Nettuno, l'ottavo e più distante pianeta conosciuto dal Sole, è il quarto pianeta più grande del Sistema Solare per diametro, il terzo più massiccio e il più denso tra i pianeti giganti. La sua massa è circa 17 volte quella della Terra. Sebbene leggermente più piccolo del vicino gigante ghiacciato Urano, Nettuno possiede massa e densità maggiori. Composto prevalentemente da gas e liquidi, è privo di una superficie solida distinta. Il pianeta completa un'orbita attorno al Sole ogni 164,8 anni, mantenendo una distanza orbitale media di 30,1 unità astronomiche (4,5 miliardi di chilometri; 2,8 miliardi di miglia). Prende il nome dalla divinità romana del mare, il suo simbolo astronomico è , che raffigura il tridente di Nettuno.
Nettuno è l'ottavo e il più lontano pianeta conosciuto in orbita attorno al Sole. È il quarto pianeta più grande del Sistema Solare per diametro, il terzo pianeta più massiccio e il pianeta gigante più denso. È 17 volte la massa della Terra. Rispetto a Urano, il suo vicino gigante di ghiaccio, Nettuno è leggermente più piccolo, ma più massiccio e più denso. Essendo composto principalmente da gas e liquidi, non ha una superficie solida ben definita. Nettuno orbita attorno al Sole una volta ogni 164,8 anni a una distanza orbitale di 30,1 unità astronomiche (4,5 miliardi di chilometri; 2,8 miliardi di miglia). Prende il nome dal dio romano del mare e ha il simbolo astronomico , che rappresenta il tridente di Nettuno.
Invisibile a occhio nudo, Nettuno detiene la particolarità di essere l'unico pianeta del Sistema Solare non inizialmente scoperto attraverso l'osservazione empirica diretta. Invece, la sua esistenza è stata ipotizzata da Alexis Bouvard, che notò inaspettate irregolarità orbitali in Urano, suggerendo perturbazioni gravitazionali provenienti da un pianeta inosservato. Dopo la morte di Bouvard, John Couch Adams e Urbain Le Verrier calcolarono indipendentemente la posizione prevista di Nettuno sulla base di queste osservazioni. Johann Gottfried Galle osservò successivamente Nettuno direttamente con un telescopio il 23 settembre 1846, trovandolo entro un grado dalla posizione prevista da Le Verrier. La sua luna più grande, Tritone, fu identificata subito dopo, ma le altre lune del pianeta rimasero da scoprire telescopicamente fino al XX secolo.
La notevole distanza di Nettuno dalla Terra si traduce in dimensioni apparenti ridotte, e la sua lontananza dal Sole lo rende eccezionalmente debole, ponendo sfide significative per lo studio con i telescopi terrestri. Osservazioni dettagliate sono diventate possibili solo con lo sviluppo del telescopio spaziale Hubble e di grandi telescopi terrestri dotati di ottica adattiva. Voyager 2, che effettuò un sorvolo di Nettuno il 25 agosto 1989, rimane l'unica navicella spaziale ad aver visitato il pianeta. Similmente ai giganti gassosi Giove e Saturno, l'atmosfera di Nettuno è costituita prevalentemente da idrogeno ed elio, con quantità minori di idrocarburi e potenzialmente azoto, ma contiene una maggiore concentrazione di ghiaccio, tra cui acqua, ammoniaca e metano. Il suo interno, come quello di Urano, è composto principalmente da ghiacci e rocce; di conseguenza, entrambi i pianeti sono classificati come "giganti di ghiaccio" per differenziarli dai giganti gassosi. La debole tonalità blu del pianeta è attribuita allo scattering di Rayleigh combinato con la presenza di tracce di metano nei suoi strati atmosferici più esterni.
A differenza di Urano, che mostra un'atmosfera fortemente stagionale che può apparire informe per periodi prolungati, l'atmosfera di Nettuno mostra fenomeni meteorologici attivi e persistentemente visibili. Durante il flyby della Voyager 2 nel 1989, una grande macchia scura, analoga alla grande macchia rossa di Giove, fu osservata nell'emisfero meridionale di Nettuno. Entro il 2018, una nuova macchia scura primaria e una macchia scura più piccola sono state identificate e studiate. Questi modelli atmosferici sono spinti dai venti sostenuti più potenti registrati su qualsiasi pianeta del Sistema Solare, raggiungendo velocità fino a 2.100 km/h (580 m/s; 1.300 mph). A causa della sua immensa distanza dal Sole, l'atmosfera esterna di Nettuno costituisce una delle regioni più fredde del Sistema Solare, con temperature al vertice delle nubi vicine a 55 K (-218 ° C; -361 ° F). Al contrario, si stima che le temperature al centro del pianeta siano intorno ai 5.400 K (5.100 ° C; 9.300 ° F). Nettuno possiede un debole e frammentato sistema di anelli, caratterizzato da "archi", scoperto inizialmente nel 1984 e successivamente confermato da Voyager 2.
Contesto storico
Identificazione
I disegni di Galileo del 28 dicembre 1612 e del 27 gennaio 1613 (Nuovo stile) rappresentano alcune delle prime osservazioni telescopiche, contenenti punti tracciati che corrispondono alle posizioni conosciute di Nettuno in quelle date specifiche. In entrambe le occasioni, Galileo apparentemente identificò erroneamente Nettuno come una stella fissa, poiché appariva in stretta congiunzione con Giove nel cielo notturno. Di conseguenza, non è riconosciuto per la scoperta di Nettuno. Durante la sua prima osservazione nel dicembre 1612, Nettuno mostrò un movimento apparente minimo nel cielo, avendo appena iniziato la sua fase retrograda. Questo fenomeno di apparente movimento all'indietro si verifica quando l'orbita della Terra supera quella di un pianeta esterno. Dato che Nettuno stava semplicemente iniziando il suo ciclo retrogrado annuale, il suo movimento era troppo sottile per essere rilevato con il telescopio relativamente piccolo di Galileo. Uno studio del 2009, tuttavia, proponeva che Galileo fosse almeno consapevole che la "stella" da lui osservata aveva spostato la sua posizione rispetto allo sfondo delle stelle fisse.
Nel 1821, Alexis Bouvard pubblicò tavole astronomiche che descrivevano in dettaglio l'orbita di Urano. Osservazioni successive, tuttavia, indicarono discrepanze significative rispetto a queste previsioni, spingendo Bouvard a teorizzare che un corpo celeste non identificato stesse perturbando gravitazionalmente la traiettoria di Urano. A partire dal 1843, John Couch Adams iniziò la propria ricerca sull'orbita di Urano, utilizzando i dati disponibili. Richiese formalmente ulteriori dati a Sir George Airy, l'astronomo reale, che gli furono forniti nel febbraio 1844. Adams continuò con i suoi calcoli fino al 1845-1846, generando stime multiple per la posizione di un pianeta precedentemente sconosciuto oltre Urano.
Contemporaneamente ma indipendentemente da Adams, Urbain Le Verrier condusse i suoi calcoli tra il 1845 e il 1846, che indicarono anche la presenza di un pianeta da scoprire; tuttavia, le sue scoperte inizialmente suscitarono scarso interesse tra i suoi compatrioti. Nel giugno 1846, dopo aver esaminato la stima iniziale pubblicata da Le Verrier per la longitudine del pianeta ipotizzato e aver notato la sua congruenza con la previsione di Adams, Airy convinse James Challis a iniziare una ricerca. Challis ha condotto un'indagine del cielo senza successo durante agosto e settembre. Sorprendentemente, Challis aveva effettivamente osservato Nettuno in due occasioni, il 4 e il 12 agosto 1845, un anno intero prima della sua scoperta ufficiale da parte di Johann Gottfried Galle. Tuttavia, la sua dipendenza da mappe stellari obsolete e metodi di osservazione non ottimali gli hanno impedito di identificare questi avvistamenti come il nuovo pianeta fino a una successiva analisi. Challis espresse profondo rammarico, attribuendo la sua svista alle carenze delle sue mappe e alla sua preoccupazione per le osservazioni simultanee delle comete.
Contemporaneamente, Le Verrier inviò una lettera a Johann Gottfried Galle, un astronomo dell'Osservatorio di Berlino, implorandolo di avviare una ricerca utilizzando il telescopio rifrattore dell'osservatorio. Heinrich d'Arrest, uno studente dell'osservatorio, propose a Galle di identificare il pianeta confrontando una mappa del cielo recentemente tracciata nella regione prevista da Le Verrier con l'attuale visione celeste, cercando lo spostamento caratteristico di un pianeta rispetto alle stelle fisse. La sera del 23 settembre 1846, lo stesso giorno in cui Galle ricevette la corrispondenza di Le Verrier, scoprì con successo Nettuno. Il pianeta si trovava appena a nord-est di Iota Aquarii, a circa 1° dalla posizione prevista da Le Verrier (descritta come "cinque gradi a est del Delta Capricorno"), a circa 12° dalla precedente previsione di Adams, e situato vicino al confine della moderna costellazione IAU tra Acquario e Capricorno.
In seguito alla scoperta di Nettuno, sorse una contesa nazionalistica tra Francia e Gran Bretagna riguardo alla legittima attribuzione del credito. Alla fine, fu stabilito un consenso internazionale, garantendo credito congiunto sia a Le Verrier che ad Adams. Tuttavia, dal 1966, Dennis Rawlins ha contestato la veridicità dell'affermazione di Adams sulla co-scoperta. La questione è stata rivalutata dagli storici nel 1998, in coincidenza con la restituzione dei "Neptune papers", una raccolta di documenti storici, al Royal Observatory di Greenwich.
Convenzioni di denominazione
Immediatamente dopo la sua scoperta, Nettuno fu comunemente designato come "il pianeta esterno a Urano" o "il pianeta di Le Verrier". La proposta iniziale di denominazione formale ebbe origine da Galle, che suggerì Janus. In Inghilterra, Challis sostenne il nome Oceanus.
Affermando la sua prerogativa di dare un nome alla sua scoperta, Le Verrier propose prontamente Nettuno per il nuovo pianeta, nonostante rivendicasse falsamente l'approvazione ufficiale da parte del Bureau des Longitudes francese. A ottobre, tentò di chiamare il pianeta Le Verrier, in suo onore, una proposta fortemente sostenuta dal direttore dell'osservatorio François Arago. Questo suggerimento incontrò una notevole opposizione al di fuori della Francia. Di conseguenza, gli almanacchi francesi reintegrarono rapidamente Herschel per Urano, riconoscendo il suo scopritore Sir William Herschel, e adottarono Leverrier per il pianeta appena scoperto.
Il 29 dicembre 1846, Struve approvò formalmente il nome Nettuno all'Accademia delle Scienze di San Pietroburgo, citando l'aspetto telescopico e il colore del pianeta come giustificazione. Successivamente, Nettuno ottenne l'accettazione internazionale come designazione ufficiale del pianeta. Nella mitologia romana, Nettuno è venerato come il dio del mare, analogo alla divinità greca Poseidone. La preferenza per un nome mitologico in linea con la nomenclatura consolidata di altri pianeti, ciascuno dei quali prende il nome da una divinità della mitologia greca o romana.
Il pianeta è prevalentemente indicato con variazioni del nome "Nettuno" nella maggior parte delle lingue contemporanee. In cinese, vietnamita, giapponese e coreano, la designazione del pianeta si traduce in "stella re del mare" (海王星). Il mongolo si riferisce a Nettuno come Dalain van (Далайн ван), un nome che riconosce il dominio della sua divinità omonima sul mare. Il greco moderno designa il pianeta come Poseidone (Ποσειδώνας, Poseidonas), riflettendo il suo status di equivalente greco di Nettuno. In ebraico, Rahab (רהב), derivato da un mostro marino biblico a cui si fa riferimento nel Libro dei Salmi, è stato ufficialmente scelto nel 2009 da un voto supervisionato dall'Accademia della lingua ebraica, nonostante l'uso prevalente del termine latino Neptun (נפטון). Il nome Maori del pianeta è Tangaroa, in onore della divinità Maori del mare. Nahuatl si riferisce al pianeta come Tlāloccītlalli, dal nome di Tlāloc, il dio della pioggia. In tailandese, Nettuno è designato con il nome occidentalizzato Dao Nepchun/Nepjun (ดาวเนปจูน) ed è anche conosciuto come Dao Ket (ดาวเกตุ, lit.'stella di Ketu), in riferimento a Ketu (केतु), il nodo lunare discendente significativo nell'astrologia indù. Il nome malese Waruna, derivato dal dio indù dei mari, è stato documentato già negli anni '70, ma da allora è stato in gran parte sostituito dalle forme latine Neptun (in malese) o Neptunus (in indonesiano).
La forma aggettivale standard è Nettuniano. Mentre la forma nonce Poseidean (), derivata da Poseidon, ha visto un uso occasionale, la forma aggettivale convenzionale per Poseidon rimane Poseidonian ().
Stato planetario
Dalla sua scoperta nel 1846 fino all'identificazione di Plutone nel 1930, Nettuno ha mantenuto la particolarità di essere il pianeta più distante conosciuto. Dopo la scoperta di Plutone, fu classificato come pianeta, posizionando Nettuno come il secondo pianeta conosciuto più distante. Un'eccezione si è verificata durante un intervallo di 20 anni dal 1979 al 1999, quando l'orbita eccentrica di Plutone lo fece avvicinare al Sole più vicino di Nettuno, rendendo così Nettuno il nono pianeta dal Sole durante quel periodo. Stime progressivamente perfezionate della massa di Plutone, che diminuì da dieci volte quella della Terra a significativamente inferiore a quella della Luna, insieme alla scoperta della cintura di Kuiper nel 1992, hanno stimolato un ampio dibattito astronomico riguardo alla classificazione di Plutone come pianeta o componente della cintura di Kuiper. Nel 2006, l'Unione Astronomica Internazionale ha definito formalmente per la prima volta il termine "pianeta", determinando la riclassificazione di Plutone come "pianeta nano" e ristabilendo Nettuno come il pianeta più esterno conosciuto del Sistema Solare.
