Neptuno

Artigos de calidade

Este artigo é actualmente un candidato a artigo de calidade. Un artigo de calidade debe servir como demostración dos mellores traballos da Galipedia, e, polo tanto, agárdase que cumpra varios criterios. Por favor, se queres,

Para outras páxinas con títulos homónimos véxase: Neptuno (homónimos).

Neptuno
Neptuno na súa cor real captada pola Voyager 2. Coma Urano, Neptuno ten aparencia apagada; pódense ver algunhas tormentas, como a Gran Mancha Escura GDS-89 no centro.
Descubrimento
Descubridor	Johann Galle Urbain Le Verrier John Couch Adams
Data	23 de setembro de 1846
Designacións
Pronunciación	[nɛpˈtuno̝]
Nomeado por	Neptuno (Neptūnus)
Adxectivos	Neptuniano, neptuniana
Símbolo	e
Características orbitais
Época J2000
Afelio	30,33 UA (4 540 millón km)
Perihelio	29,81 UA (4 460 millón km)
Semieixo maior	30,07 UA (4 500 millón km)
Raio órbital medio	30,06896341 UA 4 498 252 900 km
Excentricidade	0,008678
Período orbital	164,8 anos 60 190 días (89 666 días solares de Neptuno)
Período sinódico	367,49 días
velocidade orbital media	5,43 km/s
Anomalía media	259,883°
Inclinación	1,770° respecto á eclíptica; 6,43° respecto ó ecuador do Sol; 0,74° respecto ó plano invariable
Lonxitude do nodo ascendente	131,783°
Argumento do perihelio	273,187°
Satélites coñecidos	16
Características físicas
Raio medio	24 622 ± 19 km
Raio ecuatorial	24 764 ± 15 km 3,883 raios da Terra
Raio polar	24 341 ± 30 km 3,829 raios da Terra
Achatamento	0,0171 ± 0,0013
Área de superficie	7,6183 × 10 9 km 2 14,98 áreas da Terra
Volume	6,253 × 10 13 km 3 57,74 volumes da Terra
Masa	1,02409 × 10 26 kg 17,147 masas da Terra 5,15 × 10 −5 masas do Sol
Densidade media	1,638 g/cm3
Gravidade superficial	11,15 m/s2 (1,137 g0)
Factor de momento de inercia	0,23 (estimada)
Velocidade de escape	23,5 km/s
Período de rotación	0,67125 días 16 h 6 min 36 s
Período de rotación sideral	0,6713 días 16 h 6 min 36 s
Velocidade de rotación ecuatorial	2,68 km/s
Oblicuidade da eclíptica	28,32° (respecto á órbita)
Ascensión recta do polo norte	19h 57m 20s 299,36°
Declinación do polo norte	43,46°
Albedo	0,290 (Bond) 0,442 (xeom.)
T ª superficial mín media máx. nivel: 1 bar 72 K (−201 °C) 0,1 bar (10 kPa) 55 K (−218 °C)
Magnitude aparente	7,67 a 8,00
Magnitude absoluta (H)	−6,9
Diámetro angular	2,2 - 2,4″
Atmosfera
Altura de escala	19,7 ± 0,6 km
Composición por volume	80% ± 3,2% Hidróxeno 19% ± 3,2% Helio 1,5% ± 0,5% Metano ~0,019% Deuteruro de hidróxeno ~0,00015% Etano

Neptuno é o oitavo planeta a partir do Sol, e o máis afastado no noso sistema solar. No sistema solar, é o cuarto planeta máis grande por diámetro, o terceiro planeta máis masivo e o planeta xigante máis denso. Neptuno ten 17 veces a masa da Terra e é lixeiramente máis masivo que Urano, que ten 15 veces a masa da Terra pero non é tan denso. Neptuno é máis denso e fisicamente máis pequeno que Urano porque a súa maior masa provoca máis compresión gravitatoria na súa atmosfera. É un dos dous planetas xigantes de xeo do sistema solar (o outro é Urano). Estando composto principalmente por gases e líquidos, non ten unha "superficie sólida" ben definida. O planeta orbita ao redor do Sol unha vez cada 164,8 anos a unha distancia media de 30,1 UA (4500 millóns de km), unhas 30 veces a distancia da Terra ao Sol. Neptuno recibiu o nome do deus romano dos mares e o seu símbolo astronómico é ♆, unha versión estilizada do tridente do deus.

Neptuno non é visible a simple vista e é o único planeta do sistema solar atopado por predición matemática máis que por observación empírica. Inesperados cambios na órbita de Urano levaron a Alexis Bouvard a deducir que esta era obxecto dunha perturbación gravitacional producida por un planeta descoñecido. Despois da morte de Bouvard, a posición de Neptuno foi predita a partir das súas observacións, independentemente, por John Couch Adams e Urbain Le Verrier. Neptuno foi posteriormente observado o 23 de setembro de 1846 por Johann Galle máis ou menos na posición pronosticada por Urbain Le Verrier, e a súa maior lúa, Triton, foi descuberta pouco despois, aínda que ningunha das restantes 13 lúas foron localizadas telescopicamente ata o século XX. A distancia do planeta á Terra dálle un tamaño aparente moi pequeno, polo que é difícil estudar con telescopios terrestres. Neptuno foi visitado pola nave Voyager 2, que sobrevoou o planeta o 25 de agosto de 1989. e, esta, segue a ser a única nave espacial que o visitou. A chegada do telescopio espacial Hubble e dos grandes telescopios terrestres con óptica adaptativa permitiron, recentemente, observacións detalladas adicionais dende lonxe.

Do mesmo xeito que Xúpiter e Saturno, a atmosfera de Neptuno está composta principalmente de hidróxeno e helio, xunto con restos de hidrocarburos e posiblemente nitróxeno, aínda que contén unha maior proporción de xeos como auga, amoníaco e metano. Porén, semellante a Urano, o seu interior está composto principalmente de xeos e rochas; Urano e Neptuno son normalmente considerados "xigantes de xeo" para recalcar esta distinción. Xunto coa dispersión de Rayleigh, os rastros de metano nas rexións ultraperiféricas explican en parte o aspecto azul do planeta. Os datos máis recentes do observatorio Gemini mostran que a cor azul está máis saturada que a presente en Urano debido á menor bruma da atmosfera máis activa de Neptuno.

En contraste coa atmosfera nebulosa e relativamente sen características de Urano, a atmosfera de Neptuno ten patróns meteorolóxicos activos e visibles. Por exemplo, no momento do sobrevoo da Voyager 2 en 1989, o hemisferio sur do planeta tiña unha Gran Mancha Escura comparable á Gran Mancha Vermella de Xúpiter. Máis recentemente, en 2018, identificáronse e estudouse unha mancha escura principal máis nova e unha mancha escura máis pequena. Ademais, estes patróns meteorolóxicos son impulsados ​​polos ventos sostidos máis fortes de calquera planeta do sistema solar, con velocidades do vento rexistradas tan altas como 2 100 km/h (580 m/s; 1 300 mph). Debido á súa gran distancia do Sol, a atmosfera exterior de Neptuno é un dos lugares máis fríos do sistema solar, con temperaturas nas cimas das súas nubes aproximándose os 55 K (−218 °C; −361 °F). As temperaturas no centro do planeta son aproximadamente 5 400 K (5 100 °C; 9 300 °F). Neptuno ten un sistema de aneis débil e fragmentado (etiquetado como "arcos"), que foi descuberto en 1984 e despois confirmado pola "Voyager 2".

Historia

Primeiros descubrimentos

Galileo Galilei puido ser o primeiro en avistar Neptuno

A presenza de Neptuno non se pode detectar a simple vista polo que foi preciso a invención do telescopio para podelo observar. Porén, este descubrimento diferenciouse dos do resto dos planetas porque foi consecuencia non da observación directa senón do cálculo matemático: compría a existencia dalgún corpo celeste para explicar unha serie de perturbacións na órbita de Urano.

