מבנה הטבעות הפלנטריות של נפטון די ייחודי, הסיבה לכך עדיין לא מובנת אולם ההנחה המקובלת היא כי הדבר נובע מההשפעה הכבידתית של ירחי נפטון וגופים קטנים אחרים הנמצאים במסלול סביב כוכב הלכת. תצפיות אחרונות משנת 2005 חושפות כי הטבעות הרבה פחות יציבות ממה שסברו תחילה. נראה כי אחת הטבעות כמעט ונעלמה, וזאת תוך פחות ממאה אחת. הממצא ממחיש את המחסור בידע על המערכות הפלנטריות בקצוות הרחוקים של מערכת השמש.
חקר נפטון.
תצפיות טלסקופיות.
התצפית המתועדת הראשונה של נפטון התרחשה ב־23 בספטמבר 1846 על ידי יוהאן גלה במצפה הכוכבים שלו בברלין, וזאת בהסתמך על חישוביו של אורבן לה ורייה. מאוחר יותר התברר לג'יימס צ'ליס כי הוא צפה בכוכב לכת פעמיים באוגוסט אותה שנה, אך כשל לזהותו בגלל צורת העבודה הארעית שלו.
מאז גילוי כוכב הלכת אסטרונומים המשיכו לחקור את נפטון בעזרת טלסקופים שונים וביצעו מחקרים שונים בהסתמך על התצפיות השונות. ירחים רבים הסובבים את נפטון התגלו על ידי התצפיות אלה ומאפיינים מסלוליים אומתו על סמך מחקר מעמיק המבוסס על טלסקופים. שיכלול המכשור, הוספת תוכנות המנקות את התמונה ושימוש בטלסקופים מהחלל שיפרו עוד יותר את הידע אודות כוכב הלכת.
חקר באמצעות גשושיות.
לעבר כוכב הלכת נפטון נשלחה רק גשושית אחת מכדור הארץ, וויאג'ר 2, והיא הגיעה לנפטון ב־25 באוגוסט 1989. משום שנפטון הוא ענק גזים, אין לו קרקע מוצקה ולכן לא ניתן לשלוח רכב מחקר לפני השטח.
וויאג'ר 2 חלפה מעל פני הקוטב הצפוני של נפטון במרחק של 4,950 ק"מ, המעבר הקרוב ביותר לכוכב לכת של משימת וויאג'ר 2 (קדמו לו המעברים בסמוך לצדק, שבתאי ואורנוס) . הגשושית חקרה את האטמוספירה של נפטון, את המגנטוספירה, את טבעות נפטון ואת ירחיו. ידע רב נצבר במהלך ביקור וויאג'ר 2 כאשר התגליות היותר משמעותיות היו הכתם האפל הגדול והגייזרים של טריטון.
בניגוד לכל הציפיות, וויאג'ר 2 חשפה כי האטמוספירה של נפטון מאוד פעילה, וזאת אף על פי שהיא מקבלת רק 3% מאור השמש שמקבל צדק. וויאג'ר 2 גם חשפה את האנטי ציקלון המכונה הכתם האפל הגדול, בדומה לכתם האדום הגדול ולכתם האדום הקטן שעל פני צדק. אולם תצפיות שנעשו מאוחר יותר מטלסקופ החלל האבל גילו כי הכתם התפוגג.
וויאג'ר 2 חשפה את 4 הטבעות שנמצאות במסלולו סביב נפטון וגילתה כי לא כל הטבעות שלמות. חקר המגנטוספירה גילה כי משך היום של נפטון נמשך 6 שעות ו־7 דקות, ובדומה לכדור הארץ בקטבים של נפטון קיימת תופעת זוהר הקוטב רק שהיא הרבה יותר מורכבת.
וויאג'ר 2 גילתה שישה ירחים הנמצאים במסלול סביב נפטון, כאשר רק 3 מהם צולמו (פרוטאוס, נראיד וטריטון).
מערכות הפעלה
אסטרואיד
אסטרואיד (מאנגלית: Asteroid) הוא גוף קטן במערכת השמש, הנמצא במסלול סביב השמש. אסטרואידים קטנים קרויים "מטאורואידים".
באוגוסט 2006 הגדיר האיגוד האסטרונומי הבינלאומי את המונח "גופים קטנים במערכת השמש" שהם גופים שאינם כוכבי לכת ואינם כוכבי לכת ננסיים. מלבד קרס (האסטרואיד הראשון שהתגלה ומאז סיווגו שונה), כל האסטרואידים מוגדרים כגופים קטנים במערכת השמש.
ישנם ארבעה סוגים עיקריים של אסטרואידים (מחולקים לפי סוג מסלולם): אסטרואידי אטן, אסטרואידי אפולו, אסטרואידי אמור, אסטרואידי אפוהיילי. כמו כן ישנן מספר משפחות אסטרואידים, קבוצות אסטרואידים בעלי מקור משותף. אלו ככל הנראה שברים שהתפרקו מגוף גדול יותר עקב התנגשות בעבר. עשרות משפחות כאלו ידועות כיום.
בלועזית נקרא האסטרואיד גם minor planet, ובתרגום לעברית: כוכב לכת מינורי, אך הן באנגלית והן בעברית המונח "כוכב לכת מינורי" כולל במשמעות מורחבת גופים שמימיים נוספים.
נכון ל-31 בדצמבר 2017 התגלו למעלה מ-514,567 אסטרואידים.
חלוקה.
מקובל לחלק את הגופים הקטנים לשתי קבוצות, גופים קטנים במערכת השמש הפנימית והתיכונה (עד כוכב הלכת נפטון) וגופים קטנים במערכת השמש החיצונית (מעבר לנפטון). המונח "אסטרואיד" מתייחס לכל אותם הגופים הקטנים בתוך מערכת השמש, ואילו כל הגופים שמעבר לנפטון מכונים "גופים טרנס-נפטוניים".
הרכב.
הרכב האסטרואידים מגוון וכולל סלעים העשויים בעיקר פחמן (C-type) סיליקט (S-type) ומתכת (M-type). מספר אסטרואידים נחשבים לכוכבי שביט כבויים לאחר שמרבית החומרים הנדיפים שהכילו התפזרו בחלל. דוגמה בולטת הִיא 3200 פאת'ון הנחשב למקור מטר הג'מינידים.
מקור השם.
"אסטרואיד" (Asteroid) ביוונית משמעו "דמוי כוכב" (Star-Like), והוא השם המועדף על האיגוד האסטרונומי הבינלאומי. שם זה הוצע על ידי האסטרונום הנודע ויליאם הרשל בתחילת המאה ה-19, משום שבתצפיות הראשונות באסטרואידים, נראו הללו כמקור אור נקודתי כמו כוכבים ולא כבעלי דיסקה ככוכבי לכת או הילה כשביטים. בשפות אחרות מקובל לתאר אסטרואיד כגוף "דמוי כוכב לכת" (Planet-Like); אולם המונח הנכון הוא Planetoid.
אירוע פגיעת אסטרואיד והיערכות למניעתו.
מבין כלל התאוריות שהוצעו לגבי הגורם שהוביל להכחדת קרטיקון-פלאוגן, לפי הערכות שונות, התאוריה של אירוע פגיעת גוף שמיימי בכדור הארץ היא הסבירה ביותר. התנגשויות בין-כוכביות בדרגות שונות התרחשו עוד מראשית ימי מערכת השמש, כפי שמסתמן מהתאוריה לפיה לכדור הארץ והירח מוצא משותף. אירוע משמעותי כזה תועד ב-1994 עם פגיעת שביט שומייקר-לוי 9 בכוכב צדק, בעוצמה מוערכת של 6 מיליון מגה-טון (פצצת הצאר הייתה בעוצמה של 50 מגה-טון). אחד מאירועי החדירה המשמעותיים האחרונים שתועדו לאורך ההיסטוריה האנושית התרחש בשנת 2013, כאשר מטאור התפוצץ מעל לשמי רוסיה בעוצמה מוערכת של 500 קילוטון (פי 33 מעוצמת הפצצה שהוטלה על הירושימה) וגרם לפציעה של כ-1,200 איש.
בעקבות החשש מאירוע הכחדה המונית נוסף כתוצאה של פגיעת אסטרואיד (ראו למשל אפופיס), ישנן תוכניות רבות למיגור הסכנה. כך לדוגמה התאגד איגוד ללא מטרות רווח בקליפורניה, ארצות הברית בשם קרן B612. המטרה של התאגדות זו היא לפתח משימת חלל שבה תונחת חללית על אסטרואיד קטן, תחקור את פניו, ותתקין עליו מנוע רקטי שבפעולתו יגרום לשינוי משמעותי במסלול האסטרואיד.
במקביל מתקיימות תוכניות לגילוי אסטרואידים שיעזרו בפיקוח על כל אחד מהם, וכך יוכלו להתריע מראש על התקרבות אסטרואיד לכיוון כדור הארץ. אם התוכניות המוצעות להרחיב את גילוי האסטרואידים לגופים קטנים יותר יתממשו, ניתן יהיה לקבל התרעה מספר שנים מראש על פגיעה אפשרית. במקרה זה, הטסת חללית רובוטית או גשושית אל האסטרואיד, היצמדותה אל פניו, והפעלת המנוע לתקופה ארוכה, תוכל לשנות את כיוון האסטרואיד במספר סנטימטרים לשנייה. שינוי זה מספיק כדי שהאירוע יהפוך מפגיעה בכדור הארץ למעבר לידו, ובכך לבטל את הסכנה.
במצפה הכוכבים על שם וייז במצפה רמון מופעל פרויקט מגיני ארץ אשר סורק ועוקב אחר אסטרואידים.
בנובמבר 2021, שוגרה חללית במסגרת הניסוי דארט (Double Asteroid Redirection Test) שתנסה לפגוע באסטרואיד, שאורכו כ-160 מטרים, ולהסיט אותו ממסלולו. בכך תשופר היערכות למקרה שבו יהיה צורך להסיט אסטרואיד מסוכן ממסלול התנגשות עם כדור הארץ.
שביט
שביט או כוכב שביט (באנגלית: Comet), הוא גוף שמימי קטן הדומה לאסטרואיד, אך מורכב בעיקר מקרח. השביטים נעים סביב השמש במסלולים אליפטי, לעיתים קרובות עם אקסצנטריות גדולה, כך שמרחקם מהשמש יכול לנוע מיליוני קילומטרים בודדים עד למיליארדי קילומטרים. בהתקרבותם אל השמש חלק מהשביטים יוצרים זנבות באורך מספר קילומטרים הניתנים לתצפית בעין בלתי מזוינת. חקר השביטים הוא חלק ממדעים פלנטריים.
נכון לנובמבר 2021, מוכרים 4,584 שביטים.
הרכב.
שביט הוא גוש קרח. הקרח מורכב לרוב ממים קפואים בתוספת גזים קפואים וגרגרי אבק בגדלים שונים, אבנים קטנות וסלעים בגדלים שונים, בעגה קוראים להרכב זה "קרח מלוכלך", להבדיל מקרח נקי, המורכב ממים קפואים, לעיתים בתוספת גזים קפואים.
כששביט נמצא רחוק מהשמש הוא אינו סופג קרינה בכמות מספקת להתכת הקרח ולכן הקרח ושאר המרכיבים קפואים כגוף אחד שמכונה "גרעין השביט". עם ההתקרבות לשמש מתנדף הקרח ונוצרת הילה של גזים שהשתחררו מהגרעין.
גרגרי האבק וחלקי ה"חצץ" שהיו לכודים בקרח משתחררים אף הם, אך גורלם שונה מזה של הגז. הילת השביט עשויה להגיע לקוטר של מאות אלפי ק"מ, אך כמות החומר בה דלילה למדי. הגזים בהילה נדחפים מכיווּן השמש והלאה, בגלל רוח השמש. כך נוצר זנב השביט מהחומר שנפלט לתוך ההילה. החלקים המוצקים נזרקים מגרעין השביט במהירות של עשרות מטרים לשנייה ויוצרים זנב שני, שמושפע מקרינת השמש באופן שונה מהגזים, לכן יש שביטים שלהם זוג של זנבות.
השביט מורכב משלושה חלקים עיקריים:
היווצרות.
במערכת השמש שלנו מרוכזים השביטים בעיקר בשני אתרים: חגורת קויפר המצויה מעבר לפלוטו ועננת אורט המקיפה את כל מערכת השמש.
לעיתים, השפעת כוח הכבידה של השמש או אחד מגרמי השמים מנתקת את אחד השביטים ממקומו והוא נסחף לכוון השמש אותה הוא מתחיל להקיף.