Ve shonu dnů je svět pro obyčejného člověka někdy redukován na velikost práce a domova. Mezitím, když se podíváte na oblohu, můžete vidět, jak bezvýznamná je v měřítku vesmíru. Možná proto mladí romantici sní o tom, že se budou věnovat dobývání vesmíru a studiu hvězd. Vědci-astronomové ani na vteřinu nezapomínají, že kromě Země s jejími problémy a radostmi existuje mnoho dalších vzdálených a tajemných objektů. Jednou z nich je planeta Neptun, osmá z hlediska vzdálenosti od Slunce, nepřístupná přímému pozorování, a proto dvojnásob atraktivní pro výzkumníky.
Jak to všechno začalo
Ještě v polovině 19. století obsahovala sluneční soustava podle vědců pouze sedm planet. Sousedé Země, blízcí i vzdálení, byli studováni s využitím všech dostupných pokroků v technologii a počítačích. Mnoho charakteristik bylo nejprve popsáno teoreticky a teprve poté bylo nalezeno praktické potvrzení. S výpočtem dráhy Uranu byla situace poněkud jiná. Thomas John Hussey, astronom akněz objevil rozpor mezi skutečnou trajektorií předpokládaného pohybu planety. Závěr by mohl být pouze jeden: existuje objekt, který ovlivňuje oběžnou dráhu Uranu. Ve skutečnosti to byla první zpráva o planetě Neptun.
Po téměř deseti letech (v roce 1843) dva výzkumníci současně vypočítali, na jaké oběžné dráze by se planeta mohla pohybovat, čímž přinutili plynného obra uvolnit místo. Byli to Angličan John Adams a Francouz Urbain Jean Joseph Le Verrier. Nezávisle na sobě, ale s různou přesností určili dráhu tělesa.
Detekce a označení
Neptun našel na noční obloze astronom Johann Gottfried Galle, za kterým Le Verrier přišel se svými výpočty. Francouzský vědec, který později sdílel slávu objevitele s Gallem a Adamsem, se ve výpočtech spletl jen o stupeň. Neptun se oficiálně objevil ve vědeckých pracích 23. září 1846.
Původně bylo navrženo, aby byla planeta pojmenována po Janusovi se dvěma tvářemi, ale toto označení se neprosadilo. Astronomy více inspirovalo srovnání nového objektu s králem moří a oceánů, který je pozemské nebeské klenbě stejně cizí jako zjevně otevřená planeta. Jméno Neptun navrhl Le Verrier a podpořil jej V. Ya Struve, který vedl observatoř Pulkovo. Jméno bylo dáno, zbývalo jen pochopit, jaké je složení atmosféry Neptunu, zda vůbec existuje, co se skrývá v jeho hlubinách a tak dále.
Ve srovnání se Zemí
Od otevření uplynulo hodně času. Dnes je asi osmýplanetě sluneční soustavy víme mnohem více. Neptun je mnohem větší než Země: jeho průměr je téměř 4krát větší a jeho hmotnost je 17krát větší. Značná vzdálenost od Slunce nenechá nikoho na pochybách, že počasí na planetě Neptun je také výrazně odlišné od Země. Tady není a nemůže být život. Nejde ani tak o vítr nebo nějaké neobvyklé jevy. Atmosféra a povrch Neptunu jsou téměř stejné struktury. To je charakteristický rys všech plynných obrů, včetně této planety.
Imaginární plocha
Planeta má výrazně nižší hustotu než Země (1,64 g/cm³), takže je obtížné vkročit na její povrch. Ano, a jako takové není. Bylo dohodnuto, že úroveň povrchu bude identifikována podle velikosti tlaku: poddajná a spíše kapalná „pevná látka“se nachází ve spodních vrstvách atmosféry, kde se tlak rovná jednomu baru, a ve skutečnosti, je jeho součástí. Jakákoli zpráva o planetě Neptun jako o kosmickém objektu specifické velikosti je založena na této definici imaginárního povrchu obra.
Parametry získané s ohledem na tuto funkci jsou následující:
- průměr blízko rovníku je 49,5 tisíce km;
- jeho velikost v rovině pólů je téměř 48,7 tisíc km.
Poměr těchto charakteristik dělá Neptun daleko od tvaru kruhu. Stejně jako Modrá planeta je na pólech poněkud zploštělá.
