Neptun - ein schon früh entdeckter Planet

Von Galileo Galilei bis zum Jahr 1846

Galileo Galilei beobachtete den Neptun bereits im 17. Jahrhundert, doch war er davon ausgegangen, dass er einen Stern gesehen hatte. Erst zwei Jahrhunderte später wurde der Neptun wirklich entdeckt, wobei diese Erkenntnis eher der Mathematik denn der tatsächlichen Beobachtung zu verdanken war.

Neptun und Sonnensystem

Denn es wurde vom französischen Astronomen Alexis Bouvard die Umlaufbahn des Uranus um die Sonne berechnet. Die Beobachtungen des Planeten stimmten aber mit der berechneten Bahn nicht überein, weshalb die These aufgestellt wurde, dass es einen weiteren Planeten geben müsste. Dieser wurde 1846 entdeckt und es stellte sich heraus, dass es jener Planet war, denn Galilei bereits im 17. Jahrhundert gesehen hatte. Die Entdeckung war aber eine Folge der Berechnungen und nicht des Sichtkontakts.

Seit 2006 ist Neptun der achte und letzte Planet des Sonnensystems - von der Sonne aus betrachtet. Denn dem Pluto als neunten Planeten wurde die volle Berechtigung als Planet aberkannt und er wurde zum Kleinplaneten abgestuft. Pluto spielt aber weiterhin für den Neptun eine Rolle. Denn teilweise ist der Neptun auch der neunte und letzte, weil Pluto, der an sich äußerste Planet des Sonnensystems, eine sehr exzentrische Umlaufbahn aufweist, wodurch es vorkommen kann, dass der Neptun tatsächlich der äußerste Planet ist. Das ist jetzt argumentativ schwieriger zu beschreiben, weil Pluto nach heftigen Diskussionen nur noch der Kleinplanet ist und Neptun damit auch ohne der Überschneidung der Bahnen der äußerste vollwertige Planet des Sonnensystems ist.

Neptun und technische Daten

Der Neptun ist der letzte der iovianischen oder jupiterähnlichen Planeten. Zusammen mit dem Uranus überlegt man sich für Neptun eine neue Gruppe von Planetendefinitionen, weil Jupiter und Saturn beträchtlich größer sind. Aufgrund der großen Entfernung zur Sonne braucht Neptun 164,8 Jahre, um die Sonne einmal vollständig zu umkreisen. Das bedeutet, dass seit der offiziellen Entdeckung erst eine vollständige Umkreisung erfolgt ist, die im Jahr 2011 abgeschlossen wurde. Der Tag dauert auf dem Neptun aber nur 16 Stunden und damit kürzer als jener auf der Erde.

Neptun hat eine um 29° geneigte Rotationsachse und deshalb gibt es Jahreszeiten auf dem Planeten, wenngleich diese nicht die Ausprägung der Jahreszeiten auf der Erde haben. Das ist aber auch nachvollziehbar, denn die Distanz zur Sonne ist gewaltig und damit ist der Einfluss der Sonne deutlich schwächer.

Der Neptun weist eine durchschnittliche Temperatur von -220°C auf. Sie ist damit jener vom Uranus ähnlich, auch wenn dieser näher bei der Sonne ist, doch man nimmt an, dass der Neptun über eine innere Wärmequelle verfügt, die den Unterschied der Entfernung ausgleichen kann. Der Neptun hat 13 Monde, ein weiterer könnte noch bestätigt werden. Außerdem besitzt der Neptun ein Ringsystem mit fünf Ringe.

Atmosphäre des Neptun

Der Neptun besitzt einen Kern aus Eis und Gestein und darüber folgt der Mantel und dann eine Schicht mit flüssigem Wasserstoff. Auf diesen wirkt die Atmosphäre ein, die aus Methan, Wasserdampf und Ammoniak besteht und mit dem Absinken immer mehr an Druck erhöht.

Das Methan, das zu zwei Prozent in der Atmosphäre des Neptun vorhanden ist, absorbiert die rote Farbe und deshalb erscheint der Neptun als blauer Planet. Da er in diesem Punkt mit dem Uranus übereinstimmt, gibt es Diskussionen, diese beiden Planeten als "uranusähnlich" in einer eigenen Gruppe zu führen, statt sie mit Jupiter und Saturn zusammen als "jupiterähnlich" zusammenzufassen.

