Voir la source de Neptune (planète)

{{En-tête label|AdQ|année=2020}}
{{Voir homonymes|Neptune}}
{{Infobox Planète/Neptune}}

'''Neptune''' est la huitième [[planète]] par ordre d'éloignement du [[Soleil]] et la plus éloignée de l'étoile dans le [[Système solaire]] qui soit connue<ref group="N">[[Pluton (planète naine)|Pluton]], dont l'orbite est globalement extérieure à celle de Neptune, a longtemps été considérée comme la planète la plus éloignée du Soleil, mais a été reclassée comme [[planète naine]] le {{date|24 août 2006}} à l'issue de la {{26e|Assemblée}} générale de l'[[Union astronomique internationale]].</ref>. Elle orbite autour du Soleil à une distance d'environ {{unité|30,1|[[Unité astronomique|au]]}} ({{nobr|4,5 milliards}} de kilomètres), avec une [[excentricité orbitale]] de {{formatnum:0.00859}} (moitié moindre que celle de la [[Terre]]) et une [[période de révolution]] de {{unité|164.79|[[Année julienne|ans]]}}. C'est la troisième planète la plus massive, la quatrième plus grande par la taille {{incise|un peu plus massive mais un peu plus petite qu'[[Uranus (planète)|Uranus]]}} et la [[planète géante]] la plus dense du Système solaire.

N'étant pas visible à l'[[œil nu]], Neptune est le premier [[objet céleste]] et la seule des huit planètes du Système solaire à avoir été découverte par [[Raisonnement déductif|déduction]] plutôt que par [[Recherche empirique|observation empirique]]. En effet, l'astronome français [[Alexis Bouvard]] avait noté des [[Perturbation (astronomie)|perturbations gravitationnelles]] inexpliquées sur l'orbite d'Uranus et conjecturé au début du {{s-|XIX}} qu'une huitième planète, plus lointaine, pouvait en être la cause. Les astronomes britanniques [[John Couch Adams]] en 1843 et français [[Urbain Le Verrier]] en [[1846 en science|1846]] calculèrent indépendamment la position prévue de cette hypothétique planète. Grâce aux calculs de ce dernier, elle fut finalement observée pour la première fois le {{date|23 septembre 1846}} par l'astronome [[Prusse|prussien]] [[Johann Gottfried Galle]], à un degré de la position prédite. Bien que Galle ait utilisé les calculs de Le Verrier pour découvrir la planète, la paternité de la découverte entre Adams et Le Verrier fut longtemps disputée. Sa plus grande [[Satellite naturel|lune]], [[Triton (lune)|Triton]], est découverte {{nobr|17 jours}} plus tard par [[William Lassell]]. Depuis 2024, on connaît {{Unité|16|[[satellites naturels de Neptune]]}}. La planète possède également un [[Anneaux de Neptune|système d'anneaux]] faible et fragmenté et une [[magnétosphère]].

La distance de la planète à la Terre lui donnant une très faible [[taille apparente]], son étude est difficile avec des télescopes situés sur la Terre. Neptune est visitée une seule fois lors de la mission ''{{lnobr|Voyager 2}}'', qui en réalise un [[survol]] le {{Date|25 août 1989}}. L'avènement du [[télescope spatial]] [[Hubble (télescope spatial)|''Hubble'']] et des grands télescopes au sol à [[optique adaptative]] a ensuite permis des observations détaillées supplémentaires.

Comme celles de [[Jupiter (planète)|Jupiter]] et [[Saturne (planète)|Saturne]], l'[[atmosphère de Neptune]] est composée principalement d'[[hydrogène]] et d'[[hélium]] ainsi que de traces d'[[hydrocarbure]]s et peut-être d'[[azote]], bien qu'elle contienne une proportion plus élevée de « glaces » au sens [[astrophysique]], c'est-à-dire de [[Substance volatile|substances volatiles]] telles que l'[[eau]], l'[[ammoniac]] et le [[méthane]]. Cependant, comme Uranus, son intérieur est principalement composé de glaces et de roches, d'où leur nom de « [[Planète géante de glaces|géantes de glaces]] ». Par ailleurs, le méthane est partiellement responsable de la teinte bleue de l'atmosphère de Neptune, bien que l'origine exacte de ce [[Azur (couleur)|bleu azur]] reste encore inexpliquée. De plus, contrairement à l'atmosphère brumeuse et relativement sans relief d'Uranus, l'atmosphère de Neptune présente des conditions météorologiques actives et visibles. Par exemple, au moment du survol de ''{{nobr|Voyager 2}}'' en [[1989 en astronautique|1989]], l'hémisphère sud de la planète présentait une [[Grande Tache sombre]] comparable à la [[Grande Tache rouge]] sur Jupiter. Ces conditions météorologiques sont entraînées par les vents les plus forts connus dans le Système solaire, atteignant des vitesses de {{Unité|2100|km/h}}. En raison de sa grande distance au Soleil, son atmosphère extérieure est l'un des endroits les plus froids du Système solaire, les températures au sommet des nuages approchant {{Conversion|55|K|°C||disp=|lk=on|abbr=on}}.

La planète porte le nom de [[Neptune (mythologie)|Neptune]], dieu des mers dans la [[mythologie romaine]], et a pour [[symbole astronomique]] ♆, une version stylisée du [[trident]] du dieu.

== Découverte ==
{{article détaillé|Découverte de Neptune}}

=== Premières apparitions ===
Neptune n'est pas visible à l'[[œil nu]]<ref name="NASAFact" />{{,}}<ref name=":45">{{Article |langue=en |auteur1=Bradford A. Smith |titre=Neptune|périodique=World Book Online Reference Center |date= 2004|lire en ligne=https://www.warrentboe.org/_files/teacherpages/792/neptune_article.pdf |format=pdf |pages=5 }}.</ref> ; il a donc fallu l'invention du [[télescope]] pour pouvoir l'observer<ref name="LaRecherche">{{Lien web |langue=fr |titre=Neptune, une découverte très disputée |url=https://www.larecherche.fr/astronomie-histoire-des-sciences/neptune-une-découverte-très-disputée |périodique=[[La Recherche (magazine)|La Recherche]] |consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>. Pourtant, cette découverte se démarque de celle des autres [[planète]]s car elle est avant tout [[Mathématiques|mathématique]] : elle est faite par le calcul à partir de la trajectoire et des caractéristiques d'[[Uranus (planète)|Uranus]]<ref name=":45" />. Ainsi, le télescope n'a ensuite servi qu'à la confirmation de la découverte<ref name="LaRecherche" />.

[[Fichier:Galileo.arp.300pix.jpg|vignette|redresse=0.5|gauche|alt=Peinture représentant Galilée portant une grande barbe blanche.|[[Galilée (savant)|Galilée]].]]
Plusieurs astronomes, avant sa découverte au {{S-|XIX}}, l'observent cependant sans pour autant noter qu'il s'agit d'une planète. Ainsi, les dessins astronomiques de [[Galilée (savant)|Galilée]] montrent qu'il observe Neptune le {{date|28 décembre 1612}} alors qu'elle apparaît en [[Conjonction (astronomie)|conjonction]] avec [[Jupiter (planète)|Jupiter]]. La planète est alors répertoriée comme une simple [[étoile fixe]]<ref>{{Article |langue=en |auteur1=Standish, E. M. & Nobili, A. M. |titre=Galileo's observations of Neptune |périodique=Baltic Astronomy |volume=6 |passage=97 |date= 1997|lire en ligne=http://adsabs.harvard.edu/full/1997BaltA...6...97S |pages=7}}.</ref>. Il la remarque de nouveau dans le ciel un mois plus tard, le {{date|28 janvier 1613}}, et une étude de 2009 avance qu'il constate même qu'elle a bougé par rapport à une [[étoile]] voisine<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Galilée avait-il découvert Neptune? |url=https://www.sciencesetavenir.fr/espace/galilee-avait-il-decouvert-neptune_33014 |site=Sciences et Avenir |consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>{{,}}<ref name=":5">{{Lien web |langue=en |prénom=Robert Roy Britt 09 |nom=juillet 2009 |titre=New Theory: Galileo Discovered Neptune |url=https://www.space.com/6941-theory-galileo-discovered-neptune.html |site=[[Space.com]] |consulté le=31 août 2020}}.</ref>. Ainsi, ce ne peut pas être une étoile fixe, mais Galilée ne tire aucune conclusion et ne l'évoque plus par la suite. Comme il pensait alors n'avoir observé qu'une étoile, il n'est pas crédité de sa découverte<ref name=":5" />. Neptune est également observée par [[Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande]] (1732 – 1807) en 1795<ref>{{Article |auteur1=[[Jacques Laskar]] |titre=La Connaissance des temps : un journal scientifique publié depuis 1679 - Épisode 3 : Le mouvement des planètes de Laplace à 1980 |périodique=Lettre d'information de l'IMCCE |date=avril 2020|lire en ligne=https://www.imcce.fr/newsletter/medias/2020/04/docs/newsletter-cdt-episode-3.pdf |format=pdf |pages=3 }}.</ref> et par [[John Herschel]], fils de [[William Herschel]], qui a auparavant découvert Uranus, en 1830, sans qu'ils ne notent non plus rien de particulier, la prenant aussi pour une étoile<ref>{{en}} Fred William Price, ''{{langue|en|The planet observer's handbook}}'', {{langue|en|[[Cambridge University Press]]}}, 2000, {{p.|352}}.</ref>.

Les mathématiciens commencent dès 1788 à observer que la planète Uranus, récemment découverte, ne présente pas une orbite semblant se conformer aux modèles existants<ref name="LaRecherche" />. Aussi, plus le temps passe et plus l'erreur entre la position annoncée de l'astre et celle relevée augmente. [[Jean-Baptiste Joseph Delambre]] tente d'expliquer les anomalies en ajoutant l'[[Gravitation|influence gravitationnelle]] de Jupiter et [[Saturne (planète)|Saturne]] dans ses calculs. Ses tables sont alors plus précises, mais ne permettent toujours pas de prévoir le mouvement de la planète à long terme{{Sfn|Alioui|5=2012|p=29}}{{,}}<ref>{{Lien web |titre=Jean-Baptiste Delambre (1749-1822) |url=https://pg-astro.fr/grands-astronomes/le-grand-siecle/jean-baptiste-delambre.html |site=pg-astro.fr |consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>. En 1821, l'astronome français [[Alexis Bouvard]] publie de nouvelles tables en utilisant {{nombre|17|observations}} étalées sur les {{nombre|40|années}} écoulées depuis sa découverte pour tenter, en vain, d'expliquer l'orbite d'Uranus<ref>{{Ouvrage|prénom1=Alexis|nom1=Bouvard|titre=Tables astronomiques publiées par le Bureau des longitudes de France, contenant les tables de Jupiter, de Saturne et d'Uranus, construites d'après la théorie de la mécanique céleste|année=1821|lire en ligne=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k9668766k|consulté le=19 août 2020}}.</ref>{{,}}<ref name=":13">{{Article |langue=fr |titre=Des premiers travaux de Le Verrier à la découverte de Neptune |périodique=Comptes Rendus Physique |volume=18 |numéro=9-10 |date=01 novembre 2017|issn=1631-0705|doi=10.1016/j.crhy.2017.10.011 |lire en ligne=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1631070517300919 |consulté le=04 septembre 2020|pages=504–519}}.</ref>. Des observations ultérieures révèlent des écarts substantiels par rapport aux tables, conduisant Bouvard à émettre l'hypothèse qu'un corps inconnu [[Perturbation (astronomie)|perturberait]] l'orbite par interaction [[gravitation]]nelle<ref name="MNRAS7">{{Article |langue=en |nom1=Airy |prénom1=G.B. |titre=Account of some circumstances historically connected with the discovery of the planet exterior to Uranus |périodique=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |volume=7 |numéro=10 |date=13 novembre 1846|doi=10.1002/asna.18470251002|bibcode=1846MNRAS...7..121A |lire en ligne=https://zenodo.org/record/1424621 |pages=121–44|issn=0004-6337}}.</ref>.

=== Recherche d'une planète transuranienne ===
[[Fichier:John Couch Adams.jpg|vignette|redresse=0.5|gauche|alt=Photo en noir et blanc de John Couch Adams, le crâne très dégarni et vêtu d'un costume.|[[John Couch Adams]].]]
[[Fichier:Urbain Le Verrier.jpg|vignette|redresse=0.5|gauche|alt=Dessin représentant Urbain Le Verrier en costume.|[[Urbain Le Verrier]].]]
Lors d'une réunion de la {{langue|en|[[British Science Association]]}}, [[George Biddell Airy]] rapporte que les tables de Bouvard sont erronées de l'ordre d'une minute de degré<ref name=":6">{{Article|langue=fr|prénom1=James|nom1=Lequeux|titre=La découverte de Neptune par Le Verrier (1846)|périodique=Bibnum |date=01 juin 2010|issn=2554-4470|lire en ligne=http://journals.openedition.org/bibnum/692|consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>. Principalement deux [[Hypothèse scientifique|hypothèses]] s'opposent alors : celle de Bouvard sur l'existence d'une autre planète encore inconnue, qui pourrait affecter les mouvements d'Uranus, et celle d'une remise en cause de la [[loi universelle de la gravitation]], proposée par Airy {{Incise|selon lui, la loi de gravitation perdrait de sa validité au fur et à mesure que l'on s'éloigne du Soleil|.}}{{Sfn|Alioui|5=2012|p=29}}{{,}}<ref name="LaRecherche" />. Cependant, l'existence d'une nouvelle planète trans-uranienne fait consensus pour la plupart des astronomes pour expliquer les perturbations du mouvement d'Uranus<ref name="LaRecherche" />{{,}}{{Sfn|Alioui|5=2012|p=30}}.

Étudiant à [[Cambridge]], [[John Couch Adams]] trouve le {{date|26 juin 1841}} le rapport d'Airy concernant le problème de l'orbite d'Uranus et est intéressé par la question{{Sfn|Alioui|5=2012|p=30}}. En 1843, une fois ses études finies, il se met au travail et s'appuie sur la [[loi de Titius-Bode]] pour obtenir une première approximation de la distance de cette nouvelle planète au [[Soleil]]<ref name=":45" />{{,}}<ref name=":6" />{{,}}{{Sfn|Alioui|5=2012|p=29}}. Dans la mesure où la plupart des planètes {{Incise|sauf [[Mercure (planète)|Mercure]]}} possèdent une orbite faiblement [[Excentricité orbitale|excentrique]], il suppose également que son [[orbite circulaire|orbite est circulaire]] afin de simplifier les calculs<ref name=":6" />. Il termine ses travaux deux ans plus tard, en ayant déterminé la position de Neptune avec une erreur de moins de deux degrés à la position réelle, mais il lui faut encore confirmer par observation<ref>{{Article|langue=en|nom1=Adams|prénom1=J.C.|titre=Explanation of the observed irregularities in the motion of Uranus, on the hypothesis of disturbance by a more distant planet|périodique=[[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]]|volume=7|numéro=9|date=13 novembre 1846|doi=10.1093/mnras/7.9.149|bibcode=1846MNRAS...7..149A|lire en ligne=https://zenodo.org/record/1431905|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190502014753/https://zenodo.org/record/1431905/files/article.pdf |format=pdf |archive-date=2 mai 2019 |consulté le=2582019|pages=149–52}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web|langue=en|nom1=O'Connor|prénom1=John J.|nom2=Robertson|prénom2=Edmund F.|titre=John Couch Adams' account of the discovery of Neptune|url=http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Extras/Adams_Neptune.html|éditeur=[[Université de St Andrews|University of St Andrews]]|date= 2006|consulté le=1822008|archive-url=https://web.archive.org/web/20080126124928/http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Extras/Adams_Neptune.html|archive-date=26 janvier 2008}}.</ref>. [[James Challis]], directeur de l'observatoire de Cambridge, le renvoie à l'[[astronomer Royal|astronome royal]] Sir George Biddell Airy. Celui-ci émet dans un premier temps des doutes sur les travaux de son jeune collègue<ref name=":45" />{{,}}<ref name="LaRecherche" />{{,}}<ref>{{en}} N. Kollerstrom, ''{{langue|en|A Neptune Discovery Chronology}}'', {{langue|en|[[University College de Londres|University College London]]}}, 2001.</ref>.

Parallèlement, en France, [[François Arago]] {{Incise|alors directeur de l'[[observatoire de Paris]]}} encourage le mathématicien [[Urbain Le Verrier]], spécialisé en [[mécanique céleste]], à déterminer les caractéristiques de cette huitième planète<ref name=":6" />. Il commence ses travaux sur Uranus en 1845 et, ignorant totalement ceux d'Adams, utilise une méthode différente et indépendante<ref name=":45" />{{,}}{{Sfn|Alioui|5=2012|p=30}}, puis publie ses premiers résultats le {{date|10 novembre 1845}} dans ''Premier mémoire sur la théorie d'Uranus'', puis dans ''Recherche sur les mouvements d'Uranus'' le {{date|1 juin 1846}}<ref>{{Ouvrage|nom1=Le Verrier|prénom1=U. J.|titre=Recherches sur les mouvements d'Uranus par U. J. Le Verrier|passage=53-54|éditeur=Astronomische Nachrichten, volume 25, p.53-54|lire en ligne=http://adsabs.harvard.edu/full/1846AN.....25Q..53L}}.</ref>.

Airy, remarquant les travaux de l'astronome français, fait le parallèle avec ceux d'Adams et entre en contact avec Le Verrier{{Sfn|Alioui|5=2012|p=30}}. Ce dernier lui demande à son tour d'effectuer les recherches de la planète à l'aide des calculs qu'il vient de publier, mais Airy refuse<ref name=":6" />. Finalement, sous la pression de [[George Peacock]], Airy demande à [[James Challis]] le {{date|12 juillet 1846}} d'entreprendre la recherche du nouvel astre au télescope<ref name="LaRecherche" />. Adams, informé par le directeur de Cambridge, fournit de nouvelles coordonnées à Challis, en précisant que l'objet serait de {{nobr|magnitude 9}}, mais Airy propose à Challis d'observer une large portion du ciel et jusqu'à une {{nobr|magnitude 11}}<ref name=":7">{{Article|langue=en|nom1=Challis|titre=II. Account of Observations at the Cambridge Observatory for detecting the Planet exterior to Uranus|périodique=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|volume=7|numéro=9|date=13 novembre 1846|issn=0035-8711|doi=10.1093/mnras/7.9.145|lire en ligne=https://academic.oup.com/mnras/article/7/9/145/983961|consulté le=04 septembre 2020|pages=145–149}}.</ref>. Cette méthode demande à Challis beaucoup plus de temps d'observation, d'autant plus qu'il ne dispose pas de cartes de la zone à observer fiables. Challis commence ses recherches le {{date|1 août 1846}} puis parcourt le ciel en août et en septembre, sans réussir à l'identifier<ref name=":7" />{{,}}<ref name=":8">{{Lien web|langue=en-US|prénom=Harald|nom=Sack|titre=James Challis and his failure to discover the planet Neptune|url=http://scihi.org/james-challis-neptune/|site=SciHi Blog|date=12 décembre 2017|consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>.
{{Clr|gauche}}

=== Découverte de la planète ===
[[Fichier:Gravitational perturbation.svg|vignette|alt=Schéma représentant les vecteurs expliquant l'influence de Neptune sur l'orbite d'Uranus.|Perturbations d'Uranus dues à la présence de Neptune (non à l'échelle).]]
[[Fichier:JohannGalle.jpg|alt=Peinture d'un homme âgé faisant un léger sourire.|gauche|vignette|redresse=0.5|[[Johann Gottfried Galle]].]]
[[Fichier:Heinrich Louis d'Arrest (cropped).jpg|redresse=0.5|alt=Photo en noir et blanc d'un homme de trois quarts face, un œil légèrement fermé.|gauche|vignette|[[Heinrich Louis d'Arrest]].]]
Le Verrier communique ses résultats définitifs à l'[[Académie des sciences (France)|Académie des sciences]] le {{date|31 août 1846}}<ref name=":13" />. Devant le peu d'enthousiasme des astronomes français<ref>{{Article |langue=fr |auteur1=Pascal Descamps |titre=La découverte de Neptune : entre triomphe et camouflet |périodique=Revue d'histoire des sciences |tome=68 |pages=47 à 79 |date= 2015|lire en ligne=https://www.cairn.info/revue-d-histoire-des-sciences-2015-1-page-47.htm }}.</ref>, il décide de faire alors appel à l'une de ses connaissances, l'astronome [[Prusse|prussien]] [[Johann Gottfried Galle]], de l'observatoire de [[Berlin]]<ref name="LaRecherche" />{{,}}{{Sfn|Alioui|5=2012|p=31}}. [[Heinrich Louis d'Arrest|Heinrich d'Arrest]], étudiant à l'observatoire, suggère à Galle de comparer une [[carte du ciel]] récemment dessinée dans la région de l'emplacement prédit par Le Verrier avec le ciel actuel, pour rechercher le déplacement caractéristique d'une planète, par opposition à une étoile{{Sfn|Alioui|5=2012|p=31}}{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Heinrich Louis d'Arrest (German astronomer) |url=https://www.britannica.com/biography/Heinrich-Louis-dArrest |site=[[Encyclopedia Britannica]] |consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>.

Le {{date|23 septembre 1846}}, Galle reçoit par lettre la position de la planète<ref name="LaRecherche" />. Il découvre Neptune le soir même, en pointant son télescope à l'endroit indiqué<ref name=":45" /> ; elle se trouve alors à seulement un degré de l'emplacement calculé par Le Verrier<ref name=":13" />{{,}}<ref>Jacques Gapaillard, [http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/article-neptune-l-apos-erreur-de-le-verrier-35175.php « Neptune : l'erreur de Le Verrier »], ''[[Pour la Science]]'', {{numéro|451}}, mai 2015.</ref>. Il l'observe à nouveau le lendemain, pour vérifier si l'astre a bien bougé, avant de confirmer qu'il s'agit bien de la planète recherchée<ref name="LaRecherche" />{{,}}{{Sfn|Alioui|5=2012|p=31}}. [[Triton (lune)|Triton]], son plus gros [[satellite naturel]], est découverte par [[William Lassell]] {{Unité|17|jours}} après Neptune{{Sfn|Alioui|5=2012|p=34}}{{,}}<ref>{{Article |langue=en |auteur1=Smith, R. W. |titre=William Lassell and the Discovery of Neptune |périodique=Journal for the History of Astronomy |passage=30 |date= 1983|lire en ligne=http://articles.adsabs.harvard.edu/full/1983JHA....14...30S |pages=3}}.</ref>.

