Neptuno é o oitavo planeta a partir do Sol, e o máis afastado no noso sistema solar. No sistema solar, é o cuarto planeta máis grande por diámetro, o terceiro planeta máis masivo e o planeta xigante máis denso. Neptuno ten 17 veces a masa da Terra e é lixeiramente máis masivo que Urano, que ten 15 veces a masa da Terra pero non é tan denso. Neptuno é máis denso e fisicamente máis pequeno que Urano porque a súa maior masa provoca máis compresión gravitacional na súa atmosfera. É un dos dous planetas xigantes de xeo do sistema solar (o outro é Urano). Estando composto principalmente por gases e líquidos, non ten unha "superficie sólida" ben definida. O planeta orbita ao redor do Sol unha vez cada 164,8 anos a unha distancia media de 30,1 UA (4 500 millóns de km), unhas 30 veces a distancia da Terra ao Sol. Neptuno recibiu o nome do deus romano dos mares e o seu símbolo astronómico é ♆, unha versión estilizada do tridente do deus.
Neptuno non é visible a simple vista e é o único planeta do sistema solar atopado por predición matemática máis que por observación empírica. Inesperados cambios na órbita de Urano levaron a Alexis Bouvard a deducir que esta era obxecto dunha perturbación gravitacional producida por un planeta descoñecido. Despois da morte de Bouvard, a posición de Neptuno foi predita a partir das súas observacións, independentemente, por John Couch Adams e Urbain Le Verrier. Neptuno foi posteriormente observado o 23 de setembro de 1846 por Johann Galle máis ou menos na posición prognosticada por Urbain Le Verrier, e a súa maior lúa, Triton, foi descuberta pouco despois, aínda que ningunha das restantes 13 lúas foron localizadas telescopicamente ata o século XX. A distancia do planeta á Terra dálle un tamaño aparente moi pequeno, polo que é difícil estudar con telescopios terrestres. Neptuno foi visitado pola nave Voyager 2, que sobrevoou o planeta o 25 de agosto de 1989. e, esta, segue a ser a única nave espacial que o visitou. A chegada do telescopio espacial Hubble e dos grandes telescopios terrestres con óptica adaptativa permitiron, recentemente, observacións detalladas adicionais dende lonxe.
Do mesmo xeito que Xúpiter e Saturno, a atmosfera de Neptuno está composta principalmente de hidróxeno e helio, xunto con restos de hidrocarburos e posiblemente nitróxeno, aínda que contén unha maior proporción de xeos como auga, amoníaco e metano. Porén, semellante a Urano, o seu interior está composto principalmente de xeos e rochas; Urano e Neptuno son normalmente considerados "xigantes de xeo" para recalcar esta distinción. Xunto coa dispersión de Rayleigh, os rastros de metano nas rexións ultraperiféricas explican en parte o aspecto azul do planeta. Os datos máis recentes do observatorio Gemini mostran que a cor azul está máis saturada que a presente en Urano debido á menor bruma da atmosfera máis activa de Neptuno.
En contraste coa atmosfera nebulosa e relativamente sen características de Urano, a atmosfera de Neptuno ten patróns meteorolóxicos activos e visibles. Por exemplo, no momento do sobrevoo da Voyager 2 en 1989, o hemisferio sur do planeta tiña unha Gran Mancha Escura comparable á Gran Mancha Vermella de Xúpiter. Máis recentemente, en 2018, identificáronse e estudouse unha mancha escura principal máis nova e unha mancha escura máis pequena. Ademais, estes patróns meteorolóxicos son impulsados polos ventos sostidos máis fortes de calquera planeta do sistema solar, con velocidades do vento rexistradas tan altas como . Debido á súa gran distancia do Sol, a atmosfera exterior de Neptuno é un dos lugares máis fríos do sistema solar, con temperaturas nas cimas das súas nubes aproximándose os . As temperaturas no centro do planeta son aproximadamente . Neptuno ten un sistema de aneis débil e fragmentado (etiquetado como "arcos"), que foi descuberto en 1984 e despois confirmado pola "Voyager 2".
Historia Primeiros descubrimentos
A presenza de Neptuno non se pode detectar a simple vista. polo que foi preciso a invención do telescopio para podelo observar. Porén, este descubrimento diferenciouse dos do resto dos planetas porque foi consecuencia non da observación directa senón do cálculo matemático: cumpría a existencia dalgún corpo celeste para explicar unha serie de perturbacións na órbita de Urano. Así, o telescopio só serviu despois para confirmalo..
Xa fora observado por varios astrónomos, antes do seu descubrimento no século XIX, sen se decataren de que era un planeta. Así, Galileo fixera algunhas das primeiras observacións rexistradas a través dun telescopio, como manifestan os seus debuxos, do 28 de decembro de 1612 e do 27 de xaneiro de 1613, que conteñen puntos trazados que coinciden co que agora se sabe que foron as posicións de Neptuno nesas datas. En ámbalas dúas ocasións, Galileo parece confundir a Neptuno cunha estrela fixa cando apareceu preto —en conxunción—de Xúpiter no ceo nocturno. Polo tanto, non se lle acredita o descubrimento de Neptuno... Na súa primeira observación en decembro de 1612, Neptuno estaba case parado no ceo porque acababa de volverse retrógrado, ese día. Este aparente movemento cara a atrás créase cando a órbita terrestre pasa por un planeta exterior. Debido a que Neptuno só comezaba o seu ciclo retrógrado anual, o movemento do planeta era demasiado leve para ser detectado co pequeno telescopio de Galileo. En 2009, un estudo suxeriu que Galileo era polo menos consciente de que a "estrela" que observara, movíase en relación ás demais estrelas fixas polo que non podía ser unha estrela fixa. Porén, non tirou ningunha conclusión desta segunda observación e non volveu mencionalo. É por iso, por pensar que só observara unha estrela non se lle atribúe o seu descubrimento.
Con posterioridade, Neptuno, tamén foi observado por Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande (1732 – 1807) en 1795 e por John Herschel, fillo de William Herschel, quen foi o descubridor de Urano en 1781, sen que eles tampouco notasen nada en particular, chegando a confundilo, de novo, cunha estrela.Price 2000, p. 352 Mais, polo 1788, os matemáticos comezaron a observar que o recentemente descuberto planeta Urano non tiña unha órbita que se axustase aos modelos existentes. Ademais, canto máis pasaba o tempo, máis aumentaba o erro entre a posición anunciada da estrela e a rexistrada. Jean-Baptiste Joseph Delambre tentou explicar as anomalías engadindo aos seus cálculos a influencia gravitacional de Xúpiter e Saturno mais, aínda que as súas táboas foron máis precisas, tampouco permitiron predicir o movemento do planeta a longo prazo.
En 1821, Alexis Bouvard publicou as táboas astronómicas da órbita do planeta veciño de Neptuno, Urano. Observacións posteriores revelaron desviacións substanciais nas táboas, o que levou a Bouvard a hipótese de que un corpo descoñecido estaba perturbando a órbita a través da interacción gravicional. En 1843, John Couch Adams comezou a estudar a órbita de Urano utilizando os datos que tiña. Solicitou datos adicionais a sir George Airy, o Astrónomo Real, quen llos forneceu en febreiro de 1844. Adams continuou traballando entre 1845–1846 e produciu varias estimacións diferentes dun novo planeta.
Na procura dun planeta alén de Urano miniatura|upright|esquerda|alt=Diagrama que representa os vectores que explican a influencia de Neptuno na órbita de Urano.|Perturbacións de Urano debidas á presenza de Neptuno (sen escala). Nunha reunión da Asociación Británica de Ciencia, George Biddell Airy informou de que as táboas de Bouvard estaban equivocadas, aproximadamente, un minuto de grao. Daquela, opoñíanse dúas hipóteses: a de Bouvard sobre a existencia doutro planeta aínda descoñecido, que podería afectar os movementos de Urano, e a de cuestionamento da lei universal da gravitación, proposta por Airy, quen argumentaba que a lei da gravitación perdería a súa validez ao afastármonos do Sol. Porén, a existencia dun novo planeta alén de Urano foi o consenso ao que chegaron a maioría dos astrónomos para explicar as perturbacións no movemento de Urano.
