Neptunus (simbol:) merupakanplanet terjauh (kedelapan) jika ditinjau dariMatahari. Planet ini dinamai daridewa lautan Romawi. Neptunus merupakan planet terbesar keempat berdasarkan diameter (49.530 km) dan terbesar ketiga berdasarkan massa. Massa Neptunus tercatat 17 kali lebih besar daripadaBumi, dan sedikit lebih besar daripadaUranus.[7] Neptunus mengorbit Matahari pada jarak 30,1SA atau sekitar 4.450 juta km. Periode rotasi planet ini adalah 16,1 jam, sedangkan periode revolusinya adalah 164,8 tahun. Simbol astronomisnya adalah ♆, yang merupakantrident dewa Neptunus.
Neptunus ditemukan pada tanggal 23 September 1846.[1] Planet ini merupakan planet pertama yang ditemukan melalui prediksi matematika. Perubahan yang tak terduga di orbitUranus membuatAlexis Bouvard menyimpulkan bahwa hal tersebut diakibatkan oleh gangguan gravitasi dari planet yang tak dikenal. Neptunus selanjutnya diamati olehJohann Galle dalam posisi yang diprediksikan olehUrbain Le Verrier. Satelit alam terbesarnya,Triton, ditemukan segera sesudahnya, sementara 12 satelit alam lainnya baru ditemukan lewat teleskop pada abad ke-20. Neptunus telah dikunjungi oleh satu wahana angkasa, yaituVoyager 2, yang terbang melewati planet tersebut pada tanggal 25 Agustus 1989.
Komposisi penyusun planet ini mirip denganUranus, dan komposisi keduanya berbeda dariraksasa gasYupiter danSaturnus. Atmosfer Neptunus mengandunghidrogen,helium,hidrokarbon, kemungkinannitrogen, dan kandungan "es" yang besar seperti es air,amonia, danmetana. Astronom kadang-kadang mengategorikan Uranus dan Neptunus sebagai "raksasa es" untuk menekankan perbedaannya.[8] Seperti Uranus, interior Neptunus terdiri dari es dan batu.[9] Metana di wilayah terluar planet merupakan salah satu penyebab kenampakan kebiruan Neptunus.[10]
Sementara atmosfer Uranus relatif tidak berciri, atmosfer Neptunus bersifat aktif dan menunjukkan pola cuaca. Contohnya, pada saatVoyager 2 terbang melewatinya pada tahun 1989, di belahan selatan planet terdapatTitik Gelap Besar yang mirip denganTitik Merah Besar diYupiter. Pola cuaca tersebut diakibatkan oleh angin yang sangat kencang, dengan kecepatan hingga 2.100 km/jam.[11] Karena jaraknya yang jauh dari Matahari, atmosfer luar Neptunus merupakan salah satu tempat terdingin di Tata Surya, dengan suhu terdingin −218 °C (55 K). Suhu di inti planet diperkirakan sebesar 5.400 K (5.000 °C).[12][13] Neptunus memilikisistem cincin yang tipis. Sistem cincin tersebut baru dilacaktemu pada tahun 1960-an dan dipastikan keberadaannya olehVoyager 2 pada tahun 1989.[14]
LukisanGalileo menunjukkan bahwa ia pertama melihat Neptunus pada tanggal 28 Desember 1612 dan 27 Januari 1613. Pada kedua hari tersebut, Galileo salah menganggap Neptunus sebagai sebuahbintang tetap ketika planet ini muncul sangat dekat—konjungsi—dengan Yupiter padalangit malam;[15] karena itu, ia tidak dianggap sebagai penemu Neptunus. Pada masa pengamatan pertamanya bulan Desember 1612, Neptunus bersifat tetap di langit karena planet ini baru saja mengalamipenghuluan pada hari itu. Gerakan ke belakang ini terbentuk ketika orbit Bumi membawa Bumi melewati planet terluar. Karena Neptunus baru saja memulai siklus penghuluan tahunannya, gerakan planet ini terlalu sulit dilacak menggunakanteleskop kecil Galileo.[16] Pada Juli 2009, fisikawanUniversitas Melbourne, David Jamieson mengumumkan adanya bukti baru yang menyatakan bahwa Galileo setidaknya sadar bahwa bintang yang ia amati telah berpindah relatif terhadapbintang tetap.[17]
Tahun 1821,Alexis Bouvard menerbitkan tabel astronomiorbit tetangga Neptunus, yaitu Uranus.[18] Pengamatan selanjutnya menemukan pergeseran dari tabel tersebut, sehingga mendorong Bouvard berhipotesis bahwa suatu benda tak diketahui sedang melakukanperturbasi pada orbitnya melalui interaksigravitasi.[19] Tahun 1843,John Couch Adams mulai mengamati orbit Uranus menggunakan data yang ia miliki. Melalui James Challis, ia meminta SirGeorge Airy,Astronomer Royal, mengirimkan data tersebut pada Februari 1844. Adams terus melakukan pengamatannya pada 1845–1846 dan menghasilkan beberapa perkiraan yang berbeda tentang sebuah planet baru, namun tidak menanggapi permintaan dari Airy tentang orbit Uranus.[20][21]
Tahun 1845–1846,Urbain Le Verrier, terlepas dari Adams, mengembangkan penghitungannya sendiri namun juga mengalami kesulitan memunculkan antusiasme rekannya tersebut. Pada Juni 1846, setelah melihat terbitan perkiraan pertama bujur planet karya Le Verrier dan kesamaan dengan perkiraan Adams, Airy membujuk DirekturCambridge Observatory,James Challis untuk mencari planet itu. Challis dengan semangat mengamati langit sepanjang Agustus dan September.[19][22]
