NEPTUNUS (PLANET): KARAKTERISTIK, KOMPOSISI, ORBIT, PERGERAKAN, STRUKTUR - ARTE - 2025

Neptunus adalah planet kedelapan di tata surya dalam hal jarak orbit, raksasa es dan terluar dari semuanya. Ini terjadi sejak Pluto berhenti dianggap sebagai planet pada tahun 2006, menjadi planet kerdil yang merupakan bagian dari sabuk Kuiper.

Di langit malam, Neptunus tampak seperti titik kebiruan kecil yang sangat sedikit diketahui, sampai misi luar angkasa di akhir 1980-an, seperti Voyager 2, memberikan data tentang planet dan satelitnya.

Gambar 1. Neptunus yang difoto oleh Voyager 2 pada tahun 1989, gambar tersebut menunjukkan bintik-bintik gelap akibat badai atmosfer. (Sumber: NASA)

Gambar Voyager 2 menunjukkan untuk pertama kalinya sebuah planet dengan permukaan biru-hijau, dengan badai yang kuat dan arus angin kencang, menghasilkan bercak antiklonik yang gelap. Mereka sangat mirip dengan Jupiter, meskipun waktunya tidak permanen.

Atmosfer Neptunus kaya akan metana dan memiliki sistem cincin yang sangat redup. Planet ini memiliki magnetosfer, itulah sebabnya ia dianggap memiliki inti logam.

Sejauh ini 15 satelit Neptunus telah dihitung, di antaranya Triton dan Nereida sebagai satelit utama.

Penemuan dan sejarah

Penemuan Neptunus merupakan hasil prediksi matematis, berdasarkan pengamatan gangguan pada orbit planet Uranus dan Saturnus. Sebelumnya pada tahun 1610, Galileo telah melihat Neptunus dengan teleskop yang sama yang dia gunakan untuk menemukan bulan-bulan Yupiter, tetapi dia salah mengira itu sebagai bintang.

Jauh kemudian, pada tahun 1846, ahli matematika Prancis yang berspesialisasi dalam mekanika angkasa Urbain Le Verrier, mempelajari gangguan tertentu pada orbit Saturnus dan Uranus. Penjelasan terbaik adalah mengusulkan keberadaan sebuah planet baru, yang dia prediksi orbit dan posisinya di langit. Langkah selanjutnya adalah menemukan planet itu, jadi Le Verrier meyakinkan astronom Jerman Johann Gottfried Galle untuk mencarinya.

Pada malam tanggal 23 September 1846, Galle mengkonfirmasi, dari observatoriumnya di Berlin, keberadaan planet baru, dan dalam beberapa hari Triton, satelit terbesarnya, muncul.

Hampir secara bersamaan di Cambridge, Inggris, matematikawan muda John Couch Adams, yang juga telah mengerjakan soal selama beberapa waktu, membuat prediksi serupa.

Neptunus mendapatkan namanya dari dewa laut dalam mitologi Romawi (setara dengan dewa Yunani Poseidon), mengikuti tradisi penamaan planet setelah dewa-dewa dari jajaran Romawi.

Karakteristik umum

Diameter Neptunus hampir 4 kali diameter Bumi, tetapi sekitar sepertiga dari Jupiter raksasa.

Gambar 2. Neptunus dibandingkan dengan Bumi. (Sumber: wikimedia commons)

Massanya 17 kali massa Bumi dan volumenya 57 kali lebih besar. Dalam hal massa, ia menempati urutan ketiga di antara planet-planet di tata surya dan ukurannya keempat.

Ringkasan karakteristik fisik utama Neptunus

-Massa: 1.024 × 10 ²⁶ kg (17.147 kali lipat dari Bumi)

Radius rata-rata : 24.622 km atau setara dengan 3,87 kali radius Bumi.

-Bentuk: diratakan di kutub dengan faktor 0,983.

-Rata-rata radius orbit: 4,498 x 10 ⁹ km ekuivalen 30,07 AU

- Kemiringan sumbu rotasi : 30º terhadap bidang orbit.

-Temperature: -220ºC (awan)

-Gravitasi: 11.15 m / s ² (1.14g)

-Medan magnet sendiri: Ya, 14 mikrotesla di ekuator.

-Atmosfer: Hidrogen 84%, Helium 12%, Metana 2%, Amonia 0,01%.

-Densitas: 1.640 kg / m ³

-Satellites: 15 diketahui hingga saat ini.

-Ring: Ya, tipis dan terdiri dari partikel es dan silikat.

Gerakan penerjemahan

Neptunus, planet kedelapan di tata surya, adalah raksasa gas yang orbitnya mengelilingi Matahari memiliki radius rata-rata 30 AU. Satuan astronomi AU sama dengan 150 juta kilometer dan merupakan jarak rata-rata antara Matahari dan Bumi.

Gambar 3. Animasi yang menampilkan orbit Neptunus dengan warna merah, beserta Uranus 'yang merupakan titik biru. Sumber: Wikimedia Commons.

Artinya radius jalur Neptunus adalah 30 kali lipat dari Bumi, sehingga dibutuhkan 165 tahun untuk menyelesaikan satu revolusi mengelilingi Matahari.

Fakta menyenangkan tentang Neptunus

-Ini adalah planet terjauh dari Matahari, karena Pluto, yang berada setelah orbit Neptunus, sekarang menjadi planet kerdil.

-Neptunus adalah yang terkecil dari empat planet raksasa (Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus).

-Gravitasi Neptunus sangat mirip dengan Bumi.

-Ini adalah planet terdingin di tata surya, dengan suhu rata-rata -221,4ºC.

-Itu memiliki sistem cincin, tetapi tidak seperti Saturnus, mereka tidak kontinu, tetapi membentuk busur di sepanjang jalur orbitnya.

-Neptunus adalah planet raksasa terpadat.

-Itu memiliki badai dengan angin tercepat di tata surya, yang dapat mencapai 2.100 km / jam yang menakjubkan.

-Neptunus memiliki Bintik Gelap Besar, pusaran air seukuran planet Bumi. Bintik ini, difoto pada tahun 1989, menghilang pada tahun 1994, tetapi memunculkan Bintik Gelap baru.

-Triton, satelit terbesar Neptunus, berputar berlawanan arah dengan satelit lainnya, oleh karena itu diperkirakan ia terperangkap oleh planet tersebut dan tidak terbentuk pada waktu yang sama.

-Triton (satelit terbesar Neptunus) memiliki gunung berapi dan geyser nitrogen, namun ia adalah salah satu bintang terdingin di tata surya (-235ºC).

-Misi Voyager 2 melewati 3.000 kilometer dari kutub utara planet Neptunus pada tahun 1989.

-Pada 12 Juli 2011, Neptunus menyelesaikan orbit penuh pertamanya sejak ditemukan pada 23 September 1846.

Gerakan rotasi

Gambar 4. Neptunus membutuhkan waktu hampir 16 jam untuk membuat satu revolusi penuh mengelilingi sumbunya. Sumber: NASA.

Rotasi Neptunus adalah 15 jam, 57 menit, dan 59 detik, menurut pengukuran paling akurat hingga saat ini.

Bukan tugas yang mudah untuk menentukan kecepatan rotasi sebuah planet yang hanya menunjukkan permukaan atmosfernya dan juga bergerak. Jauh lebih mudah untuk menentukan kecepatan rotasi planet berbatu.

Ketika Voyager 2 mencapai Neptunus pada tahun 1989, diperkirakan periode rotasi 16 jam 6,5 detik. Saat ini, pengukuran ini diketahui tidak akurat, berkat pengukuran telaten dari ilmuwan planet Erich Karkoschka dari Universitas Arizona.

Kecepatan putaran dan medan magnet

Kecepatan rotasi planet raksasa lainnya diukur dengan pulsa yang dipancarkan oleh medan magnet. Namun, metode ini tidak berlaku untuk Neptunus, karena baik sumbu maupun pusat dipol magnet tidak bertepatan dengan sumbu rotasi planet, seperti yang kita lihat pada gambar perbandingan berikut:

Gambar 5. Medan magnet planet raksasa. Sumber: Seeds, M. 2011 The Solar System. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.

Gambar tersebut menunjukkan model medan magnet yang dihasilkan oleh dipol (magnet), yang terletak kurang lebih di tengah planet. Model ini juga cocok untuk medan magnet bumi.

Tetapi medan Neptunus adalah anomali, dalam artian bahwa masukan kuadrupol dan orde tinggi bisa lebih besar daripada medan dipol. Dan seperti yang kita lihat pada gambar, dipol bergeser dari pusat.

