حقایقی جالب از سیاره نپتون و مدار آن

اینجا در روی زمین، هر سال از ۳۶۵.۲۵ روز تشکیل می‌شود و هر روز، ۲۴ ساعت طول می‌کشد. در طول یک سال، تغییرات فصلی مشخصی در زمین رخ می‌دهد که دلیل آن مدت‌زمان گردش مداری زمین به دور خورشید و مدت‌زمان گردش زمین به دور خود و همچنین کجی محور عمودی زمین است. اما نکته‌ی جالب این است که وقتی صحبت از دیگر سیاره‌ها در منظومه‌ی شمسی ما می‌شود، همین موارد بازهم صادق هستند.

نپتون را در نظر بگیرید؛ به‌عنوان هشتمین و دورترین سیاره از خورشید، این سیاره دارای مدار بسیار بزرگی است و سرعت حرکت مداری آن نسبتا کم است. در نتیجه، هر سال در نپتون معادل است با ۱۶۵ سال زمینی. با توجه به انحراف محوری زیاد نپتون، تغییرات فصلی در آنجا نسبتا شدید هستند.

دوره‌ی مداری

میانگین فاصله‌ی نپتون از خورشید ۴۵۰۴.۴۵ میلیون کیلومتر است. خروج از مرکز مداری این سیاره در حدود ۰.۰۰۹۴۵ است و در نتیجه کمترین فاصله‌ی نپتون از خورشید، ۴۴۶۰ میلیون کیلومتر و بیشترین فاصله‌ی آن، ۴۵۴۰۰ میلیون کیلومتر است.

سرعت حرکت نپتون در مدار خود برابر با ۵.۴۳ کیلومتر در ثانیه است؛ از این‌رو یک سال در نپتون معادل ۱۶۴.۸ سال زمینی (۶۰۱۸۲ روز زمینی) است. یعنی در عمل اگر شما در نپتون زندگی می‌کردید، احتمالا قبل از رسیدن به یک‌سالگی از دنیا می‌رفتید. هر روز در نپتون با ۰.۶۱۷۳ روز زمین برابر است (۱۶ ساعت و ۶ دقیقه و ۳۶ ثانیه)، بنابراین هر سال نپتون از ۸۹۶۶۶ روز خورشیدی تشکیل می‌شود.

با توجه به این‌که نپتون در سال ۱۸۴۶ کشف شده است، همه‌ی اطلاعات ما درباره‌ی این سیاره در طول ۱۷۱ سال گذشته به دست آمده است. این سخن به این معنی است که از زمان کشف نپتون، این سیاره تنها یک‌ بار به دور خورشید گردش کرده است (گردش آن در سال ۲۰۱۰ به دور خورشید تکمیل شد) و اکنون هفت سال زمینی از دور دوم گردش آن گذشته است. دومین گردش مداری نپتون از زمان کشف آن در سال ۲۱۷۹ کامل خواهد شد.

تشدید مداری

به دلیل موقعیت نپتون در منظومه‌ی شمسی، مدار این سیاره تأثیر زیادی بر کمربند کویپر که در نزدیکی آن قرار دارد، می‌گذارد. این ناحیه که مشابه کمربند سیارکی اصلی منظومه‌ی شمسی و البته نسبت به آن بسیار بزرگ‌تر است، از اجرام یخی تشکیل شده است و فاصله‌ی آن از خورشید از نزدیکی مدار نپتون، در فاصله‌ی ۳۰ واحد نجومی شروع می‌شود و تا فاصله‌ی ۵۵ واحد نجومی امتداد می‌یابد. یک واحد نجومی برابر است با بیشترین فاصله‌ی زمین از خورشید یا ۱۵۰ میلیون کیلومتر.

همانند گرانش مشتری که تأثیر زیادی بر کمربند سیارک‌ها دارد و هرازگاهی یکی از سیارک‌ها و دیگر اجرام کوچک را از مدار خود خارجمی‌کند و به قسمت‌های داخلی منظومه‌ی شمسی می‌فرستد، کمربند کویپر نیز شدیدا تحت تأثیر گرانش نپتون قرار دارد. همین موضوع باعث شده است که فواصل تقریبا خالی درون کمربند ایجاد شوند؛ جایی که اجرام آسمانی در آنجا در تشدید مداری با نپتون قرار گرفته‌اند.

در داخل این نواحی، اشیای سماوی در رزونانس‌های ۱:۲، ۲:۳ و ۳:۴ با نپتون قرار گرفته‌اند؛ به این معنی که این اشیا به ازای دو بار تکمیل مدار خورشیدی توسط نپتون، یک‌ بار به دور خورشید گردش می‌کنند؛ یا به ازای تکمیل سه مدار خورشیدی توسط نپتون، دو بار به دور خورشید می‌چرخند یا اینکه به ازای تکمیل چهار مدار خورشیدی توسط این سیاره، سه بار خورشید را دور می‌زنند. بیشترین تراکم این اجرام مربوط به رزونانس ۲:۳ است، جایی که به این اجرام سماوی پلوتینو می‌گویند؛ زیرا بزرگ‌ترین آن‌ها پلوتو است.

