Guinguette Marais Poitevin

Jako gazowy gigant (lub lodowy gigant), Neptun nie ma stałej powierzchni. W rzeczywistości, niebiesko-zielony dysk, który wszyscy widzieliśmy na zdjęciach przez lata, jest trochę złudzeniem. To, co widzimy, to tak naprawdę wierzchołki bardzo głębokich chmur gazowych, które z kolei ustępują miejsca wodzie i innym stopionym lodom, które leżą nad jądrem o rozmiarach zbliżonych do Ziemi, zbudowanym ze skał krzemianowych i mieszanki niklu i żelaza. Gdyby ktoś próbował stanąć na Neptunie, zapadłby się przez warstwy gazowe.

W miarę opadania doświadczałby coraz wyższych temperatur i ciśnienia, aż w końcu dotknąłby stałego jądra. To powiedziawszy, Neptun posiada swego rodzaju powierzchnię (podobnie jak inne gazowe i lodowe olbrzymy), która jest definiowana przez astronomów jako punkt w atmosferze, gdzie ciśnienie osiąga jeden bar. Z tego powodu, powierzchnia Neptuna jest jednym z najbardziej aktywnych i dynamicznych miejsc w całym Układzie Słonecznym.

Kompozycja i struktura:

Z średnim promieniem 24 622 ± 19 km, Neptun jest czwartą co do wielkości planetą w Układzie Słonecznym. Ale z masą 1,0243 × 1026 kg – co stanowi około 17 razy więcej niż masa Ziemi – jest trzecią co do masywności, ustępując Uranowi. Ze względu na mniejszy rozmiar i większe stężenie lotnych substancji w porównaniu z Jowiszem i Saturnem, Neptun (podobnie jak Uran) jest często określany jako „lodowy olbrzym” – podklasa planet olbrzymów.

Tak jak w przypadku Urana, absorpcja czerwonego światła przez atmosferyczny metan jest częścią tego, co daje Neptunowi jego niebieski odcień, chociaż jest on ciemniejszy i bardziej żywy. Ponieważ atmosferyczna zawartość metanu w Neptunie jest podobna do tej w Uranie, uważa się, że jakiś nieznany składnik atmosfery przyczynia się do bardziej intensywnego zabarwienia Neptuna.

Podobnie jak w przypadku Urana, wewnętrzna struktura Neptuna jest zróżnicowana pomiędzy skalistym jądrem składającym się z krzemianów i metali; płaszczem składającym się z wody, amoniaku i metanu; oraz atmosferą składającą się z wodoru, helu i metanu. Atmosfera dzieli się również na cztery warstwy, składające się (od najbardziej wewnętrznej do najbardziej zewnętrznej) z dolnej troposfery, stratosfery, termosfery i egzosfery.

Dwa główne regiony atmosfery Neptuna to dwa najbardziej wewnętrzne: dolna troposfera, gdzie temperatura spada wraz z wysokością; oraz stratosfera, gdzie temperatura rośnie wraz z wysokością. W obrębie troposfery poziomy ciśnienia wahają się od jednego do pięciu barów (100 i 500 kPa), stąd powierzchnia Neptuna jest określana jako znajdująca się w tym regionie.

Atmosfera:

Opowierzchnia Neptuna może być zatem określona jako składająca się w około 80% z wodoru i 19% z helu, ze śladową ilością metanu. Warstwa powierzchniowa jest również przenikana przez wędrujące pasma chmur o różnym składzie, w zależności od wysokości i ciśnienia. Na wyższych poziomach temperatury są odpowiednie do kondensacji metanu, a warunki ciśnieniowe są takie, że mogą istnieć chmury składające się z amoniaku, siarczku amonu, siarkowodoru i wody.

Niżej przypuszcza się, że tworzą się chmury amoniaku i siarkowodoru. Głębsze chmury lodu wodnego powinny znajdować się również w niższych regionach troposfery, gdzie ciśnienie około 50 barów (5,0 MPa) i temperatura 273 K (0 °C) są powszechne.

