Voyager eredmények: A Neptunusz légköre

1989 nyarán a Voyager-2 ûrszonda 4950 km-re repült el a Neptunusz északi-sarka felett. A Voyager-2 ezt a bolygót közelítette meg legjobban addigi 12 éves repülése során. Öt órával késôbb 40000 km-re közelítette meg a legnagyobb holdat, a Tritont, amely az utolsó szilárd égitest volt. A megfigyelések 1989 juniusától októberig tartottak.

49528 km-es átmérôjével a Neptunusz a legkisebb gázbolygó a Naprendszerben. Térfogata 60-szorosa a Földének. A négy gázbolygó közül a legnagyobb a sűrűsége, 1.64-szerese a víz sűrűségének.

Az 1989. augusztus 20-án készített Voyager-2 felvételen, jól láthatóak a Neptunusz légköri alakzatai, melyek közül a legfeltűnôbb a déli féltekén lévô Nagy Sötét Folt.

A Voyager képein a bolygó legfeltűnôbb jellegzetessége a kék szín, amit a légkörben levô metán okoz. A metán elnyeli a nagyobb hullámhosszú napfényt (piros). Az alacsonyabb hullámhosszú fényt (kék) pedig visszaveri.

A metán az atmoszféra egyik legfontosabb összetevôj, amely körforgást végez:
- A Nap UV sugárzása a felsô légkörben a metánt olyan szénhidrogénekké alakítja, mint az etán, acetilén és összetett olimerek (köd formájában).
- A köd részecskéi leszállnak a hideg alsó atmoszférába, ahol jéggé fagynak.
- A szénhidrogén jég részecskék a melegebb troposzférába zuhannak, ahol elpárolognak és gáz lesz belôlük.
- Ezek a gázok keverednek a hidrogénnel nagy hômérsékleten és nyomáson, és metánt hoznak létre.
- Ezután a metánfelhôk felemelkednek egészen a sztratoszféráig, vagy magasabbra.

A Neptunusz csak 3%-át kapja annak a napfénymennyiségnek, mint amenyit a Jupiter kap. A légkörében megfigyelhetô nagy, sötét foltok a Jupiteren levô viharokra emlékeztetnek. A legnagyobb a Nagy Sötét Folt, ami a Jupiter Nagy Vörös Foltjához hasonlóan egy hatalmas anticiklon. Alakja és mérete gyorsabban változik, mint a Nagy Vörös Folté.

A 42. déli szélességi foknál egy fényes, szabálytalan alakú felhô található, ami sokkal gyorsabban halad mint a Nagy Sötét Folt, 16 óra alatt kerülve meg a bolygót.

Egy másik folt, melyet a Voyager kutatói D2-nek neveztek el, a Nagy Sötét Folttól délre, az 55. szélességi foknál helyezkedik el. Fényes központi része van, és ugyancsak 16 óra alatt kerüli meg a bolygót.

A Voyager-2 mérte az atmoszféra hôsugárzását is. A felhôk feletti atmoszféra az egyenlítô környékén melegebb, közepes szélességeken hideg, a déli sarkon pedig ismét meleg.

A Nagy Sötét Folt változásai

A sztratoszféra hômérséklete 750 K, míg a 100 millibar nyomású szinten 55 K. A gázok a nyomás következtében melegednek fel. A közepes szélességeken levô gázok az egyenlítô és a pólusok környékére sodródnak, ahol lesülyednek és felmelegednek.

A Földön látható cirrusz felhôkre hasonlító hosszú, világos felhôk a Neptunusz felsôlégkörében vannak. Mivel a légkör metánjának nagy része fölött helyezkednek el, ezért világosabbak.

A 27. északi szélességi foknál a Voyager-2 felhôsávokat fényképezett le, amelyeknek hossza 50 és 200 km között van. Ugyancsak felhôsávok voltak a 71. déli szélességi körön, ahol magasságuk 50 km körül volt.

Az atmoszférában a szél általában nyugat felé halad, a bolygó forgásával ellenkezô irányba. A Nagy Sötét Folt környékén ezek a retrográd szelek elérik az 1500 mérföld/óra sebességet, ami a legnagyobb a Naprendszerben.