Der Neptun ist der viertgrößte Planet des Sonnensystems und im Zusammenhang mit der Dichte ist er auf Platz drei. Die Atmosphäre generell besteht aus Wasserstoff und Helium wie auch bei den anderen Gasriesen des Sonnensystems. Allerdings ist der Anteil an Methan wie beschrieben höher und es finden sich auch andere Kohlenwasserstoffe in der Atmosphäre.

Neptun und Wetter samt Stürme

Interessant ist das Wetter auf dem Neptun, denn der Planet hat eine innere Wärmequelle und sehr kalte Bereich in der oberen Wolkengrenze. Aus diesen Temperaturunterschieden heraus entwickeln sich Stürme, die die stärksten des gesamten Sonnensystems sind. Die kalte Atmosphäre bietet wenig Widerstand und so gelang es der Sonde Voyager 2 im Jahr 1989 Windgeschwindigkeiten von bis zu 2.000 km/h zu messen.

Diese Stürme orientieren sich nicht an der Rotationsbewegung, sondern sie bewegen sich in entgegengesetzter Richtung, also von Osten nach Westen.

Ringe des Neptun

Für den Neptun gilt gleiches wie für den Uranus: es sollte der Planet beim Queren eines Sternes beobachtet werden, um die Größe des Planeten näher zu bestimmen und stattdessen fand man heraus, dass der Neptun ein Ringsystem besitzt.

Allerdings war man beim Uranus sicher, dass es sich um Ringe handelt, während man beim Neptun diese Sicherheit nicht hatte. Es war in den frühen 1980er-Jahren, als man diese Entdeckung machte. Bei seiner Wanderung vor einem Stern flackerte es mehrfach auf, was auf Ringe hindeutete, der Beweis fehlte.

Voyager 2 kam 1989 in die Nähe von Neptun und bestätigte die Vermutung, dass der Neptun Ringe besitzt so wie der Jupiter, der Saturn und auch der Uranus. Die Ringe beinhalten sehr dunkles Material, nämlich Gestein und Staub, das man von der Ferne aus kaum wahrnehmen kann, weil die Ringe dadurch sehr dunkel sind. Das gilt für die anderen genannten Planeten auch, mit Ausnahme des Saturn. Daher hatte man die Ringe vom Saturn schon früh erkannt und war davon fasziniert, während selbst beim Riesen Jupiter die Ringe erst spät wahrgenommen wurden.

Die Sonde Voyager 2 identifizierte vier Hauptringe. In der Zwischenzeit hat man aber entdeckt, dass es sich um neun Ringe handeln dürfte. Das Material der Ringe ist sehr fein verteilt, weshalb kein Sternenlicht bei der Beobachtung in den 1980er-Jahren durchkam und weshalb es auch jetzt, trotz Hubble-Teleskop, schwer ist, die genaue Zahl festzulegen. Es könnte daher sein, dass der Neptun noch mehr Ringe hat und dem Uranus Konkurrenz macht, der es auf elf Ringe geschafft hatte.

Man hat sich auf fünf Ringe festgelegt, wobei zwei weitere noch möglich wären. Aber die Forschung wird in den nächsten Jahren wohl noch viel mehr auch über die äußeren Planeten in Erfahrung bringen können und dazu zählt auch das Ringsystem des Neptun.

Monde des Neptun

Auffällig ist bei der Betrachtung der Daten aller Planeten im Sonnensystem, dass die inneren Planeten (Merkur, Venus, Erde und Mars), also die terrestrischen Planeten kaum oder wenige Monde haben, während die Gasriesen, also die iovianischen Planeten (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) viele Monde haben.

Zwar hat der Neptun von den vier Planeten die wenigsten, aber mit 13 Monden ist auch der Neptun reich bestückt. Allerdings handelt es sich dabei um die benannten Monde. So wie bei den anderen Planeten entdeckte man in den letzten Jahren auch beim Neptun noch unbekannte und noch nicht bestätigte fünf neue Monde, wodurch der Neptun zumindest 18 Stück besitzen könnte.

