Der Neptune - Der Wanderer am Rande des Sonnensystems

0:00 Willkommen zu einer neuen Folge von Schlafreise durch das Universum, deinem Podcast zum Entspannen, Loslassen und lernen. Kennst du schon unsere anderen Schlafreisereien wie Schlafreise durch vergessene Welten, heute nehmen wir dich mit auf eine Reise zum äußersten Rand unseres Sonnensystems, zu einem mysteriösen blauen Riesen, der erst durch mathematische Berechnungen entdeckt wurde.

0:27 Bevor ihn jemals ein Mensch durch ein Teleskop sah. Wir reisen zum Neptun, dem achten und fernsten Planeten unserer kosmischen Nachbarschaft, lehne dich zurück, schließe die Augen und lass dich treiben zu diesem eiskalten, stürmischen Giganten der 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt seine einsamen Runden zieht.

0:53 Neptun ist ein Planet der Extreme. Ein eisiger Riese mit den schnellsten Winden im gesamten Sonnensystem. Ein Planet, der mehr Wärme abstrahlt, als er von der Sonne empfängt. Eine Welt von tiefem Azurblau, umgeben von dünnen Ringen und begleitet von 14 bekannten Monden. Die Geschichte der Entdeckung Neptuns ist eine der faszinierendsten in der Astronomie.

1:22 Im frühen 19. Jahrhundert beobachteten Astronomen etwas Merkwürdiges. Uranus, der 1781 entdeckte siebte Planet, verhielt sich nicht so, wie Newtons Gravitationsgesetze es vorhersagten. Seine Bahn wies unerklärliche Abweichungen auf, der französische Mathematiker Urban Leverie machte sich daran, dieses Rätsel zu lösen. Er vermutete, dass ein unbekannter Planet jenseits von Uranus existieren müsse, dessen Gravitation die Bahnstörungen verursachte.

1:58 Durch komplexe Berechnungen sagte Leverrier nicht nur die Existenz dieses Planeten voraus, sondern auch seine genaue Position am Himmel. Am 23 September 1846 richtete der deutsche Astronom Johann Gottfried Galle am Berliner Observatorium sein Teleskop auf die von Leverier berechnete Position. In derselben Nacht fand er Neptun weniger als ein Grad von der vorhergesagten Stelle entfernt, es war der erste Planet, der nicht durch Zufall oder systematische Himmelsbeobachtung entdeckt wurde. Sondern durch reine mathematische Vorhersage. Ein Triumph der theoretischen Physik, unabhängig von Leverrier hatte auch der englische Mathematiker John Coach Adams ähnliche Berechnungen durchgeführt. Die Geschichte, wer Neptun

2:55 wirklich entdeckte, führte zu einer der größten Kontroversen der Wissenschaftsgeschichte heute gilt die Entdeckung als gemeinsame Leistung von Leverrier und Adams. Wobei Galle den Planeten tatsächlich zuerst visuell bestätigte. Neptun ist nach dem römischen Gott des Meeres benannt, eine passende Wahl für einen Planeten, dessen tiefblaue Farbe an irdische Ozeane erinnert.

3:24 Diese charakteristische Färbung stammt von Methan in der oberen Atmosphäre. Methan absorbiert das rote Licht der Sonne und reflektiert das Blaue, was Neptun sein markantes Azur verleiht. Mit einem Durchmesser von etwa 49244 Kilometern ist Neptun der viertgrößte Planet im Sonnensystem, er ist etwas kleiner als Uranus, aber Dichter und Massereicher, die Masse Neptuns beträgt etwa das 17 fache der Erdmasse der. Würde man die Erde neben Neptun stellen, könnte man fast 4 Erden nebeneinander in den Durchmesser Neptuns legen. Neptun gehört zu den Eisriesen, im Gegensatz zu den Gasriesen Jupiter und Saturn, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen, hat Neptun einen kleineren gasförmigen Anteil und einen größeren Anteil

4:22 an Eis. Womit Astronomen Wasser, Methan und Ammoniak in verschiedenen Aggregatzuständen meinen. Diese Materialien sind unter den extremen Druck und Temperaturbedingungen im Inneren Neptuns nicht wirklich gefroren, sondern bilden ein heißes, dichtes Fluid. Die Struktur Neptuns ist faszinierend im Zentrum vermuten Wissenschaftler einen felsigen Kern, etwa so groß wie die Erde.

4:51 Mit Temperaturen um 5000 Grad Celsius und einem Druck von Millionen Bar darüber liegt ein dicker Mantel aus Wasser, Methan und Ammoniakeis, oder genauer gesagt eine super heiße, extrem dichte Flüssigkeit dieser Stoffe. Die äußerste Schicht ist eine Atmosphäre aus Wasserstoff, Helium und Methan, die etwa 10 bis 20% des Planeten Radius ausmacht. Was Neptun besonders bemerkenswert macht, sind seine Winde.

5:23 Die schnellsten im gesamten Sonnensystem. Messungen der Voyager 2 Missionen zeigten Windgeschwindigkeiten von bis zu 2100 Kilometer pro Stunde, fast doppelt so schnell wie die Schallgeschwindigkeit auf der Erde. Zum Vergleich die stärksten Hurrikane auf der Erde erreichen Spitzengeschwindigkeiten von etwa 300 Kilometern pro Stunde. Das Rätselhafte daran, Neptun empfängt nur 3% des Sonnenlichts, das die Erde erreicht. Bei einer solchen Entfernung von der Sonne und der damit verbundenen geringen Energiezufuhr sollte man eher eine ruhige Atmosphäre erwarten, doch Neptun trotz dieser Erwartung, die Erklärung liegt in seiner inneren Wärme, Neptun strahlt etwa 2,6 mal mehr Energie ab, als er von der Sonne empfängt, der.

6:20 Diese innere Wärmequelle, vermutlich Restwärme aus der Planetenentstehung und möglicherweise auch radioaktiver Zerfall im Kern, treibt die gewaltigen Atmosphärenbewegungen an. Die Atmosphäre Neptuns zeigt dynamische Strukturen. Als Voyager 2 im Jahr 1989 Neptun besuchte, entdeckte sie einen gewaltigen Sturm, den die Wissenschaftler großer dunkler Fleck nannten.

6:49 In Anlehnung an Jupiters großen roten Fleck. Dieser ovale Wirbelsturm war etwa so groß wie die Erde und rotierte gegen den Uhrzeigersinn. Doch als das Hubble Weltraumteleskop Neptun 1994 erneut beobachtete, war der große dunkle Fleck verschwunden. Stattdessen hatte sich ein neuer Sturm in der nördlichen Hemisphäre gebildet. Diese Beobachtungen zeigen, dass Neptuns Atmosphäre sich schnell verändert, Stürme entstehen, wachsen und verschwinden wieder im Laufe von Jahren oder sogar Monaten. Helle Wolkenstreifen aus Methan Eiskristallen ziehen sich über den Planeten, manchmal in Höhen von 50 Kilometern über der Hauptwolkendecke.

7:41 Neptun hat ein ungewöhnliches Magnetfeld, es ist etwa 27, mal stärker als das der Erde, aber stark geneigt, um etwa 47 Grad zur Rotationsachse des Planeten noch merkwürdiger. Das Zentrum des Magnetfelds liegt nicht im Zentrum des Planeten, sondern ist um etwa 13500 Kilometer versetzt. Diese Asymmetrie deutet darauf hin, dass das Magnetfeld nicht im festen Kern entsteht, sondern in den leitfähigen Schichten des flüssigen Mantels, wo Bewegungen von ionisiertem Wasser und Ammoniak das Feld erzeugen. Neptun dreht sich relativ schnell um seine Achse. Ein Neptun Tag dauert etwa 16 Stunden und 6 Minuten, aber ein Neptun Jahr, die Zeit die der Planet für einen Umlauf um die Sonne braucht, dauert etwa 165

8:40 Erdenjahre. Seit seiner Entdeckung im Jahr 1846 hat Neptun gerade erst seinen ersten vollständigen Umlauf um die Sonne am 12. Juli 2011 abgeschlossen. Die Jahreszeiten auf Neptun dauern jeweils über 40 Jahre, die Achsenneigung von 28,3 Grad ähnelt der der Erde. Was bedeutet, dass auch Neptun Jahreszeiten erlebt, wenn auch sehr extreme und lang anhaltende.

9:14 Während eines Neptun Sommers auf der Nordhalbkugel bleibt die Sonne dort 42 Jahre lang über dem Horizont, gefolgt von 42 Jahren Dunkelheit im Winter. Neptun besitzt auch ein Ringsystem, allerdings viel schwächer und dunkler als das spektakuläre Ringsystem Saturns. Es besteht aus 5 Hauptringen, benannt nach Wissenschaftlern, die zur Erforschung Neptuns beigetragen haben. Galle, leverrier, la Cell, Arago und Adams. Die Ringe sind extrem dünn und bestehen hauptsächlich aus dunklen, staubigen Partikeln, wahrscheinlich aus eingeschlagenen Mikrometeoroiden auf den kleinen Monden Neptuns. Der Adamsring ist besonders interessant, weil er Ringbögen enthält.

10:06 Helle, dichtere Abschnitte, die nur einen Teil des Rings ausfüllen. Diese Bögen sind Gravitativ an den Mond Galatea gebunden, der als Schäfermond fungiert, und verhindert, dass sich das Material gleichmäßig um den Planeten verteilt. Neptun hat 14 bekannte Monde. Der mit Abstand größte und Faszinierendste ist Triton, entdeckt nur 17 Tage nach Neptun selbst im Jahr 1846 von William Lassel Triton ist der siebtgrößte Mond im Sonnensystem mit einem Durchmesser von 2707 Kilometern, etwas kleiner als unser Erdmond. Triton ist einzigartig, weil er retrograd ist. Er umkreist Neptun rückwärts zur Rotationsrichtung des Planeten von allen großen Monden im Sonnensystem ist er der einzige mit einer retrograden

11:05 Umlaufbahn. Diese Tatsache führt zu dem wissenschaftlichen Konsens, dass Triton nicht mit Neptun entstanden ist, sondern ein eingefangenes Objekt aus dem Käupergürtel sein muss, möglicherweise. Ein ehemaliger Zwergplanet, ähnlich Pluto, der zu nahe an Neptun kam und von dessen Gravitation eingefangen wurde.

11:28 Die Oberfläche treatons ist mit -235 Grad Celsius eine der kältesten im Sonnensystem, trotzdem ist treaton geologisch aktiv Voyager 2. Beobachtete Geysire, die Stickstoffgas und dunkle Staubpartikel bis zu 8 Kilometer hoch in die dünne Atmosphäre schossen. Diese kryovulkanische Aktivität zeigt, dass im inneren Tritons noch Prozesse ablaufen. Triton hat auch eine dünne Atmosphäre, hauptsächlich aus Stickstoff mit Spuren von Methan, der atmosphärische Druck beträgt nur etwa 170 Tausendstel des Erddrucks. Die Oberfläche zeigt eine gefrorene Landschaft aus Stickstoff und Wassereis mit interessanten geologischen Formationen, katalopenähnliche, Terrains, lange Verwerfungen und glatte, eisige Ebenen.

12:29 Die retrograde Umlaufbahn Tritons hat dramatische Konsequenzen, Gezeitenkräfte zwischen Neptun und Triten bremsen den Mond langsam ab. Triton nähert sich Neptun in einer spiralförmigen Bahn in etwa 3,6 Milliarden Jahren wird Triton die Roche Grenze erreichen. Die Distanz, bei der Gezeitenkräfte stärker sind als die Eigengravitation Triton wird dann auseinandergerissen und könnte ein spektakuläres Ringsystem um Neptun bilden, das möglicherweise noch eindrucksvoller als das des Saturn sein wird. Die anderen Monde Neptuns sind deutlich kleiner. Nerit, der zweitgrößte mit etwa 340 Kilometern Durchmesser, hat die exzentrischste Umlaufbahn aller Monde im Sonnensystem. Seine Distanz zu Neptun variiert

13:23 zwischen 1,4 und 9,6 Millionen Kilometern. Diese extreme Ellipse deutet darauf hin, dass auch Neraid ein eingefangener Körper sein könnte. Möglicherweise durch dasselbe Ereignis gestört, das Triton einfing. Die meisten anderen Monde Neptuns sind klein und unregelmäßig geformt, Proteus mit etwa 420 Kilometern Durchmesser eigentlich größer als Nereit, wurde erst von Voyager 2 entdeckt, weil er so nah an Neptun kreist, dass er im Glanz des Planeten verborgen ist. Proteus ist so groß, dass er an der Grenze liegt, ab der die Eigengravitation einen Körper zu einer Kugel formt. Er ist der größte nichtsphärische Körper im Sonnensystem, unsere Kenntnisse über Neptun stammen hauptsächlich von einer einzigen

14:21 Begegnung, dem Vorbeiflug der Raumsonde Voyager 2 am 25 August 1989 Voyager 2. Ist bis heute die einzige Raumsonde, die Neptun besucht hat. Sie flog in nur 5000 Kilometern Entfernung über Neptuns Nordpol und sammelte in wenigen Stunden mehr Daten über den Planeten als alle erdgebundenen Beobachtungen zuvor.

14:50 Die Reise von Voyager 2 zum Neptun war ein Meisterwerk der Raumfahrttechnik. Die Sonde wurde 1977 gestartet, 12 Jahre bevor sie Neptun erreichte. Sie nutzte Gravity Assist Manöver an Jupiter, Saturn und Uranus, um genug Geschwindigkeit für den Flug zum äußeren Sonnensystem zu gewinnen. Am Neptun angekommen war das Sonnenlicht so schwach, dass die Kamerabelichte 30 mal länger sein mussten als bei Jupiter. Die Ingenieure mussten die Sonde während der Aufnahmen aktiv rotieren lassen, um Bewegungsunschärfe zu vermeiden. Eine technische Meisterleistung seit Voyager 2 haben wir Neptun nur mit Teleskopen beobachtet, das Hubble Weltraumteleskop und große erdgebundene Teleskope mit adaptiver Optik liefern regelmäßig Bilder.

15:49 Diese zeigen, dass sich Neptuns Atmosphäre ständig verändert. Die durchschnittliche Helligkeit des Planeten hat sich seit den Voyager Beobachtungen leicht erhöht, was möglicherweise mit jahreszeitlichen Veränderungen zusammenhängt. Es gibt Pläne für zukünftige Neptun Missionen, Konzepte wie ein Neptun Orbiter oder eine Triton landemission wurden vorgeschlagen, aber bisher nicht finanziert.

16:18 Die große Entfernung macht solche Missionen teuer und zeitaufwendig. Eine Raumsonde zum Neptun würde mit aktueller Technologie mindestens 12 Jahre brauchen, selbst mit Gravity Assist Manövern. Neptun erinnert uns daran, wie groß und vielfältig unser Sonnensystem ist. Ein Planet, der fast 30 mal weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde.

16:45 Ein Ort, an dem das Sonnenlicht so schwach ist, dass der Tag kaum heller ist als eine sternenklare Nacht auf der Erde. Ein Ort, wo Winde mit unfassbarer Geschwindigkeit über methanwolken Rasen, wo ein Mond rückwärts kreist und wo ein Jahr länger dauert als ein durchschnittliches Menschenleben. Und doch ist Neptun Teil unserer kosmischen Familie. Er entstand aus derselben protoplanetaren Scheibe wie die Erde vor 4,6 Milliarden Jahren.

17:18 Die Elemente, aus denen er besteht, Wasserstoff, Helium, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff sind dieselben, die auch uns bilden, nur die Bedingungen, die Temperatur, der Druck, die Distanz zur Sonne machten den Unterschied zwischen einem eisigen Sturmriesen und einer lebendigen Welt. Neptun zeigt uns die Extreme dessen, was möglich ist in der Planetenbildung. Er zeigt uns, dass Welten existieren können, die völlig anders sind als unsere und doch denselben physikalischen Gesetzen gehorchen.

17:55 Er erweitert unseren Horizont und unsere Vorstellungskraft, wenn wir von der Erde aus zum Nachthimmel blicken, ist Neptun zu schwach, um mit bloßem Auge gesehen zu werden. Man braucht mindestens ein Fernglas, um ihn als winzigen blauen Punkt zu erkennen. Und doch ist er da, am Rand unseres Sonnensystems, eine majestätische Welt aus Eis und Wind, die ihre einsamen Runden zieht, während du heute Nacht einschläfst. Denke daran, in diesem Moment rasen auf Neptun Stürme über einen blauen Himmel schneller als die Schallgeschwindigkeit. Triton zieht seine rückwärtige Bahn und nähert sich langsam seinem Schicksal.

18:44 Die dünnen Ringe reflektieren das schwache Sonnenlicht, und all das geschieht in einer Stille und Einsamkeit, die wir uns kaum vorstellen können. Unsere Erde hier im inneren Sonnensystem warm und lebendig, ist ein kostbarer Gegensatz zu den eisigen Riesen am Rand. Ein Planet, der nicht zu heiß und nicht zu kalt ist, nicht zu stürmisch und nicht zu leblos.

19:14 Ein Ort, wo Wasser flüssig ist, wo eine schützende Atmosphäre uns umgibt, wo Leben in unvorstellbarer Vielfalt gedeiht. Neptun in all seiner fremden Schönheit erinnert uns daran, wie besonders unsere Heimat ist, wie selten und wertvoll eine Welt wie die Erde. In der Weite und Vielfalt des Sonnensystems ist unser blauer Planet ein Juwel. Nicht nur schön, sondern lebendig. Ein Ort, den es zu schützen und zu bewahren gilt. Für uns und alle kommenden Generationen. Gute Nacht und mögest du von fernen blauen Welten träumen, während du dankbar auf unserer eigenen ruhst.