Jadi Karkoschka menemukan metode yang berbeda, menggunakan lebih dari lima ratus gambar dari teleskop Hubble. Ia menemukan dua ciri khas planet yang ia sebut: Fitur Kutub Selatan dan Gelombang Kutub Selatan.

Ini telah berputar dengan kecepatan yang sama sejak 1990-an, yang menguatkan bahwa ini adalah kecepatan planet yang sebenarnya.

Gambar 6. Dalam gambar Neptunus ini, filter berwarna digunakan untuk menyorot Bintik Gelap 2 dan Fitur Kutub Selatan, yang tampak seperti berlabuh ke planet. Sumber: Erich Karkoschka.

Gambar pada Gambar 5 (di atas) menunjukkan warna dan kontras yang dimodifikasi oleh filter untuk menekankan karakteristik atmosfer planet.

Seperti yang telah kami katakan, angin di atmosfer Neptunus sering kali melebihi kecepatan suara.

Dengan demikian, Bintik Gelap Besar Neptunus mengubah posisi relatifnya dari waktu ke waktu, sedangkan Bintik Gelap 2 dan Fitur Kutub Selatan mempertahankan posisi relatifnya. Ini menunjukkan bahwa mereka terikat pada rotasi planet, yang memungkinkan Karkoschka menentukan secara akurat lamanya hari di Neptunus.

Komposisi

Unsur-unsur seperti hidrogen (84%), helium (12%), metana (2%), dan gas lain seperti amonia, etana, dan asetilena ditemukan di atmosfer Neptunus. Di bawah atmosfer ini terdapat campuran air, amonia cair, metana dan batuan cair yang mengandung silika, besi dan nikel.

Peningkatan konsentrasi metana, amonia, dan air ditemukan di bagian atmosfer yang lebih rendah. Berbeda dengan Uranus, planet kembar, komposisi Neptunus memiliki volume lautan yang lebih besar.

Struktur

Planet ini memiliki inti berbatu yang dikelilingi oleh cangkang es, semuanya berada di bawah atmosfer yang padat dan tebal, menempati sepertiga dari radiusnya. Ini mirip dengan planet kembar Uranus.

Gambar berikut menunjukkan struktur Neptunus secara lebih rinci.

Gambar 7. Struktur internal Neptunus. Sumber: Wikimedia Commons. Chocofrito / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Neptunus memiliki struktur dengan lapisan yang berdiferensiasi baik:

- Lapisan atas: terdiri dari awan yang sebagian besar merupakan hidrogen dan helium, dan sebagian kecil metana dan gas lainnya. Ini sesuai dengan sekitar 5-10% massa planet.

- Atmosfer : hidrogen, helium dan metana.

- Mantel: di bawah atmosfer adalah mantel besar planet ini, wilayah cair di mana suhu dapat mencapai antara 1.727 dan 4.727 ° C. Ini terdiri dari air, metana, dan amonia dalam bentuk fluida.

Mantelnya berkisar dari 10 hingga 15 daratan dan kaya akan air, amonia, dan metana. Campuran ini disebut "es", meskipun merupakan cairan yang panas dan padat, dan juga disebut samudra air dan amonia.

Mantel itu sendiri memiliki suhu yang sangat tinggi, antara 1.700ºC hingga 4.700ºC, dan konduktivitas listriknya juga tinggi.

- Inti: terdiri dari silika, besi dan batuan nikel, mirip dengan Uranus, raksasa es dan gas lainnya. Massa inti adalah 1,2 kali massa Bumi. Tekanan di pusat diperkirakan 700 GPa, kira-kira dua kali lipat tekanan di pusat bumi, dengan suhu mencapai 5.670 ºC.

Suasana

Suasana Neptunus sangat menarik dan pantas mendapat bagian khusus. Pertama-tama, ini sangat dingin, karena ini adalah planet terjauh dari Matahari dan menerima sangat sedikit radiasi matahari. Oleh karena itu, suhu di bagian atas atmosfer berada pada kisaran -220 ºC.

Tetapi Neptunus memiliki sumber panas internal, mungkin karena tumbukan elektron konduksi dalam mantel fluida dan juga panas yang tersisa selama pembentukannya.

Karena gradien suhu yang sangat besar ini, arus konveksi yang luar biasa terjadi, membuat sistem iklim planet menjadi sangat ekstrim.

Maka dihasilkanlah badai dan badai terbesar di tata surya, sebagaimana dibuktikan dengan pembentukan petak-petak besar arus antiklonik, karena angin berlawanan di lintang yang berbeda.

