Els anells de Neptú són un sistema d'anells planetaris molt tènues i febles, compostos principalment de pols còsmica, descoberts el 1989 per la sonda espacial Voyager 2. S'assemblen més als anells de Júpiter que no pas als de Saturn o Urà.
El sistema consta de cinc anells que reben el nom dels astrònoms considerats més rellevants en la investigació de Neptú. Del més interior al més exterior són Galle, Le Verrier, Lassell, Arago i Adams; a més, existeix un anell que coincideix amb l'òrbita del satèl·lit Galatea. Tres satèl·lits més, Nàiade, Talassa i Despina, orbiten entre els anells fent la funció de satèl·lits pastors.
El material dels anells és molt fosc; es tracta probablement de composts orgànics produïts per la radiació de la magnetosfera del planeta de manera similar al trobat als anells d'Urà. La proporció de pols als anells és alta, d'entre el 20% i el 70%, mentre que la profunditat òptica és baixa, de menys de 0,1.
L'anell Adams inclou al seu torn cinc arcs més brillants que la resta de l'anell denominats Fraternitat, Igualtat 1, Igualtat 2, Llibertat i Coratge. Els arcs ocupen cada un una petita longitud orbital del total de l'anell. L'estabilitat dels arcs no està molt clara, ja que el 2005 es va detectar un considerable aprimament de l'arc Llibertat. És probable que l'estabilitat de l'anell Adams estigui relacionada amb el satèl·lit Galatea.
Observacions i descobriment miniatura|Imatge del sistema d'anells de Neptú obtinguda per la Voyager 2. La primera menció d'anells al voltant de Neptú data de 1846 quan William Lassell, descobridor del satèl·lit més gros de Neptú, Tritó, va informar de la presència d'un anell al voltant del planeta. La seva observació mai va ser confirmada i va ser probablement deguda a una il·lusió òptica. La primera detecció fiable d'un anell es va obtenir per mitjà d'una ocultació estel·lar el 1968, tot i que el resultat no va ser publicat fins al 1977, quan van ser descoberts els anells d'Urà.
Immediatament després va començar la recerca sistemàtica d'anells al voltant de Neptú. El 24 de maig de 1981 es va detectar, durant una altra ocultació estel·lar, un parpelleig en la lluminositat de l'estrella ocultada, encara que la manera com va tenir lloc aquest parpelleig no va fer pensar que un anell en pogués ser el seu responsable. Després del sobrevol de la Voyager 2 es va deduir que va ser el petit satèl·lit Làrissa el que va ocultar l'estrella, un fenomen extremadament rar.
En els anys 80 les ocultacions d'estrelles per part de Neptú van ser molt menys freqüents que les d'Urà, que ocupava una posició propera a la Via Làctia en aquell moment i es movia a través d'un camp d'estrelles més dens. La següent ocultació d'importància va tenir lloc el 12 de setembre de 1983, donant com a resultat la possible detecció d'un anell, encara que les observacions no foren concloents. Durant els següents sis anys van ser observades unes 50 ocultacions de les quals únicament un terç van produir resultats positius. Es va constatar que alguna cosa, probablement arcs de material, orbitava al voltant de Neptú, però les característiques del sistema d'anells van continuar sent desconegudes.
La sonda espacial Voyager 2 va confirmar definitivament l'existència dels anells de Neptú durant el sobrevol del planeta l'any 1989. També es va comprovar que les ocultacions ocasionals observades anteriorment van ser causades per l'anell Adams. De manera posterior al vol de la Voyager 2 les observacions fetes anteriorment van ser analitzades de nou; s'obtingueren així les característiques dels anells tal com es va predir en les primeries dels anys 80, i es va trobar que coincidien gairebé perfectament amb les obtingudes per la Voyager. Els anells van ser observats en diferents disposicions respecte al Sol, obtenint imatges amb diferents angles d'il·luminació. L'anàlisi de les imatges en aquestes condicions va permetre conèixer la derivada de la funció de fase, que dona la dependència de la reflectivitat de l'anell en funció de l'angle entre l'observador i el Sol, i les albedos geomètriques i de Bond. L'anàlisi de les imatges també va permetre descobrir sis nous satèl·lits interiors de Neptú, entre ells Galatea.
Recentment els anells més brillants, Adams i Le Verrier, han estat fotografiats pel Telescopi Espacial Hubble i altres telescopis des de la superfície terrestre gràcies als avenços i millores d'aquests, a les bandes de llum ultraviolada i de llum visible durant ocultacions estel·lars. Són visibles lleugerament per sobre del nivell del soroll de fons en la longitud d'ona d'absorció del metà, en la qual la resplendor de Neptú és menys notòria. Els anells més febles estan encara per sota del llindar de detecció.
Descripció miniatura|Imatge presa amb una sobreexposició de 591 segons per tal de ressaltar els anells més dèbils. El sistema d'anells de Neptú consta de cinc anells (anomenats del més proper al planeta al més exterior): Galle, en honor de Johann Gottfried Galle, descobridor de Neptú a partir dels càlculs de Le Verrier; Le Verrier, dedicat a Urbain Le Verrier, que va predir la posició de Neptú en funció de les alteracions que mostrava l'òrbita d'Urà; Lassell, per William Lassell, que va descobrir Tritó, el principal satèl·lit de Neptú; Arago, de Francesc Joan Domènec Aragó, astrònom, matemàtic i físic francès; i Adams, en honor de John Couch Adams, que també va predir la posició de Neptú de manera independent de Le Verrier.