Xa fora observado por varios astrónomos, antes do seu descubrimento no século XIX, sen se decataren de que era un planeta. Así, Galileo fixera algunhas das primeiras observacións rexistradas a través dun telescopio, como manifestan os seus debuxos, do 28 de decembro de 1612 e do 27 de xaneiro de 1613, que conteñen puntos trazados que coinciden co que agora se sabe que foron as posicións de Neptuno nesas datas. En ámbalas dúas ocasións, Galileo parece confundir a Neptuno cunha estrela fixa cando apareceu preto —en conxunción—de Xúpiter no ceo nocturno. Polo tanto, non se lle acredita o descubrimento de Neptuno. Na súa primeira observación en decembro de 1612, Neptuno estaba case parado no ceo porque acababa de volverse retrógrado, ese día. Este aparente movemento cara a atrás créase cando a órbita terrestre pasa por un planeta exterior. Debido a que Neptuno só comezaba o seu ciclo retrógrado anual, o movemento do planeta era demasiado leve para ser detectado co pequeno telescopio de Galileo. En 2009, un estudo suxeriu que Galileo era polo menos consciente de que a "estrela" que observara, movíase en relación ás demais estrelas fixas polo que non podía ser unha estrela fixa. Porén, non tirou ningunha conclusión desta segunda observación e non volveu mencionalo. É por iso, por pensar que só observara unha estrela non se lle atribúe o seu descubrimento.

John Couch Adams.

Con posterioridade, Neptuno, tamén foi observado por Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande (1732 – 1807) en 1795 e por John Herschel, fillo de William Herschel, quen foi o descubridor de Urano en 1781, sen que eles tampouco notasen nada en particular, chegando a confundilo, de novo, cunha estrela. Mais, polo 1788, os matemáticos comezaron a observar que o recentemente descuberto planeta Urano non tiña unha órbita que se axustase aos modelos existentes. Ademais, canto máis pasaba o tempo, máis aumentaba o erro entre a posición anunciada da estrela e a rexistrada. Jean-Baptiste Joseph Delambre tentou explicar as anomalías engadindo aos seus cálculos a influencia gravitatoria de Xúpiter e Saturno mais, aínda que as súas táboas foron máis precisas, tampouco permitiron predicir o movemento do planeta a longo prazo.

En 1821, Alexis Bouvard publicou as táboas astronómicas da órbita do planeta veciño de Neptuno, Urano. Observacións posteriores revelaron desviacións substanciais nas táboas, o que levou a Bouvard a hipótese de que un corpo descoñecido estaba perturbando a órbita a través da interacción gravitatoria. En 1843, John Couch Adams comezou a estudar a órbita de Urano utilizando os datos que tiña. Solicitou datos adicionais a sir George Airy, o Astrónomo Real, quen llos forneceu en febreiro de 1844. Adams continuou traballando entre 1845–1846 e produciu varias estimacións diferentes dun novo planeta.

Na procura dun planeta alén de Urano

Urbain Le Verrier.

Johann Galle.

Nunha reunión da Asociación Británica de Ciencia, George Biddell Airy informou de que as táboas de Bouvard estaban equivocadas, aproximadamente, un minuto de grao. Daquela, opoñíanse dúas hipóteses: a de Bouvard sobre a existencia doutro planeta aínda descoñecido, que podería afectar os movementos de Urano, e a de cuestionamento da lei universal da gravitación, proposta por Airy, quen argumentaba que a lei da gravitación perdería a súa validez ao afastármonos do Sol. Porén, a existencia dun novo planeta alén de Urano foi o consenso ao que chegaron a maioría dos astrónomos para explicar as perturbacións no movemento de Urano.

Entre 1845 e 1846 Urbain Le Verrier, independentemente de Adams, desenvolveu os seus propios cálculos pero non espertou ningún entusiasmo nos seus compatriotas. En xuño de 1846, ao ver a primeira estimación publicada de Le Verrier da lonxitude do planeta e a súa semellanza coa estimación de Adams, Airy convenceu a James Challis para que buscase o planeta. Challis percorreu en van o ceo durante agosto e setembro. Challis, de feito, observara a Neptuno un ano antes do descubridor posterior do planeta, Johann Gottfried Galle, e en dúas ocasións, o 4 e o 12 de agosto de 1845. Non obstante, os seus mapas estelares obsoletos e as súas malas técnicas de observación fixeron que non recoñeceu as observacións como tales ata que realizou análises posteriores. Challis estaba cheo de remordementos, pero culpaba da súa neglixencia aos seus mapas e ao feito de que estaba distraído polo seu traballo simultáneo nas observacións de cometas.

Mentres tanto, Le Verrier enviou unha carta e instou ao astrónomo Galle do observatorio de Berlín a buscar co telescopio refractor do observatorio. Heinrich d'Arrest, un estudante do observatorio, suxeriu a Galle que poderían comparar unha carta do ceo debuxada recentemente na rexión de Le Verrier, a localización prevista co ceo actual para buscar. a característica de desprazamento dun planeta, en oposición a unha estrela fixa. Na noite do 23 de setembro de 1846, o día en que Galle recibiu a carta, descubriu a Neptuno xusto ao nordés de Iota Aquarii, a 1° da posición "cinco graos ao leste de Delta Capricornio" que Le Verrier predixera, a uns 12° da predición de Adams, e na fronteira de Acuario e Capricornio segundo os límites das constelacións modernas da IAU.

A raíz do descubrimento, houbo unha acalorada rivalidade nacionalista entre os franceses e os británicos sobre quen merecía o crédito polo descubrimento. Co tempo, xurdiu un consenso internacional de que Le Verrier e Adams merecían o crédito conxunto. Desde 1966, Dennis Rawlins cuestionou a credibilidade da afirmación de Adams sobre o codescubrimento, e a cuestión foi reavaliada polos historiadores co regreso en 1998 dos "papeis de Neptuno" (documentos históricos) ao Real Observatorio de Greenwich.

Nome

O telescopio refractor de 9" de apertura que foi utilizado por Johann Gottfried Galle no Observatorio de Berlín en 1846 para o descubrimento de Neptuno.

Pouco despois do seu descubrimento, Neptuno foi referido simplemente como "o planeta exterior a Urano" ou como "o planeta de Le Verrier". A primeira suxestión para un nome veu de Johann Galle, quen propuxo o nome Ianus. En Inglaterra, Challis presentou o nome Oceanus.

En outubro, Le Verrier, intentou poñerlle o seu nome ao planeta e tivo o apoio leal para iso do director do observatorio, Francesc Aragó. Os almanaques franceses reintroduciron rapidamente o nome Herschel para Urano, en nome do descubridor dese planeta sir William Herschel, e Leverrier para o novo planeta. Esta suxestión atopou unha dura resistencia fóra de Francia. Reivindicando o dereito a nomear o seu descubrimento, Le Verrier propuxo rapidamente o nome de Neptuno para este novo planeta, aínda que afirmou falsamente que este fora aprobado oficialmente polo Bureau des Longitudes francés.

Struve (1793-1864), pronunciouse a favor do nome Neptuno o 29 de decembro de 1846, ante a Academia de Ciencias de San Petersburgo. Pronto, Neptuno converteuse no nome aceptado internacionalmente. Na mitoloxía romana, Neptuno era o deus do mar, identificado co grego Poseidón. A demanda dun nome mitolóxico parecía estar en consonancia coa nomenclatura dos outros planetas, todos os cales tiñan o nome de divindades da mitoloxía grega e da mitoloxía romana.