Di antara semua sistem antiklonik Neptunus, Bintik Hitam Besar menonjol, difoto untuk pertama kalinya oleh wahana Voyager 2 pada tahun 1989, ketika melewati 3.000 kilometer dari planet itu.

Dari segi warna, Neptunus bahkan lebih kebiruan daripada Uranus, justru karena konsentrasi metana yang lebih tinggi, yang menyerap panjang gelombang merah dan memantulkan panjang gelombang biru. Tetapi ada juga molekul lain yang berkontribusi pada warnanya.

Di bagian bawah atmosfer (troposfer) suhu menurun dengan ketinggian, tetapi di wilayah atas (stratosfer) terjadi sebaliknya. Di antara lapisan-lapisan ini tekanannya 10 ribu pascal (Pa).

Di atas stratosfer adalah termosfer, yang secara bertahap berubah menjadi eksosfer, di mana tekanan menurun dari 10 Pa menjadi 1 Pa.

Satelit Neptunus

Hingga saat ini, 15 satelit alami planet telah dihitung. Satelit terbesarnya dan yang pertama ditemukan pada tahun 1846 adalah Triton. Pada tahun 1949, satelit kedua ditemukan, bernama Nereida.

Pada tahun 1989 misi Voyager 2 menemukan enam satelit lagi: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa dan Proteus.

Kemudian pada tahun 2003 Halimedes, Sao, Laomedeia, Psámate dan Neso ditemukan. Satelit kecil 14 ditemukan pada 2013 oleh Institut SETI, periode orbitnya adalah 23 jam.

Mari kita lihat beberapa detail tentang bulan utama Neptunus:

Triton

Ini adalah satelit Neptunus terbesar, dengan diameter 2.700 km, sekitar 18 kali lebih kecil dari planet induknya dan hampir 5 kali lebih kecil dari Bumi.

Periode orbitnya hampir 6 hari, tetapi anehnya ia berputar berlawanan arah dengan rotasi Neptunus dan satelit lainnya. Selain itu, orbitnya miring 30 derajat terhadap bidang orbit planet tersebut.

Ini adalah objek terdingin di tata surya, dengan suhu rata-rata -235 ºC dan terdiri dari tiga perempat batuan dan seperempat es. Di permukaannya terdapat geyser, dengan pancaran gelap ke arah atmosfer, sedangkan di permukaannya terdapat dataran dan beberapa gunung berapi dengan kawah sepanjang 200 km.

Gambar 8. Satelit utama Neptunus; Triton, Proteus, Nereida dan Larisa. Sumber: Wikimedia Commons.

Dewi laut

Ini ditemukan oleh Gerard Kuiper pada tahun 1949, berkat fakta bahwa ia memantulkan 14% sinar matahari yang diterimanya.

Ukurannya seperdelapan dari Triton dan memiliki orbit yang sangat eksentrik, jarak terdekat terdekat ke Neptunus adalah 1.354.000 km dan jarak terjauh 9.624.000 km, membutuhkan waktu 360 hari untuk menyelesaikannya.

Proteus

Gambar 9. Fraternity, Equality, Liberty adalah nama yang diberikan pada lengkungan cincin Adams (terluar). Cincin bagian dalam adalah Le Verrier. (Sumber: wikimedia commons)

Neptunus memiliki lima cincin tipis dan samar, terutama terdiri dari partikel debu dan es. Diyakini bahwa asalnya adalah puing-puing yang ditinggalkan oleh tabrakan antara meteor dan satelit alami planet.

Cincin-cincin itu dinamai dari nama belakang para ilmuwan yang paling banyak berkontribusi pada penemuan dan studi mereka. Dari yang paling dalam hingga yang paling luar adalah Galle, Le Verrier, Lassell, Arago dan Adams.

Ada juga cincin yang orbitnya sama dengan satelit Galatea, yang dapat kita lihat pada gambar berikut:

Gambar 10. Diagram lima cincin Neptunus dan namanya. Orbit beberapa satelit juga ditampilkan. (Sumber: NASA).

Kapan dan bagaimana mengamati Neptunus

Neptunus tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, bahkan dengan teleskop amatir, Neptunus terlihat sangat kecil sehingga dapat disalahartikan sebagai bintang.

Untuk melakukan ini, yang terbaik adalah menggunakan program atau aplikasi komputer yang berfungsi sebagai planetarium. Untuk sistem operasi Android, aplikasi Sky Maps menonjol, yang memungkinkan Anda dengan cepat menemukan lokasi planet dan benda langit lainnya dengan cukup presisi.

