NEPTUNUS (PLANET): CIRI, KOMPOSISI, ORBIT, PERGERAKAN, STRUKTUR - ARTE - 2025

Neptunus adalah planet kelapan dalam sistem suria dari segi jarak orbit, gergasi ais dan paling jauh dari semua. Ini berlaku sejak Pluto berhenti dianggap sebagai planet pada tahun 2006, menjadi planet kerdil yang merupakan bagian dari tali pinggang Kuiper.

Di langit malam, Neptunus kelihatan seperti titik kebiruan kecil yang sangat sedikit diketahui, sehingga misi angkasa pada akhir 1980-an, seperti Voyager 2, memberikan data mengenai planet ini dan satelitnya.

Gambar 1. Neptunus yang difoto oleh Voyager 2 pada tahun 1989, gambar tersebut menunjukkan bintik-bintik gelap akibat ribut atmosfera. (Sumber: NASA)

Gambar Voyager 2 menunjukkan buat pertama kalinya sebuah planet dengan permukaan biru-hijau, dengan ribut kuat dan arus angin kencang, menghasilkan tompok antikiklik gelap. Mereka sangat mirip dengan yang ada di Musytari, walaupun tidak kekal seperti ini.

Suasana Neptune kaya dengan metana dan mempunyai sistem cincin yang sangat samar. Planet ini mempunyai magnetosfera, itulah sebabnya ia dianggap mempunyai teras logam.

Sejauh ini 15 satelit Neptune telah dikira, di antaranya Triton dan Nereida adalah satelit utama.

Penemuan dan sejarah

Penemuan Neptunus adalah hasil ramalan matematik, berdasarkan pemerhatian gangguan pada orbit planet Uranus dan Saturnus. Sebelumnya pada tahun 1610, Galileo telah melihat Neptunus dengan teleskop yang sama dengan yang digunakannya untuk menemui bulan Musytari, tetapi dia salah menganggapnya sebagai bintang.

Tidak lama kemudian, pada tahun 1846, ahli matematik Perancis yang mengkhususkan diri dalam mekanik cakerawala Urbain Le Verrier mempelajari gangguan tertentu di orbit Saturnus dan Uranus. Penjelasan terbaik adalah untuk mengusulkan adanya planet baru, di mana dia meramalkan orbit dan kedudukan di langit. Langkah seterusnya adalah mencari planet ini, jadi Le Verrier meyakinkan ahli astronomi Jerman Johann Gottfried Galle untuk mencarinya.

Pada malam 23 September 1846, Galle mengesahkan, dari balai cerapnya di Berlin, adanya planet baru, dan dalam beberapa hari Triton, satelit terbesarnya, muncul.

Hampir serentak di Cambridge, England, ahli matematik muda John Couch Adams, yang juga telah menyelesaikan masalah ini untuk beberapa waktu, membuat ramalan serupa.

Neptune berhutang namanya kepada dewa laut dalam mitologi Rom (setara dengan dewa Yunani Poseidon), mengikuti tradisi menamakan planet-planet itu sebagai dewa-dewa pantheon Rom.

Ciri umum

Diameter Neptunus hampir 4 kali diameter Bumi, tetapi sekitar sepertiga Musytari raksasa.

Rajah 2. Neptunus berbanding Bumi. (Sumber: wikimedia commons)

Jisimnya 17 kali ganda dari Bumi dan isipadu 57 kali lebih besar. Dari segi jisim, ia berada di kedudukan ketiga di antara planet-planet di sistem suria dan ukuran keempat.

Ringkasan ciri fizikal utama Neptunus

-Jisim: 1.024 × 10 ²⁶ kg (17.147 kali daripada Bumi)

-Rata-rata rata-rata : 24.622 km, bersamaan dengan 3.87 kali radius Bumi.

-Bentuk: diratakan pada tiang dengan faktor 0.983.

-Radius orbit min : 4.498 x 10 ⁹ km bersamaan 30.07 AU

- Kecenderungan paksi putaran : 30º berkenaan dengan satah orbit.

Suhu: -220ºC (awan)

-Berat: 11.15 m / s ² (1.14g)

Medan magnet sendiri: Ya, 14 mikrotesla di khatulistiwa.

-Ammosfer: Hidrogen 84%, Helium 12%, Metana 2%, Ammonia 0.01%.

Ketumpatan: 1640 kg / m ³

-Satelit: 15 diketahui sehingga kini.

