نبتون

نبتون

Neptune - Neptune

نبتون

نبتون Neptune هو أبعد كواكب المنظومة الشمسية [ر] عن الشمس، الشكل (1)، الرابع من حيث طول القطر، والثامن من حيث الترتيب في المنظومة الشمسية، والأخير في هذه المنظومة بعد أن فَقَدَ بلوتو Pluto عضويته في هذه المنظومة بموجب القرار الذي صدر في شهر آب أغسطس 2006 عن المؤتمر الدولي للفلكيين الذي انعقد في العاصمة التشيكية براغ، لمخالفته التعريف الذي اتفق عليه الفلكيون للكوكب. ونبتون هو أحد الكواكب الجوفيانية الغازية الأربعة [ر: المنظومة الشمسية]: المشتري[ر] وزحل [ر] وأورانوس [ر] ونبتون. وللكوكب أربع حلقات رئيسية، وثلاثة عشر قمراً معروفاً.

خواصه الفيزيائية

الشكل (1) الكوكب نبتون

يشبه نبتون الكوكبَ أورانوس من حيث حجمه إلى حد بعيد، ويرجّح أن تكون بنيته مشابهة لبنية أورانوس. يبلغ طول قطر دائرة الاستواء للكوكب 49528 كيلومتر، (يكافئ 3.883 قطر دائرة الاستواء للأرض)، وقطر الدائرة القطبية 48681 كيلومتر (يكافئ 3.829  قطر الدائرة القطبية للأرض). وتقدر مساحة سطحه بـ 7.619 × 10 ⁹ كم² (يكافئ 14.94 سطح الأرض)، وحجمه 6.254 × 10 ¹³ كم³ ( يكافئ 57.74 حجم الأرض)، وكتلته  1.0243 × 10 ²⁶ كيلوغرام (تكافئ 17.147 كتلة الأرض؛ وتكافئ 1/18 كتلة المشتري). متوسط بعده عن الشمس هو 4498252900 كيلومتر (4.5 بليون كيلومتر تقريباً)؛ أي 30.06896348 وحدة فلكية (الوحدة الفلكية تساوي 149597870 كيلومتر؛ أي 150 مليون كيلومتر تقريباً، وهو متوسط بعد الأرض عن الشمس)، وأصغر بعد له عن الشمس هو 4459631496 كيلومتر (4.46 بليون كيلومتر تقريباً)، أي 29.81079527 وحدة فلكية.

بنية نبتون

الشكل (2) بنية الكوكب نبتون

يعتقد علماء الفلك أن نبتون له نواة مشابهة لنواة أورانوس، الشكل (2)، تتألف من صخور وفلزات منصهرة من مركّبات الحديد والسليسيوم silicon، وهي ليست أكبر حجماً من الأرض، (قطر الأرض 12756كيلومتر)، يحيط بها غلاف مائي ضخم يتألف من الماء والميتان والنشادر ammonia، تشوبه مواد صخرية، وليس له سطح صلب. ويُعتقد أن هذا المحيط حار جدًا (نحو 4700 ْس)، ويبقى هذا المحيط سائلاً لا يتبخر في هذه الدرجة العالية من الحرارة، وذلك بسبب الضغط الجوي للكوكب الذي يمتد ابتداء من سطحه حتى عمق يراوح بين 10% ـ20% من بعد مركزه عن السطح. يمتد هذا المحيط المائي الهائل إلى الأعلى ابتداء من سطح النواة الصخرية حتى يلاقي الغلاف الجوي الرقيق الغازي للكوكب. ويتألف هذا الغلاف من الهدروجين Hء80% والهليوم He ء ء18%ء  وقليل من غاز الميتان CH₄ ء ء1.5% ء وقليل من غازي الديتريوم (الهدروجين الثقيل D) والإيتان H₆C₂. يتعرف العلماء على بنية الغلاف الجوي للكوكب من خلال طيفه. أما تركيب البنية الباطنية فيمكن استنتاجه من كتلته الحجمية الوسطية المنخفضة للكوكب والبالغة 1.638 غرام/سم³، والتي تدل على أن الكوكب لابد من أن يتكوَّن في أغلبه من ذرات خفيفة.

اكتشاف نبتون

تم اكتشاف نبتون وتحديد دوره ومساره نظرياً قبل أن يشاهد في السماء. فقد كان اهتزاز مسار الكوكب أورانوس دافعاً لدراسة سببه، وقادت النظريات الرياضية علماءَ الفلك إلى اكتشاف هذا الكوكب.

أجرى العالم الفلكي الفرنسي ألكسي بوفار Alexis Bouvard دراسة رياضية نظرية لحركة الكوكب أورانوس قادته إلى تحديد جداول فلكية لمسار هذا الكوكب نشرها عام 1821. لكن عمليات الرصد التالية لهذا الكوكب دلت على وجود فوارق جوهرية بين الدراسة النظرية ونتائج الرصد الفعلي لحركة الكوكب ومواقعه؛ مما دفع بوفار إلى اعتقاد أن ما يسبب هذا الاختلاف هو وجود كوكب آخر يؤثر بقوته الثقالية في حركة أورانوس.