Waktu terbaik untuk mengamati adalah saat planet tersebut berlawanan, yaitu Bumi berada di antara garis yang menghubungkan Matahari dengan Neptunus.

Fenomena ini terjadi setiap 368 hari dan pada tahun 2020 akan terjadi pada 11 September. Ini tentunya bukan satu-satunya kesempatan untuk mengamati Neptunus, yang juga terlihat pada waktu-waktu lain dalam setahun.

Dengan teleskop yang bagus, Neptunus dapat dibedakan dari bintang latar, karena terlihat seperti cakram biru kehijauan.

Magnetosfer Neptunus

Sebelumnya telah dikomentari tentang kekhasan medan magnet Neptunus. Kutub magnet planet memiliki kemiringan 47º terhadap sumbu rotasi.

Medan magnet dihasilkan oleh pergerakan fluida konduktif yang membentuk lapisan bola tipis di dalam planet. Tetapi di Neptunus, kutub magnet bergeser dari pusat sekitar 0,5 radius dari planet.

Intensitas medan magnet di ekuator berada pada urutan 15 mikrotesla, 27 kali lebih kuat daripada di Bumi.

Geometri bidang ini rumit, karena kontribusi kuadrupol dapat melebihi kontribusi dipol, tidak seperti Bumi yang kontribusi paling relevannya adalah dipol.

Gambar 11. Medan magnet khusus Neptunus. (Sumber: emaze.com)

Magnetosfer Neptunus meluas hingga 35 kali radiusnya di bagian depan guncangan dan 72 jari di bagian ekor.

Magnetopause, yang merupakan tempat di mana tekanan magnet sama dengan tekanan partikel bermuatan dari Matahari, berada antara 23 hingga 27 jari-jari dari planet.

Misi ke Neptunus

Voyager 2

Satu-satunya misi luar angkasa untuk mengorbit planet Neptunus adalah Voyager 2, yang tiba di planet tersebut pada tahun 1982.

Saat ini hanya dua satelit yang diketahui: Triton dan Nereida. Namun berkat misi Voyager 2, enam lagi ditemukan: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa, dan Proteus. Satelit-satelit ini lebih kecil dari Triton, dengan bentuk tidak beraturan dan radius orbit lebih kecil.

Keenam satelit ini diduga merupakan sisa-sisa tabrakan dengan satelit kuno yang bertabrakan dengan Triton saat Triton ditangkap oleh gravitasi Neptunus.

Voyager 2 juga menemukan cincin baru di Neptunus. Meskipun cincin pertama ditemukan pada tahun 1968, keberadaannya dan penemuan cincin baru tidak mungkin dilakukan sampai kedatangan wahana tersebut pada tahun 1989.

Pendekatan terdekat pesawat ruang angkasa ke planet terjadi pada tanggal 25 Agustus 1989, yang berlangsung pada jarak 4.800 km di atas kutub utara Neptunus.

Karena ini adalah planet besar terakhir yang bisa dikunjungi pesawat ruang angkasa, maka diputuskan untuk melakukan penerbangan jarak dekat ke bulan Triton, serupa dengan yang telah dilakukan dengan Voyager 1, yang terbang melewati Saturnus dan bulannya Titan.

Pada 25 Agustus 1989, pesawat ruang angkasa itu melakukan pertemuan dekat dengan bulan Nereid sebelum mencapai 4.400 km dari atmosfer Neptunus dan pada hari yang sama melintas di dekat Triton, bulan terbesar di planet itu.

Pesawat ruang angkasa tersebut memverifikasi keberadaan medan magnet yang mengelilingi Neptunus dan menemukan bahwa medan tersebut bergeser dari pusat dan miring, mirip dengan medan di sekitar Uranus.

Referensi

1. N + 1. 200 kilogram berlian menghujani Uranus dan Neptunus. Diperoleh dari: nmas1.org.
2. Powell, M. Planet Mata Telanjang di Langit Malam (dan cara mengidentifikasinya). Diperoleh dari: nakedeyeplanets.com.
3. Seeds, M. 2011. Tata Surya. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.
4. Wikipedia. Cincin planet. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Anneaux d'Neptune. Diperoleh dari: fr.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Eksplorasi Neptunus. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Neptunus (planet). Diperoleh dari: es.wikipedia.org.