Neptunus on kahdeksas ja kauimpana tunnettu planeetta, joka kiertää Aurinkoa, ja se kiertää sen kerran jokaisen 164,8 vuoden välein etäisyydellä 30,1 astronomista yksikköä – noin 4,5 miljardia kilometriä. Se on myös ainoa aurinkokunnassa oleva planeetta, jota kukaan ei ole tosiasiassa löytänyt ensimmäiseksi. Astronomit laskivat, missä sen piti olla, osoittivat sinne kaukoputken ja löysivät sen odottamassa.
Tämä taaksepäin kulkeva löytöhistoria on vasta alku. Neptunus piilottaa timanttisateet murskaavan paineen alla, tuottaa nopeimmat tuulet, joita koskaan mitattu planeetalla, ja pitää kuuta, joka kiertää sitä taaksepäin ja on hitaasti tuomittu repimään osiin. Mikään tästä ei ole näkyvissä Maasta ilman kaukoputkea – Neptunus on liian himmeä nähtäväksi silmällä – mikä tekee siitä, että tiedämme mistään tästä ollenkaan, pienen fysiikan ja kärsivällisyyden ihmeen.
Planeetta, joka löydettiin matematiikalla, ei havainnoinnilla
Odottamattomat muutokset Uranuksen kiertoradalla johtivat astronomia Alexis Bouvardia hypoteesiin, että Uranuksen polkua häiritti tuntemattoman planeetan painovoima kauempana. Bouvard kuolemansa jälkeen tämän hypoteettisen planeetan sijainti laskettiin itsenäisesti kahdella matemaatikolla, John Couch Adamsilla ja Urbain Le Verriellä, käyttäen vain Uranuksen värinää ja Newtonin yhtälöitä.
Neptunus on ainoa aurinkokunnassa oleva planeetta, jota ei alun perin havaittu suoralla empiirisella havainnoinnilla. Se nähtiin ensimmäisen kerran kaukoputken läpi 23. syyskuuta 1846, kun astronomia Johann Gottfried Galle osoitti hänen välineensa Berliinin taivaan puoleen ja löysi planeetan yhden asteen sisällä asemasta, jonka Le Verrier oli ennustanut paperilla. Toisin sanoen, Neptunus löydettiin aritmetiikalla ennen kuin se löydettiin silmillä.
On vielä oudompaa huomautusta. Jotkut vanhimmat tunnetut kaukoputkella tehdyt havainnot – Galileon omat piirrokset 28. joulukuuta 1612 ja 27. tammikuuta 1613 – sisältävät piirrettyjä pisteitä, jotka vastaavat sitä, mitä nyt tiedämme olivat Neptunuksen sijainnit näinä tarkoissa päivinä. Galileo oli lähes varmasti nähnyt Neptunusta yli kahden vuosisadan ennen kuin kukaan tunnisti sen planeetaksi, ja yksinkertaisesti kirjasi sen taustatahdeksi.
Nimetty värin mukaan, ei Jumalaksi
Kun Neptunus oli vahvistettu, se tarvitsi nimen, ja prosessi oli vähemmän ilmeinen kuin roomalaisen jumalan malli ehdottaa. Ensimmäinen ehdotus tuli sen löytäjältä Gallelta, joka ehdotti kutsua sitä Janukseksi. Se oli toinen astronomia, Struve, joka sen sijaan väitti Neptunuksen nimen 29. joulukuuta 1846 – ei ensisijaisesti mytologisista syistä, vaan planeetan värin jälkeen kaukoputkella nähtävänä.
Pieni jättiläinen, jolla on oikea voima
Huolimatta siitä, että Neptunus on neljännellä sijalla planeettojen halkaisijalla, se lyö hyvin painonsa yli. Sen massa on 17,15 kertaa Maan suuruinen, mutta vain 1/19 Jupiterin – asettaen sen tiukasti kivisten maailmojen ja todellisten jättiläisten välillä. Se on Aurinkokunnan kolmanneksi massiivisin planeetta ja neljän kaasujättiläisen joukossa tiheimmin.