Formazione planetaria
Modellare con precisione la formazione dei giganti del ghiaccio, Nettuno e Urano, ha presentato sfide significative. I modelli esistenti indicano che la densità della materia nelle regioni esterne del Sistema Solare era insufficiente per spiegare la genesi di corpi così massicci attraverso il meccanismo convenzionale di accrescimento del nucleo; di conseguenza, sono state proposte diverse ipotesi alternative per chiarirne la formazione. Un'ipotesi postula che questi giganti di ghiaccio abbiano avuto origine non attraverso l'accrescimento del nucleo ma da instabilità all'interno del disco protoplanetario primordiale, perdendo successivamente la loro atmosfera a causa dell'intensa radiazione proveniente da una stella OB massiccia adiacente.
Una teoria alternativa suggerisce che la loro formazione sia avvenuta più vicino al Sole, dove la densità della materia era maggiore, seguita da una successiva migrazione verso le loro orbite attuali dopo la dissipazione del disco protoplanetario gassoso. Questa ipotesi di migrazione post-formazione è favorita perché spiega in modo più efficace la distribuzione di piccoli oggetti osservati all'interno della regione transnettuniana. L'elaborazione più ampiamente accettata di questa ipotesi è il modello di Nizza, uno scenario di evoluzione dinamica che indaga la potenziale influenza di Nettuno in migrazione e degli altri pianeti giganti sulle caratteristiche strutturali della fascia di Kuiper.
Proprietà in blocco
Nettuno possiede una massa di 1.024×1026 kg, posizionandolo tra la Terra e i giganti gassosi più massicci; nello specifico, è 17,15 volte la massa della Terra ma solo circa 1/19 di quella di Giove. La sua accelerazione gravitazionale a 1 bar misura 11,27 m/s§89§, ovvero 1,15 volte la gravità superficiale della Terra ed è superata esclusivamente da Giove. Con un raggio equatoriale di 24.764 km, Nettuno è quasi quattro volte più grande della Terra. Classificato come un gigante di ghiaccio, una sottocategoria di pianeti giganti, Nettuno condivide questa distinzione con Urano a causa delle loro dimensioni più piccole e delle elevate concentrazioni di volatili rispetto a Giove e Saturno. Nel contesto della scoperta di esopianeti, Nettuno funge da metonimia, con i corpi celesti di massa paragonabile recentemente identificati spesso chiamati "Nettuno", rispecchiando la pratica di etichettare vari oggetti extrasolari come "Giove".
Struttura interna
La struttura interna di Nettuno presenta somiglianze con quella di Urano. La sua atmosfera costituisce circa il 5-10% della sua massa totale e può estendersi verso l'interno per il 10-20% del raggio del pianeta verso il nucleo. La pressione atmosferica può raggiungere circa 10 GPa, equivalenti a circa 105 atmosfere. Negli strati atmosferici più profondi si osservano concentrazioni progressivamente più elevate di metano, ammoniaca e acqua.
Il mantello di Nettuno, che si stima abbia una massa compresa tra 10 e 15 masse terrestri, è abbondante di acqua, ammoniaca e metano. Nella scienza planetaria, questa composizione viene convenzionalmente definita “ghiacciata”, nonostante esista come un fluido supercritico caldo e denso. Questo fluido altamente conduttivo elettricamente viene talvolta definito un oceano di acqua e ammoniaca. Il mantello potrebbe comprendere uno strato di acqua ionica, dove le molecole d'acqua si dissociano in un plasma di ioni idrogeno e ossigeno, e, a maggiori profondità, acqua superionica, caratterizzata da ossigeno cristallizzato con ioni idrogeno liberamente mobili all'interno del reticolo dell'ossigeno. Ad una profondità di 7.000 km, le condizioni potrebbero facilitare la decomposizione del metano in cristalli di diamante, che poi precipiterebbero verso il basso in modo simile ai chicchi di grandine. I ricercatori ipotizzano che questo fenomeno della pioggia di diamanti si verifichi anche su Giove, Saturno e Urano. Inoltre, esperimenti ad altissima pressione condotti presso il Lawrence Livermore National Laboratory indicano che la regione più alta del mantello potrebbe essere un oceano di carbonio liquido contenente diamanti solidi in sospensione.
Si presume che il nucleo di Nettuno sia costituito da ferro, nichel e silicati, con modelli interni che suggeriscono una massa circa 1,2 volte quella della Terra. La pressione centrale raggiunge i 7 Mbar (700 GPa), che è circa il doppio della pressione rilevata nel nucleo terrestre, e le temperature potrebbero raggiungere i 5.400 K (5.100 °C; 9.300 °F).
Riscaldamento interno
I modelli meteorologici più dinamici osservati su Nettuno, a differenza di Urano, sono parzialmente attribuibili al suo elevato riscaldamento interno. Gli strati più alti della troposfera di Nettuno registrano una temperatura minima di 51,8 K (−221,3 °C). Alla profondità dove la pressione atmosferica raggiunge 1 bar (100 kPa), la temperatura è 72,00 K (−201,15 °C). Negli strati gassosi più profondi la temperatura aumenta progressivamente. Similmente a Urano, l'origine precisa di questo calore interno rimane indeterminata; tuttavia, la disparità nella produzione di energia è più pronunciata per Nettuno: Urano emette solo 1,1 volte l'energia che assorbe dal Sole, mentre Nettuno irradia circa 2,61 volte l'energia solare che riceve.
Nonostante sia oltre il 50% più distante dal Sole di Urano e di conseguenza riceva solo circa il 40% dell'irraggiamento solare di Urano, l'energia interna di Nettuno è comunque sufficiente per alimentare i più rapidi venti planetari nel Sistema Solare. Il calore residuo derivante dall'accrescimento di Nettuno, dipendente dalle caratteristiche termiche del suo interno, potrebbe potenzialmente spiegare il flusso di calore osservato. Tuttavia, conciliare la relativa mancanza di calore interno di Urano mantenendo le somiglianze percepite tra i due pianeti rappresenta una sfida più grande.
Rotazione
L'inclinazione assiale di Nettuno misura 28,32°, un valore paragonabile a quello della Terra (23°) e di Marte (25°). Di conseguenza, Nettuno subisce variazioni stagionali analoghe a quelle della Terra. Dato l'ampio periodo orbitale di Nettuno, ogni stagione persiste per circa quaranta anni terrestri. Il periodo di rotazione siderale del pianeta, che ne definisce il giorno, è di circa 16,11 ore. A causa della sua inclinazione assiale simile a quella terrestre, le fluttuazioni della lunghezza diurna durante l'anno prolungato di Nettuno non sono eccezionalmente pronunciate.
Poiché Nettuno non è un corpo celeste solido, la sua atmosfera mostra una rotazione differenziale. L'ampia regione equatoriale ruota con un periodo di circa 18 ore, che è più lento della velocità di rotazione di 16,1 ore del campo magnetico del pianeta. Al contrario, le regioni polari mostrano un periodo di rotazione più veloce di 12 ore. Questa rotazione differenziale è la più significativa osservata tra tutti i pianeti del Sistema Solare, portando a un sostanziale wind shear latitudinale.
Magnetosfera
La magnetosfera di Nettuno presenta un campo magnetico significativamente inclinato di 47° rispetto al suo asse di rotazione e spostato di almeno 0,55 raggi (circa 13.500 km) dal centro fisico del pianeta, una configurazione simile alla magnetosfera di Urano. Prima dell'arrivo della Voyager 2 a Nettuno, si teorizzava che l'inclinazione assiale di Urano fosse responsabile della sua magnetosfera inclinata in modo simile. Tuttavia, l’analisi comparativa dei campi magnetici di entrambi i pianeti suggerisce ora che questo orientamento estremo potrebbe essere caratteristico della dinamica dei fluidi interni ai loro interni. Questo campo magnetico è probabilmente generato da movimenti convettivi di fluidi all'interno di un sottile guscio sferico di liquidi elettricamente conduttivi, potenzialmente una miscela di ammoniaca, metano e acqua, attraverso un processo noto come azione dinamo.
La componente dipolare del campo magnetico di Nettuno al suo equatore magnetico misura circa 14 microtesla (0,14 G). Il momento magnetico di dipolo del pianeta è stimato a circa 2,2 × 1017 T·m3 (14 μT·RN§1011§, dove RN denota il raggio di Nettuno). Il campo magnetico di Nettuno mostra una geometria complessa, caratterizzata da contributi sostanziali da componenti non dipolari, incluso un robusto momento quadrupolare che può superare in intensità il momento dipolare. Al contrario, la Terra, Giove e Saturno possiedono momenti quadrupolari relativamente minori e i loro campi magnetici sono meno inclinati rispetto ai loro assi polari. Il pronunciato momento di quadrupolo osservato nel campo di Nettuno può derivare da uno spostamento dal centro del pianeta e da specifici vincoli geometrici del generatore di dinamo del campo.
Il bow shock di Nettuno, la regione in cui la magnetosfera inizia a decelerare il vento solare, è situato a una distanza equivalente a 34,9 volte il raggio del pianeta. La magnetopausa, dove la pressione magnetosferica bilancia la pressione del vento solare, si estende tra 23 e 26,5 volte il raggio di Nettuno. La coda della magnetosfera si estende verso l'esterno fino ad almeno 72 volte il raggio di Nettuno e potenzialmente molto oltre.
Le osservazioni condotte da Voyager 2 attraverso le frequenze radio e ultraviolette estreme hanno indicato la presenza di aurore deboli, deboli, ma complesse e distintive su Nettuno. Tuttavia, queste osservazioni iniziali erano limitate nel tempo e mancavano di dati nell’infrarosso. Successivi tentativi da parte degli astronomi che utilizzano il telescopio spaziale Hubble non sono riusciti a rilevare queste aurore, in contrasto con le manifestazioni aurorali più chiaramente definite su Urano. Nel marzo 2025, le aurore di Nettuno sono state riprese con successo per la prima volta attraverso l'integrazione di immagini in luce visibile dal telescopio spaziale Hubble con immagini nel vicino infrarosso (NIR) del telescopio spaziale James Webb, utilizzando i dati acquisiti nel giugno 2023. Il telescopio spaziale James Webb ha anche eseguito la spettrografia dell'atmosfera di Nettuno, identificando i cationi triidrogeno (H+
§89§), che vengono generati durante gli eventi aurorali e servono come indicatore definitivo dell'attività aurorale sia sui giganti gassosi che su quelli ghiacciati. Le caratteristiche uniche del campo magnetico di Nettuno influenzano in modo significativo la natura delle sue aurore. A differenza della Terra, Giove o Saturno, i poli magnetici di Nettuno non sono allineati con i suoi poli di rotazione, portando alla prevalenza dell'attività aurorale nelle sue regioni di media latitudine piuttosto che esclusivamente ai suoi poli.
Caratteristiche superficiali
Colore
L'atmosfera di Nettuno mostra una debole tonalità blu all'interno dello spettro ottico, mostrando una saturazione solo leggermente maggiore rispetto al blu osservato nell'atmosfera di Urano. Le precedenti interpretazioni artistiche dei due pianeti spesso esageravano il contrasto cromatico di Nettuno per migliorare la visibilità delle sue nuvole, delle sue bande e dei suoi venti, raffigurandolo come un blu intenso rispetto all'aspetto bianco sporco di Urano. L’imaging iniziale di questi pianeti utilizzava sistemi disparati, complicando i confronti diretti delle immagini composite risultanti. Questo problema è stato successivamente risolto attraverso la normalizzazione del colore nel corso del tempo, con gli sforzi più completi avvenuti alla fine del 2023.
Atmosfera
A quote più elevate, l'atmosfera di Nettuno è composta per l'80% da idrogeno e per il 19% da elio, con tracce di metano presenti anche. Bande di assorbimento prominenti attribuibili al metano si osservano a lunghezze d'onda superiori a 600 nm, che rientrano nelle porzioni rossa e infrarossa dello spettro elettromagnetico. Similmente a Urano, questo assorbimento della luce rossa da parte del metano atmosferico contribuisce alla debole colorazione blu di Nettuno, che è più pronunciata su Nettuno a causa della presenza di foschia concentrata nell'atmosfera di Urano.
L'atmosfera di Nettuno è delineata in due strati principali: la bassa troposfera, caratterizzata da una diminuzione della temperatura con l'aumentare dell'altitudine, e la stratosfera, dove la temperatura aumenta con l'altitudine. L'interfaccia tra questi due strati, nota come tropopausa, si trova ad una pressione di 0,1 bar (10 kPa). Al di là della stratosfera, la termosfera inizia a pressioni che vanno da meno di 10−5 a 10−4 bar (da 1 a 10 Pa). Successivamente, la termosfera si fonde progressivamente con l'esosfera.
I modelli atmosferici indicano che la troposfera di Nettuno presenta bande nuvolose distinte, la cui composizione varia a seconda dell'altitudine. Le nubi ad alta quota si osservano a pressioni inferiori a un bar, dove le condizioni favoriscono la condensazione del metano. Tra uno e cinque bar (100 e 500 kPa), si ipotizza che si materializzino nubi composte da ammoniaca e idrogeno solforato. A pressioni superiori a cinque bar, le formazioni nuvolose comprendono potenzialmente ammoniaca, solfuro di ammonio, idrogeno solforato e acqua. Inoltre, si prevede che gli strati più profondi contengano nubi di ghiaccio d'acqua a circa 50 bar (5,0 MPa), dove la temperatura raggiunge 273 K (0 ° C; 32 ° F). Al di sotto di queste potrebbero esistere ulteriori nubi di ammoniaca e idrogeno solforato.
