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Planet Neptun

Planet Neptun

Um Unregelmäßigkeiten in der Umlaufbahn des Planeten Uranus zu erklären, vermuteten Astronomen einen weiteren Himmelskörper jenseits des Uranus. 1846 errechneten nahezu zeitgleich der französische Astronom Urbain Jean Joseph Le Verrier und der britische Mathematiker John Couch Adams die Existenz und Position dieses neuen Planeten. Am 23. September des gleichen Jahres entdeckte der deutsche Astronom Johann Gottfried Galle und seine Assistenten in Berlin teleskopisch den Planeten mit einer Abweichung von rund einem Grad von der ursprünglich berechneten Position. Im Rahmen einer Auswertung der Notizen von Galileo Galilei liegt die Vermutung nahe, dass der italienische Astronom bereits am 6. und 28. Januar 1613 den Planeten Neptun beobachtet hat, diesen jedoch nicht als Planeten identifizieren konnte.

Der Planet Neptun ist heute der äußerste der klassischen Planeten. Dies war jedoch nicht immer so. Vor etwa vier Milliarden Jahren tauschten die Planeten Neptun und Uranus ihre Position aus. Der Mechanismus des Platzwechsels ist bislang jedoch nicht eindeutig geklärt. Aus Simulationen zur Entstehung des Sonnensystems kann jedoch geschlossen werden, dass sich der Planet Neptun auf einer Umlaufbahn um die Sonne befunden haben muss, die näher als seine heutige ist.




Kurzübersicht wichtiger Daten

Die Tabelle enthält eine kurze Zusammenfassung einiger markanter Eckdaten des Planeten Neptun sowie Vergleichsdaten zum Planeten Erde.

Merkmal Wert

Oberflächenschwerkraft = Fallbeschleunigung bzw. Oberflächenbeschleunigung im Vakuum
Albedo = Verhältnis zwischen einfallender und reflektierender Strahlung eines Körpers
Inklination = Neigung der Bahn des Objektes gegen die Ekliptik
Exzentrizität = Verhältnis des Abstandes zwischen den Brennpunkten der Ellipse zur Hauptachse
Perihel = sonnennächster Punkt der Bahn des Objektes
Aphel = sonnenfernster Punkt der Bahn des Objektes
Bahngeschwindigkeit = Geschwindigkeit, mit der das Objekt die Sonne umkreist
AE = Astronomische Einheit (mittlere Entfernung Erde-Sonne = 149.597.870 km)
Klassifikation nach Aufbau Gasplanet
Klassifikation nach Umlaufbahn Äußerer Planet
Äquatordurchmesser (in Relation zur Erde) 49.528 km (3,88)
Masse (relativ zur Erde) 102,43×1024 kg (17,1471)
Dichte (relativ zur Erde) 1,64 g/cm3 (0,30)
Oberflächenschwerkraft (in Relation zur Erde) 11,15 m/s2 (1,14)
Temperatur (minimal/maximal) -223/-220°C
Neigung der Achse gegen die Ekliptik 28,32°
Albedo 0,41
Inklination der Umlaufbahn 1,7692°
numerische Exzentrizität der Umlaufbahn 0,0086
Perihel der Umlaufbahn 4.459,631 Mio. km (29,81 AE)
Aphel der Umlaufbahn 4.536,874 Mio. km (30,33 AE)
Umlaufdauer 60.224,90 Tage (164,99 Jahre)
Rotationsdauer 0,67 Tage
Bahngeschwindigkeit (durchschnittlich) 5,479 km/s
Abplattung an den Polkappen 0,0171
Anzahl der bekannten Monde 14



Innerer Aufbau und Zusammensetzung des Planeten Neptun

Das Verhältnis des vom Planeten zurückgeworfenen Lichtes zur Gesamtlichtmenge (auch Albedo genannt) ist hoch. 84% des auf ihn fallenden Lichtes werden reflektiert. Für die Rotation um seine eigene Achse benötigt Neptun etwa 16 Stunden. Die Umlaufzeit um die Sonne beträgt fast 165 Jahre. Der Planet hat eine durchschnittliche stellare Helligkeit von 7,8 mag und ist deshalb mit bloßem Auge niemals zu erkennen. Aber schon mit  einem kleinen Teleskop kann er als kleine, grünlichblaue Scheibe ohne bestimmte Oberflächenmarkierungen beobachtet werden.

Die Oberflächentemperatur des Planeten liegt bei durchschnittlich rund -221 Grad Celsius. Sie ist damit der Temperatur an der Oberflächen des Planeten Uranus sehr ähnlich, obwohl dieser mehr als 1,5 Milliarden Kilometer näher zur Sonne steht. Deshalb vermuten einige Wissenschaftler, dass Neptun eine interne Wärmequelle besitzt. Die Atmosphäre besteht überwiegend aus Wasserstoff und Helium. Die bemerkenswerte blaue Farbe des Planeten durch einen Anteil von mindestens 3% Methan in der Atmosphäre hervorgerufen. Sein Magnetfeld hat einen Neigungswinkel von mehr als 50 Grad zur Rotationsachse. Dieses Phänomen ist auch bei dem Planeten Uranus anzutreffen.




Ringsystem des Planeten Neptun

Der Neptun ist von fünf dünnen Ringen umgeben. Das Ringsystem des Planeten Neptun ist dabei hinsichtlich seines Umfangs nicht mit dem des Planeten Saturn vergleichbar. Die fünf Ringe Galle, Le Verrier, Lassell, Arago und Adams sind sehr fein strukturiert und nur wenige Kilometer breit - eine Ausnahme bildet aber Ring Lassell und Arago, die zusammen rund 4.000 Kilometer breit sind. Die Sonde Voyager 2 enthüllte dabei, dass der Adams-Ring drei ungewöhnliche Materieverdickungen, so genannte Arcs aufweist: Diese Ansammlungen, auch Liberté, Egalité und Fraternité bezeichnet, kamen vermutlich durch Resonanzen mit bislang noch nicht entdeckten Monden zu Stande. Die Ringteile umlaufen den Planeten dabei deutlich langsamer, als die berechnet wurde. Es ist anzunehmen, dass sich die Ringteile im Laufe der Zeit langsam zu einem vollständigen Ring verteilen.

Name des Rings Entdecker Breite Entfernung zum Planeten

Breite = aus Sternbedeckungen ermittelte Breite der Ringe respektive Ringfragmente
Entfernung zum Planeten = durchschnittliche Entfernung (entspricht der Midpoint Range)
1) = Ringfragmente, die als Erweiterung des Le Verrier-Rings betrachtet werden
Galle
2.000 km 42.000 km
Le Verrier
100 km 53.200 km
   Lassell 1)
   Arago
   ?

4.000 km 55.200 km
57.200 km
61.950 km
Adams
15 km 62.930 km

Die optische Tiefe, welche die exponentielle Dämpfung des senkrecht einfallenden Lichtes angibt, liegt zwischen den Werten für die Jupiter- und Saturnringe.




Monde des Planeten Neptun

Sechs der bislang vierzehn bekannten Trabanten des Planeten Neptun wurden im Rahmen der Mission der Sonde Voyager 2 entdeckt. Die beiden großen Monde Triton und Nereid sind dabei bereits mit etwas größeren Teleskopen von der Erde aus sichtbar. Im Jahr 2002 wurden drei weitere, irreguläre Monde von der Erde aus entdeckt.


Lange Zeit war unklar, warum die großen Planeten im Sonnensystem ausnahmslos vergleichsweise kleine Monde haben. Eine Simulation der Fragestellung am Computer hat ergeben, dass sich mit dem Mond der Erde vergleichbar groß proportionierte Monde bei großen Gasplaneten nicht entwickeln können. Das liegt in erster Linie daran, dass die Gasplaneten umgebende Materialscheibe aus Gas und Staub die Bewegung der Monde derart bremst, so dass sie zwangsläufig vom Planeten assimiliert werden. Erst nach Abschluss der Entwicklungsphase, also nachdem der Planet das Gros an Gas und Staub aus dem angrenzenden Raum abgebaut hat, können Monde dauerhaft entstehen. Aufgrund der dann vorhandenen Materialknappheit ist deren Größenentwicklung stark begrenzt.

Die nachfolgende Tabelle enthält eine Übersicht aller bislang entdeckten Monde des Planeten Neptun (die Objekte sind nach ihrer Entfernung zum Planeten sortiert):

Name des Mondes Typ Entdecker Durchmesser Entfernung

Entfernung = Distanz zur Wolkenobergrenze des Planeten
prograd = Bewegung auf der Umlaufbahn entgegengesetzt des Uhrzeigersinns (rechtläufig)
retrograd = Bewegung auf der Umlaufbahn im Uhrzeigersinns (rückläufig)
Mond Larissa = Mond wurde nach der ersten Sichtung im Jahr 1981 nicht benannt
Typ = Klassifizierung bzw. Gruppierung der Satelliten
R = Gruppe der prograder regulären Satelliten
Ip = Gruppe der prograder irregulären Satelliten
Ir = Gruppe der retrograder irregulären Satelliten
1) = Entdecker waren M. Holman, J.J. Kavelaars, T. Grav, W. Fraser und D. Milisavljevic
2) = Entdecker waren D.C. Jewitt, J. Kleyna und S.S. Sheppard
Naiad (ex S/1989 N6) R Voyager 2 96×60×52 km 48.200 km
Thalassa (ex S/1989 N5) R Voyager 2 104×100×52 km 50.100 km
Despina (ex S/1989 N3) R Voyager 2 180×148×128 km 52.500 km
Galatea (ex S/1989 N4) R Voyager 2 204×184×144 km 62.000 km
Larissa (ex S/1981 N1 und S/1989 N2) R Voyager 2 216×204×168 km 73.500 km
S/2004 N1 R M. Showalter 18 km 105.283 km
Proteus (ex S/1989 N1) R Voyager 2 440×416×404 km 117.600 km
Triton Ir W. Lassell 2.707 km 354.800 km
Nereid Ip G.P. Kuiper 340 km 5.513.400 km
Halimede (ex S/2002 N1) Ip 1) 61 km 15.728.000 km
Sao (ex S/2002 N2) Ir 1) 40 km 22.422.000 km
Laomedeia (ex S/2002 N3) Ip 1) 40 km 23.571.000 km
Psamathe (ex S/2003 N1) Ir 2) 38 km 46.695.000 km
Neso (ex S/2002 N4) Ir 1) 60 km 48.387.000 km

Das Gros der so genannten irregulären Monde, nämlich S/2002 N1 bis S/2002 N4 sowie Psamathe, wurde erst in den Jahren 2002 und 2003 mittels auf der Erde stationierter Teleskopen im Rahmen des Hawaii Irregular Satellites Survey (HISS) entdeckt.




Erforschung des Planeten Neptun und seiner Monde

Den heutigen Kenntnisstand über den Planeten Neptun und seine Monde verdankt man im wesentlichen der US-amerikanischen Raumsonde Voyager 2. Diese besuchte auf ihrem Weg durch das Sonnensystem im Spätsommer des Jahres 1989 den Planeten. Im Laufe der letzten Jahren geriet der Planet zunehmend auch in das Visier der Beobachtung durch auf der Erde oder im Erdorbit stationierter Großteleskope wie dem Hubble Space Telescope (HST).

Weitere Informationen zum Thema Planet Neptun und seinen Monden sind auf den folgenden Websites verfügbar:

Für weitere Recherchen sind der Preprint-Server arXiv sowie die teilweise kostenpflichtigen Online-Archive der Zeitschriften Bild der Wissenschaft und Spektrum der Wissenschaft zu empfehlen.

Die Querverweise zu den im Artikel genannten Personen verweisen in der Regel auf Einträge in der Online-Enzyklopädie Wikipedia und sind in deutscher Sprache.




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