ویژگیهای سیاره نپتون
ویژگیهای سیاره نپتون چیست
نپتون دورترین سیاره از خورشید در منظومه شمسی است و یکی از چهار سیاره گازی منظومه ما است و ضمنا در گروه سیارات بیرونی منظومه شمسی جای دارد. این سیاره مثل اورانوس منجمد است و لذا ایندو به غولهای یخی نیز معروف هستند. نپتون جو بسیار متلاطمی دارد و پیوسته طوفانهای شدیدی جو آنرا درمینوردند. نپتون چون سیاره گازی است، برخلاف سیارات سنگی منظومه شمسی، پوسته یا سطح ملموسی ندارد؛ بلکه در اصل فقط دارای گوشته و هسته است. سطح نپتون در واقع، چند لایه جَوّی است که برفراز سیاره شکل گرفته است. بخش زیادی از جو نپتون آکنده از هیدروژن است. در ادامه این مطلب میخواهیم ویژگیهای سیاره نپتون را با جزییات بیشتری بررسی کنیم.
(توضیح عکس ابتدای مقاله: نپتون و لکه سیاه بزرگ آن که در سال ۱۸۹۸ توسط فضاپیمای وویجر ۲ ثبت شده است.)
مطلب مرتبط: مشخصات سیارات منظومه شمسی
کوتاه درباره ویژگی سیاره نپتون
- نپتون دورترین سیاره از خورشید و چهارمین سیاره بزرگ منظومه شمسی است.
- قطر نپتون ۴۹,۵۲۸ کیلومتر است و بنابراین، چهار برابر از زمین بزرگتر است.
- فاصله نپتون تا خورشید ۳۰ برابر فاصله زمین تا خورشید است.
- با اینکه فاصله نپتون تا خورشید بیش از فاصله اورانوس تا خورشید است، اما عجیب است که اورانوس از نپتون سردتر است.
- سیاره کوتوله پلوتون هر ۲۴۸ سال یکبار وارد مدار نپتون میشود و ۲۰ سال را در مدار نپتون میگذراند و سپس از آن بیرون میرود.
- «نپتون» بههمراه «زحل» و «مشتری» و «اورانوس» چهار غول گازی منظومه شمسی هستند، یعنی اکثر جرم آنها را گازها تشکیل میدهند.
- ضمنا به نپتون و اورانوس غولهای یخی منظومه شمسی نیز میگویند، زیرا سطح ایندو سیاره پوشیده از آب و آمونیوم و متان منجمد است.
- رنگ آبی نپتون ناشی از ابرهایی از جنس متان منجمد است که جو سیاره را احاطه کردهاند. در واقع ما خود نپتون را نمیبینیم بلکه ابرهایی را میبینیم که جو نپتون را پوشاندهاند.
- نپتون جو بسیار متلاطمی دارد و بادهایی با سرعت ۲۱۰۰ کیلومتر بر ساعت اتمسفر این سیاره را درمینوردند. سریعترین بادهای سیارهای در منظومه شمسی در جو نپتون میوزند.
- لکه سیاه بزرگی که در تصاویر قدیمی نپتون میبینیم، در واقع توفان شدیدی بود که در جو این سیاره جریان داشت و پس از مدتی از بین رفت. مشتری نیز لکه تقریبا مشابهی دارد که البته رنگ آن سرخ است و هنوز ناپدید نشده است.
- پیش از آنکه سیاره نپتون رصد و کشف شود، وجود آن با محاسبات ریاضی پیشبینی شده بود.
مطلب مرتبط: سیاره کوتوله چیست؟
ویژگیهای هواکره یا جو نپتون چیست؟
ترکیبات هواکره، اتمسفر یا همان جو نپتون خیلی به ترکیبات جو اورانوس شباهت دارد. تقریبا بیش از ۸۰ درصد جو نپتون هیدروژن، ۱۸.۵ درصد آن هلیوم و ۱.۵ درصد آن متان است. اما جو نپتون برخلاف جو اورانوس یکدست نیست و تودهها و رشتههای ابری خاصی حول این سیاره در چرخشند.
ضمنا توفانهای شدیدی در جو نپتون میوزد که بهشکل لکههایی در جو سیاره نمود مییابد. نپتون از این حیث شبیه مشتری است. وقتی فضاپیمای وویجر ۲ در سال ۱۹۸۹ به نپتون رسید، لکه توفانی بزرگی را روی نپتون رصد کرد که به لکه سیاه بزرگ (Great Dark Spot) معروف شد. پس از آن سفر فضایی، لکه مزبور ناپدید شد اما توفانهای جدید دیگری پیوسته روی نپتون شکل میگیرند.
دیگر ویژگی شگفتانگیز نپتون بادهای سریع و شدیدی است که در جو آن میوزد. سرعت این بادها معمولا بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر در ساعت است. در هیچ سیاره دیگری در منظومه شمسی بادهایی با این سرعت نمیوزد.
تمام این فعالیتهای شدید جوی در نپتون احتمالا ناشی از منبع گرمایش داخلی نپتون است. میزان انرژی گرمایی تولید شده در درون نپتون دو برابر انرژی دریافتی نپتون از خورشید است. اما دانشمندان هنوز بدرستی نمیدانند که چه چیزی در دل نپتون چنین گرمایی ایجاد میکند و چرا اورانوس چنین قابلیتی ندارد.
لایههای جو نپتون
بیرونیترین لایه نپتون، جو آن است که میتوان آنرا به چهار بخش جداگانه تقسیم کرد:
- وردسپهر (تروپوسفر)
- پوشنسپهر (استراتوسفر)
- گرمسپهر (ترموسفر)
- برونسپهر (اگزوسفر)
وردسپهر (تروپوسفر) پایینیترین لایه جو نپتون است. هرچه در این لایه بالاتر برویم، دما کاهش مییابد. این لایه حاوی ابرهایی است که ترکیباتشان بسته به ارتفاع فرق میکند. بالاترین ابرها حاوی متان هستند و ابرهایی که کمی پایینترند، آمونیاک، هیدروژن، سولفید و سولفیدآمونیوم دارند. کمارتفاعترین ابرها نیز حاوی یخ یا همان آب منجمد هستند.
لایه دوم در جو نپتون، پوشنسپهر (استراتوسفر) نام دارد که هرچه در آن بالاتر بروید دما افزایش مییابد. پوشنسپهرِ نپتون حاوی هیدروکربنهایی مثل اتیلن و استیلن است. این عناصر سبب میشوند تا جو نپتون از دور مهآلود بهنظر برسد. ضمنا افزایش دمای پوشنسپهر نیز ناشی از وجود همین عناصر است. در پوشنسپهرِ نپتون مقدار کمی مونوکسیدکربن و سیانیدهیدروژن نیز وجود دارد.
در جو نپتون که بالاتر برویم به سومین لایه یعنی گرمسپهر (ترموسفر) میرسیم که دمای بسیار بالایی دارد. درباره علت افزایش غیرعادی دما در گرمسپهرِ نپتون نظریههای مختلفی مطرح شده اما هیچکدام اثبات نشدهاند.
و سرانجام بالاترین لایه جو نپتون برونسپهر (اگزوسفر) نام دارد که مرز خروج از جو نپتون و ورود به فضای منظومه شمسی محسوب میشود.
مطلب مرتبط: لایههای مختلف جو زمین (اتمسفر) و ترتیب و ویژگی آنها
ویژگیهای آبوهوای نپتون
ویژگی اصلی آبوهوای نپتون بادها و توفانهای آن است. در بین تمام سیارات منظومه شمسی، شدیدترین توفانها در جو نپتون میوزد. بههمین علت نپتون هوای بسیار پرآشوبی دارد. از حیث هواشناسی، نپتون فعالترین سیاره منظومه شمسی است. عجیب آنکه همسایهاش یعنی اورانوس بهرغم شباهتهایی که به نپتون دارد، هوای بسیار بسیار ملایمی دارد.
طوفانهای نپتون
طوفانهای قدرتمند نپتون بهشکل لکههای سیاهی روی جو آن ظاهر میشوند. معروفترین آنها لکه سیاه بزرگ (Great Dark Spot) نام داشت که امروزه دیگر از بین رفته است. طول این لکه حدود ۱۳۰۰۰ کیلومتر و عرض آن حدود ۶۶۰ کیلومتر بود. نخستین بار فضاپیمای وویجر ۲ در سال ۱۹۸۹ از این لکه عکس گرفت. لکه سیاه بزرگ نپتون به لکه سرخ بزرگ مشتری شباهت دارد. البته لکه سرخ بزرگ مشتری ظاهرا دائمی است زیرا طی این سالها همچنان در جو مشتری باقی مانده است، اما وقتی تلسکوپ فضایی هابل در سال ۱۹۹۴ از نپتون تصویر گرفت، لکه سیاه بزرگ نپتون ناپدید شده بود.
البته جو نپتون پیوسته متلاطم است و طوفانها و لکههای دیگری روی آن پدید میآیند. این لکهها در واقع حفرههایی هستند که در لایههای ابری جو نپتون ایجاد میشوند و از دور تیره بهنظر میرسند.
دیگر لکه معروف نپتون، لکه سیاه کوچک (Small Dark Spot) است که در مرکزش ناحیه روشنی به چشم میخورد. طوفانهای نپتون گاهی بهشکل ابر نیز بهنظر میرسند. اخترشناسان یکی از این نوع طوفانها را «اسکوتر» نامیدند چون سریعتر از لکه سیاه تاریک، در جو نپتون حرکت میکرد.
مطلب مرتبط: سیارات فراخورشیدی چیستند و چه مشخصاتی دارند؟
حرکت وضعی نپتون
سرعت چرخش یا حرکت وضعی اورانوس بیش از سرعت چرخش زمین است. نپتون هر ۱۶ ساعت یکبار حول محور خود میچرخد. یعنی برخلاف زمین که هر شبانهروزش ۲۴ ساعت است، هر شبانهروز در نپتون ۱۶ ساعت است.
مدار نپتون و حرکت انتقالی آن
نپتون هر ۱۶۵ سال یکبار مدار گردش خود بهدورِ خورشید را کامل میکند. یعنی هر سال در نپتون برابر ۱۶۵ سال زمینی است. طول مدار گردش نپتون حول خورشید تقریبا ۴.۵ میلیارد کیلومتر است. نپتون دورترین سیاره منظومه شمسی است و لذا مدار حرکت انتقالی آن حول خورشید طولانیتر از مدار گردش سایر سیارات است.
دمای نپتون
دورترین سیاره از خورشید، نپتون است. فاصله نپتون از خورشید حدود ۴.۵ میلیارد کیلومتر است و لذا اتمسفر بیرونی آن بسیار سرد است. میانگین دمای جو خارجی نپتون منفی ۲۲۰ درجه سانتیگراد است. اما در مرکز نپتون دما به ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد بالای صفر میرسد. با اینکه نپتون دورترین سیاره از خورشید در منظومه شمسی است اما اورانوس از آن سردتر است.
قمرهای نپتون
تا بدینجا میدانیم که نپتون ۱۴ قمر دارد. تریتون (Triton) بزرگترین قمر نپتون و قطر آن ۲,۷۰۵ کیلومتر است و ۹۹.۶۶ درصد جرم کل قمرهای نپتون به آن اختصاص دارد. ضمنا تریتون تنها قمر بزرگ در منظومه شمسی است که جهت گردش آن برخلاف جهت چرخش سیاره مرکزیش است. برخی دانشمندان میگویند، شاید تریتون در اصل دنبالهدار یا شاید سیاره کوتولهای بوده است که نیروی گرانش نپتون آنرا به خود جذب کرده است. عجیب است که تریتون از نظر زمینشناختی، قمر فعالی است. آتشفشانها بلورهای نیتروژن منجمد را تا ارتفاع ۱۰ کیلومتری از سطح تریتون به هوا پرتاب میکنند. طبق یافتههای فعلی، سطح منجمد تریتون، سردترین نقطه منظومه شمسی است که دمای آن به منفی ۲۳۵ درجه سانتیگراد میرسد.
تریتون ویژگی جالبی دارد: جهت گردش آن حول نپتون، در خلاف چرخش نپتون حول محور خود است. قمرهای کمی در منظومه شمسی چنین خاصیتی دارند.
قمرهای نپتون را میتوان به دو دسته قمرهای درونی و بیرونی تقسیم کرد. شش قمر درونی نپتون بهآن نزدیکترند اما قمرهای بعدی بسیار از نپتون دور هستند. جز تریتون که بزرگترین قمر نپتون است، قطر سایر قمرهای نپتون بین ۴۰ تا ۴۰۰ کیلومتر است. تاکنون از چهار قمری که به نپتون نزدیکترند تصویر واضحی ثبت نشده است زیرا وقتی فضاپیمای وویجر از نپتون عکس میگرفت، این چهار قمر مثل لکه دود بهنظر میرسیدند. نام و خلاصهای از ویژگیهای قمرهای نپتون به ترتیب فاصلهشان از نپتون (از نزدیکتر به دورتر) چنین است:
قمرهای درونی نپتون (که با نپتون فاصله کمتری دارند)
- نایاد (Naiad)، نزدیکترین قمر به نپتون است و فقط کمی بیشتر از ۷ ساعت طول میکشد تا نایاد یکبار نپتون را دور بزند. نایاد بهسبب نزدیک بودنش به نپتون و تحت تاثیر جاذبه آن، تدریجا درحال نابودی است و سرانجام یا با نپتون برخورد میکند و یا با ورود به جو نپتون فرومیپاشد.
- تالاسا (Thalassa)، نیز طی ۷.۵ ساعت نپتون را دور میزند و سرانجام روزی مثل نایاد با نپتون یا جو آن برخورد میکند.
- دسپینا (Despina) طی تقریبا ۸ ساعت نپتون را دوز میزند و آن نیز روزی با نپتون یا جو آن برخورد میکند.
- گالاتی (Galatea)، در مقایسه با سه قمر پیشین، قمر بزرگتری است. قطر آن حدود ۱۷۵ کیلومتر است و طی ۱۰ ساعت و ۲۹ دقیقه نپتون را یکبار دور میزند.
- لاریسا (Larissa)، پنجمین قمر نزدیک به نپتون است و بیش از ۱۲ ساعت طول میکشد تا یکبار دور نپتون گردش کند. قطر آن حدود ۱۹۳ کیلومتر است. لاریسا چهارمین قمر بزرگ نپتون است و دهانههای برخوردی پرشماری روی سطح آن به چشم میخورد.
- پروتئوس (Proteus)، دومین قمر بزرگ نپتون است. قطر آن حدود ۴۱۸ کیلومتر است و شکل نسبتا نامنظمی دارد. سطح پروتئوس نیز پر از دهانههای برخوردی است و درهها، شیارها و سنگشیبهایی نیز دارد. کمی بیش از ۲۴ ساعت طول میکشد تا پروتئوس یکبار نپتون را دور بزند.
- تریتون (Triton)، همانطور که گفتیم بزرگترین قمر نپتون است.
- هیپوکمپ (Hippocamp)، متأخرترین قمر نپتون و قطر آن حدود ۳۵ کیلومتر است. هفت قمری که تا بدینجا نام بردیم به نپتون نزدیکترند اما هفت قمر بعدی خیلی از نپتون دورتر هستند.
قمرهای بیرونی نپتون (که خیلی بیشتر با نپتون فاصله دارند)
- نرئید (Nerid)، نخستین قمر از مجموعه قمرهای بیرونی نپتون است. متوسط فاصله آن از نپتون بیش از ۵۵ میلیون کیلومتر است و لذا ۳۶۵ روز و ۱۳ ساعت طول میکشد تا یکبار نپتون را دور بزند.
- هالیمد (Halimede) قمری کوچک و متوسط فاصله آن از نپتون ۱۶,۶۶۱,۰۰۰ کیلومتر است و بیش از ۱۸۷۹ روز طول میکشد تا نپتون را دور بزند.
- سائو (Sao) بیش از ۲۲ میلیون کیلومتر با نپتون فاصله دارد و هر گردش آن دور نپتون بیش از ۲۹۱۲ روز زمان میبرد.
- لائومدیا (Laomedeia)، نیز قمر کوچکی است. هر گردش آن دور نپتون بیش از ۳۱۷۱ روز طول میکشد.
- ساماتی یا سَمِتی (Psamathe)، در عکس جهت چرخش نپتون بهدور خود، این سیاره را دور میزند؛ یعنی قمر پسرو محسوب میشود. بیش از ۹۰۷۴ روز طول میکشد تا ساماتی نپتون را دور بزند.
- نسو (Neso) دورترین قمر نپتون تا بدینلحظه است (ممکن است در آینده قمرهای دیگری هم کشف شوند). نسو نیز مثل ساماتی قمر پسرو است یعنی جهت گردش آن دور نپتون، در خلاف جهت چرخش نپتون بهدور خود است. بیش از ۹۷۴۰ روز طول میکشد تا نسو یکبار نپتون را دور بزند.
مطلب مرتبط: تلسکوپ چیست و چگونه کار میکند: انواع تلسکوپها و ساختار آنها
کشف سیاره نپتون
دانشمندان قبلا متوجه شده بودند که سیاره ناشناختهای با مدار گردش اورانوس تداخل دارد. جان سی. آدامز در سال ۱۸۴۳ با محاسبات ریاضی محل دقیق این سیاره را پیشبینی کرد. اما پیشبینی او چندان جدی گرفته نشد تا اینکه سه سال بعد اخترشناسی موسوم به لو وِریه پیشبینی مشابهی مطرح کرد و نهایتا نپتون در سال ۱۸۴۶ در آسمان رصد شد.
چرا رنگ نپتون آبی است؟
نپتون رنگ آبی چشمگیری دارد که علتش وجود متان در اتمسفر فواقانی آن است. متان طیف نور سرخ خورشید را جذب میکند اما نور آبی را منعکس میکند و بههمین سبب ما نپتون را آبی میبینیم. با اینکه نپتون و اورانوس هر دو ترکیبات جوی تقریبا مشابهی دارند اما رنگ آبی نپتون، تیرهتر است اما علتش هنوز دقیقا مشخص نیست. نتایج یکی از مطالعات اخیر نشان میدهد که شاید جو آرام و نسبتا راکد اورانوس سبب میشود تا غبارهای انباشته شده در آنجا کمرنگتر به نظر برسند.
مطلب مرتبط: طیف الکترومغناطیسی چیست
ویژگیهای ساختاری سیاره نپتون
نپتون سیاره گازی است، پس برخلاف زمین و دیگر سیارات سنگی، پوسته یا سطح مشخصی ندارد و لذا فقط از گوشته و هسته تشکیل شده است و جو و لایهای از ابر، سیاره را احاطه کرده است.
گوشته نپتون از جنس یخ و ترکیبی از آب، آمونیاک و متان است. نزدیک هسته نپتون دما به ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد بالای صفر میرسد. احتمالا در عمق نپتون، متان تجزیه و به بلورهای الماس تبدیل و در هسته این سیاره انباشته میشود.
نپتون هسته کوچکی دارد و جنس آن از آهن، نیکل و سیلیکاتهای مختلف است. دمای هسته نپتون ۴۵۰۰ درجه کلوین برآورد شده است.
رصدها نشان میدهند گرمایی که درون نپتون تولید میشود، بیش از گرمایی است که از خورشید بهاین سیاره میرسد. نپتون از این حیث شبیه مشتری و زحل است. همین پدیده نشان میدهد که نپتون نوعی گرمازایی درونی دارد. یکی از علل گرمازایی سیارههای غولپیکر منظومه شمسی کوچکتر شدن تدریجی آنهاست. احتمالا جو بسیار متلاطم نپتون نیز ناشی از گرمازایی درونی این سیاره است.
حلقههای نپتون
نپتون نیز مثل سایر غولهای گازی منظومه شمسی، حلقه دارد. البته این حلقهها باندازه حلقههای زحل واضح و متراکم نیستند اما با تلسکوپهای قدرتمند رصد میشوند. نپتون ۵ حلقه اصلی دارد که نازک هستند و از مواد تیرهرنگ تشکیل شدهاند. این حلقهها در سال ۱۹۸۴ کشف شدند و بر همه آنها نام اخترشناسانی را نهادند که قبلا درباره نپتون تحقیق کرده بودند.
نام حلقههای نپتون
- گاله (Galle Ring): داخلیترین حلقه نپتون، گاله نام دارد که بسیار کمفروغ و فاصلهاش از سیاره ۴۱.۹۰۰ کیلومتر است. عرض این حلقه حدود ۲ کیلومتر و عمدتا از ذرات غبار تشکیل شده است.
- واریه (Varrier Ring): نام حلقه بعدی واریه است و فاصلهاس از نپتون ۵۳.۲۰۰ کیلومتر است. ضخامت این حلقه تنها حدود ۱۱۲ کیلومتر است و یک قمر کوچک موسوم به دسپینا (Despina) روی آن در گردش است.
- لاسل (Lassel Ring): حلقه سوم نپتون، پهنترین حلقه این سیاره نیز هست. فاصله حلقه لاسل از نپتون ۵۵.۴۰۰ کیلومتر است. به حلقه به حلقه فلات (Plateau) نیز معروف است.
- آراگو (Arago Ring): در بیرونیترین مرز حلقه لاسل حلقه باریک درخشانی به چشم میخورد که پهنای آن فقط حدود ۱۰۰ کیلومتر است. این همان حلقه آراگو و فاصلهاش از نپتون ۵۷.۶۰۰ کیلومتر است.
- آدامز (Adamz Ring): بیرونیترین حلقه نپتون، حلقه آدامز است که حدود ۶۲.۹۳۰ کیلومتر با نپتون فاصله دارد و عرض آن حدود ۱۶ کیلومتر است.
تنها کمی بعد از حلقه آدامز پنج حلقه بسیار نازک دیگر نیز وجود دارند که اگر درخشان نبودند تشخیصشان سخت میشد. هنوز دقیقا مشخص نیست که چرا این حلقهها در هم فشرده هستند. بهاین حلقهها قوس (arcs) هم میگویند.
مطلب مرتبط: مطالب جالب و عجیب درباره سیاره نپتون
جدول ویژگیهای سیاره نپتون
قطر سیاره نپتون | ۴۹,۵۲۸ کیلومتر |
فاصله نپتون از خورشید | ۴.۴۷۴۳ (حدود ۴.۵) میلیارد کیلومتر |
طول مدار نپتون حول خورشید | ۴,۴۹۸,۳۹۶,۴۴۱ کیلومتر |
مدت یک گردش کامل دور خورشید | ۱۶۴.۷۹ سال زمینی |
مدت یک چرخش کامل حور محور | ۱۶.۱۱ ساعت |
بیشترین دما | ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد بالای صفر (در هسته سیاره) |
کمترین دما | منفی ۲۲۰ درجه سانتیگراد (روی ابرهای جو سیاره) |
شدت گرانش نپتون | ۱۰.۷۱ متر بر مجذور ثانیه (۱.۱ برابر گرانش زمین) |
چگالی نپتون | ۱.۷۶ گرم بر سانتیمتر مکعب (۳۱.۷ درصد چگالی زمین) |
جرم نپتون | ۱.۰۲۴۴ x 10۲۶ کیلوگرم |
حجم نپتون | ۶.۲۵۲۶ x 10۱۳ کیلومتر مکعب |
ترکیبات جو نپتون | ۸۰ درصد هیدروژن، ۱۸.۵ درصد هلیوم، ۱.۵ درصد متان |
عنوان مطلب: ویژگیهای سیاره نپتون
موضوع: ویژگیهای سیاره نپتون چیست، ویژگیهای سیاره نپتون، ویژگیهای جو سیاره نپتون، ساختار سیاره نپتون، قمرهای نپتون، حلقههای نپتون و…