Makalah tentang Planet Neptunus

Posted by : Unknown Jumat, 28 Februari 2014

Daftar isi

· Bab I Pendahuluan

o 1.1 Sejarah Neptunus

· Bab II Pembahasan

o 2.1 Komposisi dan Struktur

o 2.2 Struktur internal

o 2.3 Atmosfer

o 2.4 Magnetosfer

o 2.5 Cincin planet

o 2.6 Badai

o 2.7 Panas internal

o 2.8 Resonansi orbit

o 2.9 Satelit

· Bab III Penutup

o 3.1 Kesimpulan dan saran

· Daftar Pustaka

BAB I

Pendahuluan

Neptunus merupakan planet terjauh (kedelapan) jika ditinjau dari Matahari. Planet ini dinamai dari dewa lautan Romawi. Neptunus merupakan planet terbesar keempat berdasarkan diameter (49.530 km) dan terbesar ketiga berdasarkan massa. Massa Neptunus tercatat 17 kali lebih besar daripada Bumi, dan sedikit lebih besar daripada Uranus.^[7] Neptunus mengorbit Matahari pada jarak 30,1 SA atau sekitar 4.450 juta km. Periode rotasi planet ini adalah 16,1 jam, sedangkan periode revolusinya adalah 164,8 tahun. Simbol astronomisnya adalah , yang merupakan trident dewa Neptunus. Neptunus ditemukan pada tanggal 23 September 1846. Planet ini merupakan planet pertama yang ditemukan melalui prediksi matematika. Perubahan yang tak terduga di orbit Uranus membuat Alexis Bouvard menyimpulkan bahwa hal tersebut diakibatkan oleh gangguan gravitasi dari planet yang tak dikenal. Neptunus selanjutnya diamati oleh Johann Galle dalam posisi yang diprediksikan olehUrbain Le Verrier. Satelit alam terbesarnya, Triton, ditemukan segera sesudahnya, sementara 12 satelit alam lainnya baru ditemukan lewat teleskop pada abad ke-20. Neptunus telah dikunjungi oleh satu wahana angkasa, yaitu Voyager 2, yang terbang melewati planet tersebut pada tanggal 25 Agustus 1989. Komposisi penyusun planet ini mirip dengan Uranus, dan komposisi keduanya berbeda dari raksasa gas Yupiter dan Saturnus. Atmosfer Neptunus mengandung hidrogen, helium, hidrokarbon, kemungkinan nitrogen, dan kandungan "es" yang besar seperti es air, amonia, danmetana. Astronom kadang-kadang mengategorikan Uranus dan Neptunus sebagai "raksasa es" untuk menekankan perbedaannya. Seperti Uranus, interior Neptunus terdiri dari es dan batu. Metana di wilayah terluar planet merupakan salah satu penyebab kenampakan kebiruan Neptunus.^] Sementara atmosfer Uranus relatif tidak berciri, atmosfer Neptunus bersifat aktif dan menunjukkan pola cuaca. Contohnya, pada saatVoyager 2 terbang melewatinya pada tahun 1989, di belahan selatan planet terdapat Titik Gelap Besar yang mirip dengan Titik Merah Besardi Yupiter. Pola cuaca tersebut diakibatkan oleh angin yang sangat kencang, dengan kecepatan hingga 2.100 km/jam.^[11] Karena jaraknya yang jauh dari Matahari, atmosfer luar Neptunus merupakan salah satu tempat terdingin di Tata Surya, dengan suhu terdingin −218 °C (55 K). Suhu di inti planet diperkirakan sebesar 5.400 K (5.000 °C).

BAB II

Pembahasan

Komposisi dan struktur

Neptunus memiliki massa sebesar 1,0243×10²⁶ kg, atau tujuh belas kali massa Bumi dan 1/19 kali massa Yupiter.^] Planet ini merupakan salah satu dari dua planet (selain Yupiter) yang gravitasi permukaannya lebih besar daripada Bumi. Jari-jari khatulistiwanya tercatat sebesar 24.764 km, atau sekitar empat kali jari-jari Bumi. Neptunus dan Uranus sering dijuluki "raksasa es", karena ukurannya yang lebih kecil dan kadar volatil yang lebih tinggi daripada Yupiter dan Saturnus. Dalam pencarian planet luar surya, Neptunus telah digunakan sebagai metonim: objek-objek luar surya dengan massa yang mirip sering dijuluki dengan nama "Neptunes".

Struktur internal

Struktur internal Neptunus mirip dengan Uranus. Atmosfer Neptunus membentuk sekitar lima hingga sepuluh persen massanya, dan kira-kira meliputi 10 hingga 20 persen struktur planet tersebut. Tekanan di atmosfer dapat mencapai 10 GPa. Metana, amonia, dan air dapat ditemui di daerah bawah atmosfer.

Suhu di daerah mantel dapat mencapai 2.000 K hingga 5.000 K. Massa mantel tersebut sama dengan 10 hingga 15 kali massa Bumi, serta kaya akan air, amonia, dan metana. Seperti kebiasaan dalam ilmu keplanetan, campuran ini dijuluki ber-es, meskipun "es" tersebut merupakan fluida superkritikal. Fluida ini, dengan konduktivitas elektrik yang tinggi, kadang-kadang disebut samudra air-amonia. Di kedalaman 7.000 km, metana dapat terurai menjadi kristal intan yang lalu berpresipitasi ke inti. Mantel terdiri dari lapisan air ionik, yaitu tempat molekul air pecah menjadi sup ion hidrogen dan oksigen. Di lapisan mantel yang lebih dalam, terdapatair superionik, yaitu tempat oksigen mengristal, namun ion hidrogen mengapung dengan bebas di oksigen.

Inti Neptunus terdiri dari besi, nikel, dan silikat, dengan massa 1,2 kali Bumi. Tekanan di inti diperkirakan sebesar 7 Mbar (700 GPa), jutaan kali lebih besar daripada tekanan di permukaan Bumi. Sementara itu, suhu di inti dapat mencapai 5.400 K.

Atmosfer

Di ketinggian tinggi, atmosfer Neptunus terdiri dari 80% hidrogen dan 19% helium. Jejak-jejak metana juga ada di Neptunus. Pita penyerap metana terbentuk di rentang gelombang di atas 600 nm, di bagian merah dan inframerah spektrum. Seperti Uranus, penyerapan cahaya merah oleh metana atmosfer adalah bagian yang memberikan Neptunus warna biru,^] meski warna azure cerah Neptunus berbeda daripada warna cyan sejuk Uranus. Karena zat metana atmosfer Neptunus sama seperti Uranus, sejumlah konstituen atmosfer yang tidak dikenal diduga turut berkontribusi pada warna Neptunus.

Atmosfer Neptunus terbagi lagi menjadi dua wilayah utama; troposfer bawah, tempat suhu terus menurun seiring ketinggiannya, dan stratosfer, tempat suhu terus meningkat seiring ketinggiannya. Batas di antara keduanya, yaitutropopause, ada pada tekanan 01 bar (100 kPa). Stratosfer kemudian dilanjutkan oleh termosfer pada tekanan kurang dari 10⁻⁵ hingga 10⁻⁴mikrobar (1 hingga 10 Pa). Termosfer secara bertahap berubah menjadi eksosfer. Model menunjukkan bahwa troposfer Neptunus dilapisi oleh awan dengan berbagai komposisi tergantung ketinggiannya. Awan tingkat atas muncul pada tekanan kurang dari satu bar, yang suhunya cocok bagi metana untuk mengembun. Untuk tekanan antara satu dan lima bar (100 dan 500 kPa), awan amonia dan hidrogen sulfida diyakini terbentuk. Di atas tekanan lima bar, awan Neptunus terdiri dari amonia, amonium sulfida, hidrogen sulfida dan air. Awan es air yang lebih dalam ditemukan pada tekanan sekitar 50 bar (5.0 MPa), yang suhunya mencapai 0 °C. Di bawahnya, awan amonia dan hidrogen sulfida terbentuk.

Awan tinggi di Neptunus telah diamati menghasilkan bayangan pada lapisan awan opak di bawahnya. Ada pula pita awan tinggi yang menyelimuti planet ini pada garis lintang yang sama. Pita melingkar ini selebar 50–150 km dan berada 50–110 km di atas lapisan awan.

MagnetosferNeptune juga memiliki magnetosfer yang mirip Uranus, dengan medan magnet yang sangat miring relatif terhadap sumbu rotasinya pada 47° dan berimbang pada 0,55 radii, atau sekitar 13500 km dari pusat fisik planet ini. Sebelum Voyager tiba di Neptunus, diduga bahwa magnetosfer miring Uranus mengakibatkan rotasi Neptunus yang menyamping. Dengan membandingkan medan magnet dua planet, para ilmuwan sekarang berpikir bahwa orientasi ekstrem merupakan karakteristik aliran di bagian dalam planet. Medan ini mungkin dibentuk oleh gerakan cairan konvektif dalam kulit bola tipis pada cairan konduktor listrik (diduga berupa gabungan amonia, metana dan air) yang menghasilkan gerakan dinamo.