-Rings: Ya, mereka nipis dan terdiri daripada zarah-zarah ais dan silikat.

Pergerakan terjemahan

Neptunus, planet kelapan dalam sistem suria, adalah gergasi gas yang orbitnya mengelilingi Matahari memiliki radius rata-rata 30 AU. Unit astronomi AU sama dengan 150 juta kilometer dan jarak purata antara Matahari dan Bumi.

Gambar 3. Animasi menunjukkan orbit Neptunus berwarna merah, bersama dengan Uranus 'yang merupakan titik biru. Sumber: Wikimedia Commons.

Ini bermaksud bahawa jejari jalur Neptunus adalah 30 kali dari permukaan bumi, jadi diperlukan 165 tahun untuk menyelesaikan satu revolusi di sekitar Matahari.

Fakta menarik mengenai Neptune

-Ini adalah planet yang paling jauh dari Matahari, kerana Pluto, yang berada setelah orbit Neptunus, sekarang menjadi planet kerdil.

-Neptunus adalah terkecil dari empat planet raksasa (Musytari, Saturnus, Uranus, Neptunus).

-Berat Neptunus sangat serupa dengan Bumi.

-Merupakan planet terdingin di sistem suria, dengan suhu purata -221.41C.

-Memiliki sistem cincin, tetapi tidak seperti Saturnus, mereka tidak berterusan, tetapi membentuk busur di sepanjang jalan orbitnya.

-Neptunus adalah planet gergasi yang paling padat.

-Ia mempunyai angin topan dengan angin terpantas di tata surya, yang dapat mencapai 2.100 km / jam yang menakjubkan.

-Neptune mempunyai Titik Gelap yang Hebat, pusaran seukuran planet Bumi. Tempat ini, yang difoto pada tahun 1989, hilang pada tahun 1994, tetapi menimbulkan Dark Spot baru.

-Triton, satelit terbesar Neptunus, berputar ke arah yang berlawanan dengan satelitnya yang lain, oleh sebab itulah ia berpendapat bahawa ia terperangkap oleh planet ini dan tidak terbentuk pada masa yang sama seperti itu.

-Triton (satelit Neptunus terbesar) mempunyai gunung berapi dan nitrogen geyser, namun ia adalah salah satu bintang paling sejuk di sistem suria (-235ºC).

-Misi Voyager 2 melewati 3.000 kilometer dari kutub utara planet Neptune pada tahun 1989.

-Pada 12 Julai 2011, Neptune menyelesaikan orbit penuh pertama sejak penemuannya pada 23 September 1846.

Gerakan putaran

Rajah 4. Neptunus mengambil masa hampir 16 jam untuk membuat satu revolusi lengkap di sekitar paksinya. Sumber: NASA.

Putaran Neptune adalah 15 jam, 57 minit, dan 59 saat, mengikut ukuran yang paling tepat setakat ini.

Bukan tugas yang mudah untuk menentukan kelajuan putaran planet yang hanya menunjukkan permukaan atmosfera dan juga bergerak. Jauh lebih mudah untuk menentukan kelajuan putaran planet berbatu.

Ketika Voyager 2 sampai di Neptune pada tahun 1989 jangka masa putaran 16 jam 6.5 saat dianggarkan. Hari ini pengukuran ini diketahui tidak tepat, berkat pengukuran saintis planet Erich Karkoschka dari Universiti Arizona.

Kelajuan putaran dan medan magnet

Kelajuan putaran planet gergasi lain diukur dengan denyutan yang dipancarkan oleh medan magnet. Walau bagaimanapun, kaedah ini tidak berlaku untuk Neptunus, kerana kedua-dua paksi dan pusat dipol magnetik tidak bertepatan dengan paksi putaran planet, seperti yang kita lihat dalam gambar perbandingan berikut:

Rajah 5. Medan magnet planet gergasi. Sumber: Benih, M. 2011. Sistem Suria. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.

Gambar menunjukkan model medan magnet yang dihasilkan oleh dipol (magnet), yang terletak lebih kurang di tengah-tengah planet ini. Model ini juga sesuai untuk medan magnet Bumi.

Tetapi medan Neptunus tidak normal, dalam arti input quadrupole dan orde tinggi boleh lebih besar daripada medan dipol. Dan seperti yang kita lihat dalam gambar, dipol dipindahkan dari pusat.

Oleh itu, Karkoschka merancang kaedah yang berbeza, menggunakan lebih dari lima ratus gambar dari teleskop Hubble. Dia menemui dua ciri khas planet yang disebutnya: South Polar Feature dan South Polar Wave.

