V zhone dní je svet pre bežného človeka niekedy redukovaný na veľkosť práce a domova. Medzitým, keď sa pozriete na oblohu, môžete vidieť, aké je to zanedbateľné v meradle vesmíru. Možno aj preto mladí romantici snívajú o tom, že sa budú venovať dobývaniu vesmíru a skúmaniu hviezd. Vedci-astronómovia ani na chvíľu nezabúdajú, že okrem Zeme s jej problémami a radosťami existuje mnoho ďalších vzdialených a tajomných objektov. Jednou z nich je planéta Neptún, ôsma z hľadiska vzdialenosti od Slnka, neprístupná priamemu pozorovaniu, a preto dvojnásobne atraktívna pre výskumníkov.
Ako to všetko začalo
Ešte v polovici 19. storočia obsahovala slnečná sústava podľa vedcov iba sedem planét. Blízki aj vzdialení susedia Zeme boli študovaní pomocou všetkých dostupných pokrokov v technológii a výpočtovej technike. Mnohé charakteristiky boli najskôr popísané teoreticky a až potom našli praktické potvrdenie. S výpočtom dráhy Uránu bola situácia trochu iná. Thomas John Hussey, astronóm akňaz objavil nesúlad medzi skutočnou trajektóriou predpokladaného pohybu planéty. Záver môže byť len jeden: existuje objekt, ktorý ovplyvňuje obežnú dráhu Uránu. V skutočnosti to bola prvá správa o planéte Neptún.
Po takmer desiatich rokoch (v roku 1843) dvaja výskumníci súčasne vypočítali, na akej obežnej dráhe by sa planéta mohla pohybovať, čím prinútili plynového obra, aby urobil miesto. Boli to Angličan John Adams a Francúz Urbain Jean Joseph Le Verrier. Nezávisle od seba, no s rôznou presnosťou určili dráhu telesa.
Detekcia a označenie
Neptún našiel na nočnej oblohe astronóm Johann Gottfried Galle, za ktorým prišiel Le Verrier so svojimi výpočtami. Francúzsky vedec, ktorý sa o slávu objaviteľa neskôr podelil s Galle a Adamsom, sa vo výpočtoch pomýlil len o stupeň. Neptún sa oficiálne objavil vo vedeckých prácach 23. septembra 1846.
Pôvodne sa navrhovalo, aby bola planéta pomenovaná po dvojtvárnom Janusovi, ale toto označenie sa nepresadilo. Astronómovia sa viac inšpirovali porovnaním nového objektu s kráľom morí a oceánov, ktorý je mimozemskej nebeskej klenbe ako zjavne aj otvorená planéta. Názov Neptún navrhol Le Verrier a podporil ho V. Ya Struve, ktorý viedol observatórium Pulkovo. Názov dostal, zostávalo už len pochopiť, aké je zloženie atmosféry Neptúna, či vôbec existuje, čo sa skrýva v jeho hĺbkach atď.
V porovnaní so Zemou
Od otvorenia ubehlo veľa času. Dnes je asi ôsmaplanéte slnečnej sústavy vieme oveľa viac. Neptún je oveľa väčší ako Zem: jeho priemer je takmer 4-krát väčší a jeho hmotnosť je 17-krát väčšia. Značná vzdialenosť od Slnka nenechá nikoho na pochybách, že počasie na planéte Neptún je tiež výrazne odlišné od zeme. Život tu nie je a nemôže byť. Nejde ani tak o vietor či nejaké nezvyčajné javy. Atmosféra a povrch Neptúna majú takmer rovnakú štruktúru. Toto je charakteristický znak všetkých plynových obrov, vrátane tejto planéty.
Imaginárny povrch
Planéta má výrazne nižšiu hustotu ako Zem (1,64 g/cm³), čo sťažuje šliapanie na jej povrch. Áno, a ako taký nie je. Bolo dohodnuté, že úroveň povrchu bude identifikovaná veľkosťou tlaku: poddajná a skôr tekutá „tuhá látka“sa nachádza v nižších vrstvách atmosféry, kde sa tlak rovná jednému baru, a v skutočnosti, je jeho súčasťou. Akákoľvek správa o planéte Neptún ako o kozmickom objekte špecifickej veľkosti je založená na tejto definícii imaginárneho povrchu obra.
Parametre získané s ohľadom na túto funkciu sú nasledovné:
- priemer blízko rovníka je 49,5 tisíc km;
- jeho veľkosť v rovine pólov je takmer 48,7 tisíc km.
Pomer týchto charakteristík robí Neptúna ďaleko od tvaru kruhu. Rovnako ako Modrá planéta je na póloch trochu sploštená.