Komponen dipol medan magnet di khatulistiwa magnetik Neptunus sekitar 14 mikrotesla (0,14 G). Momentum magnetik dipol Neptunus sekitar 2,2 × 10¹⁷ T·m³ (14 μT·R_N³; R_N adalah radius Neptunus). Medan magnet Neptunus memiliki geometri rumit yang mencakup kontribusi relatif besar dari komponen non-dipolar, termasuk momentum kuadrupol kuat yang kekuatannya mungkin melebihi momentum dipol. Bumi, Yupiter, dan Saturnus memiliki momentum kuadrupol yang relatif kecil, dan medannya sedikit miring dari sumbu kutubnya. Momentum kuadrupol Neptunus yang besar bisa jadi merupakan hasil dari keseimbangan pusat planet dan masalah geometri penggerak dinamo medan magnet4.

Kejutan busur Neptunus, tempat magnetosfer mulai memperlambat angin surya, terbentuk pada jarak 34,9 kali radius planet ini. Magnetopause, tempat tekanan magnetosfer mengimbangi angin surya, terbentuk pada jarak 23–26,5 kali radius Neptunus. Ekor magnetosfer memanjang hingga 72 kali radius Neptunus, dan bisa jadi lebih panjang lagi

Cincin planet

Neptunus memiliki sebuah sistem cincin planet, meski kurang kokoh daripada Saturnus. Cincin-cincin tersebut terdiri dari partikel es yang diselubungi bahan berdasar silikat atau karbon yang memberi warna merah pada cincin. Tiga cincin utamanya adalah Cincin Adams yang sempit, 63000 km dari pusat Neptunus, Cincin Le Verrier pada ketinggian 53000 km, dan Cincin Galle yang luas dan lemah pada ketinggian 42000 km. Perpanjangan lemah ke luar hingga Cincin Le Verier diberi nama Lassell; perpanjangan ini dibatasi oleh Cincin Arago di pinggiran luarnya pada ketinggian 57.000 km.

Cincin planet pertama ditemukan tahun 1968 oleh tim yang dipimpin Edward Guinan, namun akhirnya disimpulkan cincin ini belum lengkap. Bukti bahwa cincin-cincin tersebut memiliki celah pertama muncul pada okultasi bintang tahun 1984 ketika cincin tersebut mengaburkan sebuah bintang ketika tenggelam, bukan ketika muncul. Gambar yang diambil Voyager 2 tahun 1989 menyelesaikan masalah ini dengan memperlihatkan beberapa cincin lemah. Cincin ini memiliki struktur menggumpal, akibatnya belum diketahui namun bisa jadi karena interaksi gravitasi dengan satelit kecil di orbit dekat cincin.

Iklim

Salah satu perbedaan antara Neptunus dan Uranus adalah tingkat aktivitas meteorologinya. Ketika Voyager 2 terbang melewati Uranus pada tahun 1986, planet ini terlihat lemah. Sebenarnya,Neptunus memiliki fenomena cuaca luar biasa ketika Voyager 2 melintasinya pada tahun 1989. Cuaca Neptunus dapat dikenali dari sistem badai dinamisnya yang ekstrem, dengan angin mencapai kecepatan 600 m/detik—hampir menyamai aliran supersonik. Selain itu, dengan melacak gerakan awan tetap, kecepatan angin juga ditunjukkan beragam mulai dari 20 m/detik ke timur hingga 325 m/detik ke barat. Di puncak awan, angin kuat memiliki kecepatan yang berkisar antara 400 m/detik di sepanjang khatulistiwa hingga 250 m/detik di kutub. Kebanyakan angin di Neptunus berembus dengan arah melawan rotasi planet. Pola angin yang umum menunjukkan adanya rotasi searah di lintang tinggi vs. rotasi menghulu di lintang bawah. Perbedaan arah aliran diduga merupakan "efek kulit" dan bukan karena proses atmosfer dalam apapun. Di lintang 70° S, angin jet berkecepatan tinggi berembus dengan kecepatan 300 m/detik. Akibat perubahan musim, pengamatan di pita awan belahan selatan Neptunus menunjukkan adanya peningkatan ukuran dan albedo. Peristiwa ini pertama kali terlihat tahun 1980 dan diperkirakan akan terus berlangsung hingga 2020. Periode orbit Neptunus yang panjang menghasilkan musim-musim yang berlangsung selama 40 tahun.

Badai

Pada tahun 1989, Titik Gelap Besar, sebuah sistem badai antisiklon sebesar 13000×6600 km, ditemukan oleh Voyager 2 NASA. Badai ini menyerupai Titik Merah Besar Yupiter. Sekitar lima tahun kemudian, pada 2 November 1994, Teleskop Antariksa Hubble tidak melihat Titik Gelap Besar di planet ini. Sebuah badai baru yang mirip dengan Titik Gelap Besar justru ditemukan di belahan utara Neptunus.

