Neptun

Identität und Entdeckung

Neptun ist der achte Planet und der am weitesten von der Sonne entfernte Planet des Sonnensystems. Die NASA beschreibt ihn als dunklen, kalten Eisriesen, der von sehr starken Winden gepeitscht wird; er ist der einzige Planet des Sonnensystems, der nicht mit bloßem Auge zu sehen ist. In der NAIF/JPL-Tabelle der ganzzahligen Codes ist dem Namen NEPTUNE der Code 899 zugeordnet.

Galileo verzeichnete Neptun bei Beobachtungen in den Jahren 1612 und 1613 als Fixstern, ohne ihn damals als Planeten zu identifizieren. Als Planet wurde er 1846 entdeckt, nachdem beobachtete Abweichungen in der Uranusbahn den französischen Mathematiker Urbain Joseph Le Verrier dazu veranlasst hatten, Position und Masse eines unbekannten Körpers vorherzusagen. Le Verrier sandte seine Vorhersagen an den Astronomen Johann Gottfried Galle von der Berliner Sternwarte, der Neptun in der ersten Suchnacht fand. Triton, sein größter Mond, wurde 17 Tage später entdeckt.

Größe und Zusammensetzung

Neptun hat einen Äquatordurchmesser von 49.528 Kilometern, etwa dem Vierfachen des Erddurchmessers. JPL gibt einen Äquatorradius von 24.764 Kilometern und einen mittleren Radius von 24.622 Kilometern an; Letzterer entspricht dem Radius einer Kugel mit gleichem Volumen. Seine tabellierte Masse beträgt 102,4092 × 10²⁴ Kilogramm, seine mittlere Dichte 1,638 Gramm pro Kubikzentimeter. JPL bezeichnet ihn als den dichtesten der Riesenplaneten.

Er hat keine feste Oberfläche. Nach der Beschreibung der NASA reicht seine Atmosphäre, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium mit einem kleinen Anteil Methan besteht, bis in große Tiefen und geht allmählich in Wasser und andere geschmolzene Eise über einem schwereren festen Kern über, dessen Masse ungefähr der der Erde entspräche. Der größte Teil der Planetenmasse — 80 % oder mehr — bestünde aus einem heißen, dichten Fluid aus „eisigen“ Materialien, darunter Wasser, Methan und Ammoniak, über einem kleinen Gesteinskern. Wissenschaftler halten es für möglich, dass sich unter den kalten Wolken ein Ozean aus extrem heißem Wasser befindet; der enorme Druck würde verhindern, dass er kocht und entweicht.

Atmosphäre und Aktivität

Methan absorbiert andere Farben und reflektiert Blau, was zum beobachteten Blauton Neptuns beiträgt. Aufnahmen von Voyager 2 während der Begegnung im Jahr 1989 zeigten den Planeten in einem tieferen Blau; die NASA erklärt, dass das Team die Bilder bearbeitete, damit Wolken und andere Merkmale besser sichtbar wurden. 2024 bearbeiteten Forschende die Bilder erneut und zeigten, dass sich Neptun und Uranus farblich ähnlicher sind, als man anhand dieser Versionen angenommen hatte.

Die NASA bezeichnet Neptun als die windigste Welt des Sonnensystems. Seine Winde können dreimal so stark sein wie die auf Jupiter und neunmal so stark wie die auf der Erde; es wurden Geschwindigkeiten von mehr als 2.000 Kilometern pro Stunde beschrieben, die Wolken aus gefrorenem Methan antreiben können. 1989 beobachtete Voyager 2 auf der Südhalbkugel einen ovalen Sturm, den Großen Dunklen Fleck, der groß genug war, um die Erde aufzunehmen. Dieser Sturm verschwand später, und an verschiedenen Stellen des Planeten traten neue auf.

Umlaufbahn und Rotation

Neptun ist im Durchschnitt etwa 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt, also 30 Astronomische Einheiten; das Sonnenlicht benötigt etwa vier Stunden bis dorthin. Seine von JPL tabellierte siderische Umlaufzeit beträgt 164,79132 Jahre. Die NASA fasst dies als etwa 165 Erdjahre beziehungsweise fast 60.190 Tage zusammen; 2011 vollendete Neptun seine erste 165-jährige Umrundung seit seiner Entdeckung im Jahr 1846.

Die von JPL angegebene siderische Rotationsdauer beträgt 0,67125 Tage. Die NASA beschreibt die Länge eines Neptuntages mit etwa 16 Stunden. Die Schiefe zwischen Äquator und Bahnebene beträgt etwa 28 Grad, weshalb der Planet Jahreszeiten erlebt; aufgrund der Länge seines Jahres dauert jede mehr als 40 Jahre.

In Zeiträumen von 20 Jahren alle 248 Erdjahre führt Plutos stark exzentrische Umlaufbahn ihn innerhalb der Neptunbahn. Der letzte von der NASA angegebene Zeitraum war zwischen 1979 und 1999. Die sich wiederholende Bahnbeziehung — Neptun umrundet die Sonne dreimal, während Pluto zwei Umläufe vollendet — verhindert, dass sich die beiden Körper so nahe kommen, dass sie zusammenstoßen.

Ringe, Monde und Erforschung

Neptun hat mindestens fünf Hauptringe mit den Namen Galle, Leverrier, Lassell, Arago und Adams sowie vier auffällige Bögen im äußeren Adams-Ring: Liberté, Egalité, Fraternité und Courage. Die Bögen sind Ansammlungen von Staub, die sich nach den Bewegungsgesetzen verteilen würden; vermutlich stabilisiert die Schwerkraft von Galatea sie. Galatea ist ein Mond, der sich unmittelbar innerhalb des Rings befindet. Die Ringe gelten als relativ jung und kurzlebig.

Die NASA gibt 16 bekannte Monde an. Triton, der größte, umkreist Neptun entgegen dessen Rotationsrichtung. Das deutet darauf hin, dass er möglicherweise ein eigenständiges Objekt war, das vom Planeten eingefangen wurde. Voyager 2 entdeckte auf Triton Geysire, die eisiges Material mehr als acht Kilometer hoch ausstießen, und seine dünne Atmosphäre. Die Sonde nahm während ihres Vorbeiflugs 1989 Bilder von Neptun auf. Neptuns Umgebung — Temperaturen, Druck und Materialien — ist wahrscheinlich zu extrem und unbeständig, als dass sich Organismen, wie wir sie kennen, daran anpassen könnten.