Der Neptun

Der blaue Gasplanet Neptun mit seinen Wolken

Neptun ist mit einer mittleren Entfernung von 4,5 Milliarden km zur Sonne der achte und äußerste Planet des Sonnensystems. Er wurde im Jahr 1846 aus einer Bahnstörung des Uranus entdeckt. Er hat einen Durchmesser von rund 50.000 km und ist der viertgrößte Planet des Sonnensystem. Bei der Suche nach extrasolare Planeten werden solche Planeten, die eine ähnliche Masse wie Neptun aufweisen, manchmal als Planeten der „Neptun-Klasse“ oder auch als „Hot Neptun“ bezeichnet.

Neptuns Umlaufbahn

Neptuns Umlaufbahn um die Sonne ist fast kreisförmig. Sein sonnennächster Punkt liegt bei 29,709 AE und sein sonnenfernster Punkt bei 30,385 AE. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt Neptun rund 165 Jahre und im äußeren Bereich des Sonnensystems beeinflusst Neptun aufgrund seiner relativ großen Masse die Bahnen vieler kleinerer Himmelskörper wie z.B. Pluto.

Der Innere Aufbau von Neptun

Wahrscheinlich befindet sich im Inneren von Neptun ein fester Kern von etwa 1 bis 1,5-facher Erdmasse, welcher aus Gestein und Metall besteht. Die Temperatur dort dürfte bei etwa 7000 °C liegen und der Druck beträgt höchstwahrscheinlich einige Millionen Bar. Umgeben ist das Zentrum von einem Mantel, welcher aus einer Mischung von Fels, Wasser, Ammoniak und Methan besteht und eine Masse von 10 bis 15-facher Erdmasse hat. Die äußere Schicht von Neptun, die den Mantel umgibt, hat etwa 1 bis 2 Erdmassen.

Neptun verfügt genau wie Saturn und Jupiter über eine innere Energiequelle. Neptun strahlt mehr Energie ab, als er durch die Sonnenstrahlung bekommt. Ein Grund dafür könnte ein radioaktiver Prozess sein, der den Planetenkern aufheizt. Eine weitere Möglichkeit wäre die Abstrahlung der noch vorhandenen Energie, die während Neptuns Entstehung durch Einschläge von Himmelskörpern absorbiert wurde.

Seine Entdeckung

Im Jahre 1821 veröffentlichte „Alexis Bouvard“ astronomische Daten über die Umlaufbahn von Uranus, doch nachfolgende Beobachtungen von Uranus enthüllten erhebliche Probleme mit den berechneten Werten. Die Bewegung von Uranus zeigte Störungen und entsprach nicht den keplerschen Gesetzen. Einige Astronomen vermuteten daher, dass es hinter Uranus einen weiteren Planeten geben müsse, der durch seine Gravitationskraft die Bewegung von Uranus stört.

Aufgrund dieser Erkenntnis errechnete der französische Mathematiker „Urbain Le Verrier“ im Jahre 1846 die Position, an der sich der unbekannte Planet befinden müsste. Schließlich bat er „Johann Galle“ (Observator an der Berliner Sternwarte) nach dem Planeten Ausschau zu halten, dessen Position er errechnet hat. Der Brief traf am 23. September 1846 in Berlin ein und Galle erhielt von „Franz Encke“ (Direktor der Sternwarte) die Erlaubnis, nach dem Planeten zu suchen. Noch am selben Abend hielt „Galle“ gemeinsam mit dem Sternwartengehilfen „Heinrich D’Arrest“ an der vorhergesagten Himmelsposition Ausschau nach einem Planeten, blieb aber erfolglos.

Der Sternwartengehilfe „Heinrich D’Arrest“ schlug schließlich vor, die Sterne mit den „Berliner akademischen Sternkarten“ zu vergleichen. Die Sternkarte, welche die betreffende Himmelsposition zeigte, wurde erst kurz zuvor von „Carl Bremiker“ fertig gestellte. Als „Galle“ und „D’Arrest“ den Sternenhimmel mit den Sterne der Karte verglichen, dauerte es nicht lange, bis sie einen Punkt am Himmel entdeckt hatten, der nicht auf der Karte war. Der verdächtige Punkt wich nur etwas von der vorhergesagten Position ab. Weitere Positionsbestimmungen, die am nächsten Abend statt fanden zeigten, dass der Punkt innerhalb eines Tages seine Position etwas geändert hat und somit ein Planet ist. „Galle“ konnte „Le Verrier“ schließlich den erfolg melden: „Der Planet, dessen Position Sie errechnet haben, existiert tatsächlich“. Damit war Neptun der erste mathematisch vorhergesagte Planet.

Das Ringsystem von Neptun

Neptun hat ein extrem feines Ringsystem, das aus mehreren Ringen besteht. Die Ringe sind genau wie bei den Ringen von Uranus und Jupiter ungewöhnlich dunkel und weisen einen hohen Anteil mikroskopischen Staubes auf, der von Einschlägen winziger Meteoriten auf Neptuns Monden entstanden sein könnte.

Neptuns Monde

Es sind 13 Neptunmonde bekannt. Triton ist der größte von ihnen und wurde bereits 17 Tage nach der Entdeckung von Neptun gefunden. Wahrscheinlich war Triton einmal ein Objekt des äußeren Sonnensystems, welches von Neptun eingefangen wurde. Im Gegensatz zu allen anderen großen Monden im Sonnensystem läuft er entgegengesetzt zu der Rotation seinen Planeten. Es ist bekannt, dass er sich Neptun langsam auf einer Spiralbahn nährt, bis er Neptun schließlich so nah kommen wird, dass er zerrissen wird. Tritons Oberfläche hat eine Temperatur von -235 °C und somit gehört Triton zu den kältesten Objekten des Sonnensystems.

Einhundert Jahre später wurde der Mond Nereid entdeckt. Nereid hat eine der unkreisförmigsten Umlaufbahnen aller Monde des Sonnensystems.

1989 entdeckte die Sonde Voyager 2 sechs weitere Neptunmonde. Den unregelmäßig geformten Proteus und die vier innersten Neptunmonde Naiad, Thalassa, Despina und Galatea. Der von innen nächstfolgende Mond Larissa wurde bereits 1981 gesehen, aber erst im Jahre 1989 von Voyager 2 bestätigt.

Fünf weitere Monde wurden zwischen 2002 und 2003 entdeckt. Zwei von den neu entdeckten Monden, Psamathe und Neso haben die größten bekannten Umlaufbahnen aller Monde im Sonnensystem. Sie brauchen für einen Neptunumlauf 25 Jahre und ihre durchschnittliche Distanz zum Neptun ist 125-mal größer als der Abstand des Mondes zur Erde.