Guinguette Marais Poitevin

Als Gasriese (oder Eisriese) hat Neptun keine feste Oberfläche. In der Tat ist die blaugrüne Scheibe, die wir alle im Laufe der Jahre auf Fotos gesehen haben, eigentlich eine kleine Illusion. Was wir sehen, sind eigentlich die Spitzen einiger sehr tiefer Gaswolken, die wiederum Wasser und andere geschmolzene Eissorten enthalten, die über einem etwa erdgroßen Kern aus Silikatgestein und einem Nickel-Eisen-Gemisch liegen. Würde ein Mensch versuchen, auf dem Neptun zu stehen, würde er durch die Gasschichten hindurchsinken.

Bei seinem Abstieg würde er immer höhere Temperaturen und Drücke erfahren, bis er schließlich auf dem festen Kern selbst landet. Abgesehen davon hat Neptun (wie auch die anderen Gas- und Eisriesen) eine Art Oberfläche, die von Astronomen als der Punkt in der Atmosphäre definiert wird, an dem der Druck ein Bar erreicht. Aus diesem Grund ist die Oberfläche des Neptun einer der aktivsten und dynamischsten Orte im gesamten Sonnensystem.

Zusammensetzung und Struktur:

Mit einem mittleren Radius von 24.622 ± 19 km ist Neptun der viertgrößte Planet im Sonnensystem. Aber mit einer Masse von 1,0243 × 1026 kg – das ist etwa das 17-fache der Erde – ist er der drittmassereichste und übertrifft damit den Uranus. Aufgrund seiner geringeren Größe und der höheren Konzentration an flüchtigen Bestandteilen im Vergleich zu Jupiter und Saturn wird Neptun (ähnlich wie Uranus) oft als „Eisriese“ bezeichnet – eine Unterklasse der Riesenplaneten.

Wie bei Uranus ist die Absorption von rotem Licht durch das atmosphärische Methan ein Teil dessen, was Neptun seinen blauen Farbton verleiht, obwohl Neptuns Farbton dunkler und lebhafter ist. Da Neptuns atmosphärischer Methangehalt dem des Uranus ähnelt, wird angenommen, dass ein unbekannter atmosphärischer Bestandteil zu Neptuns intensiverer Färbung beiträgt.

Wie auch beim Uranus unterscheidet sich Neptuns innere Struktur zwischen einem felsigen Kern, der aus Silikaten und Metallen besteht; einem Mantel, der aus Wasser, Ammoniak und Methaneis besteht; und einer Atmosphäre, die aus Wasserstoff, Helium und Methangas besteht. Seine Atmosphäre ist ebenfalls in vier Schichten unterteilt, bestehend aus (von innen nach außen) der unteren Troposphäre, der Stratosphäre, der Thermosphäre und der Exosphäre.

Die beiden Hauptregionen der Neptunatmosphäre sind die beiden innersten: die untere Troposphäre, wo die Temperaturen mit der Höhe abnehmen, und die Stratosphäre, wo die Temperatur mit der Höhe zunimmt. Innerhalb der Troposphäre liegen die Druckwerte zwischen einem und fünf Bar (100 und 500 kPa), daher wird die Oberfläche des Neptun als innerhalb dieser Region liegend definiert.

Atmosphäre:

Neptuns „Oberfläche“ kann daher als aus etwa 80 % Wasserstoff und 19 % Helium bestehend bezeichnet werden, mit einer Spur von Methan. Die Oberflächenschicht ist außerdem von wandernden Wolkenbändern durchzogen, die je nach Höhe und Druck unterschiedlich zusammengesetzt sind. In den oberen Schichten sind die Temperaturen geeignet, um Methan zu kondensieren, und die Druckverhältnisse sind so, dass Wolken aus Ammoniak, Ammoniumsulfid, Schwefelwasserstoff und Wasser existieren können.

In tieferen Schichten sollen sich Wolken aus Ammoniak und Schwefelwasserstoff bilden. Tiefere Wolken aus Wassereis sollen auch in den unteren Regionen der Troposphäre zu finden sein, wo Drücke von etwa 50 bar (5,0 MPa) und Temperaturen von 273 K (0 °C) üblich sind.

