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Schule > Physik > Astronomie > Der Planet Neptun (Referat)

Neptun

- in römischer Mythologie --> Neptun der Gott des Meeres

1. Entdeckung
- nach Entdeckung von Uranus --> Astronomen fiel auf, dass sich die Bahn dieses Planeten nicht genau den Vorausberechnungen fügen wollte (stimmte nicht mit den newtonschen Gesetzen überein)
- Störungen der anderen damals bekannten Planeten --> dabei schon berücksichtigt
- Vermutung: es könnte hinter Uranus noch ein weiterer störender Planet seine Bahn um die Sonne ziehen
- Versuch des englischen Astronoms John Couch Adams, die Position des unbekannten Planeten zu berechnen
-Adams: Vortrag seiner Arbeiten vor verschiedenen englischen Astronomen --> darunter auch dem königlichen Astronomen der Greenwicher Sternwarte, George Biddell Airy
- junger Adams wurde kaum angehört
- etwa zur gleichen Zeit: berechnete französischer Astronom Urbain Le Verrier die Bahn des neuen Planeten --> sandte seine Berechnungen zu Berliner Astronomen Johann Galle
- Galle fand dann tatsächlich den Planeten am 23.9.1846 nur etwa 1 Winkelgrad von der vorausberechneten Stelle entfernt
- wie schon bei Uranus: Planet schon früher gelegentlich gesehen, ohne dass man ihn als solchen erkannt hatte (Beispiel: Galilei im Januar 1613, als er ziemlich nahe am Jupiter stand)
- internationaler Streit zwischen Adams und Le Verrier, wer Vorrang auf Namensgebung hat --> heute: beiden Entdeckung zugeschrieben
2. Neptuns Statistik
- der 8. Planet im Sonnensystem
- nur von einem Raumfahrzeug besucht: Voyager 2 am 25.8.1989
- alles, was von Neptun bekannt ist --> wissen wir von dieser Einzigen Annäherung
- kürzlich vollzogene Beobachtungen mit Hubble Space Telescope --> konnten Wissen hinzufügen

Neptun Statistik:
Klasse: B
Masse (kg) 10,243 * 10^25
Masse (Erde = 1) 17.204
Volumen (km³) 62.540 * 10^9
Durchmesser: 49.532 km
mittlerer Sonnenabstand 4.496.540.000 km = 30,058 AE
maximaler Sonnenabstand 4.545.670.000 km = 30,316 AE
minimaler Sonnenabstand 4.444.450.000 km = 29,800 AE
Umlaufzeit: 168 Jahre, 292 Tage, 7 Stunden und 12 Minuten
Rotationsdauer: 19 Stunden und 12 Minuten --> umstritten
Bahngeschwindigkeit: 5,43 km/sec
Äquatorialradius (km) 24.764
Äquatorialer Radius (Erde = 1) 3,883
Polarradius (km) 24.341
mittlerer Radius (km) 24.624
mittlere Dichte (kg/m³) 1.638
Abplattung 0,01708
Albedo 0,54
Fluchtgeschwindigkeit (km/s) 23,9
Oberflächenschwerkraft (m/s²) 11,54
Temperatur: -230°C
natürliche Satelliten: 11 bekannt
3. Zusammensetzung
- Neptun wird als Zwilling des Uranus bezeichnet
- auch Neptun könnte einen Gesteinskern besitzen, der von einer Eiskruste überzogen ist
- Atmosphäre enthält: vor allem Wasserstoff, Helium, Methan und Äthan
- auch Ammoniak dürfte in den unteren Schichten der Atmosphäre vorhanden sein
- in der oberen Atmosphäre können auch Argonwolken existieren
- Blaufärbung: Ergebnis der Absorption roten Lichts, durch das Methan in der Atmosphäre
- als typischer Gasplanet --> kräftige Winde, die sich zu Streifen entland der Längen formen, sowie große Stürme oder Wirbelstürme
- Neptuns Winde --> die schnellsten im sonnensystem --> bis zu 2000 km/h
- Neptun besitzt innere Hitzequelle --> strahlt mehr als doppelt soviel Energie ab, als er von der Sonne empfängt
- zur Zeit der Voyager 2 Annäherung: prominenteste Erscheinung der
4. Große Dunkle Fleck
- auf der südlichen Hemisphäre
- war ungefähr halb so groß wie Jupiters Großer Roter Fleck (etwa mit dem Durchmesser der Erde)
- Neptuns Winde wehten westwärts mit 1100 km/h
- Voyager 2 bot sich außerdem ein kleinerer dunkler Fleck auf der Südhalbkugel und unregelmäßige weiße Wolke, die etwa alle 16 Stunden um Neptun herumschwirrt und heute als "The Scooter" bekannt ist
- könnte sich um Rauchfahne handeln, die aus niedrigeren Schichten aufsteigt, aber wahre Natur bleibt Mysterium
- Beobachtungen von HST 1994 zeigen, dass der Große Dunkle fleck verschwunden ist
- entweder aufgelöst oder von anderen Teilen der Atmosphäre verdeckt
- wenige Monate später: neuer dunkler Fleck auf Nordhalbkugel entdeckt
- könnte darauf hinweisen, dass sich Neptuns atmosphäre ausgesprochen schnell verändert --> möglicherweise wegen geringfügiger Temperaturunterschiede zwischen oberen und unteren Schichten der Wolken

