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Neptun

Neptun ist von innen aus gezählt der achte Planet und war im Altertum und Mittelalter unbekannt. Erst am 23. September 1846 wurde er von Johann Gottfried Galle und seinem Assistenten Heinrich Louis d’Arrest an der Berliner Sternwarte entdeckt, nachdem sie einen Brief des französischen Mathematikers und Astronomen Urbain Jean Joseph Le Verrier erhalten hatten, in dem dieser darum bat, an der von ihm berechneten Position nach dem neuen Planeten zu suchen.

Die Entdeckung des Neptun gehört zu den eindrucksvollsten Leistungen der theoretischen Astronomie. Dem französischen Astronomen Leverrier gelang aus den beobachteten Abweichungen der Positionen des Planeten Uranus zu den berechneten, den Ort eines hypothetischen Planeten zu berechnen, der für die Störungen verantwortlich sein müsste. Tatsächlich konnten dann der Berliner Astronomen Galle und sein Assistenten in der Nähe der berechneten Position den Planeten zu finden.

Der Planet ist so lichtschwach, dass mit dem bloßen Auge nicht zu sehen ist. Aber mit einem Fernglas ist er als Lichtpunkt 8. Größe zu erkennen. Mit größeren Instrumenten ist bei stärkerer Vergrößerung eine bläuliche kleine Scheibe mit einem Durchmesser von höchstens 2,4" zu erkennen.

Neptun läuft in einem Abstand von etwa 30 AE um die Sonne und benötigt etwas weniger als 165 Jahre für eine Umkreisung. Somit beträgt seine mittlere Bahngeschwindigkeit 5,4 Kilometer pro Sekunden.Im Mittel wandert der Planet täglich etwa 21,4 Bogensekunden von der Erde aus gesehen weiter. Aufgrund dieser langsamen Bewegung kommt Neptun alle 367,5 Tage in Opposition zur Sonne.

Im Perihel ist er 4,471 Milliarden Kilometer und im Aphel 4,559 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt. Seine Bahn ist fast kreisförmig, nur die Venusbahn weißt eine geringere Exzentrizität auf. Der nächste Apheldurchgang findet am 17. Dezember 2025 statt. Erst am 15. September 2042 wird Uranus wieder durch das Perihel seiner Bahn laufen. Das Licht benötigt zwischen 3,99 und 4,34 Stunden vom Planeten zu uns.

Das meiste Wissen stammt immer noch von der Raumsonde Voyager 2, die am 25. August 1989 mit einer Geschwindigkeit von nahezu 100 Kilometer pro Sekunde das Neptun-System durchquerte. Dabei flog die Sonde 4.905 Kilometer oberhalb der Wolkengrenze am Planeten vorbei. Obwohl Neptun zu den Riesenplaneten wie Jupiter und Saturn gezählt wird, unterscheidet er sich von den beiden weiter innen liegenden Planeten doch deutlich. Sein Durchmesser ist deutlich kleiner, Im Mittel misst der Neptunglobus 49.424 km im Durchmesser. Somit besitzt der Planet fast den vierfachen Durchmesser der Erde und das 58fache Volumen. Seine Masse übertrifft die unseres Planeten um das Siebzehnfache. Daraus ergibt sich eine mittlere Dichte von 1,67 Gramm pro Kubikzentimeter. Von den vier Riesenplaneten ist er der kleinste, hat aber mehr Masse als Uranus. Ein Neptuntag dauert nur 16 Stunden. Der Äquator Neptuns ist um 28,3° gegen seine Bahnebene geneigt.

Seine Atmosphäre besteht aus Wasserstoff, Helium und Methan. Er gehört somit wie Jupiter, Saturn und Neptun zu den sogenannten Wasserstoffplaneten. Uranus besitzt die 14,5-fache Masse der Erde. Am Äquator rotiert Uranus in rund 17 Stunden und 15 Minuten einmal um seine Achse.

Neptun besitzt wohl eine innere Wärmequelle, da er zweieinhalb mal so viel Wärme abstrahlt als er von der Sonne empfängt. Deshalb ist es in seiner oberen Atmosphäre fast genau so warm wie die des Planeten Uranus.

Voyager 2 fand 5 Ringe um den Planeten, die aus Partikeln sehr unterschiedlicher Größe bestehen. Neben Brocken von der Größe eines Hauses, umkreisen auch winzige Staubkörnchen den blauen Planeten, wobei sie sich recht ungleichmäßig in den Ringen verteilen. Auch sind die meisten der 14 bekannten Monde für die meisten Amateurteleskope zu lichtschwach.

Die Atmosphäre Neptuns

Neptun ist nach Erde und Uranus ein weiterer blauer Planet in unserem Sonnensystem. Die oberen Schichten seiner Atmosphäre bestehen zu 79% aus Wasserstoff, 18% Helium und etwa 3% Methan. Letzteres absorbiert das Sonnenlicht vorwiegend im roten und infraroten Bereich des Spektrum. Dadurch erscheint die Atmosphäre des Riesenplaneten blau.

Während die Atmosphäre des Uranus kaum Strukturen aufweist, zeigen auf Neptun immer wieder helle, zirrenartige Wolken aus Methaneis über einer durch Aerosole dunstigen Lufthülle. Daneben zeigen sich auch dunkle Strukturen. Als die Sonde Voyager 2 im August 1989 am Planeten vorbei raste, zeigte sich ein besonders großer, dunkler Fleck. Auch bei ihm handelte es sich ähnlich wie bei dem Großen Roten Fleck auf Jupiter um einen Wirbelsturm mit einem Durchmesser von der Größe der Erde. Allerdings war er nicht so beständig wie das Sturmsystem auf Jupiter. 1996 verschwand der Fleck.

Neptuns Atmosphäre wird von gewaltigen Winden mit mehr als 1.000 km/h um die Planetenkugel getrieben. In Stürmen treten Geschwindigkeiten bis 2.100 km/h auf. Da die Winden gegen die Rotationsrichtung des Planeten wehen, rotiert die obere Atmosphäre rund zwei Stunden langsamer, ca. 18. Stunden.

Das Magnetfeld Neptuns

Neptuns Magnetfeld ist zwar deutlich schwächer als die von Jupiter und Saturn, aber stärker als das irdische. Allerdings weist es eine beträchtliche Neigung zur Rotationsachse auf. 47°. Außerdem ist die Achse des Magnetfelds um rund 13 Tausend Kilometer vom Zentrum des Planeten versetzt. Auch besitzt es eine komplexe Geometrie und weicht stark von einem klassischen Dipolfeld ab.

Innerer Aufbau Neptuns

Neptuns innere Struktur ähnelt der des Planeten Uranus. Vermutlich steuert die Atmosphäre etwa 5 bis 10 Prozent zur Gesamtmasse des Planeten bei und nimmt etwa 10 bis 20 Prozent des Planetenradius ein.

Darunter liegt eine Mantel mit 10 bis 15 Erdmassen aus einem heißen Gemisch aus Wasser, Ammoniak und Methan. In den tieferen Schichten werden die Moleküle vermutlich aufgebrochen. Einige Forschenden vermuten, dass sich aus Methan Diamantkristalle bilden, die dann wie Hagelkörner herab regnen.

Der Kern aus besteht wahrscheinlich aus Eisen, Nickel und Silikaten mit dem 1- bis 1 ½-fachen Masse der Erde. Die Temperatur in seinem Zentrum beträgt etwa 5.500 °C und der Druck einige Millionen bar, etwa dem Doppelten wie im Erdkern.