Ini telah berputar pada kelajuan yang sama sejak tahun 1990-an, membuktikan bahawa ini adalah kelajuan sebenar planet ini.

Gambar 6. Dalam gambar Neptunus ini, penapis berwarna digunakan untuk menyoroti Dark Spot 2 dan South Polar Feature, yang nampaknya berlabuh ke planet ini. Sumber: Erich Karkoschka.

Gambar dalam gambar 5 (di atas) menunjukkan warna dan kontras yang diubah oleh penapis untuk menekankan ciri atmosfera planet ini.

Seperti yang telah kita katakan, angin di atmosfer Neptunus sering melebihi kelajuan suara.

Oleh itu, Titik Gelap Besar Neptunus mengubah kedudukan relatifnya dari masa ke masa, sementara Titik Gelap 2 dan Ciri Kutub Selatan mengekalkan kedudukan relatif mereka. Ini menunjukkan bahawa mereka terikat dengan putaran planet, yang memungkinkan Karkoschka menentukan panjang hari dengan tepat di Neptunus.

Komposisi

Unsur-unsur seperti hidrogen (84%), helium (12%), metana (2%), dan gas-gas lain seperti amonia, etana, dan asetilena terdapat di atmosfera Neptunus. Di bawah atmosfer ini terdapat campuran air, ammonia cair, metana dan batuan lebur, yang mengandungi silika, besi dan nikel.

Peningkatan kepekatan metana, amonia, dan air terdapat di kawasan atmosfera yang lebih rendah. Tidak seperti Uranus, planet kembar, komposisi Neptunus mempunyai jumlah lautan yang lebih besar.

Struktur

Planet ini mempunyai inti berbatu yang dikelilingi oleh cangkang berais, semuanya di bawah atmosfer yang padat dan tebal, menempati sepertiga radius. Ia serupa dengan planet kembar Uranus.

Gambar berikut menunjukkan struktur Neptunus dengan lebih terperinci.

Rajah 7. Struktur dalaman Neptunus. Sumber: Wikimedia Commons. Chocofrito / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Neptune mempunyai struktur dengan lapisan yang berbeza:

- Lapisan atas: terdiri dari awan yang kebanyakannya hidrogen dan helium, dan metana dan gas lain pada tahap yang lebih rendah. Ini sepadan dengan kira-kira 5-10% jisim planet.

- Suasana : hidrogen, helium dan metana.

- Mantle: di bawah atmosfer adalah mantel hebat planet ini, kawasan cair di mana suhu boleh mencapai antara 1,727 dan 4,727 ° C. Ia terdiri dari air, metana dan amonia dalam keadaan bendalir.

Mantel berkisar antara 10 hingga 15 massa darat dan kaya dengan air, ammonia, dan metana. Campuran ini disebut "ais", walaupun cairan panas dan padat, dan juga disebut lautan air dan amonia.

Mantel itu sendiri mempunyai suhu yang sangat tinggi, antara 1,700ºC hingga 4,700ºC, dan kekonduksian elektriknya juga tinggi.

- Inti: terdiri dari batu silika, besi dan nikel, mirip dengan Uranus, gergasi ais dan gas yang lain. Jisim nukleus adalah 1.2 kali ganda dari Bumi. Tekanan di pusat dianggarkan 700 GPa, kira-kira dua kali ganda daripada di tengah Bumi, dengan suhu hingga 5,670 ºC.

Suasana

Suasana Neptune sangat menarik dan layak mendapat bahagian khas. Sebagai permulaan, ia sangat sejuk, kerana ia adalah planet paling jauh dari Matahari dan menerima sinaran matahari yang sangat sedikit. Oleh kerana itu, suhu di bahagian atas atmosfer berada dalam urutan -220 ºC.

Tetapi Neptunus mempunyai sumber haba dalaman, mungkin disebabkan oleh pelanggaran elektron pengalir pada mantel bendalir dan juga baki haba semasa pembentukannya.

Oleh kerana kecerunan suhu yang besar ini, arus perolakan yang luar biasa berlaku, menjadikan sistem iklim planet ini sangat melampau.

Oleh itu ribut dan taufan terbesar dalam sistem suria dihasilkan, seperti yang dibuktikan dengan pembentukan arus besar arus antikiklonik, kerana angin yang berlawanan pada lintang yang berbeza.

