Netuno (planeta): características, composição, órbita, movimento, estrutura - Ciência - 2023

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Netuno É o oitavo planeta do sistema solar em termos de distância orbital, um gigante de gelo e o mais externo de todos. É assim desde que Plutão deixou de ser considerado um planeta em 2006, tornando-se umplaneta dos anões que faz parte do cinturão de Kuiper.

No céu noturno, Netuno parece um pequeno ponto azulado sobre o qual muito pouco se sabia, até que missões espaciais do final dos anos 1980, como a Voyager 2, forneceram dados sobre o planeta e seus satélites.

As imagens da Voyager 2 mostraram pela primeira vez um planeta com uma superfície azul esverdeada, com fortes tempestades e rápidas correntes de vento, produzindo manchas anticiclônicas escuras. Eles são muito semelhantes aos de Júpiter, embora não sejam tão permanentes no tempo como estes.

A atmosfera de Netuno é rica em metano e possui um sistema de anéis muito tênue. O planeta tem uma magnetosfera, por isso se presume que tenha um núcleo metálico.

Até agora, 15 satélites de Netuno foram contados, entre os quais Tritão e Nereida são os principais satélites.

Descoberta e história

A descoberta de Netuno foi o resultado de uma previsão matemática, baseada em observações de distúrbios nas órbitas dos planetas Urano e Saturno. Anteriormente em 1610, Galileu já havia avistado Netuno com o mesmo telescópio que usou para descobrir as luas de Júpiter, mas ele o confundiu com uma estrela.

Muito mais tarde, em 1846, o matemático francês especializado em mecânica celeste Urbain Le Verrier, estudou certas perturbações nas órbitas de Saturno e Urano. A melhor explicação foi propor a existência de um novo planeta, do qual ele previu a órbita e a posição no céu. O próximo passo era encontrar o planeta, então Le Verrier convenceu o astrônomo alemão Johann Gottfried Galle a procurá-lo.

Durante a noite de 23 de setembro de 1846, Galle confirmou, de seu observatório em Berlim, a existência do novo planeta, e alguns dias depois apareceu Tritão, seu maior satélite.

Quase simultaneamente em Cambridge, Inglaterra, o jovem matemático John Couch Adams, que também vinha trabalhando no problema há algum tempo, fez previsões semelhantes.

Netuno deve seu nome ao deus do mar na mitologia romana (equivalente ao deus grego Poseidon), seguindo a tradição de nomear os planetas após as divindades do panteão romano.

Características gerais

O diâmetro de Netuno é quase 4 vezes o diâmetro da Terra, mas cerca de um terço do gigantesco Júpiter.

Sua massa é 17 vezes a da Terra e seu volume é 57 vezes maior. Em termos de massa, ocupa o terceiro lugar entre os planetas do sistema solar e o quarto em tamanho.

Resumo das principais características físicas de Netuno

-Massa: 1,024 × 10²⁶ kg (17.147 vezes o da Terra)

- Raio médio: 24.622 km, equivalente a 3,87 vezes o raio da Terra.

-Forma: achatado nos pólos por um fator de 0,983.

- Raio médio da órbita: 4.498 x 10⁹ km equivalente a 30,07 U.A.

–Inclinação do eixo de rotação: 30º em relação ao plano orbital.

-Temperatura: -220ºC (nuvens)

-Gravidade: 11,15 m / s² (1,14g)

- Campo magnético próprio: Sim, 14 microtesla no equador.

-Atmosfera: Hidrogênio 84%, Hélio 12%, Metano 2%, Amônia 0,01%.

-Densidade: 1.640 kg / m³

-Satélites: 15 conhecidos até o momento.

-Argolas: Sim, eles são finos e compostos de partículas de gelo e silicatos.

Movimento de tradução

Netuno, o oitavo planeta do sistema solar, é um gigante gasoso cuja órbita ao redor do Sol tem um raio médio de 30 UA. Uma unidade astronômica UA equivale a 150 milhões de quilômetros e é a distância média entre o Sol e a Terra.

Isso significa que o raio da trajetória de Netuno é 30 vezes maior do que o da Terra, de modo que leva 165 anos para completar uma revolução em torno do sol.

Curiosidades sobre Netuno

-É o planeta mais distante do Sol, já que Plutão, que está depois da órbita de Netuno, agora é um planeta anão.

-Neptuno é o menor dos quatro planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano, Netuno).

-A gravidade de Netuno é muito semelhante à da Terra.

-É o planeta mais frio do sistema solar, com temperatura média de -221,4ºC.

-Tem um sistema de anéis, mas ao contrário dos de Saturno, eles não são contínuos, mas formam arcos ao longo de seu caminho orbital.

-Neptuno é o mais denso dos planetas gigantes.

-Possui furacões com os ventos mais rápidos do sistema solar, que podem chegar a espantosos 2.100 km / h.

-Neptuno tem uma Grande Mancha Escura, um redemoinho do tamanho do planeta Terra. Esta mancha, fotografada em 1989, desapareceu em 1994, mas deu origem a uma nova Mancha Escura.

-Tritão, o maior satélite de Netuno, gira na direção oposta aos seus outros satélites, por isso se pensa que foi capturado pelo planeta e não se formou ao mesmo tempo que ele.

-Triton (o maior satélite de Netuno) possui vulcões e gêiseres de nitrogênio, porém é uma das estrelas mais frias do sistema solar (-235ºC).

-A missão Voyager 2 passou 3.000 quilômetros do pólo norte do planeta Netuno em 1989.

- Em 12 de julho de 2011, Neptuno completou sua primeira órbita completa desde sua descoberta em 23 de setembro de 1846.

Movimento rotatório

A rotação de Netuno é de 15 horas, 57 minutos e 59 segundos, de acordo com a medição mais precisa até hoje.

Não é uma tarefa fácil determinar a velocidade de rotação de um planeta que mostra apenas a superfície de sua atmosfera e que também se move. É muito mais fácil determinar a velocidade de rotação dos planetas rochosos.

Quando a Voyager 2 alcançou Netuno em 1989, um período de rotação de 16 horas e 6,5 segundos foi estimado. Hoje, sabe-se que essa medição é imprecisa, graças às medições meticulosas do cientista planetário Erich Karkoschka, da Universidade do Arizona.

Velocidade de rotação e campo magnético

A velocidade de rotação dos outros planetas gigantes é medida pelos pulsos emitidos pelo campo magnético. No entanto, este método não se aplica a Netuno, uma vez que nem o eixo nem o centro do dipolo magnético coincidem com o eixo de rotação do planeta, como podemos ver na seguinte imagem comparativa:

A imagem mostra o modelo do campo magnético produzido por um dipolo (um ímã), localizado mais ou menos no centro do planeta. Este modelo também é adequado para o campo magnético da Terra.

Mas o campo de Netuno é anômalo, no sentido de que o quadrupolo e as entradas de ordem superior podem ser maiores do que o campo dipolo. E como podemos ver na figura, o dipolo é deslocado do centro.

Portanto, Karkoschka desenvolveu um método diferente, usando mais de quinhentas imagens do telescópio Hubble. Ele encontrou duas características do planeta que chamou:Característica Polar Sul Y Onda Polar Sul.

Estes têm girado na mesma velocidade desde a década de 1990, corroborando que essa é a verdadeira velocidade do planeta.

A imagem da Figura 5 (acima) mostra cores e contrastes modificados por filtros para enfatizar as características atmosféricas do planeta.

Como dissemos, os ventos na atmosfera de Netuno freqüentemente excedem a velocidade do som.

Assim, a Grande Mancha Escura de Netuno varia sua posição relativa ao longo do tempo, enquanto a Mancha Escura 2 e a Característica Polar Sul mantêm suas posições relativas. Isso sugere que eles estão ligados à rotação do planeta, o que permitiu a Karkoschka determinar com precisão a duração de um dia em Netuno.

Composição

Elementos como hidrogênio (84%), hélio (12%), metano (2%) e outros gases como amônia, etano e acetileno são encontrados na atmosfera de Netuno. Sob essa atmosfera existe uma mistura de água, amônia líquida, metano e rocha fundida, contendo sílica, ferro e níquel.

Concentrações crescentes de metano, amônia e água são encontradas nas regiões mais baixas da atmosfera. Ao contrário de Urano, o planeta gêmeo, a composição de Netuno tem um volume maior de oceano.

Estrutura

O planeta possui um núcleo rochoso rodeado por uma casca de gelo, tudo sob uma atmosfera densa e densa, ocupando um terço de seu raio. É semelhante ao do planeta gêmeo Urano.

A figura a seguir mostra a estrutura de Netuno em mais detalhes.