[[Fichier:William Lassell (cropped).jpg|alt=Photographie en noir et blanc d'un homme âgé en costume et de trois quarts face.|vignette|redresse=0.5|[[William Lassell]].]]
Outre-Manche, la déception est grande. Challis, en revoyant ses notes, découvre qu'il a observé Neptune deux fois, les 4 et {{Date|12 août}}, mais ne l'a pas reconnue comme une planète car il lui manquait une carte stellaire à jour et il était distrait par son travail simultané sur les observations de [[comète]]s<ref name=":8" />{{,}}<ref>{{Article |langue=en|nom1=Galle |prénom1=J.G. |titre=Account of the discovery of the planet of Le Verrier at Berlin |périodique=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |volume=7 |numéro=9 |date=13 novembre 1846|doi=10.1093/mnras/7.9.153 |bibcode=1846MNRAS...7..153G |accès url=libre|pages=153}}.</ref>. Par ailleurs, une vive rivalité [[Nationalisme|nationaliste]] se lance entre les Français et les Britanniques afin d'attribuer la paternité de la découverte. Les Britanniques avancent les papiers d'Adams tandis que les Français réfutent en rappelant que seule une publication officielle peut valider la découverte, et refusent par principe que le nom d'Adams figure à côté de celui de Le Verrier dans les livres d'histoire<ref name="LaRecherche" />. En {{date|juin 1847}}, Adams et Le Verrier se rencontrent pour la première fois à la {{langue|en|British Association for the Advancement of Science}} et entretiennent par la suite une relation amicale<ref>{{Lien web |langue=en |titre=W.16 Manuscripts of John Couch Adams on the Perturbations of Uranus (1841-1846)|url=https://www.joh.cam.ac.uk/w16-manuscripts-john-couch-adams-perturbations-uranus-1841-1846 |site=joh.cam.ac.uk |consulté le=05 septembre 2020}}.</ref>.

Finalement, un consensus international apparaît pour que Le Verrier et Adams aient un crédit conjoint. Cependant, depuis 1966, [[Dennis Rawlins]] remet en question la prétention d'Adams à la co-découverte et la question est réévaluée par les historiens avec le retour en 1998 des « {{lang|en|Neptune papers}} » à l'[[Observatoire royal de Greenwich]]<ref name="Neptdisc">{{Lien web |nom=Kollerstrom |prénom=Nick |titre=Neptune's Discovery. The British Case for Co-Prediction |url=http://www.ucl.ac.uk/sts/nk/neptune/index.htm |éditeur=University College London |date= 2001|consulté le=19 mars 2007|archive-url=https://web.archive.org/web/20051111190351/http://www.ucl.ac.uk/sts/nk/neptune/ |archive-date=11 novembre 2005}}.</ref>. Après étude des documents, le compte rendu suggère que {{Citation|Adams ne mérite pas le même crédit que Le Verrier pour la découverte de Neptune. Ce crédit appartient uniquement à la personne qui a réussi à la fois à prédire la position de la planète et à convaincre les astronomes de la rechercher}}<ref>{{Article |langue=en |auteur1=William Sheehan |auteur2=Nicholas Kollerstrom |auteur3=Craig B. Waff |titre=The Case of the Pilfered Planet&nbsp;– Did the British steal Neptune? |périodique=Scientific American |date=décembre 2004|lire en ligne=http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-case-of-the-pilfered |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110319155153/http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-case-of-the-pilfered|archive-date=19 mars 2011|consulté le=2012011 }}. {{Citation étrangère bloc|lang=en|Adams does not deserve equal credit with Le Verrier for the discovery of Neptune. That credit belongs only to the person who succeeded both in predicting the planet's place and in convincing astronomers to search for it.}}</ref>.

=== Appellation ===
[[Fichier:Louvre neptune RF3006.jpg|alt=Sculpture du dieu Neptune terrassant un monstre marin.|vignette|[[Neptune (mythologie)|Neptune]], dieu des mers, armé de son [[trident]] caractéristique ([[musée du Louvre]]).]]
Peu de temps après sa découverte, Neptune est simplement appelée « la planète extérieure à Uranus » ou encore « planète Le Verrier ». La première suggestion de nom vient de Johann Galle, qui propose le nom « [[Janus (mythologie)|Janus]] », du dieu romain des commencements et des fins, des choix et des portes<ref name="LaRecherche" />{{,}}{{Sfn|Alioui|5=2012|p=31}}. En Angleterre, Challis propose le nom d'« [[Océan (mythologie)|Oceanus]] », un [[Titan (mythologie)|Titan]] fils d'[[Ouranos]] (équivalent grec d'Uranus)<ref name="LaRecherche" />{{,}}<ref>{{Lien web|prénom=Cécile|nom=Cabantous|titre=Le Verrier : les coulisses de la découverte de Neptune|url=http://expositions.obspm.fr/leverrier/Le-Verrier/neptune/p3-neptune.html|site=expositions.obspm.fr |éditeur=[[Observatoire de Paris]] |consulté le=31 août 2020}}.</ref>.

Revendiquant le droit de nommer sa découverte, Le Verrier propose rapidement le nom « Neptune » pour cette nouvelle planète, tout en affirmant faussement{{Sfn|Alioui|5=2012|p=31-32}} que cela a été officiellement approuvé par le [[Bureau des longitudes]]<ref name="LaRecherche" />{{,}}<ref>{{Ouvrage|langue=en|prénom1=Mark|nom1=Littmann|titre=Planets Beyond, Exploring the Outer Solar System|éditeur=[[Dover Publications|Courier Dover Publications]]|année=2004|pages totales=319|passage=50|isbn=978-0-486-43602-9|lire en ligne=https://books.google.com/books?id=RoJMadct4TQC&printsec=frontcover}}.</ref>. En {{Date|octobre 1848}}, il change d'avis et cherche à nommer la planète « Le Verrier », de son nom, ayant le soutien fidèle du directeur de l'observatoire, [[François Arago]]<ref name="LaRecherche" />. Cette suggestion rencontre cependant une vive résistance hors de France<ref>{{Ouvrage|langue=en|prénom1=Richard|nom1=Baum|prénom2=William|nom2=Sheehan|titre=In Search of Planet Vulcan: The Ghost in Newton's Clockwork Universe|éditeur=Basic Books|date= 2003|pages totales=109–10|isbn=978-0-7382-0889-3}}.</ref>. Les almanachs français réintroduisent le nom « Herschel » pour Uranus, d'après le découvreur de cette planète, Sir [[William Herschel]], et « Leverrier » pour la nouvelle planète<ref name="Gingerich">{{Article|langue=en|auteur1=Owen Gingerich|titre=The Naming of Uranus and Neptune|périodique=Astronomical Society of the Pacific Leaflets|volume=8|numéro=352|date=octobre 1958|bibcode=1958ASPL....8....9G|pages=9–15}}.</ref>.

[[Friedrich Georg Wilhelm von Struve|Wilhelm von Struve]] se prononce en faveur du nom « Neptune » le {{date|29 décembre 1846|en astronomie}} à l'[[Académie des sciences de Russie|Académie des sciences de Saint-Pétersbourg]]<ref>{{Article|langue=en|auteur1=J.R. Hind|titre=Second report of proceedings in the Cambridge Observatory relating to the new Planet (Neptune)|périodique=Astronomische Nachrichten|volume=25|numéro=21|date= 1847|doi=10.1002/asna.18470252102|bibcode=1847AN.....25..309.|lire en ligne=https://zenodo.org/record/1424623|pages=309–14 }}.</ref>{{,}}<ref name ="Gingerich" />. Aussi, « Neptune » devient rapidement le nom internationalement accepté. Dans la [[mythologie romaine]], [[Neptune (mythologie)|Neptune]] est le dieu de la mer, identifié au [[Mythologie grecque|dieu grec]] [[Poséidon]]<ref>{{Lien web|titre=Mythologie romaine : Neptune|url=https://mythologica.fr/rome/neptune.htm|site=mythologica.fr|consulté le=11 septembre 2020}}.</ref>. La demande d'un nom mythologique est par ailleurs en accord avec la nomenclature des autres planètes qui sont toutes nommées d'après la mythologie romaine<ref name="USGS">{{Lien web|langue=en|titre=Planet and Satellite Names and Discoverers|url=http://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/Planets|série=Gazetteer of Planetary Nomenclature|éditeur=[[Institut d'études géologiques des États-Unis]] |date=17 décembre 2008|consulté le=26 mars 2012|archive-url=https://web.archive.org/web/20180809110639/https://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/Planets|archive-date=09 août 2018}}.</ref>{{,}}<ref group=N>Concernant la Terre, voir [[Terre#Mythes]].</ref>.

La plupart des langues utilisent aujourd'hui une variante du nom « Neptune » pour la planète. Dans les [[langues chinoises]], en [[vietnamien]], en [[japonais]] et en [[coréen]], le nom de la planète est traduit par « étoile du roi de la mer » ({{Langue|zh|海王星}})<ref name="nineplanets">{{Lien web|langue=en|titre=Planetary Linguistics {{!}} Latin, Greek, Sanskrit & Different Languages|url=https://nineplanets.org/planetary-linguistics/|site=The Nine Planets|date=25 septembre 2019|consulté le=19 août 2020}}.</ref>. En [[grec moderne]], la planète a pour nom « Poséidon » ({{grec moderne|Ποσειδώνας|Poseidónas}})<ref>{{Lien web|langue=en|titre=Greek names of the planets, how are planets named in Greek|url=https://www.greek-names.info/greek-names-of-the-planets/|date=25 avril 2010|consulté le=19 août 2020}}.</ref>. En [[hébreu]], {{Langue|he|רהב|trans=Rahab}}, du nom d'un [[monstre marin]] mythique mentionné dans le [[Livre des Psaumes]], est sélectionné comme nom officiel de la planète lors d'un vote organisé par l'[[Académie de la langue hébraïque]] en 2009 {{Incise|même si le nom {{Langue|he|נפטון|trans=Neptun}} reste couramment utilisé|.}}<ref>{{Lien web|langue=en|titre=Uranus and Neptune get Hebrew names at last|url=https://www.haaretz.com/1.4758704|site=[[Haaretz]] |consulté le=19 août 2020}}.</ref>. Finalement, en [[Maori de Nouvelle-Zélande|maori]], [[nahuatl]] et [[gujarati]], la planète prend respectivement les noms du dieu maori de la mer [[Tangaroa (mythologie)|Tangaroa]], du [[dieu de la pluie]] [[Tlaloc|Tlāloc]] et du [[Mythologie hindoue|dieu hindou]] de l'océan [[Varuna|Varun]]<ref name="nineplanets" />.

