Ogólna definicja planety

Transkrypt

1 PLANETY Planeta według definicji Międzynarodowej Unii Astronomicznej, to obiekt astronomiczny okrążający gwiazdę lub pozostałości gwiezdne, nieprzeprowadzający reakcji termojądrowej w swoim wnętrzu, wystarczająco duży aby uzyskać prawie okrągły kształt oraz osiągnąć dominację w przestrzeni wokół swojej orbity. W odróżnieniu od gwiazd, świecących światłem własnym, planety świecą światłem odbitym. Planety dzielone są na dwie kategorie: duże gazowe olbrzymy o małej gęstości oraz mniejsze planety skaliste. Według definicji IAU, w Układzie Słonecznym znanych jest 8 planet: cztery wewnętrzne - Merkury, Wenus, Ziemia, Mars i cztery zewnętrzne - Jowisz, Saturn, Uran i Neptun. Z wyjątkiem Merkurego i Wenus, wokół każdej z nich krąży jeden lub więcej księżyców. Do 2 kwietnia 2009 potwierdzono także odkrycie 344 planet pozasłonecznych. W Układzie Słonecznym zidentyfikowano pięć planet karłowatych: Ceres, Pluton (poprzednio uważany za 9. planetę Układu), Makemake, Haumea i Eris. Ogólna definicja planety Definicja uchwalona w 2006 r. odnosi się jedynie do planet w Układzie Słonecznym i nie wprowadza rozgraniczenia między planetami a obiektami gwiazdopodobnymi. Ogólna, niezależna od układu planetarnego definicja planety jak dotąd nie została wypracowana, jednak astronomowie często posługują się tymczasową definicją przedstawioną w 2001 i 2003 r. w oświadczeniu Grupy Roboczej IAU ds. Planet Pozasłonecznych. Zgodnie z tą definicją, planetą jest obiekt, który: okrąża gwiazdę lub pozostałości gwiezdne posiada masę mniejszą, niż masa wymagana do przeprowadzenia fuzji jądrowej deuteru (czyli ok. 13 mas Jowisza) spełnia wymagania minimalnej masy takie same, jak w przypadku planet Układu Słonecznego (obecnie: kryterium równowagi hydrostatycznej). Niegwiazdowe obiekty o masie większej od minimalnej masy wymaganej do przeprowadzenia fuzji deuteru są nazywane brązowymi karłami. Obiekty spełniające warunek maksymalnej masy, ale swobodnie unoszące się w przestrzeni w młodych gromadach gwiazd nie są planetami; IAU sugeruje określanie takich obiektów mianem brązowych podkarłów. Definicja z 2003 r. nie przesądza natomiast statusu pozostałych obiektów spełniających warunki masy przewidziane dla planet, ale wolno unoszących się w przestrzeni międzygwiazdowej (poza młodymi gromadami gwiazd). Niektórzy astronomowie proponują określanie wszystkich takich obiektów mianem planemo. MERKURY Merkury najmniejsza i najbliższa Słońcu planeta Układu Słonecznego. Jako planeta wewnętrzna znajduje się dla ziemskiego obserwatora zawsze bardzo blisko Słońca, dlatego jest trudna do obserwacji. Mimo to należy do planet widocznych gołym okiem i była znana już w starożytności. Merkurego dojrzeć można jedynie tuż przed wschodem lub tuż po zachodzie Słońca. Fakturą powierzchni Merkury przypomina Księżyc: są na nim liczne kratery uderzeniowe i praktycznie pozbawiony jest atmosfery. Temperatura powierzchni waha się od 183 C do 427 C. W przeciwieństwie do Księżyca, planeta ma jednak duże żelazne jądro generujące

