18-08-2009 07:27
| Janneke van Reenen-Hak
Het scheelde maar een haar of Galileo Galileï had te boek gestaan als ontdekker van Neptunus. Hij heeft hem gezien, maar besefte waarschijnlijk niet wat hij voor de kijker had.
In zijn logboek tekent de Italiaanse sterrenkundige op 6 januari 1613 vlak bij Jupiter en zijn manen een stipje. Voor het oog een onbeduidend sterretje, maar uit berekeningen blijkt dat hij Neptunus moet hebben gezien. Op 28 januari tekent hij op dat het stipje zich ten opzichte van een andere ster lijkt te verplaatsen. Voor astronomen hét kenmerk van een planeet, maar het heeft er alles van weg dat er bij Galileï geen belletje is gaan rinkelen.
Meer dan twee eeuwen moet de meest afgelegen gasreus nog op de officiële ontdekking wachten, tot 1846. Maar dan gaat het ook hard. Nog geen maand later krijgt de Britse astronoom William Lassell al de eerste maan van de planeet in het vizier: Triton.
Waarom heeft het zo lang geduurd? Aan de helderheid van de planeet –vernoemd naar de Romeinse god van de zee– ligt het niet. Weliswaar is Neptunus niet met het blote oog zichtbaar, maar met een verrekijker en een opzoekkaartje heeft een amateurastronoom er hooguit een paar minuten voor nodig.
In 1843 berekenen de Britse wiskundige John Couch Adams en de Franse sterrenkundige Urbain le Verrier op grond van baanafwijkingen van Uranus onafhankelijk van elkaar de baan die een eventuele achtste planeet zou moeten beschrijven. Collega’s van Le Verrier nemen de berekening met een korreltje zout, waarop die de Duitser Johann Galle op de hoogte stelt.
De brief komt aan in de ochtend van 23 september 1846 en dezelfde avond ontdekt Galle samen met Heinrich d’Arrest een ‘ster’ die een goede kans maakt. De volgende nacht blijkt dat het tweetal beet heeft: het sterretje is iets verschoven.
Een sterke telescoop geeft Neptunus weer als een blauw schijfje. Die kleur heeft hij net als zijn iets blekere broertje Uranus te danken aan de grote hoeveelheid methaan in de atmosfeer. Niet voor niets wordt Neptunus gezien als tweelingplaneet van Uranus. Beide hebben een metalen kern met daaromheen een mantel van water, ammoniak en methaan. Neptunus is iets kleiner, maar wel zwaarder dan Uranus.
Wervelstorm
Van dichtbij is wel verschil in uiterlijk, zo laten beelden van Voyager 2 zien. De ruimtesonde (gelanceerd in 1977) vliegt in 1989 langs Neptunus. De atmosfeer van Uranus is egaal blauwgroen, terwijl op Neptunus wolkenformaties zichtbaar zijn, net als bij Jupiter en –in mindere mate– bij Saturnus.
De beelden van Voyager tonen een gigantische wervelstorm: een grote, donkere vlek met aan de rand een paar witte wolken. De vergelijking met de grote rode vlek van Jupiter dringt zich op, een grote storm waar de aarde een paar keer in past en die al sinds de eerste telescoopwaarnemingen halverwege de zeventiende eeuw in meer of mindere mate voortwoedt.
Zo stabiel als de grote rode vlek is de donkerblauwe tegenhanger echter niet. Op beelden van de ruimtetelescoop Hubble uit 1994 is de wervelstorm verdwenen. Een paar maanden later verschijnt een soortgelijke vlek op een andere plaats. Waarschijnlijk is het een komen en gaan van donkere en witte wolken in de onrustige, 5000 kilometer hoge atmosfeer van de blauwe planeet.
In 2003 komen planeetdeskundigen op grond van metingen met Hubble tot de conclusie dat Neptunus op dat moment uitzonderlijk helder is. Op het zuidelijk halfrond bevinden zich dan veel wolken, wat erop wijst dat Neptunus seizoenen kent. Als gevolg van de lange omlooptijd om de zon duurt elk jaargetijde ruim veertig jaar.
De grote donkere vlek is niet de enige verrassing van Voyager 2. In de jaren tachtig vermoeden astronomen dat Neptunus, evenals de andere gasreuzen, een stelsel van ringen heeft. Foto’s die de sonde tijdens zijn scheervlucht maakt, bevestigen dat. De ringen, opgebouwd uit fijn stof, zijn ijl maar volledig rond. De dikte is wisselend en de stabiliteit waarschijnlijk niet groot.
De dertien manen van Neptunus zijn enkele tientallen tot hooguit honderden kilometers in doorsnede. Uitzondering is Triton, die met een middellijn van 2700 kilometer iets groter is dan Pluto. Triton voldoet daarmee aan de definitie van een ijsdwerg, waar ook Pluto sinds 2006 toe behoort. Dergelijke kleine hemellichamen komen in grote hoeveelheden voor in de Kuipergordel, voorbij de baan van Neptunus.
Buitenbeentje
Triton is in meerdere opzichten een buitenbeentje. Als enige maan in het zonnestelsel draait hij in een retrograde baan; hij verplaatst zich tegen de draairichting van Neptunus in. Die baan maakt ook nog eens een flinke hoek van 23 graden ten opzichte van de evenaar van de planeet. Wetenschappers speculeren daarom dat Triton in het verleden deel heeft uitgemaakt van de Kuipergordel en door Neptunus is ingevangen.
De maan heeft een ijle atmosfeer van stikstof en methaan en weerkaatst veel zonlicht. Met een temperatuur van -235 graden Celsius is de ijsklomp voor zover bekend het koudste hemellichaam in het zonnestelsel. Toch tonen Voyagerbeelden uitbarstingen van een soort ijsvulkanen die hun pluimen kilometers ver de atmosfeer in jagen.
NEPTUNUS
Diameter: 49.528 km
Dichtheid: 1,64 g/cm3
Omlooptijd om zon: 164 jaar
Rotatiesnelheid/daglenge:16, 11 uur
Gem. afstand tot zon: 4495 miljoen km
Baansnelheid: 5,43 km/sec
Aantal manen: 13
Massa t.o.v. aarde: 17,1
Volume t.o.v. aarde: 57,7
