Hier auf der Erde dauert ein Jahr ungefähr 365,25 Tage, von denen jeder 24 Stunden lang ist. Im Laufe eines Jahres durchläuft unser Planet einige recht ausgeprägte jahreszeitliche Veränderungen. Dies ist das Produkt aus unserer Umlaufzeit, unserer Rotationszeit und unserer Achsenneigung. Bei den anderen Planeten in unserem Sonnensystem ist es ähnlich.

Betrachten wir Neptun. Als achter und am weitesten von der Sonne entfernter Planet hat Neptun eine extrem weite Umlaufbahn und eine vergleichsweise langsame Umlaufgeschwindigkeit. Daher ist ein Jahr auf Neptun sehr lang und entspricht fast 165 Erdenjahren. In Verbindung mit seiner extremen Achsenneigung bedeutet dies auch, dass Neptun einige recht extreme jahreszeitliche Schwankungen erlebt.

Bahnperiode:

Bei einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 5,43 km/s benötigt Neptun 164,8 Erdjahre (60.182 Erdtage) für eine einzige Umlaufperiode. Das bedeutet, dass ein Jahr auf dem Neptun so lange dauert wie etwa 165 Jahre auf der Erde. Bei einer Rotationsperiode von 0,6713 Erdtagen (16 Stunden, 6 Minuten und 36 Sekunden) entspricht ein Jahr auf dem Neptun jedoch 89.666 neptunischen Sonnentagen.

Da Neptun 1846 entdeckt wurde, weiß die Menschheit erst seit 171 Jahren von seiner Existenz (zum Zeitpunkt der Abfassung dieses Artikels). Das bedeutet, dass der Planet seit seiner Entdeckung erst eine einzige Umlaufperiode hinter sich gebracht hat (die 2010 endete) und sich erst seit sieben Jahren in seiner zweiten befindet. Diese Umlaufperiode wird im Jahr 2179 abgeschlossen sein.

Orbitale Resonanz:

Aufgrund seiner Lage im äußeren Sonnensystem hat Neptuns Umlaufbahn einen tiefgreifenden Einfluss auf den benachbarten Kuiper-Gürtel. Diese Region, die dem Hauptasteroidengürtel ähnelt (aber wesentlich größer ist), besteht aus vielen kleinen eisigen Welten und Objekten, die sich von Neptuns Umlaufbahn (bei 30 AE) bis zu einer Entfernung von etwa 55 AE von der Sonne erstrecken.

So wie die Schwerkraft des Jupiters den Asteroidengürtel dominiert, seine Struktur beeinflusst und gelegentlich Asteroiden und Planetoiden in das innere Sonnensystem geschleudert hat, dominiert die Schwerkraft des Neptuns den Kuipergürtel. Dies hat zur Entstehung von Lücken im Gürtel geführt, leeren Regionen, in denen Objekte eine orbitale Resonanz mit Neptun erreicht haben.

In diesen Lücken haben Objekte eine 1:2, 2:3 oder 3:4 Resonanz mit Neptun, was bedeutet, dass sie eine Umrundung der Sonne für jede zweite Umrundung durch Neptun, zwei für jede dritte oder drei für jede vierte vollziehen. Die über 200 bekannten Objekte, die sich in der 2:3-Resonanz befinden (die bevölkerungsreichsten), werden als Plutinos bezeichnet, da Pluto das größte von ihnen ist.

Obwohl Pluto die Umlaufbahn von Neptun regelmäßig kreuzt, sorgt die 2:3-Resonanz dafür, dass sie niemals kollidieren können. Gelegentlich bewirkt Neptuns Schwerkraft auch, dass Eiskörper aus dem Kuipergürtel herausgeschleudert werden. Viele von ihnen wandern dann ins Innere Sonnensystem, wo sie zu Kometen mit extrem langen Umlaufzeiten werden.

Neptuns größter Satellit, Triton, war vermutlich einst ein Kuipergürtel-Objekt (KBO) – und transneptunisches Objekt (TNO) -, das von Neptuns Schwerkraft eingefangen wurde. Dies zeigt sich an seiner retrograden Bewegung, d. h. er umkreist den Planeten in der entgegengesetzten Richtung wie seine anderen Satelliten. Außerdem gibt es eine Reihe von trojanischen Objekten, die seine Lagrange-Punkte L4 und L5 besetzen. Diese “Neptun-Trojaner” befinden sich in einer stabilen 1:1-Bahnresonanz mit Neptun.