=== Après la découverte ===
[[Fichier:The Solar System - Lowell - Fig. 02.jpg|vignette|alt=Dessin des orbites des planètes du Système solaire, la plus éloignée étant Neptune.|Dessin du [[Système solaire]] par [[Percival Lowell]] en 1903.]]
Neptune est la seule des huit planètes connues à avoir été découverte par le calcul mathématique plutôt que par l'observation empirique<ref>{{Lien web|prénom=Laurence COUSTAL|nom=Coustal|titre=Trouver une planète par des calculs, possible mais rarissime|url=https://www.journaldemontreal.com/2016/01/21/trouver-une-planete-par-des-calculs-possible-mais-rarissime-1|site=[[Le Journal de Montréal]] |consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>. Contrairement aux sept autres planètes, Neptune n'est jamais visible à l'[[œil nu]] : sa [[magnitude apparente]] se situe entre 7,6 et 8,0<ref name="NASAFact" /> et en fait un astre environ quatre fois moins brillant que les plus pâles étoiles visibles à l'œil nu dont la magnitude apparente est de 6<ref name=":9" />{{,}}<ref name=":10" />. Elle n'apparaît comme un disque bleu-vert qu'à travers un [[télescope]]<ref name=":11" />.

Durant le {{s-|XIX}} et le début du {{s mini-|XX}}, les astronomes pensent qu'Uranus et Neptune sont des [[planète tellurique|planètes telluriques]]<ref name=":12" />. En 1909, les scientifiques croient observer, dans le [[Spectre électromagnétique|spectre]] de Neptune, la bande verte caractéristique d'une présence de la [[chlorophylle]], et l’hypothèse de la vie végétale sur cette planète est émise<ref name=":12" />. On s’aperçoit cependant quelques années plus tard que cette bande provient en réalité de l'emploi de plaques [[Orthochromatique|orthochromatiques]]<ref name=":12">Pierre Humbert, ''De Mercure à Pluton, planètes et satellites'', 1937, {{p.|149-150}}.</ref>.

À la fin du {{s-|XIX}}, il est suggéré que les irrégularités observées dans le mouvement d'Uranus et de Neptune découlent de la présence d'une autre planète encore plus éloignée<ref>{{Lien web|titre=La découverte de Pluton et la SAF – Société astronomique de France|url=https://saf-astronomie.fr/la-decouverte-de-pluton-et-la-saf/|site=saf-astronomie.fr|consulté le=04 septembre 2020}}</ref>. Après des recherches approfondies, [[Pluton (planète naine)|Pluton]] est découverte le {{date|18 février 1930}} au point de coordonnées fourni par les calculs de [[William Henry Pickering]] et [[Percival Lowell]] pour la {{lnobr|Planète X}}<ref>{{Lien web|langue=en-US|titre=The Discovery of Pluto|url=https://lowell.edu/the-discovery-of-pluto/|site=Lowell Observatory|consulté le=04 septembre 2020}}</ref>. Cependant, la nouvelle planète est trop lointaine pour générer les irrégularités observées dans le mouvement d'Uranus<ref name=":42">{{Lien web|langue=en|titre=The Discovery of Pluto - Pluto Revealed|url=http://www.discoveryofpluto.com/pluto06.html|site=discoveryofpluto.com|consulté le=04 septembre 2020}}</ref>, tandis que celles observées pour Neptune découlaient d'une erreur dans l'estimation de la masse de la planète (qui a été identifiée avec la mission de ''{{lnobr|Voyager 2}}'')<ref>{{Lien web|langue=en-US|nom=Linda|titre=Percival, Planet X, Pluto & Pure Dumb Luck|url=https://myquantumdiscovery.com/percival-planet-x-pluto-pure-dumb-luck|site=My Quantum Discovery|date=03 novembre 2017|consulté le=04 septembre 2020}}</ref>. La découverte de Pluton est donc plutôt fortuite<ref name=":42" />. En raison de sa grande distance, la connaissance de Neptune reste faible au moins jusqu'en 1949, quand [[Gerard Kuiper]] découvre sa deuxième lune [[Néréide (lune)|Néréide]]<ref>{{Ouvrage|langue=en|prénom1=Brian|nom1=Jones|titre=Exploring the planets|passage=59|lieu=New York|éditeur=Gallery Books|année=1991|pages totales=96|isbn=978-0-831-76975-8|oclc=23587465}}.</ref>. Dans les {{nobr|années 1970}} et 1980, des indices sont obtenus sur la présence probable d'[[Anneau planétaire|anneaux planétaires]] ou au moins de fragments autour de Neptune<ref name=":14" />. En 1981, une équipe menée par [[Harold Reitsema]] observe un troisième de ses satellites, [[Larissa (lune)|Larissa]]<ref>{{Article|langue=en|prénom1=H. J.|nom1=Reitsema|prénom2=W. B.|nom2=Hubbard|prénom3=L. A.|nom3=Lebofsky|prénom4=D. J.|nom4=Tholen|titre=Occultation by a possible third satellite of Neptune|périodique=Science|volume=215|numéro=4530|date=01 janvier 1982|issn=0036-8075|doi=10.1126/science.215.4530.289|lire en ligne=https://arizona.pure.elsevier.com/en/publications/occultation-by-a-possible-third-satellite-of-neptune|consulté le=10 septembre 2020|pages=289–291 }}.</ref>{{,}}<ref name=":41" />.

=== Statut ===
Depuis sa découverte en 1846 jusqu'à la découverte de Pluton en 1930, Neptune était la planète la plus éloignée connue<ref name=":45" />. Avec cette découverte, Neptune devient l'avant-dernière planète, sauf pour une période de {{nombre|20|ans}} entre 1979 et 1999, lorsque l'orbite elliptique de Pluton faisait qu'elle était plus proche du Soleil que Neptune<ref name=":45" />{{,}}<ref>{{Article |langue=en|prénom1=Tony |nom1=Long |titre=Jan. 21, 1979: Neptune Moves Outside Pluto's Wacky Orbit |périodique=Wired |date=21 janvier 2008|issn=1059-1028 |lire en ligne=https://www.wired.com/2008/01/dayintech-0121/ |consulté le=19 août 2020}}</ref>{{,}}<ref>[http://www.flashespace.com/html/jan06/05_01.htm « Pluton, plus froid qu'initialement pensé »], flashespace.com.</ref>. Finalement, la découverte de la [[ceinture de Kuiper]] en 1992 conduit de nombreux astronomes à débattre de la question de Pluton et de savoir si elle doit toujours être considérée comme une planète ou comme intégrée à la ceinture de Kuiper<ref>{{Article|langue=en|auteur1=Weissman, Paul R. |titre=The Kuiper Belt |périodique=Annual Review of Astronomy and Astrophysics |volume=33 |date= 1995|doi=10.1146/annurev.aa.33.090195.001551 |bibcode=1995ARA&A..33..327W |pages=327–57 }}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en|titre=The Status of Pluto:A clarification |url=http://www.iau.org/STATUS_OF_PLUTO.238.0.html |série=[[Union astronomique internationale|International Astronomical Union]], Press release |date= 1999|consulté le=25 mai 2006|archive-url=https://web.archive.org/web/20060615200253/http://www.iau.org/STATUS_OF_PLUTO.238.0.html |archive-date=15 juin 2006}}</ref>. En 2006, l'[[Union astronomique internationale]] [[Définition des planètes de l'Union astronomique internationale|définit le mot « planète » pour la première fois]], reclassant Pluton comme « [[planète naine]] » et faisant de Neptune à nouveau la planète la plus éloignée du Soleil<ref>{{Article |langue=en |auteur1=IAU |titre=Resolutions 5 and 6 |périodique=IAU 2006 General Assembly |date=24 août 2006|lire en ligne=https://www.iau.org/static/resolutions/Resolution_GA26-5-6.pdf |format=pdf |pages=2 }}</ref>{{,}}<ref>[http://www.universcience.fr/fr/science-actualites/actualite-as/wl/1248100230470/pluton-detronee-plus-que-huit-planetes-autour-du-soleil/ « Pluton détrônée : plus que huit planètes autour du Soleil ! »], universcience.fr.</ref>.

== Caractéristiques physiques ==
=== Masse et diamètre ===
[[Fichier:Neptune, Earth size comparison true color.jpg|vignette|gauche|alt=Neptune et la Terre représentées à l'échelle côte à côte|Comparaison de taille entre Neptune et la Terre.]]
D'une masse de {{unité|1,024 e26 kg}}<ref name="NASAFact" />, Neptune est un corps intermédiaire entre la [[Terre]] et les [[Planète géante gazeuse|géantes gazeuses]] comme [[Jupiter (planète)|Jupiter]] ou [[Saturne (planète)|Saturne]]. En effet, la masse neptunienne est {{nobr|17 fois}} plus importante que celle de la Terre mais 1/{{19e}} de la [[masse jovienne]]<ref name=":45" />{{,}}<ref name="Planetary Fact">{{Lien web |langue=en |titre=Planetary Fact Sheet |url=https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/ |site=nssdc.gsfc.nasa.gov |consulté le=20 août 2020}}.</ref>{{,}}<ref name="mass" group="N">:<math>\tfrac{M_\text{Neptune}}{M_\text{Terre}} = \tfrac{1,02 \times 10^{26}}{5,97 \times 10^{24}} = 17,09</math>''';'''<math>\tfrac{M_\text{Jupiter}}{M_\text{Neptune}} = \tfrac{1,90 \times 10^{27}}{1,02 \times 10^{26}} = 18,63.</math>

:</ref>. Le [[Rayon équatorial et rayon polaire|rayon équatorial]] de la planète est de {{unité|24764|km}}, environ quatre fois celui de la Terre<ref name=":45" />{{,}}<ref>{{en}} Seidelmann P. Kenneth, B. A. Archinal, M. F. A’hearn, {{et al.}}, « {{langue|en|texte=Report of the IAU/IAGWorking Group on cartographic coordinates and rotational elements}} », ''{{langue|en|[[Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy]]}}''({{langue|en|Springer Netherlands}}), {{numéro}}90, 2007, {{p.|155-180}}.</ref>. Sa [[Gravitation |gravité]] à {{Unité|1|[[bar (unité)|bar]]}} est de {{Unité|11,15|m/s2}}{{,}}<ref name="NASAFact">{{Lien web|langue=en |titre=Neptune Fact Sheet |url=https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/neptunefact.html |site=nssdc.gsfc.nasa.gov |consulté le=20 août 2020}}</ref>, soit {{nobr|1,14 fois}} la [[gravité de surface]] sur Terre, surpassée seulement par Jupiter dans le Système solaire<ref name="Planetary Fact" />.