Scooter (Skuter) adalah badai lain, sebuah kelompok awan putih jauh di selatan Titik Gelap Besar. Dijuluki Scooter karena ketika pertama kali diamati beberapa bulan sebelum penerbangan Voyager 2 1989, titik ini bergerak lebih cepat daripada Titik Gelap Besar.^] Subsequent images revealed even faster clouds. Titik Gelap Kecil merupakan badai siklon selatan, badai terkencang kedua yang diamati selama penerbangan tahun 1989. Awalnya tampak gelap, namun ketika Voyager 2 mendekati planet ini, inti cerah terbentuk dan dapat dilihat di sebagian besar gambar beresolusi tinggi.

Titik gelap Neptunus diduga terbentuk di troposfer pada ketinggian yang lebih rendah daripada lapisan awan cerah, sehingga titik ini muncul sebagai lubang di lapisan awan atas. Sebagai fitur stabil yang terus ada hingga beberapa bulan, titik gelap ini dianggap sebagai struktur vorteks. Titik gelap ini sering dikaitkan dengan awan metana cerah tetap yang terbentuk di sekitar lapisan tropopause. Ketetapan awan memperlihatkan bahwa sejumlah bekas titik gelap akan terus ada sebagai siklon meski tidak lagi tampak sebagai sesuatu yang gelap. Titik gelap bisa menghilang jika bermigrasi terlalu dekat dengan khatulistiwa atau melalui serangkaian mekanisme yang tidak diketahui.

Panas internal

Cuaca Neptunus yang beragam jika dibandingkan dengan Uranus diyakini disebabkan oleh panas internalnya yang tinggi. Meski Neptunus terletak setengah jarak dari Matahari seperti Uranus, dan hanya menerima 40% sinar Matahari, suhu permukaan kedua planet ini secara kasar setara. Wilayah atas troposfer Neptunus memiliki suhu rendah −2.214 °C (−1,941 K). Pada kedalaman tempat tekanan atmosfer mencapai 1 bar (100 kPa), suhunya mencapai −20.115 °C (−19,842 K). Jauh di dalam lapisan gas, suhu naik bertahap. Seperti Uranus, sumber pemanasan ini tidak diketahui, namun perbedaannya sangat besar: Uranus hanya memancarkan 1,1 kali energi yang diterima dari Matahari sementara Neptunus 2,61 kali energi yang diterima dari Matahari.Neptunus adalah planet terjauh dari Matahari, namun energi internalnya mampu menggerakkan angin planet terkuat di Tata Surya. Beberapa penjelasan telah dikemukakan, termasuk pemanasan radiogenik dari inti planet, konversi metana di bawah tekanan tinggi menjadi hidrogen, intan dan hidrokarbon (hidrogen dan intan akan naik dan tenggelam, melepaskan energi potensial gravitasi),dan konveksi di atmosfer bawah yang menyebabkan gelombang gravitasi terpecah di atas tropopause.

Orbit dan rotasi

Pada 11 Juli 2011, Neptunus menyelesaikan orbit barisentris pertamanya sejak ditemukan tahun 1846, meski tidak muncul pada posisi penemuannya di langit karena Bumi berada pada lokasi berbeda dalam orbitnya selama 365,25 hari. Akibat gerakan Matahari terhadap barisenterTata Surya, pada 11 Juli Neptunus juga tidak berada pada posisi penemuannya terhadap Matahari; jika sistem koordinat heliosentris digunakan, garis bujur penemuannya tercapai pada 12 Juli 2011. Kemiringan sumbu Neptunus adalah 28,32°, sama seperti kemiringan Bumi (23°) dan Mars (25°). Akibatnya, planet ini mengalami perubahan musim yang sama seperti Bumi. Periode orbit Neptunus yang lama berarti musim-musim tersebut berlangsung selama 40 tahun Bumi. Periode rotasi siderealnya (hari) secara kasar yaitu 11,611 jam. Karena kemiringan sumbunya sama seperti Bumi, variasi panjang hari sepanjang tahunnya tidak terlalu ekstrem.

Karena Neptunus bukan benda padat, atmosfernya mengalami rotasi diferensial. Zona khatulistiwa yang lebar berotasi selama 18 jam, lebih lambat daripada rotasi medan magnetnya selama 16,1 jam. Rotasi terbalik terjadi di kawasan kutub yang berlangsung selama 12 jam. Rotasi diferensial planet ini paling menarik daripada planet-planet lain di Tata Surya, dan mengakibatkan adanya hembusan angin lintang yang kuat.

