ガスの巨人(または氷の巨人)として、海王星には固体の表面がありません。実際、私たちが長年にわたって写真で目にした青緑色のディスクは、実際には少し幻想です。私たちが目にするのは、実際にはいくつかの非常に深いガス雲の頂上であり、これは、ケイ酸塩岩とニッケル鉄の混合物で作られたほぼ地球サイズのコアの上にある水と他の溶けた氷に変わります。人が海王星の上に立つことを試みるなら、彼らはガスの層を通って沈むでしょう。
彼らが降下するにつれて、彼らは最終的に固体コア自体に着陸するまで、温度と圧力の上昇を経験するでしょう。そうは言っても、海王星には、他のガスや氷の巨人と同様に、気圧が1バールに達する大気中の点であると定義されている表面があります。このため、海王星の表面は、太陽系全体で最もアクティブでダイナミックな場所の1つです。
構成と構造:
海王星は平均半径24,622±19 kmで、太陽系で4番目に大きい惑星です。しかし1.0243×10の質量で26 kg –これは地球のおよそ17倍です–これは3番目に重い、天王星を上回っています。木星と土星に比べてサイズが小さく揮発性物質の濃度が高いため、海王星(天王星のように)は「氷の巨人」と呼ばれることが多く、巨大惑星のサブクラスです。
天王星と同様に、大気中のメタンによる赤色光の吸収は、海王星に青い色合いを与えるものの一部ですが、海王星はより暗く、鮮やかです。海王星の大気中のメタン含有量は天王星のものと同様であるため、未知の大気成分が海王星のより強い着色に寄与していると考えられています。
また天王星のように、海王星の内部構造は、ケイ酸塩と金属で構成される岩の多いコアの間で区別されます。水、アンモニア、メタンの氷からなるマントル。水素、ヘリウム、メタンガスからなる雰囲気。また、大気は、下部対流圏、成層圏、熱圏、外気圏の(最も内側から最も外側へ)からなる4つの層に分かれています。
海王星の大気の2つの主要な領域は、最も内側の2つの領域です。下部の対流圏では、高度とともに温度が低下します。高度が高くなると温度が上昇する成層圏。対流圏内では、圧力レベルは1〜5バール(100および500 kPa)の範囲であるため、海王星の表面はこの領域内にあると定義されます。
雰囲気:
したがって、海王星の「表面」は、約80%の水素と19%のヘリウムと微量のメタンで構成されていると言えます。表面層は、高度と圧力に応じて、さまざまな組成の雲の帯をロービングすることによっても浸透します。上位レベルでは、温度はメタンが凝縮するのに適しており、圧力条件は、アンモニア、硫化アンモニウム、硫化水素、および水で構成される雲が存在できるような条件です。
より低いレベルでは、アンモニアと硫化水素の雲が形成されると考えられています。水の氷の深い雲は、約50バール(5.0 MPa)の圧力と273 K(0°C)の温度が一般的である対流圏のより低い地域にも見られるはずです。
あいまいな理由により、惑星の熱圏では約750 K(476.85°C / 890°F)という異常に高い温度が発生します。惑星は太陽から遠すぎるため、この熱を紫外線によって生成することはできません。これは、別の加熱メカニズムが関与していることを意味します。これは、大気と惑星の磁場内のイオンとの相互作用、または惑星の内部からの重力波の消散雰囲気。
海王星は固体ではないので、その大気は異なる回転を受けます。広い赤道地帯は約18時間の周期で回転します。これは、惑星の磁場の16.1時間の回転よりも遅いです。対照的に、回転周期が12時間の極域では、逆のことが言えます。
この回転差は、太陽系のどの惑星でも最も顕著であり、強い緯度のウィンドシアと激しい嵐をもたらします。最も印象的な3つはすべて、1989年に ボイジャー2 宇宙探査機、そしてその外観に基づいて名前が付けられます。
最初に発見されたのは、13,000 x 6,600 kmの巨大な高気圧性嵐で、木星の大赤斑に似ていました。グレートダークスポットとして知られているこの嵐は、ハッブル宇宙望遠鏡が捜索した5年後(1994年11月2日)には発見されませんでした。代わりに、外観が非常に似ている新しい嵐が惑星の北半球で見つかりました。これらの嵐は、木星の嵐よりも寿命が短いことを示唆しています
スクーターはもう1つの嵐で、グレートダークスポットよりも南にある白い雲のグループです。このニックネームは、 ボイジャー2 1989年に出会い、クラウドグループがグレートダークスポットよりも速い速度で移動しているのが観察されました。南部の低気圧性ストームであるスモールダークスポットは、1989年の遭遇中に観測された2番目に強いストームでした。最初は真っ暗でした。しかし ボイジャー2 惑星に近づくと、明るいコアが発達し、ほとんどの最高解像度の画像で見ることができました。
内部熱:
天文学者がまだはっきりしない理由のために、海王星の内部は異常に暑いです。海王星は天王星よりも太陽からはるかに遠くにあり、40%少ない日光を受けますが、その表面温度はほぼ同じです。実際、海王星は太陽から取り込むエネルギーの2.6倍のエネルギーを放出します。太陽がなくても、海王星は輝きます。
空間の冷たさと調和したこの大量の室内熱は、大きな温度差を生み出します。そして、これは海王星の周りに吹き付ける風を設定します。木星の最大風速は時速500 kmを超えることがあります。これは、地球上で最も強いハリケーンの2倍の速度です。しかし、それは海王星に比べて何もありません。天文学者は、海王星の表面全体を爆破する風が毎時2,100 kmと計算しました。
海王星の奥深くでは、惑星は実際の固体表面を持っているかもしれません。ガス/氷の巨人のまさに中心にあるのは、おおよそ地球の質量を持つ岩石の領域であると考えられています。しかし、この地域の気温は数千度になります。岩を溶かすのに十分なほど熱い。そして、すべての大気の重さからの圧力は押しつぶされます。
要するに、「海王星の表面」に立つことはできず、その上を歩き回ることはできません。
スペースマガジンには、ネプチューンに関する興味深い記事がたくさんあります。ネプチューンのリング、ネプチューンの月、ネプチューンを発見したのは誰ですか?、ネプチューンに海はありますか?
海王星の詳細については、ハッブルサイトの海王星に関するニュースリリースをご覧ください。NASAの太陽系探査ガイド、海王星へのリンクはこちらです。
天文学キャストは海王星についていくつかの興味深いエピソードを持っています。エピソード63:ネプチューンとエピソード199:ボイジャープログラムをここで聞くことができます。