Hier op aarde duurt een jaar ongeveer 365,25 dagen, waarvan elk 24 uur lang is. In de loop van een jaar ondergaat onze planeet enkele nogal uitgesproken seizoensgebonden veranderingen. Dit is het product van onze omlooptijd, onze rotatieperiode en onze axiale schuinte. En wat de andere planeten in ons zonnestelsel betreft, geldt ongeveer hetzelfde.

Kijk eens naar Neptunus. Als de achtste en verste planeet van de zon, heeft Neptunus een extreem wijde baan en een relatief langzame omloopsnelheid. Daardoor is een jaar op Neptunus erg lang, het duurt het equivalent van bijna 165 aardse jaren. In combinatie met de extreme axiale schuinte betekent dit ook dat Neptunus enkele tamelijk extreme seizoensgebonden veranderingen ondergaat.

Baanperiode:

Met een gemiddelde baansnelheid van 5,43 km/s doet Neptunus er 164,8 aardjaren (60.182 aarddagen) over om één omlooptijd te voltooien. Dit betekent in feite dat een jaar op Neptunus even lang duurt als ongeveer 165 jaar hier op Aarde. Maar gezien de rotatieperiode van 0,6713 aardse dagen (16 uur 6 minuten 36 seconden), komt een jaar op Neptunus overeen met 89.666 Neptuniaanse zonnedagen.

Gezien het feit dat Neptunus in 1846 werd ontdekt, weet de mensheid pas sinds 171 jaar van zijn bestaan af (ten tijde van het schrijven van dit artikel). Dat betekent dat de planeet sinds zijn ontdekking slechts één omlooptijd heeft voltooid (die eindigde in 2010) en nog maar zeven jaar bezig is aan zijn tweede. Deze omlooptijd zal in 2179 voltooid zijn.

Orbitale Resonantie:

Omdat Neptunus zich in het buitenste zonnestelsel bevindt, heeft zijn baan een grote invloed op de naburige Kuipergordel. Dit gebied, dat vergelijkbaar is (maar aanzienlijk groter) dan de Gordel van Planetoïden, bestaat uit vele kleine ijzige werelden en objecten die zich uitstrekken van de baan van Neptunus (op 30 AE) tot een afstand van ongeveer 55 AE van de Zon.

Zoals de zwaartekracht van Jupiter de Asteroïdengordel heeft gedomineerd, de structuur ervan heeft beïnvloed en af en toe asteroïden en planetoïden het binnenste zonnestelsel in heeft geslingerd, zo domineert de zwaartekracht van Neptunus de Kuipergordel. Dit heeft geleid tot het ontstaan van gaten in de gordel, lege gebieden waar objecten een baanresonantie met Neptunus hebben bereikt.

In deze gaten hebben objecten een 1:2, 2:3 of 3:4 resonantie met Neptunus, wat betekent dat ze één baan om de Zon voltooien voor elke twee voltooid door Neptunus, twee voor elke drie, of drie voor elke vier. De meer dan 200 bekende objecten die in de 2:3 resonantie bestaan (de meest bevolkte) staan bekend als plutino’s, omdat Pluto de grootste van hen is.

Hoewel Pluto regelmatig de baan van Neptunus kruist, zorgt hun 2:3 baanresonantie ervoor dat ze nooit kunnen botsen. Soms zorgt de zwaartekracht van Neptunus er ook voor dat ijzige lichamen uit de Kuipergordel worden geschopt. Veel van deze lichamen reizen vervolgens naar het binnenste zonnestelsel, waar ze uitgroeien tot kometen met extreem lange omlooptijden.

De grootste satelliet van Neptunus, Triton, is waarschijnlijk ooit een Kuipergordelobject (KBO) – en Trans-Neptunisch object (TNO) – geweest dat door de zwaartekracht van Neptunus werd gevangen. Dit blijkt uit zijn retrograde beweging, wat betekent dat hij in de tegenovergestelde richting van zijn andere satellieten rond de planeet draait. Er zijn ook een aantal Trojaanse objecten die zijn L4 en L5 Lagrangepunten bezetten. Van deze “Neptunus Trojanen” kan worden gezegd dat ze in een stabiele 1:1 baanresonantie met Neptunus zijn.

Seizoensverandering:

Zoals de andere planeten van het Zonnestelsel, is de as van Neptunus gekanteld naar de ecliptica van de Zon. In het geval van Neptunus is de as 28,32° gekanteld ten opzichte van zijn baan (terwijl de aarde 23,5° gekanteld is). Hierdoor ondergaat Neptunus in de loop van een jaar seizoensgebonden veranderingen, omdat één van zijn halfronden meer zonlicht ontvangt dan de andere. Maar in het geval van Neptunus duurt één seizoen maar liefst 40 jaar, waardoor het erg moeilijk is om een volledige cyclus mee te maken.

Hoewel een groot deel van de warmte die de atmosfeer van Neptunus aandrijft afkomstig is van een interne bron (die momenteel onbekend is), onthulde een studie uitgevoerd door onderzoekers van de Wisconsin-Madison University en NASA’s Jet Propulsion Laboratory dat de seizoensverandering ook wordt aangedreven door zonnestraling. Hiervoor werden beelden van Neptunus onderzocht die tussen 1996 en 2002 met de Hubble-ruimtetelescoop waren gemaakt.

Op deze beelden was te zien dat de massieve zuidelijke wolkenbanden van Neptunus in deze periode van zes jaar steeds breder en helderder werden – wat samenviel met het begin van de 40-jarige zomer op het zuidelijk halfrond. Dit groeiende wolkendek werd toegeschreven aan de toegenomen opwarming door de zon, aangezien deze zich leek te concentreren op het zuidelijk halfrond en eerder beperkt was aan de evenaar.

Neptunus blijft in veel opzichten een mysterieuze planeet. Toch hebben waarnemingen van de planeet een aantal bekende en geruststellende patronen aan het licht gebracht. Zo is de samenstelling van de planeet heel anders en is hij door zijn baan veel verder van de zon verwijderd dan de aarde, maar door de kanteling van zijn as en zijn omlooptijd ondergaan zijn hemisferen toch seizoensgebonden veranderingen.

Het is goed om te weten dat hoe ver we ons ook in het Zonnestelsel wagen, en hoe verschillend de dingen ook lijken, sommige dingen toch hetzelfde blijven!

We hebben hier op Universe Today veel artikelen geschreven over hoe lang het jaar op de Zonneplaneten is. Hier is De omloopbaan van de planeten. Hoe lang is een jaar op de andere planeten?, De omloopbaan van de aarde. Hoe lang is een jaar op de aarde?, De baan van Mercurius. Hoe lang is een jaar op Mercurius?, De baan van Venus. Hoe lang is een jaar op Venus?, De baan van Mars. Hoe lang is een jaar op Mars?, De baan van Jupiter. Hoe lang is een jaar op Jupiter?, De baan van Saturnus. Hoe lang is een jaar op Saturnus?, De baan van Uranus. Hoe lang is een jaar op Uranus?, De baan van Pluto. Hoe lang is een jaar op Pluto?

Als je meer informatie wilt over Neptunus, kijk dan eens naar de nieuwsberichten van Hubblesite over Neptunus, en hier is een link naar NASA’s Solar System Exploration Guide to Neptune.

We hebben een hele aflevering van Astronomy Cast opgenomen die alleen over Neptunus gaat. Je kunt er hier naar luisteren, Episode 63: Neptunus.