Složení atmosféry Neptunu
Směs plynů obklopujících planetu,obsah je velmi odlišný od Země. Drtivou většinu tvoří vodík (80 %), druhou pozici zaujímá helium. Tento inertní plyn významně přispívá ke složení atmosféry Neptunu – 19 %. Metanu je méně než procento, čpavek se zde také nachází, ale v malém množství.
Kupodivu jedno procento metanu ve složení výrazně ovlivňuje, jakou má Neptun atmosféru a jak celý plynný obr vypadá z pohledu vnějšího pozorovatele. Tato chemická sloučenina tvoří mraky planety a neodráží světelné vlny odpovídající červené barvě. Výsledkem je, že Neptun je tmavě modrý pro prolétání kosmických lodí. Tato barva je jednou ze záhad planety. Vědci ještě plně nevědí, co přesně vede k absorpci červené části spektra.
Všichni plynní obři mají atmosféru. Je to barva, která mezi nimi Neptuna odlišuje. Díky těmto vlastnostem se nazývá ledová planeta. Zmrzlý metan, který svou existencí přidává váhu srovnání Neptunu s ledovcem, je také součástí pláště obklopujícího jádro planety.
Vnitřní struktura
Jádro vesmírného objektu obsahuje sloučeniny železa, niklu, hořčíku a křemíku. Pokud jde o hmotnost, jádro se přibližně rovná celé Zemi. Zároveň má na rozdíl od ostatních prvků vnitřní struktury dvakrát vyšší hustotu než Modrá planeta.
Jádro je zakryto, jak již bylo zmíněno, pláštěm. Jeho složení je v mnohém podobné atmosférickému: zdejsou přítomny amoniak, metan, voda. Hmotnost vrstvy je rovna patnácti Zemi, přičemž je silně zahřátá (až 5000 K). Plášť nemá jasnou hranici a plynule do něj proudí atmosféra planety Neptun. Směs helia a vodíku tvoří horní část konstrukce. Hladká přeměna jednoho prvku na druhý a rozmazané hranice mezi nimi jsou vlastnosti, které jsou charakteristické pro všechny plynné obry.
Potíže s výzkumem
Závěry o atmosféře Neptunu, která je typická svou strukturou, vycházejí z velké části z již získaných dat o Uranu, Jupiteru a Saturnu. Vzhledem k vzdálenosti planety od Země je mnohem obtížnější ji studovat.
V roce 1989 proletěla poblíž Neptunu kosmická loď Voyager 2. Bylo to jediné setkání ledového obra s pozemským poslem. Její plodnost je však zřejmá: právě tato loď poskytla vědě většinu informací o Neptunu. Konkrétně Voyager 2 objevil Velké a Malé tmavé skvrny. Obě začerněné oblasti byly jasně viditelné na pozadí modré atmosféry. Dodnes není jasné, jaký je charakter těchto útvarů, ale předpokládá se, že se jedná o vířivé proudy nebo cyklóny. Objevují se v horních vrstvách atmosféry a letí kolem planety velkou rychlostí.
Perpetual motion
Přítomnost atmosféry určuje mnoho parametrů. Neptun se vyznačuje nejen svou neobvyklou barvou, ale také neustálým pohybem vytvářeným větrem. Rychlost, kterou mraky obíhají planetu kolem rovníku, přesahuje tisíc kilometrů za hodinu. Pohybují se přitom v opačném směru, než je rotace samotného Neptunu kolem osy. Planeta se přitom otáčí ještě rychleji: úplné otočení trvá pouhých 16 hodin a 7 minut. Pro srovnání: jedna revoluce kolem Slunce trvá téměř 165 let.
Další záhada: rychlost větru v atmosféře plynných obrů roste se vzdáleností od Slunce a dosahuje vrcholu na Neptunu. Tento jev ještě nebyl podložen, stejně jako některé teplotní rysy planety.
Rozvod tepla
Počasí na planetě Neptun se vyznačuje postupnou změnou teploty v závislosti na nadmořské výšce. Tato vrstva atmosféry, kde se nachází podmíněný povrch, plně odpovídá druhému názvu kosmického tělesa (ledové planety). Teplota zde klesá na téměř -200 ºC. Pokud se přesunete z povrchu výše, pak bude patrný nárůst tepla až na 475 °. Vědci dosud nenašli důstojné vysvětlení takových rozdílů. Neptun má mít vnitřní zdroj tepla. Takový „topič“by měl produkovat dvakrát tolik energie, než přichází na planetu ze Slunce. Teplo z tohoto zdroje v kombinaci s energií, která sem přichází z naší hvězdy, je pravděpodobně důvodem silných větrů.