A maioría dos idiomas actuais utilizan algunha variante do nome "Neptuno" para o planeta; de feito, en chinés, vietnamita, xaponés e coreano, o nome do planeta traduciuse como "astro rei do mar" (海王星). En mongol, Neptuno chámase Dalain van (Далайн ван), reflectindo o papel do seu deus homónimo como gobernante do mar. No grego moderno o planeta chámase Poseidon (Ποσειδώνας, Poseidonas), o análogo grego de Neptuno. En hebreo, Rahab (רהב), foi seleccionado o nome dun monstro bíblico mariño mencionado no libro dos Salmos nunha votación xestionada pola Academia da Lingua Hebrea en 2009 como o nome oficial para o planeta, a pesar de que existe o termo latino Neptun (נפטון) que se usa comunmente. En maorí o planeta chámase Tangaroa, chamado así polo deus maorí do mar. En náhuatl, o planeta chámase Tlāloccītlalli, o nome do deus da chuvia Tlāloc. En tailandés, refirense a Neptuno polo seu nome occidentalizado Dao Nepjun (ดาวเนปจูน), pero tamén se chama Dao Ketu (ดาวเกตุ, literalmente "estrela de Ketu"), despois de Ketu (केतु), o nodo lunar descendente, que xoga un papel na astroloxía hindú. En malaio, o nome Waruna, despois do deus hindú dos mares, está testemuñado xa na década de 1970, pero finalmente foi substituído polos equivalentes latinos Neptun (en malaio) ou Neptunus (en indonesio). Na India ten un nome semellante, Varuna (devanagari: वरुण), o deus do mar na mitoloxía hindú/védica; é dicir, o equivalente de Poseidón/Neptuno na mitoloxía grecorromana.

A forma adxectival habitual é Neptuniano. A forma nonce Poseidean (/pəˈsaɪdiən/), de Poseidón, tamén se utilizou, aínda que a forma adxectival usual de Poseidón é poseidoniano (/ˌpɒsaɪˈdoʊniən/).

Status

Desde o seu descubrimento en 1846 ata o descubrimento de Plutón en 1930, Neptuno foi o planeta máis afastado coñecido. Cando se descubriu Plutón, considerouse un planeta, e Neptuno converteuse así no segundo planeta máis afastado coñecido, excepto por un período de 20 anos entre 1979 e 1999, cando a órbita elíptica de Plutón achegouno máis o Sol que Neptuno. As estimacións cada vez máis precisas da masa de Plutón que ían desde dez veces máis pequena cá da Terra ata moito menos que a da Lúa e o descubrimento do cinto de Kuiper en 1992 levou a moitos astrónomos a debater se Plutón debería ser considerado un planeta ou como parte do cinto de Kuiper. En 2006, a Unión Astronómica Internacional definiu a palabra "planeta" por primeira vez, reclasificando a Plutón como "planeta anano" e convertendo de novo a Neptuno no planeta máis exterior coñecido do Sistema Solar.

Características

Comparación do tamaño de Neptuno e a Terra

Orbitando tan lonxe do Sol, Neptuno recibe moi pouca calor. A súa temperatura superficial media é de -218 °C. Porén, o planeta parece ter unha fonte interna de calor. Cóidase que isto se debe ao resto da calor xerada pola materia en caída durante o nacemento do planeta, que agora irradia ao espazo. A atmosfera de Neptuno ten as máis altas velocidades de ventos no sistema solar, que están por riba dos 2.000 km/h; considérase que os ventos son amplificados por este fluxo interno de calor.

A estrutura interna lembra a de Urano—un núcleo rochoso cuberto por unha codia de xeo, agachada no profundo da súa grosa atmosfera. Os dous terzos internos de Neptuno están compostos dunha mestura de rocha fundida, auga, amonio líquido e metano. A terza parte exterior é unha mestura de gases quentes composta por hidróxeno, helio, auga e metano. Igual que Urano e a diferenza da composición uniforme de Xúpiter e Saturno, considérase que a estrutura interna de Neptuno consta de tres capas. Como Urano, o campo magnético de Neptuno é moi inclinado en relación ao seu eixo rotacional, a 47 °C, e desviado no mínimo en 0,55 radiáns (preto de 13.500 km) do centro físico do planeta. Comparando o campo magnético dos dous planetas, os científicos coidan que esta orientación extrema se debe aos característicos fluxos no interior do planeta, e non ao resultado da orientación lateral de Urano.

Características físicas

A masa de Neptuno e de 1.0243 x 10²⁶ kg é intermedia entre a Terra e os xigantes gasosos máis grandes: é 17 veces maior que a da Terra, pero só 1/19 da de Xúpiter. A súa gravidade a 1 bar é 11.15 m/s², 1.14 veces a gravidade superficial da Terra, e só superado por Xúpiter. O radio do ecuador de Neptuno é de 24,764 km é case catro veces o da Terra. Neptuno, do mesmo xeito que Urano, é un xigante de xeo, unha subclase de planeta xigante, porque son máis pequenos e teñen maiores concentracións de volátiles que Xúpiter e Saturno. Na procura de exoplanetas, Neptuno utilizouse como metonimio: os corpos descubertos de masa similar adoitan denominarse "Neptunos", do mesmo xeito que os científicos se refiren a varios corpos extrasolares como "Xúpiters".

Estrutura interna

A estrutura interna de Neptuno aseméllase á de Urano. A súa atmosfera constitúe entre o 5 e o 10% da súa masa e esténdese quizais entre o 10 e o 20% cara ao núcleo, onde alcanza presións duns 10 GPa, ou unhas 100.000 veces a da atmosfera terrestre. Nas rexións inferiores da atmosfera atópanse concentracións crecentes de metano, amoníaco e auga.

Composición física e química do interior de Neptuno (en inglés)

O manto equivale a entre 10 e 15 masas terrestres e é rica en auga, amoníaco e metano. Como é habitual na ciencia planetaria, esta mestura denomínase volatiles aínda que se trata dun fluído quente e denso (fluído supercrítico). Esta concentranción de fluído, que ten unha alta condutividade eléctrica, ás veces chámase océano de auga e amoníaco. O manto pode consistir nunha capa de auga iónica na que as moléculas de auga se descompoñen nunha sopa de hidróxeno e ións de osíxenos, e máis profundamente auga superiónica na que o osíxeno cristaliza pero os ións de hidróxeno flotan libremente dentro da rede de osíxeno A unha profundidade de 7,000 km, as condicións poden ser tales que o metano se descompón en cristais de diamante que choven cara a abaixo como saraiba. Os científicos tamén cren que este tipo de choiva de diamantes ocorre en Xúpiter, Saturno e Urano. Experimentos a moi alta presión no Laboratorio Nacional Lawrence Livermore suxiren que a parte superior do manto pode ser un océano de carbono líquido con "diamantes" sólidos flotantes.

O núcleo de Neptuno probablemente estea composto por ferro, níquel e silicatos, cunha estrutura interior que dá unha masa aproximadamente 1,2 veces a da Terra. A presión no centro é de 7 Mbar (700 GPa), aproximadamente o dobre que a do centro da Terra, e a temperatura pode ser 5,400 K.

Atmosfera

Esta secuencia de imaxes do Telescopio Espacial Hubble narra o aumento e diminución da cantidade de nubes en Neptuno. Este longo conxunto de observacións mostra que o número de nubes crece cada vez máis despois dun pico no ciclo solar, onde o nivel de actividade do Sol aumenta e descende rítmicamente durante un período de 11 anos. Os cambios químicos son causados pola fotoquímica, que ocorre no alto da atmosfera de Neptuno e leva tempo en formar nubes. En 1989, a sonda Voyager 2 da NASA proporcionou as primeiras imaxes en primeiro plano de nubes lineais e brillantes, que lembran os cirros da Terra, vistas no alto da atmosfera de Neptuno. Fórmanse sobre a maior parte do metano da atmosfera de Neptuno e reflicten todas as cores da luz solar, o que os fai brancos. Hubble retoma onde quedou o breve sobrevoo da Voyager mantendo un ollo continuamente no planeta cada ano.

