2011. július: A Neptunusz első 165 éve

Amikor a Voyager-2 1989-ben  elrepült e távoli bolygó mellett, elkészítette az első közeli képeket a Neptunuszról, felfedte, hogy ez a legszelesebb bolygó a Naprendszerben. De ne szaladjunk ennyire előre, a Neptunusz története 1781-ben kezdődik, az Uránusz felfedezésével.

Az Uránuszt William Herschel fedezte fel 1781. március 13-án. Az új bolygót sokan figyelték, mérték pozícióját, hogy minél pontosabb pályát számolhassanak. A rövid megfigyelési időszak miatt senki nem csodálkozott azon, hogy az előrejelzések nem pontosak. De ahogy szaporodtak az észlelések, egyre nyilvánvalóbbá vált, hogy valami zavarja a pályáját. Thomas Hussey angol amatőr csillagász felvetette annak lehetőségét, hogy egy addig ismeretlen bolygó zavarja az Uránusz pályáját. A francia Urbain Jean Joseph Le Verrier és az angol John Couch Adams egymástól függetlenül nekiláttak az Uránusz pályáját zavaró test pályáját és pozícióját kiszámolni.

Adams 1843-ban Challis professzor segítségét kérte, aki Airy-t kereste meg, hogy adatokat szerezzen tőle. 1845-re Le Verrier is nekilátott a feladatnak, de Adamsnek eddigre már voltak közelítő pozíciói, majd szeptemberre kész volt a részletes pályaszámítással. Elment Challis-hoz, aki azonban nem nézte meg az Adams által megjelölt pozíciót távcsövével, hanem elküldte Airy-hez. Adams többszöri próbálkozás után otthagyta neki az adatokat. Airy válaszolt ugyan, de valami lényegtelen dolgot kérdezett az Uránusz pályájával kapcsolatban. Erre Adams semmit nem válaszolt, így nem is történt semmi. 1845 novemberében Le Verrier publikálta eredményeit az ismeretlen bolygó pályájáról, majd 1846 júniusában kiadott még egy publikációt. Airy látta a közleményt, és látta, hogy az majdnem pontosan egyezik Adamsével. Airy írt egy levelet Le Verriernek a megfigyelés néhány technikai kérdésével kapcsolatban, de Adams munkáját meg sem említette. Le Verrier válaszolt, majd terveket készített az új bolygó megfigyelésére. Greenwichben a legnagyobb távcső csak 6,7 hüvelykes volt, ezért Airy megbízta Challist, hogy a Cambridge-ben található 11,7 hüvelykes távcsővel álljon neki a keresésnek. Challisnak nem volt megfelelő csillagtérképe a Capricornusról, ráadásul Airyvel nem hittek Adamsnek, hogy a bolygó 9 magnitúdónál fényesebb. Végül július végén Challis nekilátott a keresésnek, Airy javaslatára átnézett egy 10 fok széles és 30 fok hosszú égrészt 11 magnitúdóig. Ez nagyon sok időt igénybe vett, nem is csoda, hogy nem találtak semmit.

A Neptunusz és nagy sötét foltja 1989-ben. A cikkhez felhasznált valamennyi illusztrációt a Voyager-2 készítette 1989-ben.

Augusztusban William Herschel fia, John Herschel megkereste William Rutter Dawest, és rábeszélte, hogy ő is álljon neki a keresésnek. Dawes nem kezdett bele, hanem írt egy levelet William Lasselnek, hogy a 24 hüvelykes refraktorával próbálja meg megkeresni a bolygót, amely korong alakja miatt az ő távcsövével látható lehet. A levél viszont elveszett, de amikor Lassel újra megkérdezte volna az előrejelzett pozíciót, a Times 1846 október 1-i száma közölte, hogy megtalálták Le Verrier bolygóját.

Le Verrier ugyanis már 1846 augusztus 31-én elküldte eredményeit a párizsi obszervatóriumnak, de ott sem történt semmi, ezért levelet írt a berlini királyi obszervatóriumba Johann Gottfried Gallénak. Már aznap este Heinrich d’Arresttel együtt nekiláttak a keresésnek. Ők egyből a megadott pozícióra álltak, de nem találtak semmit, így d’Arrest javaslatára új csillagtérkép alapján kutattak tovább. Fél órába sem telt, mire találtak egy 8 magnitúdós objektumot, amely nem volt rajta a térképen. Másnap Galle újból ellenőrizte az objetumot, látta, hogy az valóban elmozdult. Szeptember 25-én Le Verrier-nek írt egy levelet, melyben gratulációját fejezte ki a hatalmas felfedezéséhez.

A Neptunusz 164,8 földi év alatt kerüli meg a Napot, vagyis felfedezése óta mindössze egy teljes keringést végzett. A bolygó forgástengelye 28,13°-os szögben hajlik a pályasíkjára bocsátott merőlegeshez. A Neptunusz 30-szor van messzebb a Naptól, mint a Föld, és ilyen távolságban a Nap már 900-szor halványabbnak látszik. A bolygó mérete és szerkezete nagyon hasonló az Uránuszéhoz, és egyik bolygónak sincs jól kivehető, szilárd felszíne. A Neptunusz a méretéhez képest túl nagy tömegű ahhoz, hogy főleg hidrogénből álljon. A bolygó tömegének csak 15%-a lehet hidrogén. Fő alkotórésze víz, ammónia és metán jegéből álló keverék, amely a bolygó legvastagabb részét képezi. A Neptunusz mágneses erőtere, amelynek tengelye 46,8°-os szöget zár be a forgástengellyel, ebben a rétegben jön létre. Felette húzódik egy sekély, hidrogénben gazdag réteg, amely héliumot és metánt is tartalmaz. A jégkeverék alatt található egy kicsi, kőzetből és jégből álló mag. A bolygó 16,11 óra alatt fordul meg egyszer a tengelye körül, ennek eredményeképpen a Neptunusz is kidudorodik az egyenlítőjénél.

