Složení a struktura

Atmosféra

Neptunova vnitřní struktura je velice podobná Uranu. Jeho atmosféra má modrou barvu a tvoří 5 až 10 % celkové hmotnosti planety. Sahá do hloubky 10 až 20 % poloměru planety. Atmosféra je oproti Uranu mnohem bouřlivější a proměnlivější. Horní vrstva je složena převážně z vodíku (80 %), hélia (19 %) a stopového množství metanu. Právě stopové množství metanu způsobuje modré zbarvení planety. Neptun se také může pyšnit svými vichry, které jsou nejrychlejší v celé sluneční soustavě. Mraky se pohybují rychlostmi od 20 m/s ve východním směru až do 325 m/s západním směrem. Ve vrcholcích mraků je rychlost až 400 m/s. V jeho dynamických bouřkových systémech (v okolí Velké tmavé skvrny) je rychlost téměř 600 m/s. Většina větrů na planetě vane západním směrem souběžně s rovníkem, tedy proti rotaci planety. Jsou soustředěny do pásů a jejich průměrná doba oběhu je 19 hodin. Doba rotace planety určená pomocí magnetického pole je však 16 hodin.

Důvody, proč na Neptunu bouří tak silné vichry, jsou hned dva. Prvním z nich je Slunce, stejně jako na Zemi, na Neptunu svítí jen velmi slabě. Druhým důvodem je zbytkové teplo, které se uvolňuje v nitru Neptunu zejména rozpadem radioaktivních prvků. Oproti Uranu, který vyzařuje pouze 1,1krát více energie, než obdrží od Slunce, Neptun vyzařuje přibližně 2,61krát více energie, než obdrží od Slunce. Neptun je nejvzdálenější planetou od Slunce, ale jeho vnitřní energie je dostatečně velká na řízení nejrychlejších planetárních větrů. Když se toto teplo z Neptuna uvolní, vznikají stoupavé proudy, které způsobují tryskové proudění. Vichr nebrzdí žádné velké kusy pevniny, a proto tryskové proudění trvá na Neptunu stále. Kde se však tato vnitřní energie vzala? Planety vznikaly srážkami materiálu v protoplanetárním disku, což je zploštělý oblak prachu a plynu ve vesmíru, který rotuje kolem nově vznikající hvězdy nebo kolem právě zformované hvězdy. V disku se v průběhu několika miliónů let postupně začaly shlukovat a vzájemně srážet drobné částice, což vedlo ke vzniku menších těles působících na sebe zvětšující se gravitační silou. Vzájemnými srážkami se zformovaly do protoplanet a později do planet. V našem případě do Neptuna. Právě tak se zrodila energie uvnitř Neptunu.  

Velká tmavá skvrna

Zajímavým jevem na Neptunu jsou tmavé skvrny, které rychle vzniknou a se stejnou rychlostí zaniknou. Voyager 2 v roce 1989 při průletu spatřil několik modrých skvrn, ta největší byla pojmenována Velká tmavá skvrna. Velká tmavá skvrna velikostí asi jako naše Země byla ve skutečnosti jen obří dírou, jakýmsi okem k tmavším mrakům v nižších vrstvách atmosféry. Rychle vířící bouře vytvořila v mracích díru a umožnila nahlédnout do hlubších vrstev. V roce 1994, když NASA obrátila svůj Hubbleův teleskop k Neptunu, Velká tmavá skvrna už tam nebyla zpozorována. Neptun mění pozice svých skvrn. Od té doby se na Neptunu objevily a zmizely další skvrny. Nikdo neví, proč tomu tak je, podle jedné z teorií to souvisí s divokými rovníkovými větry.

Roční období

Hubbleův teleskop pozoroval Neptun po dobu 6 let (1996–2002). Z jeho pozorování vyplývá, že na Neptunu dochází ke střídání ročních období stejně jako na Zemi. Snímky ukázaly, že na jižní polokouli dochází k výraznému nárůstu odraženého světla, což je vysvětlováno právě změnou ročních období. Mezi lety 1996 a 2002 docházelo postupně k nárůstu jasu jižní části planety. Bylo to způsobeno množstvím světlejších mraků v této oblasti, což podpořilo pozorování z roku 1980 z Lowellovy observatoře v Arizoně. Předpokladem je, že na Neptunu panují 4 roční období, která se projevují teplejším létem a chladnější zimou s přechody přes jaro a podzim. Délka jednotlivých ročních období na Neptunu činí zhruba 40 let, jelikož doba oběhu planety je 165 let. Tato teorie však bude potvrzena dalším zkoumáním změn jasu planety. Tuto teorii potvrzuje také fakt, že rotační osa planety je skloněna podobně jako Země, a to o 29°, v případě Země je to 23,5°.

Vnitřní struktura

Co se však skrývá pod slupkou z divokých vichrů? Skoro vše na Neptunu, celá jeho soustava nějak souvisí s vodou. Na Neptunu je spousta vody, není však jisté, v jaké formě se nachází. Voda je velmi hluboko a také je tak horká, že zřejmě nebude podobná vodě, jakou známe na Zemi. Je to jakási parní komora o velikosti celé planety, kde jsou plyny stlačovány do kapalné formy. Není to oceán, jaký známe my, ale zvláštní atmosférická směs přeplněná hustšími a hustšími kapalnými materiály podle toho, jak se zvyšuje tlak. Faktem je, že teplota na Neptunu roste s hloubkou. 

Jedna třetina planety v podobě pláště je tvořená směsí horkých plynů vodíku, hélia, vody a metanu. Teploty v plášti jsou v rozmezí od 2 000 K do 5 000 K. V hloubce 7 000 km by se mohly nacházet vhodné podmínky pro vznik diamantů z metanu. Vzniklé diamanty by pak padaly k jádru planety.

Oblast jádra zaujímá přibližně 2/3 poloměru planety. Jádro Neptuna se skládá ze železa, niklu a křemičitanů. Tlak v jádru je 700 GPa, zhruba 2krát tak velký jako ve středu Země, a teplota může být přibližně 5 400 K.

1.       Horní vrstva atmosféry, vrcholky mraků

2.       Atmosféra složená z vodíku, hélia a metanu

3.       Plášť tvořený vodou, čpavkem a ledem metanu

4.       Kamenoledové jádro