massa del pianeta.

-Atmosfera: Idrogeno, elio e metano.

-Mantello: Sotto l'atmosfera c'è il grande mantello del pianeta, una regione liquida in cui le temperature possono raggiungere tra 1.727 a 4.727 ° C. È composto da acqua, metano e ammoniaca in stato fluido.

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Il mantello ha tra 10 e 15 masse terrestri ed è ricco di acqua, ammoniaca e metano. Questa miscela si chiama "ghiaccio", nonostante sia un fluido caldo e denso, ed è anche chiamata acqua e oceano di ammoniaca.

Il mantello stesso ha temperature molto elevate, tra 1.700ºC e 4.700 ° C, inoltre la sua conducibilità elettrica è anche alta.

-Nucleo: Integrato da silice, ferro e roccia di nichel, simile a Urano, l'altro gigante del ghiaccio e del gas. La massa del nucleo è 1,2 volte quella della terra. La pressione al centro è stimata a 700 GPa, circa il doppio di quella al centro della terra, con temperature fino a 5.670 ºC.

Atmosfera

L'atmosfera di Nettuno è molto interessante e merita una sezione speciale. Per iniziare è estremamente freddo, poiché è il pianeta più lontano al sole e riceve pochissime radiazioni solari. Per questo motivo, la temperatura nella parte superiore dell'atmosfera è nell'ordine di -220 ºC.

Ma Nettuno ha una fonte di calore interna, probabilmente a causa delle collisioni di guida elettroni nel mantello dei fluidi e anche del calore rimanente durante la loro formazione.

A causa di questo enorme gradiente di temperatura, ci sono enormi correnti di convezione, rendendo molto estremo il sistema climatico del pianeta.

E quindi vengono prodotte le più grandi tempeste e uragani del sistema solare, come evidenziato dalla formazione di enormi punti di Currenti anticicloniche, A causa dei venti contrari a diverse latitudini.

Tra tutti i sistemi anticiclonici di Nettuno spicca il grande punto oscuro, fotografato per la prima volta dalla sonda Voyager 2 nel 1989, quando è andato a 3.000 chilometri dal pianeta.

Per quanto riguarda il colore, Nettuno è ancora più bluastro di Urano, proprio a causa della sua maggiore concentrazione di metano, che assorbe la lunghezza d'onda rossa e riflette il blu. Ma ci sono anche altre molecole che contribuiscono al suo colore.

Nella regione inferiore dell'atmosfera (troposfera) la temperatura diminuisce con l'altezza, ma nella regione superiore (stratosfera) si verifica il contrario. Tra questi strati la pressione è 10 mila Pascal (PA).

Sopra la stratosfera è la termosfera, che si trasforma gradualmente nell'esosfera, dove la pressione diminuisce da 10 pa a 1 pa.

Satelliti Nettuno

Ad oggi, sono stati contati 15 satelliti naturali del pianeta. Il più grande dei suoi satelliti e il primo a essere scoperto, nel 1846, è Triton. Nel 1949 fu scoperto un secondo satellite, chiamato Nereida.

Nel 1989 la missione Voyager 2 scoprì altri sei satelliti: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa e Proteo.

Più tardi nel 2003 vengono scoperti Halimedes, SAO, Lamedeia, Psámate e Neso. Il piccolo satellite 14 è stato scoperto nel 2013 dal Seti Institute, essendo il suo periodo orbitale di 23 ore.

Vediamo alcuni dettagli sulle lune principali di Nettuno:

Tritone

Tritone

È il più grande dei satelliti di Nettuno, con un diametro di 2.700 km, circa 18 volte in meno rispetto al suo pianeta ospite e quasi 5 volte in meno della Terra.

Il suo periodo orbitale è di quasi 6 giorni, ma gira curiosamente la rotazione di Nettuno e degli altri satelliti. Inoltre, la sua orbita è inclinata di 30 gradi rispetto al piano orbitale del pianeta.

È l'oggetto più freddo del sistema solare, con una temperatura media di -235 ºC ed è formato da tre quarti parte della roccia e un quarto di ghiaccio. Sulla sua superficie ci sono geyer, con emanazioni oscure verso l'atmosfera, mentre la superficie presenta pianure e alcuni vulcani con crateri di 200 km.

I principali satelliti di Nettuno; Triton, Proteo, Nereida e Larisa

Nereide

Fu scoperto da Gerard Kuiper nel 1949, grazie a cui riflette il 14% della luce del sole che riceve.

La sua dimensione è l'ottava parte di Triton e ha un'orbita molto eccentrica, la distanza dell'approccio inferiore a Nettuno è 1.354.000 km e la più grande rimozione di 9.624.000 km, impiegando 360 giorni per completarlo. 

Proteus

Proteus

Questo satellite irregolare è stato scoperto nel 1989 dalla missione Voyager 2 e di dimensioni, occupa il secondo posto tra i satelliti di Nettuno. È un satellite a bassa densità e molto porosa.