2 pole magnetyczne o natężeniu stukrotnie mniejszym od natężenia ziemskiego pola magnetycznego. Wielkość jądra powoduje, że Merkury ma jedną z największych gęstości spośród planet Układu Słonecznego (nieznacznie większą ma Ziemia). Merkury nie posiada naturalnych satelitów. Pierwsze udokumentowane obserwacje Merkurego sięgają pierwszego tysiąclecia p.n.e. Do IV wieku p.n.e. greccy astronomowie uważali, że istnieją dwa ciała niebieskie: pierwsze widzialne tylko przed wschodem Słońca (nazywali je Apollo), drugie widzialne tylko po zachodzie Słońca (nazywali je Hermesem). Za sprawą szybkiego ruchu planety, powodowanego jej krótką orbitą, Rzymianie nadali planecie nazwę na cześć posłańca bogów i patrona handlarzy Merkurego. Symbol astronomiczny planety to stylizowana wersja kaduceusza Hermesa. W porównaniu z innymi planetami Układu Słonecznego, o Merkurym wiadomo stosunkowo niewiele; ze względu na problemy natury technicznej, zbadały go dotychczas tylko dwie sondy. Pierwsza z nich Mariner 10 wykonała w latach mapy 45% powierzchni. Następnie, sonda MESSENGER podczas pierwszego przelotu 14 stycznia 2008 zobrazowała kolejne 30% powierzchni planety. MESSENGER zbliży się do Merkurego ponownie w 2009, a w 2011 wejdzie na orbitę w celu zbadania i wykonania mapy całego globu. WENUS Wenus druga według oddalenia od Słońca planeta Układu Słonecznego. Wenus jest trzecim pod względem jasności ciałem niebieskim po Słońcu i Księżycu widocznym na niebie. Ponieważ obserwacje tej planety są możliwe tylko wieczorem i rano, nazywana jest także: Jutrzenką, Gwiazdą Poranną lub Gwiazdą Wieczorną (starożytni Grecy nazywali ją odpowiednio: Phosphorus i Hesperos). Jest skalnym globem osnutym gęstymi chmurami, które odbijają większość światła słonecznego. Żółtawy kolor chmur atmosfery pochodzi od kwasu siarkowego. Nie posiada naturalnego satelity (odkryto jednak planetoidę 2002 VE 68 o średnicy około pół kilometra, pozostającą w rezonansie orbitalnym 1:1 z Wenus z tej racji mogącej być nazywaną quasi-księżycem Wenus). Znak Wenus oznacza płeć kobiety. Jej nazwa wzięła się od rzymskiej bogini miłości, Wenus. ZIEMIA Ziemia (łac. Terra) trzecia licząc od Słońca, a piąta co do wielkości planeta Układu Słonecznego. Pod względem średnicy, masy i gęstości jest to największa planeta skalista Układu. Ziemia, zamieszkana przez miliony gatunków, wliczając w to człowieka, jest jedynym znanym miejscem we wszechświecie, w którym występuje życie. Planeta uformowała się 4,54 ± 0,05 miliarda lat temu, a życie pojawiło się na jej powierzchni w ciągu pierwszego miliarda lat po uformowaniu. Następnie, biosfera ziemska wpłynęła na atmosferę i inne czynniki abiotyczne planety, umożliwiając rozwój organizmów aerobowych oraz powstanie ozonosfery. Rozwój życia na lądzie umożliwiła powłoka ozonowa, zmniejszająca natężenie promieniowania ultrafioletowego oraz magnetosfera, odbijająca cząstki wiatru słonecznego.

3 Litosfera podzielona jest na kilkadziesiąt segmentów nazywanych płytami tektonicznymi, które przez miliony lat przesuwają się względem siebie, co prowadzi do znacznej zmiany położenia kontynentów w czasie. Powierzchnię w 70,8% zajmuje woda wszechoceanu zawarta w morzach i oceanach; pozostałe 29,2% stanowią kontynenty i wyspy. Niezbędnej do życia na Ziemi wody w stanie ciekłym nie wykryto na powierzchni innych ciał niebieskich. Wnętrze Ziemi składa się z grubego płaszcza, płynnego jądra zewnętrznego (generującego pole magnetyczne) oraz stałego jądra wewnętrznego. Ziemia oddziałuje grawitacyjnie z innymi ciałami w przestrzeni kosmicznej. Planeta wykonuje jedno okrążenie wokół Słońca raz na każde 366,256 obrotów wokół własnej osi. Czas jednego okrążenia wokół Słońca nazywa się rokiem gwiazdowym i odpowiada 365,256 dniom czasu słonecznego. Nachylenie osi Ziemi do prostej prostopadłej do płaszczyzny orbity wynosi 23,45, co prowadzi do rocznych wahań oświetlenia, które powodują m.in. występowanie pór roku. Wokół Ziemi krąży jeden naturalny satelita Księżyc, który orbituje wokół niej od ok. 4,53 miliarda lat. Wywołuje on pływy morskie i stabilizuje kąt nachylenia osi obrotu względem orbity. Bombardowanie przez komety we wczesnej historii Ziemi przyczyniło się do powstania oceanów, upadki pojedynczych planetoid mogły prowadzić do niektórych masowych wymierań. Zasoby naturalne skorupy ziemskiej i umiejętność ich przetworzenia zapewniają przetrwanie m.in. globalnej populacji ludzkiej. Populacja ta podzielona jest politycznie na około 200 niepodległych państw. W kulturze ludzkiej wykształciły się różne poglądy na temat planety, takie jak personifikacja w postaci bóstwa, wiara, że Ziemia jest płaska, oraz nowoczesna idea świata jako zintegrowanego środowiska, wymagającego konserwacji. Człowiek po raz pierwszy umownie opuścił Ziemię w 1961, kiedy Jurij Gagarin wyleciał lotem orbitalnym na około 2 godziny (jedno okrążenie) nieco ponad jej atmosferę, a w 1969 Neil Armstrong i Buzz Aldrin jako pierwsi wylądowali na powierzchni innego ciała niebieskiego - Księżyca. Przewiduje się, że za około 7,59 mld lat planeta zostanie wchłonięta przez atmosferę Słońca i ulegnie zniszczeniu. Księżyc Księżyc (łac. Luna) jedyny stały naturalny satelita Ziemi. Jest on piątym co do wielkości księżycem w Układzie Słonecznym. Przeciętna odległość od środka Ziemi do środka Księżyca to km, co stanowi mniej więcej trzydziestokrotność średnicy ziemskiej. Średnica Księżyca wynosi 3474 km, nieco więcej niż 1/4 średnicy Ziemi. Oznacza to, że objętość Księżyca wynosi około 1/50 objętości kuli ziemskiej. Przyspieszenie grawitacyjne na jego powierzchni jest blisko 6 razy słabsze, niż na Ziemi. Księżyc wykonuje pełny obieg wokół Ziemi w ciągu 27,3 dnia, a okresowe zmiany w geometrii układu Ziemia-Księżyc- Słońce powodują występowanie powtarzających się w cyklu 29,5-dniowym faz Księżyca. Księżyc to jedyne ciało niebieskie, do którego podróżowali i na którym wylądowali ludzie. Pierwszym sztucznym obiektem w historii, który przeleciał blisko Księżyca, była wystrzelona przez Związek Radziecki Łuna 1; Łuna 2 jako pierwszy statek osiągnęła powierzchnię naszego satelity, zaś Łuna 3 jeszcze w tym samym roku co poprzedniczki wykonała pierwsze zdjęcia niewidocznej z Ziemi strony Księżyca. Pierwszym statkiem, który przeprowadził udane miękkie lądowanie była Łuna 9, zaś pierwszym bezzałogowym pojazdem umieszczonym na orbicie Księżyca - Łuna 10 (oba w 1966). Amerykański program Apollo obejmował wyłącznie misje załogowe, zakończone 6 lądowaniami w latach