Zloženie atmosféry Neptúna
Zmes plynov obklopujúcich planétu,obsah je veľmi odlišný od zemského. Drvivú väčšinu tvorí vodík (80 %), na druhej pozícii je hélium. Tento inertný plyn významne prispieva k zloženiu atmosféry Neptúna - 19%. Metán je menej ako percento, nachádza sa tu aj amoniak, ale v malom množstve.
Napodiv, jedno percento metánu v zložení výrazne ovplyvňuje to, akú atmosféru má Neptún a ako vyzerá celý plynný gigant z pohľadu vonkajšieho pozorovateľa. Táto chemická zlúčenina tvorí oblaky planéty a neodráža svetelné vlny zodpovedajúce červenej farbe. Výsledkom je, že Neptún je tmavomodrý pre prechádzajúce vesmírne lode. Táto farba je jednou z tajomstiev planéty. Vedci ešte úplne nevedia, čo presne vedie k absorpcii červenej časti spektra.
Všetci plynní obri majú atmosféru. Je to farba, ktorá medzi nimi odlišuje Neptún. Vďaka týmto vlastnostiam sa nazýva ľadová planéta. Zamrznutý metán, ktorý svojou existenciou pridáva váhu prirovnaniu Neptúna s ľadovcom, je tiež súčasťou plášťa obklopujúceho jadro planéty.
Vnútorná štruktúra
Jadro vesmírneho objektu obsahuje zlúčeniny železa, niklu, horčíka a kremíka. Z hľadiska hmotnosti sa jadro približne rovná celej Zemi. Zároveň, na rozdiel od iných prvkov vnútornej štruktúry, má hustotu, ktorá je dvakrát vyššia ako hustota Modrej planéty.
Jadro je zakryté, ako už bolo spomenuté, plášťom. Jeho zloženie je v mnohom podobné atmosférickému: tusú prítomné amoniak, metán, voda. Hmotnosť vrstvy sa rovná pätnástim zemským, pričom je silne zahrievaná (až 5000 K). Plášť nemá jasnú hranicu a plynule do nej prúdi atmosféra planéty Neptún. Zmes hélia a vodíka tvorí vrchnú časť konštrukcie. Hladká premena jedného prvku na druhý a rozmazané hranice medzi nimi sú vlastnosti, ktoré sú charakteristické pre všetkých plynových obrov.
Ťažkosti pri výskume
Závery o atmosfére Neptúna, ktorá je typická svojou štruktúrou, sú z veľkej časti založené na už získaných údajoch o Uráne, Jupiteri a Saturne. Odľahlosť planéty od Zeme sťažuje jej štúdium.
V roku 1989 preletela kozmická loď Voyager 2 blízko Neptúna. Toto bolo jediné stretnutie ľadového obra s pozemským poslom. Jeho plodnosť je však zrejmá: práve táto loď poskytla vede väčšinu informácií o Neptúne. Voyager 2 objavil najmä Veľké a Malé tmavé škvrny. Obe začiernené plochy boli jasne viditeľné na pozadí modrej atmosféry. Dodnes nie je jasné, aký charakter majú tieto útvary, no predpokladá sa, že ide o vírivé prúdy alebo cyklóny. Objavujú sa v hornej atmosfére a obiehajú planétu veľkou rýchlosťou.
Perpetual motion
Mnohé parametre určujú prítomnosť atmosféry. Neptún je charakteristický nielen svojou nezvyčajnou farbou, ale aj neustálym pohybom vytváraným vetrom. Rýchlosť, ktorou oblaky obiehajú planétu okolo rovníka, presahuje tisíc kilometrov za hodinu. Zároveň sa pohybujú v smere opačnom k rotácii samotného Neptúna okolo osi. Zároveň sa planéta otáča ešte rýchlejšie: úplná rotácia trvá iba 16 hodín a 7 minút. Pre porovnanie: jedna revolúcia okolo Slnka trvá takmer 165 rokov.
Ďalšia záhada: rýchlosť vetra v atmosfére plynných obrov rastie so vzdialenosťou od Slnka a dosahuje vrchol na Neptúne. Tento jav ešte nebol podložený, rovnako ako niektoré teplotné charakteristiky planéty.
Rozvod tepla
Počasie na planéte Neptún sa vyznačuje postupnou zmenou teploty v závislosti od nadmorskej výšky. Táto vrstva atmosféry, kde sa nachádza podmienený povrch, plne zodpovedá druhému názvu kozmického tela (ľadovej planéty). Teplota tu klesá na takmer -200 ºC. Ak sa presuniete z povrchu vyššie, dôjde k výraznému zvýšeniu tepla až na 475 °. Vedci zatiaľ nenašli hodné vysvetlenie takýchto rozdielov. Neptún má mať vnútorný zdroj tepla. Takýto „ohrievač“by mal vyprodukovať dvakrát toľko energie, koľko prichádza na planétu zo Slnka. Teplo z tohto zdroja v kombinácii s energiou, ktorá sem prichádza z našej hviezdy, je pravdepodobne dôvodom silného vetra.
