Netuno (planeta): características, composição, órbita, movimento, estrutura

Netuno (planeta): características, composição, órbita, movimento, estrutura

Netuno é o oitavo planeta do sistema solar em termos de distância orbital, um gigante do gelo e o mais externo de todos. Isso ocorre desde que Plutão deixou de ser considerado um planeta em 2006, tornando-se um  planeta anão que faz parte do cinturão de Kuiper.

No céu noturno, Netuno se parece com um pequeno ponto azulado, pouco conhecido até as missões espaciais no final dos anos 80, como a Voyager 2, fornecerem dados sobre o planeta e seus satélites.

As imagens da Voyager 2 mostraram pela primeira vez um planeta com uma superfície azul esverdeada, com fortes tempestades e rápidas correntes de vento, produzindo manchas anticiclônicas escuras. Eles são muito semelhantes aos de Júpiter , embora não sejam tão permanentes no tempo como estes.

A atmosfera de Netuno é rica em metano e possui um sistema de anéis muito fraco. O planeta tem uma magnetosfera, portanto, presume-se que tenha um núcleo metálico.

Até o momento, foram contabilizados 15 satélites de Netuno, entre os quais Triton e Nereid são os principais satélites.

Descoberta e história

A descoberta de Netuno foi o resultado de uma previsão matemática, baseada em observações de distúrbios nas órbitas dos planetas Urano e Saturno . Anteriormente, em 1610, Galileu já havia visto Netuno com o mesmo telescópio que ele usava para descobrir as luas de Júpiter, mas confundiu-o com uma estrela. 

Muito mais tarde, em 1846, o matemático francês especializado em mecânica celeste, Urbain Le Verrier, estudou certos distúrbios nas órbitas de Saturno e Urano. A melhor explicação foi propor a existência de um novo planeta, a partir do qual ele previu a órbita e a posição no céu. O próximo passo foi encontrar o planeta, então  Le Verrier convenceu o astrônomo alemão Johann Gottfried Galle a procurá-lo. 

Na noite de 23 de setembro de 1846, Galle confirmou a existência do novo planeta em seu observatório em Berlim e, alguns dias depois, Triton, seu maior satélite, apareceu.

Quase simultaneamente em Cambridge, Inglaterra, o jovem matemático John Couch Adams, que também trabalhava no problema há algum tempo, fez previsões semelhantes. 

Netuno deve seu nome ao deus do mar da mitologia romana (equivalente ao deus grego Poseidon), seguindo a tradição de dar aos planetas nomes das divindades do panteão romano.

Características gerais

O diâmetro de Netuno é quase 4 vezes o diâmetro da Terra, mas cerca de um terço do gigantesco Júpiter.

Sua massa é 17 vezes a da Terra e seu volume é 57 vezes maior. Em relação à sua massa, ocupa o terceiro lugar dos planetas do sistema solar e o quarto lugar em tamanho.

Resumo das principais características físicas de Netuno

-Massa: 1.024 × 10 26 kg (17.147 vezes a da Terra)

Raio médio : 24.622 km, equivalente a 3,87 vezes o raio da Terra.

-Forma: achatada nos pólos por um fator de 0,983.

– Raio médio da órbita: 4.498 x 10 9 km equivalente a 30,07 AU

Inclinação do eixo de rotação : 30º em relação ao plano orbital.

-Temperatura : -220ºC (nuvens)

-Gravidade: 11,15 m / s 2  (1,14 g)

-Seu próprio campo magnético:  Sim, 14 microtesla no equador.

– Atmosfera: Hidrogênio 84%, Hélio 12%, Metano 2%, Amônia 0,01%.

-Densidade: 1.640 kg / m 3

– Satélites: 15 conhecidos até o momento.

-Anéis: Sim, são fracos e compostos de partículas de gelo e silicatos.

Movimento de tradução

Netuno, o oitavo planeta do sistema solar, é um gigante gasoso cuja órbita ao redor do Sol tem um raio médio de 30 UA. Uma unidade astronômica da UA é equivalente a 150 milhões de quilômetros e é a distância média entre o Sol e a Terra.

Isso significa que o raio da trajetória de Netuno é 30 vezes maior que o da Terra, por isso leva 165 anos para completar uma volta ao redor do Sol.

Curiosidades sobre Netuno

-É o planeta mais distante do Sol, já que Plutão, que está após a órbita de Netuno, agora é um planeta anão.

– Netuno é o menor dos quatro planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano, Netuno).

A gravidade de Netuno é muito semelhante à da Terra.

-É o planeta mais frio do sistema solar, com temperatura média de -221,4ºC.

-Tem um sistema de anéis, mas ao contrário dos de Saturno, eles não são contínuos, mas formam arcos ao longo de seu caminho orbital.

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Netuno é o mais denso dos planetas gigantes.

-Tem furacões com os ventos mais rápidos do sistema solar, que podem atingir incríveis 2.100 km / h.

– Netuno tem uma grande mancha escura, um redemoinho do tamanho do planeta Terra. Essa mancha, fotografada em 1989, desapareceu em 1994, mas deu origem a uma nova mancha escura.

-Triton, o maior satélite de Netuno, gira na direção oposta aos outros satélites, e é por isso que se pensa que foi preso pelo planeta e não se equipara a ele.

-Tritón (o maior satélite de Netuno) possui vulcões e gêiseres de nitrogênio, porém é uma das estrelas mais frias do sistema solar (-235ºC).

-A missão Voyager 2 passou 3 mil quilômetros do pólo norte do planeta Netuno em 1989.

– Em 12 de julho de 2011, Netuno completou sua primeira órbita completa desde sua descoberta em 23 de setembro de 1846.

Movimento rotativo

A rotação de Netuno é de 15 horas, 57 minutos e 59 segundos, de acordo com a medida mais precisa até o momento.

Não é uma tarefa fácil determinar a velocidade de rotação de um planeta que mostra apenas a superfície de sua atmosfera e que também se move. É muito mais fácil determinar a velocidade de rotação dos planetas rochosos.

Quando a Voyager 2 chegou a Netuno em 1989, foi estimado um período de rotação de 16 horas com 6,5 segundos. Hoje, essa medida é imprecisa, graças a meticulosas medidas do cientista planetário Erich Karkoschka, da Universidade do Arizona.

Velocidade de rotação e campo magnético

A velocidade de rotação dos outros planetas gigantes é medida pelos pulsos emitidos pelo campo magnético. No entanto, esse método não se aplica a Netuno, pois nem o eixo nem o centro do dipolo magnético coincidem com o eixo de rotação do planeta, como vemos na seguinte imagem comparativa:

A imagem mostra o modelo de campo magnético produzido por um dipolo (um ímã), localizado mais ou menos no centro do planeta. Este modelo também é adequado para o campo magnético da Terra.

Mas o campo de Netuno é anômalo, no sentido de que as contribuições quadrupolo e de ordem superior podem ser maiores que o campo dipolo. E, como vemos na figura, o dipolo é deslocado do centro.

Karkoschka então desenvolveu um método diferente, usando mais de quinhentas imagens do telescópio Hubble. Ele encontrou duas características do planeta que ele chamou:  característica polar do sul e onda polar do sul. 

Eles giraram na mesma velocidade desde os anos 90, corroborando que essa é a verdadeira velocidade do planeta.

A imagem na Figura 5 (acima) mostra cores e contrastes modificados por filtros, para enfatizar as características atmosféricas do planeta.

Como dissemos, os ventos na atmosfera de Netuno freqüentemente excedem a velocidade do som.

Assim, a grande mancha escura de Netuno varia sua posição relativa ao longo do tempo, enquanto a mancha escura 2 e a característica polar sul mantêm suas posições relativas. Isso sugere que eles estão ligados à rotação do planeta, o que permitiu a Karkoschka determinar com precisão a duração de um dia em Netuno.

Composição

Elementos como hidrogênio (84%), hélio (12%), metano (2%) e outros gases como amônia, etano e acetileno são encontrados na atmosfera de Netuno. Sob essa atmosfera, há uma mistura de água, amônia líquida, metano e rocha derretida, contendo sílica, ferro e níquel.

Concentrações crescentes de metano, amônia e água são encontradas nas regiões mais baixas da atmosfera. Ao contrário de Urano, o planeta gêmeo, a composição de Netuno tem um volume oceânico mais alto.

Estrutura

O planeta tem um núcleo rochoso cercado por uma concha gelada, tudo sob uma atmosfera densa e densa, ocupando um terço do seu raio. É semelhante ao do planeta gêmeo Urano.

A figura a seguir mostra a estrutura de Netuno em mais detalhes.

Netuno tem uma estrutura com camadas bem diferenciadas:

Camada superior:  é composta de nuvens que são principalmente hidrogênio e hélio e, em menor grau, metano e outros gases. Corresponde a  aproximadamente 5-10% da massa do planeta.