Imaxe combinada de cores e infravermellos próximos de Neptuno, que mostra bandas de metano na súa atmosfera, e catro das súas lúas, Proteo, Larisa, Galatea, e Despina

Un vídeo en time-lapse de Neptuno e as súas lúas

A grande altitude, a atmosfera de Neptuno ten un 80% de hidróxeno e un 19% de helio. Tamén hai unha pequena cantidade de metano. Existen bandas de absorción prominentes de metano a lonxitudes de onda superiores a 600 nm, na parte vermella e infravermella do espectro. Do mesmo xeito que con Urano, esta absorción de luz vermella polo metano atmosférico é parte do que lle dá a Neptuno o seu ton azul. aínda que o azul de Neptuno difire do azul claro máis suave de Urano.

A atmosfera de Neptuno está subdividida en dúas rexións principais: a troposfera inferior, onde a temperatura diminúe coa altitude, e a estratosfera, onde a temperatura aumenta coa altitude. O límite entre ambos, a tropopausa, sitúase a unha presión de 0,1 bar (100 kPa). A estratosfera dá paso á termosfera a unha presión inferior a 10⁻⁵ a 10⁻⁴ bares (de 1 a 10 Pa). A termosfera fai a súa transicións coa exosfera gradualmente.

Os modelos suxiren que a troposfera de Neptuno está formada por nubes de composición variable dependendo da altitude. As nubes de nivel superior encontranse a presións inferiores a un bar, onde a temperatura é adecuada para a condensación do metano. Para presións entre un e cinco bares (100 e 500 kPa), pénsase que se forman nubes de amoníaco e sulfuro de hidróxeno. Por riba dunha presión de cinco bares, as nubes poden estar formadas por amoníaco, sulfuro de amonio, sulfuro de hidróxeno e auga. As nubes máis profundas de xeo de auga deberían atoparse a presións duns 50 bars (5,0 MPa), onde a temperatura alcanza os 273 K (0 °C). Por debaixo pódense atopar nubes de amoníaco e sulfuro de hidróxeno.

Observáronse nubes de grande altitude en Neptuno que proxectan sombras sobre a cuberta de nubes opacas que hai debaixo. Tamén hai bandas de nubes a grande altitude que envolven o planeta a latitude constante. Estas bandas con forma de circunferencia teñen unha anchura de 50–150 km e sitúanse a uns 50–110 km por encima da cuberta de nubes. Estas altitudes atópanse na capa onde se produce o clima, a troposfera. O tempo non se produce na estratosfera nin na termosfera superior. En agosto de 2023, as nubes de Neptuno desapareceron, posiblemente debido á "chamarada solar". Trinta anos de observacións do Telescopio Espacial Hubble e dos telescopios terrestres demostraron que a actividade das nubes de Neptuno está ligada aos ciclos solares, e non ás estacións do planeta.

O espectro de Neptuno suxire que a súa estratosfera inferior é brumosa debido á condensación de produtos da fotólise ultravioleta do metano, como o etano e o etino. A estratosfera tamén alberga trazas de monóxido de carbono e cianuro de hidróxeno. A estratosfera de Neptuno é máis cálida que a de Urano debido á elevada concentración de hidrocarburos.

Por razóns que aínda se descoñecen, a termosfera do planeta atópase a unha temperatura anómalamente alta duns 750 K. O planeta está demasiado lonxe do Sol para que esta calor se xere por radiación ultravioleta. Un candidato a mecanismo de quecemento é a interacción atmosférica cos ións do campo magnético do planeta. Outros candidatos son as ondas de gravidade procedentes do interior que se disipan na atmosfera. A termosfera contén trazas de dióxido de carbono e auga, que poden depositarse a partir de fontes externas como meteoritos e po.

Color

As gravacións do Observatorio Lowell en 1950-2016 en lonxitudes de onda azul e verde observaron que Urano aparece un pouco máis verde nos seus solsticios de verán, que é cando un dos polos de Neptuno apunta cara ao Sol —debido a que reduciu o metano cun maior espesor de partículas de xeo de metano— e no seu inverno. Durante os equinoccios, que é cando o ecuador apunta cara ao Sol, aparece un ton lixeiramente máis azul.

A atmosfera de Neptuno é lixeiramente azul no espectro óptico, só lixeiramente máis saturada que o azul da atmosfera de Urano. As primeiras representacións dos dous planetas esaxeraron moito o contraste de cores de Neptuno "para revelar mellor as nubes, as bandas e os ventos", facéndoo parecer azul profundo en comparación co branco roto de Urano. Os dous planetas foran fotografiados con sistemas diferentes, polo que é difícil comparar directamente as imaxes compostas resultantes. Isto foi revisado coa cor normalizada co paso do tempo, de xeito máis completo a finais de 2023.

• 
  Imaxe orixinal de 2 cores (laranxa-verde) da NASA/JPL da Voyager 2, cunha cor esaxerada.
• 
  A cor recalibrada en 2016 (Justin Cowart), conservando algunha mellora para o contraste.
• 
  Cor recalibrada en 2023 (Patrick Irwin), aproximando á cor verdadeira.

Magnetosfera

Simulación da magnetosfera de Neptuno. Extraído dun vídeo feito polo Scientific Visualization Studio da NASA.

Neptuno parécese a Urano no seu magnetosfera, cun campo magnético fortemente inclinado con respecto ao seu eixo de rotación a 47° e desprazado polo menos 0,55 radio, ou uns 13.500 km do centro físico do planeta. Antes da chegada de Voyager 2 a Neptuno, expúxose a hipótese de que a magnetosfera inclinada de Urano era o resultado da súa rotación lateral. Ao comparar os campos magnéticos dos dous planetas, os científicos pensan agora que a orientación extrema pode ser característica de fluxos no interior dos planetas. Este campo pode estar xerado por movementos de fluídos convectivos nunha fina capa esférica de líquidos condutores eléctricos (probablemente unha combinación de amoníaco, metano e auga). dando lugar a unha acción de dínamo.

A compoñente dipolar do campo magnético no ecuador magnético de Neptuno é duns 14 microteslas. (0.14 G). O momento magnético dipolar de Neptuno é de aproximadamente 2,2 x 10¹⁷ T·m³ (14 μT·R_N³, onde R_N é o radio de Neptuno). O campo magnético de Neptuno ten unha xeometría complexa que inclúe contribucións relativamente grandes de compoñentes non dipolares, incluíndo un forte momento cuadrupolar que pode superar en forza ao momento dipolar. En cambio, a Terra, Xúpiter e Saturno teñen momentos cuadrupolares relativamente pequenos e os seus campos están menos inclinados respecto ao eixo polar. O gran momento cuadrupolar de Neptuno pode ser o resultado do desprazamento desde o centro do planeta e das limitacións xeométricas do xerador de dinamo do campo.

O arco de choque de Neptuno, onde a magnetosfera comeza a frear o vento solar, prodúcese a unha distancia de 34,9 veces o radio do planeta. A magnetopausa, onde a presión da magnetosfera contrarresta o vento solar, atópase a unha distancia de 23-26,5 veces o radio de Neptuno. A cola da magnetosfera esténdese ata polo menos 72 veces o radio de Neptuno, e probablemente moito máis alá.

Clima

O clima de Neptuno caracterízase por sistemas de tormentas extremadamente dinámicos, con ventos que alcanzan velocidades de case 600 m/s —superando o fluxo da velocidade supersónica (1.235,52 km/h). Máis tipicamente, seguindo o movemento das nubes persistentes, demostrouse que as velocidades do vento varían de 20 m/s en dirección este a 325 m/s en dirección oeste. Nas cimas das nubes, a velocidade dos ventos dominantes oscila entre 400 m/s no ecuador e 250 m/s nos polos. A maioría dos ventos de Neptuno móvense en dirección oposta á rotación do planeta. O patrón xeral dos ventos mostrou unha rotación prograda en latitudes altas fronte a unha rotación retrógrada en latitudes baixas. Crese que a diferenza na dirección do fluxo é un "efecto pel" e non se debe a ningún proceso atmosférico máis profundo. A 70° de latitude S, un chorro de alta velocidade viaxa a unha velocidade de 300 m/s.

