천문학

해왕성의 내부 열원

해왕성의 내부 열원


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자매 행성인 천왕성과 달리 해왕성은 역동적인 대기와 날씨를 일으키는 상당한 내부 열원을 가지고 있습니다.

위키피디아에서는 다음과 같이 말합니다.

천왕성과 마찬가지로 이 가열의 원인은 알려져 있지 않습니다., 그러나 불일치는 더 큽니다. 천왕성은 태양으로부터 받는 에너지의 1.1배만 복사합니다. 반면 해왕성은 태양으로부터 받는 에너지의 약 2.61배를 방출합니다. 해왕성은 태양에서 가장 멀리 떨어진 행성이지만 내부 에너지는 태양계에서 볼 수 있는 가장 빠른 행성풍을 몰아내기에 충분합니다. 내부의 열적 특성에 따라 해왕성의 형성에서 남은 열은 현재의 열 흐름을 설명하기에 충분할 수 있지만 두 행성 사이의 명백한 유사성을 유지하면서 천왕성의 내부 열 부족을 동시에 설명하는 것이 더 어렵습니다.

해왕성의 해양 액체를 유지하는 데 필요한 열원에 대해 그럴듯한 이론이 제안되었습니까?

상당한 온실 효과를 생성하기에 충분한 메탄이 대기 중에있을 수 있습니까?


해왕성과 천왕성은 각각 7273K와 5255K의 핵심 온도를 추정했습니다. 그러나 천왕성과 해왕성은 액체 상태의 바다가 없을 가능성이 높습니다. 두 행성의 압력과 온도의 조합은 액체 상태의 바다에 적합하지 않은 조건을 초래합니다. 실제로 해왕성에서 액체 상태의 바다가 형성되기 위해서는 해왕성이 냉각되어야 할 것으로 예상됩니다.

이에 대한 논문: Cornell University

(관련이 없지만 재미있는) 다이아몬드 바다가 존재할 수 있습니다. 천왕성과 해왕성은 10%의 탄소로 구성되어 있으며 그 중 일부는 메탄입니다. 메탄은 천왕성과 해왕성의 조건에 노출되면 다이아몬드를 형성할 수 있습니다. 다이아몬드는 해왕성과 천왕성의 조건에서 다시 녹아 액체 다이아몬드를 형성할 수 있습니다. 따라서 해왕성과 천왕성에 잠재적으로 다이아몬드 바다가 있을 수 있습니다.

이에 대한 논문은 다음과 같습니다. 천연재료

해왕성의 열원에 대해 고려되는 두 가지 그럴듯한 이론은 당신이 말했듯이 대기의 메탄 농도가 행성 형성 후 형성 열을 유지할 만큼 충분히 높다는 것입니다. 다른 하나는 Triton의 역행 타원 궤도에 의해 생성 된 조력이 생성되었지만, 그것에 대한 논문은 해왕성과 천왕성의 차이를 설명하지 않는다는 결론을 내립니다.

고려해야 할 또 다른 사항은 천왕성이 해왕성이 더 따뜻하기보다는 오히려 더 시원할 수 있다는 것입니다. 이것은 수명 초기에 지구 크기의 간접 충돌의 결과 일 수 있습니다. 충돌은 코어 주변에 상당한 양의 물질을 퇴적시켜 코어에서 행성의 외부 부분으로의 열 전달을 훨씬 느리게 만들었기 때문에 방출된 온도의 감소를 초래합니다. 이 충돌이 발생했다면 97.7°의 비정상적인 기울기가 발생했을 것입니다.

이 충돌에 대한 논문: American Astronomical Society

두 번째 질문에 대해, 앞에서 다룬 해왕성 대기의 메탄은 상당한 온실 효과를 일으킬 수 있습니다.

해왕성은 태양으로부터 받는 에너지보다 2.7배 더 많은 에너지를 방출합니다. 이 접근 에너지는 쌍둥이 행성 천왕성에서 볼 수 없는 폭풍을 생성하도록 대기에 전력을 공급합니다. 내부 에너지의 원천은 해왕성이 더 작고 오래 전에 에너지를 방출했을 것이기 때문에 형성(즉, 목성)에서 남은 에너지로 인한 것일 수 없습니다. 토성에 대한 헬륨 비와 같은 비정상적인 화학 변화 때문도 아닙니다. 오히려 해왕성은 메탄이 해왕성의 대기에 매우 풍부하고 메탄이 열의 우수한 단열재(즉, 온실 효과)라는 사실 때문에 남은 지층 열을 가두는 데 더 효율적으로 보입니다. 해왕성은 천왕성과 같이 수십억 년 전에 복사되어야 하는 형성 열을 가두는 영하 유형의 온실 효과를 가지고 있습니다.

이 발췌문 출처: University of Oregon

천왕성 대기 메탄이 해왕성에 미치는 영향만큼 많은 영향을 미치지 않는 이유와 관련하여, 해왕성은 단순히 대기에 메탄이 ​​더 많거나 위에서 언급 한 일부 요인의 조합이 차이를 유발할 수 있습니다. . 그 이상은 모릅니다.

Tritons Tidal Heating에 관한 논문: 텍사스 대학교


해왕성

해왕성은 태양에서 8번째로 큰 행성이며(직경 기준으로) 네 번째로 큰 행성입니다. 해왕성은 지름은 작지만 질량은 천왕성보다 큽니다.


지난 25 년 동안 행성 간 탐사에서 배운 내용을 요약합니다. 에 대한 나의 기본 참조 아홉 행성.

좀 더 깊이 파헤치고 싶은 사람들을 위한 행성 과학을 보다 학술적으로 소개합니다.


이 태양계의 로드맵에는 사진뿐만 아니라 많은지도와 데이터가 포함되어 있습니다.

로마 신화에서 해왕성(그리스어: 포세이돈)은 바다의 신이었습니다.

천왕성이 발견 된 후, 그것의 궤도가 뉴턴의 법칙에 따라야 할 궤도가 아니라는 것이 발견되었습니다. 따라서 더 먼 다른 행성이 천왕성의 궤도를 교란해야 할 것으로 예측되었습니다. 해왕성은 1846년 9월 23일에 Galle와 d'Arrest에 의해 처음으로 관측된 목성, 토성 및 천왕성의 위치를 ​​기반으로 한 계산에서 Adams와 Le Verrier가 독립적으로 예측한 위치와 매우 가까운 위치에 관찰되었습니다. 영국과 프랑스 사이에(아담스와 르베리에 사이에는 그렇지 않지만) 우선 순위와 그들이 현재 해왕성의 발견과 함께 공동으로 인정받고 있는 새로운 행성의 이름을 지정할 권리를 놓고 국제 분쟁이 발생했습니다. 이후 관측에 따르면 Adams와 Le Verrier가 계산한 궤도는 해왕성의 실제 궤도에서 상당히 빠르게 분기됩니다. 행성에 대한 검색이 몇 년 전이나 후에 이루어졌다면 예측된 위치 근처에서 발견되지 않았을 것입니다.

200여 년 전인 1613년에 갈릴레오는 해왕성이 목성과 아주 가까이에 있을 때 해왕성을 관찰했지만, 그는 그것이 단지 별이라고 생각했습니다. 이틀 연속 밤에 그는 실제로 근처에 있는 다른 별에 대해 약간 움직인다는 것을 알아차렸습니다. 그러나 그 다음 밤에 그것은 그의 시야에서 벗어났습니다. 그가 지난 며칠 밤에 그것을 보았다면 해왕성의 움직임이 그에게 분명했을 것입니다. 그러나 슬프게도 흐린 하늘은 그 몇 가지 중요한 날에 관측을 방해했습니다.

1989년 8월 25일 보이저 2호라는 우주선 하나만으로 해왕성을 방문했습니다. 우리가 해왕성에 대해 알고 있는 대부분은 이 단일 만남에서 비롯됩니다. 그러나 다행스럽게도 최근 지상 기반 및 HST 관측도 많은 것을 추가했습니다.

명왕성의 궤도는 너무 편심하기 때문에 때때로 해왕성의 궤도를 가로질러 해왕성을 몇 년 동안 태양에서 가장 먼 행성으로 만듭니다.

해왕성의 구성은 아마도 천왕성의 구성과 비슷할 것입니다. 다양한 "얼음"과 암석이 약 15%의 수소와 약간의 헬륨을 함유하고 있습니다. 천왕성과 비슷하지만 목성과 토성과는 달리 내부 층이 뚜렷하지 않고 구성이 다소 균일합니다. 그러나 바위 같은 물질의 작은 코어 (지구 질량 정도)가있을 가능성이 큽니다. 대기는 대부분 수소와 헬륨이며 소량의 메탄이 있습니다.

해왕성의 푸른색은 주로 대기의 메탄이 붉은 빛을 흡수한 결과이지만 구름에 풍부한 푸른 색조를 부여하는 아직 확인되지 않은 발색단이 추가로 있습니다.

전형적인 가스 행성과 마찬가지로 해왕성은 위도의 띠와 큰 폭풍 또는 소용돌이에 국한된 빠른 바람을 가지고 있습니다. 해왕성의 바람은 태양계에서 가장 빠르며 시속 2000km에 이릅니다.

목성과 토성과 마찬가지로 해왕성은 내부 열원을 가지고 있습니다. 해왕성은 태양으로부터 받는 에너지의 두 배 이상을 방출합니다.

보이저 조우 당시 해왕성의 가장 두드러진 특징은 그레이트 다크 스팟 (왼쪽) 남쪽 반구. 크기는 목성의 대적점(지구와 거의 같은 지름)의 절반 정도였습니다. 해왕성의 바람은 대흑점을 300미터/초(700mph)의 속도로 서쪽으로 불었습니다. 보이저 2 호는 또한 남반구에서 더 작은 어두운 점과 16 시간마다 넵튠 주위를 맴도는 작고 불규칙한 흰 구름을 보았습니다 (현재 "스쿠터"(오른쪽)). 그것은 대기의 낮은 곳에서 솟아오르는 깃털일지 모르지만 그 정체는 여전히 미스터리로 남아 있습니다.

그러나 HST 관찰 1994년의 해왕성(왼쪽)은 대흑점이 사라진 것을 보여줍니다! 그것은 단순히 소멸되었거나 현재 대기의 다른 측면에 의해 가려지고 있습니다. 몇 달 후 HST는 해왕성의 북반구에서 새로운 암흑점을 발견했습니다. 이것은 해왕성의 대기가 구름의 꼭대기와 바닥 사이의 약간의 온도 차이로 인해 빠르게 변화한다는 것을 나타냅니다.

해왕성은 또한 반지. 지구에서 관측한 결과 완전한 고리 대신 희미한 호만 보였으나 보이저 2호의 이미지는 밝은 덩어리가 있는 완전한 고리임을 보여주었다. 고리 중 하나는 이상한 뒤틀린 구조로 보입니다 (오른쪽).

천왕성과 목성과 마찬가지로 해왕성의 고리는 매우 어둡지만 그 구성은 알려져 있지 않습니다.

해왕성의 고리에는 이름이 주어졌습니다. 가장 바깥쪽은 Adams(지금은 Liberty, Equality 및 Fraternity로 명명된 세 개의 두드러진 호를 포함)이고, 다음은 Galatea와 함께 공전하는 이름 없는 고리이고, 그 다음 Leverrier(외부 확장은 Lassell 및 Arago라고 함)입니다. 그리고 마침내 희미하지만 넓은 Galle.

해왕성의 자기장은 천왕성과 마찬가지로 이상한 방향이며 아마도 중간층에 있는 전도성 물질(아마도 물)의 움직임에 의해 생성되었을 것입니다.

해왕성은 쌍안경으로 볼 수 있지만(어디를 봐야 하는지 정확히 안다면) 작은 원반 외에 다른 것을 보려면 큰 망원경이 필요합니다. 하늘에서 해왕성(및 다른 행성)의 현재 위치를 보여주는 여러 웹 사이트가 있지만 실제로 찾기 위해서는 훨씬 더 자세한 차트가 필요합니다. 이러한 차트는 플라네타륨 프로그램으로 만들 수 있습니다.


바람은 왜 이렇게 빠를까?

해왕성은 빠른 바람의 세계입니다. 사이먼은 초속 500미터(1,640피트)의 속도로 이동하는 것으로 측정되었습니다. 이것은 목성에서 측정된 가장 빠른 바람의 속도의 약 4배입니다. NASA에 따르면 높은 고도에서 해왕성의 바람은 음속의 1.5배 또는 1,100mph(1,770km/h)보다 빠를 수 있습니다.

또한 어떤 이유에서인지 해왕성의 바람은 서쪽으로 불거나 행성의 회전 방향으로 뒤로 불고 있습니다. 2013년 네이처 저널에 발표된 연구에 따르면 해왕성과 천왕성의 바람은 두께가 1,000km를 넘지 않는 얇은 층에 있을 것이라고 제안했습니다. 이 얕은 깊이는 수분을 응축하고 증발시켜 바람을 일으킬 수 있음을 시사합니다.


해왕성


NASA -- 더 큰 이미지와 더 많은 정보

2013년 7월 15일, 천문학자(Mark Showalter)는 2004년부터 2009년까지 허블 우주 망원경으로 촬영한 150개의 이미지를 분석하여 해왕성 주변에서 새로운 위성을 발견했다고 발표했습니다. "S/2004 N 1"으로 명명된 12마일(19km) 너비는 행성에서 약 65,400마일(105,000km) 떨어진 거리에 원형 궤도를 가지고 있습니다. 새로운 위성은 해왕성 주변에서 14번째로 발견된 위성입니다(NASA 과학 뉴스 및 허블 보도 자료).

14번째 작은 위성
주변에서 감지되었습니다
해왕성(더).

지구-태양 거리의 30배가 조금 넘는 거리에 있는 태양으로부터 8개의 행성인 해왕성은 4개의 가스 거인 중 가장 멀리 떨어져 있습니다. 천왕성보다 약간 작지만 밀도는 높으며 지름은 49,500km(30,800마일) 이상으로 지구의 4배, 질량은 지구의 17배 이상입니다. 다른 거대 행성들과 마찬가지로 해왕성은 지구상에서 16 시간 이상 지속되는 "하루"를주는 빠른 자전을 가지고 있지만, 먼 궤도를 도는 데는 거의 164 년이 걸립니다.


긴 밝은 색
권운형 구름
떠있는 것을 찾을 수 있습니다
해왕성의 높은
분위기 (더
천문학 사진
그 날).

