Neptun (Planet)

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Neptun
Eigenschaften des Orbits
Große Halbachse	30,047 AE
Perihel – Aphel	29,709 – 30,385 AE
Exzentrizität	0,0113
Neigung der Bahnebene	1,769°
Siderische Umlaufzeit	164,8 a
Synodische Umlaufzeit	367,49 d
Mittlere Bahngeschwindigkeit	5,43 km/s
Kleinster – größter Erdabstand	28,783 – 31,333 AE
Physikalische Eigenschaften
Äquator – Poldurchmesser*	49.528 – 48.203 km
Masse	1,0243 · 1026 kg
Mittlere Dichte	1,638 g/cm3
Fallbeschleunigung*	11,15 m/s2
Fluchtgeschwindigkeit	23,5 km/s
Rotationsperiode	16 h 6 min 36 s
Neigung der Rotationsachse	28,32°
Albedo	0,41
Eigenschaften der Atmosphäre
Temperatur* Min. – Mittel – Max.	(bei 1 bar) 72 K
Hauptbestandteile	Wasserstoff: 80 % ± 3,2 % Helium: 19 % ± 3,2 % Methan: 1,5 % ± 0,5 % Deuterium: ~192 ppm Ethan: ~1,5 ppm
*bezogen auf das Nullniveau des Planeten
Geschichte und Sonstiges
Entdecker	Johann Gottfried Galle, Heinrich Louis d'Arrest
Datum der Entdeckung	23. September 1846
Ältere Bezeichnung	?
Monde	13: u. a. Triton

Neptun ist der achte und äußerste Planet im Sonnensystem und wurde 1846 entdeckt. Er ist benannt nach Neptun, dem römischen Gott des Meeres und der Fließgewässer, und wird zu den jupiterähnlichen (iovianischen) Planeten gezählt. Sein Zeichen ♆ ist ein stilisierter Dreizack, die Waffe des Meeresgottes Neptun.

Der sehr kompakte Gasplanet (Dichte 1,64 g/cm³) dominiert durch seine große Masse (17 × Erde) das äußere Sonnensystem und beeinflusst die Bahn vieler kleinerer Körper wie die der Plutinos und der Transneptunen.

Inhaltsverzeichnis 1 Umlaufbahn 2 Aufbau 3 Mond- und Ringsystem 3.1 Monde 3.2 Ringe 4 Trojaner 5 Erforschung/Geschichte 6 Sichtbarkeit 7 Sonstiges 8 Quellen 9 Literatur 10 Weblinks

[Bearbeiten] Umlaufbahn

Neptun hat eine fast kreisförmige Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von 0,0113. Sein sonnennächster Punkt, das Perihel, liegt bei 29,709 AE und sein sonnenfernster Punkt, das Aphel, bei 30,385 AE. Er ist damit der äußerste Planet des Sonnensystems. Seine Bahnebene ist mit 1,769° nur leicht gegen die Ekliptik beziehungsweise gegen die Bahnebene der Erde geneigt. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt Neptun etwa 165 Jahre.

[Bearbeiten] Aufbau

Neptun kann nicht mit bloßem Auge beobachtet werden. In einem starken Teleskop erscheint er als blaugrünes Scheibchen, ähnlich wie sein innerer Nachbarplanet Uranus. Die blaugrüne Farbe wird durch das Methan, das in der Atmosphäre vorhanden ist, hervorgerufen. Sein Durchmesser beträgt 49.248 km. Neptun ist somit etwas kleiner als Uranus und der viertgrößte Planet des Sonnensystems, hinsichtlich seiner Masse ist er der drittschwerste.

[Bearbeiten] Mond- und Ringsystem

[Bearbeiten] Monde

Hauptartikel: Liste der Neptunmonde

Neptun hat 13 bekannte Monde. Der bei weitem Größte ist der von William Lassell 17 Tage nach der Entdeckung von Neptun entdeckte Mond Triton. Im Gegensatz zu allen anderen großen Monden der Planeten des Sonnensystems läuft er retrograd (entgegengesetzt der Rotation des Planeten) um Neptun und nähert sich diesem langsam auf einer Spiralbahn. Neptuns zweiter Begleiter Nereid hat eine der exzentrischsten Umlaufbahnen aller Monde des Sonnensystems.

Von Juli bis September 1989 entdeckte die Weltraumsonde Voyager 2 sechs neue Neptunmonde. Aus diesen sticht der irregulär geformte Proteus dadurch hervor, dass er gerade eben noch zu klein ist, um nicht von seiner eigenen Schwerkraft in Kugelform gezogen zu werden. Die vier innersten Neptunmonde Naiad, Thalassa, Despina und Galatea haben Umlaufbahnen innerhalb der Neptunringe. Der von innen nächstfolgende Mond Larissa wurde ursprünglich 1981 entdeckt, als er einen Stern bedeckte. Zunächst dachte man, dass es ein Teil eines Neptunringbogens war, aber als Voyager 2 1989 Neptun erforschte, stellte sich heraus, dass diese Sternbedeckung durch einen Mond verursacht wurde.

Die Entdeckung von fünf weiteren irregulären Monden des Neptuns wurde 2004 bekannt gegeben.

[Bearbeiten] Ringe

Neptun hat ein schwach ausgeprägtes Ringsystem unbekannter Zusammensetzung. Die Ringe haben eine „klumpige“ Struktur, deren Ursache bisher noch nicht geklärt ist, die aber aus der Gravitationswechselwirkung mit kleinen Monden in der Ringumgebung herrühren könnte.

Hinweise auf unvollständige Ringbögen wurden Mitte der 1980er Jahre gefunden, als Beobachtungen einer Sternbedeckung durch Neptun zusätzliche Verdunklungen vor oder nach der Bedeckung des Sterns durch den Planeten zeigten. Bilder der Raumsonde Voyager 2 klärten den Aufbau des Ringsystems, das aus mehreren lichtschwachen, dünnen Ringen besteht. Der äußerste Ring, Adams, enthält drei deutliche Ringbögen, die die Namen Liberté, Egalité und Fraternité erhalten haben. Die Existenz der Ringbögen ist nur schwierig zu erklären, da die Bewegungsgesetze vermuten ließen, dass über eine sehr kleine Zeitskala die Ringbögen sich zu vollständigen Ringen verteilen würden. Gravitationseffekte des direkt innerhalb des Adams-Rings kreisenden Monds Galatea verursachen vermutlich die Begrenzung der Ringbögen.

Verschiedene andere Ringe wurden von den Voyager-2-Kameras entdeckt. Zusätzlich zum schmalen Adams-Ring, der sich 62.930 km vom Zentrum Neptuns entfernt befindet, wurden der Leverrier-Ring bei 53.200 km und der breitere, aber dunklere Galle-Ring bei 41.900 km entdeckt. Die blasse Erweiterung des Leverrier-Rings nach außen wurde nach Lassell benannt und ist an seiner äußeren Kante durch den Arago-Ring bei 57.600 km begrenzt.^[1]

Neue, im Jahr 2005 veröffentlichte erdbasierte Untersuchungen zeigen, dass Neptuns Ringe deutlich instabiler sind, als bisher angenommen. Insbesondere der Liberté-Ringbogen könnte in weniger als einem Jahrhundert verschwunden sein. Diese neuen Beobachtungen stellen den bisherigen Kenntnisstand über Neptuns Ringsystem in Frage. ^[2]

Ring	Radius (km)	Breite (km)	Bemerkungen
1989 N3R ('Galle')	41.900	15	Benannt nach Johann Gottfried Galle
1989 N2R ('Leverrier')	53.200	15	Benannt nach Urbain Le Verrier
1989 N4R ('Lassell')	55.400	6	Benannt nach William Lassell
Arago Ring	57.600	-	Benannt nach François Arago
Liberté Ring-Bogen	62.900	-	„vorauslaufender“ Ringbogen
Égalité Ring-Bogen	62.900	-	„äquidistanter“ Ringbogen
Fraternité Ring-Bogen	62.900	-	„nachfolgender“ Ringbogen
Courage Ring-Bogen	62.900	-
1989 N1R ('Adams')	62.930	<50	Benannt nach John Couch Adams

[Bearbeiten] Trojaner

Seit Juni 2006 sind insgesamt vier Neptun-Trojaner bekannt (2001 QR₃₂₂, 2004 UP₁₀, 2005 TN₅₃ und 2005 TO₇₄). Die Objekte eilen dem Planeten 60° auf dem Lagrangepunkt L₄ voraus. Bis jetzt wurden noch keine Trojaner auf L₅ nachgewiesen.

[Bearbeiten] Erforschung/Geschichte

Die Bewegung des Uranus um die Sonne verlief nicht ganz so, wie sie nach den keplerschen Gesetzen hätte sein sollen. Astronomen vermuteten daher, dass es einen weiteren Planeten jenseits des Uranus geben müsse, der durch seine Gravitationskraft die Bewegung des Uranus verändert. John Couch Adams sowie der französische Mathematiker Urbain Le Verrier errechneten unabhängig voneinander die Position, an der sich der unbekannte Planet befinden müsste, wobei die Berechnung von Le Verrier wesentlich genauer war. Die Berechnung von Adams war James Challis aus Cambridge eine Vorlage für seine Beobachtungen am 4. und 12. August 1846. Challis hatte den Planeten gefunden, aber, weil er die Beobachtungen der verschiedenen Abende noch nicht miteinander verglichen hatte, ihn unter den zahlreichen Sternen noch nicht durch seine Ortsveränderung als Planeten erkannt. Aufgrund Leverriers Berechnung gelang es, nach einem Auftrag von Leverrier, Johann Gottfried Galle, dem Direktor der Berliner Sternwarte, gemeinsam mit seinem Assistenten Heinrich Louis d'Arrest am 23. September 1846 Neptun zu entdecken. Die tatsächliche Position wich nur geringfügig von der errechneten Position ab.

Später stellte sich heraus, dass schon Galileo Galilei den Neptun am 28. Dezember 1612 gesehen hatte. Aus seinen Aufzeichnungen vom Januar 1613 geht eine Beobachtung der Konjunktion mit dem Jupiter hervor, bei der Galilei den Neptun jedoch für einen Jupitermond bzw. einen Fixstern gehalten hatte. Hätte er Neptun nur wenige Tage früher beobachtet, wäre seine Bewegung am Himmel viel deutlicher gewesen.

Mit einer Umlaufzeit von 165 Jahren wird Neptun im Jahr 2011 erstmals wieder die gleiche Stelle passieren, an der ihn Johann Gottfried Galle entdeckt hat. Erst dann wird man einen kompletten Orbit Neptuns tatsächlich beobachtet haben.

Im August 1989 war Voyager 2 die erste und bislang einzige Raumsonde, die Neptun aus der Nähe erforscht hat. Sie flog über den Nordpol von Neptun und passierte den Planeten mit etwa 4.950 Kilometer Abstand.

Zur Zeit (2006) wird bei der NASA über eine Neptune-Orbiter-Raumsonde nachgedacht, die möglicherweise über einen Kernreaktor als Energiequelle verfügen soll und wahrscheinlich in etwa 20 bis 30 Jahren gestartet werden könnte. Der Hauptteil der Mission wäre ein Orbiter, welcher den Planeten aus einer Umlaufbahn heraus umfassend studieren würde. Die Sonde könnte außerdem eine oder mehrere Atmosphärenkapseln auf Neptun abwerfen sowie einen oder mehrere Mini-Lander auf Triton absetzen. Bevorzugte Landeplätze wären der Nord- und Südpol, wo große Mengen von Wassereis entdeckt wurden. Die Genehmigung zur Realisierung von Neptune Orbiter steht allerdings noch aus und ist aufgrund sehr hoher Missionskosten in Höhe von mehreren Milliarden US-Dollar sowie dem Vorhandensein wissenschaftlich interessanterer Prioritätsziele (Europa, Titan) kaum in den nächsten Jahren zu erwarten.

[Bearbeiten] Sichtbarkeit

Die Sichtbarkeit ist unter Neptunpositionen bis 2020 angegeben.

Konjunktion	Stationär, dann rückläufig	Opposition				Stationär, dann rechtläufig
		Datum	Entfernung	Helligkeit	vis. Durchmesser
6. Februar 2006	22. Mai 2006	11. August 2006	29,03948 AE	7,8 mag	2,31″	29. Oktober 2006
8. Februar 2007	25. Mai 2007	13. August 2007	29,03193 AE	7,8 mag	2,31″	31. Oktober 2007
11. Februar 2008	26. Mai 2008	15. August 2008	29,02412 AE	7,8 mag	2,31″	2. November 2008

[Bearbeiten] Sonstiges

1941 wurde das 93. und damals vorletzte bekannte Element in Fortsetzung der mit dem Uran begonnenen Reihe nach dem vorletzten Planeten als Neptunium benannt.

[Bearbeiten] Quellen

1. ↑ Gazetteer of Planetary Nomenclature Ring and Ring Gap Nomenclature (December 8, 2004). USGS – Astrogeology Research Program.
2. ↑ Neptune's rings are fading away (March 26, 2005). New Scientist.

[Bearbeiten] Literatur

• William Sheehan, Nicholas Kollerstrom, Craig B. Waff: Die Neptun-Affäre. Spektrum der Wissenschaft, April 2005, S. 82–88 (2005), ISSN 170-2971
• P. Moore, G. Hunt et al.: Atlas des Sonnensystems. Royal Astronomical Society und Herder-Verlag, 465p., Freiburg – Basel – Wien 1986.

[Bearbeiten] Weblinks

• Hubble-Video von Neptuns Atmosphäre und seinen Monden (englisch)
• Galileis Neptun-Beobachtung im Januar 1613
• Liste Neptunmonde (englisch)
• Liste der Neptun-Trojaner (englisch)