Tutaj na Ziemi, rok trwa w przybliżeniu 365,25 dni, z których każdy trwa 24 godziny. W ciągu jednego roku nasza planeta przechodzi przez dość wyraźne zmiany sezonowe. Jest to wypadkowa naszego okresu orbitalnego, okresu obrotowego i nachylenia osiowego. Jeśli chodzi o inne planety w naszym Układzie Słonecznym, jest podobnie.

Pomyślmy o Neptunie. Jako ósma i najdalsza planeta od Słońca, Neptun ma niezwykle szeroką orbitę i stosunkowo niewielką prędkość orbitalną. W rezultacie, rok na Neptunie jest bardzo długi, trwając równowartość prawie 165 ziemskich lat. W połączeniu z ekstremalnym nachyleniem osiowym, oznacza to również, że Neptun doświadcza dość ekstremalnych zmian sezonowych.

Orbitalny okres:

Przy średniej prędkości orbitalnej 5,43 km/s, Neptun potrzebuje 164,8 lat ziemskich (60 182 dni ziemskich), aby zakończyć jeden okres orbitalny. To oznacza, w efekcie, że rok na Neptunie trwa tak długo jak około 165 lat tutaj na Ziemi. Jednakże, biorąc pod uwagę jego okres obrotowy wynoszący 0,6713 dnia ziemskiego (16 godzin 6 minut 36 sekund), rok na Neptunie działa na 89,666 neptunowskich dni słonecznych.

Przy założeniu, że Neptun został odkryty w 1846 roku, ludzkość wie o jego istnieniu dopiero od 171 lat (w czasie pisania tego artykułu). Oznacza to, że od momentu odkrycia, planeta zakończyła tylko jeden okres orbitalny (który zakończył się w 2010 roku) i jest dopiero siedem lat w drugim. Ten okres orbitalny zostanie zakończony w 2179 roku.

Rezonans orbitalny:

Z powodu swojego położenia w zewnętrznym Układzie Słonecznym, orbita Neptuna ma głęboki wpływ na sąsiedni Pas Kuipera. Ten region, który jest podobny (ale znacznie większy) niż Główny Pas Asteroid, składa się z wielu małych lodowych światów i obiektów, które rozciągają się od orbity Neptuna (w odległości 30 AU) do odległości około 55 AU od Słońca.

Tak jak grawitacja Jowisza zdominowała Pas Asteroid, wpływając na jego strukturę i sporadycznie wyrzucając asteroidy i planetoidy do wnętrza Układu Słonecznego, tak grawitacja Neptuna zdominowała Pas Kuipera. Doprowadziło to do powstania luk w pasie, pustych regionów, gdzie obiekty osiągnęły rezonans orbitalny z Neptunem.

Wewnątrz tych luk, obiekty mają rezonans 1:2, 2:3 lub 3:4 z Neptunem, co oznacza, że wypełniają jedną orbitę wokół Słońca na każde dwie wypełnione przez Neptuna, dwie na każde trzy, lub trzy na każde cztery. Ponad 200 znanych obiektów, które istnieją w rezonansie 2:3 (najliczniejsze) są znane jako plutino, ponieważ Pluton jest największym z nich.

Ale chociaż Pluton przecina orbitę Neptuna regularnie, ich rezonans orbitalny 2:3 zapewnia, że nigdy nie mogą się zderzyć. Od czasu do czasu, grawitacja Neptuna powoduje również wyrzucanie lodowych ciał z Pasa Kuipera. Wiele z nich wędruje do Wewnętrznego Układu Słonecznego, gdzie stają się kometami o bardzo długich okresach orbitalnych.

Uważa się, że największy satelita Neptuna, Tryton, był kiedyś obiektem Pasa Kuipera (KBO) – i obiektem trans-Neptunowym (TNO) – który został schwytany przez grawitację Neptuna. Świadczy o tym jego ruch wsteczny, co oznacza, że krąży on wokół planety w przeciwnym kierunku niż inne jej satelity. Posiada on również szereg obiektów trojańskich zajmujących jego punkty Lagrange’a L4 i L5. Te “Neptunowe Trojany” można powiedzieć, że są w stabilnym rezonansie orbitalnym 1:1 z Neptunem.

Zmiana sezonowa:

Podobnie jak inne planety Układu Słonecznego, oś Neptuna jest nachylona w kierunku ekliptyki Słońca. W przypadku Neptuna jest ona nachylona pod kątem 28,32° względem jego orbity (podczas gdy Ziemia jest nachylona pod kątem 23,5°). Z tego powodu, Neptun przechodzi sezonowe zmiany w ciągu roku, ponieważ jedna z jego półkul otrzymuje więcej światła słonecznego niż druga. Ale w przypadku Neptuna, pojedynczy sezon trwa aż 40 lat, co sprawia, że bardzo trudno jest być świadkiem pełnego cyklu.

Wiele ciepła, które zasila atmosferę Neptuna pochodzi z wewnętrznego źródła (które jest obecnie nieznane), badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Wisconsin-Madison i Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA ujawniło, że zmiany sezonowe są również napędzane przez promieniowanie słoneczne. Polegało to na zbadaniu obrazów Neptuna wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a w latach 1996-2002.

Obrazy te ujawniły, że masywne południowe pasma chmur Neptuna stawały się stale szersze i jaśniejsze w okresie sześciu lat – co zbiegło się z rozpoczęciem przez półkulę południową 40-letniego lata. To rosnące zachmurzenie zostało przypisane zwiększonemu ogrzewaniu słonecznemu, ponieważ wydawało się ono być skoncentrowane na południowej półkuli i było raczej ograniczone na równiku.

Neptun pozostaje pod wieloma względami planetą zagadką. A jednak, trwające obserwacje planety ujawniły pewne znajome i pocieszające wzorce. Na przykład, podczas gdy jej skład jest zupełnie inny, a jej orbita umieszcza ją znacznie dalej od Słońca niż Ziemię, jej nachylenie osiowe i okres orbitalny wciąż powodują, że jej półkule doświadczają zmian sezonowych.

Dobrze jest wiedzieć, że bez względu na to jak daleko zapuszczamy się w głąb Układu Słonecznego, i bez względu na to jak różne rzeczy mogą się wydawać, wciąż są pewne rzeczy, które pozostają takie same!

Pisaliśmy wiele artykułów o tym jak długi jest rok na planetach słonecznych tutaj w Universe Today. Tutaj jest The Orbita the Planeta. Jak długo jest rok na innych planetach?, Orbita Ziemi. Jak długo jest rok na Ziemi?, Orbita Merkurego. Jak długo trwa rok na Merkurym?, Orbita Wenus. Jak długo trwa rok na Wenus?, Orbita Marsa. Jak długo trwa rok na Marsie?, Orbita Jowisza. Jak długo trwa rok na Jowiszu?, Orbita Saturna. Jak długo trwa rok na Saturnie?, Orbita Urana. Jak długo trwa rok na Uranie?, Orbita Plutona. How Long is a Year on Pluto?

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat Neptuna, spójrz na Hubblesite’s News Releases about Neptune, a tutaj jest link do NASA’s Solar System Exploration Guide to Neptune.

Nagraliśmy cały odcinek Astronomy Cast tylko o Neptunie. Możecie go posłuchać tutaj, Odcinek 63: Neptune.

.