A part d'aquests anells ben definits existeix una làmina de material molt tènue que s'estén des de l'anell Le Verrier fins al Galle i probablement més a l'interior cap a Neptú.
Tres dels anells –Le Verrier, Arago i Adams– són estrets, amb amplades de 100 km o menys. En canvi, Galle i Lassell tenen amplades d'entre 2.000 i 5.000 km. L'anell Adams està format per cinc arcs brillants denominats Fraternitat, Igualtat 1, Igualtat 2, Llibertat i Coratge. Aquesta nomenclatura va ser suggerida pels descobridors d'aquests arcs després de les ocultacions estel·lars de 1984 i 1985.
Quatre satèl·lits orbiten dins d'aquest sistema d'anells: Nàiade i Talassa a l'espai entre els anells Galle i Le Verrier; Despina, just a la vora interior de Le Verrier i Galatea, lleugerament per l'interior d'Adams. De fet, Galatea és dins d'un anell molt estret i feble sense denominació.
Els anells de Neptú estan compostos de pols còsmica micromètrica, amb una proporció d'entre el 20% i el 70% de pols per unitat d'àrea, densitat similar a la dels anells de Júpiter, en els quals el percentatge de pols és del 50% al 100%, i molt diferent de la dels d'Urà o de Saturn, que contenen molt poca pols, amb menys del 0,1%.
Les partícules dels anells són d'un material molt fosc, probablement una barreja de gel amb composts orgànics produïts per la radiació electromagnètica del planeta. Presenten un color vermellós i les seves albedos, tant la geomètrica, amb un valor de 0,05, com la de Bond, d'entre 0,01 i 0,02, són molt baixes i similars a les de les partícules de pols dels anells d'Urà i dels satèl·lits interiors de Neptú. Els anells són òpticament prims i transparents, i la seva profunditat òptica no excedeix el 0,1. En conjunt, els anells de Neptú són semblants als de Júpiter: ambdós sistemes consisteixen en anells molt estrets, febles i polsosos, al costat d'anells més amples però encara més febles que els anteriors.
Es creu que els anells de Neptú, igual que els d'Urà, són relativament joves. És probable que la seva edat sigui significativament menor que la del sistema solar. De la mateixa manera, ambdós estan probablement originats per la fragmentació i posterior col·lisió de les restes d'un o diversos satèl·lits interiors de Neptú. Aquests fragments actuen com fonts de pols i material dels anells. En referència a això, els anells de Neptú són similars a les bandes de pols observades per la Voyager 2 entre els anells principals d'Urà.
Anells interiors L'anell més proper a Neptú és l'anell Galle. Està situat a entre 41.000 i 43.000 km de la superfície del planeta i té una amplada d'aproximadament 2.000 km. És un anell feble amb una profunditat òptica mitjana del voltant de 10−4,La profunditat òptica normal τ d'un anell és la raó entre el total de la superfície de les partícules tallades per una secció de l'anell respecte de l'àrea total d'aquesta secció de l'anell. Un raig de llum que travessa un anell es veu atenuat en un factor de e−τ. i una profunditat equivalent de 0,15 km.La profunditat equivalent ED d'un anell es defineix com la integral de la profunditat òptica al llarg de l'anell, és a dir, ED = τdr, on r és el radi. S'estima que el percentatge de pols a l'anell es troba entre el 40% i el 70%.
L'anell següent és Le Verrier: el seu radi orbital és d'uns 53.200 km, però és estret, d'uns 113 km d'amplada. La seva profunditat òptica normal és de 0,0062 ± 0,0015, que es correspon amb una profunditat equivalent de 0,7 ± 0,2 km. El percentatge de pols d'aquest anell també és d'entre el 40% i el 70%. El satèl·lit Despina orbita just en el seu interior amb una distància al planeta de 52.526 km, i és probable que faci de satèl·lit pastor, mantenint l'estabilitat de l'anell.
L'anell Lassell, també conegut com a plateau (planícia en francès), és el més ample dels anells neptunians. És una fina làmina de material que ocupa l'espai entre l'anell Le Verrier, aproximadament a 53.200 km, i l'anell Arago, a 57.200 km. La seva profunditat òptica normal mitjana és de 10−4, que es correspon amb una profunditat equivalent de 0,4 km. En aquest anell la fracció de pols és del 20% al 40%.
A prop de la vora exterior de l'anell se situa una zona on es produeix un petit augment de la brillantor de l'anell, a uns 57.200 km de Neptú i de menys de 100 km d'ample. S'acostuma a anomenar aquesta banda com anell Arago, tot i que no hi ha unanimitat entre els astrònoms al respecte.
Anell Adams miniatura|Els arcs de l'anell Adams: d'esquerra a dreta, Fraternitat, Igualtat, Llibertat i l'anell Le Verrier cap a l'interior.
L'anell més extern, i també el més famós i estudiat, és Adams, amb un radi orbital de 63.930 km. És estret, d'aproximadament 35 km d'amplada, lleugerament excèntric i inclinat. La seva profunditat òptica és de 0,011 ± 0,003, exceptuant els arcs, que es corresponen amb una profunditat equivalent de 0,4 km.
La fracció de pols és del 20% al 40%, menor que als altres anells de la seva amplada. El satèl·lit Galatea orbita just a l'interior de l'anell, a 61.953 km de Neptú, i actua com un satèl·lit pastor que manté les partícules de l'anell en un estret marge de radi orbital a causa d'una ressonància 42:43 entre ell i l'anell. La influència gravitatòria de Galatea produeix 42 ones radials a l'anell Adams de 30 km aproximadament; aquestes han estat usades per inferir la massa de Galatea.
Arcs de l'anell Adams