آشنایی با سیاره نپتون

نپتون

نپتون نام هشتمین و آخرین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی است. نپتون، بر طبق اسطوره‌شناسی رومی به عنوان نماد خدای دریاها شناخته می‌شود که نام فارسی یا عربی برای آن تعریف نشده است. این سیاره‌ها به علت برخی شباهت‌ها به عنوان دوقلو یا همزاد اورانوس نیز شناخته می‌شود، بارزترین وجه شباهت در رنگ سبز – آبی هر دو سیاره به چشم می‌خورد که ناشی از جذب طیف انتخابی گاز متان از نور خورشید است. شباهت‌ها دیگری نیز وجود دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

کشف سیاره

تریتون از نگاه ویجر ۲، سال ۱۹۸۹

طی رصدهای متوالی اورانوس در بازه‌ زمانی ۵۰ ساله، سال‌های ۱۷۹۰ الی ۱۸۴۰ میلادی، در مدار این سیاره آشفتگی‌هایی دیده و ثبت شد. گرچه وقوع این آشفتگی‌ها در حرکت مداری سیارات به دور خورشید امری شناخته شده بود و آن‌را ناشی از اثر گرانشی سیارات مجاور می‌دانستند که در دیگر سیارات نیز نمونه‌ی آن دیده شده بود اما در مورد اورانوس اختلاف میان مواضع حساب شده و رصد شده خیلی بیشتر و در حدود دو دقیقه قوسی بود. بعدها در سال ۱۸۴۶ علت این اختلاف مشاهده شده در مدار نپتون را دو اخترشناس انگلیسی و فرانسوی به نام‌های «جی.سی.آدامز» و «ژروزف لِوِریر» به طور مستقل مورد بررسی قرار گرفت و هر دو فرضیه‌ای مشابه مبنی بر وجود سیاره‌ای ناشناخته که حرکت یکنواخت اورانوس در مدارش را تغییر می‌دهد، دنبال کرده و با به‌کارگیری قوانین جاذبه‌ی عمومی نیوتن سعی کردند تا مکان احتمالی این سیاره‌ی مفروض را بیابند. پس از مدت‌ها محاسبه و بررسی هردو به نتایج تقریباً یکسانی رسیدند و هر دو سعی کردند تا یک اخترشناس رصدی را برای یافتن این سیاره ترغیب کنند. آدامز در کمبریج ناکام ماند اما خوشبختانه درخواست لووریه با پاسخ مثبت «گرتفرید گـاله» در رصدخانه برلین مواجه شد و گـاله در نخستین شب جست‌وجو موفق به یافتن سیاره‌ی مفروض شد و آن‌را در محدوده‌ای با اختلاف حدود یک درجه‌ی‌ قوسی نسبت به موضع محاسبه شده به دام انداخت که بی‌شک یکی از هیجان‌انگیزترین لحظات در تاریخ ستاره‌شناسی به شمار می‌رود. گرچه منابع موثقی در دست است که کاشف نپتون را لِوِریر بدانیم اما معمولاً لِوِریر و آدامز هر دو به عنوان کاشفان نپتون معرفی می‌شوند.

بارزترین وجه شباهت میان اورانوس و نپتون در رنگ سبز – آبی هر دو سیاره به چشم می‌خورد که ناشی از جذب طیف  گاز متان از نور خورشید است.

با این وجود مدارک رصدی ثبت شده‌ای در آثار خطی به جای مانده از گالیله به چشم می‌خورد که بر طبق آن احتمال می‌رود حدود ۲۳۴ سال زودتر گالیله، نپتون را رصد و کشف کرده بود چراکه از طرفی محاسبات مدار نپتون نشان می‌دهد که این سیاره در ژانویه ۱۶۱۳ در نزدیکی هم خطی با سیاره‌ی مشتری به سر به می‌برده است و از طرفی در همین ایام گالیله شی ستاره‌نما را در تاریخ ۲۷ دسامبر ۱۶۱۲ و یک ماه بعد در  ۲۸ ژانویه ۱۶۱۳ در نزدیکی موقعیت پیش‌بینی‌شده‌ی نپتون رصد و ثبت کرده و حتی حرکت آن‌ را نسبت به ستاره‌‌ای نزدیک را آشکار کرده بود. هرچند گالیله هیچ‌وقت دنبال این کشف خود را نگرفت و نتوانست آن را به عنوان یک سیاره جدید معرفی کند.

