Hier auf der Erde dauert ein Jahr ungefähr 365,25 Tage, von denen jeder 24 Stunden dauert. Im Laufe eines Jahres durchläuft unser Planet einige ziemlich ausgeprägte jahreszeitliche Veränderungen. Dies ist das Produkt unserer Umlaufperiode, unserer Rotationsperiode und unserer axialen Neigung. Und wenn es um die anderen Planeten unseres Sonnensystems geht, ist es ähnlich.
Betrachten Sie Neptun. Als acht und am weitesten von der Sonne entfernter Planet hat Neptun eine extrem breite Umlaufbahn und eine vergleichsweise geringe Umlaufgeschwindigkeit. Infolgedessen ist ein Jahr auf Neptun sehr lang und dauert fast 165 Erdenjahre. In Kombination mit seiner extremen axialen Neigung bedeutet dies auch, dass Neptun einige ziemlich extreme jahreszeitliche Veränderungen erfährt.
Umlaufzeit:
Neptun umkreist unsere Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung (Haupthalbachse) von 4.504,45 Millionen km (2.798,656 Millionen mi; 30,11 AE). Aufgrund seiner orbitalen Exzentrizität (0,009456) variiert diese Entfernung etwas und reicht von 4.460 Millionen km (2.771 Millionen mi; 29,81 AU) am nächsten (Perihel) bis 4.540 Millionen km (2.821 Millionen mi; 30,33 AU) am weitesten (Aphelion .). ).
Die Umlaufbahn von Neptun und den anderen äußeren Sonnenplaneten sowie der eisreiche Kuipergürtel, der direkt dahinter liegt. Bildnachweis: NASA
Mit einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 5,43 km/s benötigt Neptun 164,8 Erdjahre (60.182 Erdtage), um eine einzige Umlaufperiode zu vollenden. Das bedeutet im Endeffekt, dass ein Jahr auf Neptun so lange dauert wie hier auf der Erde etwa 165 Jahre. Angesichts seiner Rotationsperiode von 0,6713 Erdtagen (16 Stunden 6 Minuten 36 Sekunden) ergibt ein Jahr auf Neptun jedoch 89.666 Neptunische Sonnentage.
Da Neptun 1846 entdeckt wurde, wusste die Menschheit erst seit 171 Jahren von seiner Existenz (zum Zeitpunkt der Abfassung dieses Artikels). Das bedeutet, dass der Planet seit seiner Entdeckung nur eine einzige Umlaufzeit (die 2010 endete) abgeschlossen hat und erst seit sieben Jahren seine zweite umläuft. Diese Umlaufzeit wird bis 2179 abgeschlossen sein.
Orbitale Resonanz:
Aufgrund seiner Lage im äußeren Sonnensystem hat die Umlaufbahn von Neptun einen tiefgreifenden Einfluss auf die benachbarten Cooper Gürtel . Diese Region, die ähnlich (aber deutlich größer) ist als die Haupt-Asteroidengürtel , besteht aus vielen kleinen eisigen Welten und Objekten, die sich von der Neptunbahn (bei 30 AE) bis zu einer Entfernung von etwa 55 AE von der Sonne erstrecken.
Animiertes Diagramm, das den Abstand der Planeten des Sonnensystems, die ungewöhnlich eng beieinander liegenden Umlaufbahnen von sechs der am weitesten entfernten KBOs und den möglichen „Planeten 9“ zeigt. Bildnachweis: Caltech/nagualdesign
So sehr die Gravitation des Jupiter den Asteroidengürtel dominiert hat, seine Struktur beeinflusst und gelegentlich Asteroiden und Planetoiden in das innere Sonnensystem geschleudert hat, so dominiert die Gravitation von Neptun den Kuipergürtel. Dies hat zur Bildung von Lücken im Gürtel geführt, leeren Regionen, in denen Objekte eine Orbitalresonanz mit Neptun erreicht haben.
Innerhalb dieser Lücken haben Objekte eine 1:2-, 2:3- oder 3:4-Resonanz mit Neptun, was bedeutet, dass sie eine Umlaufbahn der Sonne für jede zweite von Neptun abgeschlossene, zwei für alle drei oder drei für jede vier abgeschlossen haben. Die über 200 bekannten Objekte, die in der 2:3-Resonanz (die bevölkerungsreichsten) existieren, werden als Plutinos bezeichnet, da Pluto ist der größte von ihnen.
Obwohl Pluto regelmäßig die Umlaufbahn von Neptun überquert, sorgt ihre 2:3-Umlaufresonanz dafür, dass sie niemals kollidieren können. Gelegentlich führt die Schwerkraft von Neptun auch dazu, dass eisige Körper aus dem Kuipergürtel geschleudert werden. Viele von ihnen reisen dann ins Innere Sonnensystem, wo sie zu Kometen mit extrem langen Umlaufzeiten werden.