بدأ الفلكي البريطاني الشاب جون كاوتش آدامز John Couch Adams عام 1843 يحسب رياضياً مسار هذا الكوكب الثامن الذي قد يكون المسبب لهذا الاضطراب في مسار أورانوس، وأنهى حساباته في عام 1945 وأرسل نتائجه إلى الفلكي البريطاني السير جورج إيري Sir George Airy الذي لم تقنعه هذه النتائج، فطلب من آدامز إرسال إيضاحات لحساباته، ووضع أمر البحث عن ذلك الكوكب غير المنظور في آخر أولوياته. وبدأ آدامز بكتابة الرد، لكنه لم يرسل جواباً قط.

وفي عام 1846 قام الفلكي الفرنسي أوربان لوفيرييه Urbain Jean Joseph Le Verrier بدراسة رياضية مستقلة لتحديد مسار الكوكب الثامن المقترح، ولكنه لم يجد الحماسة الكافية لدى الفلكيين الفرنسيين لاستخدام نتائجه. وبعد جهد تمكن من إقناع الفلكي الألماني يوهان غوتفريد غال Johann Gottfried Galle بالبحث عن هذا الكوكب الثامن مستخدمًاً نتائج حساباته، فقام غوتفريد برصد هذا الكوكب، فشاهده في 23 أيلول/سبتمبر عام 1846. ودُهِش السير جورج لدى اطلاعه على بحث لوفيرييه والذي جاءت حساباته مشابهة تلك التي وصل إليها آدامز، الأمر الذي دفعه للبدء في البحث عن الكوكب الجديد جدياً، ولكن بحثه جاء متأخراً، فقد سبقه غوتفريد، وأعلن اكتشافه ذلك الكوكب. فكان بذلك أول كوكب يكتشف اعتمادًاً على تنبؤات رياضية تحدد مساره قبل أن تشاهده المراصد الفلكية. وبعد مشاهدته بدأت مشكلة تحديد اسم له، فقد اقترح غوتفريد تسميته «جانوس» Janus، واقترح الإنكليز تسميته «أوشيانوس» Oceanus، واقترح الفرنسيون تسميته «لوڤيرييه» Le Verrier. لكن لوڤيرييه اقترح أن يسمى الكوكب «نبتون» على اسم إله البحر في الأساطير اليونانية والرومانية القديمة. ثم جاءت الدراسات وعمليات الرصد المستمرة لهذا الكوكب واكتشاف محيطه المائي تدعم هذه التسمية, فتم تثبيت هذا الاسم في القرن العشرين.

حركة نبتون

يدور نبتون حول الشمس خارج مدار الكوكب السابع أورانوس Uranus متحركاً في المستوي الذي تتحرك فيه بقية كواكب المنظومة الشمسية على مدار دائري تقريباً (قطع ناقص تباعده المركزي 0.00858587، تقع الشمس في أحد محرقيه). ولهذا فهو يعبر دوماً المناطق نفسها في سماء الأرض. طول مداره 188.925 وحدة فلكية, وسرعته على مساره تراوح بين 5.385كم/سا و5.479كم/سا (أي بسرعة وسطية قدرها 5.432 كم/سا)، ويتم دورته بمدة 60223.3528 يوماً أي 164.88 سنة (أي إن سنة نبتون تعادل 165 سنة أرضية تقريباً).

ومن الصعب رؤية نبتون بالعين المجردة، حتى إنه إذا شوهد بالمنظار بدا خافتاً، أما بوساطة مقراب [ر] أرضي فيبدو نبتون بلون أزرق جميل، وكأنه رقاقة من الياقوت الأزرق البديع بقطر زاوي قدره 2.3 ثانية. ويعود هذا اللون الأزرق إلى وجود الميتان في غلافه الجوي.

زيارة نبتون

إن المسافة الكبيرة التي تفصل بين نبتون والأرض وهي 4.9 × ⁹10 كيلومتر حالت دون إرسال العديد من مركبات الفضاء لاستكشافه، فلم تمر بجواره إلا واحدة فقط، وهي التي زارت الكواكب الغازية العملاقة الأربعة.

أُطلقت المركبة الفضائية فويَجَر 2 Voyager 2 في 20 آب/أغسطس عام 1977، فمرت بجوار المشتري في عام 1979 ثم بجوار زحل عام 1981 ثم أورانوس عام 1986 ثم نبتون عام 1989، زُوِّدَت فويَجَر 2 بالطاقة الضرورية لمرورها بالقرب من المشتري فقط، لكن قوة الثقالة الهائلة للمشتري أعطتها تسارعًا قوياً، لدى مرورها بجواره، أكسبها طاقة أوصلتها إلى زحل، وهكذا لدى مرورها بزحل اكتسبت طاقة أوصلتها إلى أورانوس، ثم اكتسبت الطاقة التي أوصلتها إلى نبتون بعد 12 سنة من تاريخ إطلاقها. وقد أرسلت العديد من الصور لكل من الكوكب وحلقاته وأقماره. فتبيَّن أن هناك أربع حلقات تامة حول هذا الكوكب الأزرق (وكانت هذه الحلقات قد اكتشفها سابقًا فريق فلكي بقيادة إدوارد غوينان Edward Guinan معتقداً أنها حلقات غير تامة). ويتبعه ثلاثة عشر قمراً (خمسة منها ـ وهي الأقرب لنبتون ـ اكتشفتها المركبة فويَجَر 2). وأكبر هذه الأقمار هو تريتون Triton؛ قطره 2700 كيلومتر، وهو أصغر من قمر الأرض (يكافئ 80% قطر قمر الأرض)، وكتلته 2.15× 10 ²² كيلوغرام (يكافئ 30% كتلة قمر الأرض)، اكتشفه الفلكي ويليام لاسّل William Lassell بعد 17 يوماً من اكتشاف نبتون نفسه، وتبلغ درجة الحرارة على سطحه 38.15 كلفن (- 235 ْس).

