Nakuha ng Neptune, ang pinakamalayong planeta sa solar system, ang interes ng mga siyentipiko at mga baguhan dahil sa matinding atmospheric phenomena na pinanghahawakan nito. Sa kabila ng pagiging malayo nito, ang mga misyon sa kalawakan at ang pinaka-advanced na mga teleskopyo ay nagawang malutas ang marami sa mga lihim nito. Dahil sa matinding asul na kulay, supersonic na hangin, at kakaibang weather formation, ang higanteng yelo na ito ay isang bagay na karapat-dapat sa malalim na pag-aaral.
Nilalayon ng artikulong ito na pagsama-samahin ang isang kumpletong paglalakbay sa mga layer, dynamics ng klima, komposisyon at atmospheric evolution ng Neptune., pagsasama-sama ng lahat ng kasalukuyang kaalaman na pinagsama-sama ng opisyal, siyentipiko at teknolohikal na mga mapagkukunan. Ang mga kamakailang natuklasan mula sa James Webb Space Telescope, na nagbigay ng bagong liwanag sa Neptunian auroras at ang thermal variability ng atmosphere nito, ay tatalakayin din.
Ano ang kapaligiran ng Neptune?
Ang kapaligiran ng Neptune ay isa sa pinakamakapal, pinakamalamig, at pinakamahangin sa buong solar system.. Ito ay pangunahing binubuo ng molecular hydrogen (H2), helium (He) at methane (CH4). Ang huli ay responsable para sa katangian ng planeta na malalim na asul na kulay, dahil sinisipsip nito ang karamihan sa pulang ilaw sa solar spectrum at sumasalamin sa asul.
Sa loob ng atmospera, natukoy ng mga siyentipiko ang ilang pangunahing mga layer:
- Troposfer: ang pinakamababang layer, na responsable para sa karamihan ng meteorological phenomena. Dito nabubuo ang mga ulap at bagyo, na bumababa ang temperatura kasabay ng altitude.
- Stratosfir: sa itaas ng troposphere, kung saan nagsisimula ang pagtaas ng temperatura. Ang mga hydrocarbon tulad ng ethane at acetylene ay matatagpuan dito, na nabuo sa pamamagitan ng solar photolysis.
- Thermosfera: isang sobrang init na layer. Sa kabila ng napakalayo nito sa Araw, umabot ito sa temperatura na hanggang 750 K, isang phenomenon na hindi pa ganap na naipaliwanag.
- Exosphere: ang pinakalabas na rehiyon, kung saan ang mga atmospheric gas ay tumatakas nang walang katapusan sa kalawakan.
Sa kapaligiran ng Neptunian, ang mga ulap ng iba't ibang mga compound ay nabubuo din depende sa altitude at presyon.. Ang mga nasa itaas ay gawa sa frozen methane, ang mga gitna ay ammonia at hydrogen sulfide, at sa ibaba, ang mga ulap ng tubig na yelo ay inaakalang umiral, na nagmumungkahi ng kapansin-pansing vertical complexity.
Ang pinakamatinding bagyo at hangin sa solar system
Isa sa pinakasikat na meteorological phenomena ng Neptune ay ang Great Dark Spot., isang uri ng Earth-sized cyclone na natuklasan ng Voyager 2 spacecraft noong 1989. Bagama't nawala ang pormasyon na ito sa paglipas ng panahon, ang mga katulad na bagyo ay kasunod na nakita, na nagmumungkahi na ang mga sistemang ito ay pansamantala ngunit karaniwan.
Ang mga layer ng ulap ay maaaring higit sa 50 km ang kapal at lumipat sa iba't ibang direksyon depende sa latitude., lumilikha ng mga banda sa atmospera sa parehong hemisphere at sa equatorial zone. Ang malakas na panloob na enerhiya ng planeta, na malamang na nagmumula sa natitirang init ng pagbuo nito o mula sa mga dinamikong proseso sa core, ay nagpapasigla sa dinamikong kapaligiran na ito.
Ang kapaligiran ng Neptune ay may napaka-dynamic na istraktura at mayaman sa mga elemento.. Ang mga pangunahing bahagi ay:
- hydrogen: higit sa 80% ng gas na komposisyon.
- Helium: humigit-kumulang 18%.
- mitein: humigit-kumulang 2%, bagaman ito ay gumaganap ng isang nangingibabaw na visual na papel.
- Iba pang mga compound: Mga bakas ng ammonia, ethane, acetylene, tubig, hydrogen sulfide, carbon monoxide at hydrogen cyanide.
Ang methane ay hindi lamang responsable para sa kulay ng planeta, nakikialam din sa mga proseso tulad ng pagbuo ng ulap at ang pagsipsip ng infrared radiation. May katibayan na ang methane, ammonia, at tubig ay matatagpuan din sa loob ng planeta, na bumubuo ng isang malawak na likidong mantle.
Ang atmospheric pressure sa Neptune ay maaaring lumampas sa 100 MPa, at ang cloud top na temperatura ay maaaring bumaba sa -218 °C.. Sa mas malalim na lugar, tumataas ang presyon, na nagpapahintulot na mabuo ang yelo kahit na sa mataas na temperatura, na nagbibigay ng mga kakaibang katangian ng mantle ng planeta.
