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Planeta Netuno

Fotografia de Neptuno/Netuno obtida pela Voyager 2

Descoberta

Descoberto por

Urbain Le Verrier
John Couch Adams
Johann Galle

Descoberto em

23 de setembro de 1846

Características orbitais

Raio médio

4.498.252.900 km

Excentricidade

0,00858587

Período de revolução

164a 288d 13h

Período sinódico

367,5 dias2

Velocidade orbital média

5,4778 km/s

Inclinação

1,76917°

Argumento do periastro

265,646 85°

Longitude do nó ascendente

131,794 31°

Número de satélites

13

Características físicas

Diâmetro equatorial

49572 km

Área superficial

7,65×109 km²

Massa

1,024×1026 kg

Densidade média

1,64 g/cm³

Gravidade na superfície

11,0 m/s²

Período de rotação

16h 6,5min

Inclinação axial

29,58°

Albedo

0,41

Velocidade de escape

23,71 km/s

Temperatura superficial

min

média

máx.

50K

53K

N/A K

Características atmosféricas

Pressão atmosférica

100-300 kPa

Hidrogénio

>84%

Hélio

>12%

Metano

2%

Amónia

0,01%

Etano

0,00025%

Acetileno

0,00001%

Netuno, é o oitavo planeta do Sistema Solar, e o último, em ordem de afastamento a partir do Sol, desde a reclassificação de Plutão para a categoria de planeta-anão, em 2006, que era o último dos planetas. É, tal como a Terra, conhecido como o "Planeta Azul", mas não devido à presença de água. Neptuno recebeu o nome do deus romano dos mares. É o quarto maior planeta em diâmetro, e o terceiro maior em massa. Neptuno tem 17 vezes a massa da Terra e é ligeiramente mais maciço do que Urano, que tem cerca de 15 vezes a massa da Terra e é menos denso. O seu símbolo astronômico é , uma versão estilizada do tridente do deus Neptuno.
Descoberto em 23 de Setembro de 1846, Neptuno foi o primeiro planeta encontrado por uma previsão matemática, em vez de uma observação empírica. Inesperadas mudanças na órbita de Urano levaram os astrónomos a deduzir que sua órbita estava sujeita a perturbação gravitacional por um planeta desconhecido. Subsequentemente, Neptuno foi encontrado, a um grau da posição prevista. A sua maior lua, Tritão, foi descoberta pouco tempo depois, mas nenhuma das outras 12 luas do planeta foram descobertas antes do século XX. Neptuno foi visitado por uma única sonda espacial, Voyager 2, que voou pelo planeta em 25 de Agosto de 1989.
A composição de Neptuno é semelhante à composição de Úrano, e ambos têm composições diferentes das dos maiores gigantes gasosos Júpiter e Saturno. A atmosfera de Neptuno, apesar de ser semelhante à de Júpiter e de Saturno por ser composta basicamente de hidrogénio e hélio, juntamente com os habituais vestígios de hidrocarbonetos e, possivelmente, nitrogénio, contém uma percentagem mais elevada de "gelos", tais como água, amónia e metano. Como tal, os astrónomos por vezes colocam-nos numa categoria separada, os "gigantes de gelo".6 Em contraste, o interior de Neptuno é composto principalmente de gelo e rochas, como o de Úrano. Existem traços de metano nas regiões ultra-periféricas que contribuem, em parte, para a aparência azul do planeta.
Em oposição à relativamente monótona atmosfera de Úrano, a atmosfera de Neptuno é notável pelos seus padrões climáticos activos e visíveis. Neptuno tem os ventos mais fortes de qualquer planeta no sistema solar, que podem chegar a atingir os 2100 quilómetros por hora. Na altura do voo da Voyager 2, por exemplo, o seu hemisfério sul possuía uma Grande Mancha Escura, comparável à Grande Mancha Vermelha de Júpiter. A temperatura na alta atmosfera é geralmente próxima de -218 °C (55,1 K), um dos mais frios do sistema solar, devido à sua grande distância do sol. A temperatura no centro da Neptuno é de cerca de 7000 °C (7270 K) , o que é comparável à da superfície do Sol e semelhante à encontrada no centro da maioria dos outros planetas do sistema solar. Neptuno tem um pequeno e fragmentado sistema de anéis, que pode ter sido detectado durante a década de 1960, mas só foi confirmado indiscutivelmente pela Voyager 2.