Di antara semua sistem antikiklon Neptunus, Great Dark Spot menonjol, difoto untuk pertama kalinya oleh penyiasat Voyager 2 pada tahun 1989, ketika ia melewati 3.000 kilometer dari planet ini.

Dari segi warna, Neptunus lebih kebiruan daripada Uranus, tepatnya kerana kepekatan metana yang lebih tinggi, yang menyerap panjang gelombang merah dan mencerminkan panjang gelombang biru. Tetapi ada juga molekul lain yang menyumbang kepada warnanya.

Di kawasan atmosfera yang lebih rendah (troposfer) suhu menurun dengan ketinggian, tetapi di wilayah atas (stratosfer) terjadi sebaliknya. Di antara lapisan ini tekanannya adalah 10 ribu pascal (Pa).

Di atas stratosfera adalah termosfera, yang secara beransur-ansur berubah menjadi eksosfera, di mana tekanan menurun dari 10 Pa menjadi 1 Pa.

Satelit Neptunus

Sehingga kini, 15 satelit semula jadi planet ini telah dikira. Satelit terbesar dan yang pertama ditemui, pada tahun 1846, adalah Triton. Pada tahun 1949 satelit kedua ditemui, bernama Nereida.

Pada tahun 1989 misi Voyager 2 menemui enam satelit lagi: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa dan Proteus.

Kemudian pada tahun 2003 ditemui Halimedes, Sao, Laomedeia, Psámate dan Neso. Satelit kecil 14 ditemui pada tahun 2013 oleh institusi SETI, jangka masa orbitnya adalah 23 jam.

Mari lihat beberapa perincian mengenai bulan-bulan utama Neptune:

Triton

Ini adalah satelit terbesar Neptunus, dengan diameter 2,700 km, kira-kira 18 kali lebih kecil daripada planet inangnya dan hampir 5 kali lebih kecil dari Bumi.

Tempoh orbitnya hampir 6 hari, tetapi ingin tahu ia berputar ke arah yang berlawanan dengan putaran Neptunus dan satelitnya yang lain. Selanjutnya, orbitnya condong 30 darjah berkenaan dengan satah orbit planet ini.

Ini adalah objek terdingin di tata surya, dengan suhu rata-rata -235 ºC dan terdiri dari tiga perempat batu dan seperempat es. Di permukaannya terdapat geyser, dengan pancaran gelap ke arah atmosfer, sementara permukaannya menghadap dataran dan beberapa gunung berapi dengan kawah 200 km.

Rajah 8. Satelit utama Neptunus; Triton, Proteus, Nereida dan Larisa. Sumber: Wikimedia Commons.

Nereid

Ia ditemui oleh Gerard Kuiper pada tahun 1949, berkat kenyataan bahawa ia memantulkan 14% cahaya matahari yang diterimanya.

Ukurannya adalah seperlapan Triton dan mempunyai orbit yang sangat eksentrik, pendekatan terdekat dengan Neptunus adalah 1,354,000 km dan jarak terjauh adalah 9,624,000 km, mengambil masa 360 hari untuk diselesaikan.

Proteus

Gambar 9. Persaudaraan, Kesetaraan, Kebebasan adalah nama yang diberikan kepada lengkungan cincin Adams (paling luar). Cincin dalaman adalah Le Verrier. (Sumber: wikimedia commons)

Neptune mempunyai lima cincin nipis dan samar, terdiri terutamanya dari zarah debu dan ais. Dipercayai bahawa asalnya berasal dari puing-puing yang ditinggalkan oleh perlanggaran antara meteor dan satelit semula jadi planet ini.

Cincin tersebut dinamakan sempena nama terakhir para saintis yang telah memberikan sumbangan paling besar dalam penemuan dan kajian mereka. Dari paling dalam hingga paling jauh mereka adalah Galle, Le Verrier, Lassell, Arago dan Adams.

Terdapat juga cincin yang orbitnya dibagikan dengan satelit Galatea, yang dapat kita lihat pada gambar berikut:

Rajah 10. Rajah lima cincin Neptunus dan namanya. Orbit beberapa satelit juga ditunjukkan. (Sumber: NASA).

Bila dan bagaimana untuk memerhatikan Neptunus

Neptunus tidak dapat dilihat dengan mata kasar, bahkan dengan teleskop amatir, ia kelihatan sangat kecil sehingga boleh disalah anggap sebagai bintang.