Sementara itu, melalui surat, Le Verrier meminta astronomObservatorium Berlin,Johann Gottfried Galle untuk mencari planet ini menggunakanrefraktor observatorium.Heinrich d'Arrest, seorang pelajar di observatorium ini, memberitahu Galle bahwa mereka mampu membandingkan carta langit terkini di wilayah lokasi prediksi Le Verrier dengan keadaan langit saat itu untuk menemukan karakteristik perpindahan suatuplanet, berbeda dengan bintang tetap. Pada sore 23 September 1846 ketika surat Le Verrier diterima, Neptunus ditemukan 1° dari tempat yang diprediksi Le Verrier, dan sekitar 12° dari prediksi Adams. Challis kemudian menyadari bahwa ia telah mengamati planet ini dua kali pada bulan Agustus dan gagal mengidentifikasinya karena pendekatannya yang kasual terhadap pengamatan tersebut.[19][23]
Setelah penemuan tersebut, muncul persaingan yang lebih nasionalis antaraPerancis dan Britania Raya mengenai pihak yang pantas mendapat penghargaan atas penemuan planet ini. Konsensus internasional memutuskan bahwa Le Verrier dan Adams sama-sama berhak mendapat penghargaan. Sejak 1966,Dennis Rawlins mempertanyakan kredibilitas klaim Adams tentang penemuan bersama dan masalah ini dievaluasi kembali oleh sejarawan dengan pengembalian dokumen bersejarah "Neptune papers" pada tahun 1998 keRoyal Observatory, Greenwich.[24] Setelah meninjau dokumen tersebut, mereka menyatakan bahwa, "Adams tidak pantas menerima penghargaan bersama Le Verrier atas penemuan Neptunus. Penghargaan ini berhak diberikan kepada orang yang sama-sama berhasil memprediksikan lokasi planet dan meyakinkan para astronom untuk mencarinya."[25]
Sesaat setelah penemuannya, Neptunus hanya disebut sebagai "planet di luar Uranus" atau "planet Le Verrier". Usulan nama pertama berasal dari Galle, yang mengusulkanJanus. Di Inggris, Challis mengusulkanOceanus.[26]
Dengan mengklaim hak pemberian nama temuannya, Le Verrier langsung mengusulkan namaNeptunus untuk planet ini, sementara secara keliru menyatakan bahwa nama tersebut resmi disetujui olehBureau des Longitudes Perancis.[27] Pada bulan Oktober, ia mengusulkan agar planet ini diberi namaLe Verrier, sesuai nama dirinya, dan ia mendapatkan dukungan setia dari Direktur Observatorium,François Arago. Usulan ini ditentang di luarPerancis.[28] Almanak Perancis langsung memperkenalkan kembali namaHerschel untukUranus, sesuai nama penemunya SirWilliam Herschel, danLeverrier untuk planet baru ini.[29]
Banyak bahasa di dunia saat ini, bahkan di negara-negara yang tidak memiliki hubungan langsung dengan budaya Yunani-Romawi, memakai berbagai varian nama "Neptunus" untuk planet ini; dalambahasa Cina,Jepang, danKorea, nama planet ini dapat diterjemahkan secara harfiah sebagai "bintang raja laut" (海王星), karena Neptunus adalah dewa laut.[32]
Sejak penemuannya tahun 1846 hinggapenemuanPluto pada tahun 1930, Neptunus adalah planet terjauh yang diketahui manusia. Setelah penemuan Pluto, Neptunus menjadi planet kedua terakhir selama 20 tahun antara 1979 dan 1999 ketika orbit elips Pluto membawanya lebih dekat dengan Matahari dibandingkan Neptunus.[33] PenemuanSabuk Kuiper tahun 1992 mendorong banyak astronom memperdebatkan apakah Pluto pantas dianggap sebagai planet atau bagian dari struktur terbesar sabuk tersebut.[34][35] Pada tahun 2006,Persatuan Astronomi Internasionalmendefinisikan kata "planet" untuk pertama kalinya, kembali mengelompokkan Pluto sebagai "planet kerdil" dan menjadikan Neptunus sekali lagi planet terakhir di Tata Surya.[36]
Neptunus memiliki massa sebesar 1,0243 x 1026kg,[3] atau tujuh belas kali massa Bumi dan 1/19 kali massaYupiter.[7] Planet ini merupakan salah satu dari dua planet (selainYupiter) yang gravitasi permukaannya lebih besar daripadaBumi.[37] Jari-jarikhatulistiwanya tercatat sebesar 24.764 km,[5] atau sekitar empat kali jari-jari Bumi. Neptunus danUranus sering dijuluki "raksasa es", karena ukurannya yang lebih kecil dan kadarvolatil yang lebih tinggi daripada Yupiter danSaturnus.[38] Dalam pencarianplanet luar surya, Neptunus telah digunakan sebagaimetonim: objek-objek luar surya dengan massa yang mirip sering dijuluki dengan nama "Neptunes".[39]
Struktur internal Neptunus mirip denganUranus. Atmosfer Neptunus membentuk sekitar lima hingga sepuluh persen massanya, dan kira-kira meliputi 10 hingga 20 persen struktur planet tersebut. Tekanan di atmosfer dapat mencapai 10 GPa.Metana,amonia, dan air dapat ditemui di daerah bawah atmosfer.[12]
Struktur internal Neptunus: 1. Atmosfer atas 2. Atmosfer yang terdiri dari hidrogen, helium, dan gas metana 3. Mantel yang terdiri dari es air, amonia, dan metana 4. Inti yang terdiri dari bebatuan (silikat dan nikel-besi)
Suhu di daerahmantel dapat mencapai 2.000 K hingga 5.000 K. Massa mantel tersebut sama dengan 10 hingga 15 kali massa Bumi, serta kaya akan air, amonia, dan metana.[1] Seperti kebiasaan dalam ilmu keplanetan, campuran ini dijulukiber-es, meskipun "es" tersebut merupakanfluida superkritikal. Fluida ini, dengan konduktivitas elektrik yang tinggi, kadang-kadang disebut samudra air-amonia.[40] Di kedalaman 7.000 km, metana dapat terurai menjadi kristal intan yang lalu berpresipitasi ke inti.[41] Mantel terdiri dari lapisan air ionik, yaitu tempat molekul air pecah menjadi sup ion hidrogen dan oksigen. Di lapisan mantel yang lebih dalam, terdapatair superionik, yaitu tempat oksigen mengristal, namun ion hidrogen mengapung dengan bebas di oksigen.[42]
