Là một người khổng lồ khí (hay khổng lồ băng), sao Hải Vương không có bề mặt rắn. Trên thực tế, đĩa màu xanh lam mà chúng ta đã thấy trong các bức ảnh trong nhiều năm qua thực sự là một chút ảo ảnh. Những gì chúng ta nhìn thấy thực sự là đỉnh của một số đám mây khí rất sâu, lần lượt nhường chỗ cho nước và các lực tan chảy khác nằm trên lõi có kích thước xấp xỉ Trái đất làm từ đá silicat và hỗn hợp sắt-niken. Nếu một người cố gắng đứng trên Sao Hải Vương, họ sẽ chìm trong các lớp khí.
Khi họ hạ xuống, họ sẽ trải qua nhiệt độ và áp lực tăng lên cho đến khi cuối cùng họ chạm vào lõi rắn. Điều đó đang được nói, sao Hải Vương có một bề mặt, (như với những người khổng lồ khí và băng khác) được các nhà thiên văn học định nghĩa là điểm trong bầu khí quyển nơi áp suất chạm tới một vạch. Bởi vì điều này, bề mặt Sao Hải Vương là một trong những nơi năng động và năng động nhất trong toàn bộ Hệ Mặt Trời.
Thành phần và cấu trúc:
Với bán kính trung bình 24.622 ± 19 km, Sao Hải Vương là hành tinh lớn thứ tư trong Hệ Mặt Trời. Nhưng với khối lượng 1.0243 × 1026 kg - gấp khoảng 17 lần so với Trái đất - nó là sao Thiên Vương lớn thứ ba, vượt trội. Do kích thước nhỏ hơn và nồng độ chất bay hơi cao hơn so với Sao Mộc và Sao Thổ, Sao Hải Vương (giống như Thiên vương tinh) thường được gọi là một người khổng lồ băng đá - một lớp con của một hành tinh khổng lồ.
Như với Sao Thiên Vương, sự hấp thụ ánh sáng đỏ của khí mê-tan trong khí quyển là một phần của thứ mang lại cho Hải vương tinh màu xanh lam, mặc dù Sao Hải Vương tối hơn và sống động hơn. Do hàm lượng khí mê-tan trong khí quyển của sao Hải Vương tương tự như sao Thiên Vương, nên một số thành phần khí quyển không xác định được cho là góp phần tạo ra màu sắc mãnh liệt hơn cho Sao Hải Vương.
Cũng giống như Thiên vương tinh, cấu trúc bên trong của Hải Vương tinh được phân biệt giữa lõi đá bao gồm silicat và kim loại; một lớp phủ bao gồm nước, amoniac và khí mêtan; và một bầu không khí bao gồm khí hydro, heli và metan. Bầu khí quyển của nó cũng được chia thành bốn lớp, bao gồm (từ trong cùng đến ngoài cùng) tầng đối lưu thấp hơn, tầng bình lưu, tầng đối lưu và ngoài vũ trụ.
Hai khu vực chính của bầu khí quyển Sao Hải Vương là hai khu vực trong cùng: nhiệt đới thấp hơn, nơi nhiệt độ giảm theo độ cao; và tầng bình lưu, nơi nhiệt độ tăng theo độ cao. Trong tầng đối lưu, các mức áp suất dao động từ một đến năm vạch (100 và 500 kPa), do đó bề mặt của Sao Hải Vương được định nghĩa là nằm trong khu vực này.
Không khí:
Do đó, bề mặt sao Hải Vương có thể được cho là bao gồm khoảng 80% hydro và 19% heli, với một lượng khí mêtan. Lớp bề mặt cũng được thấm qua các dải mây với các thành phần khác nhau, tùy thuộc vào độ cao và áp suất. Ở cấp độ cao hơn, nhiệt độ thích hợp để khí metan ngưng tụ và điều kiện áp suất sao cho các đám mây bao gồm amoniac, amoni sunfua, hydro sunfua và nước có thể tồn tại.
Ở cấp độ thấp hơn, các đám mây amoniac và hydro sunfua được cho là hình thành. Những đám mây băng sâu hơn cũng nên được tìm thấy ở các khu vực thấp hơn của tầng đối lưu, nơi áp suất khoảng 50 bar (5,0 MPa) và nhiệt độ là 273 K (0 ° C) là phổ biến.
Vì những lý do vẫn còn mù mờ, hành tinh nhiệt hành tinh nhiệt độ nhiệt độ cao bất thường khoảng 750 K (476,85 ° C / 890 ° F). Hành tinh ở quá xa Mặt trời để nhiệt này được tạo ra bởi bức xạ cực tím, có nghĩa là một cơ chế sưởi ấm khác có liên quan - đó có thể là sự tương tác của khí quyển với ion trong từ trường của hành tinh, hoặc sóng trọng lực từ bên trong hành tinh tiêu tan trong đó khí quyển.