A gran mancha escura (arriba), Scooter (nube branca central), e a pequena mancha escura (abaixo), co contraste esaxerado.

Neptuno difire de Urano no seu nivel típico de actividade meteorolóxica. A Voyager 2 observou fenómenos meteorolóxicos en Neptuno durante o seu sobrevoo en 1989, pero ningún fenómeno comparable en Urano durante o seu sobrevoo en 1986.

A abundancia de metano, etano e acetileno no ecuador de Neptuno é de 10 a 100 veces maior que nos polos. Isto interprétase como unha proba do afloramento no ecuador e do afundimento preto dos polos, xa que a fotoquímica non pode explicar a distribución sen circulación meridional.

En 2007, descubriuse que a troposfera superior do polo sur de Neptuno era uns 10 K máis quente que o resto da súa atmosfera, cuxa media é de aproximadamente 73 K (−200 °C). A diferenza de temperatura é suficiente para que o metano, que noutros lugares está conxelado na troposfera, escape á estratosfera preto do polo. O relativo "punto quente" débese á inclinación axial de Neptuno, que expuxo o polo sur ao Sol durante o último cuarto do ano de Neptuno, ou uns 40 anos terrestres. A medida que Neptuno se desprace lentamente cara ao lado oposto do Sol, o polo sur escurecerase e o polo norte iluminarase, provocando que a liberación de metano se desprace cara ao polo norte.

Debido aos cambios estacionais, observouse que as bandas de nubes do hemisferio sur de Neptuno aumentan de tamaño e albedo. Esta tendencia observouse por primeira vez en 1980. O longo período orbital de Neptuno fai que as estacións duren corenta anos..

Catro imaxes tomadas con poucas horas de diferenza co telescopio espacial Hubble da NASA/ESA. Wide Field Camera 3. Os datos da radiación infravermella próxima utilizáronse como canle vermella.

Tormentas

O vórtice SDS-2015[113] de Neptuno, durante case dous anos, semella estar encollendo e desaparecendo.

En 1989, a Gran Mancha Escura, un sistema de tormentas anticiclónico que abarcaba 13000 x 6,600 km foi descuberta pola nave espacial Voyager 2 da NASA. A tormenta parecíase á Gran Mancha Vermella de Xúpiter. Uns cinco anos despois, o 2 de novembro de 1994, o Telescopio Espacial Hubble non viu a Gran Mancha Escura no planeta. No seu lugar, atopouse unha nova tormenta similar á Gran Mancha Escura no hemisferio norte de Neptuno.

A Scooter é outra tormenta, un grupo de nubes brancas máis ao sur que a Gran Mancha Escura. Este alcume xurdiu por primeira vez durante os meses previos o paso da Voyager 2 en 1989, cando se observaron movéndose a velocidades superiores ás da Gran Mancha Escura (e imaxes adquiridas posteriormente revelarían a presenza de nubes movéndose aínda máis rápido que as que foran detectadas inicialmente pola Voyager 2). A Pequena Mancha Escura é unha tormenta ciclónica meridional, a segunda máis intensa observada durante o encontro de 1989. Inicialmente estaba completamente escura, pero a medida que a Voyager 2 achegábase ao planeta, desenvolveuse un núcleo brillante que pode verse na maioría das imaxes de maior resolución. No 2018, identificáronse e estudaronse unha mancha escura principal máis recente e unha mancha escura máis pequena. No 2023 anunciouse a primeira observación terrestre dunha mancha escura en Neptuno.

Crese que as manchas escuras de Neptuno prodúcense na troposfera a altitudes máis baixas que os trazos nubrados máis brillantes, polo que aparecen como buracos na cuberta superior das nubes. Ao tratarse de fenómenos con características estables poden persistir durante varios meses, crese que son estruturas de vórtice. A miúdo asócianse ás manchas escuras nubes de metano máis brillantes e persistentes que se forman ao redor da capa tropopausa. A persistencia de nubes acompañantes demostra que algunhas antigas manchas escuras poden seguir existindo como ciclóns aínda que xa non sexan visibles como trazo escuro. É posible que as manchas escuras disípense ao achegarse demasiado ao ecuador ou por algún outro mecanismo descoñecido.

• 
  A aparición dunha gran mancha escura no norte en 2018 evidencia que se aveciña unha gran tormenta.
• 
  A gran mancha escura do norte e unha tormenta compañeira máis pequena captadas polo Hubble en 2020
• 
  A gran mancha escura nunha imaxe sen calibrar en cor da Voyager 2.

Calor interna

O clima máis variado de Neptuno en comparación con Urano débese en parte ao seu maior quecemento interno. As rexións superiores da troposfera de Neptuno alcanzan unha temperatura baixa de 51,8 K (−221,3 °C). A unha profundidade na que a presión atmosférica é igual a 1 bar (100 KPa), a temperatura é de 72,00 K (−201,15 °C). A maior profundidade nas capas de gas, a temperatura aumenta de forma constante. Como no caso de Urano, descoñécese a fonte deste quecemento, pero a discrepancia é maior: Urano só irradia 1,1 veces máis enerxía que a que recibe do Sol; mentres que Neptuno irradia aproximadamente 2,61 veces máis enerxía que a que recibe do Sol. Neptuno é o planeta máis afastado do Sol, e atópase a máis do 50% de distancia do Sol que Urano, e só recibe o 40% da súa cantidade de luz solar, con todo, a súa enerxía interna é suficiente para impulsar os ventos planetarios máis rápidos vistos no sistema solar. Dependendo das propiedades térmicas do seu interior, a calor sobrante da formación de Neptuno pode ser suficiente para explicar o seu actual fluxo de calor, aínda que é máis difícil explicar simultaneamente a falta de calor interna de Urano e ao mesmo tempo preservar a aparente similitude entre os dous planetas.

Órbita e rotación

Neptuno (órbita vermella) completa unha órbita ao redor do Sol (centro) por cada 164,79 órbitas da Terra. O obxecto azul claro representa a Urano.

A distancia media entre Neptuno e o Sol é duns 4.500 millóns de quilómetros (ao redor de 30,1 UA), e completa unha órbita de media cada 164,79 anos, cunha variabilidade duns ±0,1 anos.

O 11 de xullo de 2011, Neptuno completou a súa primeira órbita baricéntrica dende o seu descubrimento en 1946, aínda que apareceu na súa posición exacta no ceo no momento do seu descubrimento, debido a que a Terra estaba nunha localización distinta na súa órbita de 365,25 días. Debido ao movemento do Sol en relación co do baricentro do Sistema Solar, o 11 de xullo Neptuno tampouco estaba na posición do seu descubrimento con relación ao Sol; se se usa o sistema heliocéntrico de coordenadas máis común, a lonxitude do descubrimento acadouse o 12 de xullo de 2011.

Os aneis e as lúas de Neptuno observados en infravermellos polo telescopio espacial James Webb

A órbita elíptica de Neptuno está inclinada 1,77° comparada coa da Terra. Debido a unha excentricidade de 0,011, a distancia entre Neptuno e o Sol varía 101 millóns de km entre o perihelio e o afelio, os puntos máis próximo e máis afastado do planeta ao Sol ao longo da súa traxectoria orbital.

A inclinación axial de Neptuno é de 28,32°, semellante ás inclinacións da Terra (23°) e Marte (25°). Como resultado este planeta experimenta cambios estacionais parecidos. O longo período orbital de Neptuno fai que as súas estacións duren 40 anos terrestres. O seu período de rotación sideral (día) é de aproximadamente 16,11 horas.

Debido a que Neptuno non é un corpo sólido, a súa atmosfera sofre rotación diferencial. A ampla zona ecuatorial xira nun período dunhas 18 horas, máis lento que as 16,1 horas do campo magnético do planeta. Polo contrario, nas rexións polares o período de rotación é de 12 horas. Esta rotación diferencial é a máis pronunciada dos planetas do Sistema Solar.

