Hierdie artikel handel oor die planeet Neptunus. Vir ander betekenisse van die naam, sien Neptunus (dubbelsinnig).
Neptunus is die agtste en sover bekend verste planeet van die Son af. In die Sonnestelsel is dit die vierde grootste planeet volgens deursnee, die planeet met die derde grootste massa en die digste reuseplaneet. Sy massa is 17 keer dié van die Aarde en effens groter as dié van Uranus. Neptunus is digter en fisies kleiner as Uranus omdat sy atmosfeer vanweë sy groter massa kleiner gedruk is deur sy swaartekrag. Die planeet wentel een keer elke 164,8 jaar om die Son op ’n gemiddelde afstand van 30,1 AE, of 4,5 miljard km. Dit is genoem na die Romeinse god van die see en sy sterrekundige simbool is ♆, ’n gestileerde weergawe van die god Neptunus se drietandvurk.
Neptunus is nie met die blote oog sigbaar nie en is die enigste planeet in die Sonnestelsel wat deur middel van wiskundige voorspelling ontdek is eerder as deur empiriese waarneming. Onverwagte veranderings in Uranus se wentelbaan het daartoe gelei dat Alexis Bouvard afgelei het sy wentelbaan is onderworpe aan swaartekragversteurings deur ’n onbekende planeet. Ná Bouvard se dood is Neptunus se posisie uit sy waarnemings voorspel – onafhanklik deur John Couch Adams en Urbain Le Verrier. Neptunus is daarna, op 23 September 1846, met ’n teleskoop waargeneem deur Johann Galle binne ’n graad van die posisie wat deur Le Verrier voorspel is. Sy grootste maan, Triton, is kort daarna ontdek, hoewel die planeet se 13 ander mane eers in die 20ste eeu teleskopies ontdek is. Vanweë die planeet se afstand van die Aarde af het dit ’n baie klein skynbare grootte, en dit is dus moeilik om hom met grondgebaseerde teleskope te ondersoek.
Neptunus is deur Voyager 2 besoek toe dit op 25 Augustus 1989 verby die planeet gevlieg het; dit is die enigste ruimtetuig wat Neptunus nog besoek het. Die uitvinding van die Hubble-ruimteteleskoop en groot grondgebaseerde teleskope met aanpassingsoptiek maak dit deesdae moontlik om die planeet van ver af waar te neem.
Nes met Jupiter en Saturnus die geval is, bestaan Neptunus se atmosfeer hoofsaaklik uit waterstof en helium, asook spore van koolwaterstowwe en moontlik stikstof, hoewel dit ’n groter proporsie "yse" soos water, ammoniak en metaan bevat. Sy binnekant bestaan, nes dié van Uranus, hoofsaaklik uit yse en rots; Uranus en Neptunus word vanweë dié eienskappe gewoonlik as ysreuse beskou om hulle van Jupiter en Saturnus te onderskei. Spore van metaan in die buitenste streke is verantwoordelik vir die planeet se blou voorkoms.
In kontras met Uranus se mistige atmosfeer sonder sigbare eienskappe, het Neptunus se atmosfeer aktiewe, sigbare weerpatrone. Tydens Voyager 2 se verbyvlug in 1989 het die planeet se suidelike halfrond byvoorbeeld ’n Groot Donker Vlek gehad, soortgelyk aan Jupiter se Groot Rooi Vlek. Hierdie weerpatrone word veroorsaak deur die sterktste winde op enige planeet in die Sonnestelsel – windsnelhede van tot 2 100 km/h is al gemeet. Weens sy groot afstand van die Son af, is Neptunus se buitenste atmosfeer een van die koudste plekke in die Sonnestelsel, met temperature by die boonste punte van sy wolke wat tot 55 K () kan daal. Die temperatuur in die planeet se middel is sowat 5 400 K ().
Neptunus het ’n dowwe, gefragmenteerde ringstelsel (wat "boë" genoem word). Dit is in 1984 ontdek en later deur Voyager 2 bevestig.
Geskiedenis Ontdekking duimnael|links|upright|Galileo Galilei. Galileo se tekeninge op 28 Desember 1612 en 27 Januarie 1613 is van die vroegste aangetekende waarnemings wat deur ’n teleskoop gedoen is – en dit bevat punte wat ooreenstem met wat nou bekend is die posisie van Neptunus is. Dit lyk of Galileo Neptunus op albei geleenthede vir ’n vaste ster aangesien het toe dit na aan Jupiter – in konjunksie – in die naglug was; hy kry dus nie die eer vir die planeet se ontdekking nie.