Du fait de la [[compression gravitationnelle]], Neptune est plus petite qu'[[Uranus (planète)|Uranus]] ({{unité|49528|km}} de diamètre pour Neptune, contre {{unité|51118|km}} pour Uranus) car elle est plus massive que cette dernière (Uranus possède une masse de {{unité/2 |8.681|e=25|kg}})<ref>{{en}} R. A. Jacobson, J. K. Campbell, A. H. Taylor, S. P. Synnott, « {{langue|en|The masses of Uranus and its major satellites from Voyager tracking data and earth-based Uranian satellite data}} », {{langue|en|''The Astronomical Journal'', {{numéro}}103}}, juin 1992.</ref>{{,}}<ref name="Planetary Fact" />.

Par ailleurs, Neptune et Uranus sont souvent considérées comme une sous-classe des [[Planète géante|planètes géantes]], appelées « [[Planète géante de glaces|géantes de glaces]] » en raison de leur taille plus petite et de leur plus forte concentration de [[Substance volatile|substances volatiles]] par rapport à Jupiter et Saturne<ref name="Boss">{{Article |langue=en |auteur1=Alan P. Boss |titre=Formation of gas and ice giant planets |périodique=Earth and Planetary Science Letters |volume=202 |numéro=3–4 |date= 2002|doi=10.1016/S0012-821X(02)00808-7 |bibcode=2002E&PSL.202..513B |pages=513–23}}.</ref>. Dans le cadre de la recherche d'[[exoplanète]]s, Neptune est utilisée comme [[métonymie]] : les corps découverts ayant une masse similaire sont en effet qualifiés de {{Citation|Neptunes}}, par exemple les [[Neptune chaud]]s ou [[Neptune froid|froids]]<ref>{{Lien web |langue= fr|titre=Les Neptunes froides, géantes de glace |url=http://exoplanetes.univers-et-espace.com/2014/03/les-neptunes-froides-geantes-de-glace.html |site=exoplanetes.univers-et-espace.com |consulté le=02 septembre 2020}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |prénom=Laurent |nom=Sacco |titre=On a retrouvé les Neptunes chaudes perdues : elles se transformeraient en superterres |url=https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/exoplanete-on-retrouve-neptunes-chaudes-perdues-elles-transformeraient-superterres-74325/ |site=futura-sciences.com|consulté le=02 septembre 2020}}.</ref>.
{{Clr|gauche}}

=== Structure interne ===
[[Fichier:Neptune diagram.svg |vignette |redresse=1.5 |Composition de Neptune : <br>
1 - haute atmosphère ;<br>
2 - atmosphère composée de gaz d'hélium, d'hydrogène et de méthane ;<br>
3 - manteau composé de glaces d'eau, d’ammoniac et de méthane ;<br>
4 - noyau rocheux. |alt=Diagramme en coupe de Neptune, numéroté de l'extérieur vers l'intérieur.]]

La structure interne de Neptune serait similaire à celle d'Uranus{{Sfn |Alioui |5=2012 |p=32}}. Aussi, bien que sa densité soit trois fois plus faible que celle de la Terre, il s'agit de la planète géante la plus dense du Système solaire<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Neptune - Interior Structure And Composition |url=https://www.britannica.com/place/Neptune-planet |site=[[Encyclopædia Britannica]] |consulté le=2 septembre 2020}}.</ref>. Cela implique qu'un plus large pourcentage de son intérieur est composé de glaces fondues et de matériaux rocheux. Ainsi, elle possède probablement un [[noyau planétaire|noyau]] solide composé de [[fer]], de [[nickel]] et de [[Silicate |silicates]], d'une masse d'environ {{nobr|1,2 fois}} celle de la Terre<ref name="pass43">{{Article |langue=en |auteur1=M. Podolak |auteur2=A. Weizman |auteur3=M. Marley |titre=Comparative models of Uranus and Neptune |périodique=Planetary and Space Science |volume=43 |numéro=12 |date= 1995|doi=10.1016/0032-0633(95)00061-5 |bibcode=1995P&SS...43.1517P |pages=1517–22 }}</ref>{{,}}<ref name="PhysSurface">{{Lien web |langue=en |titre=That is the surface of Neptune like? |url=https://phys.org/news/2016-04-surface-neptune.html |site=[[phys.org]] |consulté le=02 septembre 2020}}</ref>. La pression au centre serait d'environ {{Unité|8|Mbar}} ({{Unité|800|GPa}}) {{Incise|environ deux fois plus élevée qu'au centre de la Terre}} et la température d'environ {{Conversion|8100|K|°C |abbr=on}} {{Incise|soit plus que celle régnant dans le [[noyau interne]] terrestre et à la surface du Soleil|.}}<ref name=":16">{{Article |langue=en |prénom1=Ravit |nom1=Helled |prénom2=John D. |nom2=Anderson |prénom3=Morris |nom3=Podolak |prénom4=Gerald |nom4=Schubert |titre=INTERIOR MODELS OF URANUS AND NEPTUNE |périodique=The Astrophysical Journal |volume=726 |numéro=1 |date=09 décembre 2010|issn=0004-637X |issn2=1538-4357 |doi=10.1088/0004-637x/726/1/15 |lire en ligne=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/726/1/15 |consulté le=4 septembre 2020|pages=15 }}.</ref>{{,}}<ref>{{Article |langue=en-GB |prénom1=Jason |nom1=Palmer |titre=Earth's core far hotter than thought |périodique=BBC News |date=26 avril 2013|lire en ligne=https://www.bbc.com/news/science-environment-22297915 |consulté le=4 septembre 2020}}.</ref>.

Au-dessus de ce noyau, à l'instar d'Uranus, Neptune pourrait présenter une composition assez uniforme (différentes glaces, [[hydrogène]] et [[hélium]]) et non pas une structure « en couches » comme [[Jupiter (planète)|Jupiter]] et [[Saturne (planète)|Saturne]]<ref name=":2">{{Article |langue=en |prénom1=W. B. |nom1=Hubbard |titre=Neptune's Deep Chemistry |périodique=Science |volume=275 |numéro=5304 |date=28 février 1997|doi=10.1126/science.275.5304.1279 |lire en ligne=https://www.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.275.5304.1279 |consulté le=04 septembre 2020|pages=1279–1280}}.</ref>. Cependant, plusieurs modèles actuels de la structure d'Uranus et Neptune proposent l'existence de trois couches : un cœur rocheux, une couche médiane allant de glacée à liquide et formée d'eau, de méthane et d'ammoniac, et une atmosphère d'hydrogène et d'hélium<ref name="PhysSurface" />, bien que la réalité puisse être plus complexe<ref name=":16" />.

En 1981, des études théoriques et des expériences réalisées par compression laser conduisent Marvin Ross, du [[laboratoire national Lawrence Livermore]], à proposer que cette couche soit totalement ionisée et que le méthane y soit pyrolysé en carbone sous forme de métal ou de [[diamant]]<ref name=":17">{{article |langue=en |auteur=Marvin Ross |titre=The ice layer in Uranus and Neptune—diamonds in the sky? |périodique=Nature |lien périodique=Nature (revue)|volume=292 |numéro=5822 |date=30 juillet 1981|doi=10.1038/292435a0 |pages=435-436 }}.</ref>. Le [[méthane]] se décompose en [[carbone]] et en [[hydrocarbure]]s. Ensuite, la précipitation du carbone libère de l'énergie {{Incise|énergie potentielle gravitationnelle convertie en chaleur}} entraînant des courants de [[convection]] qui libèrent les hydrocarbures dans l'atmosphère. Ce modèle expliquerait la présence d'hydrocarbures divers dans l'atmosphère de Neptune<ref name=":17" />{{,}}<ref>{{Article |langue=en |auteur1=Richard A. Kerr |titre=Neptune May Crush Methane Into Diamonds |périodique=Science |volume=286 |numéro=5437 |date=octobre 1999|pmid=10532884 |doi=10.1126/science.286.5437.25a |pages=25a–25}}.</ref>.

En 2017, de nouvelles expériences simulant les conditions présumées régner vers {{unité|10000|km}} sous la surface d'Uranus et de Neptune viennent conforter ce modèle en produisant des diamants de taille nanométrique<ref name=":4">{{Article |langue=en |auteur1=D. Kraus |prénom2=J. |nom2=Vorberger |prénom3=A. |nom3=Pak |prénom4=N.J. |nom4=Hartley |titre=Formation of diamonds in laser-compressed hydrocarbons at planetary interior conditions |périodique=Nature Astronomy |volume=1 |numéro=9 |date=septembre 2017|doi=10.1038/s41550-017-0219-9 |bibcode=2017NatAs...1..606K |lire en ligne=http://www.escholarship.org/uc/item/1zd805nx |archiveurl=https://web.archive.org/web/20181023160552/https://escholarship.org/uc/item/1zd805nx|archive-date=23 octobre 2018|consulté le=25 août 2018|pages=606–11}}</ref>. Ces conditions de hautes température et pression ne peuvent pas être maintenues plus d'une [[nanoseconde]] sur Terre mais, dans les conditions régnant dans les atmosphères de Neptune ou d'Uranus, les nano-diamants auraient le temps de croître pour donner des pluies de diamants<ref>{{article |langue=en |auteur=Kimberly M. S. Cartier |titre=Diamonds Really Do Rain on Neptune, Experiments Conclude |périodique=EOS |lien périodique=Eos (journal)|volume=98 |date=15 septembre 2017|doi=10.1029/2017EO082223 |lire en ligne=https://eos.org/articles/diamonds-really-do-rain-on-neptune-experiments-conclude |consulté le=22 septembre 2017}}.</ref>{{,}}<ref name=":4" />{{,}}<ref>{{Article |titre=Pluies de diamants sur Neptune et Uranus, des scientifiques confirment |périodique=[[Le Dauphiné libéré]] |date=27 août 2017|lire en ligne=http://www.ledauphine.com/france-monde/2017/08/27/pluies-de-diamants-sur-neptune-et-uranus-des-scientifiques-confirment |consulté le=27 août 2017}}.</ref>. Il est également supposé que ce type de pluie de diamants se produise sur Jupiter et Saturne<ref>{{Lien web |langue=en |auteur=Sean Kane |titre=Lightning storms make it rain diamonds on Saturn and Jupiter |url=https://www.businessinsider.com/diamond-rain-saturn-jupiter-2016-4 |éditeur=Business Insider |date=29 avril 2016|consulté le=22 mai 2019|archive-url=https://web.archive.org/web/20190626211704/https://www.businessinsider.com/diamond-rain-saturn-jupiter-2016-4 |archive-date=26 juin 2019}}</ref>. Aussi, le sommet du manteau peut être un océan de carbone liquide où les « diamants » solides flottent<ref name="Eggert 2004">{{Article |langue=en |auteur1=Bradley |prénom1=D.K. |auteur2=Eggert |prénom2=J.H. |auteur3=Hicks |prénom3=D.G. |auteur4=Celliers |prénom4=P.M. |titre=Shock Compressing Diamond to a Conducting Fluid |périodique=Physical Review Letters |volume=93 |numéro=19 |date=30 juillet 2004|pmid=15600850 |doi=10.1103/physrevlett.93.195506 |bibcode=2004PhRvL..93s5506B |lire en ligne=https://e-reports-ext.llnl.gov/pdf/310197.pdf |archiveurl=https://web.archive.org/web/20161221011243/https://e-reports-ext.llnl.gov/pdf/310197.pdf |format=pdf |archive-date=21 décembre 2016|consulté le=16 mars 2016|pages=195506 }}</ref>{{,}}<ref name="Eggert 2010">{{Article |langue=en |auteur1=J.H. Eggert |auteur2=D.G. Hicks |auteur3=P.M. Celliers |auteur4=D.K. Bradley|titre=Melting temperature of diamond at ultrahigh pressure |périodique=Nature Physics |volume=6 |numéro=40 |date=8 novembre 2009|doi=10.1038/nphys1438 |bibcode=2010NatPh...6...40E |accès url=libre|pages=40–43 }}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Oceans of Liquid Diamond May Exist On Neptune and Uranus |url=https://phys.org/news/2010-01-oceans-liquid-diamond-neptune-uranus.html |site=phys.org |consulté le=02 septembre 2020}}</ref>.