Formación e resonancias

Formación

Artigo principal: Formación e evolución do sistema solar.

Unha simulación que mostra os planetas exteriores e o cinto de Kuiper: a) antes de que Xúpiter e Saturno alcanzasen unha resonancia 2:1; b) tras a dispersión cara ao interior dos obxectos do cinto de Kuiper a raíz do desprazamento orbital de Neptuno; c) tras a exección dos corpos dispersos do cinto de Kuiper por Xúpiter.

A formación dos xigantes de xeo, Neptuno e Urano, resulta difícil de modelar con precisión. Os modelos actuais suxiren que a densidade de materia nas rexións exteriores do sistema solar era demasiado baixa como para explicar a formación de corpos tan grandes polo método tradicionalmente aceptado de accreción do núcleo, e propuxéronse varias hipóteses para explicar a súa formación. Unha delas é que os xigantes de xeo non se formaron por acreción do núcleo, senón a partir de inestabilidades dentro do disco protoplanetario orixinal, e que máis tarde as súas atmosferas foron destruídas pola radiación dunha estrela OB masiva próxima.

Un concepto alternativo é que se formaron máis cerca do Sol, onde a densidade de materia era maior, e posteriormente migraron ás súas órbitas actuais tras a eliminación do disco protoplanetario gaseoso. Esta hipótese de migración tras a formación vese favorecida, debido á súa capacidade para explicar mellor a ocupación das poboacións de obxectos pequenos observados na rexión transneptuniana. A norma actual máis aceptada a explicación dos detalles desta hipótese coñécese como modelo de Niza, que explora o efecto de Neptuno e os demais planetas xigantes en migración sobre a estrutura do cinto de Kuiper.

Resonancias orbitais

Artigos principais: Cinto de Kuiper, Obxecto transneptuniano resoante e Troiano de Neptuno.

Diagrama que mostra as principais resonancias orbitais no cinto de Kuiper causadas por Neptuno: as rexións resaltadas son a resonancia 2:3 (plutinos), os "obxectos clásicos do cinto de Kuiper" non resonante (cubewanos) e a resonancia 1:2 (twotinos)

A órbita de Neptuno ten un profundo impacto na rexión situada xusto máis aló, coñecida como cinto de Kuiper. O cinto de Kuiper é un anel de pequenos mundos xeados, similar ao cinto de asteroides pero moito máis grande, que se estende desde a órbita de Neptuno a 30 UA ata unhas 55 UA do Sol. Do mesmo xeito que a gravidade de Xúpiter domina o cinto de asteroides e determina a súa estrutura, a gravidade de Neptuno domina o cinto de Kuiper. Ao longo da historia do sistema solar, algunhas rexións do cinto de Kuiper desestabilizáronse pola gravidade de Neptuno, creando lagoas na súa estrutura. A rexión entre 40 e 42 UA é un exemplo.

Existen órbitas dentro destas rexións baleiras nas que os obxectos poden sobrevivir durante a idade do sistema solar. Estas resonancias prodúcense cando o período orbital de Neptuno é unha fracción precisa do obxecto, como 1:2, ou 3:4. Se, por exemplo, un obxecto orbita o Sol unha vez por cada dúas órbitas de Neptuno, só completará media órbita no momento en que Neptuno volva á súa posición orixinal. É a resonancia máis poboada do cinto de Kuiper, con máis de 200 obxectos coñecidos, é a resonancia 2:3. Os obxectos nesta resonancia completan 2 órbitas por cada 3 de Neptuno, e coñécense como plutinos porque o maior dos obxectos coñecidos do cinto de Kuiper, Plutón, atópase entre eles. Aínda que Plutón cruza regularmente a órbita de Neptuno, a resonancia 2:3 garante que nunca poidan chocar. As resonancias 3:4, 3:5, 4:7 e 2:5 están menos poboadas.

Neptuno ten unha serie de obxectos troianos coñecidos que ocupan tanto os puntos lagrangianos Sol -Neptuno L₄ como L₅- rexións gravitatoriamente estables que preceden e seguen a Neptuno na súa órbita, respectivamente. Os troianos de Neptuno poden considerarse en resonancia 1:1 con Neptuno. Algúns troianos de Neptuno son notablemente estables nas súas órbitas, e é probable que se formaran xunto a Neptuno en lugar de ser capturados. O primeiro obxecto identificado como asociado co punto L₅ lagrangiano de Neptuno foi 2008 LC18. Neptuno tamén ten un cuasisatélite temporal, (309239) 2007 RW10. O obxecto foi un cuasisatélite de Neptuno durante uns 12.500 anos e permanecerá nese estado dinámico durante outros 12.500 anos.

Exploración de Neptuno

Os deseños astronómicos de Galileo mostran que observou Neptuno por vez primeira o 28 de decembro de 1612, e novamente o 27 de xaneiro de 1613. Nas dúas ocasións, Galileo confundíu o planeta cunha estrela fixa polo que non se lle pode asignar a descuberta.

En 1821, Alexis Bouvard publicou táboas astronómicas da órbita de Urano. As observacións posteriores revelaron desvíos substanciais das táboas, levando a Bouvard a pór a hipótese da existencia dun corpo que perturbase a órbita. En 1843, John Couch Adams calculou a órbita dun oitavo planeta que puidese explicar o movemento de Urano. Enviou os seus cálculos a Sir George Airy, que os rexeitou con certa frialdade, levando a Adams abandonar o asunto.

En 1846, Urbain Le Verrier, independentemente de Adams, reproduciu os seus cálculos mais tamén atopou dificultades en atopar algún entusiasmo nos seus compatriotas. Porén, o mesmo ano, John Herschel comezou a promover a abordaxe matemática e convenceu a James Challis de procurar o planeta. Tendo en conta o seu período orbital de 164 anos e 288 días, o planeta completou unha orbita dende o seu descubrimento en 1846 no ano 2011, isto implica que se atopa na actualidade aproximadamente na mesma posición na que foi descuberto.

Animación da traxectoria da Voyager 2 do 20 de agosto de 1977 ao 30 de decembro do 2000.
      Voyager 2 ·       Terra ·       Xúpiter  ·       Saturno ·       Urano ·       Neptuno ·       Sol

A Voyager 2 é a única nave espacial que visitou Neptuno. A maior aproximación da nave ao planeta produciuse o 25 de agosto de 1989. Ao tratarse do último gran planeta que a nave podía visitar, decidiuse realizar un sobrevoo próximo á lúa Tritón, sen importar as consecuencias para a traxectoria, de forma similar ao que se fixo para o encontro da Voyager 1 con Saturno e a súa lúa Titán. As imaxes retransmitidas á Terra desde Voyager 2 convertéronse na base dun programa nocturno da PBS de 1989, Neptune All Night.

Durante o encontro, os sinais da nave espacial tardaron 246 minutos en chegar á Terra. Por tanto, na súa maior parte, a misión Voyager 2 baseouse en comandos precargados para o encontro con Neptuno. A nave estivo a piques de atoparse coa lúa Nereida antes de achegarse a 4.400 km da atmosfera de Neptuno o 25 de agosto, e máis tarde pasou preto de Tritón, a lúa máis grande do planeta..

A nave espacial verificou a existencia dun campo magnético ao redor do planeta e descubriu que o campo estaba desprazado do centro e inclinado de forma similar ao campo ao redor de Urano. O período de rotación de Neptuno determinouse mediante medicións das emisións de radio e a Voyager 2 demostrou que Neptuno tiña un sistema meteorolóxico sorprendentemente activo. Descubríronse seis novas lúas e demostrouse que o planeta ten máis dun anel. O sobrevoo proporcionou a primeira medición precisa da masa de Neptuno, que resultou ser un 0,5 por cento inferior á calculada anteriormente. A nova cifra refutou a hipótese de que un Planeta X aínda por descubrir actuaba sobre as órbitas de Neptuno e Urano.