Slnečné svetlo ani vnútorný „ohrievač“však nedokážu zvýšiť teplotu na povrchu tak, aby tu bolo cítiť striedanie ročných období. A hoci sú na to splnené ďalšie podmienky, na Neptúne nie je možné rozlíšiť zimu od leta.
Magnetosphere
Výskum sondy Voyager 2 pomohol vedcom dozvedieť sa veľa o magnetickom poli Neptúna. Je veľmi odlišný od toho Zemského: zdroj sa nenachádza v jadre, ale v plášti, vďaka čomu je magnetická os planéty značne posunutá od stredu.
Jednou z funkcií poľa je ochrana pred slnečným vetrom. Tvar magnetosféry Neptúna je veľmi pretiahnutý: ochranné línie v tej časti planéty, ktorá je osvetlená, sa nachádzajú vo vzdialenosti 600 tisíc km od povrchu a na opačnej strane - viac ako 2 milióny km.
Voyager zaznamenal nekonzistentnosť intenzity poľa a umiestnenia magnetických čiar. Takéto vlastnosti planéty tiež veda ešte úplne nevysvetlila.
Rings
Koncom 19. storočia, keď vedci už nehľadali odpoveď na otázku, či je na Neptúne atmosféra, vyvstala pred nimi ďalšia úloha. Bolo potrebné vysvetliť, prečo na dráhe ôsmej planéty začali pre pozorovateľa hviezdy miznúť o niečo skôr, ako sa k nim Neptún blížil.
Problém bol vyriešený až po takmer storočí. V roku 1984 sa pomocou výkonného teleskopu podarilo uvažovať o najjasnejšom prstenci planéty, neskôr pomenovaný po jednom z objaviteľov Neptúna – Johnovi Adamsovi.
Ďalší výskum odhalil niekoľko ďalších podobných útvarov. Boli to oni, ktorí uzavreli hviezdy pozdĺž cesty planéty. Dnes sa astronómovia domnievajú, že Neptún má šesť prstencov. Obsahujú ďalšiu záhadu. Adamsov prsteň pozostáva z niekoľkých oblúkov umiestnených na niektorýchvzdialenosti od seba. Dôvod tohto umiestnenia je nejasný. Niektorí výskumníci sa prikláňajú k názoru, že sila gravitačného poľa jedného z Neptúnových satelitov, Galatea, ich drží v tejto polohe. Iní uvádzajú závažný protiargument: jeho veľkosť je taká malá, že by sa s touto úlohou sotva vyrovnal. Možno je v blízkosti niekoľko ďalších neznámych satelitov, ktoré pomáhajú Galatee.
Vo všeobecnosti sú prstence planéty pohľadom, ktorý je pôsobivosťou a krásou horší ako podobné útvary Saturna. Nie poslednú úlohu v trochu fádnom vzhľade zohráva kompozícia. Prstence obsahujú hlavne kúsky metánu potiahnuté zlúčeninami kremíka, ktoré dobre absorbujú svetlo.
Satelity
Neptún je vlastníkom (podľa najnovších údajov) 13 satelitov. Väčšina z nich má malú veľkosť. Jedine Triton má vynikajúce parametre, ktorého priemer je len o málo menší ako Mesiac. Zloženie atmosféry Neptúna a Tritonu je odlišné: satelit má plynový obal zo zmesi dusíka a metánu. Tieto látky dodávajú planéte veľmi zaujímavý vzhľad: zamrznutý dusík s inklúziami z metánového ľadu vytvára na povrchu v blízkosti južného pólu skutočnú farebnú vlnu: pretečenie žltej farby je kombinované s bielou a ružovou.
Osud fešáka Tritona medzitým nie je taký ružový. Vedci predpovedajú, že sa zrazí s Neptúnom a pohltí ho. V dôsledku toho sa ôsma planéta stane vlastníkom nového prstenca, ktorý je jasnosťou porovnateľný s formáciami Saturna a dokonca aj pred nimi. Zostávajúce satelity Neptúna sú výrazne nižšie ako Triton, niektoré z nichešte nemá ani meno.
Ôsma planéta slnečnej sústavy do značnej miery zodpovedá jej názvu, ktorého výber ovplyvnila aj prítomnosť atmosféry – Neptún. Jeho zloženie prispieva k vzniku charakteristickej modrej farby. Neptún sa rúti pre nás nepochopiteľným priestorom ako boh morí. A podobne ako v hlbinách oceánu, aj tá časť vesmíru, ktorá začína za Neptúnom, skrýva pred človekom veľa tajomstiev. Vedci budúcnosti ich ešte musia objaviť.
