Die Raumsonde Voyager 2 maß beim Vorbeiflug 1989 Windgeschwindigkeiten von bis zu 2.060 Kilometern pro Stunde auf dem Neptun. Aufnahmen der Sonde zeigen zudem einen großen dunklen Sturmfleck und hellere Flecken, wahrscheinlich gigantische Wirbel. Neptun hat zusätzlich noch mindestens fünf dunkle, schmale Ringe. Trotz der gewaltigen Stürme ist es mit -220 Grad Celsius klirrend kalt auf dem Gasriesen. Durch die Zusammensetzung seiner Atmosphäre erscheint Neptun Blau, obwohl auf seiner Oberfläche kein flüssiges Wasser zu finden ist. Sein Name Neptun, Gott des Meeres in der römischen Mythologie, ist damit irreführend. Wie der Neptun sind 40 Prozent der Planeten außerhalb unseres Sonnensystems Eisriesen.

Neptun und Erde im Vergleich

Neptun ist der Planet, der in unserem Sonnensystem am weitesten von der Sonne entfernt ist. Bis zum 24. August 2006 galt Pluto als das Schlusslicht, doch dann wurde ihm der Planeten-Status von der Internationalen Astronomischen Union (IUA) aufgrund einer neuen Definition des Begriffs aberkannt. Seither ist er ein Zwerg-Planet, also nicht mehr als ein großer Asteroid. Während die Erde die Sonne in 365 Tage umkreist, braucht Neptun 165 Jahre. 30 Astronomische Einheiten oder etwa 4.5 Milliarden Kilometer ist der Gasriese von der Sonne entfernt und bekommt deshalb pro Flächeneinheit nur 1/900 der Sonnenenergie ab, die auf die Erde fällt. Trotzdem strahlt Neptun 2,7 mal mehr Energie ab, als er von der Sonne empfängt. Der Planet bezieht also noch irgendwoher Energie oder produziert sie selbst.

Neptun hat einen Durchmesser von 49.528 Kilometern und steckt die Erde damit locker um ein Vielfaches in die Tasche: Ganze 60 Erdkugeln hätten im Inneren des Gasriesen Platz. Trotz seiner Größe dreht sich der Planet schneller um seine eigene Achse als die Erde: in 16 Stunden und 7 Minuten statt 24 Stunden. Magnetfeld- und Rotationsachse bilden einen Winkel von 47 Grad. Da das Magnetfeld um 0,4 Planetenradien gegen das Planetenzentrum versetzt ist, kommt es auf dem Neptun zu komplexen Wechselwirkungen mit dem Sonnenwind.

Diamanten-Regen auf Neptun

Es gibt tatsächlich eine mögliche Erklärung, wie der Neptun selbst Energie produzieren könnte: Aufgrund des Materials in seinem Inneren, das auch bestimmt, wie es auf der Oberfläche eines Planeten aussieht. Es ist nicht unwahrscheinlich, dass es auf dem Neptun Diamanten regnet. Wie das sein kann? Der Neptun enthält ein komplexes Gemisch aus überwiegend Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen sowie Ammoniak. Im Labor hat Dominik Kraus vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf mit einem Team die Verhältnisse auf dem Neptun nachgestellt. Der Astrophysiker hat eine Plastikfolie, die meist aus Wasser- und Kohlenstoff besteht, mit einem speziellen Laser beschossen. Dadurch wirkten 1,5 Millionen Bar und 5.000 Grad Celsius auf das Material ein, die Atome spalteten sich auf und der separate Kohlenstoff wurde direkt in Diamanten gepresst, natürlich im nano-Maßstab. Was im Kleinen und im Labor möglich ist, ist auch auf dem Neptun denkbar.

Auf dem Neptun wären herabfallende Diamanten allerdings schwerer als das sie umgebende Material und würden durch die Gravitation nach unten sinken, in rund 10.000 Kilometer Tiefe. Dort könnte sie eine feste Schicht um den Kern des Planeten bilden oder flüssigen Kohlenstoff. Durch Reibung am umgebenden Material könnten die Diamanten Energie erzeugen. Diese Gravitationsenergie wird in Wärme umgewandelt und fungiert damit wie eine Heizung im Inneren des Planeten. Das wäre auch eine Erklärung für das extreme Wetter und die starken Stürme auf dem Neptun. Auf der Erde werden Stürme nämlich alle von der Sonne getrieben. Das geht auf entfernten Planeten wie dem Neptun nicht, erklärt Dominik Kraus.

Triton - ein aufsehenerregender Mond des Neptun

Der Neptun hat mit Stand Februar 2019 14 Monde. Der zuletzt vom Hubble-Teleskop bestätigte heißt Hippocamp. Die bekanntesten sind Triton und Nereide. Sie waren schon vor dem Erkundungsflug der Voyager 2 aufgefallen.

Der Triton gilt unter Astronomen als ein mindestens genauso interessantes Forschungobjekt wie der Neptun: Der Mond ist wahrscheinlich geologisch aktiv, besitzt Stickstoff abgebende Geysire und möglicherweise einen unterirdischen Ozean, der flüssiges Wasser enthalten könnte. Triton umrundet Neptun entgegen der Drehrichtung des Planeten. Astronomen glauben deshalb, dass Neptun Triton aus dem Kuipergürtel gefischt hat.

Wie Neptun entdeckt wurde

Der ist wohl verrückt geworden! Das muss sich der französische Mathematiker und Astronom Urbain le Verrier gedacht haben, als er die Daten zum Uranus und seiner Umlaufbahn studierte. Der Planet eierte nur so durchs All und zeigte sich völlig unbeeindruckt von allen Gravitationsgesetzen. Verrier vermutete hinter der Umlaufbahnstörung die Anwesenheit eines anderen Planeten und berechnete ihn.

Im September 1846, besagen die Annalen der Geschichte, schickte er seine Vermutung und seine Berechnungen dann zur Überprüfung an Johann Gottfried Galle, den leitenden Astronom und Observator der Berliner Sternwarte. Mit Unterstützung seines Gehilfen Heinrich Louis d'Arrest und der neuesten Ausgabe der Berliner "Akademischen Sternkarten" bestätigte Galle die Berechnungen Verriers und die Entdeckung eines neuen Himmelskörpers: Der Planet erhielt den Namen Neptun. Seine Entdecker konnten noch nicht wissen, dass der blaue Planet nicht aus Wasser, sondern aus Gas besteht.

Quelle: Esa.int; Dlr.de; Nasa.gov; The Royal Society; Spektrum.de/nature.com; Campus-Talks; Deutsches Museum