Á espera de que outra nave faga un traballo que supere á Voyager 2, o telescopio espacial Hubble toma imaxes de xeito periódico dende 1990. En 2019, viu que Neptuno presentaba unha nova treboada escura de case 11 000 km de diámetro, acompañada de nubes brancas, formadas cando o fluxo de aire ambiental se perturba e desvía cara a arriba sobre o vórtice escuro (que xira en sentido anticiclónico ó igual que a gran mancha vermella de Xúpiter), facendo que os gases conxelen formando cristais de xeo de metano. Tanto Urano como Neptuno non teñen unha superficie sólida, senón capas de hidróxeno e helio que rodean un interior rico en auga, que podería envolver un núcleo rochoso. O metano da atmosfera absorbe a luz vermella e dispersa lonxitudes de onda máis curtas, o que dá a estes planetas a súa característica cor ciano.

Desde 2018, a Administración Espacial Nacional da China estivo estudando un concepto para un par de sondas interestelares similares ás Voyager coñecidas tentativamente como Shensuo'. Ambas as sondas lanzaríanse na década de 2020 e seguirían traxectorias distintas para explorar extremos opostos da heliosfera; a segunda sonda, IHP-2, voaría xunto a Neptuno en xaneiro de 2038, pasando a só 1.000 km por encima das cimas das nubes, e podería levar un impactador atmosférico que se liberaría durante a súa aproximación. Despois, continuará a súa misión polo cinto de Kuiper cara á cola da heliosfera, até agora inexplorada.

Tras os sobrevoos da Voyager 2 e a IHP-2, considérase que o seguinte paso na exploración científica do sistema neptuniano é unha misión orbital; a maioría das propostas foron da NASA, case sempre para un orbitador da misión Programa Flagship. Prevese que esta hipotética misión sexa posible a finais da década de 2020 ou principios da de 2030. Con todo, houbo discusións para lanzar misións a Neptuno antes. En 2003, a NASA propuxo na súa "Vision Missions Studies" unha misión "Neptune Orbiter with Probes" (Orbitador Neptuno con sondas) que realizaría actividades científicas do nivel da Cassini. Unha proposta posterior foi a de Argo, unha nave espacial de sobrevoo que se lanzaría en 2019 e visitaría Xúpiter, Saturno, Neptuno e un obxecto do cinto de Kuiper. Centraríase en Neptuno e na súa maior lúa, Tritón, que se investigarían ao redor de 2029. A misión proposta New Horizons 2] podería realizar un sobrevoo próximo do sistema neptuniano, pero posteriormente foi refugada. A nave Trident, unha proposta pendente do Programa Discovery, realizaría un sobrevoo de Neptuno e Tritón; con todo, a misión non foi seleccionada para o Discovery 15 ou 16. A Neptune Odyssey é o concepto actual de misión para un orbitador e sonda atmosférica de Neptuno que a NASA está a estudar como posible gran misión científica estratéxica que se lanzaría entre 2031 e 2033, e chegaría a Neptuno en 2049. Dúas propostas notables para unha misión orbital a Neptuno centrada en Tritón e cuxo custo se situaría xusto entre as misións Trident e Odyssey (baixo o programa Novas Fronteiras) son Triton Ocean World Surveyor e Nautilus, con etapas de cruceiro que terían lugar nos períodos de tempo 2031-47 e 2041-56, respectivamente. Neptuno é un obxectivo potencial para o Tianwen-5 chinés, que podería chegar en 2058.

Satélites de Neptuno

Artigo principal: Lúas de Neptuno .

Imaxe co nome das numerosas lúas de Neptuno captadas polo telescopio espacial James Webb. A estrela de difracción azul brillante é Tritón, a lúa máis grande de Neptuno.

Tritón

Neptuno ten 16 lúas coñecidas. A maior delas, que comprende o 99,5% da masa en órbita ao redor do planeta e o único cunha masa o suficientemente grande para ser esférico, é Tritón, descuberta por Willian Lassell apenas 17 días despois da descuberta de Neptuno. A diferenza doutras grandes lúas planetarias do Sistema Solar, Tritón ten unha órbita retrógrada, indicando que foi capturado en vez de formarse alí; probablemente algunha vez foi un planeta anano no cinto de Kuiper. Está o suficientemente preto de Neptuno como para ser bloqueado nunha rotación sincrónica, e está a caer lentamente en espiral debido á aceleración de marea. Acabará desintegrándose dentro duns 3.600 millóns de anos, cando alcance o límite de Roche. En 1989, Tritón era o obxecto máis frío que se mediu até entón no sistema solar, con temperaturas estimadas de 38 K (−235 °C). Esta temperatura tan baixa débese ao altísimo albedo de Tritón, que fai que reflicta moita luz solar en lugar de absorbela.

O segundo satélite coñecido de Neptuno (por orde de descubrimento), é a lúa irregular Nereida, que ten unha das órbitas máis excéntricas de todos os satélites do sistema solar. A excentricidade de 0,7512 dálle unha apse que é sete veces a súa periapse distancia de Neptuno.

De xullo a setembro de 1989, a Voyager 2 descubriu seis lúas de Neptuno. Delas, Proteo de forma irregular destaca por ser tan grande como pode ser un corpo da súa densidade sen ser arrastrado a unha forma esférica pola súa propia gravidade. Aínda que é a segunda lúa de Neptuno máis masiva, é só o 0,25% da masa de Tritón. As catro lúas máis internas de Neptuno -Náiade, Talasa, Despina e Galatea- orbitan o suficientemente preto como para estar dentro dos aneis de Neptuno. A seguinte máis afastada, Larisa, foi descuberta orixinalmente en 1981 cando ocultara unha estrela. Esta ocultación fora atribuída a arcos anulares, pero cando a Voyager 2 observou a Neptuno en 1989, descubriuse que Larissa o causou. Cinco novas lúas irregulares descubertas entre 2002 e 2003 foron anunciadas en 2004. Unha lúa nova e a máis pequena ata agora, Hipocamp, atopouse en 2013 combinando varias imaxes do Hubble. Debido a que Neptuno era o deus romano do mar, as lúas de Neptuno recibiron o nome de deuses mariños menores.

Novos satélites

Náiade ou Talasa vista pola Voyager 2 (o difuso da imaxe provoca un alongamento do obxecto).

O 23 de febreiro de 2024, anunciouse o descubrimento de dous novos satélites que, polo de agora, só teñen unha nomenclatura numérica. Por unha banda, S/2021 N 1, un satélite retrógrado irregular que semella pertencer ao mesmo grupo de Psámate e Neso, e, por outra, S/2002 N-5, que é a confirmación do candidato designado temporalmente como c02N4, e que fora descuberto en 2002; un satélite prógrado irregular que parece pertencer ao mesmo grupo que Sao e Laomedeia.

Satélites naturais de Neptuno

Etiqueta	Nome	Designación provisional	Diámetro (km)	Masa (10 20kg)	Distancia media de Neptuno (km)	Período orbital	Data do descubrimento
Neptuno III	Náiade	S/1989 N 6	96×60×52	0,002	48 227	0,294396 días	1989
Neptuno IV	Talasa	S/1989 N 5	108×100×52	0,002	50 075	0,311485 días	1989
Neptuno V	Despina	S/1989 N 3	190×148×128	0,02	52 526	0,334655 días	1989
Neptuno VI	Galatea	S/1989 N 4	204×184×144	0,04	61 953	0,428745 días	1989
Neptuno VII	Larisa	S/1981 N 1, S/1989 N 2	216×204×168	0,05	73 548	0,554654 días	1981
Neptuno XIV	Hipocampo	S/2004 N 1	34	0,0005	152 083	0,9362 días	2013
Neptuno VIII	Proteo	S/1989 N 1	418 (436×416×402)	0,5	117 647	1,122315 días	1989
Neptuno I	Tritón	---	2707	214	354 760	-5,87685 días **	1846
Neptuno III	Nereida	---	340	0,3	5 513 400	360,1362 días	1949
Neptuno IX	Halímede	S/2002 N 1	48	0,001	15 686 000	-1874,8 días **	2002
Neptuno XI	Sao	S/2002 N 2	48	0,001	22 452 000	2 918,9 días	2002
	S/2002 N 5	S/2002 N 5	38			3 141,26 días	2002
Neptuno XII	Laomedeia	S/2002 N 3	48	0,001	22 580 000	2 982,3 días	2002
Neptuno X	Psámate	S/2003 N 1	28	0,0002	46 695 000	-9 115,9 días **	2003
Neptuno XIII	Neso	S/2002 N 4	60	0,0001	48 387 000	-9 374,0 días **	2002
	S/2021 N 1	S/2021 N 1	25			−10 017,93 días	2021

^** Períodos orbitais negativos indican unha órbita retrógrada ao redor de Neptuno (oposta á rotación do planeta)

Os nomes dos satélites de Neptuno, segundo acordo da IAU, deben corresponder a seres mitolóxicos subacuáticos das mitoloxías grega ou romana. Algúns asteroides reciben os mesmos nomes que as lúas de Neptuno: 74 Galatea, 1162 Larisa.

