كعملاق غازي (أو عملاق جليدي) ، نبتون ليس له سطح صلب. في الواقع ، القرص الأزرق والأخضر الذي رأيناه جميعًا في الصور على مر السنين هو في الواقع نوع من الوهم. ما نراه هو في الواقع قمم بعض السحب الغازية العميقة جدًا ، والتي بدورها تفسح المجال للماء وغيره من الجليد الذائب الذي يقع فوق قلب بحجم الأرض تقريبًا مصنوع من صخور السيليكات ومزيج من النيكل والحديد. إذا حاول شخص ما الوقوف على نبتون ، فسيغرق في الطبقات الغازية.
عندما ينزلون ، سيشعرون بدرجات حرارة وضغوط متزايدة حتى وصلوا أخيرًا إلى اللب الصلب نفسه. ومع ذلك ، فإن لدى نبتون سطحًا من نوع ما (كما هو الحال مع عمالقة الغاز والجليد الأخرى) التي يعرفها علماء الفلك على أنها النقطة في الغلاف الجوي حيث يصل الضغط إلى شريط واحد. لهذا السبب ، يعد سطح نبتون أحد أكثر الأماكن نشاطًا وديناميكية في النظام الشمسي بأكمله.
التكوين والهيكل:
مع متوسط نصف قطر يبلغ 24.622 ± 19 كم ، يعد نبتون رابع أكبر كوكب في المجموعة الشمسية. لكن بكتلة 1.0243 × 1026كجم - وهو ما يقرب من 17 مرة من كوكب الأرض - هو ثالث أكبر كتلة أورانوس مرتبة. نظرًا لصغر حجمه وتركيزاته العالية من المواد المتطايرة بالنسبة لكوكب المشتري وزحل ، غالبًا ما يُشار إلى نبتون (مثل أورانوس إلى حد كبير) على أنه 'عملاق جليدي' - فئة فرعية من كوكب عملاق.
كما هو الحال مع أورانوس ، فإن امتصاص الميثان الجوي للضوء الأحمر هو جزء مما يعطي نبتون لونه الأزرق ، على الرغم من أن لون نبتون أكثر قتامة وحيوية. نظرًا لأن محتوى الميثان في الغلاف الجوي لنبتون مشابه لمحتوى أورانوس ، يُعتقد أن بعض مكونات الغلاف الجوي غير المعروفة تساهم في زيادة كثافة ألوان نبتون.
الهيكل الداخلي وتكوين نبتون. الائتمان: ناسا
ومثل أورانوس أيضًا ، يتمايز هيكل نبتون الداخلي بين نواة صخرية تتكون من السيليكات والمعادن. عباءة تتكون من الماء والأمونيا وجليد الميثان ؛ وجو يتكون من الهيدروجين والهيليوم وغاز الميثان. ينقسم الغلاف الجوي أيضًا إلى أربع طبقات ، تتكون من (من الأعمق إلى الخارج) طبقة التروبوسفير السفلى والستراتوسفير والغلاف الحراري والغلاف الخارجي.
المنطقتان الرئيسيتان للغلاف الجوي لنبتون هما المنطقتان الأعمق: طبقة التروبوسفير السفلى ، حيث تنخفض درجات الحرارة مع الارتفاع ؛ والستراتوسفير ، حيث تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع. داخل طبقة التروبوسفير ، تتراوح مستويات الضغط من شريط واحد إلى خمسة أشرطة (100 و 500 كيلو باسكال) ، ومن ثم يتم تعريف سطح نبتون على أنه يقع داخل هذه المنطقة.
الغلاف الجوي:
لذلك يمكن القول إن 'سطح' نبتون يتكون من حوالي 80٪ هيدروجين و 19٪ هيليوم ، مع كمية ضئيلة من الميثان. تتخلل الطبقة السطحية أيضًا نطاقات متنقلة من السحب بتركيبات مختلفة ، اعتمادًا على الارتفاع والضغط. في المستوى الأعلى ، تكون درجات الحرارة مناسبة لتكثيف الميثان ، وظروف الضغط هي أن السحب تتكون من الأمونيا وكبريتيد الأمونيوم وكبريتيد الهيدروجين والماء.
في المستويات المنخفضة ، يُعتقد أن سحب الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين تتشكل. يجب أيضًا العثور على سحب أعمق من الجليد المائي في المناطق السفلى من طبقة التروبوسفير ، حيث يشيع وجود ضغوط تبلغ حوالي 50 بارًا (5.0 ميجا باسكال) ودرجة حرارة 273 كلفن (0 درجة مئوية).
الغلاف الجوي لنبتون ، مع تعديل تباين الألوان للتأكيد على سمات الغلاف الجوي للكوكب. الائتمان: إريك كاركوشكا
لأسباب لا تزال غامضة ، يواجه الغلاف الحراري للكوكب درجات حرارة عالية بشكل غير عادي تبلغ حوالي 750 كلفن (476.85 درجة مئوية / 890 درجة فهرنهايت). الكوكب بعيد جدًا عن الشمس لتتولد هذه الحرارة عن طريق الأشعة فوق البنفسجية ، مما يعني وجود آلية تسخين أخرى - والتي يمكن أن تكون تفاعل الغلاف الجوي مع الأيونات في المجال المغناطيسي للكوكب ، أو موجات الجاذبية من باطن الكوكب التي تتبدد في الجو.