Le manteau équivaut à entre 10 et {{Unité|15|masses}} terrestres et est riche en eau, en ammoniac et en méthane<ref name="MattWilliams">{{Lien web |langue=en-US |prénom=Matt |nom=Williams |titre=What is Neptune Made Of? |url=https://www.universetoday.com/21596/what-is-neptune-made-of-1/ |site=[[Universe Today]] |date=24 mai 2017|consulté le=02 septembre 2020}}</ref>. Comme il est d'usage en science planétaire, ce mélange est qualifié de [[Substance volatile |glacé]] même s'il s'agit d'un fluide chaud et dense<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Not a Heart of Ice |url=https://www.planetary.org/articles/not-a-heart-of-ice |site=The Planetary Society |consulté le=04 septembre 2020}}</ref>. Ce fluide, qui a une [[conductivité électrique]] élevée, est parfois appelé océan eau-ammoniac<ref name="Atreya2006">{{Article |langue=en |auteur1=S. Atreya |auteur2=P. Egeler |auteur3=K. Baines |titre=Water-ammonia ionic ocean on Uranus and Neptune? |périodique=Geophysical Research Abstracts |volume=8 |date= 2006|lire en ligne=http://www.cosis.net/abstracts/EGU06/05179/EGU06-J-05179-1.pdf |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120205194205/http://www.cosis.net/abstracts/EGU06/05179/EGU06-J-05179-1.pdf |format=pdf |archive-date=05 février 2012|consulté le=7 novembre 2007}}</ref>. Le manteau peut être constitué d'une couche d'eau ionique dans laquelle les molécules d'eau se décomposent en [[Oxygène|ions]] [[hydrogène]] et [[oxygène]], et plus profondément en [[eau superionique]], dans laquelle l'oxygène cristallise mais les [[Dihydrogène (cation)|ions hydrogène]] flottent librement dans le réseau d'oxygène<ref>{{Lien web |langue=en-US |prénom=David |nom=Shiga |titre=Weird water lurking inside giant planets |url=https://www.newscientist.com/article/mg20727764-500-weird-water-lurking-inside-giant-planets/ |site=New Scientist |consulté le=20 août 2020}}</ref>.

=== Chaleur interne ===
[[Fichier:Different_Faces_Neptune.jpg|vignette| Quatre images prises à quatre heures d'intervalle chacune par ''Hubble'' (''{{lang|en|texte=Wide Field Camera 3}}'')<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Happy birthday Neptune |url=http://www.spacetelescope.org/images/ann1115a/ |éditeur=ESA/Hubble |consulté le=13 juillet 2011|archive-url=https://web.archive.org/web/20110715204613/http://www.spacetelescope.org/images/ann1115a/ |archive-date=15 juillet 2011}}</ref>.|alt=Quatre images de la planète montrant les structures nuageuses en rouge à divers endroits.]]
Le climat varié de Neptune par rapport à [[Uranus (planète)|Uranus]] est en partie dû à sa [[chaleur interne]] plus élevée. Les régions supérieures de la troposphère de Neptune atteignent une température basse de {{Conversion|55|K|°C||disp=|abbr=on}}<ref name=":25" />. À une profondeur où la [[pression atmosphérique]] est égale à {{Conversion|1|bar|kPa|lk=on|sing=on}}, la température est de {{Conversion|72|K|°C||disp=|abbr=on}}<ref name=":23">{{Article |langue=en |auteur1=Gunnar F. Lindal |titre=The atmosphere of Neptune&nbsp;– an analysis of radio occultation data acquired with Voyager 2 |périodique=Astronomical Journal |volume=103 |date= 1992|doi=10.1086/116119 |bibcode=1992AJ....103..967L |pages=967–82}}</ref>. Plus profondément à l'intérieur des couches de gaz, la température augmente de façon constante<ref name=":25" />.

Comme pour Uranus, la source de ce réchauffement est inconnue. Cependant, l'écart est plus grand sur Neptune : si Uranus rayonne {{nobr|1,1 fois}} plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil, Neptune rayonne environ {{nobr|2,61 fois}} plus d'énergie qu'elle n'en reçoit<ref>{{Article |langue=en |prénom1=Lawrence |nom1=Sromovsky |prénom2=Patrick |nom2=Fry |titre=Dynamics of cloud features on Uranus |périodique=Icarus |volume=193 |numéro=1 |date=2008-01 |doi=10.1016/j.icarus.2007.07.022 |lire en ligne=http://arxiv.org/abs/1503.03714 |consulté le=20 septembre 2020|pages=53–73 }}</ref>{{,}}<ref>{{Article |langue=en |prénom1=R. |nom1=Hanel |prénom2=B. |nom2=Conrath |prénom3=F. M. |nom3=Flasar |prénom4=V. |nom4=Kunde |titre=Infrared Observations of the Uranian System |périodique=Science |volume=233 |numéro=4759 |date=04 juillet 1986|issn=0036-8075 |issn2=1095-9203 |pmid=17812891 |doi=10.1126/science.233.4759.70 |lire en ligne=https://science.sciencemag.org/content/233/4759/70 |consulté le=20 septembre 2020|pages=70–74 }}.</ref>{{,}}<ref>{{Article |langue=en |auteur1=J.C. Pearl |auteur2=B.J. Conrath |titre=The albedo, effective temperature, and energy balance of Neptune, as determined from Voyager data |périodique=Journal of Geophysical Research: Space Physics |volume=96 |date= 1991|doi=10.1029/91ja01087 |bibcode=1991JGR....9618921P |pages=18,921–30}}.</ref>. Ainsi, même si Neptune se trouve 50 % plus loin du [[Soleil]] qu'Uranus et ne reçoit donc que 40 % de sa [[Rayonnement solaire|lumière solaire]], sa chaleur interne est suffisante pour générer les vents planétaires les plus rapides du [[Système solaire]]<ref name=":20" />.

Selon les propriétés thermiques de son intérieur, la chaleur résultante de la formation de la planète peut être suffisante pour expliquer ce flux de chaleur actuel, bien qu'il soit difficile d'expliquer simultanément le manque de chaleur interne d'[[Uranus (planète)|Uranus]] tout en observant la similitude apparente entre les deux planètes<ref name=":24">{{Ouvrage|langue=en|auteur1=Imke de Pater|auteur2=Jack J. Lissauer|titre=Planetary Sciences, 1st edition|année=2001|passage=224|lire en ligne=https://books.google.fr/books?id=RaJdy3_VINQC&pg=PA224&dq=planet+neptune+heat+flow}}</ref>. Il est aussi possible que les activités atmosphériques sur les deux géantes glacées soient plus dépendantes de l'[[irradiation solaire]] que de la quantité de chaleur s'échappant de leur intérieur<ref name=":24" />.

Or, la température de Neptune est loin d'être stabilisée. Grâce à près d'une centaine d'images prises avec le [[Très Grand Télescope]], une équipe de chercheurs obtient ainsi des résultats non explicables par la théorie actuelle. D'une part, entre 2003 et 2018, la température moyenne aurait baissé de {{Unité|8|°C}}, en dépit de l'arrivée de l'été austral. D'autre part, un réchauffement rapide est constaté au pôle Sud de Neptune de 2018 à 2020, avec près de {{Unité|11|°C}} d'augmentation durant ces deux seules années<ref>{{Lien web |langue=fr |auteur=[[Observatoire européen austral]] |nom=[[Observatoire européen austral]] |titre=Le VLT de l'ESO observe des changements surprenants dans les températures de Neptune |url=https://www.eso.org/public/france/news/eso2206/ |accès url=libre |site=www.eso.org |date=11 avril 2022 |consulté le=2022-04-28}}</ref>{{,}}<ref>{{Article|langue=en|prénom1=Michael T.|nom1=Roman|prénom2=Leigh N.|nom2=Fletcher|prénom3=Glenn S.|nom3=Orton|prénom4=Thomas K.|nom4=Greathouse|titre=Subseasonal Variation in Neptune’s Mid-infrared Emission|périodique=The Planetary Science Journal|volume=3|numéro=4|date=2022-04-01|issn=2632-3338|doi=10.3847/PSJ/ac5aa4|lire en ligne=https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ac5aa4|consulté le=2022-04-28|pages=78}}</ref>.

=== Atmosphère ===
{{Article détaillé|Atmosphère de Neptune}}
[[Fichier:Neptune-Methane.jpg|vignette| Image composite de lumière visible et [[infrarouge]] de Neptune, montrant des bandes de [[méthane]] (en rouge) dans son [[Atmosphère planétaire|atmosphère]]. Par ailleurs, on voit quatre de ses [[Satellite naturel|lunes]] : [[Protée (lune)|Protée]], [[Larissa (lune)|Larissa]], [[Galatée (lune)|Galatée]] et [[Despina (lune)|Despina]] (par ''Hubble'')<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Hubble Makes Movie of Neptune's Dynamic Atmosphere |url=http://hubblesite.org/contents/news-releases/2005/news-2005-22 |site=HubbleSite.org |consulté le=5 septembre 2020}}.</ref>. |alt=Le pôle nord de la planète est illuminé en rouge, contrastant avec sa couleur bleue.]]
L'atmosphère de Neptune, épaisse de plus de {{unité|8000|km}}{{Sfn |Alioui |5=2012 |p=32}}, est composée en volume d'environ 80 % d'[[Dihydrogène|hydrogène]] et de 19 % d'[[hélium]] avec de l'ordre de 1,5 % de [[méthane]] {{fchim|CH|4}}{{Incise|le fait que la somme fasse plus de 100 % est dû aux incertitudes sur ces proportions|.}}<ref name="NASAFact" />. Des traces d'[[ammoniac]] ({{fchim|NH|3}}), d'[[éthane]] ({{fchim|C|2|H|6}}) et d'[[acétylène]] ({{fchim|C|2|H|2}}) ont également été détectées<ref name="NASAFact" />. Son atmosphère forme environ 5 % à 10 % de sa masse et représente 10 % à 20 % de son rayon<ref name="MattWilliams" />.