Aus noch ungeklärten Gründen herrschen in der Thermosphäre des Planeten ungewöhnlich hohe Temperaturen von etwa 750 K (476,85 °C/890 °F). Der Planet ist zu weit von der Sonne entfernt, als dass diese Wärme durch ultraviolette Strahlung erzeugt werden könnte, was bedeutet, dass ein anderer Heizmechanismus involviert ist – das könnte die Wechselwirkung der Atmosphäre mit Ionen im Magnetfeld des Planeten sein, oder Schwerkraftwellen aus dem Inneren des Planeten, die sich in der Atmosphäre zerstreuen.

Da Neptun kein fester Körper ist, unterliegt seine Atmosphäre einer differentiellen Rotation. Die weite Äquatorialzone rotiert mit einer Periode von etwa 18 Stunden, was langsamer ist als die 16,1-stündige Rotation des Magnetfeldes des Planeten. In den Polarregionen ist es dagegen umgekehrt, hier beträgt die Rotationsperiode 12 Stunden.

Diese differentielle Rotation ist die ausgeprägteste aller Planeten im Sonnensystem und führt zu einer starken Windscherung in den Breitengraden und zu heftigen Stürmen. Die drei beeindruckendsten wurden alle 1989 von der Raumsonde Voyager 2 entdeckt und nach ihrem Aussehen benannt.

Der erste, der entdeckt wurde, war ein massiver antizyklonaler Sturm, der 13.000 x 6.600 km groß war und dem Großen Roten Fleck des Jupiter ähnelte. Dieser als Großer Dunkler Fleck bekannte Sturm wurde fünf Jahre später (2. November 1994) nicht mehr gesichtet, als das Hubble-Weltraumteleskop nach ihm suchte. Stattdessen wurde ein neuer, sehr ähnlich aussehender Sturm in der nördlichen Hemisphäre des Planeten gefunden, was darauf hindeutet, dass diese Stürme eine kürzere Lebensdauer haben als die des Jupiters.

Der Scooter ist ein weiterer Sturm, eine weiße Wolkengruppe, die sich weiter südlich als der Große Dunkle Fleck befindet. Dieser Spitzname kam erstmals in den Monaten vor der Begegnung mit Voyager 2 im Jahr 1989 auf, als die Wolkengruppe beobachtet wurde, die sich schneller bewegte als der Große Dunkle Fleck. Der Kleine Dunkle Fleck, ein südlicher zyklonaler Sturm, war der zweitstärkste Sturm, der während der Begegnung 1989 beobachtet wurde. Er war zunächst völlig dunkel; doch als sich Voyager 2 dem Planeten näherte, entwickelte sich ein heller Kern, der auf den meisten hochauflösenden Bildern zu sehen war.

Innerhalb des Neptuns ist es aus Gründen, die den Astronomen noch nicht klar sind, ungewöhnlich heiß. Obwohl Neptun viel weiter von der Sonne entfernt ist als Uranus und 40 % weniger Sonnenlicht empfängt, ist seine Oberflächentemperatur etwa gleich hoch. Tatsächlich gibt der Neptun 2,6 Mal mehr Energie ab, als er von der Sonne aufnimmt. Auch ohne die Sonne leuchtet Neptun.

Diese große Menge an innerer Wärme, gepaart mit der Kälte des Weltraums, erzeugt einen enormen Temperaturunterschied. Und das setzt die Winde in Gang, die um Neptun wehen. Die maximalen Windgeschwindigkeiten auf dem Jupiter können mehr als 500 km/h betragen. Das ist doppelt so schnell wie die stärksten Wirbelstürme auf der Erde. Aber das ist nichts im Vergleich zu Neptun. Astronomen haben Winde berechnet, die mit 2.100 Stundenkilometern über die Oberfläche des Neptun fegen.

Tief im Inneren des Neptun könnte der Planet eine feste Oberfläche haben. Im Kern des Gas- und Eisriesen wird eine Gesteinsregion vermutet, die etwa die Masse der Erde hat. Aber die Temperaturen in dieser Region würden Tausende von Grad betragen; heiß genug, um Gestein zu schmelzen. Und der Druck durch das Gewicht der gesamten Atmosphäre wäre erdrückend.

Kurzum, es gibt einfach keine Möglichkeit, auf der „Oberfläche des Neptun“ zu stehen, geschweige denn darauf herumzulaufen.