Inti Neptunus terdiri daribesi,nikel, dansilikat, dengan massa 1,2 kali Bumi.[43] Tekanan di inti diperkirakan sebesar 7 Mbar (700 GPa), jutaan kali lebih besar daripada tekanan di permukaan Bumi. Sementara itu, suhu di inti dapat mencapai 5.400 K.[12][13]
Di ketinggian tinggi, atmosfer Neptunus terdiri dari 80%hidrogen dan 19%helium.[12] Jejak-jejak metana juga ada di Neptunus. Pita penyerap metana terbentuk di rentang gelombang di atas 600 nm, di bagian merah dan inframerah spektrum. Seperti Uranus, penyerapan cahaya merah olehmetana atmosfer adalah bagian yang memberikan Neptunus warna biru,[44]meski warnaazure cerah Neptunus berbeda daripada warnacyan sejuk Uranus. Karena zat metana atmosfer Neptunus sama seperti Uranus, sejumlah konstituen atmosfer yang tidak dikenal diduga turut berkontribusi pada warna Neptunus.[10]
Atmosfer Neptunus terbagi lagi menjadi dua wilayah utama;troposfer bawah, tempat suhu terus menurun seiring ketinggiannya, danstratosfer, tempat suhu terus meningkat seiring ketinggiannya. Batas di antara keduanya, yaitutropopause, ada pada tekanan 0,1 bar (10 kPa).[8] Stratosfer kemudian dilanjutkan olehtermosfer pada tekanan kurang dari 10−5 hingga 10−4 mikrobar (1 hingga 10 Pa).[8] Termosfer secara bertahap berubah menjadieksosfer.
Pita awan tinggi memberi bayangan pada dek awan bawah Neptunus
Model menunjukkan bahwa troposfer Neptunus dilapisi oleh awan dengan berbagai komposisi tergantung ketinggiannya. Awan tingkat atas muncul pada tekanan kurang dari satu bar, yang suhunya cocok bagi metana untuk mengembun. Untuk tekanan antara satu dan lima bar (100 dan 500 kPa), awan amonia danhidrogen sulfida diyakini terbentuk. Di atas tekanan lima bar, awan Neptunus terdiri dari amonia,amonium sulfida, hidrogen sulfida dan air. Awan es air yang lebih dalam ditemukan pada tekanan sekitar 50 bar (5,0 MPa), yang suhunya mencapai 0 °C. Di bawahnya, awan amonia dan hidrogen sulfida terbentuk.[45]
Awan tinggi di Neptunus telah diamati menghasilkan bayangan pada lapisan awan opak di bawahnya. Ada pula pita awan tinggi yang menyelimuti planet ini pada garis lintang yang sama. Pita melingkar ini selebar 50–150 km dan berada 50–110 km di atas lapisan awan.[46]
Spektrum Neptunus menunjukkan bahwa stratosfer bawahnya berkabut akibat pengembunan produkfotolisis ultraviolet metana, seperti etana dan asetilena.[8][12] Stratosfer juga merupakan tempat bagi jejak-jejakkarbon monoksida danhidrogen sianida.[8][47] Stratosfer Neptunus lebih hangat daripada Uranus karena konsentrasi hidrokarbon yang tinggi.[8]
Termosfer planet ini memiliki suhu yang tidak normal sebesar 750 K dengan alasan yang masih belum jelas.[48][49] Planet ini terlalu jauh dari Matahari untuk menghasilkan suhu sepanas ini yang diakibatkan oleh radiasiultraviolet. Satu dugaan mekanisme pemanasan ini ialah adanya interaksi atmosfer dimedan magnet planet ini. Dugaan lain adalah adanyagelombang gravitasi dari dalam planet yang menghilang di atmosfer. Termosfer Neptunus terdiri dari jejak-jejakkarbon dioksida dan air yang diduga terkumpul dari sumber-sumber luar sepertimeteorit dan debu.[45][47]
Neptune juga memilikimagnetosfer yang mirip Uranus, denganmedan magnet yang sangat miring relatif terhadap sumburotasinya pada 47° dan berimbang pada 0,55 radii, atau sekitar 13500 km dari pusat fisik planet ini. SebelumVoyager tiba di Neptunus, diduga bahwa magnetosfer miring Uranus mengakibatkan rotasi Neptunus yang menyamping. Dengan membandingkan medan magnet dua planet, para ilmuwan sekarang berpikir bahwa orientasi ekstrem merupakan karakteristik aliran di bagian dalam planet. Medan ini mungkin dibentuk oleh gerakan cairankonvektif dalam kulit bola tipis pada cairankonduktor listrik (diduga berupa gabungan amonia, metana dan air)[45] yang menghasilkan gerakandinamo.[50]
Komponen dipol medan magnet di khatulistiwa magnetik Neptunus sekitar 14 mikrotesla (0,14 G).[51]Momentum magnetik dipol Neptunus sekitar 2,2 × 1017 T·m3 (14 μT·RN3;RN adalah radius Neptunus). Medan magnet Neptunus memiliki geometri rumit yang mencakup kontribusi relatif besar dari komponen non-dipolar, termasuk momentumkuadrupol kuat yang kekuatannya mungkin melebihimomentum dipol. Bumi, Yupiter, dan Saturnus memiliki momentum kuadrupol yang relatif kecil, dan medannya sedikit miring dari sumbu kutubnya. Momentum kuadrupol Neptunus yang besar bisa jadi merupakan hasil dari keseimbangan pusat planet dan masalah geometri penggerak dinamo medan magnet4.[52][53]
Kejutan busur Neptunus, tempat magnetosfer mulai memperlambatangin surya, terbentuk pada jarak 34,9 kali radius planet ini.Magnetopause, tempat tekanan magnetosfer mengimbangi angin surya, terbentuk pada jarak 23–26,5 kali radius Neptunus. Ekor magnetosfer memanjang hingga 72 kali radius Neptunus, dan bisa jadi lebih panjang lagi.[52]
Neptunus memiliki sebuah sistemcincin planet, meski kurang kokoh daripadaSaturnus. Cincin-cincin tersebut terdiri dari partikel es yang diselubungi bahan berdasar silikat atau karbon yang memberi warna merah pada cincin.[54] Tiga cincin utamanya adalah Cincin Adams yang sempit, 63000 km dari pusat Neptunus, Cincin Le Verrier pada ketinggian 53000 km, dan Cincin Galle yang luas dan lemah pada ketinggian 42000 km. Perpanjangan lemah ke luar hingga Cincin Le Verier diberi nama Lassell; perpanjangan ini dibatasi oleh Cincin Arago di pinggiran luarnya pada ketinggian 57.000 km.[55]
Cincin planet pertama ditemukan tahun 1968 oleh tim yang dipimpinEdward Guinan,[14][56] namun akhirnya disimpulkan cincin ini belum lengkap.[57] Bukti bahwa cincin-cincin tersebut memiliki celah pertama muncul padaokultasi bintang tahun 1984 ketika cincin tersebut mengaburkan sebuah bintang ketika tenggelam, bukan ketika muncul.[58] Gambar yang diambilVoyager 2 tahun 1989 menyelesaikan masalah ini dengan memperlihatkan beberapa cincin lemah. Cincin ini memiliki struktur menggumpal,[59] akibatnya belum diketahui namun bisa jadi karena interaksi gravitasi dengan satelit kecil di orbit dekat cincin.[60]
Cincin terluar, Adams, terdiri dari lima busur utama yang diberi namaCourage,Liberté,Egalité 1,Egalité 2 danFraternité (Keberanian, Kebebasan, Kesetaraan dan Persaudaraan).[61] Keberadaan busur-busur ini sulit dijelaskan karena hukum gerakan akan memprediksikan bahwa busur tersebut tersebar menjadi cincin seragam dalam kurun waktu yang sangat singkat. Para astronom sekarang yakin bahwa busur-busur tersebut mengitari Neptunus sesuai bentuknya sekarang akibat dampak gravitasiGalatea, sebuah satelit yang dekat dengan cincin ini.[62][63]
Pengamatan dari Bumi pada tahun 2005 menunjukkan bahwa cincin Neptunus lebih tidak stabil daripada dugaan sebelumnya. Gambar yang diambil dariW. M. Keck Observatory tahun 2002 dan 2003 memperlihatkan kerusakan pada cincin jika dibandingkan dengan gambar dariVoyager 2. Karena itu, sepertinya busurLiberté akan menghilang selambat-lambatnya satu abad berikutnya.[64]
Salah satu perbedaan antara Neptunus dan Uranus adalah tingkat aktivitas meteorologinya. KetikaVoyager 2 terbang melewati Uranus pada tahun 1986, planet ini terlihat lemah. Sebenarnya,Neptunus memiliki fenomena cuaca luar biasa ketikaVoyager 2 melintasinya pada tahun 1989.[65]
Cuaca Neptunus dapat dikenali dari sistem badai dinamisnya yang ekstrem, dengan angin mencapai kecepatan 600 m/detik—hampir menyamai aliransupersonik.[11] Selain itu, dengan melacak gerakan awan tetap, kecepatan angin juga ditunjukkan beragam mulai dari 20 m/detik ke timur hingga 325 m/detik ke barat.[67] Di puncak awan, angin kuat memiliki kecepatan yang berkisar antara 400 m/detik di sepanjang khatulistiwa hingga 250 m/detik di kutub.[45] Kebanyakan angin di Neptunus berembus dengan arah melawan rotasi planet.[68] Pola angin yang umum menunjukkan adanya rotasi searah di lintang tinggi vs. rotasi menghulu di lintang bawah. Perbedaan arah aliran diduga merupakan "efek kulit" dan bukan karena proses atmosfer dalam apapun.[8] Di lintang 70° S, angin jet berkecepatan tinggi berembus dengan kecepatan 300 m/detik.[8]
Limpahan metana, etana danetina di khatulistiwa Neptunus 10–100 kali lebih besar daripada di kutubnya. Ini ditafsirkan sebagai bukti adanya pembalikan massa air di khatulistiwa dan penyurutan di kutub.[8]
Pada tahun 2007 ditemukan bahwa troposfer atas kutub selatan Neptunus 10 °C lebih panas daripada keseluruhan Neptunus, yang suhu rata-ratanya sekitar −200 °C (70 K).[69] Perbedaan panas ini cukup untuk membiarkan metana, di manapun membeku di atmosfer atas Neptunus, mencair sebagai gas melintasi kutub selatan dan ke luar angkasa. "Titik panas" relatif ini dikarenakankemiringan sumbu Neptunus, yang memaparkan kutub selatan keMatahari selama seperempat terakhir tahun Neptunus, atau 40 tahun Bumi. Ketika Neptunus perlahan bergerak menuju sisi lain Matahari, kutub selatan akan gelap dan kutub utara terang, mengakibatkan pelepasan metana berpindah ke kutub utara.[70]
Akibat perubahan musim, pengamatan di pita awan belahan selatan Neptunus menunjukkan adanya peningkatan ukuran dan albedo. Peristiwa ini pertama kali terlihat tahun 1980 dan diperkirakan akan terus berlangsung hingga 2020. Periode orbit Neptunus yang panjang menghasilkan musim-musim yang berlangsung selama 40 tahun.[71]
Pada tahun 1989,Titik Gelap Besar, sebuah sistem badaiantisiklon sebesar 13000×6600 km,[65] ditemukan olehVoyager 2NASA. Badai ini menyerupaiTitik Merah Besar Yupiter. Sekitar lima tahun kemudian, pada 2 November 1994,Teleskop Antariksa Hubble tidak melihat Titik Gelap Besar di planet ini. Sebuah badai baru yang mirip dengan Titik Gelap Besar justru ditemukan di belahan utara Neptunus.[72]
Scooter (Skuter) adalah badai lain, sebuah kelompok awan putih jauh di selatan Titik Gelap Besar. Dijuluki Scooter karena ketika pertama kali diamati beberapa bulan sebelum penerbanganVoyager 2 1989, titik ini bergerak lebih cepat daripada Titik Gelap Besar.[68] Subsequent images revealed even faster clouds.Titik Gelap Kecil merupakan badai siklon selatan, badai terkencang kedua yang diamati selama penerbangan tahun 1989. Awalnya tampak gelap, namun ketikaVoyager 2 mendekati planet ini, inti cerah terbentuk dan dapat dilihat di sebagian besar gambar beresolusi tinggi.[73]
Titik gelap Neptunus diduga terbentuk ditroposfer pada ketinggian yang lebih rendah daripada lapisan awan cerah,[74] sehingga titik ini muncul sebagai lubang di lapisan awan atas. Sebagai fitur stabil yang terus ada hingga beberapa bulan, titik gelap ini dianggap sebagai strukturvorteks.[46] Titik gelap ini sering dikaitkan dengan awan metana cerah tetap yang terbentuk di sekitar lapisantropopause.[75] Ketetapan awan memperlihatkan bahwa sejumlah bekas titik gelap akan terus ada sebagai siklon meski tidak lagi tampak sebagai sesuatu yang gelap. Titik gelap bisa menghilang jika bermigrasi terlalu dekat dengan khatulistiwa atau melalui serangkaian mekanisme yang tidak diketahui.[76]
Empat gambar yang diambil selang beberapa jam menggunakan Wide Field Camera 3 di Teleskop Antariksa Hubble NASA/ESA.[77]
Cuaca Neptunus yang beragam jika dibandingkan dengan Uranus diyakini disebabkan oleh panas internalnya yang tinggi.[78] Meski Neptunus terletak setengah jarak dari Matahari seperti Uranus, dan hanya menerima 40% sinar Matahari,[8] suhu permukaan kedua planet ini secara kasar setara.[78] Wilayah atas troposfer Neptunus memilikisuhu rendah −221,4 °C (51,7 K). Pada kedalaman tempattekanan atmosfer mencapai 1 bar (100 kPa),, suhunya mencapai −201,15 °C (72,00 K).[79] Jauh di dalam lapisan gas, suhu naik bertahap. Seperti Uranus, sumber pemanasan ini tidak diketahui, namun perbedaannya sangat besar: Uranus hanya memancarkan 1,1 kali energi yang diterima dari Matahari;[80] sementara Neptunus 2,61 kali energi yang diterima dari Matahari.[81] Neptunus adalah planet terjauh dari Matahari, namun energi internalnya mampu menggerakkan angin planet terkuat di Tata Surya. Beberapa penjelasan telah dikemukakan, termasuk pemanasanradiogenik dari inti planet,[82] konversi metana di bawah tekanan tinggi menjadi hidrogen,intan danhidrokarbon (hidrogen dan intan akan naik dan tenggelam, melepaskanenergi potensial gravitasi),[82][83] dankonveksi di atmosfer bawah yang menyebabkangelombang gravitasi terpecah di atas tropopause.[84][85]
Jarak rata-rata antara Neptunus dan Matahari adalah 4,50 miliar km (sekitar 30,1 AU), dan menyelesaikan orbitnya setiap 164,79 tahun
Jarak rata-rata antara Neptunus dan Matahari adalah 4,50 miliar km (sekitar 30,1 AU), dan menyelesaikan orbitnya setiap 164,79 tahun dengan variabilitas sekitar ±0,1 tahun.
Pada 11 Juli 2011, Neptunus menyelesaikan orbitbarisentris pertamanya sejak ditemukan tahun 1846,[86][87] meski tidak muncul pada posisi penemuannya di langit karena Bumi berada pada lokasi berbeda dalam orbitnya selama 365,25 hari. Akibat gerakan Matahari terhadapbarisenter Tata Surya, pada 11 Juli Neptunus juga tidak berada pada posisi penemuannya terhadap Matahari; jika sistem koordinatheliosentris digunakan, garis bujur penemuannya tercapai pada 12 Juli 2011.[88][89][90]
Orbit elips Neptunus berinklinasi 1,77° jika dibandingkan dengan Bumi. Akibateksentrisitas sebesar 0,011, jarak antara Neptunus dan Matahari mencapai 101 juta km antaraperihelion danaphelion, titik terdekat dan terjauh planet dari Matahari di sepanjang jalur orbitnya.[2]
Kemiringan sumbu Neptunus adalah 28,32°,[91] sama seperti kemiringan Bumi (23°) dan Mars (25°). Akibatnya, planet ini mengalami perubahan musim yang sama seperti Bumi. Periode orbit Neptunus yang lama berarti musim-musim tersebut berlangsung selama 40 tahun Bumi.[71] Periode rotasi siderealnya (hari) secara kasar yaitu 11,611 jam.[88] Karena kemiringan sumbunya sama seperti Bumi, variasi panjang hari sepanjang tahunnya tidak terlalu ekstrem.
Karena Neptunus bukan benda padat, atmosfernya mengalamirotasi diferensial. Zona khatulistiwa yang lebar berotasi selama 18 jam, lebih lambat daripada rotasi medan magnetnya selama 16,1 jam. Rotasi terbalik terjadi di kawasan kutub yang berlangsung selama 12 jam. Rotasi diferensial planet ini paling menarik daripada planet-planet lain di Tata Surya,[92] dan mengakibatkan adanya hembusan angin lintang yang kuat.[46]
Sebuah diagram memperlihatkan resonansi orbit besar di sabuk Kuiper yang diakibatkan oleh Neptunus: kawasan berwarna memiliki resonansi 2:3 (plutino), nonresonan"sabuk klasik" (cubewano), dan resonansi 1:2 (twotino).