با این‌که مدار نپتون به‌صورت منظم توسط مدار پلوتو قطع می‌شود؛ به دلیل وجود رزونانس ۲:۳، اطمینان داریم که این دو جرم آسمانی هیچ‌گاه با یکدیگر برخورد نخواهند کرد. همچنین گرانش نپتون گاهی یکی از اجرام یخی واقع در کمربند کویپر را از مدار خود خارج و آن را به‌سوی داخل منظومه‌ی شمسی روانه می‌کند. در نتیجه این اجرام تبدیل به ستارگان دنباله‌داری می‌شوند که مدار آن‌ها به دور خورشید بسیار بسیار بزرگ است.

اخترشناسان اعتقاد دارند که بزرگ‌ترین قمر نپتون با نام تریتون، در گذشته یکی از اجرام کمربند کویپر بوده است که توسط گرانش نپتون به دام افتاده و اکنون به دور آن می‌چرخد. دلیلی که دانشمندان بر این ادعا می‌آورند به چرخش معکوس آن به دور نپتون برمی‌گردد. در واقع تریتون در خلاف جهت دیگر قمرهای نپتون به دور آن می‌چرخد. نپتون همچنین چند تروجان در نقاط لاگرانژی L4 و L5 مدار خود دارد. می‌توان گفت این تروجان‌های نپتونی در رزونانس پایدار ۱:۱ با نپتون قرار دارند.

تغییرات فصلی

همانند دیگر سیارات منظومه‌ی شمسی، نپتون دارای انحراف محور عمودی به‌سوی خورشید است. میزان انحراف نپتون به‌سوی خورشید ۲۸.۳۲ درجه نسبت به مدار خود است؛ در حالی که این رقم برای زمین ۲۳.۵ درجه است. البته رکورددار این کجی، اورانوس با زاویه‌ی عجیب ۸۲.۲۳ درجه است. به دلیل این انحراف، نپتون در طول یک سال تغییرات فصلی را تجربه می‌کند؛ زیرا یکی از نیم‌کره‌های آن نسبت به دیگری نور خورشید بیشتری دریافت می‌کند. احتمالا تاکنون حدس زده‌اید که فصول نپتون بسیار طولانی هستند، در واقع هر فصل در نپتون ۴۰ سال زمینی طول می‌کشد.

گفته می‌شود حرارت موجود در اتمسفر نپتون تا حد زیادی منشأ داخلی دارد که البته این منبع تاکنون کشف نشده است؛ با این حال تحقیقی که با همکاری دانشگاه ویسکانسین-مدیسون و آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا انجام گرفت، تأیید کرد که بخشی از تغییرات فصلی در نپتون از تغییر در دریافت میزان تشعشعات خورشیدی نشأت می‌گیرد. در این تحقیق از عکس‌های نپتون که توسط تلسکوپ فضایی هابل  بین سال‌های ۱۹۹۶ و ۲۰۰۲ گرفته شده است، استفاده شد.

دانشمندان با استناد به این تصاویر دریافتند که رگه‌های ابر بزرگ جنوبی نپتون به‌صورت پایدار در یک دوره‌ی ۶ ساله پهن‌تر و روشن‌تر می‌شوند که این اتفاق با شروع فصل تابستان ۴۰ ساله‌ی نیم‌کره‌ی جنوبی نپتون تلاقی دارد. دانشمندان دلیل این تغییر در ابر را ناشی از افزایش تشعشعات خورشیدی رسیده به نیم‌کره‌ی جنوبی سیاره می‌دانند؛ در حالی که نواحی استوایی نپتون بهره‌ی اندکی از این افزایش میزان دریافت تشعشات می‌برند.

نپتون هم چنان سیاره‌ای پر از رازهای کشف نشده است. با این حال، تحقیقات و مطالعات انجام‌شده یا در حال انجام، حقایقی آشنا در مورد این سیاره‌ برای ما روشن کرده‌اند. با این‌که ترکیبات سازنده‌ی نپتون بسیار متفاوت با سیاره‌ی ما هستند و مدار آن در فاصله‌ی بسیار دوری از خورشید قرار دارد؛ انحراف محوری و دوره‌ی مداری آن باعث می‌شود نپتون همانند زمین تغییرات فصلی را تجربه کند.

این موضوع دلگرم‌کننده است. ما هر چه از خورشید دورتر شویم و هر چه قدر با اجرام متفاوت روبه‌رو شویم؛  باز هم درمی‌یابیم که بعضی چیزها عوض نمی‌شوند و به ویژگی‌هایی برمی‌خوریم که ما را به یاد خانه‌ی آشنای خودمان، زمین می‌اندازند.