Som gasjätt (eller isjätt) har Neptun ingen fast yta. Faktum är att den blågröna skivan vi alla har sett på fotografier under åren är faktiskt lite av en illusion. Det vi ser är faktiskt topparna på några mycket djupa gasmoln, som i sin tur ger plats för vatten och andra smälta is som ligger över en ungefär jordstorlek som är gjord av silikatrock och en nickel-järnblandning. Om en person skulle försöka stå på Neptun, skulle de sjunka genom de gasformiga skikten.
När de föll ner skulle de uppleva ökade temperaturer och tryck tills de äntligen föll på den fasta kärnan i sig. Med det sagt, har Neptune en yta av sortering (som med de andra gas- och isjättarna) som av astronomer definieras som den punkt i atmosfären där trycket når en bar. På grund av detta är Neptuns yta en av de mest aktiva och dynamiska platserna i hela solsystemet.
Sammansättning och struktur:
Med en medelradie på 24 622 ± 19 km är Neptune den fjärde största planeten i solsystemet. Men med en massa av 1.0243 × 1026 kg - vilket är ungefär 17 gånger jorden - det är den tredje mest massiva, utrullande Uranus. På grund av dess mindre storlek och högre koncentrationer av flyktiga ämnen i förhållande till Jupiter och Saturnus, benämns Neptun (ungefär som Uranus) ofta en "isjätte" - en underklass av en jätteplanet.
Liksom med Uranus är absorptionen av rött ljus från den atmosfäriska metanen en del av det som ger Neptune sin blå nyans, även om Neptunes är mörkare och mer livfull. Eftersom Neptuns atmosfäriska metaninnehåll liknar innehållet i Uranus, tros någon okänd atmosfärisk beståndsdel bidra till Neptuns mer intensiva färgning.
Precis som Uranus är Neptuns inre struktur differentierad mellan en stenig kärna bestående av silikater och metaller; en mantel bestående av vatten-, ammoniak- och metan-is; och en atmosfär bestående av väte, helium och metangas. Atmosfären är också uppdelad i fyra lager, bestående av (från inre till yttersta) den lägre troposfären, stratosfären, termosfären och exosfären.
De två huvudregionerna i Neptuns atmosfär är de två innersta: de nedre troposherna, där temperaturen minskar med höjden; och stratosfären, där temperaturen ökar med höjden. Inom troposfären varierar trycknivåerna från en till fem bar (100 och 500 kPa), varför Neptuns yta definieras vara inom detta område.
Atmosfär:
Neptuns ”yta” kan därför sägas vara sammansatt av cirka 80% väte och 19% helium, med en spårmängd metan. Ytskiktet genomsyras också av rotande molnband med olika kompositioner, beroende på höjd och tryck. På den övre nivån är temperaturer lämpliga för metan att kondensera, och tryckförhållandena är sådana att moln bestående av ammoniak, ammoniumsulfid, vätesulfid och vatten kan existera.
Vid lägre nivåer tros ammoniak och vätesulfid bildas. Djupare moln med vattenis bör också finnas i de nedre regionerna i troposfären, där tryck på cirka 50 bar (5,0 MPa) och en temperatur på 273 K (0 ° C) är vanliga.
Av orsaker som förblir otydliga upplever planetens termosfär ovanligt höga temperaturer på cirka 750 K (476,85 ° C / 890 ° F). Planeten är för långt från solen för att denna värme kan genereras genom ultraviolett strålning, vilket innebär att en annan uppvärmningsmekanism är involverad - vilket kan vara atmosfärens interaktion med joner i planetens magnetfält, eller tyngdkraftsvågor från planetens inre som sprids i atmosfären.
Eftersom Neptune inte är en solid kropp genomgår atmosfären differentiell rotation. Den breda ekvatorialzonen roterar med en period av cirka 18 timmar, vilket är långsammare än 16,1-timmars rotation av planetens magnetfält. Däremot gäller det omvända för de polära regionerna där rotationsperioden är 12 timmar.
Denna differentiella rotation är den mest uttalade av någon planet i solsystemet och resulterar i stark latitudinal vindskjuvning och våldsamma stormar. De tre mest imponerande upptäcktes alla 1989 av Voyager 2 rymdsond och namnges sedan baserat på deras utseende.
Den första som upptäcktes var en massiv anticyklonisk storm som mätte 13 000 x 6 600 km och liknade Jupiters stora röda fläck. Känd som den stora mörka fläcken upptäcktes inte denna storm fem senare (2 november 1994) när Hubble rymdteleskop letade efter det. Istället hittades en ny storm som var mycket lik utseende på planetens norra halvklot, vilket tyder på att dessa stormar har en kortare livslängd än Jupiters
Scooter är en annan storm, en vit molngrupp som ligger längre söderut än Great Dark Spot. Detta smeknamn uppstod först under de månader som ledde fram till Voyager 2 möte 1989, då molngruppen observerades rör sig snabbare än Great Dark Spot. The Small Dark Spot, en sydlig cyklonisk storm, var den näst mest intensiva stormen som observerades under 1989-mötet. Det var ursprungligen helt mörkt; men som Voyager 2 närmade sig planeten, en ljus kärna utvecklades och kunde ses i de flesta av de högupplösta bilderna.
Intern värme:
Av orsaker som astronomer fortfarande inte är tydliga på, är Neptuns inre ovanligt het. Även om Neptune ligger mycket längre från solen än Uranus och får 40% mindre solljus, är dess yttemperatur ungefär densamma. Faktum är att Neptune avger 2,6 gånger mer energi än det tar in från solen. Även utan solen lyser Neptun.
Denna stora mängd inre värme matchad med kylan i rymden skapar en enorm temperaturskillnad. Och detta sätter vindarna som spränger runt Neptun. Maximal vindhastighet på Jupiter kan vara mer än 500 km / timme. Det är dubbelt så snabbt som de starkaste orkanerna på jorden. Men det är ingenting jämfört med Neptun. Astronomer har beräknat vindar som sprängs över ytan av Neptun med 2 100 km / timme.
Djupt inne i Neptunus kan planeten ha en verklig fast yta. Kärnan i gas / is-jätten tros vara ett bergsområde med ungefär jordens massa. Men temperaturerna i denna region skulle vara tusentals grader; tillräckligt varmt för att smälta sten. Och trycket från vikten i hela atmosfären skulle krossa.
Kort sagt, det finns helt enkelt inget sätt att stå på ”Neptuns yta”, än mindre gå runt på den.
Vi har många intressanta artiklar om Neptune här på Space Magazine. Här är en om Rings of Neptune, Moons of Neptune, Who Discovered Neptune ?, Finns det hav på Neptun?
Om du vill ha mer information om Neptune kan du titta på Hubblesites nyhetsmeddelanden om Neptune och här är en länk till NASA: s solsystem för utforskning av Neptune.
Astronomy Cast har några intressanta avsnitt om Neptune. Du kan lyssna här, avsnitt 63: Neptune och avsnitt 199: The Voyager-programmet.