Vì sao Hải Vương không phải là một vật thể rắn, bầu khí quyển của nó trải qua quá trình quay khác biệt. Vùng xích đạo rộng quay với thời gian khoảng 18 giờ, chậm hơn so với vòng quay 16,1 giờ của từ trường hành tinh. Ngược lại, điều ngược lại là đúng đối với các vùng cực nơi thời gian quay là 12 giờ.
Vòng quay vi sai này là rõ rệt nhất của bất kỳ hành tinh nào trong Hệ Mặt Trời, và dẫn đến sự cắt gió mạnh ở vĩ độ và các cơn bão dữ dội. Ba ấn tượng nhất đều được phát hiện vào năm 1989 bởi Hành trình 2 thăm dò không gian, và sau đó được đặt tên dựa trên sự xuất hiện của họ.
Lần đầu tiên được phát hiện là một cơn bão siêu bão khổng lồ có kích thước 13.000 x 6.600 km và giống như Điểm đỏ vĩ đại của Sao Mộc. Được biết đến như là Điểm tối lớn, cơn bão này đã không được phát hiện sau năm ngày (ngày 2 tháng 11 năm 1994) khi Kính viễn vọng Không gian Hubble tìm kiếm nó. Thay vào đó, một cơn bão mới có ngoại hình rất giống nhau đã được tìm thấy ở hành tinh phía bắc bán cầu, cho thấy những cơn bão này có tuổi thọ ngắn hơn Sao Mộc
Xe tay ga là một cơn bão khác, một nhóm mây trắng nằm ở phía nam xa hơn Great Dark Spot. Biệt danh này xuất hiện đầu tiên trong những tháng dẫn đến Hành trình 2 bắt gặp vào năm 1989, khi nhóm mây được quan sát thấy đang di chuyển với tốc độ nhanh hơn Great Dark Spot. Điểm tối nhỏ, một cơn bão lốc xoáy phía nam, là cơn bão dữ dội thứ hai được quan sát thấy trong cuộc chạm trán năm 1989. Ban đầu trời tối hẳn; nhưng như Hành trình 2 Tiếp cận hành tinh, một lõi sáng được phát triển và có thể được nhìn thấy trong hầu hết các hình ảnh có độ phân giải cao nhất.
Nhiệt nội bộ:
Vì những lý do mà các nhà thiên văn học vẫn chưa rõ ràng, bên trong Sao Hải Vương nóng bất thường. Mặc dù Sao Hải Vương cách Mặt trời hơn nhiều so với Sao Thiên Vương và nhận được ít hơn 40% ánh sáng mặt trời, nhiệt độ bề mặt của nó vẫn tương đương. Trên thực tế, sao Hải Vương tỏa ra năng lượng gấp 2,6 lần so với năng lượng từ Mặt trời. Ngay cả khi không có Mặt trời, Hải vương tinh vẫn phát sáng.
Lượng nhiệt bên trong cao này phù hợp với độ lạnh của không gian tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ rất lớn. Và điều này đặt gió thổi xung quanh sao Hải Vương. Tốc độ gió tối đa trên Sao Mộc có thể hơn 500 km / giờ. Đó là gấp đôi tốc độ của những cơn bão mạnh nhất trên Trái đất. Nhưng mà không có gì so với sao Hải Vương. Các nhà thiên văn học đã tính toán những cơn gió thổi qua bề mặt Sao Hải Vương với tốc độ 2.100 km / giờ.
Sâu bên trong Sao Hải Vương, hành tinh có thể có một bề mặt rắn thực sự. Tại cốt lõi của người khổng lồ khí / băng được cho là một khu vực đá với khối lượng gần bằng Trái đất. Nhưng nhiệt độ ở khu vực này sẽ là hàng ngàn độ; đủ nóng để làm tan chảy đá. Và áp lực từ sức nặng của tất cả bầu không khí sẽ bị nghiền nát.
Nói tóm lại, đơn giản là không có cách nào người ta có thể đứng trên bề mặt của Sao Hải Vương, chứ đừng nói đến việc đi lại trên đó.
Chúng tôi có nhiều bài viết thú vị về Sao Hải Vương ở đây tại Tạp chí Vũ trụ. Đây là một bài về Nhẫn của Sao Hải Vương, Moons của Sao Hải Vương, Ai đã khám phá Sao Hải Vương?, Có Đại Dương nào trên Sao Hải Vương không?
Nếu bạn muốn biết thêm thông tin về Sao Hải Vương, hãy xem Tin tức về Hubbleite về Thông tin về Sao Hải Vương, và ở đây, một liên kết đến Hướng dẫn Khám phá Hệ Mặt Trời của NASA về Sao Hải Vương.
Astronomy Cast có một số tập phim thú vị về Sao Hải Vương. Bạn có thể nghe ở đây, Tập 63: Sao Hải Vương và Tập 199: Chương trình Voyager.