Orbit Neptunus memiliki dampak besar terhadap wilayah di sekitarnya yang dikenal sebagai sabuk Kuiper. Sabuk Kuiper adalah cincin yang terdiri dari bebatuan es kecil, sama sepertisabuk asteroid namun lebih besar, membentang dari orbit Neptunus di 30 AU hingga 55 AU dari Matahari.[93] Gravitasi Yupiter mendominasisabuk asteroid dan membentuk strukturnya, begitu pula dengan gravitasi Neptunus yang mendominasisabuk Kuiper. Sepanjang usia Tata Surya, beberapa kawasan sabuk Kuiper menjadi kurang stabil akibat gravitasi Neptunus dan menciptakan celah pada struktur sabuk. Kawasan antara 40 dan 42 AU adalah salah satu contohnya.[94]
Memang ada orbit di kawasan kosong ini tempat objek dapat selamat sepanjang usia Tata Surya.Resonansi ini terjadi ketika periode orbit Neptunus sangat mirip dengan benda tersebut, yaitu sebesar 1:2 atau 3:4. Jika dikatakan sebuah benda mengorbit Matahari sekali setiap dua orbit Neptunus, benda tersebut hanya akan menyelesaikan setengah orbitnya ketika Neptunus kembali ke posisi aslinya. Resonansi terpadat ada di sabuk Kuiper, dengan 200 benda teridentifikasi,[95] yaitu 2:3. Benda pada resonansi ini menyelesaikan 2 orbit setiap 3 orbit Neptunus, dan dikenal sebagaiplutino karena benda sabuk Kuiper terbesar,Pluto, termasuk di antaranya.[96] Meski Pluto secara rutin melintasi orbit Neptunus, resonansi sebesar 2:3 menjamin kedua planet tidak akan pernah bertabrakan.[97] Resonansi 3:4, 3:5, 4:7 dan 2:5 kurang padat.[98]
Neptunus memiliki beberapabenda troya yang menempatititik Lagrangian L4Matahari-Neptunus— sebuah kawasan gravitasi stabil yang mengatur orbitnya.[99] Bendatroya Neptunus dapat dilihat dengan resonansi 1:1 bersama Neptunus. Troya Neptunus sangat stabil orbitnya dan mungkin memang terbentuk di pinggir Neptunus, bukan terjebak oleh gravitasinya. Benda pertama sekaligus satu-atunya yang teridentifikasi berkaitan dengantitik Lagrangian L5 jalur Neptunus adalah2008 LC18.[100]
Simulasi yang menunjukkan planet luar dan sabuk Kuiper: a) sebelum Yupiter dan Saturnus mencapai resonansi 2:1; b) setelah penghamburan objek sabuk Kuiper ke dalam akibat perpindahan orbit Neptunus; c) setelah pengeluaran objek sabuk Kuiper yang terserak oleh Yupiter.
Pembentukan raksasa es sulit untuk dimodelkan secara pasti. Berdasarkan model saat ini, metodeakresi inti tidak dapat digunakan karena kepadatan materi di wilayah luar Tata Surya terlalu rendah. Berbagai hipotesis lain telah diajukan. Salah satunya adalah hipotesis yang mengusulkan bahwa raksasa es tidak dibentuk oleh akresi inti, tetapi oleh ketidakstabilan dalamcakram protoplanet awal, dan nantinya atmosfer mereka terembus jauh oleh radiasi daribintang OB besar terdekat.[101]
Konsep lain yang digunakan adalah bahwa Neptunus terbentuk di tempat yang lebih dekat dari Matahari. Di tempat tersebut kepadatan materi besar, dan lalu planet ini mengalamiperpindahan ke orbitnya sekarang setelah penyingkiran cakram protoplanet bergas.[102] Hipotesis perpindahan setelah pembentukan saat ini didukung karena lebih mampu menjelaskan keberadaan objek-objek kecil di wilayah trans-Neptunus.[103] Penjelasan mengenai hipotesis ini yang paling banyak didukung[104][105][106] dikenal dengan namamodel Nice, yang membahas pengaruh perpindahan Neptunus dan planet raksasa lain terhadap struktursabuk Kuiper.