Entre 1845 e 1846 Urbain Le Verrier, independentemente de Adams, desenvolveu os seus propios cálculos pero non espertou ningún entusiasmo nos seus compatriotas.. En xuño de 1846, ao ver a primeira estimación publicada de Le Verrier da lonxitude do planeta e a súa semellanza coa estimación de Adams, Airy convenceu a James Challis para que buscase o planeta. Challis percorreu en van o ceo durante agosto e setembro. Challis, de feito, observara a Neptuno un ano antes do descubridor posterior do planeta, Johann Gottfried Galle, e en dúas ocasións, o 4 e o 12 de agosto de 1845. Non obstante, os seus mapas estelares obsoletos e as súas malas técnicas de observación fixeron que non recoñeceu as observacións como tales ata que realizou análises posteriores. Challis estaba cheo de remordementos, pero culpaba da súa neglixencia aos seus mapas e ao feito de que estaba distraído polo seu traballo simultáneo nas observacións de cometas.
Mentres tanto, Le Verrier enviou unha carta e instou ao astrónomo Galle do observatorio de Berlín a buscar co telescopio refractor do observatorio. Heinrich d'Arrest, un estudante do observatorio, suxeriu a Galle que poderían comparar unha carta do ceo debuxada recentemente na rexión de Le Verrier, a localización prevista co ceo actual para buscar. a característica de desprazamento dun planeta, en oposición a unha estrela fixa. Na noite do 23 de setembro de 1846, o día en que Galle recibiu a carta, descubriu a Neptuno xusto ao nordés de Iota Aquarii, a 1° da posición "cinco graos ao leste de Delta Capricornio" que Le Verrier predixera, a uns 12° da predición de Adams, e na fronteira de Acuario e Capricornio segundo os límites das constelacións modernas da IAU.
A raíz do descubrimento, houbo unha acalorada rivalidade nacionalista entre os franceses e os británicos sobre quen merecía o crédito polo descubrimento. Co tempo, xurdiu un consenso internacional de que Le Verrier e Adams merecían o crédito conxunto. Desde 1966, Dennis Rawlins cuestionou a credibilidade da afirmación de Adams sobre o codescubrimento, e a cuestión foi reavaliada polos historiadores co regreso en 1998 dos "papeis de Neptuno" (documentos históricos) ao Real Observatorio de Greenwich.
Nome miniatura|O telescopio refractor de 9" de apertura que foi utilizado por Johann Gottfried Galle no Observatorio de Berlín en 1846 para o descubrimento de Neptuno. Pouco despois do seu descubrimento, Neptuno foi referido simplemente como "o planeta exterior a Urano" ou como "o planeta de Le Verrier". A primeira suxestión para un nome veu de Johann Galle, quen propuxo o nome Ianus. En Inglaterra, Challis presentou o nome Oceanus.Moore (2000):206
En outubro, Le Verrier, intentou poñerlle o seu nome ao planeta e tivo o apoio leal para iso do director do observatorio, Francesc Aragó. Os almanaques franceses reintroduciron rapidamente o nome Herschel para Urano, en nome do descubridor dese planeta sir William Herschel, e Leverrier para o novo planeta. Esta suxestión atopou unha dura resistencia fóra de Francia. Reivindicando o dereito a nomear o seu descubrimento, Le Verrier propuxo rapidamente o nome de Neptuno para este novo planeta, aínda que afirmou falsamente que este fora aprobado oficialmente polo Bureau des Longitudes francés.
Struve (1793-1864), pronunciouse a favor do nome Neptuno o 29 de decembro de 1846, ante a Academia de Ciencias de San Petersburgo. Pronto, Neptuno converteuse no nome aceptado internacionalmente. Na mitoloxía romana, Neptuno era o deus do mar, identificado co grego Poseidón. A demanda dun nome mitolóxico parecía estar en consonancia coa nomenclatura dos outros planetas, todos os cales tiñan o nome de divindades da mitoloxía grega e da mitoloxía romana.