La couleur bleue de Neptune provient principalement du méthane qui absorbe la lumière dans les [[longueur d'onde|longueurs d'onde]] du rouge{{Sfn|Alioui |5=2012|p=33}}. En effet, des bandes d'absorption importantes de méthane existent à des longueurs d'onde du [[spectre électromagnétique]] supérieures à {{Unité|600|nm}}<ref>{{Lien web |langue=en |nom=Crisp |prénom=D. |auteur2=Hammel, H.B. |titre=Hubble Space Telescope Observations of Neptune |url=http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1995/09/image/a/ |éditeur=Hubble News Center |date=14 juin 1995|consulté le=22 avril 2007|archive-url=https://web.archive.org/web/20070802132430/http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1995/09/image/a |archive-date=02 août 2007}}.</ref>.

L'atmosphère de Neptune est divisée en deux régions principales : la basse [[troposphère]], où la [[température]] diminue avec l'altitude, et la [[stratosphère]], où la température augmente avec l'altitude<ref name=":20" />. La frontière entre les deux, la [[tropopause]], se situe à une pression de {{Conversion |0.1|bar|kPa|sing=on}}<ref name="MattWilliams" />. La {{page h'|Stratosphère (homonymie)|stratosphère}} cède ensuite la place à la [[thermosphère]] vers les pressions proches de 10<sup>-5</sup> à {{Unité|e-4 bar}} (1 à {{Unité|10|Pa}}) puis passe progressivement à l'[[exosphère]]<ref name=":20" />.

[[Fichier:Neptune_clouds.jpg|vignette|gauche|Des bandes de nuages de haute altitude projettent des ombres sur les nuages inférieurs<ref name=":19" />. |alt=Zoom sur la planète et ses structures nuageuses ; des ombres sont visibles.]]

Les modèles suggèrent que la troposphère de Neptune est entourée de nuages de compositions variables selon l'altitude. Les [[nuage]]s de niveau supérieur se trouvent à des pressions inférieures à un bar, où la température permet au méthane de se condenser<ref name=":20" />. Pour des pressions comprises entre un et cinq bars (100 et {{unité|500|kPa}}), ce sont des nuages d'ammoniac et de [[sulfure d'hydrogène]] qui se formeraient{{Sfn |Elkins-Tanton |5=2006|p=79-83}}. Au-dessus d'une pression de cinq bars, les nuages peuvent être constitués d'ammoniac, de [[Hydrosulfure d'ammonium |sulfure d'ammonium]], d'hydrogène sulfuré et d'eau. Plus profondément, vers {{unité|50|bars}} et là où la température atteint {{Unité|0|°C}}, il serait possible de trouver des nuages de glace d'eau{{Sfn |Elkins-Tanton |5=2006|p=79-83}}.

Des nuages de haute altitude sur Neptune ont été observés, projetant des ombres sur le pont nuageux opaque en dessous<ref name=":19">{{Lien web |langue=en |auteur=NASA |titre=PIA00058: Neptune Clouds Showing Vertical Relief |url=https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00058 |site=photojournal.jpl.nasa.gov |date=29 janvier 1996}}</ref>. Il existe également des bandes nuageuses de haute altitude qui entourent la planète à une latitude constante. Ces bandes circonférentielles ont des largeurs de {{unité|50 et 150|km}} et se situent environ {{unité|50 et 110|km}} au-dessus du pont nuageux<ref name="apj125">{{Article |langue=en |auteur1=Max, C.E. |auteur2=Macintosh, B.A. |auteur3=Gibbard, S.G. |auteur4=Gavel, D.T. |titre=Cloud Structures on Neptune Observed with Keck Telescope Adaptive Optics |périodique=The Astronomical Journal |volume=125 |numéro=1 |date= 2003|doi=10.1086/344943 |bibcode=2003AJ....125..364M |accès url=libre|pages=364–75}}</ref>. Ces altitudes correspondent à la troposphère, là où les phénomènes climatiques se produisent<ref name=":19" />.

Les images de Neptune suggèrent que sa stratosphère inférieure est trouble en raison de la condensation de produits de la [[photolyse]] ultraviolette du méthane, comme l'[[éthane]] et l'[[Acétylène|éthyne]]<ref name=":20">{{Article |langue=en |prénom1=Jonathan I. |nom1=Lunine |titre=The Atmospheres of Uranus and Neptune |périodique=Annual Review of Astronomy and Astrophysics |volume=31 |numéro=1 |date=01 septembre 1993|issn=0066-4146 |doi=10.1146/annurev.aa.31.090193.001245 |lire en ligne=http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1993ARA%26A..31..217L&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf |format=pdf |consulté le=04 septembre 2020|pages=217–263 }}</ref>{{,}}<ref name=":2" />. La stratosphère abrite également des traces de [[monoxyde de carbone]] et de [[cyanure d'hydrogène]]<ref name=":21">{{Article |langue=en |prénom1=Thérèse |nom1=Encrenaz |titre=ISO observations of the giant planets and Titan: what have we learnt? |périodique=Planetary and Space Science |série=Recent Advances on the Atmosphere of Outer Planets and Titan |volume=51 |numéro=2 |date=01 février 2003|issn=0032-0633 |doi=10.1016/S0032-0633(02)00145-9 |lire en ligne=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032063302001459 |consulté le=04 septembre 2020|pages=89–103}}</ref>. La stratosphère de Neptune est plus chaude que celle d'Uranus en raison de sa concentration élevée en [[hydrocarbure]]s<ref name=":20" />.

Pour des raisons qui restent obscures, la thermosphère est à une température anormalement élevée d'environ {{Conversion|750|K|°C|abbr=on}}, la planète étant trop loin du [[Soleil]] pour que cette chaleur soit générée par [[Ultraviolet|rayonnement ultraviolet]]<ref>{{Article|langue=en |prénom1=Floyd |nom1=Herbert |prénom2=Bill R. |nom2=Sandel |titre=Ultraviolet observations of Uranus and Neptune |périodique=Planetary and Space Science |volume=47 |numéro=8 |date=01 août 1999|issn=0032-0633 |doi=10.1016/S0032-0633(98)00142-1 |lire en ligne=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032063398001421 |consulté le=04 septembre 2020|pages=1119–1139 }}</ref>{{,}}<ref name="Broadfoot19989">{{Article |langue=en |auteur1=A.L. Broadfoot |auteur2=S.K.Atreya |auteur3=J.L. Bertaux |titre=Ultraviolet Spectrometer Observations of Neptune and Triton |périodique=Science |volume=246 |numéro=4936 |date= 1999|pmid=17756000 |doi=10.1126/science.246.4936.1459 |bibcode=1989Sci...246.1459B |lire en ligne=http://www-personal.umich.edu/~atreya/Articles/1989_Voyager_UV_Spectrometer.pdf |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080528020007/http://www-personal.umich.edu/~atreya/Articles/1989_Voyager_UV_Spectrometer.pdf |format=pdf |archive-date=28 mai 2008|consulté le=12 mars 2008|pages=1459–66}}.</ref>. Le mécanisme de chauffage pourrait être l'interaction atmosphérique avec les ions dans le [[Magnétosphère|champ magnétique]] de la planète. Cela pourrait également être le résultat d'[[Onde de gravité|ondes de gravité]] qui se dissipent dans l'atmosphère. La thermosphère contient des traces de [[dioxyde de carbone]] et d'eau, qui peuvent avoir été déposées à partir de sources externes telles que les [[météorite]]s et la poussière<ref name=":21" />{{,}}{{Sfn |Elkins-Tanton |5=2006|p=79-83}}. Une [[ionosphère]] constituée de plusieurs couches a également été découverte entre {{unité|1000 et 4000|km}} au-dessus du niveau {{nombre|1|bar}}<ref>{{Lien web |titre=Compendium du système solaire - Neptune |url=http://www.astrosurf.com/luxorion/sysol-neptune2.htm |site=astrosurf.com |consulté le=02 septembre 2020}}.</ref>.

La température mesurée dans les couches les plus supérieures de l'atmosphère est de l'ordre de {{nobr|55 [[Kelvin|K]]}} ({{unité|-218 |[[Degré Celsius|°C]]}}), moyenne la plus basse mesurée sur une planète du Système solaire, après [[Uranus (planète)|Uranus]]<ref name="NASAFact" />{{,}}<ref name=":25">{{Lien web |langue=en |auteur=Nola Taylor Redd |titre=What is Neptune's Temperature? |url=https://www.space.com/18921-neptune-temperature.html |site=[[Space.com]] |date=14 décembre 2012 |consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>

Pendant de nombreuses années, une différence marquée de couleur entre les atmosphères [[Atmosphère d'Uranus|d'Uranus]] et [[Atmosphère de Neptune|de Neptune]] a suscité un questionnement dans la communauté scientifique<ref>{{Lien web |langue=fr-FR |prénom=Fleur |nom=Olagnier |titre=Neptune, une planète mystérieuse |url=https://www.stelvision.com/astro/neptune-une-planete-mysterieuse/ |site=Stelvision |date=2019-08-23 |consulté le=2024-01-09}}.</ref>. En {{date|janvier 2024}}, une publication propose une explication : l'image publiée par la NASA après le survol de ''{{nobr|Voyager 2}}'' était traitée pour augmenter la couleur bleue, dans le but de faire ressortir les nuages et les détails de son atmosphère, mais cette information s'est perdue<ref>{{Lien web |langue=en |auteur=Sharmila Kuthunur |titre=Uranus and Neptune are actually similar blues, 'true' color images reveal |url=https://www.space.com/uranus-neptune-similar-shades-of-blue-voyager-2-images |site=[[Space.com]] |date=2024-01-05 |consulté le=2024-01-09}}.</ref>. De nouvelles mesures du spectre de Neptune provenant du télescope spatial [[Hubble (télescope spatial)|''Hubble'']] et du [[Très Grand Télescope|''{{lang|en|Very Large Telescope}}'']] indiquent que les atmosphères des deux planètes seraient similaires et que les deux planètes partagent la même couleur à quelques variations près<ref>{{Lien web |langue=en |titre=New images reveal what Neptune and Uranus really look like |url=https://www.eurekalert.org/news-releases/1030165 |site=EurekAlert! |consulté le=2024-01-09}}.</ref>.

=== Climat ===
Le [[climat]] sur Neptune est caractérisé par d'importants systèmes de tempêtes, avec des vents dépassant les {{unité|2000|km/h}} (environ {{unité|550|m/s}}), soit presque un [[Supersonique|flux supersonique]] dans l'atmosphère de la planète {{Incise|où la vitesse du son est deux fois plus grande que sur Terre|.}}<ref>{{article |langue=en |prénom1=V. E. |nom1=Suomi |prénom2=S. S. |nom2=Limaye |prénom3=D. R. |nom3=Johnson |titre=High Winds of Neptune: A Possible Mechanism |périodique=Science |volume=251 |année=1991 |pmid=17847386 |doi=10.1126/science.251.4996.929 |url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/251/4996/929 |consulté le=25 février 2008|passage=929-932 }}.</ref>. Ces vents sont par ailleurs les plus rapides du Système solaire{{Sfn |Alioui |5=2012|p=33}}. En suivant le mouvement des nuages persistants, il a été observé que la vitesse du vent varie de {{unité|20|m/s}} lorsqu'ils vont vers l'est à {{unité|325|m/s}} lorsqu'ils vont vers l'ouest<ref name="Hammel1989">{{Article |langue=en |auteur1=Hammel, H.B. |auteur2=Beebe, R.F. |auteur3=De Jong, E.M. |auteur4=Hansen, C.J. |titre=Neptune's wind speeds obtained by tracking clouds in Voyager 2 images |périodique=Science |volume=24 |numéro=4924 |date= 1989|pmid=17798743 |doi=10.1126/science.245.4924.1367 |bibcode=1989Sci...245.1367H |pages=1367–69}}</ref>. Au sommet des nuages, les vents dominants varient en vitesse de {{unité|400|m/s}} le long de l'équateur jusqu'à {{unité|250|m/s}} aux pôles{{Sfn |Elkins-Tanton |5=2006|p=79-83}}. La plupart des vents sur Neptune se déplacent dans une direction opposée à la rotation de la planète{{Sfn |Burgess |3=|4=|5=1991|p=64–70}}. Le schéma général des vents montre également une rotation [[Mouvement prograde ou rétrograde |prograde]] aux latitudes élevées par rapport à une rotation [[Rétrogradation (astronomie)|rétrograde]] aux latitudes faibles. Cette différence de direction d'écoulement serait une sorte d'[[effet de peau]] et non le résultat de processus atmosphériques plus profonds<ref name=":20" />.