Z powodów, które pozostają niejasne, termosfera planety doświadcza niezwykle wysokich temperatur około 750 K (476,85 °C/890 °F). Planeta znajduje się zbyt daleko od Słońca, aby to ciepło mogło być generowane przez promieniowanie ultrafioletowe, co oznacza, że zaangażowany jest inny mechanizm ogrzewania – może to być oddziaływanie atmosfery z jonami w polu magnetycznym planety lub fale grawitacyjne z wnętrza planety, które rozpraszają się w atmosferze.

Ponieważ Neptun nie jest ciałem stałym, jego atmosfera podlega różnej rotacji. Szeroka strefa równikowa obraca się z okresem około 18 godzin, co jest wolniejsze niż 16,1-godzinny obrót pola magnetycznego planety. Odwrotna sytuacja ma miejsce w regionach polarnych, gdzie okres rotacji wynosi 12 godzin.

Ta różnica w rotacji jest najbardziej wyraźna spośród wszystkich planet Układu Słonecznego i skutkuje silnym równoleżnikowym wiatrem i gwałtownymi burzami. Trzy najbardziej imponujące zostały zauważone w 1989 roku przez sondę kosmiczną Voyager 2, a następnie nazwane na podstawie ich wyglądu.

Pierwszą zauważoną burzą była masywna burza antycyklonalna o wymiarach 13 000 x 6 600 km, przypominająca Wielką Czerwoną Plamę Jowisza. Znana jako Wielka Ciemna Plama, burza ta nie została zauważona pięć lat później (2 listopada 1994), gdy szukał jej Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Zamiast tego, na północnej półkuli planety znaleziono nową burzę o bardzo podobnym wyglądzie, co sugeruje, że burze te mają krótszy okres życia niż burza na Jowiszu.

Skuter to kolejna burza, biała grupa chmur położona dalej na południe niż Wielka Ciemna Plama. Nazwa ta pojawiła się w miesiącach poprzedzających spotkanie z Voyagerem 2 w 1989 roku, kiedy to zaobserwowano, że grupa chmur porusza się z prędkością większą niż Wielka Ciemna Plama. Mała Ciemna Plama, południowa burza cykloniczna, była drugą najintensywniejszą burzą zaobserwowaną podczas spotkania w 1989 roku. Początkowo była całkowicie ciemna, ale w miarę zbliżania się Voyagera 2 do planety, rozwinęło się jasne jądro, które można było dostrzec na większości zdjęć o najwyższej rozdzielczości.

Wewnętrzne ciepło:

Z powodów, których astronomowie wciąż nie rozumieją, wnętrze Neptuna jest niezwykle gorące. Mimo, że Neptun znajduje się znacznie dalej od Słońca niż Uran i otrzymuje o 40% mniej światła słonecznego, temperatura jego powierzchni jest mniej więcej taka sama. W rzeczywistości, Neptun oddaje 2,6 razy więcej energii niż pobiera od Słońca. Nawet bez Słońca Neptun świeci.

Ta duża ilość wewnętrznego ciepła w połączeniu z chłodem przestrzeni kosmicznej tworzy ogromną różnicę temperatur. A to powoduje, że wiatr wieje wokół Neptuna. Maksymalna prędkość wiatru na Jowiszu może wynosić ponad 500 km/godz. To dwa razy więcej niż prędkość najsilniejszych huraganów na Ziemi. Jednak to nic w porównaniu z Neptunem. Astronomowie obliczyli, że wiatry wiejące na powierzchni Neptuna osiągają prędkość 2100 km/h.

Głęboko wewnątrz Neptuna, planeta może mieć rzeczywistą stałą powierzchnię. Uważa się, że w samym jądrze gazowo-lodowego olbrzyma znajduje się region skał o masie zbliżonej do masy Ziemi. Jednak temperatury w tym regionie sięgają tysięcy stopni; są wystarczająco gorące, by stopić skałę. A ciśnienie spowodowane ciężarem całej atmosfery byłoby miażdżące.

W skrócie, po prostu nie ma możliwości, by ktoś mógł stanąć na „powierzchni Neptuna”, nie mówiąc już o chodzeniu po niej.