نظامنا الشمسي مكان رائع. بين كواكبها الثمانية والعديد من الكواكب القزمة ، هناك بعض الاختلافات الخطيرة من حيث المدار والتكوين ودرجة الحرارة. في حين أن الظروف داخل النظام الشمسي الداخلي ، حيث تكون الكواكب أرضية في طبيعتها ، يمكن أن تصبح ساخنة جدًا ، الكواكب التي تدور حول خط الصقيع - حيث يكون باردًا بما يكفي بحيث تتكثف المواد المتطايرة (أي الماء والأمونيا والميثان و CO و CO²) في المواد الصلبة - يمكن أن يصاب بالبرد العظيم!
في هذه البيئة نجد كوكب نبتون ، الكوكب الأكثر مسافة (وبالتالي الأكثر برودة) في النظام الشمسي. في حين أن عملاق الغاز / الجليد ليس لديه "سطح" للحديث عنه ، فقد تم إجراء أبحاث أرضية وطيور جوية تمكنت من الحصول على قياسات دقيقة لدرجة الحرارة في الغلاف الجوي العلوي للكوكب. في جميع الأحوال ، يعاني الكوكب من درجات حرارة تتراوح بين 55 كلفن (-218 درجة مئوية ؛ -360 درجة فهرنهايت) إلى 72 كلفن (-200 درجة مئوية ؛ -328 درجة فهرنهايت) ، مما يجعله أبرد كوكب في النظام الشمسي.
الخصائص المدارية:
من بين جميع الكواكب في النظام الشمسي ، يدور نبتون حول الشمس على أكبر مسافة متوسطة. مع الانحراف الطفيف للغاية (0.0086) ، يدور حول الشمس في محور شبه رئيسي يبلغ حوالي 30.11 AU (4.550.450.000.000 كيلومتر) ، تتراوح من 29.81 AU (4.459 x 109 كم) عند الحضيض و 30.33 AU (4.537 x 109 كم) في الأوج.
يستغرق نبتون 16 ساعة و 6 دقائق و 36 ثانية (0.6713 يومًا) لإكمال دوران فلكي واحد ، و 164.8 سنة أرضية لإكمال مدار واحد حول الشمس. وهذا يعني أن يومًا واحدًا يستمر بنسبة 67٪ لمدة طويلة على نبتون ، في حين أن العام يعادل ما يقرب من 60،190 يومًا أرضيًا (أو 89666 يومًا نبتون).
نظرًا لأن الميل المحوري لنبتون (28.32 درجة) يشبه ميل الأرض (~ 23 درجة) والمريخ (~ 25 درجة) ، فإن الكوكب يعاني من تغيرات موسمية مماثلة. بالإضافة إلى الفترة المدارية الطويلة ، هذا يعني أن الفصول تستمر لمدة أربعين سنة من الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الميل المحوري للكواكب يؤدي أيضًا إلى اختلافات في طول يومه ، بالإضافة إلى اختلافات في درجة الحرارة بين نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي (انظر أدناه).
"الحرارة السطحية:
بسبب تكوينها ، من المستحيل من الناحية التقنية تحديد درجة حرارة سطح الغاز أو عمالقة الجليد (مقارنة بالكواكب الأرضية أو الأقمار). ونتيجة لذلك ، اعتمد علماء الفلك على القياسات التي تم الحصول عليها على ارتفاعات حيث الضغط الجوي يساوي 1 بار (أو 100 كيلو باسكال) ، وهو ما يعادل ضغط الهواء هنا على الأرض عند مستوى سطح البحر.
هنا في نبتون ، تحت غيوم المستوى العلوي مباشرةً ، تصل الضغوط بين 1 و 5 بار (100-500 كيلو باسكال). عند هذا المستوى أيضًا ، تصل درجات الحرارة إلى أعلى مستوياتها المسجلة عند 72 كلفن (-201.15 درجة مئوية ؛ -330 درجة فهرنهايت). عند درجة الحرارة هذه ، تكون الظروف مناسبة لتكثيف الميثان ، ويُعتقد أن غيوم الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين تتشكل (وهو ما يمنح نبتون لونه السماوي الداكن المميز).
ولكن كما هو الحال مع جميع عمالقة الغاز والجليد ، تختلف درجات الحرارة على نبتون بسبب العمق والضغط. باختصار ، الأعمق يذهب إلى نبتون ، يصبح أكثر حرارة. يصل نبتون ، في جوهره ، إلى درجات حرارة تصل إلى 7273 كلفن (7000 درجة مئوية ؛ 12632 درجة فهرنهايت) ، وهي قابلة للمقارنة مع سطح الشمس. تخلق الاختلافات الكبيرة في درجة الحرارة بين مركز نبتون وسطحه عواصف رياح ضخمة ، والتي يمكن أن تصل إلى 2100 كيلومتر / ساعة ، مما يجعلها الأسرع في النظام الشمسي.
الشذوذ والتباينات في درجات الحرارة:
بينما متوسط نبتون أبرد درجات الحرارة في المجموعة الشمسية ، شذوذ غريب هو القطب الجنوبي للكوكب. هنا ، تكون درجة حرارتها 10 درجات كلفن أكثر من بقية الكوكب. تحدث هذه "النقطة الساخنة" لأن القطب الجنوبي لنبتون يتعرض حاليًا للشمس. بينما يواصل نبتون رحلته حول الشمس ، سيعكس موقع القطبين. ثم يصبح القطب الشمالي هو الأكثر دفئًا ، ويبرد القطب الجنوبي.
إن طقس نبتون الأكثر تنوعًا عند مقارنته بأورانوس يرجع جزئيًا إلى ارتفاع درجة حرارته الداخلية ، وهو أمر محير بشكل خاص للعلماء. على الرغم من حقيقة أن نبتون يقع على مسافة أكثر من 50٪ من الشمس أكثر من أورانوس ، ويتلقى 40٪ فقط من كمية ضوء الشمس ، فإن درجات حرارة سطح الكوكبين متساوية تقريبًا.
أعمق داخل طبقات الغاز ، ترتفع درجة الحرارة بشكل مطرد. هذا يتفق مع أورانوس ، ولكن الغريب أن التناقض أكبر. يشع أورانوس فقط 1.1 مرة من الطاقة التي يستقبلها من الشمس ، في حين يشع نبتون حوالي 2.61 مرة. نبتون هو أبعد كوكب عن الشمس ، لكن طاقته الداخلية كافية لقيادة أسرع رياح كوكبية شوهدت في النظام الشمسي. آلية هذا لا تزال مجهولة.
وبينما تم تسجيل درجات الحرارة على بلوتو على أنها تصل إلى أقل من - إلى 33 كلفن (-240 درجة مئوية ؛ -400 درجة فهرنهايت) - فإن وضع بلوتو ككوكب قزم يعني أنه لم يعد في نفس الفئة مثل الآخرين. على هذا النحو ، لا يزال نبتون أبرد كوكب من الثمانية.
لقد كتبنا العديد من المقالات حول نبتون هنا في مجلة الفضاء. إليك نبتون العملاق للغاز (والجليد) ، ما هو سطح نبتون ؟، 10 حقائق مثيرة للاهتمام حول نبتون ، وحلقات نبتون.
إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من المعلومات حول Neptune ، فألق نظرة على إصدارات Hubblesite الإخبارية حول Neptune ، وهنا رابط إلى دليل NASA لاستكشاف النظام الشمسي لنبتون.
لقد سجلنا حلقة كاملة من فريق علم الفلك حول نبتون. يمكنك الاستماع إليها هنا ، الحلقة 63: نبتون.