4 1972. Eksploracja Księżyca przez ludzi zatrzymała się wraz z zakończeniem lotów Apollo, jednak w 2007 roku kilka państw ogłosiło plany ponownego wysłania tam misji. SŁOŃCE Słońce gwiazda centralna Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia, inne planety oraz mniejsze ciała niebieskie. Słońce to najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi. Astronomiczny symbol Słońca to okrąg z punktem w środku: (Unicode: 2609) Słońce jest gwiazdą ciągu głównego (V klasa jasności). Jego typ widmowy (G2) charakteryzuje biaława barwa i obecność w widmie linii zjonizowanych i neutralnych metali oraz bardzo słabych linii wodoru. Pomimo, że najbliższa gwiazda jest od dawna intensywnie badana przez naukowców, wiele dotyczących jej kwestii pozostaje nierozstrzygniętych. Nie rozwiązano definitywnie m.in. problemu różnicy w ilości obserwowanych neutrin pochodzących ze Słońca i ich liczby wynikającej z teorii (zob. problem neutrin słonecznych). Nie poznano też dokładnie mechanizmu podgrzewania zewnętrznych warstw słonecznej atmosfery do temperatur rzędu miliona kelwinów. Mechanizmy te próbuje się tłumaczyć na gruncie magnetohydrodynamiki, choć powstają również niestandardowe teorie, takie jak Elektryczne Słońce, co do której istnieją jednak liczne kontrowersje i zastrzeżenia. Słońce leży w jednym z ramion spiralnych Galaktyki, 26 tysięcy lat świetlnych od jej środka i około 26 lat świetlnych od płaszczyzny równika Galaktyki. Okrąża centrum Drogi Mlecznej z prędkością 220 km/s w czasie 226 milionów lat, co daje ponad 20 obiegów w ciągu dotychczasowej historii gwiazdy. Słońce jest oddalone od Ziemi o około 150 mln km. MARS Mars czwarta według oddalenia od Słońca planeta Układu Słonecznego. Nazwa planety pochodzi od imienia rzymskiego boga wojny Marsa. Zawdzięcza ją swej barwie, która przy obserwacji wydaje się być rdzawo-czerwona i kojarzyła się starożytnym z pożogą wojenną. Postrzegany odcień wynika stąd, że powierzchnia planety jest pokryta tlenkami żelaza. Mars posiada dwa niewielkie księżyce o nieregularnych kształtach Fobosa i Deimosa prawdopodobnie są to dwie planetoidy przechwycone przez pole grawitacyjne planety. Przypuszcza się, że mogło na niej kiedyś powstać życie, jednak obecnie nie ma na to solidnych dowodów. Mars jest jedną z pięciu planet widocznych gołym okiem. W opozycji osiąga jasność do -3,0 wielkości gwiazdowej i średnicę kątową do 25". Fobos

5 Fobos (też: Phobos, gr. Φόβος strach) to większy i bliższy z dwóch księżyców Marsa. Jest to w całym Układzie Słonecznym satelita naturalny położony najbliżej planety, wokół której krąży. Demos Deimos (lub Dejmos; z gr. trwoga) to mniejszy i dalszy z dwóch księżyców Marsa. Wraz z drugim księżycem Marsa, Fobosem, został odkryty przez amerykańskiego astronoma Asapha Halla. Dokładny czas odkrycia to 12 sierpnia 1877 o godzinie 7:48 UTC. JOWISZ Jowisz piąta w kolejności oddalenia od Słońca i największa planeta Układu Słonecznego. Posiada wiele księżyców (odkryto 63) oraz system pierścieni. Jowisz wraz z Saturnem, Uranem i Neptunem to planety gazowe, czasem nazywane również planetami jowiszowymi. Jasność Jowisza waha się w okolicy -2,3 m, maksymalnie wynosi ona -2,7 m. Jest on jedną z pięciu planet widocznych gołym okiem i jednocześnie zazwyczaj czwartym pod względem jasności obiektem na niebie (po Słońcu, Księżycu, i Wenus). W czasie wyjątkowo korzystnych opozycji Marsa, jasność Marsa może przewyższać jasność Jowisza - wtedy ten ostatni spada na piątą pozycję w skali jasności. Masa Jowisza jest 2,5 razy większa od całkowitej masy wszystkich pozostałych planet. Jest on tak