Resonansi orbit

Orbit Neptunus memiliki dampak besar terhadap wilayah di sekitarnya yang dikenal sebagai sabuk Kuiper. Sabuk Kuiper adalah cincin yang terdiri dari bebatuan es kecil, sama seperti sabuk asteroid namun lebih besar, membentang dari orbit Neptunus di 30 AU hingga 55 AU dari Matahari.Gravitasi Yupiter mendominasi sabuk asteroid dan membentuk strukturnya, begitu pula dengan gravitasi Neptunus yang mendominasi sabuk Kuiper. Sepanjang usia Tata Surya, beberapa kawasan sabuk Kuiper menjadi kurang stabil akibat gravitasi Neptunus dan menciptakan celah pada struktur sabuk. Kawasan antara 40 dan 42 AU adalah salah satu contohnya. Neptunus memiliki beberapa benda troya yang menempati titik Lagrangian L₄ Matahari-Neptunus— sebuah kawasan gravitasi stabil yang mengatur orbitnya. Benda troya Neptunus dapat dilihat dengan resonansi 1:1 bersama Neptunus. Troya Neptunus sangat stabil orbitnya dan mungkin memang terbentuk di pinggir Neptunus, bukan terjebak oleh gravitasinya. Benda pertama sekaligus satu-atunya yang teridentifikasi berkaitan dengan titik Lagrangian L₅ jalur Neptunus adalah 2008 LC18.

Satelit

Neptunus diketahui memiliki 13 satelit. Satelit terbesar terdiri dari 99,5 persen massa di orbit sekitar Neptunus^] dan satu-satunya yang berbentuk sferoid adalah Triton, ditemukan oleh William Lassell 17 hari setelah penemuan Neptunus. Tidak seperti satelit planet besar lain di Tata Surya, Triton memiliki orbit menghulu, yang menandakan bahwa Triton terjebak oleh gravitasi Neptunus, bukannya terbentuk di tempat; Triton diduga pernah menjadi planet kerdil di sabuk Kuiper. Triton sangat dekat dengan Neptunus sehingga terjebak dalam rotasi sinkronisnya, dan secara perlahan bergerak spiral ke dalam akibat akselerasi pasang dan akan terbelah dalam kurun 3,6 miliar tahun ketika Triton mencapai batas Roche. Pada tahun 1989, Triton merupakan benda terdingin yang pernah diukur di tata surya, dengan perkiraan suhu sekitar −235 °C (38 K).

Satelit kedua Neptunus (menurut urutan penemuannya), yaitu satelit ireguler Nereid, memiliki salah satu orbit paling eksentrik di antara semua satelit di tata surya. Eksentrisitas sebesar 0,7512 memberikannya apoapsis tujuh kali lebih panjang daripada periapsisnya dari Neptuus.

BAB III

Penutup

Mengungkap tempat lahir 'Neptunes panas'. Gaya hidup kota tetapi memilih hidup di desa. Tetapi planet Neptunus lahir memang sudah begitu adanya.

Neptunus panas adalah planet raksasa sederhana yang banyak memiliki kemiripan dengan planet lain yang memiliki orbit sangat dekat dengan bintang host. Teka-teki adalah mengapa kita melihat begitu banyak Neptunus panas di tempat lain tetapi tidak ada di tata surya kita bagian dalam.

Teori konvensional bahwa dunia tersebut dibentuk di wilayah dingin jauh dari bintang host dan kemudian bermigrasi ke dalam sistem tata surya.

Sekarang duo astrofisikawan yaitu Brad Hansen dari University of California di Los Angeles, dan Norm Murray dari Canadian Institute for Theoretical Astrophysics di Toronto mengatakan bahwa Neptunus panas mungkin telah muncul di tempat yang tepat di mana mereka berada, sesuai dengan teori yang ada, dan melapor ke arXiv.

Model cakram gas dan debu di sekitar bintang muda, jika disk sangat besar, core besar dapat terbentuk di wilayah core dengan gravitasi yang cukup untuk mencuri gas, membentuk Neptunus panas. Namun, cakram Matahari kita dimana gas dan debu tidak memiliki massa untuk membangun planet raksasa di wilayah inner. Jadi Neptunus terbentuk jauh dari Matahari.

Skenario ini dapat menjelaskan sejumlah besar planet mirip Neptunus panas yang mengorbit bintang lain, kata Gregory Laughlin, astrofisikawan dari University of California di Santa Cruz.

Subscribe to Posts | Subscribe to Comments

Happy Day

All about Korean and Japan