Atmosfera : hidrogênio, hélio e metano.

Manto:  abaixo da atmosfera está o grande manto do planeta, uma região líquida onde as temperaturas podem atingir entre 1.727 e 4.727 ° C. É composta de água, metano e amônia em estado fluido.

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O manto tem entre 10 e 15 massas terrestres e é rico em água, amônia e metano. Essa mistura é chamada de “gelo”, apesar de ser um fluido quente e denso, e também é chamada de oceano de água e amônia.

O manto em si tem temperaturas muito altas, entre 1.700ºC e 4.700ºC, e sua condutividade elétrica também é alta.

Núcleo:  composto de sílica, ferro e níquel, semelhante a Urano, o outro gigante de gelo e gás.  A massa do núcleo é 1,2 vezes a da Terra. A pressão no centro é estimada em 700 GPa, aproximadamente o dobro da do centro da Terra, com temperaturas de até 5.670 ºC.

Atmosfera

A atmosfera de Netuno é muito interessante e merece uma seção especial. Para começar, é extremamente frio, pois é o planeta mais distante do Sol e recebe muito pouca radiação solar. Por esse motivo, a temperatura na parte superior da atmosfera é da ordem de -220 ºC.

Netuno, porém, possui uma fonte interna de calor, provavelmente devido a colisões dos elétrons de condução no manto fluido e também ao calor restante durante sua formação.

Devido a esse enorme gradiente de temperatura, tremendas correntes de convecção são produzidas, tornando o sistema climático do planeta muito extremo.

E é assim que ocorrem as maiores tempestades e furacões no sistema solar, como evidenciado pela formação de grandes pontos de correntes anticiclônicas , devido aos ventos opostos em diferentes latitudes.

Entre todos os sistemas anticiclônicos de Netuno, destaca-se a Grande Mancha Escura, fotografada pela sonda Voyager 2 em 1989, quando passou a 3.000 quilômetros do planeta.

Quanto à cor, a de Netuno é ainda mais azulada do que a de Urano, justamente por causa de sua maior concentração de metano, que absorve o comprimento de onda vermelho e reflete o azul. Mas também existem outras moléculas que contribuem para a sua cor.

Na região inferior da atmosfera (troposfera) a temperatura diminui com a altura, mas na região superior (estratosfera) ocorre o contrário. A pressão entre essas camadas é de 10 mil pascal (Pa).

Acima da estratosfera está a termosfera, que se transforma gradualmente na exosfera, onde a pressão diminui de 10 Pa para 1 Pa.

Satélites de Netuno

Até o momento, foram contabilizados 15 satélites naturais do planeta. O maior de seus satélites e o primeiro a ser descoberto, em 1846, é Triton. Em 1949, um segundo satélite, chamado Nereid, foi descoberto.

Em 1989, a missão Voyager 2 descobriu mais seis satélites: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa e Proteo.

Mais tarde, em 2003, descobriram-se Halimedes, Sao, Laomedeia, Psámate e Neso. O pequeno satélite 14 foi descoberto em 2013 pelo instituto SETI, com um período orbital de 23 horas.

Vamos ver alguns detalhes sobre as principais luas de Netuno:

Triton

É o maior dos satélites de Netuno, com um diâmetro de 2.700 km, cerca de 18 vezes menor que seu planeta hospedeiro e quase 5 vezes menor que a Terra.

Seu período orbital é de quase 6 dias, mas curiosamente gira na direção oposta à rotação de Netuno e seus outros satélites. Além disso, sua órbita está inclinada a 30 graus do plano orbital do planeta.

É o objeto mais frio do sistema solar, com temperatura média de -235 ºC e é composto por três quartos de rocha e um quarto de gelo. Na sua superfície existem gêiseres, com emanações escuras na atmosfera, enquanto a superfície apresenta planícies e alguns vulcões com crateras de 200 km.

Nereida

Foi descoberto por Gerard Kuiper em 1949, devido ao fato de refletir 14% da luz solar que recebe.

Seu tamanho é um oitavo de Tritão e possui uma órbita muito excêntrica, a distância mais próxima a Netuno é de 1.354.000 km e a maior distância é de 9.624.000 km, levando 360 dias para ser concluída. 

Proteus

Este satélite irregular foi descoberto em 1989 pela missão Voyager 2 e, em tamanho, ocupa o segundo lugar entre os satélites de Netuno. É um satélite de baixa densidade e muito poroso.