masywny, że powoduje przesunięcie się barycentrum Układu Słonecznego ponad powierzchnię Słońca (leży ono 1,068 promienia słonecznego od środka gwiazdy). Co prawda nie ma wyraźnej granicy między masywnymi planetami a brązowymi karłami (mimo że w widmie tego ostatniego znajdują się charakterystyczne linie spektralne), ale aby stać się gwiazdą, Jowisz musiałby mieć masę około 80 razy większą od obecnej, a aby stać się brązowym karłem około 10 razy większą. Jowisz jest najszybciej obracającą się planetą w Układzie Słonecznym, co powoduje duże spłaszczenie planety, łatwe do zaobserwowania przez teleskop. Powierzchnia planety jest pokryta kilkoma warstwami chmur układających się w charakterystyczne pasy widoczne z Ziemi. Najbardziej znanym szczegółem jego powierzchni jest Wielka Czerwona Plama, będąca wirem o średnicy większej niż średnica Ziemi. W 1610 Galileusz odkrył cztery największe księżyce Jowisza, Io, Europę, Ganimedesa i Kallisto, tak zwane księżyce galileuszowe. Były to pierwsze obiekty, które w oczywisty sposób nie krążyły wokół Ziemi, dlatego odkrycie to odegrało ważną rolę w dowodzeniu słuszności teorii heliocentrycznej Kopernika. Io Io (Jowisz I) trzeci co do wielkości księżyc Jowisza, z grupy księżyców galileuszowych i czwarty co do wielkości satelita w Układzie Słonecznym. Charakteryzuje się niezwykle silną aktywnością wulkaniczną.

6 Wszystkie księżyce galileuszowe można bez problemu dostrzec przez zwyczajną lornetkę. W bezchmurne noce osoby z bardzo ostrym wzrokiem są w stanie dostrzec je gołym okiem (księżyce galileuszowe mają jasność poniżej 6 magnitudo, wartości stanowiącej możliwość graniczną obserwacji ciał niebieskich dla ludzkiego oka). Europa Europa (Jowisz II) - czwarty co do wielkości księżyc Jowisza, z grupy księżyców galileuszowych i szósty co do wielkości satelita w Układzie Słonecznym. Najprawdopodobniej posiada on pod lodową skorupą ocean ciekłej wody. Wszystkie księżyce galileuszowe można bez problemu dostrzec przez zwyczajną lornetkę. Ganimedes Ganimedes (Jowisz III) największy księżyc Jowisza, należący do grupy księżyców galileuszowych. Jest równocześnie największym znanym księżycem w Układzie Słonecznym. Kallisto Kallisto (Jowisz IV) jest czwartym, krążącym po najbardziej zewnętrznej orbicie księżycem galileuszowym Jowisza. Jest to drugi (po Ganimedesie) największy satelita tej planety i trzeci co do wielkości księżyc w Układzie Słonecznym. SATURN Saturn szósta planeta Układu Słonecznego pod względem oddalenia od Słońca. Jest to gazowy olbrzym, drugi pod względem masy i wielkości po Jowiszu, a przy tym paradoksalnie o najmniejszej gęstości ze wszystkich planet całego Układu Słonecznego. Saturn znany był już w świecie starożytnym. Charakterystyczną jego cechą są pierścienie składające się głównie z lodu i (w mniejszej ilości) z odłamków skalnych. Obecnie znamy 61 naturalnych satelitów Saturna (3 niepotwierdzone ostatecznie). Nazwa planety pochodzi od imienia rzymskiego boga Saturna. Mimas Mimas (Saturn I) to siódmy, pod względem wielkości, księżyc Saturna, odkryty razem z Enceladusem w 1789 roku przez Williama Herschela. Jest on najmniejszym znanym ciałem, zdolnym utrzymać kształt bliski sferycznemu (znajdującym się w równowadze hydrostatycznej) dzięki własnej grawitacji. Tytan Tytan (Saturn VI) - największy księżyc Saturna, jedyny księżyc w Układzie Słonecznym posiadający gęstą atmosferę, w której zachodzą skomplikowane zjawiska atmosferyczne. Jest to również jedyne ciało poza Ziemią, na powierzchni którego odkryto powierzchniowe zbiorniki cieczy - jeziora. Nie wypełnia ich jednak woda, ale ciekłe węglowodory. URAN