Nonostante le sue grandi dimensioni non poteva essere scoperto dai telescopi perché è molto buio e riflette una piccola luce solare. Il suo diametro medio è dell'ordine dei 400 km, essendo 6,7 volte inferiore a Triton. 

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Anelli Nettuno

Fraternità, uguaglianza, libertà è il nome che riceve gli archi dell'anello di Adams (il più esterno). L'anello interno è il Le Verrier. (Fonte: Wikimedia Commons)

Nettuno ha cinque anelli sottili e deboli, composti principalmente da particelle di polvere e ghiaccio. Si ritiene che la sua origine sia nei detriti lasciati dalle collisioni tra le meteore e i satelliti naturali del pianeta.

Gli anelli sono nominati con il cognome di scienziati che hanno contribuito di più alla loro scoperta e studio. Dall'interno più esterno sono Galle, Le Verrier, Lassell, Arago e Adams.

C'è anche un anello la cui orbita condivide con il satellite Galatea, che possiamo vedere nella seguente immagine:

Schema dei cinque anelli di Nettuno e dei loro nomi. Viene anche mostrata l'orbita di alcuni satelliti. (Fonte: NASA).

Quando e come osservare Nettuno

Non è possibile vedere Nettuno ad occhio nudo, anche con un telescopio amatoriale sembra così piccolo che può essere confuso con una stella.

Per questo è meglio utilizzare un programma per computer o un'applicazione che funzioni come planetario. Per il sistema operativo Android, l'applicazione Sky Maps si distingue, che consente di individuare rapidamente pianeti e altri oggetti celesti con sufficiente precisione.

Il momento migliore per osservare è quando il pianeta è in opposizione, cioè che la terra è tra la linea che unisce il sole con Nettuno.

Questo fenomeno si verifica ogni 368 giorni e entro il 2020 si verificherà l'11 settembre. Ovviamente non è l'unica occasione per osservare Nettuno, che è anche visibile in altri periodi dell'anno.

Con un buon telescopio, Nettuno può essere differenziato dalle stelle di fondo, poiché sembra un album blu verde. 

Magnetosfera Nettuno

In precedenza ha commentato le peculiarità del campo magnetico Nettuno. I poli magnetici del pianeta sono inclini a 47 º rispetto all'asse di rotazione.

Il campo magnetico è generato dal movimento dei conduttori che formano uno strato sferico sottile all'interno del pianeta. Ma a Nettuno, i poli magnetici vengono spostati dal centro di circa 0,5 radio sul pianeta.

L'intensità del campo nell'Ecuador magnetico è dell'ordine dei 15 microtesla, essendo 27 volte più intenso di quella della terra.

La geometria del campo è complessa, poiché i contributi quadrati possono superare il contributo di dipolo, a differenza del terreno in cui il contributo più rilevante è dipolo.

Il peculiare campo magnetico di Nettuno. (Fonte: Emaze.com)

IL magnetosfera Nettuno si estende a 35 volte il suo raggio sulla parte anteriore degli shock e 72 radio nella coda.

IL Magnetopause, che è il luogo in cui la pressione magnetica è equalizzata con la pressione delle particelle caricate dal sole, è compresa tra 23 e 27 radio sul pianeta.

Missioni a Nettuno

Voyager 2

Voyager 2

L'unica missione spaziale che arrivò in orbita il pianeta Nettuno fu il Voyager 2, che arrivò al pianeta nel 1982.

In quel momento erano noti solo due satelliti: Triton e Nereida. Ma grazie alla missione Voyager 2, sono stati scoperti altri sei: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa e Proteo. Questi satelliti sono abbastanza meno di Triton, con forma irregolare e orbite radio minori.

Si sospetta che questi sei satelliti siano i resti di una collisione con un vecchio satellite che si schiantò con Triton quando quest'ultimo fu catturato dalla forza di gravità di Nettuno.

Il Voyager 2 ha anche scoperto nuovi anelli a Nettuno. Sebbene il primo degli anelli sia stato scoperto nel 1968, la sua esistenza e la scoperta di nuove non sono state possibili fino all'arrivo di quella sonda nel 1989.

L'approccio più vicino dell'astronave al pianeta si è verificato il 25 agosto 1989, che ha avuto luogo a una distanza di 4.800 km sul polo settentrionale di Nettuno.

Poiché questo era l'ultimo pianeta importante che l'astronave poteva visitare, fu deciso. 

Il 25 agosto 1989, la nave andò a una partita ravvicinata con la Luna Nereida prima di raggiungerne 4.400 km dall'atmosfera di Nettuno e lo stesso giorno passarono vicino a Triton, la luna più grande del pianeta.

Il veicolo spaziale ha verificato l'esistenza del campo magnetico che circonda Nettuno e ha scoperto che il campo era spostato dal centro e inclinato, simile al campo intorno a Urano.