Neptuns größter Satellit, Triton , soll einst ein Kuiper Belt Object (KBO) – und Trans-Neptunian Object (TNO) – gewesen sein, das von Neptuns Schwerkraft eingefangen wurde. Dies wird durch seine rückläufige Bewegung belegt, dh er umkreist den Planeten in entgegengesetzter Richtung wie seine anderen Satelliten. Es hat auch eine Reihe von Trojanischen Objekten, die seine Lagrange-Punkte L4 und L5 besetzen. Diese „Neptun-Trojaner“ befinden sich in einer stabilen 1:1-Umlaufresonanz mit Neptun.
Saisonale Änderung:
Ähnlich wie bei den anderen Planeten des Sonnensystems ist die Achse von Neptun zur Ekliptik der Sonne geneigt. Im Fall von Neptun ist er um 28,32 ° relativ zu seiner Umlaufbahn geneigt (während die Erde um 23,5° geneigt ist). Aus diesem Grund unterliegt Neptun im Laufe eines Jahres einem saisonalen Wechsel, da eine seiner Hemisphären mehr Sonnenlicht erhält als die andere. Aber im Fall von Neptun dauert eine einzelne Saison satte 40 Jahre, was es sehr schwierig macht, einen vollständigen Zyklus zu erleben.
Während ein Großteil der Wärme, die die Atmosphäre von Neptun antreibt, aus einer internen Quelle stammt (die derzeit unbekannt ist), wurde eine Studie von Forschern von Wisconsin-Madison University und das Jet Propulsion Laboratory der NASA zeigten, dass der jahreszeitliche Wandel auch durch die Sonneneinstrahlung getrieben wird. Dies bestand darin, Bilder von Neptun zu untersuchen, die von der Hubble-Weltraumteleskop zwischen 1996 und 2002.
Diese Bilder zeigten, dass die massiven südlichen Wolkenbänder von Neptun über den Zeitraum von sechs Jahren stetig breiter und heller wurden – was mit dem Beginn des 40-jährigen Sommers der südlichen Hemisphäre zusammenfiel. Diese wachsende Bewölkung wurde der erhöhten Sonnenerwärmung zugeschrieben, da sie sich auf der Südhalbkugel zu konzentrieren schien und am Äquator eher begrenzt war.
Von Hubble aufgenommene Bilder, die den jahreszeitlichen Wechsel auf der Südhalbkugel zeigen. Bildnachweis: NASA, L. Sromovsky und P. Fry (University of Wisconsin-Madison)
Neptun bleibt in vielerlei Hinsicht ein mysteriöser Planet. Und doch haben laufende Beobachtungen des Planeten einige vertraute und beruhigende Muster offenbart. Obwohl seine Zusammensetzung zum Beispiel sehr unterschiedlich ist und seine Umlaufbahn ihn viel weiter von der Sonne entfernt als die Erde, führen seine axiale Neigung und Umlaufzeit immer noch dazu, dass seine Hemisphären saisonalen Veränderungen unterliegen.
Es ist gut zu wissen, dass, egal wie weit wir uns in das Sonnensystem hinauswagen und so unterschiedlich die Dinge auch erscheinen mögen, es immer noch einige Dinge gibt, die gleich bleiben!
Wir haben hier bei Universe Today viele Artikel darüber geschrieben, wie lange das Jahr auf den Sonnenplaneten ist. Hier ist Die Umlaufbahn der Planeten. Wie lange dauert ein Jahr auf den anderen Planeten? , Die Umlaufbahn der Erde. Wie lange dauert ein Jahr auf der Erde? , Die Umlaufbahn von Merkur. Wie lange dauert ein Jahr auf Merkur? , Die Umlaufbahn der Venus. Wie lange dauert ein Jahr auf der Venus? , Die Umlaufbahn des Mars. Wie lange dauert ein Jahr auf dem Mars? , Die Umlaufbahn des Jupiter. Wie lange dauert ein Jupiterjahr? , Die Umlaufbahn des Saturn. Wie lange dauert ein Jahr auf Saturn? , Die Umlaufbahn des Uranus. Wie lange dauert ein Jahr auf Uranus? , Die Umlaufbahn von Pluto. Wie lange dauert ein Jahr auf Pluto?
Weitere Informationen zu Neptun finden Sie unter Pressemitteilungen von Hubblesite über Neptun , und hier ist ein Link zu NASAs Leitfaden zur Erforschung des Sonnensystems zu Neptun .
Wir haben eine ganze Episode von Astronomy Cast nur über Neptun aufgenommen. Hier können Sie es sich anhören, Folge 63: Neptun .
Quellen:
