Nauw nadat Neptunus zijn eerste baan rond de zon had voltooid sinds zijn ontdekking in 1846, zijn wetenschappers erin geslaagd om de exacte lengte van een dag op de verre gasreuzenplaneet te berekenen.
In tegenstelling tot hun rotsachtige tegenhangers zijn gasreuzen al lang een uitdaging voor astronomen als het gaat om het berekenen van hun rotatie.
Mercurius, Venus en Mars zijn in wezen vast ronddraaiend gesteente, maar enorme gasreuzen bewegen meer als ronddraaiende vloeistoffen, klotsend en wervelend rond een kleine rotsachtige kern. Terwijl de kenmerken op rotsachtige, aardse planeten letterlijk in steen zijn gegrift, hebben buitenplaneten kenmerken die lijken te dansen op de top van de voortdurend bewegende wolken.
Maar Erich Karkoschka, van de Universiteit van Arizona, is erin geslaagd om aan de hand van deze verschuivende kenmerken te berekenen hoe lang Neptunus er over doet om om zijn as te draaien en een dag te voltooien: 15 uur, 57 minuten en 59 seconden.
Een video van het draaien van Neptunus geeft de enorme snelheid weer waarmee de reuzenplaneet draait.
Neptunus voltooide zijn eerste baan rond de zon sinds zijn ontdekking in juli, kort voor de ontdekking.
Neptunus goed in de gaten houden
Karkoschka onderzocht meer dan 500 beelden van Neptunus die door de Hubble-ruimtetelescoop werden genomen. Twee wolkenformaties, vergelijkbaar met Jupiters beroemde Rode Vlek, vielen op – de South Polar Feature en de South Polar Wave.
Na bestudering van de Hubble-beelden, genomen over een periode van 20 jaar, stelde Karkoschka vast dat deze opvallende kenmerken precies op tijd verschenen.
Hij besloot zijn zoektocht uit te breiden naar een serie meer gedetailleerde beelden die in 1989 waren genomen door NASA’s Voyager-ruimteschip. Op deze beelden vond Karkoschka zes extra kenmerken op Neptunus die met regelmaat ronddraaiden. “Ik dacht dat de buitengewone regelmatigheid van de rotatie van Neptunus, aangegeven door de twee kenmerken, iets heel bijzonders was,” zei Karkoschka in een verklaring.
“Nu hebben we acht kenmerken die samen op één planeet zijn opgesloten, en dat is echt opwindend,” zei Karkoschka.
De details van het onderzoek werden gepubliceerd in de septembereditie van het tijdschrift Icarus.
Vorige schattingen kloppen niet
Toen de Voyager 1- en Voyager 2-ruimtevaartuigen in de jaren tachtig langs Saturnus, Uranus en Neptunus vlogen, vingen ze radiosignalen op die door de magnetische velden van de gasreuzen werden geproduceerd. Maar hun informatie, die oorspronkelijk werd gebruikt om de rotatie van de buitenplaneten te berekenen, was schaars.
“Voyager 2 vloog alleen langs Neptunus, dus zijn de metingen beperkt,” vertelde Ravit Helled van de Tel-Aviv Universiteit in Israël aan SPACE.com in een e-mailinterview.
NASA’s Voyager 1 en Voyager 2 ruimtevaartuigen werden beide in 1977 gelanceerd om Jupiter, Saturnus en hun manen te bestuderen. Bijna 34 jaar na hun lancering blijven de twee sondes belangrijke informatie leveren terwijl ze naar de rand van het zonnestelsel reizen.
Helled, die geen deel uitmaakte van Karkoschka’s onderzoek, bestudeert de vorming, evolutie en rotatie van de planeten.
Vijftien jaar na de flyby van de Voyager onthulde Cassini’s reis naar Saturnus een complex magnetisch veld dat enigszins was vertraagd. Door de grote massa en het grote impulsmoment van de planeet was het uiterst onwaarschijnlijk dat de draaiing van de planeet zo merkbaar zou zijn afgenomen.
Tot nog meer verwarring bleek uit een latere ontdekking van Cassini dat het noordelijk en zuidelijk halfrond van Saturnus met verschillende snelheden draaiden.
Het meten van de rotatie van een planeet
Deze verschillen op Saturnus werden waarschijnlijk geacht op Neptunus, en toen schattingen van de dag van Neptunus werden beïnvloed door verdachte radiosignalen, hadden astronomen een andere manier nodig om te berekenen hoe lang de planeet erover doet om om zijn as te draaien.
Enter Karkoschka’s zorgvuldige analyse van de zichtbare kenmerken van Neptunus. Deze methode zal astronomen helpen meer te begrijpen dan alleen hoe vaak de zon opkomt en ondergaat op Neptunus, aldus de onderzoeker.
Nauwkeurige metingen van de rotatie van de blauwe reus zullen astronomen helpen een beter begrip te krijgen van hoe zijn massa is verdeeld. Een snellere rotatie impliceert dat meer van de massa dichter bij het centrum is dan eerder werd gedacht, wat bestaande modellen van de buitenplaneten zou kunnen veranderen.
“Uranus en Neptunus zijn uiterst interessante planeten, en we moeten meer over ze weten,” zei Helled. “Vooral nu er zoveel planeten buiten het zonnestelsel worden ontdekt en er een grote inspanning wordt geleverd om de aard van planeten te begrijpen.”
Volg SPACE.com voor het laatste nieuws over ruimtewetenschap en -exploratie op Twitter @Spacedotcom en op Facebook.
Recent news