ویژگی‌ها

تقریباً تمام ویژگی‌های نپتون مانند قطر، حجم، چگالی، سرعت چرخش وضعی، ترکیب، ساختار جوّی لایه‌ی لایه‌ی کم‌فروغ و دمای سطح تقریباً شبیه و قرینه سیاره‌ی اورانوس است اما با این حال نپتون اندکی چگال‌تر، سنگین‌تر و کوچک‌تر از اورانوس است. همچنین آشکارسازی اتان در جوّ نپتون بر تفاوت اندک میان دو سیاره افزوده است اما بزرگ‌ترین تفاوت این دو سیاره‌ی دوقلو در بازتاب گرمای اضافی حدود ۲٫۵ برابر میزان دریافتی ازخورشید در نپتون است که نمونه‌ی آن در مشتری و زحل دیده می‌شود و بر طبق نظریه‌ای یکسان در مورد هر سه سیاره‌ی این بازتاب اضافی گرما، ناشی از گرمای به‌جای مانده در دوران اولیه‌ی شکل‌گیری است.

لکه‌ی سیاه نپتون

از عوارض سطحی مهم نپتون می‌توان به لکه‌ی سیاه آن که تقریباً در عرض جغرافیایی ۲۲ درجه جنوبی پدیدار گشت اشاره نمود که به هنگام عبور کاوشگر ویجر-۲ در ماه اوت سال ۱۹۸۹ از فاصله ۴۸۰۰ کیلومتری سیاره‌ی نپتون کشف شد. این لکه‌ی سیاه مانند لکه‌ی سرخ مشتری سیستم توفانی پرفشاری بود که ابعادی برابر با زمین داشت و با سرعت زیادی در مخالف جهت چرخش سیاره حرکت می‌کرد. لکه‌های کوچک سفید رنگی اطراف این لکه‌ی سیاه به چشم می‌خوردند که در ارتفاع بالاتری نسبت به خود لکه واقع شده بودند و از خانواده‌ی ابرهای سیروسی به شمار می‌رفتند. در نهایت در سال ۱۹۹۴ عکسی که تلسکوپ هابل از نپتون گرفته بود،‌نشان داد که این لکه از بین رفته است. این سیاره با فاصله‌ای حدود۳۰ واحد نجومی از خورشید دوره مداری بسیار زیاد ۱۶۵ ساله دارد به‌طوری‌که از ابتدای کشف این سیاره تاکنون هنوز یک دور کامل به دور خورشید را طی نکرده است و حدود هفت سال دیگر و در سال ۲۰۲۰، نپتون برای نخستین‌بار مدارش را به طور کامل طی خواهد کرد.

حلقه‌ها و اقمار

نپتون به طور کلی پنج حلقه دارد که به ترتیب نام‌ آن‌ها را از بیرونی‌ترین حلقه نسبت به سیاره در این‌جا می‌آوریم: آدامــز(adams)، آراگو (arago)، لاسل (Lassell)، لِوِریر (leverrier) و گـاله (galle) شناخته می‌شوند. حلقه‌های نپتون در میانه‌های سال ۱۹۸۰ به همان روش اکتشافی اختفای ستاره‌ای که در مورد اورانوس به‌کار رفت ابتدا به‌طور نامطمئن کشف شدند چراکه گاهی حلقه‌ها نمایان شده و گاهی مخفی می‌شدند سپس حدود ۹ سال بعد و در سال ۱۹۸۹با عبور کاوشگر ویجر-۲ از نزدیکی سیاره وجود آن‌ها تأیید شد. امروزه می‌دانیم که برخی حلقه‌های نپتون به‌طور یکنواخت توزیع نشده‌اند و به همین علت در روش اختفای ستاره گاهی نمایان و گاهی مخفی می‌شدند.

تصویر ویجر از حلقه‌ی آدامز. در این تصویر سه قوس اصلی این حلقه را می‌بینید.

حلقه‌های نپتون مانند حلقه‌های اورانوس تیره‌اند اما دو تفاوت عمده با آن‌ها دارند: نخست این‌که حلقه‌های اورانوس عمدتاً از ذراتی به ابعاد حدود یک متر تشکیل شده‌اند در حالی‌که ذرات تشکیل‌دهنده‌ی نپتون از ذرات ریز گرد و غبار گرفته تا خرده‌ سنگ‌های چندمتری و چند کیلومتری‌اند. دوم این‌که بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که حلقه‌های نپتون به نسبت سن حلقه‌های اورانوس و یا سن خود نپتون خیلی جوان‌ترند به همین جهت احتمال می‌رود که حلقه‌های نپتون در اثر واپاشیدگی و تکه‌تکه شدن ناشی از قرارگیری یکی از اقمار در حد رُش سیاره حاصل شده‌اند. این خرده‌های به جای مانده به مرور زمان به علت عوامل مختلف گرانشی در فاصله‌های گوناگونی از سیاره به گرد آن به چرخش درآمده‌اند و حلقه‌های امروزی را موجب شده‌اند.

از میان تمام حلقه‌های نپتون تنها بیرونی‌ترین حلقه‌ یعنی حلقه‌ی آدامز متفاوت و درخور توجه است چرا که این حلقه در سه نقطه ضخامتش به میزان جالب‌توجهی تغییر می‌کند و همان‌طور که در تصویر دیده می‌شود این نقاط شبیه سه کمان هستند که آزادی (Liberty)، برابری (Equality) و برادری (Fraternity) نام‌گذاری شده‌اند.

 به‌طور کلی نپتون ۱۳ قمر دارد که از این میان تنها دو قمر تریتون و نرید به لحاظ عناصر مداری عجیشان درخور توجه ‌هستند و مابقی ابعادی در حدود چند ده کیلومتر دارند. تریتون با قطر ۲۷۰۰ کیلومتر بزرگ‌ترین قمر نپتون است که ویلیام لاسل تنها ۱۷ روز پس از کشف خود نپتون آن را کشف کرد. این قمر از این جهت منحصربه‌فرد است که تنها قمر نزدیک به سیاره‌ است که حرکت معکوس (در جهت عقربه‌های ساعت) دارد؛ همچنین با ۳۵۴ هزار کیلومتر فاصله از نپتون تقریباً هم اندازه‌ی فاصله‌ی ماه از زمین است که تقریباً هر شش روز یک بار به دور نپتون می‌چرخد. دومین قمر از قمرهای نپتون که کشف شد، سومین قمر بزرگ این سیاره، نرید، است که جرالد کوییپر آن را در سال ۱۹۴۹ کشف کرد. نرید با قطر ۳۴۰ کیلومتر به لحاظ خروج از مرکز بسیار زیاد ۷۵/۰ درخور توجه است و به قدری کم‌فروغ است که بابزرگ‌ترین تلسکوپ‌ها به سختی می‌توان آن را دید. همچنین زمان دوره‌ی گردش ۳۶۰ روزه‌ی آن با  زمان گردش زمین به دور خورشید برابر است. در حدود ۴۰ سال بعد در سال ۱۹۸۹با عبور ویجر-۲ از نزدیکی نپتون شش قمر دیگر کشف شدند که دومین قمر بزرگ نپتون یعنی پروتئوس که کروی شکل نیست از جمله‌ی آن‌ها بود.پنج قمر بعدی و نهایی در سال‌های ۲۰۰۲ الی ۲۰۰۳ با تلسکوپ‌های زمینی کشف شدند.

چه می‌بینیم؟

نرید از نگاه ویجر۲، سال ۱۹۸۹

نپتون ضریب بازتاب یا سپیدایی (آلبدو) مناسب، حدود ۴۲ درصد، دارد اما به علت فاصله‌ی زیادش از خورشید مانند ستاره‌ای کم‌فروغ با قدر ظاهری حدود ۸ با چشم برهنه هرگز دیده نمی‌شود و در تلسکوپ‌های آماتوری نیز مانند ستاره‌‌ای با درخشش سبز- آبی میتوان آن را از ستاره‌های مجاور تشخیص داد.

مواقع رصد

سیاره‌ی نپتون مانند اورانوس به علت حرکت بسیار کندش (حدود دو درجه در هر سال) در پهنه‌ی آسمان به کندی صورت‌های فلکی را طی می‌کند از این رو رفتاری مشابه اورانوس (که در صورت فلکی حوت بسر می‌برد) از خود نشان می‌دهد. در این سال‌ها تا حدود یک دهه‌ی بعد در صورت فلکی دلو به سر می‌برد و تا ترک کامل این صورت فلکی، بهترین مواقع رصد آن با بهترین مواقع رصد این صورت فلکی (قسمتی که نپتون در آن واقع شده) پیوند خورده است. به جز اواخر بهمن و اوایل اسفند و همچنین اواخر تیر و ابتدای مرداد، تقریباً در مابقی ایام سال دیده می‌شود و نیمه‌ی نخست سال را قبل از طلوع و تقریباً نیمه‌ی دوم سال را پس از غروب خورشید دیده می‌شود.در نهایت تقریباً حدود نیمه‌ها و اواخر فصل پاییز درابتدای شب دارای ارتفاع مناسب از افق و بهترین زمان رصد نپتون است.