Jahreszeitenwechsel:

Wie bei den anderen Planeten des Sonnensystems ist auch bei Neptun die Achse zur Ekliptik der Sonne geneigt. Im Fall von Neptun ist sie um 28,32° relativ zu seiner Umlaufbahn geneigt (während die Erde um 23,5° geneigt ist). Aus diesem Grund unterliegt Neptun im Laufe eines Jahres einem jahreszeitlichen Wandel, da eine seiner Hemisphären mehr Sonnenlicht erhält als die andere. Im Fall von Neptun dauert eine einzige Jahreszeit jedoch ganze 40 Jahre, so dass es sehr schwierig ist, einen vollständigen Zyklus zu beobachten.

Während ein Großteil der Wärme, die Neptuns Atmosphäre antreibt, aus einer internen Quelle stammt (die derzeit nicht bekannt ist), hat eine von Forschern der Universität Wisconsin-Madison und des Jet Propulsion Laboratory der NASA durchgeführte Studie gezeigt, dass der jahreszeitliche Wechsel auch durch die Sonneneinstrahlung angetrieben wird. Sie untersuchten Bilder von Neptun, die das Hubble-Weltraumteleskop zwischen 1996 und 2002 aufgenommen hatte.

Diese Bilder zeigten, dass die massiven südlichen Wolkenbänder des Neptun im Laufe des Sechsjahreszeitraums immer breiter und heller wurden – zeitgleich mit dem Beginn des 40-jährigen Sommers auf der Südhalbkugel. Diese wachsende Wolkendecke wurde auf eine verstärkte Sonnenerwärmung zurückgeführt, die sich offenbar auf die südliche Hemisphäre konzentrierte und am Äquator eher begrenzt war.

Neptun bleibt in vielerlei Hinsicht ein geheimnisvoller Planet. Und doch haben die laufenden Beobachtungen des Planeten einige vertraute und beruhigende Muster offenbart. So ist er zwar in seiner Zusammensetzung ganz anders zusammengesetzt und auf seiner Umlaufbahn viel weiter von der Sonne entfernt als die Erde, aber seine Achsenneigung und seine Umlaufzeit führen dennoch dazu, dass seine Hemisphären jahreszeitliche Veränderungen erfahren.

Es ist gut zu wissen, dass, egal wie weit wir uns in das Sonnensystem hinauswagen, und egal wie unterschiedlich die Dinge erscheinen mögen, es immer noch einige Dinge gibt, die gleich bleiben!

Wir haben hier bei Universe Today viele Artikel darüber geschrieben, wie lang das Jahr auf den Sonnenplaneten ist. Hier ist Die Umlaufbahn der Planeten. Wie lang ist ein Jahr auf den anderen Planeten? und Die Umlaufbahn der Erde. Wie lang ist ein Jahr auf der Erde?, Die Umlaufbahn des Merkur. Wie lang ist ein Jahr auf dem Merkur?, Die Umlaufbahn der Venus. Wie lang ist ein Jahr auf der Venus?, Die Umlaufbahn des Mars. Wie lang ist ein Jahr auf dem Mars?, Die Umlaufbahn des Jupiter. Wie lang ist ein Jahr auf dem Jupiter?, Die Umlaufbahn des Saturn. Wie lang ist ein Jahr auf dem Saturn?, Die Umlaufbahn des Uranus. Wie lang ist ein Jahr auf dem Uranus?, Die Umlaufbahn des Pluto. Wie lang ist ein Jahr auf dem Pluto?

Wenn Sie mehr Informationen über den Neptun wünschen, sehen Sie sich die Hubblesite News Releases über den Neptun an, und hier ist ein Link zu NASA’s Solar System Exploration Guide to Neptune.

Wir haben eine ganze Episode von Astronomy Cast nur über den Neptun aufgenommen. Sie können sie hier anhören, Episode 63: Neptun.