Tydens Galileo se eerste waarneming in Desember 1612 het Neptunus feitlik stilgestaan, want dit het op daardie dag retrograad geword. Hierdie oënskynlike terugwaartse beweging word geskep wanneer die Aarde se wentelbaan dit verby ’n buiteplaneet neem. Omdat Neptunus pas sy jaarlikse retrograde siklus begin het, was sy beweging heeltemal te klein dat Galileo dit met sy klein teleskoop kon sien. In 2009 het ’n studie aangetoon Galileo was ten minste bewus daarvan dat die "ster" wat hy waargeneem het, beweeg het relatief tot die vaste sterre.
In 1821 het Alexis Bouvard sterrekundige tabelle van die wentelbaan van Neptunus se buurman, Uranus, gepubliseer. Daaropvolgende waarnemings het aansienlike afwykings van dié tabelle getoon, en dit het Bouvard laat hipotetiseer dat ’n onbekende planeet Uranus se wentelbaan versteur deur middel van ’n swaartekragwisselwerking. In 1843 het John Couch Adams aan die wentelbaan van Uranus begin werk met die data wat hy tot sy beskikking gehad het en in 1844 bykomende inligting gekry van die Astronomer Royal, sir George Airy. Adams het in 1845 en '46 daaraan bly werk en verskeie ramings van ’n nuwe planeet gedoen.
duimnael|upright|links|Urbain Le Verrier. In 1845 en '46 het Urbain Le Verrier, onafhanklik van Adams, sy eie berekenings gedoen. Toe Airy in Junie 1846 Le Verrier se eerste gepubliseerde raming van die planeet se lengtegraad sien, en hoe baie dit met Adams se raming ooreenstem, het hy die Engelse sterrekundige James Challis oorreed om na die planeet te soek. Challis het die naglug in Augustus en September vrugteloos bespied.
Intussen het Le Verrier vir Johann Galle van die Berlynse Sterrewag per brief aangespoor om met die sterrewag se refraktorteleskoop te soek. Heinrich d'Arrest, ’n student by die sterrewag, het aan Galle voorgestel dat hulle ’n kaart van die lug in die streek van Le Verrier se voorspelde ligging vergelyk met die huidige lug om te soek na die kenmerkende beweging van ’n planeet in teenstelling met dié van ’n vaste ster. Op die aand van 23 September 1846, die dag toe Galle die brief ontvang, het hy Neptunus net noordoos van Iota Aquarii ontdek, een graad van Le Verrier se voorspelling van "vyf grade oos van Delta Capricorn".Levenson, Thomas (2015). The Hunt for Vulcan . . . And How Albert Einstein Destroyed a Planet, Discovered Relativity, and Deciphered the Universe, Random House Publications – 2015, p.38 Dit was sowat 12° van Adams se voorspelling, en op die grens tussen die Waterdraer (Aquarius) en Steenbok (Capricornus) volgens die IAU se moderne indeling van sterrebeelde. Challis het later agtergekom hy het die planeet twee keer gesien, op 4 en 12 Augustus, maar nie besef dit is ’n planeet nie omdat hy nie ’n sterkaart gehad het wat op datum was nie en ook omdat sy aandag afgelei is deur sy werk aan komeetwaarnemings.
Ná die ontdekking was daar ’n kwaai nasionalistiese wedywering tussen die Franse en Britte oor wie saam met Galle die krediet daarvoor moet kry. Eindelik was die internasionale konsensus dat Le Verrier en Adams albei erkenning moet kry. Sedert 1966 het die Amerikaanse sterrekundige en historikus Dennis Rawlins die geloofwaardigheid van Adams se aanspraak as mede-ontdekker bevraagteken en historici het die saak heroorweeg met die terugbesorging in 1998 van die "Neptunusdokumente" (historiese dokumente) aan die Royal Observatory in Greenwich. Nadat hulle dit bestudeer het, het hulle voorgestel dat "Adams nie gelyke aanspraak as Le Verrier gehad het op die ontdekking van Neptunus nie. Daardie eer kom net die persoon toe wat daarin geslaag het om die planeet se plek te voorspel asook om ander sterrekundiges te oorreed om daarna te soek."
Naam Kort ná Neptunus se ontdekking is hy bloot "die planeet anderkant Uranus" of "Le Verrier se planeet" genoem. Die eerste voorstel vir ’n naam het van Galle gekom; hy het die naam "Janus" voorgestel. In Engeland het Challis die naam "Okeanos" voorgestel.Moore (2000):206
Le Verrier het gou aanspraak daarop gemaak om sy ontdekking ’n naam te gee en die naam "Neptunus" voorgestel, hoewel hy valslik beweer het die naam is amptelik deur die Franse Bureau des Longitudes goedgekeur. In Oktober wou hy die planeet "Le Verrier", na homself, noem. Hy is gesteun deur die sterrewag se direkteur, François Arago, maar dit het buite Frankryk groot teenstand gekry. Franse sterrekundige almanakke het gou die naam "Herschel" vir Uranus begin gebruik, na aanleiding van sy ontdekker, sir William Herschel, en "Leverrier" vir die nuwe planeet.
