ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุดของระบบสุริยะ เมื่อนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี กาลิเลโอ กาลิเลอี สำรวจดาวเนปจูนผ่านกล้องโทรทรรศน์ของเขาเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1612 เขาเชื่อว่ามันเป็นดาวฤกษ์คงที่ ในปี 1846 Johann Galle นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันเข้าใจว่ามันคือดาวเคราะห์ ยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 บินโดยดาวเนปจูนในเดือนสิงหาคม 1989 และกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้ถ่ายภาพดาวเนปจูนมาตั้งแต่ปี 1994
บรรยากาศ
สีฟ้าของดาวเนปจูนมาจากมีเธนและองค์ประกอบอื่นที่ยังไม่ทราบแน่ชัดในชั้นบรรยากาศ บรรยากาศส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน ฮีเลียม และแอมโมเนีย โดยมีเพียงมีเทนเท่านั้น มีเมฆขาวที่อาจเป็นน้ำแข็งมีเทน อุณหภูมิเมฆอยู่ระหว่าง -150 ถึง -200 องศาเซลเซียส (-240 ถึง -330 องศาฟาเรนไฮต์) ความหนาแน่นของเมฆแตกต่างกันไปทั่วโลก ทำให้เกิดแถบสีน้ำเงินอ่อนในบริเวณที่เมฆหนาแน่นที่สุด และสีน้ำเงินเข้มขึ้นในบริเวณที่เมฆปกคลุมเบาบาง ยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 และต่อมา กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสังเกตเห็นจุดมืดที่เคลื่อนตัวในชั้นบรรยากาศของดาวเนปจูน
รูปแบบสภาพอากาศ
จุดมืดของดาวเนปจูนอาจเป็นระบบพายุขนาดใหญ่ “Great Dark Spot” ที่ยานโวเอเจอร์ 2 พบครั้งแรกในซีกโลกใต้ของเนปจูน มีขนาดใหญ่พอที่จะยึดโลกได้ จุดมืดและเมฆขาวเหล่านี้ปลิวไปตามลมด้วยความเร็ว 1,370 ไมล์ต่อชั่วโมง เหล่านี้เป็นลมที่แรงที่สุดในระบบสุริยะ - แรงกว่าลมบนโลกถึงเก้าเท่า ยานโวเอเจอร์ 2 สังเกตเห็นจุดมืดขนาดใหญ่เคลื่อนตัวไปทางทิศตะวันตกด้วยความเร็วเกือบ 750 ไมล์ต่อชั่วโมง จุดนี้ไม่สามารถมองเห็นได้ในซีกโลกใต้อีกต่อไปในภาพที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในปี 2554 แต่ภาพของฮับเบิลแสดงให้เห็นจุดมืดใหม่ในซีกโลกเหนือของเนปจูน
แมกนีโตสเฟียร์
ยานโวเอเจอร์ 2 ตรวจพบสนามแม่เหล็กหรือสนามแม่เหล็กรอบดาวเนปจูน มีความแข็งแรงมากกว่าโลก 25 เท่า และดูเหมือนว่าจะมีศูนย์กลางใกล้กับยอดเมฆของดาวเนปจูนมากกว่าศูนย์กลาง เช่นเดียวกับสนามแม่เหล็กของโลก แกนสนามแม่เหล็กของดาวเนปจูนเอียง 47 องศาถึงแกนหมุนของมัน
โครงสร้างภายใน
นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คาดการณ์ว่าดาวเนปจูนส่วนใหญ่เป็นก๊าซที่มีแกนหินขนาดเท่าโลกอยู่ตรงกลาง ก๊าซจะถูกบีบอัดอย่างมากภายในภายในของดาวเนปจูน มีลักษณะเหมือนของเหลว และนำไฟฟ้า เมื่อดาวเนปจูนหมุนบนแกนของมัน วัสดุภายในดาวเนปจูนจะมีพฤติกรรมเหมือนไดนาโมและสร้างสนามแม่เหล็ก ดาวเนปจูนอาจค่อยๆ หดตัวและปล่อยความร้อนในกระบวนการนี้ ความร้อนนี้สามารถขับเคลื่อนระบบสภาพอากาศของดาวเคราะห์ได้
พระจันทร์
ดาวเนปจูนมีดวงจันทร์ 13 ดวง ทั้งหมดยกเว้นไทรทันที่ใหญ่ที่สุด โคจรรอบมันในทิศทางเดียวกับการหมุนของดาวเคราะห์ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าไทรทันเป็นวัตถุน้ำแข็งที่อยู่นอกวงโคจรของดาวเนปจูนซึ่งถูกสนามโน้มถ่วงของดาวเนปจูนจับไว้ ประกอบด้วยไนโตรเจน น้ำ และก๊าซมีเทนแช่แข็ง กีย์เซอร์ไนโตรเจนปะทุจากพื้นผิวและสร้างบรรยากาศไนโตรเจน
แหวน
อนุภาคขนาดเล็กหกวงโคจรรอบดาวเนปจูน พวกมันไม่เหมือนกันทั่วโลก แต่ดูเหมือนกลุ่มฝุ่นที่มีรูปร่างเป็นโค้ง นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าวงแหวนอาจเป็นอนุภาคเล็กๆ ของน้ำแข็งมีเทนที่มืดลงโดยรังสีของดวงอาทิตย์