Mahabang panahon at matinding pagkakaiba-iba ng klima
Nararanasan ng Neptune ang mga panahon na katulad ng sa Earth, ngunit ang bawat isa ay tumatagal ng higit sa apat na dekada.. Ito ay dahil sa kanyang axial tilt na humigit-kumulang 28,3 degrees at ang napakahabang orbit nito na 165 taon sa paligid ng Araw.
Sa panahon ng tag-araw sa isang hemisphere, malaki ang pagbabago sa kapaligiran ng atmospera.. Halimbawa, sa kamakailang tag-araw sa Southern Hemisphere (na tumagal ng humigit-kumulang 40 taon ng Earth), ang pagtaas ng density ng mga ulap ng methane ay naobserbahan sa ibabaw ng South Pole, isang resulta ng pana-panahong pag-init na nag-evaporate ng ilan sa frozen na methane sa mas mataas na mga rehiyon.
Ang isang kakaibang thermal pattern ay naobserbahan din: Ang itaas na kapaligiran ng Neptune ay lumamig nang husto sa nakalipas na mga dekada.. Ayon sa mga obserbasyon sa teleskopyo ng Webb, ang temperatura noong 2023 ay halos kalahati ng naitala ng Voyager 2 noong 1989. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nasa ilalim pa rin ng pag-aaral, ngunit maaaring maka-impluwensya sa intensity ng auroras at sa pangkalahatang aktibidad ng atmospera.
Auroras sa Neptune: Mga bagong natuklasan mula sa teleskopyo ng Webb
Ang nakakapagtaka tungkol sa mga aurora sa Neptune ay hindi sila nakakulong sa mga poste tulad ng sa ating planeta.. Dahil ang magnetic field ng planeta ay nakatagilid nang humigit-kumulang 47 degrees kumpara sa axis ng pag-ikot nito, lumilitaw ang mga aurora sa kalagitnaan ng latitude, gaya ng kung paano ito makikita sa Earth sa South America.
Bilang karagdagan, natukoy ng Webb ang isang malakas na presensya ng H3+ ion sa itaas na kapaligiran ng Neptune., isang malinaw na marker ng aktibidad ng auroral. Ang pagtuklas na ito ay susi dahil hindi direktang nakumpirma nito ang temperatura ng itaas na kapaligiran at ang epekto ng magnetic field dynamics sa istraktura nito.
Paggalugad at makasaysayang pagtuklas tungkol sa kapaligiran nito
Natuklasan ang Neptune noong 1846 salamat sa mga kalkulasyon ng matematika na hinulaan ang pagkakaroon nito batay sa mga kaguluhan sa orbit ng Uranus.. Ang pagiging malayo nito ay nagdulot ng malaking hamon para sa pag-aaral nito, ngunit sa paglipas ng panahon, ang mga teleskopikong obserbasyon at mga misyon sa kalawakan ay nagsiwalat ng kapansin-pansing impormasyon.
Noong 1989, ang Voyager 2 probe ang una at tanging lumipad sa pamamagitan ng Neptune., na nagbibigay ng mga detalyadong larawan ng maulap na ibabaw nito, mga singsing nito at mga buwan na umiikot dito. Salamat sa misyong ito, natuklasan ang mga supersonic na hangin at mga bagyo tulad ng Great Dark Spot, at nakumpirma rin ang pagkakaroon ng isang kumplikadong magnetic field.
Kasunod nito, ang mga teleskopyo tulad ng Hubble at Webb ay nagpatuloy sa pag-aaral ng planeta mula sa Earth at Earth orbit., na nagbibigay-daan sa pag-record ng seasonal evolution, atmospheric cooling at ang paglitaw ng aurora, pati na rin ang tumpak na pagmomodelo ng mga profile ng presyon, temperatura at kemikal na komposisyon sa iba't ibang taas.
Ang patuloy na pag-aaral ng Neptune ay hindi lamang nagpapahintulot sa amin na maunawaan ang kakaibang planetang ito, ngunit nagsisilbi rin bilang isang modelo para sa pag-aaral ng mga katulad na exoplanet. umiikot sa iba pang mga bituin at pagkakaroon ng mayaman sa methane na kapaligiran o matinding kondisyon ng panahon.
Ang Neptune ay isang planeta na hindi tumitigil sa pagkabigla. Ang kapaligiran nito ay tahanan ng ilan sa mga pinakamatinding phenomena sa buong solar system: kidlat-mabilis na hangin, naglalakihang bagyo, aurora sa mga hindi inaasahang lugar, at thermal at chemical dynamics na nagpapalaki pa rin ng maraming katanungan. Ang impormasyong nakuha mula sa iba't ibang mga mapagkukunan ay nagbibigay ng mga mahahalagang piraso sa malaking asul na palaisipan na ito. Sa bawat bagong obserbasyon, unti-unti nating kinukumpleto ang mapa ng isang planeta na, bagama't malayo, ay gumaganap ng mahalagang papel sa pag-unawa sa mga puno ng gas at nagyeyelong mundo ng kosmos.
