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Il pianeta Nettuno

Dati Fisici
Diametro Equatoriale: 49.528 km
Polare: 48.682 km
Schiacciamento 0,017081
Masse terrestri 17,149
Densità media 1,64 g/cm3
Gravità 11,35 m/s2
Velocità di fuga 23,90 km/s
Rotazione siderale 0,67125 giorni
Obliquità su eclittica 28,33°
Albedo 0,41
Magnitudine minima +7,6
Temperatura superf. -220°C
Dati Orbitali
Distanza media dal Sole 4.498.801.000 km
Perielio 4.458.978.000 km
Afelio 4.538.672.000 km
Eccentricità 0,006812
Inclinazione su eclittica 1,7704°
Rivoluzione siderale 164,79 anni
Velocità media 5,43 km/s
Rivoluzione sinodica 367,50 giorni
Apogeo 4.310.532.000 km
Perigeo 4.653.083.000 km
Massimo diametro 2,4''
Minimo diametro 2,2''

NettunoNettuno è l'ottavo pianeta del Sistema Solare in ordine crescente di distanza dal Sole. Dal 2006 è anche l'ultimo pianeta del Sistema Solare, data la retrocessione di Plutone a pianeta nano prima ed a plutoide poi.
Classificato come stella da Galileo Galilei, Nettuno fu scoperto per deduzione dall'orbita di Urano. La traiettoria dell'orbita, infatti, sembrava risentire dell'influenza di un pianeta ancora sconosciuto e che fu così stabilito. Un balzo in avanti con la conoscenza di Nettuno è stato fatto grazie al Voyager 2. Nettuno è un pianeta di categoria gigante gassoso, quindi non è dotato di una superficie propriamente detta.
La scoperta di Nettuno è attribuita a J.Galle, il 23 settembre del 1846, su indicazioni di U. Leverrier.
Nettuno ha un debole sistema di quattro anelli planetari di natura ignota e del tutto instabili, forse a causa dell'influsso dei satelliti di Nettuno stesso. Addirittura si pensa che alcuni anelli possano sparire entro il prossimo secolo. Dei quattro anelli, due sono più marcati e due molto deboli. Ad oggi, Nettuno ha 13 satelliti tra i quali il più importante è Tritone, scoperto poco dopo il pianeta stesso. Gli altri satelliti sono di secondaria importanza ed hanno una orbita e natura estremamente irregolare.

Atmosfera

L'atmosfera di Nettuno è composta essenzialmente da idrogeno ed elio e, soprattutto, da metano, che conferisce al pianeta il colore blu. E' sempre il metano che influenza le condizioni meterologiche sul pianeta. Per qualche anno è stata presente una grande macchia scura sul pianeta, che poi è scomparsa. Tuttavia l'atmosfera del pianeta genera spesso strati nuvolosi. La temperatura è di circa -200°C ed i venti soffiano a più di 700 Km/h. Una tale potenza non è generata soltanto dai raggi solari, ma anche da una energia liberata dal pianeta stesso.
 

Osservazione di Nettuno

Nettuno è invisibile ad occhio nudo, mentre appare come una stellina celeste attraverso i telescopi. La sembianza è simile a quella di Urano, visto che condividono il colore dato dal metano. Innanzitutto c'è da dire che da quando è stato scoperto, Nettuno non ha ancora effettuato una rivoluzione completa, che avverrà nel 2010. A volte Nettuno viene a trovarsi più lontano del Sole rispetto a Plutone, dovutamente all'orbita bizzarra del pianeta nano. Questo è accaduto, ad esempio, dal 1979 al 1999.
Nettuno appare come una stella molto debole, con un angolo di 2'',3 ed una magnitudine superiore all'ottava. Già è un ottimo risultato riuscire a visualizzare il disco del pianeta, per il quale è necessario almeno un riflettore da 15 centimetri. L'osservazione in simili condizioni è pressocché impossibile e non può portare a nulla di valido né di interessante. Soltanto con strumenti dal diametro molto grande è possibile - ma in condizioni di cielo veramente perfette - intuire qualche evidenza atmosferica.
 