"Neptunus" het egter kort daarna die algemeen aanvaarde naam geword. Neptunus was in die Romeinse mitologie die god van die see, wat die Grieke Poseidon genoem het. Die keuse van ’n mitologiese naam was in ooreenstemming met die name van die ander planete behalwe die Aarde, wat almal na gode in die Griekse en Romeinse mitologie genoem is.
Status Van sy ontdekking in 1846 tot met die ontdekking van Pluto in 1930 was Neptunus die verste bekende planeet. Toe Pluto ontdek word, is dit as ’n planeet beskou en Neptunus het die tweede verste bekende planeet geword – behalwe vir ’n tydperk van 20 jaar tussen 1979 en 1999 toe Pluto vanweë sy elliptiese wentelbaan nader aan die Son was as Neptunus.
Die ontdekking van die Kuipergordel in 1992 het daartoe gelei dat baie sterrekundiges daaroor gedebatteer het of Pluto as ’n planeet of as deel van die Kuipergordel beskou moet word. In 2006 het die Internasionale Astronomiese Unie (IAU) die term "planeet" vir die eerste keer gedefinieer. Daarvolgens het Pluto ’n dwergplaneet geword en was Neptunus weer eens die verste bekende planeet in die Sonnestelsel.
Fisiese eienskappe duimnael|’n Vergelyking van die Aarde en Neptunus se grootte.
Neptunus se massa van 1,0243 kg is tussen dié van die Aarde en die groot gasreuse: Dit is 17 keer dié van die Aarde, maar net van Jupiter s'n.Die Aarde se massa is 5,9736 kg, wat ’n massaverhouding gee van
Uranus se massa is 8,6810 kg, wat ’n massaverhouding gee van
Jupiter se massa is 1,8986 kg, wat ’n massaverhouding gee van
Massawaardes van Sy swaartekrag by 1 bar is 11,15 m/s2, 1,14 keer die oppervlakswaartekrag van die Aarde, en word net deur Jupiter oortref. Die radius van Neptunus se ewenaar (24 764 km) is byna vier keer dié van die Aarde se ewenaar. Neptunus is, nes Uranus, ’n ysreus, ’n subklas van die reuseplanete, want hulle is kleiner en het hoër konsentrasies vlugtige stowwe as Jupiter en Saturnus.
In die soeke na eksoplanete word Neptunus as maatstaf gebruik: Liggame van ’n soortgelyke massa wat ontdek word, word dikwels "Neptunusse" genoem, net soos wat soms na "Jupiters" verwys word.
Interne struktuur Neptunus se interne struktuur stem ooreen met dié van Uranus. Sy atmosfeer maak sowat 5% tot 10% van sy massa uit en strek tot miskien 10% tot 20% van die pad na sy kern, waar dit druk van sowat 10 GPa ondervind, of sowat 100 000 keer dié van die Aarde se atmosfeer. Toenemende konsentrasies metaan, ammoniak en water word in die laer streke van die atmosfeer aangetref.
duimnael|links|Die interne struktuur van Neptunus: Die mantel is 10 tot 15 aardmassas en is ryk aan water, ammoniak en metaan. Soos die gebruik in planetêre wetenskap is, word na hierdie mengsel verwys as yse, al is dit ’n warm, digte vloeistof. Dié vloeistof, wat ’n groot elektriese geleidingsvermoë het, word soms ’n water-ammoniak-oseaan genoem. Die mantel bestaan dalk uit ’n laag ioniese water waarin die watermolekules afgebreek word in ’n sop van waterstof en suurstofione en dieper af superioniese water waarin die suurstof kristalliseer, maar die waterstofione vrylik ronddryf binne die suurstofraamwerk.
Op ’n diepte van 7 000 km kan die toestande sodanig wees dat metaan diamantkristalle vorm wat soos haelkorrels neerreën. Wetenskaplikes glo hierdie soort diamantreën kom ook op Jupiter, Saturnus en Uranus voor. Proefnemings by die Lawrence Livermore- Nasionale Laboratorium in Kalifornië dui daarop dat die bokant van die mantel ’n oseaan van vloeibare koolstof kan wees met soliede, drywende "diamante".