Tālā planēta Neptūns iezīmē mūsu Saules sistēmas robežas sākumu. Aiz šī gāzes / ledus giganta orbītas atrodas Kuipera jostas valstība, kur tādās vietās kā Plutons un Haumea orbītā. Neptūns bija pēdējā lielākā atklātā planēta un arī visattālākais gāzes gigants, kuru izpētījis kosmosa kuģis.
Tāpat kā Urāns, Neptūns ir ļoti blāvs, un tā attālums ļoti apgrūtina pamanīšanu ar neapbruņotu aci. Mūsdienu astronomi var pamanīt Neptūnu, izmantojot samērā labu piemājas teleskopu un diagrammu, kurā parādīts, kur tas atrodas. Jebkura laba darbvirsmas planetārijs vai digitālā lietotne var norādīt ceļu.
Astronomi to jau bija pamanījuši ar teleskopu starpniecību Galileo laiks bet nesapratu, kas tas ir. Bet, tā kā tas orbītā pārvietojas tik lēni, neviens uzreiz neuztvēra tā kustību, un tāpēc, iespējams, tika uzskatīts, ka tā ir zvaigzne.
1800. gados cilvēki pamanīja, ka kaut kas ietekmē citu planētu orbītas. Dažādi astronomi izstrādāja matemātiku un ieteica planētai atrasties tālāk no Urāns. Tātad, tā kļuva par pirmo matemātiski prognozēto planētu. Visbeidzot, 1846. gadā astronoms Johans Gotfrīds Galle to atklāja, izmantojot observatorijas teleskopu.
Neptūnam ir visgarākais gads gāzes / ledus milzu planētas. Tas ir saistīts ar lielo attālumu no Saules: vidēji 4,5 miljardi kilometru. Vienam braucienam ap Sauli ir nepieciešami 165 Zemes gadi. Novērotāji, kas seko šai planētai, pamanīs, ka tā, šķiet, paliek vienā zvaigznājā vairākus gadus vienlaikus. Neptūna orbīta ir diezgan eliptiska, un dažreiz to ved ārpus Plutona orbītas!
Šī planēta ir ļoti liela; tas mēra vairāk nekā 155 000 kilometrus ap savu ekvatoru. Tas ir vairāk nekā 17 reizes lielāks par Zemes masu, un tajā varētu būt 57 Zemes masu ekvivalents.
Tāpat kā citu gāzes gigantu gadījumā Neptūna masīvajā atmosfērā lielākoties ir gāze ar ledainām daļiņām. Atmosfēras augšdaļā pārsvarā ir ūdeņradis ar hēlija un ļoti nelielu metāna daudzumu. Temperatūra svārstās no diezgan vēsa (zem nulles) līdz neticami siltam 750 K dažos augšējos slāņos.
Neptūns ir neticami jauki zila krāsa. Tas lielā mērā ir saistīts ar niecīgo metāna daudzumu atmosfērā. Metāns ir tas, kas Neptūnam piešķir intensīvi zilu krāsu. Šīs gāzes molekulas absorbē sarkano gaismu, bet ļauj cauri zilajai gaismai, un to novērotāji pamana vispirms. Neptūns ir nodēvēts arī par "ledus gigantu", jo atmosfērā ir daudz sasaldētu aerosolu (apledojušas daļiņas), un slinki sajaucas dziļāk iekšpusē.
Planētas augšējā atmosfērā notiek mainīgs mākoņu klāsts un citi atmosfēras traucējumi. 1989. gadā Voyager 2 misija lidoja garām un sniedza zinātniekiem pirmo tuvplāna ieskatu Neptūna vētrās. Tajā laikā bija vairāki no tiem, kā arī augstas plānas mākoņu joslas. Šie laika apstākļi nāk un iet, līdzīgi kā uz Zemes.
Nav pārsteidzoši, ka Neptūna iekšējā struktūra ir līdzīga Urāna struktūrai. Lietas kļūst interesantas mantijas iekšpusē, kur ūdens, amonjaka un metāna maisījums ir pārsteidzoši silts un enerģisks. Daži planētu zinātnieki ir ierosinājuši, ka mantijas apakšējā daļā spiediens un temperatūra ir tik augsta, ka tie liek radīt dimanta kristālus. Ja tādi eksistētu, tie līst kā krusakmens. Protams, neviens nevar iekļūt planētas iekšienē, lai to redzētu, bet, ja viņi varētu, tas būtu aizraujošs redzējums.
Kaut arī Neptūna gredzeni ir plāni un veidoti no aptumšotām ledus daļiņām un putekļiem, tie nav nesens atklājums. Visnozīmīgākais no gredzeniem tika atklāts 1968. gadā, kad zvaigžņu gaisma spīdēja caur gredzenu sistēmu un bloķēja daļu gaismas. Voyager 2 misija bija pirmā, kas ieguva labus tuvplāna attēlus par sistēmu. Tajā tika atrasti pieci galvenie gredzenu reģioni, daži daļēji sadalīti "lokos", kur gredzena materiāls ir biezāks nekā citās vietās.
Neptūna pavadoņi ir izkaisīti starp gredzeniem vai tālu orbītā. Līdz šim ir zināmi 14, lielākoties mazi un neregulāras formas. Daudzi tika atklāti, kad Voyager kosmosa kuģis nobrauca garām, lai gan lielāko - Triton - var redzēt no Zemes caur labu teleskopu.
Triton ir diezgan interesanta vieta. Pirmkārt, tas Neptūnu riņķo pretējā virzienā ļoti garā orbītā. Tas norāda, ka tā, visticamāk, ir sagūstītā pasaule, kuru pēc nekur citur izveidojušās notur Neptūna gravitācija.
Šī mēness virsmai ir dīvaini izskatās apledojuši reljefi. Daži apgabali izskatās kā kantalupas āda un lielākoties ir uz ūdens ledus. Ir vairākas idejas par to, kāpēc šie reģioni pastāv, lielākoties tie ir saistīti ar ierosinājumiem Tritonā.
Neptūna attālums padara grūto planētas izpēti no Zemes, lai gan mūsdienu teleskopi tagad ir aprīkoti ar specializētiem instrumentiem, lai to pētītu. Astronomi vēro atmosfēras izmaiņas, it īpaši mākoņu parādīšanos un pāreju. Jo īpaši Habla kosmiskais teleskops turpina koncentrēt savu skatījumu uz atmosfēras augšējās daļas izmaiņu kartēšanu.