Odstavec zarovnaný doprava.

Obrázek č.2 znázornuje porovnání velikosti Neptunu se Zemí.

Neptun

je osmá a od Slunce nejvzdálenější planeta sluneční soustavy; řadí se mezi plynné obry. S rovníkovým průměrem okolo 50 000 km spadá mezi menší plynné obry sluneční soustavy. Podobně jako u ostatních plynných obrů je možno přímo pozorovat pouze svrchní vrstvy atmosféry, ve kterých je vidět několik velkých temných skvrn, připomínajících skvrny v atmosféře Jupiteru. Neptun má charakteristicky modrou barvu, která je zapříčiněna mj. přítomností většího množství metanu v atmosféře. Planeta Neptun je značně podobná Uranu, obě planety mají rozdílné složení než další plynní obři sluneční soustavy Jupiter a Saturn. Uran a Neptun jsou proto někdy vyčleňováni do zvláštní kategorie jako tzv. „ledoví obři“. Atmosféra Neptunu je složena převážně z vodíku a hélia s větším podílem vody, čpavku a metanu. Vnitřní stavba planety je spíše kamenitá a navíc obohacená vodním ledem. Planeta byla objevena v roce 1846 Johannem Gallem a studentem astronomie Louisem d'Arrestem jako vůbec jediná na základě matematických výpočtů gravitačních odchylek okolních těles. Následně planeta dostala své jméno podle římského boha moří Neptuna.

Vznik a vývoj planety

Předpokládá se, že Neptun vznikl stejným procesem jako Jupiter z protoplanetárního disku před 4,6 až 4,7 miliardami let. Existují dvě hlavní teorie, jak mohly velké plynné planety vzniknout a zformovat se do současné podoby. Jedná se o teorii akrece a teorii gravitačního kolapsu.

Teorie akrece předpokládá, že se v protoplanetárním disku postupně slepovaly drobné prachové částice, čímž začaly vznikat větší částice a posléze balvany. Neustálé srážky těles vedly k jejich narůstání, až vznikla tělesa o velikosti několik tisíc kilometrů. Tato velká železokamenitá tělesa se stala zárodky terestrických (kamenných) planet. Předpokládá se, že podobná tělesa mohla vzniknout i ve vzdálenějších oblastech sluneční soustavy, kde vlivem velké gravitace začala strhávat do svého okolí plyn a prach, který se postupně začal nabalovat na pevné jádro, až planeta dorostla do dnešní velikosti.

Teorie gravitačního kolapsu naopak předpokládá, že velké planety nevznikaly postupným slepováním drobných částic, ale poměrně rychlým smrštěním z nahuštěného shluku v zárodečném disku podobným způsobem, který je znám při vzniku hvězd. Podle teorie několika gravitačních kolapsů, jejímž autorem je Alan Boss z Carnegie Institution of Washington, byl vznik plynných obrů krátký a v případě planety Neptun trval jen několik století.

V poslední době existují názory popírající tyto teorie vzniku. Argumentuje se, že Neptun a Uran nemohly vzniknout v takovéto vzdálenosti od Slunce, jelikož protoplanetární disk v této oblasti nemohl být dostatečně hustý na akreci takto velkých těles, jak naznačují současné modely. Případným vysvětlením by mohla být lokální nestabilita v protoplanetárním disku. Alternativní hypotéza předpokládá, že planeta vznikla blíže Slunci, kde byla hustota meziplanetární látky větší a až časem došlo k planetární migraci na současnou oběžnou dráhu. Hypotéza migrace je v současnosti mezi planetology favorizována, jelikož umožňuje lépe vysvětlit malé objekty za drahou Neptunu. Vznik velkých Neptunových měsíců proběhl pravděpodobně stejným způsobem, jakým vznikaly kamenné planety. Jelikož je však Neptun od Slunce velmi vzdálen, v žádné z fází vzniku měsíců nevystoupila teplota na vysoké hodnoty jako v případě okolí Jupitera. Vlivem nízkých teplot tak nedošlo k úniku lehce tavitelných látek z původního disku okolo vznikající planety.

Charakteristiky atmosféry

Atmosférický tlak >>100 kPa
vodík (H2) 80 % ± 3,2 %
helium (He) 19 % ± 3,2 %
methan (CH4) 1,5 % ± 0,5 %
deuterid vodiku (HD) 0,00015 %
ethan (C2H6) 0,00015 %.