천왕성과 마찬가지로 해왕성은 대부분 "얼음"과 암석으로 구성되어 있으며 약 15%의 수소와 약간의 헬륨이 있습니다. 천문학자 리처드 크로우(Richard Crowe)에 따르면 이 행성의 암석핵은 지구 지름의 약 1.2배(해왕성 지름의 30~40%)이며 지구 질량의 약 10배(해왕성 총 질량의 60~70%)일 수 있다고 합니다. Ask Astro", Astronomy, 2004년 10월). 그러나 모든 거대 가스와 마찬가지로 대기는 약 3/4의 수소와 1/4의 헬륨으로 구성되어 있으며 소량의 메탄이 포함되어 있어 희미한 구름을 생성합니다. 사실, 해왕성의 푸르스름한 색은 천왕성에서도 발견되는 메탄에 의한 동일한 빛 산란 및 적색 파장 흡수 때문입니다.

해왕성은 남반구에서 목성의 대적점 크기의 약 절반인 "대흑점"이라고 하는 거대한 폭풍을 가지고 있으며 지름은 지구와 거의 같습니다. 잘. 다른 가스 거인들과 마찬가지로, 시속 1,100km(또는 700마일) 이상의 속도로 대흑점을 서쪽으로 이동시키는 한 띠를 포함하여 위도 범위에 국한된 빠른 바람이 있습니다. 실제로 해왕성은 태양계에서 가장 빠른 행성풍을 가지고 있어 시속 2,000km(1,200마일 이상)에 도달합니다.

의례 제트 추진 연구소. Copyright (c) California Institute of Technology, Pasadena, CA. 판권 소유.

그러한 고속 바람과 끊임없이 변화하는 구름의 에너지는 태양에서 오는 것이 아닙니다. 실제로 해왕성은 태양으로부터 흡수하는 에너지의 2.6배를 복사합니다. 목성과 토성과 마찬가지로 해왕성은 내부 열원을 가지고 있는 것처럼 보이기 때문에 태양으로부터 받는 에너지의 두 배 이상을 방출합니다. 행성 과학자들은 해왕성의 깊숙한 곳에서 압력이 형성되고(그리고 열이) 이전에 기체 상태였던 수소의 대부분이 다시 목성과 토성과 같은 액체 금속 수소로 바뀔 때까지 있다고 믿습니다. 이러한 조건에서 해왕성의 대기에서 발견 된 메탄도 분해됩니다. 메탄의 4 개 수소 원자를 보유한 결합이 용해되고 탄소 원자가 극심한 압력으로 서로 결합하여 다이아몬드를 형성 할 수 있습니다 (대학 팀의 새로운 가설에 따르면 캘리포니아 버클리와 로빈 베네 데티가 실시한 실험). 따라서 다이아몬드의 비가 넵튠의 중심부를 향해 떨어지면서 무거운 대기와의 마찰을 통해 열을 방출 할 수 있습니다 (Curtis Rist, Discover, 2000 년 9 월).

그러나 1996년부터 2002년까지 허블 우주 망원경으로 관측한 결과, 해왕성의 구름 띠는 지구에서 볼 수 있는 계절적 변화와 같이 햇빛의 계절적 변화에 따라 점점 더 넓어지고 밝아지고 있음이 확인되었습니다. 이 발견은 로웰 천문대의 G. 웨슬리 록우드(G. Wesley Lockwood)가 1980년 이래로 해왕성이 점차 밝아지고 있음을 시사한 관측과 일치합니다. 근적외선 파장에서 행성의 밝기는 가시광선보다 높은 고도의 구름에 훨씬 더 민감합니다. 따라서 최근 구름 활동이 증가하는 추세는 Heidi B. Hammel을 포함한 천문학자 팀이 2000년 7월부터 2001년 6월까지 수행한 Keck 망원경 관측에서도 근적외선에서 볼 수 있습니다. 해왕성이 태양을 공전하는 데 거의 165 년이 걸리기 때문에 행성의 한 계절에 40 년 이상 지속될 수 있습니다. 따라서 천문학자들이 관찰한 것이 진정한 계절적 변화라면, 행성은 앞으로 20년 동안 계속 밝아져야 합니다. (STScI에서 Neptune 클라우드 밝기에 대한 추가 논의.

로렌스 A. 스로모프스키, 패트릭 M. 프라이,
산제이 S. 리메이, 케빈 H. 베인스,
U. 위스콘신-매디슨, JPL,
STScI, NASA


받은 햇빛에 반응하여,
1996년 이후의 계절적 변화
구름이 증가했습니다
해왕성의 남쪽을 둘러싸고 있는
에 보이는 반구
점차 밝아지는 지구
(STScI에서 더 많이).

지구와 마찬가지로 해왕성은 태양을 향해 29도 기울어진 축을 중심으로 회전하는데, 이는 지구의 기울기 23.5도보다 약간 더 높습니다. 놀랍게도 해왕성은 태양이 지구보다 900배 더 어둡지만 계절적 변화를 보이는 것으로 보입니다. 따라서 계절이 진행됨에 따라 각 반구가 주어진 시간에 받는 계절의 역전을 유도하는 데 사용할 수 있는 태양 에너지가 훨씬 적습니다. (자세한 정보는 Larry Sromovsky 교수가 해왕성의 대기 역학에 대해 제공합니다.

해왕성의 자기장은 천왕성과 같이 고도로 기울어져 있고 중심에서 벗어납니다(자전축에서 47도). 그리고 천왕성과 마찬가지로 중간층에 있는 물과 같은 전기 전도성 물질의 거대한 구형 껍질이 전자기 에너지를 생성하기 위해 움직일 수 있다고 믿어집니다.

대기 기능을 추적하여
해왕성의 대기, 그 날
이제 거의 지속되는 것으로 추정됩니다.
16 시간 (이상).

2011 년 5 월 20 일, 애리조나 대학의 투손 달 및 행성 연구소의 행성 과학자 Erich Karkoschka는 20 년 동안의 관측을 통해 해왕성의 대기 특성을 추적하여 해왕성의 자전을보다 정확하게 결정하는 논문을 발표했습니다. 목성을 제외하고 태양계 목성의 다른 가스 거인의 회전 속도에 대한 정확한 추정치는 아직 결정되지 않았습니다. Karkoschka는 해왕성의 하루가 정확히 15시간 57분 59초라고 추정했습니다. 해왕성은 Voyager Mission 무선 데이터를 사용하여 이전에 추정 된 16.1 시간보다 빠르게 자전하기 때문에 회전주기 (16.0 시간)에 대한 새로운 추정치는 행성의 질량이 이전에 믿었던 것보다 중심에 더 가까워 야 함을 시사하므로 기존 해왕성 내부 모델은 수정해야 합니다(University of Arizona 보도 자료 Tammy Plotner, Universe Today, 2011년 7월 1일 및 Erich Karkoschka, 2011년).


마지막으로, 이 행성은 다른 가스 거인과 같은 고리 세트를 가지고 있는데, 아마도 미세 운석에 의해 해왕성의 위성에서 떨어져 나온 먼지 입자로 만들어졌을 것입니다. (기본 궤도 및 물리적 특성 표와 함께 "양치기 위성"으로 알려진 고리의 궤도 및 목성 주변의 기타 위성에 대한 애니메이션을 참조하십시오.)

해왕성 고리 시스템에 대한 자세한 내용은 NASA의 행성 고리 노드(Planetary Rings Node)에서 확인할 수 있습니다.

2013년 7월 15일 현재 해왕성은 2003년 4월에 발표된 3개의 새로운 위성과 2013년 1개의 새로운 위성 발견을 포함하여 최소 14개의 위성을 가지고 있는 것으로 알려져 있습니다. 기본 궤도 및 물리적 특성 또는 NASA 팩트 시트) 13개는 직경이 35~320km(22~200마일) 사이에서 상대적으로 작습니다. 그러나 Triton이라는 이름은 약 2,700km(1,700마일) 크기로 크기가 더 크며, 이는 지구의 달 크기의 약 3/4이고 명왕성보다 큽니다.