Meglepő, hogy mennyire dinamikus a bolygó légköre. A bolygó légkörében ugyanis hatalmas viharok találhatók, igen nagy sebességű szelek is előfordulhatnak. A Naptól kapott energia azonban nem elég ilyen időjárás fenntartására. A légkör melegítése alulról történhet, valamilyen belső hőforrástól, amely okozója lehet a nagy léptékű légköri változásoknak. A bolygót körülvevő fehér sávok olyan felhőtakarók, amelyek akkor keletkeznek, amikor a felmelegedett gázok felszállnak, majd felhőket alkotva lecsapódnak. A szelek az egyenlítői régióban a legvadabbak, nyugati irányba fújnak, sebességük a 2000 km/h-t is elérhetik. 2007-ben az ESO VLT műszereivel hőtérképeket készítettek a Npetunuszról, s kiderült, hogy a bolygó déli pólusa melegebb az egyenlítői területekhez képest. Ezek a területek kedvező lehetőséget biztosítanak a metán kiszökésére az atmoszféra mélyebb rétegeiből. A kérdéses terület hőmérséklete körülbelül 10 fokkal magasabb, mint a bolygó többi területein. Ez a hőmérsékletváltozás az évszakok váltakozásával állhat kapcsolatban. A bolygó déli féltekéjén már 40 éve nyár van, s amikor az északi félteken nyár lesz, hasonló metántöbblet lesz megfigyelhető a felmelegedő északi póluson.

Az első bizonyítékok a Neptunusz körüli gyűrűrendszerre az 1980-as évekből származnak, ekkor azt vették észre, hogy a csillagok a bolygókorong közelében elhalványodnak, majd ismét kifényesedenek. A rejtély akkor oldódott meg, amikor a Voyager-2 felfedezte a Neptunusz gyűrűrendszerét 1989-ben. A külső gyűrű olyan ritka, hogy nem halványítja el a csillagok fényét, de van három olyan sűrű szakasza, amelyek elfedik a csillagokat. Öt különböző ívet azonosítottak rajta, ezek a bolygótól távolodva a Galle, a Le Verrier, a Lassell, Arago és az Adams. Egy hatodik, részleges gyűrűív az Adamson belül helyezkedik el.  A gyűrűk ismeretlen összetételűek, apró darabkákból állnak, anyaguk feltehetőleg a közeli holdakról származnak. A Neptunusz 13 holdja közül négy a gyűrűrendszeren belül kering. Az Adams-gyűrűben négy sűrű ív mutatkozik, melyeket a Galathea hold gravitációs hatásai kelthetnek. A Keck-távcsövek megfigyelései szerint a Liberté névre keresztelt ívet kivéve mind eltűnt, de ez is erősen halványodott. Ha a halványodás az eddigi megfigyelt ütemben zajlik, a Liberté-ív még 100 évig lesz látható.

Trójai kisbolygóknak nevezzük azokat az égitesteket, amelyek a Nap-Jupiter rendszer L4-es és L5-ös Lagrange-pontjának környékén mozognak. Ezek a pontok a Jupiter pályáján, de a bolygóhoz képest 60 fokkal előrébb és hátrébb helyezkednek el. Az égitestek keringési ideje megegyezik a Jupiterével, de az óriásbolygóhoz képest nem maradnak ugyanolyan helyzetben, hanem a Lagrange-pontok körül végeznek mozgásokat. Az első ilyen objektumot a Neptunusz körül 2001-ben fedezték fel az L4 pontban. A Naprendszer kialakulása után a Jupiteren túl kiürültek a trójai tartományok, így ezek az égitestek valószínűleg befogással kerültek a mai helyükre. Mára már hét ilyen kisbolygót ismerünk.

 A nyolcadik bolygó legizgalmasabb holdja: a Triton

A Neptunusznak 13 holdja ismert, ezek közül a legnagyobb a Triton. A holdat 1846. október 10-én fedezte fel William Lassel, néhány héttel a bolygó felfedezése után. Ez a legnagyobb hold, amely retrográd irányban kering a bolygója körül. 2700 km-es átmérőjével a hetedik legnagyobb hold a Naprendszerben. Összetétele hasonló a Plútóéhoz, ezért a Triton valószínűleg befogott égitest a Kuiper-övből. Hasonlóan a Plútóhoz, a Tritonnak is van egy vékony, főként nitrogénből álló légköre, mely a felszíni nitrogén szublimálásából ered. A hold geológiailag aktív, tektonikai alakzatok és jégvulkánok is találhatók a felszínén. Találhatók ezek mellett még gejzírek is, melyek általában nitrogént lövellnek ki magukból. A Triton nyugati részén található a Cantaluope-régió, mely a sárgadinnyéről kapta a nevét, mindössze néhány kráter, árkok, hegygerincek és kerek mélyedések találhatók ezen a vidéken. A Triton déli pólussapkája rózsaszínben pompázik, ennek az oka a napfénnyel reakcióba lépő metán. A hold geológiai szempontból fiatal, felszínén kevés kráter található.

A Cantaloupe-régió

Felhők a Triton pereme fölött

Bár a Neptunusz megfigyelése még amatőr eszközökkel is nehéz, mégis szeretnénk mindenkit buzdítani a bolygó észlelésére. A meglehetősen csekély látszó átmérő miatt nagy nagyítás javasolt, ekkor a korong kék színben mutatkozik. Közepes műszerekkel a Triton is megfigyelhető. A Neptunusz július hónap folyamán a Vízöntő csillagképben fog látszani, a késő esti órákban kel.