Apesar do seu tamanho grande, não foi possível descobrir usando telescópios, porque é muito escuro e reflete pouca luz solar. Seu diâmetro médio é da ordem de 400 km, sendo 6,7 vezes menor que Triton. 

Anéis de Netuno

Netuno possui cinco anéis finos e finos, compostos principalmente de partículas de poeira e gelo. Acredita-se que sua origem esteja nos detritos deixados para trás pelas colisões entre os meteoros e os satélites naturais do planeta.

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Os anéis são nomeados com o sobrenome dos cientistas que mais contribuíram para sua descoberta e estudo. Dos mais internos aos mais externos estão Galle, Le Verrier, Lassell, Arago e Adams.

Há também um anel cuja órbita compartilha com o satélite Galatea, que podemos ver na seguinte imagem:

Quando e como observar Netuno

Não é possível ver Netuno a olho nu, mesmo com um telescópio amador, ele parece tão pequeno que pode ser confundido com uma estrela.

Para isso, é melhor usar um programa ou aplicativo de computador que funcione como um planetário. Para o sistema operacional Android, destaca-se o aplicativo Sky Maps, que permite localizar rapidamente planetas e outros objetos celestes com precisão suficiente.

O melhor momento para observar é quando o planeta está em oposição, ou seja, que a Terra está na linha que une o Sol a Netuno.

Esse fenômeno ocorre a cada 368 dias e, até 2020, em 11 de setembro. Certamente não é a única ocasião para observar Netuno, que também é visível em outras épocas do ano.

Com um bom telescópio, Netuno pode se diferenciar das estrelas de fundo, pois parece um disco verde-azulado. 

Magnetosfera de Netuno

Anteriormente, as peculiaridades do campo magnético de Netuno foram discutidas. Os pólos magnéticos do planeta são inclinados 47º para o eixo de rotação.

O campo magnético é gerado pelo movimento de fluidos condutores que formam uma fina camada esférica dentro do planeta. Mas em Netuno, os pólos magnéticos são deslocados do centro em cerca de 0,5 raios do planeta.

A intensidade do campo no equador magnético é da ordem de 15 microtesla, sendo 27 vezes mais intensa que a da Terra.

A geometria do campo é complexa, pois as contribuições quadripolo podem exceder a contribuição dipolo, diferentemente da Terra na qual a contribuição mais relevante é a contribuição dipolo.

A magnetosfera Netuno se estende até 35 vezes seu raio na frente de choque e segue 72 rádios.

A magnetopausa , que é onde a pressão magnética é equalizada com a pressão das partículas carregadas do sol, está entre 23 e 27 raios do planeta.

Missões para Netuno

Voyager 2

A única missão espacial a orbitar o planeta Netuno foi a Voyager 2, que pousou no planeta em 1982.

Nessa época, apenas dois satélites eram conhecidos: Triton e Nereid. Mas, graças à  missão Voyager 2, mais seis foram descobertas: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa e Proteo. Esses satélites são bem menores que Triton, com formato irregular e órbitas de raio menores.

Suspeita-se que esses seis satélites sejam os restos de uma colisão com um satélite antigo que colidiu com Triton quando este foi capturado pela força da gravidade de Netuno.

A Voyager 2 também descobriu novos anéis em Netuno. Embora o primeiro dos anéis tenha sido descoberto em 1968, sua existência e a descoberta de novos não foram possíveis até a chegada da referida sonda em 1989.

A aproximação mais próxima da espaçonave ao planeta ocorreu em 25 de agosto de 1989, que ocorreu a uma distância de 4.800 km acima do pólo norte de Netuno.

Como este era o último grande planeta que a sonda poderia visitar, foi decidido voar perto da lua Triton, bem como a Voyager 1, que sobrevoou Saturno e sua lua Titã. 

Em 25 de agosto de 1989, a sonda dirigiu-se para um encontro próximo com a lua Nereida antes de chegar a 4.400 km da atmosfera de Netuno e, no mesmo dia, passou perto de Triton, a maior lua do planeta.

A sonda verificou a existência do campo magnético ao redor de Netuno e descobriu que o campo foi deslocado do centro e inclinado, semelhante ao campo ao redor de Urano.

Referências

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  2. Powell, M. Os planetas do olho nu no céu noturno (e como identificá-los). Recuperado de: nakedeyeplanets.com.
  3. Sementes, M. 2011.O Sistema Solar. Sétima edição. Aprendizado Cengage.
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