Neptunus (atas) dan Triton (bawah)Warna alami Neptunus bersama Proteus (atas), Larissa (kanan bawah) dan Despina (kiri), dari Teleskop Antariksa Hubble
Neptunus diketahui memiliki 13satelit.[3] Satelit terbesar terdiri dari 99,5 persen massa di orbit sekitar Neptunus[107] dan satu-satunya yang berbentuksferoid adalahTriton, ditemukan olehWilliam Lassell 17 hari setelah penemuan Neptunus. Tidak seperti satelit planet besar lain di Tata Surya, Triton memilikiorbit menghulu, yang menandakan bahwa Triton terjebak oleh gravitasi Neptunus, bukannya terbentuk di tempat; Triton diduga pernah menjadiplanet kerdil di sabuk Kuiper.[108] Triton sangat dekat dengan Neptunus sehingga terjebak dalamrotasi sinkronisnya, dan secara perlahan bergerak spiral ke dalam akibatakselerasi pasang dan akan terbelah dalam kurun 3,6 miliar tahun ketika Triton mencapaibatas Roche.[109] Pada tahun 1989, Triton merupakan benda terdingin yang pernah diukur di tata surya,[110] dengan perkiraan suhu sekitar −235 °C (38 K).[111]
Satelit kedua Neptunus (menurut urutan penemuannya), yaitu satelit iregulerNereid, memiliki salah satu orbit paling eksentrik di antara semua satelit di tata surya. Eksentrisitas sebesar 0,7512 memberikannyaapoapsis tujuh kali lebih panjang daripadaperiapsisnya dari Neptuus.[112]
Sejak Juli hingga September 1989,Voyager 2 menemukan enam satelit Neptunus baru.[52] Dari enam satelit tersebut,Proteus yang berbentuk ireguler terkenal sebagai benda padat besar yang tidak tertarik menjadi bentuk sferoid akibat gravitasinya sendiri.[113] Meski merupakan satelit terbesar kedua Neptunus, massa Proteus hanya 0,25% dari massa Triton. Orbit empat satelit terdalam Neptunus—Naiad,Thalassa,Despina danGalatea—sangat dekat dengan cincin Neptunus. Satelit terjauh selanjutnya,Larissa, ditemukan pada 1981 ketika satelit ini mengokultasi sebuah bintang. Okultasi ini terjadi pada busur cincin, namun ketikaVoyager 2 mengamati Neptunus pada tahun 1989, okultasi ini dinyatakan terjadi akibat satelitnya. Lima satelit ireguler baru yang ditemukan antara tahun 2002 dan 2003 diumumkan pada tahun 2004.[114][115] Karena Neptunus adalah dewa laut Romawi, satelit-satelit Planet ini diberi nama sesuai nama dewa-dewa laut selanjutnya.[31]
Karena jarak Neptunus yang jauh dari Bumi,diameter sudut planet ini berkisar dari 2,2 hingga 2,4 detik busur,[3][116] terkecil di antara planet-planet di Tata Surya. Ukuran semunya yang kecil menjadikan Neptunus sebagai planet yang paling menantang untuk dipelajari secara visual. Sebagian besar data teleskop sangat terbatas sampai peluncuranTeleskop Antariksa Hubble dan teleskop darat berukuran besar denganoptik adaptif.[119][120]
Dari Bumi, Neptunus mengalamigerak menghulu setiap 367 hari, mengakibatkan terjadinya gerakan memutar berlawanan dengan bintang-bintang di belakangnya pada setiapoposisi. Gerakan memutar ini membawa Neptunus dekat dengan koordinat penemuan 1846 pada April dan Juli 2010 dan akan terjadi lagi pada Oktober dan November 2011.[90]
Pengamatan Neptunus pada gelombang frekuensiradio memperlihatkan bahwa planet ini adalah sumber emisi bersinambungan dan semburan tidak menentu. Kedua sumber diyakini berasal dari putaran medan magnet planet.[45] Di bagianinframerah spektrumnya, badai Neptunus terlihat lebih cerah dibandingkan sekitarnya yang lebih dingin, sehingga memungkinkan ukuran dan bentuk fitur-fitur planet ini siap dilacak.[121]
IlustrasiVoyager 2 melewati Neptunus pada tahun 1989.
Voyager 2 berada di jarak terdekat dengan Neptunus pada 25 Agustus 1989. Karena Neptunus merupakan planet besar terakhir yang dikunjungi wahana antariksa ini, diputuskan agar Voyager 2 diterbangkan dalam jarak dekat dengan Triton, satelit Neptunus, tanpa mempertimbangkan konsekuensi terhadap lintasan terbangnya, sama seperti yang dilakukan kepadaVoyager 1 ketika melintasiSaturnus dan satelitnya,Titan. Gambar yang dikirimkan ke Bumi dariVoyager 2 menjadi dasar program malamPBS tahun 1989,Neptune All Night.[122]
Mosaik Triton olehVoyager 2
Ketika bertemu dengan Neptunus, sinyal dari wahana ini membutuhkan 246 menit untuk tiba di Bumi. Karena itu, sebagian besar misiVoyager 2 bergantung pada komando yang telah dimuat untuk pendekatan Neptunus. Voyager 2 melakukan pendekatan dengan satelitNereid sebelum berada 4400 km dari atmosfer Neptunus pada 25 Agustus, kemudian terbang dekat dengan satelit terbesarTriton pada hari itu juga.[123]
Voyager 2 membenarkan keberadaan medan magnet mengitari planet ini dan menemukan bahwa medan ini seimbang dengan pusatnya dan mengambang sama seperti medan di sekitar Uranus. Pertanyaan tentang rotasi planet ini dipecahkan menggunakan pengukuran emisi radio.Voyager 2 juga memperlihatkan bahwa Neptunus memiliki sistem cuaca yang aktif. Enam satelit baru ditemukan, dan planet ini diperlihatkan memiliki lebih dari satu cincin.[52][123]
↑2,02,1Yeomans, Donald K. (2006-7-13). "HORIZONS System". NASA JPL. http://ssd.jpl.nasa.gov/?horizons. Diakses pada 8 Agustus 2007.—At the site, go to the "web interface" then select "Ephemeris Type: ELEMENTS", "Target Body: Neptune Barycenter" and "Center: Sun".
↑14,014,1Wilford, John N., "Data Shows 2 Rings Circling Neptune",The New York Times, 10 Juni 1982. Diakses pada 29 Februari 2008.Masalah sitiran: Tenger<ref> ora trep; jeneng "ring1" diwedharaké ping bola-bali déné isiné béda
↑Hirschfeld, Alan (2001). Parallax: The Race to Measure the Cosmos. New York, New York: Henry Holt. ISBN0-8050-7133-4.
↑Littmann, Mark (2004). Planets Beyond: Discovering the Outer Solar System. Courier Dover Publications. ISBN0-486-43602-0.
↑Bouvard, A. (1821). Tables astronomiques publiées par le Bureau des Longitudes de France. Paris: Bachelier.
↑19,019,119,2Airy, G. B. (1846-11-13). "Account of some circumstances historically connected with the discovery of the planet exterior to Uranus". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society7: 121–144. Bibcode: 1846MNRAS...7..121A.
↑Adams, J. C. (1846-11-13). "Explanation of the observed irregularities in the motion of Uranus, on the hypothesis of disturbance by a more distant planet". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society7: 149. Bibcode: 1846MNRAS...7..149A.
