Sonnensystem-Basiswissen: Steckbrief: Neptun - der äußerste Planet
Der äußerste Planet Neptun wurde im Jahr 1846 von Johann Gottfried Galle (1812-1910) von Berlin aus entdeckt, nachdem dieser einen Brief des französischen Astronomen Urbain Le Verrier (1811-1877) aus Paris erhalten hatte. In diesem hatte Le Verrier seinen deutschen Kollegen um die Suche nach einem weiteren Planeten des Sonnensystems gebeten. Er konnte nach langwierigen Berechnungen dessen Position am Himmel so genau angeben, dass Galle nach wenigen Minuten auf den gesuchten Himmelskörper stieß. Unabhängig und annähernd zeitgleich zu Le Verrier hatte auch der britische Mathematiker und Astronom John Couch Adams (1819-1892) die Position von Neptun berechnet, nur schenkten ihm die professionellen britischen Astronomen leider keine Beachtung.
Zunächst unerklärliche Abweichungen in den Bahnbewegungen des Planeten Uranus hatten die Astronomen und Mathematiker dazu gebracht, die Existenz eines weiteren großen Planeten vorherzusagen. Dieser sollte mit seiner Schwerkraft die Bewegungen des siebten Planeten beeinflussen, dessen Umlaufverhalten allen Berechnungen zum Trotz immer wieder von den Vorgaben abwich. Mit der Entdeckung von Neptun, der Planet erhielt schon bald seinen endgültigen Namen, wurde die Positionsastronomie glänzend bestätigt.
Nur im Teleskop sichtbar
Neptun lässt sich mit einer maximalen Helligkeit von 7,8 mag nicht mit dem bloßen Auge sichten. Er offenbart dem Beobachter im Fernrohr ein winziges bläuliches Scheibchen mit einem Durchmesser von nur 2,3 Bogensekunden, auf dem sich visuell keine Merkmale erkennen lassen. Teleskopische Aufnahmen zeigen jedoch ein ausgeprägtes System aus Bändern und Zonen. Zudem ist das Wettergeschehen auf Neptun sehr dynamisch, so dass sich das Antlitz des Planeten ständig ändert.
Der größte Trabant: Triton
Nur 17 Tage nach der Entdeckung des Neptun stieß der US-Astronom William Lassell (1799-1880) auf den größten Trabanten Triton, der den Planeten entgegen dessen Rotationsrichtung umrundet. Seine Bahn ist um 157 Grad gegenüber der Äquatorebene Neptuns geneigt und Triton ist mit einem Durchmesser von 2707 Kilometern der größte rückläufige Mond des Sonnensystems. Lange Zeit blieben weitere Suchen nach Neptunmonden erfolglos, bis im Jahr 1949 der US-Astronom Gerard Peter Kuiper (1905-1973) einen weiteren, aber lichtschwachen Trabanten entdeckte. Er umrundet Neptun auf einer weiten und stark exzentrischen Bahn und erhielt den Namen Nereid.
Voyager 2 erreicht Neptun
Erst 40 Jahre später mit dem Vorbeiflug der US-Raumsonde Voyager 2 im August 1989 wurden sechs weitere Neptunmonde aufgespürt, die den Planeten auf Kreisbahnen in dessen Äquatorebene deutlich innerhalb der Bahn von Triton umrunden. Weitere Beobachtungen mit irdischen Großteleskopen enthüllten fünf weitere Trabanten, die Neptun ähnlich wie Nereid auf weiten exzentrischen Bahnen umrunden. Erst kürzlich gelang auf Archivbildern des Weltraumteleskops Hubble der Nachweis eines 14. Neptunmonds, der sich zwischen den beiden äußeren von Voyager 2 entdeckten Trabanten bewegt. Seit dem Besuch von Voyager 2 erreichte keine Raumsonde mehr den äußersten Planeten und es sind derzeit auch keine Flüge dorthin geplant.
Die Atmosphäre von Neptun
Neptun ist seinem inneren Nachbarplaneten Uranus im Aufbau und in der chemischen Zusammensetzung sehr ähnlich. Die bläuliche Farbe des Planeten kommt durch Beimengungen von Methangas (CH4) zu Stande, welches das rote Licht absorbiert. Überwiegend besteht die Atmosphäre von Neptun aus einer Mischung und Wasserstoff und Helium, ganz ähnlich seinen inneren Nachbarn Jupiter, Saturn und Uranus. Die Temperatur in der oberen Atmosphäre liegt bei nur rund –201 Grad Celsius oder 72 Kelvin. Damit liegt sie nur geringfügig unterhalb derjenigen von Uranus, obwohl Neptun erheblich weiter von der Sonne entfernt ist. Dies ist ein Hinweis darauf, dass das Innere von Neptun mehr Wärme freisetzt, als der Planet von der Sonne erhält.
Der innere Aufbau von Neptun
Weiter nach innen nehmen Druck und Temperatur rasch zu, so dass die Gase im Planeteninneren eine hohe Dichte erreichen. Nach etwa einem Drittel des Planetenradius beginnt ein Mantel aus Hochdruckvarianten aus Wassereis mit Beimengungen von Methan und Ammoniak (NH3). Dieser Mantel ist leicht plastisch deformierbar und dürfte auch die Quelle des Magnetfelds von Neptun sein. Wegen dieses Mantels wird Neptun ebenso wie sein innerer Nachbar Uranus auch als Eisriese bezeichnet. Die Druck im Inneren von Uranus und Neptun reicht aber nicht aus, dass Wasserstoff in metallischer Phase auftritt, wie das bei Jupiter und Saturn der Fall ist. Im Zentrum von Neptun dürfte sich wie bei Uranus ein vergleichsweise kleiner Kern aus Silikatmineralen und Metallen befinden. Er könnte etwa die Masse der Erde aufweisen.
Die Ringe von Neptun
Neptun besitzt wie alle Gasplaneten des Sonnensystems ein Ringsystem. Wie das des Uranus ist eher dunkel und besteht aus schmalen Ringen. Eine Besonderheit waren beim Vorbeiflug von Voyager 2 im August 1989 drei ausgeprägte dichtere Ringbögen, die über längere Zeit stabil waren. Sie wurden mit den Namen Liberté, Égalité und Fraternité bezeichnet, da die Sonde während des 200-jährigen Jubiläums der Französischen Revolution an Neptun vorbeizog. Allerdings zeigen neuere Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble, dass sich das Ringsystem dynamisch verhält und die Ringbögen sich im Lauf der Jahre deutlich verändern.
Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.