Tämä tiheys näkyy myös sen painovoimassa. 1 baarin painetasolla Neptunuksen painovoima mittaa 11,27 m/s², joka on 1,15 kertaa Maan pintapainovoima – ja kaikkien planeettojen joukossa se ylittyy vain Jupiteristä. Jos olisit seisomassa Neptunuksen pilvien huipuilla (jos jotenkin voisi), painaisit enemmän kuin Maalla, huolimatta siitä, että planeetta on tehty lähes kokonaan nesteestä ja kaasusta.
Nopein tuuli kaikkialla
Neptunuksen sää on missä numerot tulevat todella äärimmäisiksi. Hänen myrskynsysteemin reunoilla tuulia on mitattu jopa 2100 kilometriä tunnissa (1300 mph) – nopeimmat tuulet, jotka koskaan on rekisteröity missään aurinkokunnassa. Ja Neptunus on harvoin rauha: planeetta näyttää viettävän hieman yli puolet aastaan isäntä myrskyä, joka tunnetaan suurena tummana täplänä.
Ensimmäinen suuri tumma täplä löydettiin vuonna 1989, kun NASA:n Voyager 2 -avaruusalus kuvasi antikyklonista myrskyä kattavan 13 000 km × 6600 km – suunnilleen Maan koko, upotettuna toisen maailman pilviin. Mutta kun sama taivas paikka kuvattiin uudelleen marraskuussa 1994 Hubble-avaruusteleskoopilla, myrsky oli täysin kadonnut. Se on keskeinen ero Jupiterin kuuluisasta suuresta punaisesta täplästä, joka on kestänyt satoja vuosia: Neptunuksen tummat täplät muodostuvat ja hajoavat vain muutaman vuoden sisällä, sitten korvataan uusilla muualla planeetalla.
Timanttisade ja mysteerinen uuni
Neptunus saa vain murto-osan auringonvalosta, jota lähemmät planeetat saavat, ja silti jotain sen sisällä jatkaa vakavan lämmön tuottamista. Uranus, hänen lähes-kaksoisensa jääkaasu-jättiläinen, säteilee vain 1,1 kertaa energiaa kuin mitä se vastaanottaa auringosta. Neptunus säteilee noin 2,61 kertaa enemmän – paljon suurempi ylijäämä, vaikka Neptunus on yli 50% kauemmas auringosta kuin Uranus ja vastaanottaa vain noin 40% auringonvaloa, jonka Uranus saa. Kukaan ei tiedä täysin, mistä tämä ylimääräinen sisäinen lämpö tulee, mutta se on tarpeeksi vahva ohjaamaan nopeimpia planeettakiertäjiä missään aurinkokunnassa.
Syvästi tässä uunissa paine tekee jotain lähes uskomatonta. Noin 7000 km syvyydessä olosuhteet voivat olla tarpeeksi äärimmäisiä, jotta metaanimolekyylit hajoavat ja kokoavat uudelleen timanttikiteiksi, jotka sitten satavat alas planeetan sisuksiin kuten rakeita. Se on yksi harvoista paikoista aurinkokunnassa, joissa normaali sääilmiö voisi sisältää todellisia jalokiviä, jotka putoavat taivaasta – vain ei missään, missä ihminen voisi seisoa katsomassa sitä.
Renkaat nimeltään vallankumouksen jälkeen
Neptunuksella on oma renkaiden järjestelmä, vaikka paljon heikompein kuin Saturnuksella, eikä sitä vahvistettu kuvantamisella, kunnes Voyager 2 -avaruusalus kuvasi sen vuonna 1989. Renkaissa on epätavallisen henkilökohtainen joukko nimiä. Sisimpä on Gallen rengas, nimeltään Johann Gottfried Gallen mukaan, astronomian, joka näki ensin Neptunusta kaukoputken läpi. Seuraava rengas on Le Verrierenrengas, kunniaksi Urbain Le Verrieria, joka laski, missä Neptunuksen oli oltava. Edelleen on Lassell-rengas, nimetty William Lassellin mukaan, englanniksi astronomiksi, joka löysi Neptunuksen suurimman kuun.