فصول نبتون الأربعة

الشكل (3) البقعة الداكنة

الشكل (4) حلقات نبتون

يستغرق نبتون 164.88 سنة ليتم دورة واحدة حول الشمس، ويومه 16.11 ساعة (أي إنه يدور دورة كاملة حول محوره كل 16 ساعة و57 دقيقة و36 ثانية)، وهو أقصر من يوم الأرض الذي هو 24 ساعة. يدور نبتون حول محوره الذي هو مستقيم وهمي في وسط الكوكب يجتاز الكوكب من نقطتين تدعيان القطب الشمالي والقطب الجنوبي للكوكب، وكما في الأرض فإن هذا المحور يميل على مستوي مدار نبتون زاوية قدرها 29.6 درجة، وهذا الميل يعطيه أربعة فصول، كما على الأرض (حيث إن الفصول الأربعة على الأرض ناتجة من ميلان محور الأرض بمقدار 23.5 درجة).

طقس نبتون

يوجد اختلاف واحد بين طقسي أورانوس ونبتون من حيث النشاط الجوي. فجوّ أورانوس هادئ في حين أن طقس نبتون تغلب عليه العواصف الهوجاء، فجوّه عاصف جداً. إذ تبلغ سرعة الرياح على هذا الكوكب نحو 2500كم/سا مع تدفق كمية كبيرة من الحرارة الباطنية. وهذه السرعة هي أعلى سرعة رياح في المنظومة الشمسية. وقد اكتَشفت المركبة فويَجَر 2 عام 1989 بقعة داكنة عظمى على سطح نصف الكرة الجنوبي لنبتون الشكل (3)، تشبه البقعة الحمراء العظمى على سطح المشتري.

وهذه البقعة الزرقاء القاتمة هي إعصار حلزوني بحجم القارتين آسيا وأوربا معاً، وتبين فيما بعد أن هذه البقعة ليست ثابتة؛ ففي 2 تشرين الأول/أكتوبر 1994 لم يشاهدها المرصد الفلكي الفضائي هابل Hubble، ولكنه رصد بقعة مشابهة لها على نصف الكرة الشمالي للكوكب، وبقي سبب اختفاء البقعة الداكنة العظمى غير معروف. 

تبلغ درجة الحرارة عند أعلى قمم غيومه -220 ْس، لبعده الكبير عن الشمس. وتبلغ درجة الحرارة في مركزه 7000 ْس، وهي أعلى من درجة حرارة سطح الشمس، وهذا يعود إلى وجود الصخور والمعادن المنصهرة شديدة الحرارة في باطنه، في حين أن الحرارة في أغلب مناطق الكوكب منخفضة جداً.

حلقات نبتون

لنبتون حلقات كما لسائر الكواكب الأربعة العملاقة (الشكل 4)، وهي حلقات ضيقة جدًا و باهتة، وبنيتها غير معروفة، وهي أشبه بحلقات أورانوس منها بحلقات زحل. وقد تكون مؤلفة من بقايا أقمار صغيرة أو مذنبات[ر: المذنب] تصادمت، فتحطمت، وهي تحتوي على غبار أكثر مما تحويه حلقات زحل أو أورانوس. وقد تخيل العلماء في منتصف الثمانينيّات من القرن العشرين أنها حلقات ناقصة وغير تامة. لكن الصور التي وصلت من المركبة فويَجَر 2 أثبتت أنها حلقات تامة. تتألف الحلقة الأبعد (والمسماة آدامز Adams التي تبعد مقدار 63000 كيلومتر عن مركز نبتون) من ثلاث أقواس متمايزة أطلقت عليها الأسماء الآتية: الحرية Liberty والمساواة Equality والأُخوَّة Fraternity. ولا يعرف سبب وجود هذه الأقواس الثلاث.

أنور توفيق اللحام

الشمس.

ـ توماس ث. آرني، استكشافات ومقدمة في علم الفلك، ترجمة أحمد الحصري وسعيد الأسعد (منشورات دار طلاس 1998).

- ELLIS D. MINER & RANDII R. WESSEN, (2002). Neptune: The planet, rings, and Satellites (2002).

التصنيف : الرياضيات و الفلك

النوع : علوم

المجلد: المجلد العشرون

رقم الصفحة ضمن المجلد : 440

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية