Neptunus
Karena Neptunus bukan benda padat, atmosfernya mengalami rotasi diferensial. Zona khatulistiwa yang lebar berotasi selama 18jam, lebih lambat daripada rotasi medan magnetnya selama 16.1 jam. Rotasi terbalik terjadi di kawasan kutub yang berlangsung selama 12jam. Rotasi diferensial planet ini paling menarik daripada planet-planet lain di Tata Surya, dan mengakibatkan adanya hembusan angin lintang yang kuat.
Orbit Neptunus memiliki dampak besar terhadap wilayah di sekitarnya yang dikenal sebagai sabuk Kuiper. Sabuk Kuiper adalah cincin yang terdiri dari bebatuan es kecil, sama seperti sabuk asteroid namun lebih besar, membentang dari orbit Neptunus di 30AU hingga 55AU dari Matahari. Gravitasi Yupiter mendominasi sabuk asteroid dan membentuk strukturnya, begitu pula dengan
gravitasi Neptunus yang mendominasi sabuk Kuiper. Sepanjang usia Tata Surya, beberapa kawasan sabuk Kuiper menjadi kurang stabil akibat gravitasi Neptunus dan menciptakan celah pada struktur sabuk. Kawasan antara 40 dan 42AU adalah salah satu contohnya.
Memang ada orbit di kawasan kosong ini tempat objek dapat selamat sepanjang usia Tata Surya. Resonansi ini terjadi ketika periode orbit Neptunus sangat mirip dengan benda tersebut, yaitu sebesar 1:2 atau 3:4. Jika dikatakan sebuah benda mengorbit Matahari sekali setiap dua orbit Neptunus, benda tersebut hanya akan menyelesaikan setengah orbitnya ketika Neptunus kembali ke posisi aslinya.
Resonansi terpadat ada di sabuk Kuiper, dengan 200 benda teridentifikasi, yaitu 2:3. Benda pada resonansi ini menyelesaikan 2 orbit setiap 3 orbit Neptunus, dan dikenal sebagai plutino karena benda sabuk Kuiper terbesar, Pluto, termasuk di antaranya. Meski Pluto secara rutin melintasi orbit Neptunus, resonansi sebesar 2:3 menjamin kedua planet tidak akan pernah bertabrakan. Resonansi 3:4, 3:5, 4:7 dan 2:5 kurang padat.
Neptunus memiliki beberapa benda troya yang menempati titik Lagrangian L4 Matahari-Neptunus- sebuah kawasan gravitasi stabil yang mengatur orbitnya. Benda troya Neptunus dapat dilihat dengan resonansi 1:1 bersama Neptunus. Troya Neptunus sangat stabil orbitnya dan mungkin memang terbentuk di pinggir Neptunus, bukan terjebak oleh gravitasinya. Benda pertama sekaligus satu-atunya yang teridentifikasi berkaitan dengan titik Lagrangian L5 jalur Neptunus adalah 2008 LC18.
Pembentukan raksasa es sulit untuk dimodelkan secara pasti. Berdasarkan model saat ini, metode akresi inti tidak dapat digunakan karena kepadatan materi di wilayah luar Tata Surya terlalu rendah. Berbagai hipotesis lain telah diajukan. Salah satunya adalah hipotesis yang mengusulkan bahwa raksasa es tidak dibentuk oleh akresi inti, tetapi
oleh ketidakstabilan dalam cakram protoplanet awal, dan nantinya atmosfer mereka terembus jauh oleh radiasi dari bintang OB besar terdekat.
Konsep lain yang digunakan adalah bahwa Neptunus terbentuk di tempat yang lebih dekat dari Matahari. Di tempat tersebut kepadatan materi besar, dan lalu planet ini mengalami perpindahan ke orbitnya sekarang setelah penyingkiran cakram protoplanet bergas. Hipotesis perpindahan setelah pembentukan saat ini didukung karena lebih mampu menjelaskan keberadaan objek-objek kecil di wilayah
trans-Neptunus. Penjelasan mengenai hipotesis ini yang paling banyak didukung dikenal dengan nama model Nice, yang membahas pengaruh perpindahan Neptunus dan planet raksasa lain terhadap struktur sabuk Kuiper.
Neptunus diketahui memiliki 14 satelit alami. Satelit terbesar terdiri dari 99.5 persen massa di orbit sekitar Neptunus dan satu-satunya yang berbentuk sferoid adalah Triton, ditemukan oleh William Lassell 17hari setelah penemuan Neptunus. Tidak seperti satelit planet besar lain di Tata Surya, Triton memiliki orbit menghulu, yang menandakan bahwa Triton terjebak oleh gravitasi Neptunus,
bukannya terbentuk di tempat; Triton diduga pernah menjadi planet kerdil di sabuk Kuiper. Triton sangat dekat dengan Neptunus sehingga terjebak dalam rotasi sinkronisnya, dan secara perlahan bergerak spiral ke dalam akibat akselerasi pasang dan akan terbelah dalam kurun 3.6miliar tahun ketika Triton mencapai batas Roche. Pada tahun 1989, Triton merupakan benda terdingin yang pernah diukur di tata surya, dengan perkiraan suhu sekitar 235 °C (38K).
Satelit kedua Neptunus (menurut urutan penemuannya), yaitu satelit ireguler Nereid, memiliki salah satu orbit paling eksentrik di antara semua satelit di tata surya. Eksentrisitas sebesar 0.7512 memberikannya apoapsis tujuh kali lebih panjang daripada periapsisnya dari Neptuus.
Sejak Juli hingga September 1989, Voyager 2 menemukan enam satelit Neptunus baru. Dari enam satelit tersebut, Proteus yang berbentuk ireguler terkenal sebagai benda padat besar yang tidak tertarik menjadi bentuk sferoid akibat gravitasinya sendiri. Meski merupakan satelit terbesar kedua Neptunus, massa Proteus hanya 0.25% dari massa Triton. Orbit empat satelit terdalam
Neptunus-Naiad, Thalassa, Despina dan Galatea-sangat dekat dengan cincin Neptunus. Satelit terjauh selanjutnya, Larissa, ditemukan pada 1981 ketika satelit ini mengokultasi sebuah bintang. Okultasi ini terjadi pada busur cincin, namun ketika Voyager 2 mengamati Neptunus pada tahun 1989, okultasi ini dinyatakan terjadi akibat satelitnya. Lima satelit ireguler baru yang
ditemukan antara tahun 2002 dan 2003 diumumkan pada tahun 2004. Karena Neptunus adalah dewa laut Romawi, satelit-satelit Planet ini diberi nama sesuai nama dewa-dewa laut selanjutnya.
Neptunus tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, karena memiliki tingkat kecerahan antara magnitudo +7.7 dan +8.0, yang bisa dikalahkan oleh satelit Galileo Yupiter, planet kerdil Ceres dan asteroid 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno dan 6 Hebe. Sebuah teleskop atau teropong kuat akan menunjukkan Neptunus sebagai lingkaran biru kecil, sama seperti Uranus.
Karena jarak Neptunus yang jauh dari Bumi, diameter sudut planet ini berkisar dari 2.2 hingga 2.4detik busur, terkecil di antara planet-planet di Tata Surya. Ukuran semunya yang kecil menjadikan Neptunus sebagai planet yang paling menantang untuk dipelajari secara visual. Sebagian besar data teleskop sangat terbatas sampai peluncuran Teleskop Antariksa Hubble dan teleskop darat berukuran besar dengan optik adaptif.
Dari Bumi, Neptunus mengalami gerak menghulu setiap 367hari, mengakibatkan terjadinya gerakan memutar berlawanan dengan bintang-bintang di belakangnya pada setiap oposisi. Gerakan memutar ini membawa Neptunus dekat dengan koordinat penemuan 1846 pada April dan Juli 2010 dan akan terjadi lagi pada Oktober dan November 2011.
Pengamatan Neptunus pada gelombang frekuensi radio memperlihatkan bahwa planet ini adalah sumber emisi bersinambungan dan semburan tidak menentu. Kedua sumber diyakini berasal dari putaran medan magnet planet. Di bagian inframerah spektrumnya, badai Neptunus terlihat lebih cerah dibandingkan sekitarnya yang lebih dingin, sehingga memungkinkan ukuran dan bentuk fitur-fitur planet ini siap dilacak.
Voyager 2 berada di jarak terdekat dengan Neptunus pada 25 Agustus 1989. Karena Neptunus merupakan planet besar terakhir yang dikunjungi wahana antariksa ini, diputuskan agar Voyager 2 diterbangkan dalam jarak dekat dengan Triton, satelit Neptunus, tanpa mempertimbangkan konsekuensi terhadap lintasan terbangnya, sama seperti yang dilakukan kepada Voyager 1 ketika melintasi Saturnus
dan satelitnya, Titan. Gambar yang dikirimkan ke Bumi dari Voyager 2 menjadi dasar program malam PBS tahun 1989, Neptune All Night.
Ketika bertemu dengan Neptunus, sinyal dari wahana ini membutuhkan 246menit untuk tiba di Bumi. Karena itu, sebagian besar misi Voyager 2 bergantung pada komando yang telah dimuat untuk pendekatan Neptunus. Voyager 2 melakukan pendekatan dengan satelit Nereid sebelum berada 4400 km dari atmosfer Neptunus pada 25 Agustus, kemudian terbang dekat dengan satelit terbesar Triton pada hari itu juga.