Netuno tem uma estrutura em camadas bem diferenciada:

–Camada superior: ele é formado por nuvens compostas principalmente de hidrogênio e hélio e, em menor escala, de metano e outros gases. Corresponde a aproximadamente 5-10% da massa do planeta.

–Atmosfera: hidrogênio, hélio e metano.

–Manto: abaixo da atmosfera está o grande manto do planeta, região líquida onde as temperaturas podem atingir entre 1.727 e 4.727 ° C. É composta por água, metano e amônia em estado fluido.

O manto varia de 10 a 15 massas de terra e é rico em água, amônia e metano. Essa mistura é chamada de “gelo”, apesar de ser um fluido quente e denso, e também é chamada de oceano de água e amônia.

O próprio manto apresenta temperaturas altíssimas, entre 1.700ºC e 4.700ºC, e sua condutividade elétrica também é elevada.

–Núcleo:composta por rocha de sílica, ferro e níquel, semelhante a Urano, o outro gigante de gelo e gás. A massa do núcleo é 1,2 vezes a da Terra. A pressão no centro é estimada em 700 GPa, aproximadamente o dobro da pressão no centro da Terra, com temperaturas de até 5.670 ºC.

Atmosfera

A atmosfera de Netuno é muito interessante e merece uma seção especial. Para começar, é extremamente frio, pois é o planeta mais distante do Sol e recebe muito pouca radiação solar. Por conta disso, a temperatura na parte superior da atmosfera é da ordem de -220 ºC.

Mas Netuno possui uma fonte interna de calor, provavelmente devido às colisões dos elétrons de condução no manto fluido e também ao calor remanescente durante sua formação.

Devido a este enorme gradiente de temperatura, ocorrem tremendas correntes de convecção, tornando o sistema climático do planeta muito extremo.

E assim as maiores tempestades e furacões do sistema solar são produzidos, como evidenciado pela formação de enormes manchas de correntes anticiclônicas, devido a ventos opostos em diferentes latitudes.

Dentre todos os sistemas anticiclônicos de Netuno, destaca-se a Grande Mancha Escura, fotografada pela primeira vez pela sonda Voyager 2 em 1989, quando passou a 3.000 quilômetros do planeta.

Em termos de cor, o de Netuno é ainda mais azulado que o de Urano, justamente por sua maior concentração de metano, que absorve o comprimento de onda vermelho e reflete o comprimento de onda azul. Mas também existem outras moléculas que contribuem para sua cor.

Na região inferior da atmosfera (troposfera) a temperatura diminui com a altura, mas na região superior (estratosfera) ocorre o contrário. Entre essas camadas, a pressão é de 10 mil pascais (Pa).

Acima da estratosfera está a termosfera, que gradualmente se transforma em exosfera, onde a pressão diminui de 10 Pa para 1 Pa.

Satélites de Netuno

Até o momento, 15 satélites naturais do planeta foram contados. O maior de seus satélites e o primeiro a ser descoberto, em 1846, é o Triton. Em 1949, foi descoberto um segundo satélite, denominado Nereida.

Em 1989, a missão Voyager 2 descobriu mais seis satélites: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa e Proteus.

Mais tarde, em 2003, Halimedes, Sao, Laomedeia, Psámate e Neso são descobertos. O pequeno satélite 14 foi descoberto em 2013 pelo instituto SETI, com período orbital de 23 horas.

Vamos ver alguns detalhes sobre as principais luas de Netuno:

Tritão

É o maior dos satélites de Netuno, com um diâmetro de 2.700 km, cerca de 18 vezes menor que seu planeta hospedeiro e quase 5 vezes menor que a Terra.

Seu período orbital é de quase 6 dias, mas curiosamente ele gira na direção oposta à rotação de Netuno e seus outros satélites. Além disso, sua órbita é inclinada 30 graus em relação ao plano orbital do planeta.

É o objeto mais frio do sistema solar, com temperatura média de -235 ºC e é composto por três quartos de rocha e um quarto de gelo. Em sua superfície existem gêiseres, com emanações escuras para a atmosfera, enquanto a superfície apresenta planícies e alguns vulcões com crateras de 200 km.

Nereida

Foi descoberto por Gerard Kuiper em 1949, graças ao fato de refletir 14% da luz solar que recebe.

Seu tamanho é um oitavo de Tritão e tem uma órbita muito excêntrica, a abordagem mais próxima de Netuno é de 1.354.000 km e a distância mais longa é de 9.624.000 km, levando 360 dias para ser concluída.

