Neptuno

Neptuno es el octavo y último planeta del Sistema Solar. Forma parte de los denominados planetas exteriores o gigantes gaseosos, y es el primero que fue descubierto gracias a predicciones matemáticas. Su nombre proviene del dios romano Neptuno, el dios del mar.

Tras el descubrimiento de Urano, se observó que las órbitas de Urano, Saturno y Júpiter no se comportaban tal como predecían las leyes de Kepler y de Newton. Adams y Le Verrier, de forma independiente, calcularon la posición de otro planeta, Neptuno, que encontró Galle, el 23 de septiembre de 1846, a menos de un grado de la posición calculada por Adams y Le Verrier. Más tarde, se advirtió que Galileo ya había observado Neptuno en 1611, pero lo había tomado por una estrella.

Neptuno es un planeta dinámico, con manchas que recuerdan las tempestades de Júpiter. La más grande, la Gran Mancha Oscura, tenía un tamaño similar al de la Tierra, pero en 1994 desapareció y se ha formado otra. Los vientos más fuertes de cualquier planeta del Sistema Solar son los de Neptuno.

Historia

Descubrimiento

Los dibujos de Galileo muestran que Neptuno fue observado por primera vez el 28 de diciembre de 1612, y nuevamente el 27 de enero de 1613; En ambas ocasiones, Galileo confundió Neptuno con una estrella cercana a Júpiter en el cielo nocturno.

Urbain Le Verrier.

En 1821, Alexis Bouvard^[2] publicó en sus tablas astronómicas la órbita de Urano. Las observaciones revelaron perturbaciones sustanciales, que llevaron a Bouvard a lanzar la hipótesis de que la órbita de Urano debía estar siendo perturbada por algún otro cuerpo. En 1843, John Couch Adams calculó la órbita de un octavo planeta en función de las anomalías observadas en la órbita de Urano. Envió sus cálculos a Sir George Airy, el Astrónomo Real, quien pidió más información. Adams comenzó a redactar una respuesta, pero nunca llegó a enviarla. Urbain Le Verrier, el matemático codescubridor de Neptuno, en 1846, independientemente de Adams, produce sus propios cálculos. En el mismo año, John Herschel comenzó a abogar por el enfoque matemático y persuadió a James Challis para buscar el planeta propuesto por Le Verrier. Después de muchas dilaciones, Challis empezó su búsqueda, reacio, en julio de 1846. Sin embargo, en el ínterin, Le Verrier había convencido a Johann Gottfried Galle para buscar el planeta. Neptuno fue descubierto esa misma noche, el 23 de septiembre de 1846, donde Le Verrier había predicho que se encontraría. Challis más tarde se dio cuenta de que había observado previamente el planeta dos veces en agosto, sin advertirlo.

A raíz del descubrimiento, hubo mucha rivalidad nacionalista entre los franceses y los británicos sobre quién tenía prioridad y merecía crédito por el descubrimiento. Eventualmente surgió un consenso internacional sobre que tanto Le Verrier como Adams conjuntamente lo merecían. Sin embargo, la cuestión está siendo reevaluada por los historiadores con el redescubrimiento, en 1998, de los "Documentos de Neptuno" (documentos históricos del Observatorio Real de Greenwich), que al parecer habían sido objeto de apropiación indebida por el astrónomo Olin Eggen durante casi tres décadas y sólo redescubiertos inmediatamente después de su muerte. Después de la revisión de los documentos, algunos historiadores indican que Adams no merece crédito en igualdad con Le Verrier.

Nombre

Poco después de su descubrimiento, Neptuno fue llamado, simplemente, "el planeta que le sigue a Urano" o "el planeta de Le Verrier". La primera sugerencia de un nombre provenía de Galle, quien propuso el nombre de Janus. En Inglaterra, Challis presentó el nombre de Océano. En Francia, Arago propuso que el nuevo planeta se llamara Leverrier, una sugerencia que no fue bien recibida fuera de Francia.

Mientras tanto, en ocasiones separadas e independientes, Adams propuso cambiar el nombre de Urano por el de Georgia, mientras que Le Verrier sugirió Neptuno para el nuevo planeta. Struve salió en favor de ese nombre el 29 de diciembre de 1846, en la Academia de Ciencias de San Petersburgo. En la mitología romana, Neptuno era el dios del mar, identificado con el griego Poseidón. La demanda de un nombre mitológico parecía estar en consonancia con la nomenclatura de los otros planetas, todos los cuales, con excepción de Urano, fueron nombrados en función de deidades romanas.

El nombre del planeta se traduce literalmente como el rey estrella en el mar en chino', coreano, japonés y vietnamita (海王星 en caracteres chinos, 해왕성 en coreano).

En la India, el nombre que se da al planeta es Varuna (devanagari: वरुण), el dios del mar en la mitología hindú/védica, el equivalente de Poseidón/Neptuno en la mitología grecorromana.

La exploración de Neptuno: el redescubrimiento

Imagen de Neptuno y Tritón tomada desde la Voyager 2.

La nave Voyager 2, fue lanzada 16 días antes que su gemela, Voyager 1.^[3] La trayectoria que siguió fue más lenta que la de su compañera, para poder explorar no solo Júpiter y Saturno, sino proseguir la misión hasta Urano e incluso Neptuno. Para poder alcanzar los cuatro planetas, el Voyager 2 requería un lanzamiento que le diera todo el empuje del que fuera capaz el cohete Titán III. Y mientras que el cohete que expulsó al Voyager 1 no logró un buen lanzamiento, el del Voyager 2 funcionó a la perfección. De haberse usado el primer cohete para el Voyager 2, no habríamos llegado a Urano y Neptuno. Por fortuna el Voyager 2 tuvo el mejor cohete.

Al llegar Voyager 2 a Neptuno, el 25 de agosto de 1989 a las 3:56 hora de Greenwich, ciento cuarenta y tres años después de su descubrimiento, poco sabíamos acerca de este planeta. El más lejano de los cuatro "planetas gigantes" está treinta veces más alejado del Sol que la Tierra y tarda 165 años en darle una vuelta al Sol. Su diámetro es unas cuatro veces más grande que el de nuestro planeta. Se le conocían dos lunas, entre ellas Tritón uno de los objetos más interesantes del Sistema Solar, y se sospechaba que podría tener anillos. Los datos recabados en unas cuantas horas por el Voyager 2 nos dieron más información que cerca de un siglo y medio de observaciones astronómicas desde la Tierra.

Para sorpresa de los científicos, el Voyager 2 reveló una gran mancha oscura,^[4] similar a la mancha roja de Júpiter. Se trata de un gigantesco huracán con vientos de dos mil kilómetros por hora, los más violentos en nuestro Sistema Solar.^[5] En la Tierra la energía que produce los vientos es suministrada por el Sol. En el caso de Neptuno, actualmente el planeta más alejado del Sol, la temperatura en la parte superior de la capa de nubes es de -210 ºC bajo cero, por lo que la energía solar es insuficiente para dar lugar a los vientos observados por el Voyager 2. Al parecer el planeta sigue el proceso de contracción a partir del cual se formó, proceso que proporciona la energía suficiente para generar estos poderosos vientos. Sin embargo, la estructura general de los vientos en Neptuno no ha podido ser comprendida por los científicos.

Neptuno en comparación con La Tierra

Algunas observaciones desde la Tierra habían proporcionado evidencia de anillos alrededor de Neptuno. Esta evidencia no era conclusiva ya que parecía que más que anillos se trataba de pedazos de anillos, como delgados arcos de materia girando alrededor de Neptuno. Voyager 2 encontró cuatro anillos completos, dos de ellos delgados y los otros dos anchos. Los anillos delgados se hallan cerca de la órbita de dos satélites que se cree son responsables de su estabilidad, y por ello se les denomina "lunas pastoras". Los dos anillos más anchos están formados por material sumamente opaco que refleja aproximadamente un diez milésimo de la luz que incide sobre ellos, haciendo imposible su detección desde la Tierra. La justificación en que los anillos contienen una gran cantidad de polvo, sólo puede explicarse si en la vecindad de Neptuno se albergara una importante cantidad de meteoritos, mayor que en las zonas más internas del Sistema Solar.

Durante más de un siglo sólo se conoció una luna de Neptuno, llamada Tritón. En 1949 Gerard Kuiper descubrió un segundo satélite Nereida, el cual gira muy alejado del planeta. Como sucedió en los encuentros anteriores de las naves Voyager con otros planetas, Neptuno tenía más satélites "escondidos". Voyager 2 descubrió seis nuevas lunas, entre ellas Despoina y Galatea, las dos lunas pastoras mencionadas anteriormente. Proteus, la mayor de las "nuevas lunas", tiene una superficie completamente cubierta de cráteres, el mayor de ellos con un tamaño de casi la mitad del de Proteus mismo. A pesar de estos hallazgos, Tritón, la luna mayor de Neptuno, y la que se conoce desde hace más de un siglo, sigue siendo la más interesante. Tritón es un objeto único en el Sistema Solar que bien merece un relato aparte.

Características físicas

Geología

Interior de Neptuno.

La estructura interna^[6] se parece a la de Urano: un núcleo rocoso cubierto por una costra helada, oculto bajo una atmósfera gruesa y espesa. Los dos tercios interiores de Neptuno se componen de una mezcla de roca fundida, agua, amoníaco líquido y metano. El tercio exterior es una mezcla de gas caliente compuesto de hidrógeno, helio, agua y metano.

Al igual que Urano y a diferencia de Júpiter y de Saturno, la composición de la estructura interna de Neptuno se cree que está formada por capas distintas.

Campo magnético [editar]

El campo magnético de Neptuno, como el de Urano, está bastante inclinado, más de 50 grados respecto al eje de rotación y desplazado al menos 0,55 radios (unos 13.500 km) del centro físico. Comparando los campos magnéticos de los planetas, los investigadores piensan que la extrema orientación podría ser característica de los flujos en el interior del planeta y no el resultado de la inclinación del propio planeta o de cualquier posible inversión de los campos en ambos planetas.

Atmósfera

Tormenta en Neptuno.

Al orbitar tan lejos del sol, Neptuno recibe muy poco calor. Su temperatura en la superficie es de -218ºC. Sin embargo, el planeta parece tener una fuente interna de calor. Se piensa que puede ser un remanente del calor producido por la concreción de materia durante la creación del mismo, que ahora irradia calor lentamente hacia el espacio.

La atmósfera de Neptuno tiene una estructura de bandas similar a la encontrada en los otros gigantes gaseosos. En este planeta se producen fenómenos como huracanes gigantes, con un diámetro igual al de la Tierra, y otras formaciones de nubes, incluyendo algunos extensos, y muy bellos cirros, encima (50 km) de las nubes principales. De este modo Neptuno tiene un sistema de nubes muy activo, posiblemente más activo que el de Júpiter. La velocidad del viento en la atmósfera de Neptuno, es de hasta 2.000 km/h,^[7] siendo la mayor del sistema solar y se cree que se alimentan del flujo de calor interno.

Satélites de Neptuno

Artículo principal: Lunas de Neptuno

Antes de la llegada de la sonda espacial, Voyager 2, sólo se conocían dos satélites de Neptuno: Tritón y Nereida. El Voyager descubrió otros seis. Uno de ellos, Larisa, fue visto desde la Tierra en 1981, pero se tomó como una sección de los anillos de Neptuno. La mayoría de los satélites descubiertos miden menos de 200 km de diámetro y podrían ser restos de lunas mayores que se fraccionaron. Proteo es uno de los mayores satélites con 400 km de diámetro.

Tritón con 2.700 km de diámetro es considerado un Objeto del Cinturón de Kuiper^[8] capturado por la gravedad de Neptuno. Por su tamaño y aspecto debe ser muy parecido a Plutón, hoy reclasificado como un planeta enano, Objeto del Cinturón de Kuiper. Nereida por su lado, con 340 km de diámetro, tiene la órbita más excéntrica de todos los satélites del Sistema Solar, su distancia a Neptuno varía entre 1.353.600 y 9.623.700 km

En la actualidad se conocen trece lunas de Neptuno. A continuación se listan los dos principales satélites de Neptuno, con algunas de sus características:

Tritón es una luna geológicamente activa, lo que originó una superficie compleja y reciente.

Triton
- Diámetro : 2707 km
- Distancia a Neptuno : 354800 km
- Periódo sidéreo de rotación : 5d 21h 3m (retrógrado)
- Excentricidad orbital : 0.0
- Inclinación orbital: 160.0º
- Magnitud visible : 13.6
Nereida
- Diámetro : 340 km
- Distancia a Neptuno : 5570000 km
- Periódo sidéreo de rotación : 365d 5h
- Excentricidad orbital : 0.76
- Inclinación orbital: 27.4º
- Magnitud visible : 18.7

Anillos de Neptuno

Artículo principal: Anillos de Neptuno

Principales anillos de Neptuno

Evidencia de un incompleto anillo (arco) alrededor de Neptuno fue descubierto a mediados de los 80, con un experimento de ocultación estelar, encontrando ocasionalmente un titileo justo antes y después de que el planeta ocultara un estrella. Imágenes tomadas por el Voyager 2 en 1989 (cuando el sistema de anillos fue hallado) se vislumbraron muchos anillos delgados, desde el más externo que contiene tres prominentes arcos ahora llamados Libertad, Igualdad y Fraternidad. La existencia de arcos es muy difícil de entender porque las leyes de movimiento pueden predecir que los espacios en un mismo anillo están siempre, por un muy corto período. Los efectos gravitacionales de Galatea, una luna justo en la parte interna del anillo donde se cree que está confinado el arco. Muchos anillos han sido detectados por las cámaras del Voyager.^[9]

Los anillos de Neptuno^[10] son mucho más oscuros que los anillos brillantes de Saturno. Los anillos de Saturno están hechos de hielo, el cual refleja gran cantidad de luz. Probablemente, los anillos de Neptuno estén compuestos de roca y de polvo, ya que las rocas y el polvo no reflejan tanta luz.

Aunque las primeras imágenes en volverse a tomar de los anillos exteriores de Neptuno en más de una década, muestran que algunas partes se han deteriorado dramáticamente y una sección está próxima a desaparecer totalmente.

En el 2002 y 2003, Imke de Pater de la Universidad de California, Berkeley, y sus colegas utilizaron el telescopio Keck de 10 metros de Hawái para volver a mirar al anillo. Han analizado ya las imágenes y han encontrado que todos los arcos parecen haber sufrido una desintegración, mientras que uno en especial, llamado Liberté, se ha desvanecido considerablemente desde las observaciones de la Voyager.

El miembro del equipo, Eugene Chiang, dice que si esta tendencia continua, Libertad habrá desaparecido dentro de 100 años. Los resultados sugieren que sea lo que sea que esta causando el deterioro de los arcos, está actuando más rápido que cualquier mecanismo que pudiera regenerarlos, ya que “El sistema no está en equilibrio”, dice Chiang

Observación

Imagen de telescopio de Neptuno y sus satélites.

Este planeta requiere algo de búsqueda. Para localizarlo hay que valerse de cartas de ubicación especificas o de software capaz de mostrar a Neptuno junto con el fondo de estrellas. Puede encontrarse con binoculares si se sabe donde buscar. Al igual que Júpiter y Saturno se trata de un planeta gaseoso, pero al estar mucho más alejado del Sol y de la Tierra su brillo no es muy alto y sus características atmosféricas no son apreciables con telescopios de aficionado.

La mejor época para observar Neptuno es en las proximidades de la oposición. No obstante, puede observarse con mayor o menor dificultad desde unos meses antes hasta unos meses después. Para saber si es visible o no en un momento determinado, puede utilizarse un planisferio para determinar si la constelación de Capricornio se halla sobre el horizonte.

Finalmente, cabe destacar que, debido a la posición de Neptuno con respecto a la Tierra, los observadores del hemisferio Sur están favorecidos, ya que en el Norte el planeta está muy bajo sobre el horizonte.

Cómo localizarlo

Neptuno es invisible a simple vista, y su tamaño aparente es tan pequeño que si se observa con pocos aumentos -lo cual es necesario cuando se está buscando un objeto- es tan diminuto que parece una estrella. Por este motivo, para poder localizarlo es necesario el uso de uno de los dos métodos que se han descrito en la sección de cielo profundo:

Mediante el empleo de círculos graduados: en este caso es necesario conocer cuáles son las coordenadas de Neptuno en el momento de la observación. Para ello se han de consultar las efemérides, preferiblemente mediante la utilización de un programa informático como Stellarium.
Mediante el uso de mapas de localización. Por lo general aparecen publicados en las revistas. Con el fin de que tengan validez para un intervalo de tiempo relativamente elevado se dibuja la línea que va siguiendo al realizar su órbita, y sobre ella se hacen marcas en las posiciones que ocupa cada pocos días (por ejemplo, cada dos semanas).