7 Uran siódma w kolejności od Słońca planeta Układu Słonecznego. Jest także trzecią największą i czwartą najmasywniejszą planetą naszego systemu. Należy do grupy gazowych olbrzymów. Nazwa planety pochodzi od greckiego boga Uranosa. Stanowi to wyjątek, gdyż wszystkie pozostałe planety noszą imiona bóstw rzymskich. Symbolami Urana są (Unicode U+2645, w astrologii) oraz (w astronomii). Posiada 27 odkrytych księżyców. W starożytności Uran nie był znany. Został odkryty przez Williama Herschela w 1781 roku. Planeta była wcześniej wielokrotnie obserwowana, ale za każdym razem uznawano ją za gwiazdę. Pierwsze udokumentowane obserwacje planety pochodzą z 1690 roku, kiedy to John Flamsteed skatalogował ją jako 34 Tauri. Flamsteed obserwował Uran jeszcze dwukrotnie, w 1712 i James Bradley dokonał obserwacji w latach 1748, 1750 i 1753, zaś Tobias Mayer w Pierre Lemonnier obserwował Uran cztery razy w 1750, dwa razy w 1768, sześciokrotnie w 1769 i po raz ostatni w roku Ten francuski astronom padł ofiarą własnej niefrasobliwości - zapiski jego obserwacji znaleziono później na papierowej torbie używanej do przechowywania proszku do włosów. Gdy Sir William Herschel dostrzegł Uran 13 marca 1781 roku uznał go za kometę, a swoje odkrycie ogłosił 26 kwietnia 1781: Account of a Comet, By Mr. Herschel, F. R. S.; Communicated by Dr. Watson, Jun. of Bath, F. R. S., Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Volume 71, pp Herschel początkowo nazwał obiekt Georgium Sidus (Gwiazda Jerzego), licząc na względy ze strony króla angielskiego Jerzego III. Gdy okazało się, że obiekt jest planetą, Herschel zmienił nazwę na Georgian Planet. Mimo że nazwa ta nie mogła być zaakceptowana nigdzie poza Wielką Brytanią, pomysł Herschela niespodziewanie zaowocował otrzymaniem dożywotniej pensji ze skarbu Korony. W 1784 r. Jérôme Lalande zaproponował, aby planetę nazwać Herschel, stworzył też jej symbol. Jego propozycja została przyjęta przez francuskich astronomów. Erik Prosperin z Uppsali zasugerował nazwy Astraea, Cybele i Neptun (później nadano je dwóm planetoidom i ósmej planecie). Anders Lexell z St. Petersburga wahał się między Neptunem Jerzego II i Neptunem Wielkiej Brytanii. Daniel Bernoulli z Berlina proponował nazwy Hypercronius i Transaturnis, Georg Lichtenberg z Göttingen, optował za nazwą Austräa. Proponowano również imię Minerwa. Ostatecznie Johann Bode, redaktor niemieckiego rocznika Berliner Astronomisches Jahrbuch, poparł nazwę Uranus (Uran) od greckiego boga Uranosa, syna Gai. Maximilian Hell umocnił tę nazwę, używając jej w pierwszych, wydanych w Wiedniu, efemerydach. Pierwsze egzemplarze Monthly Notices of the Royal Astronomical Society z 1827 roku pokazują, że nazwa Uran (Uranus) była już wcześniej powszechnie przyjętym terminem, nawet wśród Brytyjczyków, a nazwę Georgium Sidus stosowali tylko nieliczni Anglicy. Ostatnim punktem oporu było HM Nautical Almanac Office, które przyjęło nazwę "Uran" dopiero w 1850 roku. Do niedawna uważano, że wszystkie planety klasyfikowane jako gazowe olbrzymy zbudowane są podobnie, jednak badania za pomocą sond kosmicznych dowiodły, że budowa i skład chemiczny Urana w dużej mierze odróżniają go od Jowisza i Saturna. Przede wszystkim Uran zawiera stosunkowo mało wodoru - 15% masy, i tylko niewielką domieszkę helu (pierwiastki te są głównymi składnikami większych planet). Jego masa wynosi około 14 mas Ziemi. Jest najlżejszą spośród planet gazowych. Ma dużo chłodniejsze jądro niż pozostałe planety gazowe i wypromieniowuje w przestrzeń bardzo niewiele ciepła.