↑Challis, Rev. J. (1846-11-13). "Account of observations at the Cambridge observatory for detecting the planet exterior to Uranus". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society7: 145–149. Bibcode: 1846MNRAS...7..145C.
↑Galle, J. G. (1846-11-13). "Account of the discovery of the planet of Le Verrier at Berlin". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society7: 153. Bibcode: 1846MNRAS...7..153G.
↑Gingerich, Owen (1958). "The Naming of Uranus and Neptune". Astronomical Society of the Pacific Leaflets8: 9–15. Bibcode: 1958ASPL....8....9G.
↑Hind, J. R. (1847). "Second report of proceedings in the Cambridge Observatory relating to the new Planet (Neptune)". Astronomische Nachrichten25 (21): 309. doi:10.1002/asna.18470252102.
↑Unsöld, Albrecht; Baschek, Bodo (2001). The New Cosmos: An Introduction to Astronomy and Astrophysics (edisi ke-5th). Springer. hlm. 47. ISBN3-540-67877-8. Lihat Tabel 3.1.
↑Orton, G. S., Encrenaz T., Leyrat C., Puetter, R. and Friedson, A. J. (2007). "Evidence for methane escape and strong seasonal and dynamical perturbations of Neptune's atmospheric temperatures". Astronomy and Astrophysics473: L5–L8. doi:10.1051/0004-6361:20078277. Bibcode: 2007A&A...473L...5O.
↑Sromovsky, L. A. (2000). "The unusual dynamics of new dark spots on Neptune". Bulletin of the American Astronomical Society32: 1005. Bibcode: 2000DPS....32.0903S.
↑Lindal, Gunnar F. (1992). "The atmosphere of Neptune – an analysis of radio occultation data acquired with Voyager 2". Astronomical Journal103: 967–982. doi:10.1086/116119. Bibcode: 1992AJ....103..967L.
↑Pearl, J. C. (1991). "The albedo, effective temperature, and energy balance of Neptune, as determined from Voyager data". Journal of Geophysical Research Supplement96: 18,921–18,930. Bibcode: 1991JGR....9618921P.
↑Scandolo, Sandro (2003). "The Centers of Planets". American Scientist91 (6): 516. doi:10.1511/2003.6.516.
↑McHugh, J. P. (1999). "Computation of Gravity Waves near the Tropopause". American Astronomical Society, DPS meeting #31, #53.0731. Bibcode: 1999DPS....31.5307M.
↑McHugh, J. P. (1996). "Neptune's Energy Crisis: Gravity Wave Heating of the Stratosphere of Neptune". Bulletin of the American Astronomical Society: 1078. Bibcode: 1996DPS....28.0507L.Cithakan:Dead link
↑Stern, S. Alan; Colwell, Joshua E. (1997). "Collisional Erosion in the Primordial Edgeworth-Kuiper Belt and the Generation of the 30–50 AU Kuiper Gap". The Astrophysical Journal (Geophysical, Astrophysical, and Planetary Sciences, Space Science Department, Southwest Research Institute) 490 (2): 879–882. doi:10.1086/304912. Bibcode: 1997ApJ...490..879S.
↑Varadi, F. (1999). "Periodic Orbits in the 3:2 Orbital Resonance and Their Stability". The Astronomical Journal118 (5): 2526–2531. doi:10.1086/301088. Bibcode: 1999AJ....118.2526V.
↑John Davies (2001). Beyond Pluto: Exploring the outer limits of the solar system. Cambridge University Press. hlm. 104. ISBN0521800196.
↑Chiang, E. I. (2003). "Resonance Occupation in the Kuiper Belt: Case Examples of the 5 : 2 and Trojan Resonances". The Astronomical Journal126: 430–443. doi:10.1086/375207. Bibcode: 2003AJ....126..430C.
↑Boss, Alan P. (September 30, 2002). "Formation of gas and ice giant planets". Earth and Planetary Science Letters.
↑Thommes, Edward W. (2001). "The formation of Uranus and Neptune among Jupiter and Saturn". The Astronomical Journal123 (5): 2862–2883. doi:10.1086/339975. Bibcode: 2002AJ....123.2862T.
↑Desch, S. J. (2007). "Mass Distribution and Planet Formation in the Solar Nebula". The Astrophysical Journal671 (1): 878–893. doi:10.1086/522825. Bibcode: 2007ApJ...671..878D.
↑Smith, R. (2009). "Resolved debris disc emission around η Telescopii: a young solar system or ongoing planet formation?". Astronomy and Astrophysics493 (1): 299–308. doi:10.1051/0004-6361:200810706. Bibcode: 2009A&A...493..299S.
↑Massa Triton: 2.14Cithakan:E kg. Combined mass of 12 other known moons of Neptune: 7.53Cithakan:E kg, or 0.35 percent. The mass of the rings is negligible.
↑Chyba, Christopher F. (1989). "Tidal evolution in the Neptune-Triton system". Astronomy and Astrophysics (EDP Sciences) 219 (1–2): L23–L26. Bibcode: 1989A&A...219L..23C.
↑Contohnya, pada tahun 1977, periode rotasi Neptunus bahkan masih belum pasti.Lihat:Cruikshank, D. P. (March 1, 1978). "On the rotation period of Neptune". Astrophysical Journal, Part 2 – Letters to the Editor (University of Chicago Press) 220: L57–L59. doi:10.1086/182636. Bibcode: 1978ApJ...220L..57C.
↑Max, C. (1999). "Adaptive Optics Imaging of Neptune and Titan with the W.M. Keck Telescope". Bulletin of the American Astronomical Society31: 1512. Bibcode: 1999BAAS...31.1512M.
↑Spilker, T. R. (2004). "Outstanding Science in the Neptune System From an Aerocaptured Vision Mission". Bulletin of the American Astronomical Society36: 1094. Bibcode: 2004DPS....36.1412S.
.svg)
.svg)
.jpg)
.jpg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
.svg)
