Vårt solsystem är en fascinerande plats. Mellan åtta planeter och många dvärgplaneter finns det några allvarliga skillnader vad gäller bana, sammansättning och temperatur. Medan förhållanden inom det inre solsystemet, där planeter är markbundna i naturen, kan bli ganska varma, planeter som går i bana utanför Frost Line - där det är tillräckligt kallt att flyktiga ämnen (dvs. vatten, ammoniak, metan, CO och CO²) kondenserar till fasta ämnen - kan bli kraftig förkylning!
Det är i denna miljö som vi finner Neptune, solsystemets mest avstånd (och därmed mest kalla) planet. Medan denna gas / is-jätten inte har någon "yta" att tala om, har jordbaserad forskning och flybys genomförts som har lyckats få exakta mätningar av temperaturen i planetens övre atmosfär. Sammantaget upplever planeten temperaturer som sträcker sig från cirka 55 K (-218 ° C; -360 ° F) till 72 K (-200 ° C; -328 ° F), vilket gör den till den kallaste planeten i solsystemet.
Orbitalegenskaper:
Av alla planeter i solsystemet kretsar Neptune om solen på det största genomsnittliga avståndet. Med en mycket liten excentricitet (0,0086), kretsar den runt solen på en halv-huvudaxel på ungefär 30.11 AU (4.504.450.000.000 km), från 29.81 AU (4.459 x 10)9 km) vid perihelion och 30,33 AU (4,537 x 10)9 km) vid aphelion.
Neptun tar 16 timmar 6 minuter och 36 sekunder (0,6713 dagar) för att slutföra en enda siderisk rotation, och 164,8 jordår för att slutföra en enda bana runt solen. Detta innebär att en enda dag varar 67% så länge på Neptunus, medan ett år motsvarar cirka 60.190 jorddagar (eller 89.666 Neptuniska dagar).
Eftersom Neptuns axiella lutning (28,32 °) liknar jordens (~ 23 °) och Mars (~ 25 °) upplever planeten liknande säsongsförändringar. Kombinerat med dess långa omloppsperiod betyder detta att säsongerna varar i fyrtio jordår. Dessutom leder planets axiella lutning också till variationer i dess dagslängd, liksom till variationer i temperatur mellan de norra och södra halvklotren (se nedan).
"Yta" temperatur:
På grund av deras sammansättning är det tekniskt omöjligt att bestämma en yttemperatur på gas- eller isjättar (jämfört med markplaneter eller månar). Som ett resultat har astronomer förlitat sig på mätningar som erhållits i höjder där atmosfärstrycket är lika med 1 bar (eller 100 kilo Pascals), motsvarande lufttrycket här på jorden vid havsnivån.
Det är här på Neptun, precis under de övre nivåmolnen, som trycket når mellan 1 och 5 bar (100 - 500 kPa). Det är också på denna nivå som temperaturerna når upp till 72 K (-201.15 ° C; -330 ° F). Vid denna temperatur är förhållandena lämpliga för att kondensera metan, och moln av ammoniak och vätesulfid tros bildas (vilket är det som ger Neptune dess karakteristiskt mörka cyanfärgning).
Men som med alla gas- och isjättar varierar temperaturen på Neptun på grund av djup och tryck. Kort sagt, ju djupare man går in i Neptune, desto varmare blir det. I sin kärna når Neptune temperaturer upp till 7273 K (7000 ° C; 12632 ° F), vilket är jämförbart med solens yta. De enorma temperaturskillnaderna mellan Neptunes centrum och dess yta skapar enorma vindstormar som kan nå upp till 2 100 km / timme, vilket gör dem till de snabbaste i solsystemet.
Temperaturavvikelser och variationer:
Medan Neptunus genomsnittliga de kallaste temperaturerna i solsystemet, är en underlig avvikelse planetens sydpol. Här är det 10 grader varmare än resten av planeten. Denna "heta plats" inträffar på grund av att Neptunes södra pol för närvarande utsätts för solen. När Neptunus fortsätter sin resa runt solen kommer polernas position att vända. Då blir nordpolen den varmare och sydpolen kommer att svalna.
Neptuns mer varierade väder jämfört med Uranus beror delvis på dess högre inre uppvärmning, vilket är särskilt förvirrande för forskare. Trots det faktum att Neptune ligger mer än 50% längre från solen än Uranus och endast tar emot 40% av sitt solljus, är de två planeternas yttemperaturer ungefär lika.
Djupare inuti gasskikten stiger temperaturen stadigt. Detta överensstämmer med Uranus, men konstigt nog är skillnaden större. Uranus strålar endast 1,1 gånger så mycket energi som den får från solen, medan Neptune strålar cirka 2,61 gånger så mycket. Neptun är den längsta planeten från solen, men dess inre energi är tillräcklig för att driva de snabbaste planetvindarna som ses i solsystemet. Mekanismen för detta förblir okänd.
Och medan temperaturen på Pluto har registrerats som att de når lägre - ner till 33 K (-240 ° C; -400 ° F) - betyder Plutos status som en dvärgplanet att den inte längre är i samma klass som de andra. Som sådan förblir Neptunus den kallaste planeten av de åtta.
Vi har skrivit många artiklar om Neptune här på Space Magazine. Här är The Giant (and Ice) Giant Neptune, What is the Surface of Neptune Like?, 10 intressanta fakta om Neptune, och The Rings of Neptune.
Om du vill ha mer information om Neptune, ta en titt på Hubblesites nyhetsmeddelanden om Neptune, och här är en länk till NASA: s undersökningssystem för solsystem till Neptune.
Vi har spelat in ett helt avsnitt av Astronomy Cast precis om Neptune. Du kan lyssna på det här, avsnitt 63: Neptune.