Proteus

Este satélite irregular foi descoberto em 1989 pela missão Voyager 2 e em tamanho, ocupa o segundo lugar entre os satélites de Netuno. É um satélite muito poroso e de baixa densidade.

Apesar de seu grande tamanho, ele não pôde ser descoberto por telescópios porque é muito escuro e reflete pouca luz solar. Seu diâmetro médio é da ordem de 400 km, sendo 6,7 vezes menor que o de Tritão.

Anéis de Netuno

Netuno tem cinco anéis finos e tênues, compostos principalmente de poeira e partículas de gelo. Acredita-se que sua origem esteja nos destroços deixados pelas colisões entre meteoros e os satélites naturais do planeta.

Os anéis têm o nome dos sobrenomes dos cientistas que mais contribuíram para sua descoberta e estudo. Do interior ao exterior, eles são Galle, Le Verrier, Lassell, Arago e Adams.

Existe também um anel cuja órbita partilha com o satélite Galatea, que podemos ver na imagem seguinte:

Quando e como observar Netuno

Netuno não pode ser visto a olho nu, mesmo com um telescópio amador parece tão pequeno que pode ser confundido com uma estrela.

Para isso, é melhor usar um programa de computador ou aplicativo que funcione como um planetário. Para o sistema operacional Android, destaca-se o aplicativo Sky Maps, que permite localizar rapidamente planetas e outros objetos celestes com considerável precisão.

O melhor momento para observar é quando o planeta está em oposição, ou seja, a Terra está entre a linha que une o Sol com Netuno.

Este fenômeno ocorre a cada 368 dias e em 2020 ocorrerá em 11 de setembro. Certamente não é a única ocasião para observar Netuno, que também é visível em outras épocas do ano.

Com um bom telescópio, Netuno pode ser distinguido das estrelas de fundo, pois se parece com um disco azul esverdeado.

Magnetosfera de Netuno

Anteriormente, foi comentado sobre as peculiaridades do campo magnético de Netuno. Os pólos magnéticos do planeta estão inclinados 47º em relação ao eixo de rotação.

O campo magnético é gerado pelo movimento de fluidos condutores que formam uma fina camada esférica dentro do planeta. Mas em Netuno, os pólos magnéticos são deslocados do centro em cerca de 0,5 raio do planeta.

A intensidade do campo no equador magnético é da ordem de 15 microtesla, sendo 27 vezes mais intensa que a da Terra.

A geometria do campo é complexa, já que as contribuições do quadrupolo podem exceder a contribuição do dipolo, ao contrário da Terra em que a contribuição mais relevante é o dipolo.

o magnetosfera O raio de Netuno se estende em até 35 vezes seu raio na frente do choque e 72 raios na cauda.

o magnetopausa, que é o lugar onde a pressão magnética é igual à pressão das partículas carregadas do Sol, está entre 23 e 27 raios do planeta.

Missões para Neptuno

Voyager 2

A única missão espacial a orbitar o planeta Netuno foi a Voyager 2, que chegou ao planeta em 1982.

Nessa época, apenas dois satélites eram conhecidos: Tritão e Nereida. Mas, graças à missão da Voyager 2, mais seis foram descobertos: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa e Proteus. Esses satélites são bem menores que o Tritão, com formas irregulares e órbitas de raio menores.

Esses seis satélites são suspeitos de serem os restos de uma colisão com um antigo satélite que colidiu com Tritão quando este foi capturado pela atração gravitacional de Netuno.

A Voyager 2 também descobriu novos anéis em Netuno. Embora o primeiro dos anéis tenha sido descoberto em 1968, sua existência e a descoberta de novos não foi possível até a chegada da referida sonda em 1989.

A aproximação mais próxima da espaçonave ao planeta ocorreu em 25 de agosto de 1989, a uma distância de 4.800 km acima do pólo norte de Netuno.

Como este era o último grande planeta que a espaçonave poderia visitar, decidiu-se fazer um sobrevoo da lua Tritão, semelhante ao que havia sido feito com a Voyager 1, que voou por Saturno e sua lua Titã.

Em 25 de agosto de 1989, a nave espacial dirigiu-se para um encontro próximo com a lua Nereida antes de atingir 4.400 km da atmosfera de Netuno e no mesmo dia passou perto de Tritão, a maior lua do planeta.

A espaçonave verificou a existência do campo magnético ao redor de Netuno e descobriu que o campo foi deslocado do centro e inclinado, semelhante ao campo ao redor de Urano.

Referências

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