해왕성과 태양의 전망
행성에서 가장 큰 것에서
가장 큰 위성, 트리톤(더).

이상하게도 해왕성의 위성 중 4개가 로슈 한계 내에서 행성을 돌고 있습니다. 그 한계 내에서 해왕성의 중력은 너무 강해서 이론적으로 어떤 태양 성운 물질도 그 위성으로 뭉칠 수 없었으므로 위성은 행성 표면의 조석력에 의해 로슈 한계 내에서 포착되거나 끌렸음에 틀림없다(Rist, 2000). 애리조나 대학의 달 및 행성 연구소의 캐롤린 포르코(Carolyn Porco)에 따르면, 이 위성들은 결국 분해되어 토성과 같은 놀라운 고리 시스템을 만들 수 있다고 합니다.

트리톤 표면에 있는 해왕성의 시뮬레이션된 보기.

트리톤의 궤도는 역행하고 기울어져 있는데, 이는 달이 실제로 명왕성과 카론과 비슷하게 포착된 에지워스-쿠이퍼 벨트 얼음체임을 암시합니다. 그것은 분자 질소와 높은 연무 층이 있는 메탄의 얇은 대기를 가지고 있으며 상대적으로 젊고 분화되지 않은 표면을 덮고 있는 메탄과 질소 얼음으로 보이는 것이 있습니다. 간헐천처럼 표면에서 검은 연기 기둥이 솟아오르고 있는데, 이는 트리톤이 해왕성과의 조석 상호 작용에 의해 내부적으로 가열되고 있음을 시사합니다.

2010년 3월에 발표된 수치 모델링 결과에 따르면 해왕성은 태양계 역사상 초기에 지구 질량의 두 배인 행성에서 트리톤과 충돌하여 트리톤을 포착했을 수 있습니다. 2005년에 일부 천문학자들은 천왕성과 해왕성이 태양에 훨씬 더 가깝게 형성되어 바깥쪽으로 이동하고 그 과정에서 장소가 바뀌었다고 제안했습니다(Maggie McKee, New Scientist, 2005년 5월 22일). 트리톤을 위성으로 가지고 있을 수 있는 두 개의 지구 질량을 가진 행성. 명왕성보다 더 큰 트리톤은 해왕성의 자전 방향과 반대 방향으로 궤도를 돌고 있는데, 이는 위성이 해왕성과 함께 형성되지 않았지만 나중에 포착되었음을 시사합니다. 이것은 해왕성의 과도한 열(태양에서 포착한 것보다 2.6배 더 많은 에너지를 방출함)과 트리톤의 이상하게 편심하고 기울어진 궤도를 설명할 것입니다(Dech and Porter, 2010 and David Shiga, New Scientist, 2010년 3월 22일).

해왕성은 가장 큰 것을 포착했을 수 있습니다.
두 배의 행성에서 온 달, 트리톤
지구와 충돌했을 때의 질량
그 행성 (더).

2010년 4월 7일, 유럽 남방 천문대(ESO)는 해왕성의 위성 트리톤의 대기에 대한 적외선 분석을 발표했는데, 이는 달이 남반구에서 "여름" 시즌에 진입했음을 나타냅니다. ESO의 초대형 망원경을 사용하는 천문학자 팀은 일산화탄소를 발견하고 트리톤 대기에서 메탄을 최초로 지상에서 탐지했습니다. 그들의 관찰에 따르면 트리톤의 얇은 대기는 계절에 따라 변하며 따뜻해지면 크게 두꺼워집니다(ESO 보도 자료).

14번째 작은 위성
주변에서 감지되었습니다
해왕성(더).

2013 년 7 월 15 일, 2004 년부터 2009 년까지 허블 우주 망원경으로 찍은 150 개의 이미지를 분석 한 천문학 자 (마크 쇼월터)는 해왕성 주변에서 새로운 위성을 발견했다고 발표했습니다. "S / 2004 N 1"로 지정된 19km (12 마일) 폭은 행성에서 약 105,000km (65,400 마일) 거리에 원형 궤도를 돌고 있습니다. 새로운 위성은 해왕성 주변에서 14번째로 발견된 위성입니다(NASA 과학 뉴스 및 허블 보도 자료).

2007년 1월 현재 5개의 트로이 목마가 태양 주위를 도는 해왕성의 궤도에 있는 안정적인(선도 60도 또는 L4) 중력 평형의 라그랑주 점 중 하나에서 발견되었습니다. 천문학자들은 2002년 1월 9일에 첫 번째 천체의 발견을 발표했습니다. 2001년 QR322로 목록에 지정된 이 천체는 해왕성과 관련하여 발견된 최초의 "트로이 목마" 천체였습니다. 2006년 6월 15일까지 3개의 해왕성 트로이 목마가 더 발견되었습니다(해왕성 트로이 목마에 대한 보도 자료 및 천문학자 Scott Shepard 페이지). 다섯 번째 트로이 목마는 2006년 11월 15일에 발표되었습니다(MPC Circular). 모든 해왕성 트로이 목마의 궤도 특성은 IAU에서 확인할 수 있습니다.

높은 발견
사이의 기울기 개체
알려진 다섯 가지 트로이 목마
주변 해왕성 제안
수천명의 존재
그러한 개체의 (더).

최근에 발견된 트로이 목마 중 하나(2005 TN53)는 다른 4개보다 태양계(황도)의 평면에 더 가파르게 기울어진 궤도를 가지고 있습니다. 이러한 물체를 관찰하는 데 사용되는 방법은 시스템의 나머지 부분과 너무 멀리 떨어진 물체에 민감하지 않기 때문에 이 트로이 목마의 탐지는 유사한 개체가 더 많으며 Neptune의 트로이 목마가 전체적으로 두꺼운 영역을 차지함을 시사합니다. 복잡하고 엇갈린 궤도를 가진 구름. 이후의 수치 적 동적 안정성 시뮬레이션은 해왕성 주변의 모든 트로이 목마의 절반이 태양계의 탄생과 40 억년 전에 외부 거대 행성의 이동 및 상호 작용 이후 생존했을 수 있음을 나타냅니다. 이 옅은 빨간색 물체의 색상 측정은 그것들이 고전적인 Edgeworth-Kuiper Belt 물체와 다른 공통 기원과 진화 역사를 공유하고 있음을 시사합니다(David Powell, SPACE.com, 2007년 1월 30일 Shepard and Trujillo, 2006 Trujillo el al, 2005 및 2005 TN53의 궤도 요소).


76년이라는 짧은 기간 동안,
Halley's는 다음과 같이 간주됩니다.
단주기 혜성,
로 유래했을 수 있습니다.
켄타우로스와 심지어
해왕성 트로이 목마(더).

2010 년 7 월 17 일, 두 명의 천문학자가 해왕성의 트로이 목마 개체가 동적으로 불안정한 켄타우로스 개체 (타원 경로가 목성과 해왕성 사이의 거대 행성 궤도를 가로 지르는 개체)의 저수지에 기여할 수 있다는 논문을 제출했습니다. 내부 태양계를 단주기 혜성으로 만들고 심지어 지구를 공격하기도 합니다. 너비가 1킬로미터(0.6마일) 이상인 켄타우로스가 백만 개 있을 수 있지만 망원경으로 촬영한 켄타우르스는 약 250개에 불과합니다. 켄타우르스는 불안정한 궤도에서 300만 년 정도만 지속되도록 모델링되었으므로(행성에 충돌하기 전에 태양이나 다른 물체가 태양계에서 튕겨나오거나 단순히 붕괴됨) eons(Eugenie Samuel Reich, New Scientist, 2010년 7월 30일 및 Horner 및 Lykawka, 2010년). 일부 천문학자들은 대부분의 켄타우로스가 해왕성 너머에 있는 물체의 Edgeworth-Kuiper 벨트의 일부인 "흩어진 원반"에서 왔다고 믿습니다. 임팩터가 지구에 충돌할 위험의 약 4분의 1은 지구 근처 소행성이 아니라 혜성에서 비롯됩니다.

여섯 번째로 알려진 트로이 목마 개체
해왕성의 후행에서 발견
"L5" 포인트, 2008 LC18에는
직경 약 60마일
(또는 100km) (더).

2010 년 8 월 12 일, 천문학 자들은 직경 100km (60 마일)의 여섯 번째 해왕성 트로이 목마 천체 (소행성 또는 휴면 혜성)를 발견했다고 발표했습니다. 이는 2008 년 하와이에서 8.2 미터 스바루 망원경을 사용하여 처음 발견 된 것으로 보입니다. 2008년 LC18로 지정되었습니다. 극도로 어둡기 때문에 탐지하기가 매우 어렵지만 천문학자들은 2008년 LC18과 비슷한 크기의 천체 150개가 같은 트로이 목마 위치, 즉 해왕성의 후행 "L5" 라그랑주 지역에서 발견될 것으로 믿고 있습니다. 여기서 2008년 LC18은 첫 번째입니다 L5 또는 후행 트로이 목마를 탐지했습니다. 천문학자들은 "두 해왕성 라그랑주 지역[전단 L4 및 후행 L5]의 유사한 인구 및 역학이 나타내는 것"은 트로이 목마가 행성이 이동할 때 태양계의 초기 몇 년 동안 해왕성에 사로잡혔을 가능성이 있음을 나타냅니다. 현재의 궤도와는 많이 다른데, 아마도 많은 행성이 비정상적인 궤도로 휘저어졌을 때 거대한 행성이 현재의 궤도에 정착하기 전에 우리 태양인 태양에서 바깥쪽으로 비교적 느리지만 순조롭게 행성이 이동하는 동안일 것입니다. 태양계에서 중력을 포착하거나 방출하기 전에. 그들은 또한 화성과 목성 사이의 주요 소행성대보다 해왕성 L4와 L5 지역 모두에서 2008년 LC18과 유사한 트로이 목마 물체가 더 많을 것으로 추정합니다(Subaru 보도 자료 Sheppard와 Trujillo, 천문학자 Scott Sheppard's에서 2010년 더 많은 이미지) 2008 년 LC18 Caitlin Stier 웹 사이트, News Scientist, 2010 년 8 월 12 일 및 Howard Falcon-Lang, BBC News, 2010 년 8 월 12 일).

해왕성과 그 위성에 대한 더 많은 이미지는 NASA의 Planetary Photojournal에서 볼 수 있습니다. 해왕성과 그 고리와 달에 대한 사실 자료도 NASA의 국립 우주 과학 데이터 센터에서 구할 수 있습니다. 천문학자 매튜 홀먼(Matthew Holman)은 2003년 4월에 발표된 3개의 새로운 위성 발견에 대한 자세한 정보를 가지고 있습니다.

David Seal(CalTech에 있는 NASA 제트 추진 연구소의 임무 계획자이자 엔지니어)은 다른 관점과 연중 다른 시점에서 태양, 행성 및 주요 위성의 시뮬레이션된 이미지를 생성하는 웹 사이트를 보유하고 있습니다. 그의 "태양계 시뮬레이터"를 시도하려면 여기를 클릭하십시오.

태양계에 대한 자세한 내용은 "The Nine Planett"에 대한 William A. Arnett의 웹사이트 또는 "Neptune"에 대한 Calvin J. Hamilton의 웹사이트로 이동하십시오.


NASA, 곧 해왕성과 #038 천왕성의 얼음으로 묶인 비밀 공개

제임스 웹 우주 망원경이 2021년에 발사될 때 NASA 과학자들은 우리 태양계에서 가장 적게 탐사된 행성인 얼음 거인 천왕성과 해왕성에서 우리가 본 것과 완전히 다른 현상을 관찰할 것이라고 예측합니다. 우리가 현재 알고 있는 해왕성은 시속 1,500마일까지 도달할 수 있는 초음속 바람에 휘둘리는 어둡고 차가운 세계입니다. 태양에서 지구보다 30배 이상 멀리 떨어져 있는 해왕성은 우리 태양계에서 육안으로 볼 수 없는 유일한 행성입니다. 그 존재는 1846 년에 발견되기 전에 수학에 의해 예측되었습니다. 2011 년에 Neptune은 발견 이후 처음으로 165 년 궤도를 완료했습니다.

천왕성과 마찬가지로이 얼음 거인의 매우 깊은 대기는 알 수없고 접근하기 어려운 내부에 물, 암모니아, 황화수소 및 메탄의 두꺼운 수프로 만들어져 있습니다. 접근 가능한 대기의 상층은 수소, 헬륨 및 메탄으로 구성됩니다. 천왕성과 마찬가지로 메탄은 해왕성에 파란색을 주지만 여전히 신비로운 대기 화학으로 인해 Neptune’s는 천왕성보다 파란색이 더 눈에 띕니다.

“수학적 행성” –해왕성, 최초의 165년 궤도 완성

에너지는 어떻게 흐르고 행성 대기를 통해 어떻게 이동하는가? 영국 레스터 대학교(University of Leicester)의 행성 과학 부교수인 팀 리더인 리 플레처(Leigh Fletcher)가 설명했습니다. 그러나 이 경우에는 천왕성과 달리 행성은 강력한 내부 열원을 가지고 있습니다. 그 열원은 태양계 어디에서나 가장 강력한 바람과 가장 단명한 대기 소용돌이 및 구름 특징을 생성합니다. 우리가 밤부터 밤까지 해왕성을 보면 해왕성의 얼굴은 항상 움직이고 변화하는데, 이 구름이 아래에 있는 풍장에 의해 늘어나거나 당겨지고 조작되기 때문입니다.”

1989년 보이저 2호가 해왕성을 비행한 후 과학자들은 행성의 남극에서 밝고 뜨거운 소용돌이인 폭풍을 발견했습니다. 기온이 대기의 다른 모든 곳보다 높기 때문에이 지역은 독특한 화학과 관련이있을 가능성이 높습니다. Webb’s의 감도는 과학자들이 극 소용돌이 내에서 비정상적인 화학적 환경을 이해할 수 있게 해줍니다.

Fletcher는 우리가 과거에 목격한 것과 완전히 다른 천왕성과 해왕성의 현상을 볼 준비를 하라고 조언합니다. “Webb는 완전히 새로운 시각으로 얼음 거인을 볼 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 그러나 이 거대한 행성을 형성하는 지속적인 대기 과정을 이해하려면 몇 가지 샘플 이상이 필요합니다.” 그는 말했습니다. 그래서 우리는 목성을 토성, 천왕성과 해왕성을 비교하고, 이를 통해 대기가 일반적으로 어떻게 작동하는지에 대한 더 넓은 그림을 구축합니다. 이것은 이러한 세계가 시간에 따라 어떻게 변하는 지 이해하는 시작입니다. & # 8221

Webb가 할 수 있는 핵심 작업은 다른 어떤 시설에서도 달성하기 매우 매우 어려운 작업으로 대기 온도와 화학 구조를 매핑하는 것이라고 연구의 리더인 Fletcher가 설명했습니다. 우리는 얼음 거인의 날씨와 기후가 가스 거인과 근본적으로 다른 성격을 가질 것이라고 생각합니다. 그것은 부분적으로는 태양에서 멀리 떨어져 있기 때문에 크기가 작고 축에서 더 느리게 회전하지만 가스의 혼합과 대기 혼합의 양이 목성과 토성에 비해 매우 다르기 때문입니다. ”

천왕성과 해왕성의 상층 대기에 있는 모든 가스에는 Webb가 감지할 수 있는 고유한 화학적 지문이 있습니다. 결정적으로 Webb는 한 화학물질을 다른 화학물질과 구별할 수 있습니다. If these chemicals are being produced by sunlight interacting with the atmosphere, or if they’re being redistributed from place to place by large-scale circulation patterns, Webb will be able to see that.

“We now know of hundreds of exoplanets—planets around other stars—of the size of our local ice giants. Uranus and Neptune provide us ground truth for studies of these newly discovered worlds,” said Heidi Hammel, a planetary scientist and Webb Interdisciplinary Scientist, leader of Guaranteed Time Observations (GTO) program of the solar system.

Tilted –Did Uranus Experience a Gargantuan Collision?

Unlike the other planets in our solar system, Uranus—along with its rings and moons—is tipped on its side, rotating at roughly a 90-degree angle from the plane of its orbit. This makes the planet appear to roll like a ball around the Sun. That weird orientation—which may be the result of a gargantuan collision with another massive protoplanet early in the formation of the solar system—gives rise to extreme seasons on Uranus.

When NASA’s Voyager 2 spacecraft flew by Uranus in 1986, one pole was pointing directly at the Sun. “No matter how much Uranus would spin,” Hammel explained, “one half was in complete sunlight all the time, and the other half was in total darkness. It’s the craziest thing you can imagine.”

Disappointingly, Voyager 2 saw only a billiard-ball smooth planet covered in haze, with only a scant handful of clouds. But when Hubble viewed Uranus in the early 2000s, the planet had traveled a quarter of the way around in its orbit. Now the equator was pointed at the Sun, and the entire planet was illuminated over the course of a Uranian day.

“Theory told us nothing would change,” said Hammel, “But the reality was that Uranus started sprouting up all kinds of bright clouds, and a dark spot was discovered by Hubble. The clouds seemed to be changing dramatically in response to the immediate change in sunlight as the planet traveled around the Sun.”

The Webb will give insight into the powerful seasonal forces driving the formation of its clouds and weather, and how this is changing with time. It will help determine how energy flows and is transported through the Uranian atmosphere. Scientists want to watch Uranus throughout Webb’s life, to build up a timeline of how the atmosphere responds to the extreme seasons. That will help them understand why this planet’s atmosphere seems to go through periods of intense activity punctuated by moments of calm.

Like Uranus, Neptune’s deep atmosphere is made of a thick soup of water, ammonia, hydrogen sulfide and methane over an unknown and inaccessible interior. The accessible upper layers of the atmosphere are made of hydrogen, helium and methane. As with Uranus, the methane gives Neptune its blue color, but some still-mysterious atmospheric chemistry makes Neptune’s blue a bit more striking than that of Uranus.

Neptune’s Internal Dynamo

“It’s the same question here: How does energy flow and how is it transported through a planetary atmosphere?” explained Fletcher. “But in this case, unlike Uranus, the planet has a strong internal heat source. That heat source generates some of the most powerful winds and the most short-lived atmospheric vortices and cloud features of anywhere in the solar system. If we look at Neptune from night to night, its face is always shifting and changing as these clouds are stretched and pulled and manipulated by the underlying wind field.”

Following the 1989 Voyager 2 flyby of Neptune, scientists discovered a bright, hot vortex—a storm—at the planet’s south pole. Because the temperature there is higher than everywhere else in the atmosphere, this region is likely associated with some unique chemistry. Webb’s sensitivity will allow scientists to understand the unusual chemical environment within that polar vortex.

The Hubble Space Telescope images at the top of the page show the varied faces of Uranus. On the left, Uranus in 2005 displays its ring system. The planet — along with its rings and moons — is tipped on its side, rotating at roughly a 90-degree angle from the plane of its orbit. In the Hubble close-up taken just one year later, Uranus reveals its banded structure and a mysterious dark storm. NASA, ESA, and M. Showalter (SETI Institute) Right: NASA, ESA, L. Sromovsky and P. Fry (U. Wisconsin), H. Hammel (Space Science Institute), and K. Rages (SETI Institute)


Later observations from Earth

Earth-based observations of Neptune before Voyager 2’s flyby suffered greatly as a consequence of the planet’s enormous distance from both Earth and the Sun. Its average orbital radius of 30.1 AU means that the sunlight reaching its moons and its upper atmosphere is barely 0.1 percent as bright as that at Earth. Pre-Voyager telescopic viewing of Neptune through the full thickness of Earth’s atmosphere could not resolve features smaller than about one-tenth of Neptune’s diameter, even under the best observing conditions. Most such observations concentrated on determining Neptune’s size, mass, density, and orbital parameters and searching for moons. In the early 21st century specialized interferometric techniques have routinely improved spatial resolution of distant objects by factors of 10–100 over earlier surface-based observations.

From time to time astronomers reported seeing visual markings in the Neptunian atmosphere, but not until the use of high-resolution infrared charge-coupled device (CCD) cameras (see telescope: Charge-coupled devices) in the 1980s could such observations be repeated with enough consistency to permit determination of an approximate rotation period for Neptune. Spectroscopic observations from Earth revealed the presence of hydrogen and methane in the planet’s atmosphere. By analogy with the other giant planets, helium was also expected to be present. Infrared and visual studies revealed that Neptune has an internal heat source.

By the mid-1990s the fully operational Hubble Space Telescope (HST) was enabling images and other data concerning Neptune to be collected outside the filtering and distorting effects of Earth’s atmosphere. The orbiting infrared Spitzer Space Telescope also succeeded in imaging Neptune with a resolution much higher than those available from Earth’s surface in the 1980s. In addition, astronomers have developed techniques for minimizing the effects of atmospheric distortion from Earth-based observation. The most successful of these, known as adaptive optics, continually processes information from infrared star images and applies it nearly instantaneously to correct the shape of the telescope mirror and thereby compensate for the distortion. As a consequence, large Earth-based telescopes now routinely achieve resolutions better than those of the HST. Images of Neptune obtained with adaptive optics allow studies of this distant planet at resolutions approaching those from the Voyager 2 encounter.


해왕성

[frame src=”http://www.tedzy.com/wp-content/uploads/2013/05/neptune.jpg” align=”right” style=𔄤″ linkstyle=”pp” linksto=”http://www.tedzy.com/wp-content/uploads/2013/05/neptune.jpg” title=”Neptune”]Neptune is the most far planet from the Sun and the 4th largest in mass. In Roman mythology Neptune (Greek: Poseidon) was the god of the Sea. Among the gaseous planets in the solar system, Neptune is the most dense. Neptune is 17 times the mass of Earth and is slightly more massive than its near-twin Uranus, which is 15 times the mass of Earth but not as dense.

More than two centuries earlier, in 1613, Galileo observed Neptune when it happened to be very near Jupiter, but he thought it was just a star. On two successive nights he actually noticed that it moved slightly with respect to another nearby star. But on the subsequent nights it was out of his field of view.

Neptune was the first planet found by mathematical prediction rather than by empirical observation. Unexpected changes in the orbit of Uranus led Alexis Bouvard to deduce that its orbit was subject to gravitational perturbation by an unknown planet. Neptune was subsequently observed on 23 September 1846 by Johann Galle within a degree of the position predicted by Urbain Le Verrier, and its largest moon, Triton, was discovered shortly thereafter, though none of the planet’s remaining 12 moons were located telescopically until the 20th century. Neptune has been visited by only one spacecraft, Voyager 2, which flew by the planet on 25 August 1989.

Neptune has been visited by only one spacecraft, Voyager 2 on Aug 25 1989. Much of we know about Neptune comes from this single encounter. But fortunately, recent ground-based and HST observations have added a great deal, too.

Because Pluto’s orbit is so eccentric, it sometimes crosses the orbit of Neptune making Neptune the most distant planet from the Sun for a few years.

At high altitudes, Neptune’s atmosphere is 80% hydrogen and 19% helium. A trace amount of methane is also present. Prominent absorption bands of methane occur at wavelengths above 600 nm, in the red and infrared portion of the spectrum.

Since Neptune’s atmospheric methane content is similar to that of Uranus, some unknown atmospheric constituent is thought to contribute to Neptune’s colour. Like Jupiter and Saturn, Neptune has an internal heat source — it radiates more than twice as much energy as it receives from the Sun.

Neptune has a planetary ring system, though one much less substantial than that of Saturn. The rings may consist of ice particles coated with silicates or carbon-based material, which most likely gives them a reddish hue.

The three main rings are the narrow Adams Ring, 63,000 km from the centre of Neptune, the Le Verrier Ring, at 53,000 km, and the broader, fainter Galle Ring, at 42,000 km. A faint outward extension to the Le Verrier Ring has been named Lassell it is bounded at its outer edge by the Arago Ring at 57,000 km.

Neptune is never visible to the naked eye, having a brightness between magnitudes +7.7 and +8.0, which can be outshone by Jupiter’s Galilean moons, the dwarf planet Ceres and the asteroids 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno and 6 Hebe. A telescope or strong binoculars will resolve Neptune as a small blue disk, similar in appearance to Uranus.


Neptune's Internal Heat Source - Astronomy

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Neptune's Anniversary Portraits

Fast Facts

The semi-major axis of Neptune's orbit about the Sun is 30.06 astronomical units (roughly 2.8 billion miles or 4.5 billion kilometers).

Neptune has a diameter of roughly 30,800 miles (49,600 kilometers) at the equator.

This image was created from HST data from proposal 12675: K. Noll, Z. Levay, M. Livio, C. Christian, H. Bond, L. Frattare, M. Mutchler, T. Borders, and W. Januszewski (Hubble Heritage Team/STScI).

F467N (46nm), F631N (63nm), and F845M (84nm)

This image is a composite of many separate exposures made by the WFC3/UVIS instrument on the Hubble Space Telescope using three different filters. The color results from assigning different hues (colors) to each monochromatic image. In this case, the assigned colors are:

Blue: F467N (46nm)
Green: F631N (63nm)
Red/orange: F845M (84nm)

Today, Neptune has arrived at the same location in space where it was discovered nearly 165 years ago. To commemorate the event, NASA's Hubble Space Telescope has taken these "anniversary pictures" of the blue-green giant planet.

Neptune is the most distant major planet in our solar system. German astronomer Johann Galle discovered the planet on September 23, 1846. At the time, the discovery doubled the size of the known solar system. The planet is 2.8 billion miles (4.5 billion kilometers) from the Sun, 30 times farther than Earth. Under the Sun's weak pull at that distance, Neptune plods along in its huge orbit, slowly completing one revolution approximately every 165 years.

These four Hubble images of Neptune were taken with the Wide Field Camera 3 on June 25-26, during the planet's 16-hour rotation. The snapshots were taken at roughly four-hour intervals, offering a full view of the planet. The images reveal high-altitude clouds in the northern and southern hemispheres. The clouds are composed of methane ice crystals.

The giant planet experiences seasons just as Earth does, because it is tilted 29 degrees, similar to Earth's 23-degree-tilt. Instead of lasting a few months, each of Neptune's seasons continues for about 40 years.

The snapshots show that Neptune has more clouds than a few years ago, when most of the clouds were in the southern hemisphere. These Hubble views reveal that the cloud activity is shifting to the northern hemisphere. It is early summer in the southern hemisphere and winter in the northern hemisphere.

In the Hubble images, absorption of red light by methane in Neptune's atmosphere gives the planet its distinctive aqua color. The clouds are tinted pink because they are reflecting near-infrared light.

A faint, dark band near the bottom of the southern hemisphere is probably caused by a decrease in the hazes in the atmosphere that scatter blue light. The band was imaged by NASA's Voyager 2 spacecraft in 1989, and may be tied to circumpolar circulation created by high-velocity winds in that region.

The temperature difference between Neptune's strong internal heat source and its frigid cloud tops, about minus 260 degrees Fahrenheit, might trigger instabilities in the atmosphere that drive large-scale weather changes.

Neptune has an intriguing history. It was Uranus that led astronomers to Neptune. Uranus, the seventh planet from the Sun, is Neptune's inner neighbor. British astronomer Sir William Herschel and his sister Caroline found Uranus in 1781, 55 years before Neptune was spotted. Shortly after the discovery, Herschel noticed that the orbit of Uranus did not match the predictions of Newton's theory of gravity. Studying Uranus in 1821, French astronomer Alexis Bouvard speculated that another planet was tugging on the giant planet, altering its motion.

Twenty years later, Urbain Le Verrier of France and John Couch Adams of England, who were mathematicians and astronomers, independently predicted the location of the mystery planet by measuring how the gravity of a hypothetical unseen object could affect Uranus's path. Le Verrier sent a note describing his predicted location of the new planet to the German astronomer Johann Gottfried Galle at the Berlin Observatory. Over the course of two nights in 1846, Galle found and identified Neptune as a planet, less than a degree from Le Verrier's predicted position. The discovery was hailed as a major success for Newton's theory of gravity and the understanding of the universe.

Galle was not the first to see Neptune. In December 1612, while observing Jupiter and its moons with his handmade telescope, astronomer Galileo Galilei recorded Neptune in his notebook, but as a star. More than a month later, in January 1613, he noted that the "star" appeared to have moved relative to other stars. But Galileo never identified Neptune as a planet, and apparently did not follow up those observations, so he failed to be credited with the discovery.

Neptune is not visible to the naked eye, but may be seen in binoculars or a small telescope. It can be found in the constellation Aquarius, close to the boundary with Capricorn.

Neptune-mass planets orbiting other stars may be common in our Milky Way galaxy. NASA's Kepler mission, launched in 2009 to hunt for Earth-size planets, is finding increasingly smaller extrasolar planets, including many the size of Neptune.


Appearance and Rotation

When we look at the planets, we see only their atmospheres, composed primarily of hydrogen and helium gas. The uppermost clouds of Jupiter and Saturn, the part we see when looking down at these planets from above, are composed of ammonia crystals. On Neptune, the upper clouds are made of methane. On Uranus, we see no obvious cloud layer at all, but only a deep and featureless haze.

Seen through a telescope, 목성 is a colorful and dynamic planet. Distinct details in its cloud patterns allow us to determine the rotation rate of its atmosphere at the cloud level, although such atmosphere rotation may have little to do with the spin of the underlying planet. Much more fundamental is the rotation of the mantle and core these can be determined by periodic variations in radio waves coming from Jupiter, which are controlled by its magnetic field. Since the magnetic field (which we will discuss below) originates deep inside the planet, it shares the rotation of the interior. The rotation period we measure in this way is 9 hours 56 minutes, which gives Jupiter the shortest “day” of any planet. In the same way, we can measure that the underlying rotation period of Saturn is 10 hours 40 minutes. Uranus and Neptune have slightly longer rotation periods of about 17 hours, also determined from the rotation of their magnetic fields.

A brief video made from Hubble Space Telescope photos shows the rotation of Jupiter with its many atmospheric features.

Remember that Earth and Mars have seasons because their spin axes, instead of “standing up straight,” are tilted relative to the orbital plane of the solar system. This means that as Earth revolves around the Sun, sometimes one hemisphere and sometimes the other “leans into” the Sun.

Figure 1: Uranus in the Infrared. The left-hand panel shows Uranus, with its rings, moons and some surface features. Due to the tilt of Uranus, we see the rings completely surround the planet, giving the appearance of a

What are the seasons like for the giant planets? The spin axis of 목성 is tilted by only 3°, so there are no seasons to speak of. 토성, however, does have seasons, since its spin axis is inclined at 27° to the perpendicular to its orbit. 해왕성 has about the same tilt as Saturn (29°) therefore, it experiences similar seasons (only more slowly). The strangest seasons of all are on 천왕성, which has a spin axis tilted by 98° with respect to the north direction. Practically speaking, we can say that Uranus orbits on its side, and its ring and moon system follow along, orbiting about Uranus’ equator (Figure 1).

We don’t know what caused Uranus to be tipped over like this, but one possibility is a collision with a large planetary body when our system was first forming. Whatever the cause, this unusual tilt creates dramatic seasons. When Voyager 2 arrived at Uranus, its south pole was facing directly into the Sun. The southern hemisphere was experiencing a 21-year sunlit summer, while during that same period the northern hemisphere was plunged into darkness. For the next 21-year season, the Sun shines on Uranus’ equator, and both hemispheres go through cycles of light and dark as the planet rotates (Figure 2). Then there are 21 years of an illuminated northern hemisphere and a dark southern hemisphere. After that the pattern of alternating day and night repeats.

Figure 2: Strange Seasons on Uranus. (a) This diagram shows the orbit of Uranus as seen from above. At the time Voyager 2 arrived (position 1), the South Pole was facing the Sun. As we move counterclockwise in the diagram, we see the planet 21 years later at each step. (b) This graph compares the amount of sunlight seen at the poles and the equator of Uranus over the course of its 84-year revolution around the Sun.

Just as on Earth, the seasons are even more extreme at the poles. If you were to install a floating platform at the south pole of Uranus, for example, it would experience 42 years of light and 42 years of darkness. Any future astronauts crazy enough to set up camp there could spend most of their lives without ever seeing the Sun.


The Planet Neptune

Neptune is the fourth and last of the "gas giant" planets in proximity to the Sun. Neptune is the eight planet in our solar system, at an average distance of 2.8 billion miles from the Sun. Like the other gas giants, its rotation is fast, at about 19 hours. Neptune takes 165 years to make one orbit around the Sun and has 13 known satellites.

Atmosphere and Weather: Much of what we know about Neptune's atmosphere is from the Voyager II flyby in 1989. Like Uranus, Neptune has a dynamic atmosphere with a shroud of cold clouds. The average cloud temperature ranges from about -240 degrees to -330 degrees F. Voyager II found the clouds to be ever changing and rapidly circling the planet. Scientists were amazed at how much changeable weather Voyager II observed on Neptune. A couple of interesting features found from Voyager II's flyby were very bright, white cirrus clouds circling the globe rapidly. One cirrus cloud, nicknamed "scooter" was observed to move across the planet every 16 hours! These very high altitude clouds are made of methane ice crystals. The other interesting feature was dubbed the "Great Dark Spot", moving westward at 700 mph.

At first, the "Great Dark Spot" spot appeared to be a very large, cyclonic moving storm, similar to Jupiter's "Great Red Spot" (although the Great Red Spot spins anti-cyclonically). But upon closer inspection, it is likely that Neptune's "Great Dark Spot" is a hole in the methane cloud deck, similar to the ozone hole experienced on Earth. After the Voyager II mission, the Hubble Telescope found that the "Great Dark Spot" had disappeared, but a new oval shaped dark spot had formed in a different location in Neptune's northern hemisphere. The disappearance and subsequent reformation of these dark spots on Neptune is in stark contrast to the stationary "Great Red Spot" storm on Jupiter. Whether the dark spots on Neptune are cyclonically rotating storms or atmospheric holes, Neptune nevertheless displays an extremely dynamic atmosphere, with changes in temperature and very fast wind speeds. The highest winds observed in the solar system have been measured on Neptune with speeds near 1,200 mph near the "older" Great Dark Spot. The equatorial regions of Neptune possess average wind speeds of over 700 mph, which is faster than the speed of sound here on Earth. Like Jupiter and Saturn, Neptune radiates more hear than it receives. Therefore it has an immense internal heat source. It is hypothesized that Neptune's internal heat source adds to vertical convection, extreme winds speeds and the overall dynamics of the blue planet. The close up view photograph (above) shows Neptune's "Great Dark Spot" (shown slightly left of center) with "scooter" the bright cloud patch, just to the south.

Neptune's thick atmosphere is mostly hydrogen, with smaller amounts of helium and methane. It is the absorption of red light by methane which gives Neptune its very blue coloration. The average temperature on Neptune is a brutally cold -373 degrees F. Triton, Neptune's largest satellite, has the coldest temperature measured in our solar system at -391 degrees F. That is only 68 degrees Fahrenheit warmer than absolute zero, a temperature in which all molecular action stops.

QUICK FACTS (Data is from NASA Goddard)

Average distance from Sun 2.8 billion miles
Perihelion 2.76 billion miles
Aphelion 2.82 billion miles
Sidereal Rotation 16.11 Earth hours
Length of Day 16.11 Earth hours
Sidereal Revolution 164.9 Earth years
Diameter at Equator 30,707 miles
Tilt of axis 28.32 degrees
Moons 14 known
Atmosphere Hydrogen (80.0%), Helium (18.5%), Methane (1.5%)
Discoverer Johann Gottfried Galle
Discovery Date September 23, 1846

DEFINITIONS:

Average distance from Sun: Average distance from the center of a planet to the center of the Sun.
Perihelion: The point in a planet's orbit closest to the Sun.
Aphelion: The point in a planet's orbit furthest from the Sun.
Sidereal Rotation: The time for a body to complete one rotation on its axis relative to the fixed stars such as our Sun. Earth's sidereal rotation is 23 hours, 57 minutes.
Length of Day: The average time for the Sun to move from the Noon position in the sky at a point on the equator back to the same position. Earth's length of day = 24 hours
Sidereal Revolution: The time it takes to make one complete revolution around the Sun.
Axis tilt: Imagining that a body's orbital plane is perfectly horizontal, the axis tilt is the amount of tilt of the body's equator relative to the body's orbital plane. Earth is tilted an average of 23.45 degrees on its axis.


비디오 보기: mix태양도 공전한다 (구월 2022).


코멘트:

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