Kaukainen planeetta Neptunus merkitsee aurinkokuntamme rajan alkua. Tämän kaasu / jään jättiläisen kiertoradan ulkopuolella on Kuiper-vyön valtakunta, missä kuten Pluto ja Haumea kiertoradalla. Neptunus oli viimeinen suuri löydetty planeetta, ja myös kaikkein kaikkein avaruusaluksen etsimä kaasu jättiläinen.
Kuten Uranus, myös Neptune on hyvin himmeä ja sen etäisyys vaikeuttaa tarkkailemista paljain silmin. Nykyajan tähtitieteilijät voivat havaita Neptunuksen käyttämällä kohtuullisen hyvää takapihan kaukoputkea ja kaaviota, joka näyttää heille missä se on. Mitään hyvää työpöydän planetaario tai digitaalinen sovellus voi osoittaa tien.
Tähtitieteilijät olivat tosiasiallisesti huomanneet sen kaukoputkien kautta jo jo Galileon aika mutta ei tajunnut mikä se oli. Mutta koska se liikkuu niin hitaasti kiertoradallaan, kukaan ei havainnut sen liikettä heti ja siten sen luultavasti ajateltiin olevan tähti.
1800-luvulla ihmiset huomasivat, että jotain vaikutti muiden planeettojen kiertoon. Useat tähtitieteilijät laativat matematiikan ja ehdottivat, että planeetta olisi kauempana
Uranus. Joten siitä tuli ensimmäinen matemaattisesti ennustettu planeetta. Lopulta vuonna 1846 tähtitieteilijä Johann Gottfried Galle löysi sen observatorion kaukoputken avulla.Neptunuksella on pisin vuosi kaasu / jään jättiläinen planeettoja. Syynä on suuri etäisyys auringosta: keskimäärin 4,5 miljardia kilometriä. Yhden auringon ympäri kuluu 165 maan vuotta. Tätä planeettaa seuraavat tarkkailijat huomaavat, että se näyttää pysyvän samassa tähdistössä vuosia kerrallaan. Neptunuksen kiertorata on melko elliptinen ja vie joskus sen Pluton kiertoradan ulkopuolelle!
Tämä planeetta on erittäin suuri; se mittaa yli 160 000 kilometriä päiväntasaajaansa. Se on yli 17-kertainen maapallon massaan ja se voisi pitää sisällään 57 maan massaa vastaavan määrän.
Kuten muutkin kaasu jättiläiset, Neptunuksen massiivinen ilmapiiri on enimmäkseen kaasua jäisillä hiukkasilla. Ilmakehän yläosassa on enimmäkseen vetyä, jossa on seosta heliumia ja erittäin pieni määrä metaania. Lämpötilat vaihtelevat melko kylmästä (alle nolla) uskomattoman lämpimään 750 K: n lämpötilaan joissakin yläkerroksissa.
Neptunus on uskomattoman kaunis sininen väri. Se johtuu suurelta osin ilmakehän vähän metaanista. Metaani auttaa Neptunusta antamaan voimakkaan sinisen värin. Tämän kaasun molekyylit absorboivat punaista valoa, mutta päästävät sinisen valon läpi, ja tarkkailijat huomaavat sen ensin. Neptuunia on myös kutsuttu nimellä "jättiläinen jättiläinen", koska ilmakehässä on paljon jäädytettyjä aerosoleja (jäisiä hiukkasia), ja löysät sekoitukset syvemmälle sisälle.
Maapallon yläilmakehässä on jatkuvasti muuttuva joukko pilviä ja muita ilmakehän häiriöitä. Vuonna 1989 Voyager 2 -operaatio lensi ohi ja antoi tutkijoille ensimmäisen lähikuvan Neptunuksen myrskyistä. Tuolloin niitä oli useita, sekä korkeiden ohut pilvien yhtyeitä. Ne sääkuviot tulevat ja menevät, samoin kuin samanlaiset kuviot tekevät maapallolla.
Ei ole yllättävää, että Neptunuksen sisärakenne on paljon kuin Uranus. Asiat muuttuvat mielenkiintoisiksi vaipan sisällä, jossa veden, ammoniakin ja metaanin seos on yllättävän lämmin ja energinen. Jotkut planeettatutkijat ovat ehdottaneet, että vaipan alaosassa paine ja lämpötila ovat niin korkeat, että ne pakottavat timanttikiteiden luomisen. Jos niitä on, ne sataavat kuin rakekivet. Tietysti kukaan ei voi päästä planeetan sisälle nähdäksesi tämän, mutta jos he voisivat, se olisi kiehtova visio.
Vaikka Neptunuksen renkaat ovat ohuita ja tehty tummennetuista jäähiukkasista ja pölystä, ne eivät ole viimeaikainen löytö. Merkittävin renkaista havaittiin vuonna 1968, kun tähtivalo paistoi rengasjärjestelmän läpi ja tukki osan valosta. Voyager 2 tehtävä oli ensimmäinen, joka sai hyviä lähikuvia järjestelmästä. Se löysi viisi päärengasaluetta, osa osittain hajotettuna "kaareiksi", joissa rengasmateriaali on paksumpaa kuin muissa paikoissa.
Neptunuksen kuut ovat hajallaan renkaiden keskuudessa tai kaukaisten kiertoratojen kohdalla. Tähän mennessä tunnetaan 14, suurin osa pienistä ja epäsäännöllisistä. Monet löydettiin Voyager-avaruusaluksen ohitettua ohi, vaikka suurin niistä - Triton - voidaan nähdä maan päältä hyvän kaukoputken kautta.
Triton on melko mielenkiintoinen paikka. Ensinnäkin se kiertää Neptunusta vastakkaiseen suuntaan hyvin pitkänomaisella kiertoradalla. Tämä osoittaa, että se on todennäköisesti valloitettu maailma, jonka Neptunuksen painovoima pitää paikoillaan muodostuessaan muualle.
Tämän kuun pinnalla on omituisen näköinen jäinen maasto. Jotkut alueet näyttävät kantalupin iholta ja ovat enimmäkseen vesijäätä. On olemassa useita ideoita siitä, miksi nämä alueet ovat olemassa, enimmäkseen tekemisissä Tritonin sisäisten liikkeiden kanssa.
Neptunuksen etäisyys tekee maapallon tutkimisesta vaikeaa, vaikka nykyaikaiset kaukoputket on nyt varustettu erikoistuneilla välineillä tutkimaan sitä. Tähtitieteilijät tarkkailevat ilmakehän muutoksia, etenkin pilvien tulemista ja kulkeutumista. Erityisesti Hubble-avaruuskaukoputki keskittyy edelleen näkemykseen muutosten havaitsemiseksi yläilmakehässä.