Untuk ini lebih baik menggunakan program komputer atau aplikasi yang berfungsi sebagai planetarium. Untuk sistem operasi Android, aplikasi Sky Maps menonjol, yang membolehkan anda mencari planet dan objek cakerawala yang lain dengan tepat.

Waktu terbaik untuk diperhatikan adalah ketika planet berada dalam keadaan bertentangan, iaitu Bumi berada di antara garis yang bergabung dengan Matahari dengan Neptunus.

Fenomena ini berlaku setiap 368 hari dan menjelang 2020 ia akan berlaku pada 11 September. Ini bukan satu-satunya kesempatan untuk memerhatikan Neptunus, yang juga dapat dilihat pada waktu-waktu lain dalam setahun.

Dengan teleskop yang baik, Neptune dapat dibezakan dari bintang latar, kerana ia kelihatan seperti cakera biru-hijau.

Magnetosfera Neptunus

Sebelumnya ia dikomentari mengenai keanehan medan magnet Neptunus. Tiang magnet planet cenderung 47º berkenaan dengan paksi putaran.

Medan magnet dihasilkan oleh pergerakan cecair konduktif yang membentuk lapisan sfera nipis di dalam planet ini. Tetapi di Neptunus, kutub magnet dipindahkan dari pusat sekitar 0,5 jari dari planet ini.

Keamatan medan di khatulistiwa magnetik berada pada urutan 15 mikrotesla, menjadi 27 kali lebih kuat daripada bumi.

Geometri lapangan adalah kompleks, kerana sumbangan kuadrupol dapat melebihi sumbangan dipol, tidak seperti Bumi di mana sumbangan yang paling relevan adalah dipol.

Rajah 11. Medan magnet Neptunus yang pelik. (Sumber: emaze.com)

Magnetosfera Neptunus memanjang hingga 35 kali radius di depan kejutan dan 72 jari-jari di ekor.

Magnetopause, yang merupakan tempat di mana tekanan magnet sama dengan tekanan zarah-zarah bermuatan dari Matahari, berada di antara 23 hingga 27 jari dari planet ini.

Misi ke Neptune

Pelancong 2

Satu-satunya misi angkasa untuk mengorbit planet Neptune adalah Voyager 2, yang tiba di planet ini pada tahun 1982.

Pada masa ini hanya dua satelit yang dikenali: Triton dan Nereida. Tetapi berkat misi Voyager 2, enam lagi ditemui: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa dan Proteus. Satelit ini agak lebih kecil daripada Triton, dengan bentuk tidak teratur dan orbit radius yang lebih kecil.

Keenam satelit ini diduga merupakan sisa-sisa perlanggaran dengan satelit kuno yang bertembung dengan Triton ketika yang terakhir ditangkap oleh gravitasi Neptunus.

Voyager 2 juga menemui cincin baru di Neptune. Walaupun cincin pertama ditemui pada tahun 1968, keberadaannya dan penemuan yang baru tidak dapat dilakukan sehingga kedatangan siasatan tersebut pada tahun 1989.

Pendekatan terdekat kapal angkasa ke planet ini berlaku pada 25 Ogos 1989, yang berlaku pada jarak 4,800 km di atas kutub utara Neptunus.

Kerana ini adalah planet utama terakhir yang dapat dikunjungi kapal angkasa, diputuskan untuk melakukan perjalanan dekat bulan Triton, mirip dengan apa yang telah dilakukan dengan Voyager 1, yang terbang oleh Saturnus dan bulannya Titan.

Pada 25 Ogos 1989, kapal angkasa membuat pertemuan dekat dengan bulan Nereid sebelum mencapai 4.400 km dari atmosfer Neptunus dan pada hari yang sama berlalu dekat Triton, bulan terbesar di planet ini.

Kapal angkasa mengesahkan keberadaan medan magnet di sekitar Neptunus dan mendapati bahawa medan itu dipindahkan dari pusat dan miring, serupa dengan medan di sekitar Uranus.

Rujukan

1. N + 1. 200 kilogram berlian turun di Uranus dan Neptunus. Dipulihkan dari: nmas1.org.
2. Powell, M. Planet Mata Telanjang di Langit Malam (dan bagaimana mengenalinya). Dipulihkan dari: nakedeyeplanets.com.
3. Seeds, M. 2011. Sistem Suria. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.
4. Wikipedia. Cincin planet. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Anneaux d'Neptune. Dipulihkan dari: fr.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Penerokaan Neptunus. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Neptunus (planet). Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.