Sluneční světlo ani vnitřní „topení“však nedokážou zvýšit teplotu na povrchu tak, že je zde cítit střídání ročních období. A přestože jsou pro to splněny další podmínky, na Neptunu nelze odlišit zimu od léta.
Magnetosphere
Výzkum sondy Voyager 2 pomohl vědcům dozvědět se hodně o magnetickém poli Neptunu. Je velmi odlišný od toho pozemského: zdroj se nenachází v jádru, ale v plášti, díky čemuž je magnetická osa planety značně odsazena od jejího středu.
Jednou z funkcí pole je ochrana před slunečním větrem. Tvar magnetosféry Neptunu je velmi protáhlý: ochranné linie v té části planety, která je osvětlena, se nacházejí ve vzdálenosti 600 tisíc km od povrchu a na opačné straně - více než 2 miliony km.
Voyager zaznamenal nekonzistenci intenzity pole a umístění magnetických čar. Takové vlastnosti planety také ještě nejsou zcela vysvětleny vědou.
Prsteny
Na konci 19. století, kdy už vědci nehledali odpověď na otázku, zda je na Neptunu atmosféra, před nimi vyvstal další úkol. Bylo nutné vysvětlit, proč na dráze osmé planety začaly hvězdy pro pozorovatele mizet o něco dříve, než se k nim Neptun blížil.
Problém byl vyřešen až po téměř století. V roce 1984 bylo s pomocí výkonného dalekohledu možné uvažovat o nejjasnějším prstenci planety, později pojmenovaném po jednom z objevitelů Neptunu - Johnu Adamsovi.
Další výzkum odhalil několik dalších podobných útvarů. Byli to oni, kdo uzavřel hvězdy podél cesty planety. Astronomové se dnes domnívají, že Neptun má šest prstenců. Obsahují další záhadu. Adamsův prsten se skládá z několika oblouků umístěných na některýchvzdálenost od sebe. Důvod tohoto umístění je nejasný. Někteří badatelé se přiklánějí k názoru, že síla gravitačního pole jednoho z Neptunových satelitů, Galatea, je udržuje v této poloze. Jiní poskytují závažný protiargument: jeho velikost je tak malá, že by se s tímto úkolem stěží vyrovnala. Možná je poblíž několik dalších neznámých satelitů, které pomáhají Galatee.
Obecně platí, že prstence planety jsou pohledem horším co do působivosti a krásy než podobné formace Saturnu. Ne poslední roli v poněkud fádním vzhledu hraje kompozice. Prsteny obsahují hlavně kusy metanového ledu potažené sloučeninami křemíku, které dobře absorbují světlo.
Satelity
Neptun je vlastníkem (podle posledních údajů) 13 satelitů. Většina z nich je malých rozměrů. Vynikající parametry má pouze Triton, jehož průměr je jen o málo nižší než průměr Měsíce. Složení atmosféry Neptunu a Tritonu je odlišné: satelit má plynový obal ze směsi dusíku a metanu. Tyto látky dávají planetě velmi zajímavý vzhled: zmrzlý dusík s inkluzemi z metanového ledu vytváří na povrchu poblíž jižního pólu skutečnou barevnou vlnu: přelivy žluté jsou kombinovány s bílou a růžovou.
Osud pohledného Tritona přitom není tak růžový. Vědci předpovídají, že se srazí s Neptunem a bude jím pohlcen. V důsledku toho se osmá planeta stane vlastníkem nového prstence, jasnosti srovnatelného s formacemi Saturnu a dokonce i před nimi. Zbývající satelity Neptunu jsou výrazně nižší než Triton, některé z nichještě nemá ani jméno.
Osmá planeta sluneční soustavy do značné míry odpovídá jejímu názvu, jehož výběr ovlivnila i přítomnost atmosféry – Neptun. Svým složením přispívá ke vzniku charakteristické modré barvy. Neptun se řítí pro nás nepochopitelným prostorem jako bůh moří. A podobně jako v hlubinách oceánu, ta část vesmíru, která začíná za Neptunem, uchovává před člověkem mnoho tajemství. Vědci budoucnosti je ještě musí objevit.