História
Os desenhos astronómicos de Galileu mostram que ele observou Neptuno no dia 28 de Dezembro de 1612, e outra vez no dia 27 de Janeiro de 1613; em ambas as ocasiões, o planeta estava muito próximo — em conjunção — a Júpiter. Mas, como pensou que se tratasse de uma estrela fixa, não lhe pode ser creditada a descoberta. Durante o período da sua primeira observação em Dezembro de 1612, o movimento aparente de Neptuno estava excepcionalmente lento, pois, no mesmo dia, o planeta havia iniciado o período retrógrado do seu movimento aparente no céu, que não podia ser percebido da Terra por meio dos instrumentos primitivos de Galileu.

A descoberta
Em 1821, Alexis Bouvard publicou tabelas astronómicas da órbita do vizinho de Neptuno, Úrano Observações subsequentes revelaram desvios substanciais das tabelas, levando Bouvard a pôr a hipótese da existência de um corpo desconhecido que perturbasse a órbita por meio de interação gravitacional. Em 1843, John Couch Adams calculou a órbita de um oitavo planeta que pudesse explicar o movimento de Úrano. Enviou os seus cálculos a Sir George Airy, o Astrônomo Real Britânico, que os rejeitou com alguma frieza, levando Adams a abandonar o assunto.

Urbain Le Verrier, o matemático que descobriu Neptuno/Netuno.

Em 1845-1846, Urbain Le Verrier, independentemente de Adams, rapidamente desenvolveu os seus próprios cálculos, mas também deparou-se com dificuldades em encorajar algum entusiasmo nos seus compatriotas. No entanto, em Junho do mesmo ano, após ver as primeiras estimativas publicadas por Le Verrier da longitude do planeta e a sua similaridade com a estimativa de Adams, Airy solicitou ao diretor do Observatório de Cambridge, James Challis, que procurasse o planeta. Challis varreu o céu de Agosto a Setembro, em vão.
Enquanto isso, Le Verrier, por carta, persuadiu o astrônomo Johann Gottfried Galle, do Observatório de Berlim, a procurar com o refrator do telescópio. Heinrich Louis d'Arrest, um estudante do observatório, sugeriu a Galle que eles comparassem um gráfico do céu recentemente desenhado na região do local previsto por Le Verrier com o céu atual para procurar pelo deslocamento característico de um planeta, ao invés de uma estrela fixa. Na mesma noite do recebimento da carta de Le Verrier, Neptuno foi descoberto, em 23 de Setembro de 1846, a 1° de onde Le Verrier previra que estaria, e a cerca de 12° da previsão de Adams. Posteriormente, Challis percebeu que ele havia observado o planeta duas vezes em Agosto, mas não o identificara devido à sua abordagem casual do trabalho.
Na época da descoberta, houve muita rivalidade nacionalista entre os franceses e os britânicos sobre quem tinha prioridade e merecia crédito pela descoberta. Eventualmente, chegou-se a um consenso internacional de que Le Verrier e Adams mereciam o crédito juntamente. No entanto, a questão está agora sendo reavaliada por historiadores, devido à redescoberta, em 1998, dos "papéis sobre Neptuno" (documentos históricos do Observatório de Greenwich), que foram aparentemente roubados pelo astrônomo Olin J. Eggen e escondidos por quase três décadas, sem serem redescobertos (em sua possessão) até imediatamente após sua morte. Após a revisão dos documentos, alguns historiadores agora sugerem que Adams não merece crédito igualmente a Le Verrier. Desde 1966, Dennis Rawlins tem questionado a credibilidade da reivindicação de Adams de co-descoberta. Em um artigo de 1992, em seu jornal Dio, ele considera a reivindicação britânica um "roubo". "Adams fez alguns cálculos, mas ele estava um tanto incerto sobre onde ele dizia que estava Neptuno", diz Nicholas Kollerstrom, da University College London em 2003.
O planeta também foi explorado pelo Programa Voyager e futuramente pela Neptune/Triton Orbiter.

A nomeação
Pouco depois da sua descoberta, Neptuno foi simplesmente chamado de "planeta exterior a Urano". Galle foi o primeiro a sugerir um nome, propondo nomeá-lo em homenagem ao deus Jano. Na Inglaterra, Challis propôs o nome Oceano.
Reivindicando o direito de nomear a sua descoberta, Le Verrier rapidamente propôs o nome Neptuno para o seu novo planeta, afirmando falsamente que o nome já havia sido oficialmente aprovado pelo Bureau des longitudes francês. Em outubro, chegou a denominar o planeta Le Verrier, com o seu próprio nome, e foi lealmente apoiado pelo diretor do Observatório de Paris, François Arago. No entanto, como essa sugestão encontrou dura oposição fora da França,  os almanaques franceses rapidamente reintroduziram o nome Herschel para Urano, em homenagem ao seu descobridor, Sir William Herschel, e Leverrier para o novo planeta.
Em 29 de dezembro de 1846, Friedrich von Struve declarou-se publicamente a favor do nome Netuno para a Academia de Ciências da Rússia e, em poucos anos, Neptuno tornou-se o nome internacionalmente aceito. Na mitologia romana, Neptuno é o deus dos mares, identificado com o grego Posidão. O uso de um nome mitológico parecia concordar com a nomenclatura dos outros planetas, que foram nomeados em homenagem a deuses romanos.

De 1850 aos dias de hoje

William Lassell.

Já em 10 de outubro de 1846, 17 dias após a descoberta de Netuno, o astrônomo inglês William Lassell descobriu o seu principal satélite, Tritão.
Ao fim do século XIX, criou-se a hipótese de que irregularidades observadas no movimento de Urano e Netuno fossem causados pela presença de um outro planeta mais exterior. Após extensas campanhas de busca, Plutão foi descoberto em 18 de fevereiro de 1930, nas coordenadas previstas pelos cálculos de William Henry Pickering e Percival Lowell. No entanto, o novo planeta estava muito distante para que pudesse gerar a irregularidade observada no movimento de Urano, enquanto que a irregularidade do movimento de Netuno era, na verdade, um erro no cálculo da massa do planeta (que foi definida com a missão da Voyager 2),  e que, além disso, originava da irregularidade de Urano. A descoberta de Plutão foi, portanto, um tanto acidental.
Devido à sua grande distância, pouco se sabia sobre Netuno, pelo menos até a metade do século XX, quando Gerard Kuiper descobriu a sua segunda lua, Nereida. Nos anos setenta e oitenta, surgiram indícios sobre a probabilidade da presença de anis ou arcos de anéis. Em 1981, Harold Reitsema descobriu a sua terceira lua, Larissa.
Em agosto de 1989, o conhecimento sobre Netuno teve um grande salto quando da primeira sonda automática enviada para explorar os entornos do planeta, a Voyager 2. A sonda identificou importantes detalhes da atmosfera do planeta, confirmou a existência de cinco anéis e detectou novas luas além das já descobertas na Terra.

Características físicas
Com uma massa de 1,0243×1026 kg,2 Netuno é um corpo intermediário entre a Terra e os gigantes gasosos maiores: a sua massa é dezessete vezes a da Terra, mas somente um dezenove avos a de Júpiter. Netuno e Urano são geralmente considerados como uma subclasse dos gigantes gasosos denominada "gigantes de gelo", devido ao seu menor tamanho e maior concentração de substâncias voláteis em relação a Júpiter e Saturno.36 . Na busca por exoplanetas, Netuno tem sido usado como uma metonímia: os planetas descobertos com massa similar são denominados "netunianos" , da mesma forma que astrônomos referem-se a vários exoplanetas como "jupiterianos".
Orbitando tão longe do Sol, Neptuno recebe muito pouco calor. A sua temperatura superficial média é de -218 °C. No entanto, o planeta parece ter uma fonte interna de calor. Pensa-se que isto se deve ao calor restante, gerado pela matéria em queda durante o nascimento do planeta, que agora irradia pelo espaço fora. A atmosfera de Neptuno tem as mais altas velocidades de ventos no sistema solar, que são acima de 2000 km/h; acredita-se que os ventos são amplificados por este fluxo interno de calor.

Estrutura de Neptuno

O planeta Neptuno, "planeta azul".

A estrutura interna lembra a de Úrano -- um núcleo rochoso coberto por uma crosta de gelo, escondida no profundo de sua grossa atmosfera. Os dois terços internos de Neptuno são compostos de uma mistura de rocha fundida, água, amônia líquida e metano. A terça parte exterior é uma mistura de gases aquecidos composta por hidrogênio, hélio, água e metano. Tal como Úrano, a sua composição é diferente da composição uniforme de Júpiter e Saturno. Acredita-se que a estrutura interna de Neptuno consiste de três camadas, como mostra a figura.
A sua atmosfera corresponde a cerca de 5 a 10% de sua massa, estendendo-se de 10 a 20% do seu raio, onde atinge pressões de cerca de 10 GPa. Nas regiões mais profundas da atmosfera, encontram-se concentrações crescentes de metano, amônia e água.

Estrutura interna de Neptuno.

Gradualmente, essa região mais escura e quente condensa-se em um manto líquido superaquecido, onde as temperaturas atingem valores que vão de 2000 K até 5000 K; o manto possui uma massa de 10-15 massas terrestres e é rico em água, amônia, metano e outras substâncias.1 Como é comum nas ciências planetárias, essa mistura é chamada de "gelada", mesmo apesar de ser um fluido quente e altamente denso. Esse fluido, que apresenta alta condutividade elétrica, é por vezes chamado de "oceano de água e amônia".A uma profundidade de 7000 km, as condições podem ser tais que o metano se decompõe em cristais de diamante que se precipitam em direção ao núcleo.
O núcleo planetário de Netuno é composto de ferro, níquel e silicatos; os modelos fornecem uma massa de cerca de 1,2 massas terrestres. A pressão no centro é de 7 Mbar (700 GPa), milhões de vezes superior à da superfície terrestre, e a temperatura pode ser de 5400 K.

Atmosfera
A altitudes elevadas, a atmosfera de Netuno é formada por 80% de hidrogênio e 19% de hélio, e traços de metano. As bandas de absorção proeminentes do metano se encontram próximas ao comprimento de onda de 600 nm, nas porções vermelha e infravermelha do espectro. Assim como Urano, essa absorção da luz vermelha pelo metano atmosférico é, em parte, responsável pela sua cor azul característica , apesar de a cor azul de Netuno ser mais vívida que a cor água-marinha de Urano. Como o conteúdo de metano atmosférico de Netuno é similar ao de Urano, deve haver alguma outra substância desconhecida que contribua para a cor de Netuno.
A atmosfera de Netuno é subdividida em duas regiões principais: a troposfera inferior, onde a temperatura diminui com a altitude, e a estratosfera, onde a temperatura aumenta com a altitude. O limite entre as duas, a tropopausa, encontra-se a uma pressão de cerca de 0,1 bar (10 kPa). A estratosfera, então, dá caminho à termosfera, que se encontra a uma pressão inferior a 10−5–10−4 microbares (1 a 10 Pa) . A termosfera transita gradualmente para a exosfera.
Modelos sugerem que a troposfera de Netuno é coberta por nuvens de variadas composições, dependendo da altitude. O nível superior de nuvens encontra-se a pressões abaixo de um bar, onde a temperatura é favorável à condensação do metano. Com pressões entre um e cinco bares (100 e 500 kPa), acredita-se que ocorre a formação de amônia e sulfeto de hidrogênio. Acima de cinco bares de pressão, as nuvens podem consistir em amônia, sulfeto de amônio, sulfeto de hidrogênio e água. Nuvens mais profundas de água congelada devem ser encontradas a pressões de cerca de 50 bares (5 MPa), onde a temperatura chega a 0 °C. Mais abaixo, podem-se encontrar nuvens de amônia e sulfeto de hidrogênio.
O espectro de Netuno sugere que a sua baixa estratosfera seja nebulosa devido à condensação de produtos da fotólise ultravioleta do metano, tais como etano e acetileno6 10  ; a estratosfera também contém traços de monóxido de carbono e cianeto de hidrogênio. A estratosfera de Netuno é mais quente que a de Urano devido à elevada concentração de hidrocarbonetos.
Por razões que permanecem obscuras, a termosfera do planeta está a uma temperatura anormalmente alta de cerca de 750 K. O planeta está muito distante do Sol para que esse calor seja gerado por radiação ultravioleta; um candidato para explicar o mecanismo de aquecimento é a interação da atmosfera com íonsPB ou iõesPT no campo magnético do planeta. Outros candidatos são ondas de gravidade do interior do planeta que se dissipam na atmosfera. A termosfera contém traços de dióxido de carbono e água, que podem ter sido depositados de fontes externas como meteoritos e poeira.
Uma vez que seu eixo de rotação apresenta uma inclinação de cerca de 29o em relação ao plano orbital, o planeta apresenta estações análogas às da Terra.

Magnetosfera
Como Úrano, o campo magnético de Neptuno é muito inclinado em relação ao seu eixo rotacional, a 47°, e desviado em no mínimo 0,55 radianos (cerca de 13500 quilômetros) do centro físico do planeta. Antes da chegada da Voyager 2 em Netuno, acreditava-se que a magnetosfera inclinada de Úrano fosse resultado da sua rotação lateral. Contudo, comparando o campo magnético dos dois planetas, os cientistas acham que esta orientação extrema se deve aos característicos fluxos no interior do planeta, e não do resultado da orientação lateral de Úrano. Esse campo pode ser gerado por movimentos convectivos em um fino invólucro esférico de líquido condutor elétrico (provavelmente, uma combinação de amônia, metano e água), resultando em uma ação dínamo.
O campo magnético da superfície equatorial de Netuno é de aproximadamente 1,42 μT, e um momento magnético de 2,16×1017 Tm³; o campo magnético de Netuno possui uma geometria complexa que inclui componentes não-dipolares, incluindo um forte momento quadrupolo que pode exceder em força o momento magnético. Em oposição, a Terra, Júpiter e Saturno têm momentos quadrupolos relativamente pequenos e os seus campos são menos inclinados em relação ao eixo polar. O grande momento quadrupolo de Netuno pode ser resultado do desalinhamento em relação ao centro do planeta e restrições do gerador do dínamo do campo.
O bow shock de Netuno, onde a magnetosfera começa a desacelerar o vento solar, ocorre a uma distância de 34,9 vezes o raio do planeta. A magnetopausa, onde a pressão da magnetosfera contrabalança o vento solar, fica a uma distância de 23 a 26,5 vezes o raio de Netuno. A cauda da magnetosfera se estende para fora a pelo menos 72 vezes o raio de Netuno, e, provavelmente, muito além.

Anéis
Embora não sejam visíveis nas fotografias do telescópio espacial Hubble, Neptuno faz parte dos planetas gigantes que possuem um complexo sistema de anéis. Possui quatro anéis principais e sua descoberta se deve , não a uma das sondas lançadas e sim a uma observação efectuada ainda em 1984 a bordo de um avião U2. O avião espião, durante uma ocultação de uma estrela, acompanhou o deslocamento do planeta por alguns fusos horários e registrou antes e depois da ocultação quatro apagões em cada lado da estrela.

Satélites naturais
Neptuno tem 13 luas conhecidas. A maior delas é Tritão, descoberta por William Lassell apenas 17 dias depois da descoberta de Neptuno.


                                         Satélites Naturais de Neptuno

Nome

Diâmetro (km)

Massa (kg)

Distância média
de Neptuno (km)

Período orbital

Náiade

58

Desconhecida

48.200

0,294396 dias

Talassa

80

Desconhecida

50.000

0,311485 dias

Despina

148

Desconhecida

52.600

0,334655 dias

Galateia

158

Desconhecida

62.000

0,428745 dias

Larissa

193 (208 × 178)

Desconhecida

73.600

0,554654 dias

Proteu

418 (436 × 416 × 402)

Desconhecida

117.600

1,122315 dias

Tritão

2.700

2.14×1022

354.760

-5,87685 dias **

Nereida

340

Desconhecida

5,513,400

360,1362 dias

S/2002 N1*

60

Desconhecida

15.686.000

-1874,8 dias **

S/2002 N2*

38

Desconhecida

22.337.190

2925,6 dias

S/2002 N3*

38

Desconhecida

22.613.200

2980,4 dias

Psámata

28

Desconhecida

46.695.000

-9136,1 dias **

S/2002 N4*

60

Desconhecida

47.279.670

-9007,1 dias **

* Esperando confirmação e nomeação.
** Períodos orbitais negativos indicam uma órbita retrógrada ao redor de Neptuno (oposta à rotação do planeta)
Alguns asteroides dividem os mesmos nomes que as luas de Neptuno: 74 Galateia, 1162 Larissa.
Em algumas partes dos anéis, ocorrem regiões de concentração. Isso provavelmente tem origem em satélites pastores, muito próximos aos anéis, e alterando suas formas atraindo gravitacionalmente e aglomerando as partículas e fragmentos gelo-rochosos componentes dos anéis.

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