8 NEPTUN Neptun to ósma, najdalsza planeta od Słońca w Układzie Słonecznym. Zajmuje czwarte miejsce mierząc według średnicy i trzecie miejsce według masy. Jej jasność nie przekracza 7,6m. Neptun jest 17 razy masywniejszy od Ziemi i trochę masywniejszy od swojego bliźniaka Urana, który ma masę 15 razy większą od Ziemi i mniejszą gęstość. Planeta nosi nazwę po rzymskim bogu morza. Jej symbol astronomiczny to, stylizowana wersja trójzębu Neptuna. Odkryty 23 września 1846, Neptun jest jedyną planetą odnalezioną na drodze przewidywań matematycznych, w miejsce obserwacji nieba. Niespodziewane zmiany w orbicie Urana doprowadziły astronomów do wniosku, że podlega ona perturbacjom nieznanej planety. Neptun został odnaleziony w odległości jednego stopnia od przewidywanej pozycji. Wkrótce potem został odnaleziony jego księżyc Tryton, a pozostałe 12 księżyców odkryto dopiero w XX wieku. Neptun był badany tylko przez jedną sondę, Voyager 2, która przeleciała w pobliżu planety 25 sierpnia Skład chemiczny Neptuna jest podobny do Urana, natomiast obie planety różnią się składem od większych od nich gazowych olbrzymów Jowisza i Saturna. Z tego powodu astronomowie czasem umieszczają je w oddzielnej kategorii olbrzymów lodowych. Atmosfera Neptuna mimo, że podobna do atmosfery Jowisza i Saturna w tym, że składa się głównie z wodoru i helu, zawiera jednak więcej składników takich jak woda, amoniak, metan i śladowe ilości węglowodorów, a także przypuszczalnie azot. Wnętrze Neptuna składa się z kolei z lodu i skał, podobnie do Urana. Śladowe ilości metanu w zewnętrznych warstwach atmosfery planety nadają jej niebieski kolor. Na Neptunie wieją najsilniejsze wiatry ze wszystkich planet Układu Słonecznego, osiągające prędkość 2100 km/h. W trakcie przelotu Voyagera 2 w 1989 na półkuli południowej była widoczna Wielka Ciemna Plama, porównywalna z Wielką Czerwoną Plamą na Jowiszu. Temperatura Neptuna na poziomie wierzchołków chmur wynosi średnio 218 C (55 K), co jest jedną z niższych wartości w Układzie Słonecznym, ze względu na oddalenie od Słońca. Temperatura we wnętrzu Neptuna osiąga z kolei 7000 K (7000 C), porównywalne z temperaturą na powierzchni Słońca i we wnętrzach większości innych planet Układu Słonecznego. Neptun posiada nikły i niekompletny system pierścieni, które prawdopodobnie zostały zaobserwowane w latach sześćdziesiątych, a z całą pewnością potwierdzone przez Voyagera 2.