Le osservazioni hanno rivelato nubi ad alta quota su Nettuno che proiettano ombre sullo strato di nubi più denso sottostante. Queste fasce nuvolose elevate circondano il pianeta lungo latitudini specifiche, mostrando larghezze comprese tra 50 e 150 km e situate a circa 50-110 km sopra il principale strato nuvoloso. Queste altitudini corrispondono alla troposfera, la regione atmosferica dove si verificano i fenomeni meteorologici, in contrasto con la quiescente stratosfera e la termosfera. Nell'agosto 2023 si è verificata una notevole scomparsa delle nubi ad alta quota di Nettuno, che ha portato a un riesame di uno studio trentennale utilizzando i dati del telescopio spaziale Hubble e degli osservatori a terra. Questa ricerca ha concluso che la dinamica delle nubi ad alta quota di Nettuno è correlata ai cicli solari piuttosto che alle variazioni stagionali del pianeta.
L'analisi spettroscopica di Nettuno indica che la sua stratosfera inferiore mostra un aspetto nebbioso, attribuito alla condensazione dei prodotti della fotolisi del metano, in particolare etano ed etino, derivanti dalla radiazione ultravioletta. Questa regione stratosferica contiene anche piccole quantità di monossido di carbonio e acido cianidrico. In particolare, la stratosfera di Nettuno mantiene una temperatura più elevata di quella di Urano, un fenomeno legato alla sua maggiore concentrazione di idrocarburi.
La termosfera di Nettuno mostra una temperatura insolitamente elevata, circa 750 K (477 °C; 890 °F), per ragioni che non sono ancora del tutto chiare. Data la notevole distanza del pianeta dal Sole, la radiazione ultravioletta non è una fonte sufficiente per questa energia termica. I meccanismi di riscaldamento proposti includono le interazioni tra l'atmosfera e gli ioni all'interno del campo magnetico di Nettuno, nonché la dissipazione delle onde gravitazionali originate dall'interno del pianeta. La termosfera contiene anche tracce di anidride carbonica e acqua, potenzialmente introdotte da fonti esogene come meteoriti e polvere interplanetaria.
Clima
L'attività meteorologica di Nettuno è definita da sistemi di tempeste altamente energetici, dove le velocità del vento possono avvicinarsi a 600 m/s (2.200 km/h; 1.300 mph), superando le velocità supersoniche. Più comunemente, le osservazioni di movimenti nuvolosi persistenti indicano velocità del vento che vanno da 20 m/s verso est a 325 m/s verso ovest. Negli strati nuvolosi più alti, i venti dominanti variano da 400 m/s vicino all'equatore a 250 m/s ai poli. Una parte significativa dei venti di Nettuno circola in una direzione contraria alla rotazione del pianeta. Il modello complessivo del vento rivela una rotazione prograda alle latitudini più elevate in contrasto con la rotazione retrograda alle latitudini più basse. Si ipotizza che questa divergenza direzionale sia un “effetto pelle”, piuttosto che indicativa di meccanismi atmosferici più profondi. Una corrente a getto ad alta velocità, ad esempio, viaggia a 300 m/s a 70° di latitudine sud. Inoltre, le variazioni stagionali hanno portato a un aumento osservato delle dimensioni e dell'albedo delle bande nuvolose nell'emisfero meridionale di Nettuno, un fenomeno inizialmente documentato nel 1980. Il periodo orbitale esteso di Nettuno fa sì che le stagioni durino per circa 40 anni terrestri.
Nettuno mostra una netta differenza da Urano nel suo livello caratteristico di attività meteorologica. Durante il suo sorvolo del 1989, la Voyager 2 ha documentato fenomeni meteorologici significativi su Nettuno, mentre su Urano non è stata osservata alcuna attività atmosferica comparabile durante il sorvolo del 1986.
Le concentrazioni di metano, etano e acetilene all'equatore di Nettuno sono da 10 a 100 volte superiori a quelle ai suoi poli. Questa disparità è interpretata come prova convincente del sollevamento atmosferico nella regione equatoriale e della subsidenza vicino ai poli, dato che i processi fotochimici da soli non possono spiegare questa distribuzione senza la presenza di circolazione meridionale.
Nel 2007, le osservazioni hanno rivelato che la troposfera superiore di Nettuno al polo sud mostrava una temperatura di circa 10 K superiore alla media atmosferica di 73 K (-200 °C). Questa disparità di temperatura facilita la sublimazione del metano, che tipicamente rimane congelato nella troposfera, permettendogli di ascendere nella stratosfera nella regione polare. La presenza di questo "punto caldo" localizzato è attribuita all'inclinazione assiale di Nettuno, che ha mantenuto il polo sud esposto alla luce solare continua per l'equivalente di un quarto del periodo orbitale di Nettuno, ovvero circa 40 anni terrestri. Man mano che Nettuno avanza attraverso la sua orbita verso il lato opposto del Sole, il polo sud sperimenterà l'oscurità mentre il polo nord si illuminerà, spostando di conseguenza il fenomeno del rilascio di metano nell'emisfero settentrionale.
Tempeste
Nel 1989, la Grande Macchia Scura, un sistema di tempeste anticicloniche che misura 13.000 km × 6.600 km (8.100 mi × 4.100 mi), è stata identificata dalla navicella spaziale Voyager 2 della NASA. Questa tempesta mostrava caratteristiche analoghe alla Grande Macchia Rossa di Giove. Circa cinque anni dopo la sua scoperta, il 2 novembre 1994, il telescopio spaziale Hubble non rilevò la Grande Macchia Scura sulla superficie del pianeta. Invece, un sistema di tempeste comparabile è stato osservato nell'emisfero settentrionale di Nettuno.
Un'altra tempesta degna di nota, denominata Scooter, comprende un gruppo di nuvole bianche situato a sud della Grande Macchia Scura. Questo appellativo ebbe origine nei mesi precedenti l'incontro con la Voyager 2 del 1989, quando si osservò che queste nubi attraversavano a velocità superiori a quelle della Grande Macchia Scura. La successiva analisi delle immagini ha poi rivelato la presenza di nuvole che si muovono a velocità ancora maggiori di quelle inizialmente rilevate da Voyager 2. La Piccola Macchia Scura, una tempesta ciclonica situata nell'emisfero meridionale, ha rappresentato la seconda tempesta più intensa documentata durante l'incontro del 1989. Inizialmente appariva completamente oscura, questa caratteristica ha sviluppato un nucleo luminoso mentre Voyager 2 si avvicinava al pianeta, una caratteristica evidente nella maggior parte delle immagini ad alta risoluzione. Più recentemente, nel 2018, una nuova macchia scura primaria e una macchia scura più piccola sono state identificate e sottoposte ad indagine scientifica. La prima osservazione da terra di una macchia scura su Nettuno è stata segnalata nel 2023.
Si ipotizza che le macchie scure di Nettuno abbiano origine nella troposfera ad altitudini inferiori a quelle delle formazioni nuvolose più luminose, presentandosi quindi come aperture negli strati nuvolosi superiori. Data la loro stabilità e persistenza per diversi mesi, queste caratteristiche sono considerate strutture a vortice. Nuvole di metano luminose e durature accompagnano spesso macchie scure, che si formano in prossimità dello strato della tropopausa. La presenza prolungata di queste nubi associate suggerisce che alcune precedenti macchie scure potrebbero persistere come cicloni anche dopo che cessano di essere distinguibili come caratteristiche oscure. Si ritiene che le macchie scure si dissolvano con la migrazione eccessivamente vicino all'equatore o potenzialmente attraverso un meccanismo alternativo, ancora indeterminato.
Nel 1989, l'esperimento Planetary Radio Astronomy (PRA) a bordo della Voyager 2' ha rilevato circa 60 fulmini, identificati come scariche elettrostatiche nettuniane, che emettevano energie superiori a 7×10§910§ J. Contemporaneamente, un sistema di onde al plasma (PWS) ha registrato 16 distinti eventi di onde elettromagnetiche, che abbracciavano una frequenza intervallo di 50–12 kHz, a latitudini magnetiche comprese tra 7° e 33°. Si ipotizza che queste osservazioni delle onde di plasma siano state indotte dall'attività dei fulmini che si verificano in un intervallo di 20 minuti all'interno delle nubi di ammoniaca della magnetosfera.
Durante l'avvicinamento più vicino della Voyager 2 a Nettuno, lo strumento PWS ha prodotto le rilevazioni iniziali delle onde di plasma per il pianeta, registrate a una velocità di campionamento di 28.800 campioni al secondo. Le densità del plasma osservate variavano da 10−3 a 10−1 cm§910§. Si teorizza che i fulmini nettuniani si manifestino all'interno di tre distinti strati nuvolosi, con modelli microfisici che indicano che la maggior parte di questi eventi traspirano nelle nuvole d'acqua troposferiche o nelle nubi di ammoniaca magnetosferiche superficiali. Le proiezioni suggeriscono che la velocità dei fulmini di Nettuno è circa 1/19 di quella di Giove, con la maggior parte dell'attività concentrata alle alte latitudini. Tuttavia, i fenomeni dei fulmini su Nettuno sembrano avere una maggiore somiglianza con i fulmini terrestri che con quelli gioviani.
Movimento orbitale e osservazione
Nettuno mantiene una distanza orbitale media di 4,5 miliardi di km dal Sole, che equivale a circa 30,1 unità astronomiche (UA), dove una AU rappresenta la distanza media Terra-Sole. Il pianeta completa un'orbita completa in media ogni 164,79 anni, con una variabilità di circa ±0,1 anni. La sua distanza al perielio è 29,81 UA, mentre la sua distanza all'afelio misura 30,33 UA. Con un'eccentricità orbitale di appena 0,008678, Nettuno possiede la seconda orbita più circolare tra i pianeti del Sistema Solare, superata solo da Venere. L'inclinazione dell'orbita di Nettuno rispetto al piano orbitale della Terra è di 1,77°.
L'11 luglio 2011, Nettuno ha raggiunto la sua orbita baricentrica completa inaugurale sin dal suo rilevamento iniziale nel 1846. Tuttavia, la sua posizione celeste non corrispondeva esattamente alle coordinate di scoperta a causa della diversa posizione orbitale della Terra all'interno del suo ciclo di 365,26 giorni. Inoltre, il movimento del Sole rispetto al baricentro del Sistema Solare ha fatto sì che l'11 luglio Nettuno non si trovasse nella sua precisa posizione di scoperta rispetto al Sole; utilizzando il sistema di coordinate eliocentrico più diffuso, la longitudine della scoperta è stata raggiunta il 12 luglio 2011.
Osservazione
Nettuno non è sufficientemente luminoso per essere visibile a occhio nudo. La sua attuale magnitudine apparente oscilla tra 7,67 e 7,89, esibendo una media di 7,78 e una deviazione standard di 0,06. Diversi corpi celesti, tra cui le lune galileiane di Giove, il pianeta nano Cerere e asteroidi come 4 Vesta, 2 Pallade, 7 Iris, 3 Giunone e 6 Ebe, possono superare la sua luminosità. Con l'aiuto di un telescopio o di un potente binocolo, Nettuno appare come un minuscolo disco blu, che somiglia a Urano. Tra il 1980 e il 2000, la luminosità di Nettuno è aumentata di circa il 10%, attribuibile principalmente alle variazioni stagionali. Si prevede che questa tendenza allo schiarimento persisterà man mano che il pianeta si avvicinerà al suo perielio nel 2042. Prima del 1980, la magnitudine del pianeta era pari a 8,0.
A causa della sua notevole distanza dalla Terra, il diametro angolare di Nettuno è compreso tra soli 2,2 e 2,4 secondi d'arco, rendendolo il più piccolo tra i pianeti del Sistema Solare. Questa dimensione apparente ridotta presenta sfide significative per l’osservazione visiva. I dati telescopici sono rimasti limitati fino all’introduzione del telescopio spaziale Hubble e degli osservatori avanzati a terra dotati di ottica adattiva (AO). Ad esempio, ancora nel 1977, il periodo di rotazione di Nettuno era ancora indeterminato. Le prime osservazioni riuscite da terra utilizzando l'ottica adattiva si sono verificate alle Hawaii nel 1997. Attualmente, Nettuno si sta avvicinando al suo perielio (il suo punto orbitale più vicino al Sole), una fase correlata al riscaldamento osservato, all'intensificata attività atmosferica e all'aumento della luminosità. Queste tecnologie avanzate stanno ora catturando immagini progressivamente più complesse di Nettuno. Dalla metà degli anni '90, sia i telescopi Hubble che quelli ad ottica adattiva hanno facilitato numerose scoperte, in particolare un'espansione nel catalogo dei satelliti conosciuti in orbita attorno ai pianeti esterni. Nello specifico, durante il 2004 e il 2005, sono stati identificati cinque piccoli satelliti di Nettuno precedentemente non catalogati, di diametro compreso tra 38 e 61 chilometri.
Come osservato dalla Terra, Nettuno subisce un apparente moto retrogrado circa ogni 367 giorni, manifestandosi come una caratteristica traiettoria circolare sullo sfondo delle stelle fisse durante ogni opposizione. Tali circuiti hanno portato il pianeta in prossimità delle sue coordinate di scoperta del 1846 nell'aprile e nel luglio del 2010, e successivamente nell'ottobre e nel novembre del 2011.
Con un periodo orbitale di 164 anni, Nettuno attraversa ciascuna costellazione zodiacale per una durata media di 13 anni. Nel 2011, il pianeta ha concluso la sua orbita solare completa iniziale dal momento della sua scoperta, tornando così alla sua posizione originale osservata a nord-est di Iota Aquarii.
Le osservazioni in radiofrequenza di Nettuno rivelano il suo status di fonte sia di emissioni continue che di esplosioni intermittenti. Si ipotizza che queste emissioni provengano dal campo magnetico rotante del pianeta. All'interno dello spettro infrarosso, le tempeste atmosferiche di Nettuno si manifestano come caratteristiche luminose su uno sfondo più freddo, consentendo un monitoraggio preciso delle loro dimensioni e morfologia.