5. Neptuns Ringe
- Beobachtungen von Erde aus zeigten lediglich feine Bögen an Stelle von vollständigen Ringen --> Bilder der Voyager 2 zeigten durchgehende Ringe mit hellen Klumpen
- wie auch die Ringe des Uranus und Jupiter --> dunkel, aber Zusammensetzung ist unbekannt
äußerster: Adams (besteht aus drei auffälligen Bögen, nennt man heute Freiheit, Gleichheit, Brüderlichkeit)
nächste: unbenannt, koorbital mit Galatea
dann: Le Verrier (äußere Erweiterungen: Lassell und Arago genannt)
dann: feiner, aber breiter Galle-Ring
Abstand Weite
Ring (km) (km) alias
------- -------- ----- -------
Diffus 41900 15 1989N3R, Galle
Innerer 53200 15 1989N2R, LeVerrier
Plateau 53200 5800 1989N4R, Lassell, Arago
Haupt- 62930 < 50 1989N1R, Adams
(Abstand ist von Neptuns Mittelpunkt zur inneren Ringkante)
- Magnetfeld Neptun --> ungewöhnlich ausgerichtet, wahrscheinlich von leitendem Material (wahrscheinlich wasser) in mittleren Schichten hervorgerufen

6. Neptuns Satelliten
Neptun besitzt elf bekannte Monde; sieben kleine benannte und Triton sowie drei weitere, die kürzlich entdeckt, aber noch nicht benannt wurden.
Abstand Radius Masse
Satellit (000 km) (km) (kg) Entdecker Jahr
-------- ------- ------ ------- --------- -----
Naiad 48 29 ? Voyager 2 1989
(Umlaufzeit: 0,296d; Bahnneigung gegen Neptunäquator: 4,7°; Bahnexzentrizität:0; Albedo: kein)
Thalassa 50 40 ? Voyager 2 1989
(Umlaufzeit: 0,313d; Bahnneigung gegen Neptunäquator: 0,2°; Bahnexzentrizität:0; Albedo: kein)
Despina 53 74 ? Voyager 2 1989
(Umlaufzeit: 0,333d; Bahnneigung gegen Neptunäquator: 0°; Bahnexzentrizität:0; Albedo: kein)
Galatea 62 79 ? Voyager 2 1989
(Umlaufzeit: 0,428d; Bahnneigung gegen Neptunäquator: 0°; Bahnexzentrizität:0; Albedo: kein)
Larissa 74 96 ? Voyager 2 1989
(Umlaufzeit: 0,554d; Bahnneigung gegen Neptunäquator: 0°; Bahnexzentrizität:0; Albedo: kein)
Proteus 118 209 ? Voyager 2 1989
(Umlaufzeit: 1,122d; Bahnneigung gegen Neptunäquator: 0,6°; Bahnexzentrizität:0; Albedo: kein)
Triton 355 1350 2,14·1022 Lassell 1846
(Umlaufzeit: 5,877d; Bahnneigung gegen Neptunäquator: 157,3°[rückläufig]; Bahnexzentrizität:0; Albedo: 0,70)
Nereid 5509 170 ? Kuiper 1949
(Umlaufzeit: 360,16d; Bahnneigung gegen Neptunäquator: keine; Bahnexzentrizität:0,76; Albedo: kein)
ExzentrizitätDieser Parameter beschreibt die Form von Bahnkurven aus der Gruppe der Kegelschnitte: Kreise, Ellipsen, Parabeln und Hyperbeln. Die Bahn eines Körpers, der sich unter dem Einfluss einer zentralen Gravitationskraft bewegt - also beispielsweise ein Komet auf seiner Bahn um die Sonne -, beschreibt eine dieser Kegelschnittkurven. Die Exzentrizität ist daher eines der wichtigsten Elemente bei der Beschreibung von Bahnen.

Albedo
Die Albedo ist definiert als das Verhältnis von einfallender zu ausfallender Strahlung. Somit stellt die Albedo ein Maß für das Reflektionsvermögen eines Körpers dar. Mit Reflektion ist sowohl die direkte wie auch die diffuse Reflektion gemeint. Die Albedo ist keine konstante Größe. Sie hängt zum Beispiel stark vom Sonnenstand ab. Sie erreicht bei flachem Sonnenstand ihre Maximalwerte.
Als Beispiel sei die globale Albedo der Erde betrachtet. Die Erdalbedo beträgt 30% und kann zum Beispiel gut von Satelliten erfaßt bzw. gemessen werden. Die Aldedo ist in Bezug auf den Strahlungshaushalt der Erdatmosphäre eine der entscheidenden Größen.

Es folgen einige typische Albedowerte, die für nicht zu tiefen Sonnenstand sowie für die kurzwellige (Sonnen-)strahlung bei diffuser Reflektion gelten:
geschlossene Neuschneedecke: 75-95%
geschlossene Altschneedecke: 40-70%
bedeckter Himmel: 50-80%
Sandflächen: 15-40%
Ackerland: 7-17%
Waldgebiete: 5-20%
Wasserflächen: 3-10%
7. Quellen
http://www.wappswelt.de/tnp/nineplanets/neptune.html
http://www.nasa.gov
http://www.google.de
http://www.top-wetter.de/lexikon/a/albedo.htm
http://www.pignatelli.de/neptun/neptun.htm
Meyers Taschenlexikon 1963

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