Als erstes wurde Triton nur 17 Tage nach der Entdeckung von Neptun gefunden. Ihm folgten ein Dutzend weiterer Monde, die Neptun umkreisen. Die fünf neuen Monde wurden erst 2002 - 2003 entdeckt. Dabei ist aufgefallen, dass die Monde Naiad, Galatea, Despina und Thalassa sich innerhalb des Ringsystems befinden, was bedeutet, dass sie sich sehr knapp an der Roche-Grenze bewegen. Monde, die diese Grenze erreichen, werden von der Graviation des Planeten richtiggehend zur Explosion gebracht und enden meistens in einem Planetenring oder rieseln in allen Einzelteilen auf die Oberfläche des jeweiligen Planeten.

Neptun könnte noch viel mehr Monde als die bisher erkannten 18 besitzen, wobei die Zahl auch variieren kann, denn vom Neptun ist es bis zum Kuiper-Gürtel nicht mehr weit und so kann Neptun durch seine Gravitation immer wieder neue Himmelskörper als Monde "kassieren".

Neptun und Triton

Triton ist nicht nur der erste Neptunmond, der entdeckt wurde, sondern er ist auch etwas ganz Besonderes. Das beginnt bereits damit, dass er sich gegen die Rotationsbewegung des Neptun bewegt. Man nimmt an, das der Triton auch aus dem Kuiper-Gürtel kam und als Mond vom Neptun angezogen wurde.

Die Achse des Mondes ist stark geneigt, was zur Folge hat, dass ein Pol ständig zur Sonne schaut, während der andere immer im Dunkeln verbleibt. Bei der Durchreise von Voyager 2 wurde beobachtet, dass es auf Triton geysirartige Eruptionen gab, die Eis und Staub über sieben Kilometer in die Luft schleuderten. Es fehlten auf der Oberfläche auch Impaktkrater, was den Schluss zulässt, dass es geologische Aktivitäten geben könnte.

Somit gibt es Hinweise auf Wasser und geologische Aktivitäten und das ist Grund genug, die Möglichkeit auf primitives Leben auf dem Mond Triton näher zu untersuchen.

Fakten zum Neptun

Neptun ist der achte Planet des Sonnensystems - von der Sonne aus gesehen. Er besitzt möglicherweise 18 Monde, wobei 13 bekannt und benannt sowie bestätigt sind und er besitzt zumindest fünf, möglicherweise aber auch neun Ringe.

Entfernung zur Sonne

Die durchschnittliche Entfernung zur Sonne beträgt 4,495 Milliarden Kilometer. Die geringste Entfernung liegt bei 4,444 Milliarden Kilometer, die maximalste Entfernung bei 4,545 Milliarden Kilometer.

Geschwindigkeit

Der Neptun umkreist die Sonne mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 5 Kilometer pro Sekunde. Zum Vergleich: die Erde ist mit 30 km/s unterwegs.

Größe des Neptun

Der Durchmesser des Neptun beträgt 49.528 Kilometer (Erde: 12.756 km), der Umfang 155.597 km (Erde: 40.075), die Fläche 7.640.800.000 km² (Erde: 510.072.000).

Der Neptun hat 13 Monde (Erde: 1) und die Neigung der Rotationsachse beträgt 28,32° (Erde: 23,5°). Der Uranus hat außerdem neun Ringe.

Umlaufdauer und Rotationsdauer

Der Neptun braucht für einen vollständigen Umlauf um die Sonne 60.190 Erdtage, also 164,79 Erdjahre. Für eine vollständige Rotation um die eigene Achse braucht der Neptun 16 Stunden und 7 Minuten.

Temperaturen auf dem Neptun

Die durchschnittliche Temperatur auf der Oberfläche beträgt -214°C. Obwohl es Jahreszeiten auf dem Planeten gibt, ändern sich die Temperaturen praktisch nicht, weil die Sonne zu weit entfernt ist.

Atmosphäre

Die Atmosphäre besteht aus Wasserstoff, Methan und Helium.

Masse

Die Masse des Neptun beträgt 1,02 x 10²⁶ kg, weshalb er 17 mal schwerer ist als die Erde.

Oberfläche

Die Oberfläche ist nicht sichtbar, weil sie ständig von Wolken verhüllt wird.