במרחק ממוצע של כ-4.5 מיליארד ק"מ מהשמש, נפטון הוא כוכב הלכת השמיני והמרוחק ביותר במערכת השמש שלנו. הוא קרוי על שמו של אל הים במיתולוגיה הרומית ונחשב ל"ענק קרח", בשל שכבת המים והקרח שעליו. נפטון הוא ענק גזי, גדול פי ארבעה מכדור הארץ, אך הקטן ביותר מבין ארבעת ענקי הגזים במערכת השמש, אחרי אורנוס, שבתאי וצדק, שהוא הגדול מכולם.
גילוי נפטון
ב-1781 גילה סר ויליאם הרשל את כוכב הלכת אורנוס, כוכב הלכת השביעי במרחקו מהשמש. הרשל גילה את אורנוס במקרה: הוא פשוט הביט בשמיים בטלסקופ וראה דִסקה גדולה יחסית, שזזה מהר על רקע הכוכבים הרחוקים. לא כך היה גילויו של כוכב הלכת השמיני במערכת השמש – נפטון. נפטון התגלה באמצעות מתמטיקה.
כן, אחרי גילויו אורנוס, אסטרונומים כמו אורבן לה-ורייה הצרפתי וג'ון קואץ' אדמס הבריטי ניסו לחשב את מסלולו סביב השמש – אלא שתצפיות הראו שאורנוס סוטה ממסלולו. לה-ורייה ואחרים הסיקו שגוף מסתורי וכבד משבש את מסלולו של אורנוס. ומאחר שאסטרונומים ידעו היכן משתבש מסלולו של אורנוס, הם גם ידעו לאן לכוון את הטלסקופים ולחפש את הגוף המשבש.
ואכן, ב-23 בספטמבר 1846, במצפה הכוכבים של ברלין, האסטרונום הגרמני יוהן גוטפריד גלֶה איתר את נפטון – כוכב הלכת הראשון (לעת עתה) שהתגלה באמצעות הנחות תאורטיות ומשוואות מתמטיות.
וויאג'ר 2 חושפת את נפטון
נפטון הוא כאמור הקטן בארבעת כוכבי הלכת מסוג ענק גזי והמרוחק בשמונת כוכבי הלכת הקלאסיים. עם זאת, הוא גדול במידה ניכרת מכוכבי הלכת הסלעיים חמה, נוגה, ארץ ומאדים, ולכן ניתן לצפות בו מבעד למשקפת שדה או בטלסקופ קטן. בטלסקופים גדולים יותר נפטון נראה כדִסקה קטנה בגוון כחול עז.
מפאת מרחקו הרב של נפטון הגיעה אליו עד כה רק חללית אחת. ב-1989, וויאג'ר 2 של נאס"א ביצעה יעף קרוב לכוכב הלכת הכחול, ואת רוב מה שאנו יודעים היום על נפטון אנו חבים לביקורה הקצר שם. ככלל, נפטון דומה במידותיו לאורנוס. קוטרו 49,538 ק"מ, גדול בערך פי ארבעה מכדור הארץ, וצפיפותו היא הגדולה מבין אלה של כוכבי הלכת הגזיים: 1.64 גרם לסמ"ק.
משך היממה והשנה בנפטון
נפטון נע לאיטו סביב השמש ומשלים הקפה סביבה אחת ל-164.8 שנים. במילים אחרות, שנה על פני נפטון אורכת כמעט 165 שנים ארציות. לפיכך, תנועתו בינות לכוכבי השבת כמעט אינה מורגשת: נפטון מבלה למעלה מ-13 שנים בממוצע בכל אחת מקבוצות גלגל המזלות שבהן הוא עובר. מרחקו הממוצע של נפטון מהשמש הוא 30 יחידות אסטרונומיות, או 30 פעמים המרחק מכדור הארץ לשמש. נפטון משלים סיבוב סביב צירו אחת ל-19.2 שעות, כלומר מעט מהר יותר מכדור הארץ (שכידוע, משלים הקפה סביב עצמו אחת ל-24 שעות).
מדוע נפטון נראה כחול?
משערים שבמרכזו של נפטון יש ליבה מותכת המכילה סיליקטים, ברזל וניקל, ועטופה בשכבה המכילה קרח מים, ומתאן ואמוניה קפואים. האטמוספירה של נפטון מכילה בעיקר מימן והליום, אך גם מתאן – והוא שמעניק לנפטון את צבעו הכחלחל.
בדומה לצדק, גם נפטון מתהדר בסערה אדירה על פניו. וויאג'ר 2 גילתה על פני נפטון כתם כהה גדול, המצוי דרומית לקו המשווה ומשלים סיבוב סביב נפטון מדי 16 יום. בשולי הכתם נצפו ענני צירוס שמכילים מתאן קפוא. האטמוספירה העילית של נפטון מכילה גבישי מתאן קפוא ובה נוצרים חלק מענני הצירוס הלבנים. מתחתיה מצויה שכבת עננות סמיכה המכילה בעיקר אמוניה קפואה ומימן גופריתי. נוסף על כך, ובדומה לאורנוס, לנפטון ארבע טבעות, והן אינן סימטריות מבחינת עוביין ובהירותן. הן לא מרשימות כמו טבעות שבתאי, ולא ניתן לצפות בהן בטלסקופ חובבים – אבל הן שם.
ירחי נפטון
עד ביקורה של וויאג'ר 2, מדענים חשבו שלנפטון שני ירחים בלבד, נראיד וטריטון. וויאג'ר 2 גילתה שישה ירחים נוספים. הם אינם קטנים כל כך אך בגלל קרבתם לנפטון אסטרונומים עד אז לא הבחינו בין אורם לבין אורו של נפטון. הגדול ביניהם, למשל, פרוטאוס (Proteus), הוא בקוטר של 436 ק"מ, ומצוי במרחק 117,600 ק"מ בלבד מנפטון. בשנים שלאחר מכן, עם שיגורם לחלל של טלסקופים כמו האבל, התגלו שישה ירחים קטנים נוספים – ובכך עלה מספרם של הירחים הידועים ל-14.
טריטון (Triton)
עם כל הכבוד לירח שלנו, טריטון הוא באמת ירח מהמם ביופיו. טריטון, ירחו הגדול של נפטון, התגלה ב-10 באוקטובר 1846 על ידי ויליאם לסל, 17 יום בלבד לאחר גילויו של נפטון עצמו. קוטרו של טריטון הוא 2,700 ק"מ. מרחקו מנפטון הוא 354,800 ק"מ בממוצע, דומה למרחקו של הירח מכדור הארץ, אך שלא כמו הירח, טריטון משלים הקפה סביב נפטון אחת ל-5.877 ימים בלבד, לא חודש.
כפי הנראה, מוצאו של טריטון הוא בחגורת קויפר – אזור המשתרע אחרי מסלולו של נפטון וכולל בין היתר את כוכב הלכת הננסי פלוטו – והוא נלכד על ידי כוח הכבידה של נפטון. על כך מעידה העובדה שטריטון נע סביב נפטון במסלול מעגלי מושלם, אך בכיוון הפוך לתנועת מרבית הירחים במערכת השמש; הוא נע עם כיוון השעון. אם טריטון אומנם נלכד על ידי נפטון, לא מן הנמנע שהוא עתיד ליפול עליו.
למרות מרחקו העצום מכדור הארץ, פניו של טריטון כבר אינן בחזקת נעלם עבורנו: טריטון צולם על ידי וויאג'ר 2 ב-1989 ממרחק 4,000 ק"מ בלבד. הצילומים גילו אטמוספירה קלושה ביותר, העשויה מרביתה מחנקן מולקולרי ואולי גם מאמוניה. פניו של טריטון מקבלים שבריר קרינה מהשמש, והם פני השטח הקרים ביותר בין הירחים של כוכבי הלכת במערכת השמש – עם טמפרטורות ממוצעות של 235 מעלות צלזיוס מתחת לאפס.
כעת מצוי הקוטב הדרומי של טריטון בעונת הקיץ שלו, הנמשכת 83 שנים. הוא עטוי כיפת קרח ענקית שעשויה מחנקן, המתאדה ומהווה את המקור העיקרי לאטמוספירה של טריטון.
באזור המשווה של טריטון יש תצורות נוף מגוונות, והמדהימות בהן – לועות של גייזרים הפולטים חומר כהה אל פני השטח של טריטון. מקורו של החומר הוא כנראה באבק שמעיפים מעלה סילוני חנקן הפורצים מתחת לפני השטח.
משקלו הסגולי של טריטון – 2.07 גרם לסמ"ק – מרמז על האפשרות שמתחת למעטה הקפוא יש ליבה גדולה המכילה סלע, ואולי גם ברזל וניקל, בשיעור של עד שליש מהמסה הכוללת של טריטון. עוד ייתכן שמתחת לפני השטח משתרע אוקיינוס מים.
נראיד (Nereid)
נראיד הוא הירח שמסלולו הוא האליפטי ביותר מבין מסלוליהם של כל ירח או כוכב לכת כלשהו במערכת השמש. למעשה, מסלולו סביב נפטון כה פחוס ומוארך, עד שהקפה שלמה אורכת כמעט שנה: 360 ימים.
בשל קוטנו של נראיד (קוטרו 340 ק"מ בלבד) ומרחקו הממוצע מנפטון (כ-5.5 מיליון ק"מ, לעומת 400 אלף ק"מ – מרחקו של הירח שלנו מכדור הארץ), וויאג'ר 2 חלפה במרחק גדול מדי ממנו ולא תרמה הרבה לידע שלנו עליו. מרחקו מנפטון ומסלולו הנטוי בזווית של 27.7 מעלות ביחס לקו המשווה של נפטון הובילו מדענים להשערה שנראיד הוא שביט ענק שנלכד בעבר על ידי נפטון.