Aneis de Neptuno

Artigo principal: Aneis de Neptuno.

Imaxe dos aneis de Neptuno e das lúas captada en infravermello polo telescopio espacial James Webb.

Esquema dos aneis de Neptuno. As liñas continuas sinalan os aneis, as descontinuas órbitas de satélites.

Neptuno ten un sistema de aneis planetarios, aínda que moito menos substancial que o de Saturno. Os aneis poden consistir en partículas de xeo recubertas de silicatos ou de material a base de carbono, o que probablemente lles dea un ton avermellado. Os tres aneis principais son o anel de Adams estreito, a 63.000 km do centro de Neptuno, o anel de Le Verrier, a 53.000 km, e o anel de Galle máis amplo e feble, a 42.000 km. Unha feble extensión cara ao exterior do anel de Le Verrier foi nomeada Lassell e está limitada no seu bordo exterior polo Anel de Arago a 57.000 km.

O primeiro destes aneis planetarios foi detectado en 1968 por un equipo dirixido por Edward Guinan. A principios da década de 1980, a análise destes datos xunto con observacións máis recentes levou á hipótese de que este anel podería estar incompleto. A evidencia de que os aneis podían ter ocos xurdiu, por primeira vez, durante unha ocultación estelar en 1984, cando os aneis ocultaron unha estrela na inmersión pero non na emersión. As imaxes da Voyager 2 en 1989 resolveron o problema e demostraron a existencia de varios aneis tenues.

O anel máis externo, Adams, contén cinco arcos máis brillantes có resto agora chamados Courage, Liberté, Egalité 1, Egalité 2 e Fraternité (Coraxe, Liberdade, Igualdade e Fraternidade). A existencia dos arcos era difícil de explicar porque as leis do movemento predecían que os arcos se estenderían nun anel uniforme en escalas de tempo curtas. Porén, os astrónomos estiman agora que os arcos están encaixados na súa forma actual polos efectos gravitatorios de Galatea, unha lúa, xusto cara ao interior do anel.

As observacións terrestres anunciadas en 2005 parecían mostrar que os aneis de Neptuno eran moito máis inestables do que se pensaba. As imaxes tomadas do Observatorio W. M. Keck en 2002 e 2003 mostran unha considerable decadencia nos aneis en comparación coas imaxes da Voyager 2. En particular, parece que o arco da Liberté podería desaparecer en tan só un século.

Observacións

Movemento de Neptuno fronte ás estrelas de Acuario en 2022

Neptuno iluminouse ao redor dun 10% entre 1980 e 2000 debido principalmente ao cambio das estacións. É posible que Neptuno siga aumentando o seu brillo a medida que se achegue ao perihelio en 2042. A magnitude aparente oscila actualmente entre 7,67 e 7,89, cunha media de 7,78 e unha desviación estándar de 0,06. Antes de 1980, o planeta tiña unha magnitude tan débil como 8,0. Neptuno é demasiado débil para ser visible a simple vista. Pode ser eclipsado polas lúas galileanas de Xúpiter, o planeta anano Ceres e os asteroides 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno e 6 Hebe. Un telescopio ou uns prismáticos potentes mostrarán a Neptuno como un pequeno disco azul de aspecto similar ao de Urano.

Debido á distancia de Neptuno á Terra, e seu diámetro angular só oscila entre 2,2 e 2,4 segundos de arco, o máis pequeno dos planetas do sistema solar. O seu pequeno tamaño aparente dificulta o seu estudo visual. A maioría dos datos telescópicos eran bastante limitados até a chegada do telescopio espacial Hubble e os grandes telescopios terrestres con óptica adaptativa (OA). A primeira observación cientificamente útil de Neptuno desde telescopios terrestres utilizando óptica adaptativa iniciouse en 1997 desde Hawai. Neptuno aproxímase actualmente ao perihelio (máxima aproximación ao Sol) e demostrouse que se está quentando, co conseguinte aumento da actividade atmosférica e do brillo. En combinación cos avances tecnolóxicos, os telescopios terrestres con óptica adaptativa están a rexistrar imaxes cada vez máis detalladas del. Tanto o Hubble como os telescopios terrestres de óptica adaptativa realizaron moitos novos descubrimentos dentro do sistema solar desde mediados dos anos noventa, cun gran aumento do número de satélites e lúas coñecidos ao redor do planeta exterior, entre outros. En 2004 e 2005 descubríronse cinco novos satélites pequenos de Neptuno con diámetros comprendidos entre 38 e 61 quilómetros.

Desde a Terra, Neptuno atravesa un movemento retrógrado aparente cada 367 días, dando lugar a un movemento en bucle contra as estrelas de fondo durante cada oposición. Estes bucles levárono preto das coordenadas do descubrimento de 1846 en abril e xullo de 2010 e de novo en outubro e novembro de 2011.

O período orbital de 164 anos de Neptuno significa que o planeta tarda unha media de 13 anos en percorrer cada constelación do zodíaco. En 2011, completou a súa primeira órbita completa do Sol desde que foi descuberto e regresou ao lugar onde foi visto por primeira vez ao nordés de Iota Aquarii.

A observación de Neptuno na banda de radiofrecuencia mostra que é unha fonte tanto de emisión continua como de estalidos irregulares. Crese que ambas as fontes teñen a súa orixe no seu campo magnético xiratorio. Na parte infravermella do espectro, as tormentas de Neptuno aparecen brillantes contra o fondo máis frío, o que permite rastrexar facilmente o tamaño e a forma destas características.

Notas

Referencias

Véxase tamén

Bibliografía

• Burgess, Eric (1991). Far Encounter: The Neptune system (en inglés). Columbia University Press. ISBN 978-0-231-07412-4. 
• Cruikshank, Dale P. (1996). Neptune and Triton (en inglés). University of Arizona Press. ISBN 978-0-8165-1525-7. 
• Lindal, Gunnar F. (1992). "The atmosphere of Neptune – an analysis of radio occultation data acquired with Voyager 2". Astronomical Journal (en inglés) 103: 967–982. Bibcode:1992AJ....103..967L. doi:10.1086/116119. 
• Moore, Patrick (2000). The Data Book of Astronomy. CRC Press. ISBN 978-0-7503-0620-1. 
• Miner, Ellis D.; Wessen, Randii R. (2002). Neptune: The Planet, Rings, and Satellites (en inglés). Springer-Verlag. ISBN 978-1-85233-216-7. 
• Price, Fred William (2000). The planet observer's handbook (en inglés) (2ª ed.). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-78981-8. 
• Standage, Tom (2001). The Neptune File. Penguin. ISBN 978-0-8027-1363-6. 

Outros artigos

• Aneis de Neptuno
• Lúas de Neptuno
• Mini-Neptuno

Ligazóns externas

• NASA's Neptune fact sheet (en inglés)