Atmosféra

Atmosféra Neptunu má zelenomodrou barvu, zabírá nejspíše 5 až 10 % celkové hmotnosti planety a rozkládá se do hloubky 10 až 20 % planetárního poloměru. Je o mnoho bouřlivější, proměnlivější než atmosféra Uranu. V horních vrstvách je složena převážně z vodíku (80 %) a hélia (19 %). Mraky různé výšky jsou v ní unášeny rychlostí více než 1000 km/h (v okolí Velké tmavé skvrny "viz. pod obrázkem" až 2000 km/h – jde o nejvyšší zjištěnou rychlost ve sluneční soustavě). Většina větrů, které na planetě vanou, se pohybuje západním směrem souběžně s rovníkem, a tedy proti rotaci planety. Jsou soustředěny do pásů podobně jako v atmosféře Jupiteru a mají průměrnou dobu oběhu 19 hodin. Jelikož doba rotace planety je 16 hodin, atmosféra planety rotuje rychleji než samotná planeta.

Počasí a atmosférické útvary


Zajímavým jevem byla v době průletu sondy Voyager 2 Velká tmavá skvrna na jižní polokouli, široká jako Země (či jako polovina známé Velké rudé skvrny na Jupiteru). Nejspíš to byl obrovský vír, otáčející se rychlostí více než 600 km/h, ale existují i hypotézy, že se jednalo o obrovskou bublinu vystupující z hlubších částí planety. Větry pohybovaly skvrnou na západ rychlostí okolo 1080 km/h. Opětovné pozorování Neptunu v roce 1994 Hubbleovým vesmírným dalekohledu ukázalo, že Velká tmavá skvrna zmizela či byla překryta dalšími útvary v atmosféře. Vyjma Velké temné skvrny byla v atmosféře pozorována i tzv. Malá temná skvrna. V největší výšce obrovskou rychlostí prolétají malé jasné obláčky, o kterých se soudí, že jsou tvořeny ledovými krystaly metanu. Vyjma skvrn byly během průletu sondy Voyager 2 objeveny i dlouhé světlé mraky v horní části atmosféry planety, které se pohybovaly kolem planety každých 16 hodin. Vžilo se pro ně označení „skútr“. V atmosféře planety byly pozorovány i mraky nápadně připomínající pozemské cirry. Předpokládá se, že by tato mračna mohla být spíše než vodním ledem tvořena krystalky metanu, který v atmosféře tvoří 2,5 až 3 %.

Vnitřní stavba


1 – horní vrstva atmosféry, vrcholky mraků
2 – atmosféra složená z vodíku, hélia a metanu
3 – plášť tvořený vodou, čpavkem a ledem metanu
4 – kamenoledové jádro

Předpokládá se, že oblast jádra zabírá přibližně dvě třetiny poloměru planety a že je složena z kamenného jádra ve středu, ledu a tekutého čpavku s metanem. Kamenné jádro je asi složeninou železa, niklu a silikátů. Hmotnost jádra se odhaduje na 1,2 hmotnosti Země, teploty a tlak se zde pohybují okolo 4 857°C respektive 7 Mbar. Nad tímto velkým jádrem se nachází třetina planety v podobě pláště tvořená nejspíše směsicí horkých plynů vodíku, hélia, vody a metanu, který způsobuje i charakteristickou modrou barvu planety. Při odrazu světla od planety metan nejvíce rozptyluje modré paprsky a naopak absorbuje červenou část spektra. Předpokládá se, že plášť by mohl dosahovat desetinásobku až patnáctinásobku hmotnosti Země. Měření za pomoci mikrovlnného záření naznačují, že teplota na Neptunu (jako u ostatních planet) roste s hloubkou. Před měřením sondy Voyager 2 se předpokládalo, že teplota Neptunu bude přibližně −228 °C, ale sonda naměřila −218 °C. Tento rozdíl v naměřených hodnotách naznačuje, že Neptun má podobně jako Jupiter a Saturn vnitřní zdroj energie. V plášti, kde se nachází přehřátý plyn, je teplota v rozmezí 1730 až 4730 °C. Modely naznačují, že by se v hloubce okolo 7000 km mohly nacházet podmínky, které by umožňovaly vznik diamantů z metanu. Vzniklé diamanty by pak padaly k jádru planety.

Roční období


Změna teploty v oblasti jižního pólu jako důkaz změny ročních období (zdroj Hubbleův vesmírný dalekohled) Šest let pozorování Hubbleova vesmírného dalekohledu naznačují, že v atmosféře planety dochází ke střídání ročních období podobně jako na Zemi. Dle snímků dochází na jižní polokouli k výraznému nárůstu odraženého světla, což je vysvětlováno právě změnou roční doby. Od roku 1996 docházelo k roku 2002 postupně k nárůstu světlosti jižní části planety, které bylo způsobováno nárůstem množství světlejších mraků v této oblasti, což podpořilo předchozí pozorování prováděné od roku 1980 na půdě Lowellovy observatoře v Arizoně. Předpokládá se, že podobně jako na Zemi, i na Neptunu panují čtyři roční období, které se budou projevovat teplejším létem a studenou zimou s postupným přechodem přes jaro a podzim. Na základě doby oběhu planety okolo Slunce, která je přibližně 165 let, je patrné, že délka ročních období na Neptunu bude dosahovat okolo 40 let pro jednotlivou periodu. Pro definitivní potvrzení teorie o ročních obdobích bude potřeba pokračovat s pozorováními přibližně dalších 20 let (údaj k roku 2005), po které by mělo docházet neustále ke zvyšování jasu jižních oblastí planety. Teorii o střídání ročních období podporuje skutečnost, že rotační osa planety je skloněná o 29°, v případě Země je to 23,5°

Fyzikální charakteristiky

Rovníkový průměr 49 528 km (3,883 Zemí)
Polární průměr 48 681 km (3,829 Zemí
Zploštění 0,0171
Povrch 7,6408×109 km² (14,9 Zemí)
Objem 6,254×1013 km³ (57,7 Zemí)
Hmotnost 1,0243×1026 kg (17,1 Zemí
Průměrná hustota 1,638 g/cm³
Gravitace na rovníku 11,15 m/s² (1,14 G)
Doba oběhu kolem slunce 164,79 let
Úniková rychlost 23,5 km/s
Perioda rotace 0,671 25 d
Rychlost rotace 9660 km/h (na rovníku)
Sklon rotační osy 28,32°.
Naměřená teplota činí max. -223,15°C a min. -220,15°C.
Počet obíhajících měsícu je 14.

Magnetosféra

Sonda Voyager 2 během průletu detekovala i magnetické pole, které je, podobně jako Uranovo dipólové magnetické pole, podivně orientované. Sklon osy je 47° vzhledem k rotační ose a osa je posunutá od středu o 0,55 poloměru planety (přibližně o 13 000 km). Předpokládá se, že vznik magnetického pole je spojen s pohybem vodivého materiálu (nejspíše vody) ve středních vrstvách planety. Jelikož je magnetické pole stejně podivně orientované i u Uranu, vědci se domnívají, že by se mohlo jednat o obecnou vlastnost ledových obrů. Hodnota magnetického pole na rovníku planety dosahuje 14 μT a magnetický dipólový moment 0,2×1018 Tm3. Je tedy 27krát větší než je magnetický dipólový moment Země. Magnetické pole způsobuje i polární zář v oblasti pólů, která byla pozorována. Předpokládá se, že magnetosféra sahá do podobné vzdálenosti jako u Uranu. Přijímaná a vydávaná energie Neptun je velmi daleko od Slunce, a proto na jednotku plochy dostává 900krát méně sluneční energie než Země. Zajímavostí však je, že vyzařuje 2,7krát více energie, než přijímá. V současnosti zdroj této vnitřní vyzařované energie není známý. Vyzařovaná energie však vysvětluje existenci bouřlivých procesů v atmosféře Neptunu.

Elementy dráhy

Velká poloosa 4 498 252 900 km
Obvod oběžné dráhy 26,263×109 km
Výstřednost 0,011 214 269
Perihel 4 452 940 833 km
Afel 4 553 946 490 km
Perioda (oběžná doba) 60 190 dnů (164,79 let)
Synodická perioda 367,49 dnů
Orbitální rychlost - maximální 5,479 km/s - průměrná 5,432 km/s - minimální 5,385 km/s
Sklon dráhy - k ekliptice - ke slunečnímu rovníku 1,769 17° 6,43°
Délka vzestupného uzlu 131,794 310°
Argument šířky perihelu 265,646 853°

Prstence

Prstence planety, jak je viděla sonda Voyager 2 Existence prstenců okolo planety byla známa již od 60. let 20. století, definitivně je ale potvrdila až sonda Voyager 2, která pomohla objevit tři prstence okolo Neptunu, později byly objeveny další dva prstence. K roku 2009 je známo celkem pět prstenců: Galle, Le Verrier, Lassell, Arago a prstenec Adams. Jsou velmi nevýrazné a tenké a podobně jako u Jupiteru a Saturnu jsou značně tmavé. Jejich složení je neznámé. Nejvzdálenější a nejvýznamnější z nich prstenec Adams je zvláštní tím, že tvoří asi tři výraznější oblouky, poblíž kterých je nejvíc hmoty. Tato zhuštění mají i vlastní pojmenování: Volnost, Rovnost a Bratrství. Po prstenci Adams následuje bezejmenný prstenec se stejnou oběžnou drahou, jako má měsíc Galatea. Za ním je prstenec Leverrier s vnějším protažením v podobě Lassella a Arga a nejblíže k planetě se nachází tenký, ale široký prstenec Galle.

Měsíce

Povrch měsíce Triton V současné době známe 14 měsíců Neptunu. Největší z nich je Triton, který byl objeven jen 17 dní po objevu vlastní planety. Je to nejchladnější těleso pozorované ve sluneční soustavě. Teplota jeho povrchu je −228 °C (45 K). Kromě Tritonu a dalšího původně známého měsíce Nereida objevila dalších šest měsíců americká sonda Voyager 2 při průletu kolem Neptunu v průběhu roku 1989. Dalších 5 měsíců bylo objeveno v letech 2002 a 2003. Poslední, v pořadí 14. měsíc S/2004 N 1 byl objeven pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu v roce 2013. Předpokládá se, že některé měsíce Neptunu, např. Triton, jsou tělesa, která původně vznikla v jiné části sluneční soustavy, jako nejpravděpodobnější se jeví oblast Kuiperova pásu. Tato tělesa byla později zachycena Neptunem do gravitační pasti, čemuž napovídá například retrográdní rotace měsíce Tritonu. Společně se zachycením Tritonu došlo nejspíše ke vzniku vnitřních měsíců. Přílet Tritonu do soustavy mohl způsobit narušení oběžných drah ostatních těles, jelikož se Triton stal největším měsícem v soustavě Neptunu, což způsobilo pozdější vzájemné srážky menších těles, jejich rozpady a spojování vedoucí k celkové přeměně vnitřních měsíců.

Zajímavosti

Amatérské pozorování


Pohled na Neptun v přírodních barvách s měsíci Proteus (nahoře), Larissa (vpravo dole) a Despina (vlevo)
Neptun není možné spatřit pouhým okem. Pro pozorování stačí obyčejný triedr, ale pokud pozorovatel chce vidět více než malou tečku, je potřeba použít větší dalekohled. Pro pozorování modrozeleného disku se doporučuje použít dalekohled s minimálně 25 až 30 centimetrů velkým zrcadlem. V době oposice je zdánlivá hvězdná velikost Neptunu 7,8m a úhlový průměr 2,4". Až do roku 2010 se bude Neptun nacházet v souhvězdí Kozoroha a jelikož se Neptun nachází v opozici v polovině září, jsou nejlepší měsíce pro pozorování mezi červencem a listopadem. Pro zjištění polohy planety je nejvhodnější použít některý z celé řady softwarů (např. Stellarium), který ke konkrétnímu datu přesně určí pozici planety.

Pozorování Hubbleovým vesmírným dalekohledem

Neptun byl detailně sledován Hubbleovým vesmírným dalekohledem ve druhé polovině 90. let 20. století. Pozorování mimo rušivé vlivy pozemské atmosféry probíhala po dobu šesti let, což umožnilo pořídit sérii snímků, které ukazují dynamické změny v atmosféře planety po dobu 16 hodin sledování. Na základě snímků mohla být vytvořena animace jevů v atmosféře pomáhající vědcům sledovat pohyby mračen v horních částech atmosféry či sledovat silný jet stream v oblasti rovníku. Současně pomohl po šestiletém sledování objevit sezónní změny v atmosféře a umožnil vznik hypotézy o střídání ročních období (planeta byla snímkována v letech 1996, 1998 a 2002). Kromě Hubbleova dalekohledu byl použit pro podpůrná měření i Spitzerův vesmírný dalekohled sledující vesmír v infračerveném spektru..

   Úvod
  Forum
  Polohy planet

  Slunce
  Merkur
  Venuse
  Zeme
  Mars
  Jupiter
  Saturn
  Uran
  Neptun
  Pluto