La composizione chimica

Ad Agosto 2017 uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences a firma dell'Engineering and Physical Sciences Research Council, ha rivelato la composizione chimica che si nasconde sotto la superficie di Nettuno. Le basse temperature obbligano gli elementi chimici superficiali allo stato solido, ghiacciato, ma relativamente all'interno si conosce ben poco. Ricreare le condizioni in laboratorio è compito assai arduo, e così si è proceduto a simulazioni su larga scala per comprendere al meglio il mantello del pianeta. 
La parte interna dovrebbe essere quindi un composto ghiacciato di acqua e ammoniaca, a formare probabilmente un composto chiamato emidrato di ammoniaca. Stessa cosa dovrebbe valere per gli altri pianeti ghiacciati.

Esperimento di compressione shockL'interno di Urano e Nettuno, secondo alcuni, sarebbe composto da fluidi convettivi ma altri ipotizzano una struttura a strati, con uno strato sottile fluido e un mantello di ghiaccio superionico, il che andrebbe a spiegare alcune anomalie nel campo magnetico dei pianeti. Alle condizioni interne dei due pianeti, in effetti, il ghiaccio può effettivamente trovarsi in uno stato superionico (una forma ibrida, simultaneamente liquida e solida, data da un reticolo di ioni di ossigeno disposti a struttura cubica entro la quale scorre un fluido di ioni di idrogeno) e questo è stato dimostrato in un esperimento di laboratorio a inizio 2018.

Allo stato superionico gli ioni pesanti si presentano in forma solida, con l'ossigeno a occupare le posizioni definite dalla struttura cristallina, mentre gli idrogeni si muovono liberamente. Per ottenere questo stato dell'acqua occorre sottoporla a enorme pressione e riscaldarla e i pianeti Urano e Nettuno, con centinaia di miliardi di Pascal e migliaia di gradi Kelvin, sembrano i luoghi ideali. 

 
Tragitto dell'occultazione stellare da parte di Tritone
 
Tragitto dell'occultazione stellare da parte di Tritone
 
Il 5 ottobre 2017 una rara occasione per studiare la luna Tritone durante l'occultazione di una stella di sfondo viene colta dall'osservatorio stratosferico SOFIA, in due minuti di osservazione. Le osservazioni consentono di studiare al meglio e di caratterizzare l'atmosfera della luna, comprendendo temperatura, pressione e densità. Le precedenti informazioni si basano sul passaggio della Voyager 2 e su una precedente occultazione del 2001, da cui è noto a oggi che l'atmosfera si compone principalmente di azoto e che risulta distorta da venti e potenti maree dovute alla vicinanza al pianeta Nettuno. Per ottenere dati completi sono stati scomodati anche trenta osservatori terrestri. 
L'ombra di Tritone passa sulla Terra a più di 17 km/s mentre SOFIA si muove a circa 652 miglia orarie: per evitare problemi sono stati effettuati test precedenti in maniera da non rischiare di "perdere" l'ombra.
 

Il vortice di Nettuno. Credit HST
 
Il vortice di Nettuno. Credit HST
 
Le tempeste su Nettuno appaiono molto variabili e così un gigantesco vortice che nel 2016 misurava 5000 chilometri di diametro a inizio 2018 si è ristretto a 3700 chilometri. Si tratta di un vortice scuro, una tipologia di struttura venuta alla ribalta con la Voyager 2 negli anni Ottanta e cha ha mostrato una estrema variabilità di apparenza, con una sparizione quasi totale negli anni Novanta. 
Hubble Space Telescope ha tenuto queste strutture sotto controllo il più possibile nell'ambito del programma OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy): in particolare la macchia oggetto di questo studio è un anticiclone che si alimenta con materiale in profondità (acido solfidrico in maggior parte) ma che, contrariamente alla apparente "cugina" Macchia Rossa di Giove, ha una durata molto più limitata. Si riteneva che, scendendo di latitudine, il vortice avrebbe dato vita a una attività nuvolosa di tutto rispetto ma quel che si osserva è una lenta e inesorabile scomparsa legata a un moto contrario alle aspettative, orientato verso il Polo Sud di Nettuno.


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