Dominio gravitazionale e influenza
Anelli planetari
Nettuno possiede un sistema di anelli planetari, anche se considerevolmente meno importante di quelli osservati attorno a Saturno e Urano. Si ipotizza che questi anelli comprendano particelle di ghiaccio avvolte in silicati o composti carboniosi, che probabilmente conferiscono la loro colorazione rossastra. I componenti principali di questo sistema includono lo stretto Anello di Adams, situato a 63.000 km dal centro di Nettuno; l'Anello del Verrier, a 53.000 km; e il Galle Ring più ampio e diffuso, situato a 42.000 km. Una sottile estensione verso l'esterno dell'Anello di Le Verrier, denominata Lassell, è delimitata esternamente dall'Anello di Arago, posizionato a 57.000 km.
Il rilevamento iniziale di questi anelli planetari avvenne nel 1968, attribuito a un gruppo di ricerca guidato da Edward Guinan. La successiva analisi di questi dati, combinata con nuove osservazioni effettuate all'inizio degli anni '80, ha portato all'ipotesi che questo sistema di anelli potesse essere discontinuo. Indicazioni di potenziali lacune all'interno degli anelli sono emerse per la prima volta durante un evento di occultazione stellare nel 1984, in cui gli anelli occludevano una stella durante l'immersione ma non durante l'emersione. La questione fu definitivamente risolta dalle immagini acquisite da Voyager 2 nel 1989, che raffiguravano chiaramente molteplici anelli deboli.
L'anello Adams più esterno comprende cinque archi distinti, designati come Courage, Liberté, Egalité 1, Egalité 2 e Fraternité (Coraggio, Libertà, Uguaglianza e Fraternità). La persistenza di questi archi rappresentava un significativo enigma astrofisico, poiché la meccanica orbitale tipicamente prevedeva la loro rapida dissipazione in un anello uniforme. I modelli astronomici contemporanei attribuiscono il confinamento di questi archi all'influenza gravitazionale di Galatea, una luna situata immediatamente all'interno dell'anello.
Le osservazioni dalla Terra, effettuate nel 2005, hanno suggerito che il sistema di anelli di Nettuno presenta una maggiore instabilità di quanto precedentemente teorizzato. Le immagini acquisite tra il 2002 e il 2003 dall'Osservatorio W. M. Keck hanno rivelato un sostanziale degrado all'interno degli anelli se confrontate con i dati di Voyager 2. In particolare, le proiezioni indicano che l'arco della Liberté potrebbe dissolversi entro circa un secolo.
Satelliti nettuniani
Nettuno possiede 16 lune identificate. Tritone è il satellite nettuniano più massiccio, costituendo oltre il 99,5% della massa totale in orbita attorno al pianeta, ed è l'unica luna sufficientemente grande da assumere una forma sferoidale. William Lassell scoprì Tritone solo 17 giorni dopo la scoperta di Nettuno. Distinto dalle altre principali lune planetarie del Sistema Solare, Tritone mostra un'orbita retrograda, suggerendo la sua cattura piuttosto che la formazione in situ; si ipotizza che abbia avuto origine come pianeta nano nella fascia di Kuiper. La sua vicinanza a Nettuno provoca una rotazione sincrona e sta gradualmente spiraleggiando verso l'interno a causa dell'accelerazione delle maree. Alla fine, tra circa 3,6 miliardi di anni, si prevede che Tritone si disintegrerà una volta raggiunto il limite di Roche. Nel 1989, Tritone fu registrato come il corpo celeste più freddo misurato nel Sistema Solare, con temperature stimate di 38 K (-235 °C). Questa temperatura eccezionalmente bassa è attribuita all'albedo notevolmente elevato di Tritone, che facilita la riflessione significativa della radiazione solare anziché l'assorbimento.
Nereide, il secondo satellite scoperto di Nettuno e una luna irregolare, possiede una delle orbite più eccentriche tra tutti i satelliti del Sistema Solare. La sua eccentricità, misurata a 0,7512, risulta in un'apoapsis sette volte maggiore della distanza del periapsis da Nettuno.
Tra luglio e settembre 1989, Voyager 2 ha identificato sei ulteriori lune di Nettuno. Tra questi, il Proteo dalla forma irregolare è degno di nota perché è il corpo celeste più grande della sua densità che non è stato costretto gravitazionalmente ad assumere una forma sferica. Nonostante sia la seconda luna di Nettuno per massa, la sua massa costituisce solo lo 0,25% di quella di Tritone. I quattro satelliti più interni di Nettuno - Naiad, Thalassa, Despina e Galatea - mantengono orbite sufficientemente vicine da risiedere all'interno del sistema di anelli del pianeta. Larissa, la successiva luna verso l'esterno, fu inizialmente rilevata nel 1981 durante un'occultazione stellare. Questo evento fu inizialmente attribuito agli archi di anello; tuttavia, le osservazioni Voyager 2 nel 1989 hanno successivamente confermato Larissa come corpo causativo. Cinque nuove lune irregolari, scoperte tra il 2002 e il 2003, sono state annunciate pubblicamente nel 2004. Ippocampo, una luna nuova e la più piccola identificata fino ad oggi, è stata scoperta nel 2013 attraverso la sintesi di più immagini di Hubble. Coerentemente con l'identità di Nettuno come divinità romana del mare, le sue lune prendono il nome da divinità marine minori.
Risonanze orbitali
Il percorso orbitale di Nettuno esercita un'influenza significativa sulla regione adiacente, designata come fascia di Kuiper. Questa cintura comprende un vasto anello di minuscoli corpi ghiacciati, analogo alla cintura degli asteroidi ma considerevolmente più espansivo, che si estende dall'orbita di Nettuno a 30 UA a circa 55 UA dal Sole. Parallelamente al dominio gravitazionale di Giove sulla fascia degli asteroidi, il campo gravitazionale di Nettuno governa la fascia di Kuiper. Nel corso della storia del Sistema Solare, le forze gravitazionali di Nettuno hanno destabilizzato zone specifiche all'interno della fascia di Kuiper, generando così lacune strutturali, esemplificate dalla regione situata tra 40 e 42 UA.
All'interno di queste regioni vacanti, specifiche configurazioni orbitali consentono agli oggetti di persistere per l'intera durata della vita del Sistema Solare. Tali risonanze si verificano quando il periodo orbitale di un oggetto è un multiplo frazionario esatto di quello di Nettuno, esemplificato da rapporti come 1:2 o 3:4. Ad esempio, un oggetto che completa un'orbita solare ogni due di Nettuno percorrerebbe solo metà del suo percorso nel momento in cui Nettuno ritorna alla sua posizione iniziale. La risonanza 2:3 è la più densamente popolata all'interno della fascia di Kuiper, comprendendo oltre 200 oggetti identificati. Gli oggetti all'interno di questa risonanza eseguono due orbite ogni tre di Nettuno e sono chiamati plutini, una designazione derivata da Plutone, il più grande oggetto conosciuto della cintura di Kuiper, che è un membro di questo gruppo. Nonostante la regolare intersezione orbitale di Plutone con Nettuno, la risonanza 2:3 impedisce qualsiasi potenziale collisione. Altre risonanze, tra cui 3:4, 3:5, 4:7 e 2:5, mostrano popolazioni più sparse.
Nettuno ospita diversi oggetti troiani conosciuti, che risiedono nei punti lagrangiani Sole-Nettuno L4 e L5: regioni gravitazionalmente stabili che precedono e seguono Nettuno nel suo percorso orbitale. Questi Troiani di Nettuno sono considerati in risonanza orbitale 1:1 con Nettuno. Alcuni Troiani di Nettuno mostrano un'eccezionale stabilità orbitale, suggerendo la loro co-formazione con Nettuno piuttosto che la successiva cattura. L'oggetto iniziale identificato in associazione con il punto lagrangiano L5 finale di Nettuno era 2008 LC18. Inoltre, Nettuno possiede un quasi-satellite temporaneo, denominato (309239) 2007 RW§1415§. Questo oggetto ha mantenuto il suo status di quasi satellite per circa 12.500 anni e si prevede che continuerà in questa configurazione dinamica per una durata equivalente.
Esplorazione
Ad oggi, Voyager 2 rimane l'unica navicella spaziale ad aver effettuato un sorvolo di Nettuno. La massima vicinanza al pianeta è stata raggiunta il 25 agosto 1989. Dato che Nettuno rappresentava l'ultimo grande pianeta accessibile alla navicella spaziale, è stata data priorità a un sorvolo ravvicinato della sua luna Tritone, indipendentemente dalle implicazioni della traiettoria, rispecchiando la strategia impiegata durante l'incontro della Voyager 1 con Saturno e la sua luna Titano. Le immagini trasmesse alla Terra da Voyager 2 successivamente costituirono la base per una trasmissione notturna della PBS del 1989 intitolata Neptune All Night.
Durante l'incontro, i segnali trasmessi dalla navicella spaziale impiegarono 246 minuti per raggiungere la Terra. Di conseguenza, la maggior parte delle operazioni di missione della Voyager 2 per l'incontro con Nettuno sono state eseguite tramite comandi pre-programmati. La sonda ha condotto un avvicinamento ravvicinato alla luna Nereide prima di raggiungere una distanza di 4.400 km dall'atmosfera di Nettuno il 25 agosto, per poi passare vicino alla luna più grande del pianeta, Tritone, più tardi quello stesso giorno.
La sonda ha confermato la presenza di un campo magnetico planetario, notando il suo spostamento dal centro e la sua inclinazione assiale, una configurazione simile a quella osservata attorno a Urano. Le misurazioni delle emissioni radio hanno facilitato la determinazione del periodo di rotazione di Nettuno e Voyager 2 ha rivelato un sistema meteorologico notevolmente attivo. Inoltre, furono identificate sei lune nuove e si scoprì che il pianeta possedeva più anelli. Questo sorvolo ha prodotto la prima misurazione precisa della massa di Nettuno, che è stata determinata essere inferiore dello 0,5% rispetto ai calcoli precedenti. Questa cifra di massa rivista ha di conseguenza smentito l'ipotesi che postulava un Pianeta X da scoprire che influenzava le orbite di Nettuno e Urano.
Dal 2018, la China National Space Administration ha sviluppato un progetto concettuale per una coppia di sonde interstellari di classe Voyager, provvisoriamente chiamate Shensuo. Il lancio di queste sonde è previsto per gli anni 2020 e sono progettate per percorrere traiettorie divergenti per indagare i confini opposti dell'eliosfera; nello specifico, si prevede che la seconda sonda, IHP-2, effettuerà un sorvolo di Nettuno nel gennaio 2038, a un'altitudine di soli 1.000 km sopra la sommità delle nuvole, con la possibilità di dispiegare un dispositivo di simulazione atmosferico durante il suo avvicinamento. Successivamente, proseguirà la sua missione attraverso la fascia di Kuiper verso la coda dell'eliosfera, una regione attualmente non esaminata.
Dopo i sorvoli condotti da Voyager 2 e IHP-2', la fase successiva nell'esplorazione scientifica del sistema nettuniano è prevista come una missione orbitale; la maggior parte delle proposte per tali missioni provengono dalla NASA, che spesso sostiene un orbiter di classe Flagship. Nel 2003, i "Vision Missions Studies" della NASA includevano una proposta per una missione "Neptune Orbiter with Probes", progettata per raggiungere obiettivi scientifici paragonabili a quelli della missione Cassini. Una proposta successiva, che alla fine non fu selezionata, delineava Argo, un veicolo spaziale flyby previsto per il lancio nel 2019, con una traiettoria che comprendeva Giove, Saturno, Nettuno e un oggetto della cintura di Kuiper. L'obiettivo principale di questa missione sarebbe stato l'esplorazione di Nettuno e della sua luna più grande, Tritone, prevista per il 2029 circa.
La missione New Horizons 2 proposta, sebbene considerata per un sorvolo ravvicinato del sistema nettuniano, è stata successivamente annullata. Nell'ambito del Programma Discovery, una proposta suggeriva che la navicella spaziale Trident avrebbe eseguito un sorvolo di Nettuno e Tritone; tuttavia, questa missione non è stata scelta né per la Discovery 15 né per la 16. Neptune Odyssey rappresenta un altro progetto concettuale per un orbiter di Nettuno e una sonda atmosferica, che la NASA ha valutato come una potenziale grande missione scientifica strategica. Questa missione sarebbe stata lanciata tra il 2031 e il 2033, raggiungendo Nettuno entro il 2049. Tuttavia, per considerazioni logistiche, la missione Uranus Orbiter e Probe ha ricevuto la raccomandazione come missione orbiter del gigante di ghiaccio, assicurandosi la massima priorità sull'Enceladus Orbilander.
Due importanti proposte per una missione orbiter per Nettuno incentrata su Tritone, che si stima rientri nella fascia di costo tra il Trident e Le missioni Odyssey nell'ambito del programma New Frontiers sono Triton Ocean World Surveyor e Nautilus. Le rispettive fasi di crociera sono previste per i periodi 2031–47 e 2041–56. Nettuno è anche identificato come potenziale obiettivo per la missione cinese Tianwen-5, con arrivo previsto nel 2058.
Note
Note
Riferimenti
Bibliografia
- Burgess, Eric (1991). Incontro lontano: il sistema Nettuno. New York: Columbia University Press. ISBN 978-0-231-07412-4.Moore, Patrick (2000). The Data Book of Astronomy. Baton Rouge: Taylor & Francis Group. ISBN 978-0-7503-0620-1.Minatore, Ellis D.; Wessen, Randii R. (2002). Nettuno: il pianeta, gli anelli e i satelliti. Libri Springer-Praxis in astronomia e scienze spaziali. Londra; New York: Springer. ISBN 978-1-85233-216-7.
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- Scheda informativa su Nettuno della NASA Archiviata il 1 luglio 2010 in Internet Archive.
- Episodio n. 63 del cast di Neptune Astronomy, include la trascrizione completa.
- Simulazione interattiva della gravità 3D di Nettuno e delle sue lune interne Archiviato il 22 settembre 2020 in Internet Archive
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