نظرًا لأن نبتون ليس جسمًا صلبًا ، فإن غلافه الجوي يخضع لدوران تفاضلي. تدور المنطقة الاستوائية العريضة لمدة 18 ساعة تقريبًا ، وهي أبطأ من دوران المجال المغناطيسي للكوكب بمقدار 16.1 ساعة. على النقيض من ذلك ، يكون العكس صحيحًا بالنسبة للمناطق القطبية حيث تكون فترة الدوران 12 ساعة.
هذا الدوران التفاضلي هو الأكثر وضوحًا من أي كوكب في النظام الشمسي ، وينتج عنه قص قوي للرياح في خطوط العرض وعواصف عنيفة. تم رصد الثلاثة الأكثر إثارة للإعجاب في عام 1989 بواسطة السفر 2 مسبار فضائي ، ومن ثم تسميته بناءً على مظهره.
أول ما تم رصده كان عاصفة ضخمة مضادة للأعاصير بقياس 13000 × 6600 كم وتشبه بقعة حمراء كبيرة كوكب المشتري. معروف ب بقعة مظلمة كبيرة ، لم يتم رصد هذه العاصفة بعد خمس سنوات (2 نوفمبر 1994) عندما بحث عنها تلسكوب هابل الفضائي. بدلاً من ذلك ، تم العثور على عاصفة جديدة كانت متشابهة جدًا في المظهر في نصف الكرة الشمالي للكوكب ، مما يشير إلى أن عمر هذه العواصف أقصر من عمر كوكب المشتري.
بقعة نبتون المظلمة العظيمة ، كما لوحظ بواسطة تلسكوب هابل الفضائي. الائتمان: NASA / ESA / HST / L.Sromovsky / UofW
ال سكوتر هي عاصفة أخرى ، مجموعة سحابة بيضاء تقع في أقصى الجنوب من بقعة الظلام العظيمة. نشأ هذا اللقب لأول مرة خلال الأشهر التي سبقتالسفر 2في عام 1989 ، عندما لوحظت المجموعة السحابية تتحرك بسرعات أعلى من Great Dark Spot. ال بقعة مظلمة صغيرة ، عاصفة إعصارية جنوبية ، كانت ثاني أعنف عاصفة لوحظت خلال مواجهة عام 1989. كانت في البداية مظلمة تماما. ولكن كماالسفر 2اقترب من الكوكب ، نواة لامعة نشأت ويمكن رؤيتها في معظم الصور عالية الدقة.
الحرارة الداخلية:
لأسباب لا تزال غير واضحة لعلماء الفلك ، فإن الجزء الداخلي من نبتون حار بشكل غير عادي. على الرغم من أن نبتون بعيد عن الشمس كثيرًا عن أورانوس ويتلقى 40٪ أقل من ضوء الشمس ، فإن درجة حرارة سطحه هي نفسها تقريبًا. في الواقع ، يعطي نبتون طاقة تزيد بمقدار 2.6 مرة عن الطاقة التي يستهلكها من الشمس. حتى بدون الشمس ، يضيء نبتون.
هذه الكمية العالية من الحرارة الداخلية المطابقة لبرودة الفضاء تخلق فرقًا كبيرًا في درجة الحرارة. وهذا يجعل الرياح تهب حول نبتون. يمكن أن تكون سرعات الرياح القصوى على كوكب المشتري أكثر من 500 كم / ساعة. هذه ضعف سرعة أقوى الأعاصير على الأرض. لكن هذا لا شيء مقارنة بنبتون. حسب الفلكيون سرعة هبوب الرياح على سطح كوكب نبتون بسرعة 2100 كم / ساعة.
في أعماق نبتون ، قد يكون للكوكب سطح صلب فعلي. يُعتقد أن في قلب العملاق الغازي / الجليدي منطقة من الصخور تقارب كتلة الأرض. لكن درجات الحرارة في هذه المنطقة ستكون آلاف الدرجات. ساخنة بدرجة كافية لإذابة الصخور. والضغط من وزن كل الغلاف الجوي سيكون سحقًا.
باختصار ، ببساطة لا توجد طريقة يمكن للمرء أن يقف فيها على 'سطح نبتون' ، ناهيك عن التجول عليه.
لدينا العديد من المقالات الشيقة حول نبتون هنا في Universe Today. هنا واحد عن حلقات نبتون ، ال أقمار نبتون و من اكتشف نبتون؟ و هل توجد محيطات على نبتون؟
إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من المعلومات حول نبتون ، ألق نظرة بيانات Hubblesite الإخبارية حول Neptune ، وهنا رابط إلى دليل ناسا لاستكشاف النظام الشمسي لنبتون .
يحتوي فيلم Astronomy Cast على بعض الحلقات الشيقة حول نبتون. يمكنك الاستماع هنا ، الحلقة 63 و الحلقة 199 .