.jpg){kind=link}
Jopa Neptunuksen renkaiden kirkkaimmat kerrostuneet segmentit – hänen rengaskaaret – saivat erillisen nimitysteeman. Vastapäivään edeten, niitä kutsutaan Fraternité, Égalité 1 ja 2, Liberté ja Courage. Neljä ensimmäistä nimeä tulevat "vapaudesta, tasa-arvosta, veljeyden" motosta, Ranskan vallankumouksesta ja tasavallasta, joiden löysivät ja nimesivät ranska-johtoiset havainto-ryhmiä, jotka toimivat maalta.
Triton, kuu, joka ei pitäisi olla siellä
Neptunuksen suurin kuu, Triton, löydettiin brittiläisen astronomi William Lassellin toimesta 10. lokakuuta 1846 – vain 17 päivää sen jälkeen, kun Neptunus itse löydettiin. Tämä nopeus ei ole onnettomuus: Triton on tarpeeksi kirkas ja lähellä, että huolellinen tarkkailija jahtaa uutta planeettaa oli menestymään havaita se nopeasti.
.jpg){kind=link}
Mitä tekee Tritonin oudoksi, on sen kiertorata. Triton kiertää Neptunusta retrograadissa kiertoradalla, pyörimässä planeetan omaan pyörimiseen vastakkaiseen suuntaan – ainoa suuri kuu aurinkokunnassa, joka tekee näin. Tämä taaksepäin liike on vahva viite siihen, että Triton ei syntynyt Neptunuksen kanssa ollenkaan, vaan sieppattiin myöhemmin planeetan painovoimalla. Se on myös hitaasti liikkuva kuolinkupari: koska Tritonin kiertorata toimii Neptunuksen kiertoa vastaan sen sijaan sen kanssa, kuu on hitaasti kierteilemässä sisäänpäin, ja se lopulta repitään, noin 28 miljardissa vuodessa, kun se saavuttaa Rochin rajan.
Triton on myös geologisesti elossa tavoin, joilla muutamat jäiset kuut ovat. Yksi sen suurimmista ominaisuuksista on Leviathan Patera, kalteeraan kaltainen rakenne noin 100 km halkaisijainen, ympäröity massiivisella jäätynyt laavatasangolla nimeltään Cipango Planum, joka kattaa vähintään 490 000 km². Lisäksi Voyager 2 -anturi sai kuun toiminnassa: vuonna 1989 se havaitsi geysirin kaltaisia räjähdyksiä typpikaasusta ja pölystä, jotka puhkeivat Tritonin pinnan alta höyryissä jopa 8 km korkealla – aktiivinen tuuletus kuulla, niin kylmässä, että se isännöi typpijaata.
Yksi avaruusalus, yksi yritys
Lähes kaikki, mitä tiedämme läheltä Neptunuksen myrskyistä, renkaista ja Tritonin geyseireistä tulee yhdestä lentävistä. Voyager 2, jonka NASA laukaisi 20. elokuuta 1977, vain 16 päivää ennen hänen kaksosensa Voyager 1, pysyy ainoana avaruusaluksena, joka on koskaan käyneet kummassakaan aurinkokunnassa olevan jääkaasu-jättiläisen. Mikään muu tehtävä ei ole palattu sen jälkeen.
Tämä volo on myös vastuussa värimyytin, joka tarttui vuosikymmeniksi. Neptunuksen ilmapiiri on itse asiassa vain heikosti sininen optisessa spektrissä – vain hieman kylläistynyt kuin Uranuksen ilmapiirin vaalea sininen. Mutta kun Voyager 2 lensi Neptunuksen ohi 25. elokuuta 1989, hänen kuvantamisen renderit liioittelivat värin kontrastia huomattavasti pilviä, nauhat ja tuulia paremmin paljastaakseen. Tuloksena Neptunus näytti syvästi siniseltä lähellä lähes valkoisen Uranuksen, ja tämä dramaattinen kontrasti on syy, miksi useimmat ihmiset edelleen kuvittavat Neptunusta eläväksi siniseksi maailmaksi, vaikka sen todellinen väri on paljon lähempänä hänen jäävieraansa.