[[Fichier:Neptune’s shrinking vortex.jpg|redresse=1.5 |vignette|Vortex noir disparaissant en quelques années, signe de la variabilité du climat sur Neptune<ref>{{Lien web |langue=en |nom=[[Observatoire européen austral]] |titre=Neptune’s shrinking vortex |url=https://www.spacetelescope.org/images/potw1808a/ |site=spacetelescope.org |consulté le=04 septembre 2020}}</ref>.|alt=Quatre images à un an d'écart de la même zone de la planète montrant qu'une tache diminue de taille.]]

Neptune diffère grandement d'Uranus par son niveau typique d'activité [[Météorologie|météorologique]]. En effet, il n'a été observé aucun phénomène comparable sur Uranus d'après les observations de ''{{lnobr|Voyager 2}}'' en [[1986 en astronautique|1986]]<ref name="spot">{{Lien web |langue=en |nom=Lavoie |prénom=Sue |titre=PIA02245: Neptune's blue-green atmosphere |url=http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA02245 |éditeur=NASA JPL |date=16 février 2000|consulté le=28 février 2008|archive-url=https://www.webcitation.org/6IqDtYJ9u?url=http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA02245 |archive-date=13-08-013}}</ref>.

L'abondance de méthane, d'éthane et d'[[acétylène]] à l'équateur de Neptune est 10 à {{nobr|100 fois}} supérieure à celle des pôles. Ceci est interprété comme une preuve de phénomènes similaires à une [[remontée d'eau]] à l'équateur provoquée par les vents puis d'une [[plongée d'eau]] près des pôles. En effet, la [[photochimie]] ne peut sinon pas expliquer la distribution sans circulation méridienne<ref name=":20" />.

En 2007, il est découvert que la troposphère supérieure au pôle sud de Neptune est environ {{Unité|10|degrés}} plus chaude que le reste de son atmosphère, qui a pour température moyenne environ {{Conversion|73|K|°C||disp=|abbr=on}}<ref name=":25" />. Le différentiel de température est suffisant pour permettre au méthane, qui est figé ailleurs dans la troposphère, de s'échapper dans la stratosphère près du pôle<ref>{{Article |langue=en |auteur1=Orton, G.S. |auteur2=Encrenaz, T. |auteur3=Leyrat, C. |auteur4=Puetter, R. |titre=Evidence for methane escape and strong seasonal and dynamical perturbations of Neptune's atmospheric temperatures |périodique=Astronomy and Astrophysics |volume=473 |numéro=1 |date= 2007 |doi=10.1051/0004-6361:20078277 |bibcode=2007A&A...473L...5O |lire en ligne=http://pdfs.semanticscholar.org/eaf2/6ee6d3b89f8066c94af6d10a67a225bb3861.pdf |format=pdf |pages=L5–L8}}</ref>. Ce [[Point chaud (physique)|point chaud]] relatif est dû à l'[[Inclinaison de l'axe|inclinaison axiale]] de Neptune, celle-ci exposant le pôle sud au [[Soleil]] pendant le dernier quart de l'année de Neptune, soit environ {{nobr|40 années}} terrestres. Au fur et à mesure que Neptune se déplace lentement vers le côté opposé du Soleil, le pôle sud devient assombri et le pôle nord illuminé, ce qui provoque le déplacement de ce point chaud vers le pôle nord<ref>{{Lien web |langue=en |titre=A Warm South Pole? Yes, on Neptune! - Summer season on Neptune creates escape route for methane |url=https://www.eso.org/public/news/eso0741/ |site=[[Observatoire européen austral]] |consulté le=21 août 2020}}.</ref>.

En raison des changements saisonniers, la planète entrant dans son printemps dans son hémisphère sud, les bandes nuageuses de l'hémisphère sud de Neptune augmentent en taille et en [[albédo]]. Cette tendance est observée pour la première fois en 1980, et devrait durer jusque dans les années 2020, du fait des saisons qui durent quarante ans sur Neptune en raison de sa longue période de révolution<ref name=":18">{{Lien web |langue=en |titre=Brighter Neptune Suggests a Planetary Change of Seasons |url=http://hubblesite.org/contents/news-releases/2003/news-2003-17 |site=HubbleSite.org |consulté le=21 août 2020}}</ref>.

=== Tempêtes ===
[[Fichier:Neptune's Great Dark Spot.jpg|gauche|redresse=0.5|vignette|La [[Grande Tache sombre]].|alt=Zoom sur la Grande Tache sombre, qui apparait presque noire devant la couleur bleu azur de la planète.]]
Lors du passage de ''{{langue|en|[[Voyager 2]]}}'' en 1989, la marque la plus distinctive de la planète était la « [[Grande Tache sombre]] », qui présentait à peu près la moitié de la taille de la « [[Grande Tache rouge]] » de [[Jupiter (planète)|Jupiter]]<ref name=":45" />. Cette tache était un gigantesque [[anticyclone]] couvrant {{unité|13000 × 6600|km}} qui pouvait se déplacer à plus de {{nombre |1000|km/h}}<ref name="spot" />{{,}}<ref>Gaétan Morissette, ''Astronomie Premier Contact'', {{3e|édition}}, {{p.|201}}.</ref>.

La Grande Tache sombre générait de gros nuages blancs, juste en dessous de la [[tropopause]]<ref name=":34">{{article |langue=en |prénom1=P. W. |nom1=Stratman |auteur2=A. P. Showman |auteur3=T. E. Dowling |auteur4=L. A. Sromovsky |titre=EPIC Simulations of Bright Companions to Neptune's Great Dark Spots |journal=Icarus |volume=151 |numéro=2 |année=2001 |doi=10.1006/icar.1998.5918 |url=http://www.lpl.arizona.edu/~showman/publications/stratman-etal-2001.pdf |format=pdf |consulté le=26 février 2008 |passage=275-285 }}.</ref>. Contrairement aux [[Nuage|nuages de l'atmosphère terrestre]] qui sont composés de cristaux de glace d’eau, ceux de Neptune sont constitués de cristaux de [[méthane]]. Aussi, tandis que les [[cirrus]] sur Terre se forment et se dispersent ensuite en quelques heures, ceux de la Grande Tache étaient encore présents après {{nombre |36|heures}} (soit deux rotations de la planète)<ref name=":35">{{article |langue=en |prénom1=Gibbard |nom1=S. G. |auteur2=I. de Pater |auteur3=H. G. Roe |auteur4=S. Martin |auteur5=B. A. Macintosh |auteur6=C. E. Max |titre=The altitude of Neptune cloud features from high-spatial-resolution near-infrared spectra |journal=Icarus |volume=166 |numéro=2 |année=2003 |doi=10.1016/j.icarus.2003.07.006 |url=http://cips.berkeley.edu/research/depater_altitude.pdf |format=pdf |consulté le=26 février 2008 |passage=359-374 }}.</ref>.

[[Fichier:Neptune_storms.jpg |vignette| La [[Grande Tache sombre]] (en haut), le [[Scooter (Neptune)|Scooter]] (nuage blanc au milieu), et la [[Petite Tache sombre]] (en bas). Le contraste a ici été exagéré (1989).|alt=Vue très contrastée de la planète faisant apparaître les structures nuageuses, la planète a une couleur plus claire que sur les autres images et montre une zone blanche en son centre.]]

En {{date|novembre 1994}}, le télescope spatial [[Hubble (télescope spatial)|''Hubble'']] détecte qu’elle a complètement disparu, indiquant aux astronomes qu'elle avait été recouverte ou qu'elle s'était dissipée<ref name=":45" />{{,}}<ref name=":22">{{Article |langue=en |auteur1=H.B. Hammel |auteur2=G.W. Lockwood |auteur3=J.R. Mills |auteur4=C.D. Barnet |titre=Hubble Space Telescope Imaging of Neptune's Cloud Structure in 1994 |périodique=Science |volume=268 |numéro=5218 |date= 1995|pmid=17834994 |doi=10.1126/science.268.5218.1740 |bibcode=1995Sci...268.1740H |pages=1740–42}}</ref>. La persistance des nuages l'accompagnant prouve que certaines taches anciennes peuvent subsister sous la forme de [[cyclones]]<ref name="n1">{{article |langue=en |prénom1=L. A. |nom1=Sromovsky |auteur2=P. M. Fry |auteur3=T. E. Dowling |auteur4=K. H. Baines |titre=The unusual dynamics of new dark spots on Neptune |journal=Bulletin of the American Astronomical Society |volume=32 |année=2000 |url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2000DPS....32.0903S |consulté le=29 février 2008|pages=1005 }}.</ref>. Toutefois, une tache presque identique était alors apparue dans l’[[hémisphère nord]] de Neptune<ref name=":22" />. Cette nouvelle tache, appelée la ''Grande tache sombre du Nord'' (NGDS), est restée visible pendant plusieurs années<ref>{{Lien web |titre=Neptune |url=http://solarviews.com/eng/neptune.htm |site=solarviews.com |consulté le=02 septembre 2020}}</ref>. En 2018, une nouvelle tache similaire a été détectée par Hubble<ref>{{Lien web |titre=Le retour de la Grande Tache sombre de Neptune |url=https://www.cieletespace.fr/actualites/le-retour-de-la-grande-tache-sombre-de-neptune |site=Ciel & Espace |consulté le=02 septembre 2020}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |prénom=Nathalie |nom=Mayer |titre=Neptune : ''Hubble'' a vu naître une tempête géante et sombre |url=https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-neptune-hubble-vu-naitre-tempete-geante-sombre-31397/ |site=futura-sciences.com|consulté le=02 septembre 2020}}</ref>.

Le [[Scooter (Neptune)|Scooter]] est un groupe de nuages blancs plus au sud de la Grande Tache sombre<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Neptune Scooter |url=https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA01142 |site=www.jpl.nasa.gov |consulté le=21 août 2020}}</ref>. Ce surnom est apparu pour la première fois au cours des mois qui ont précédé le survol de ''{{langue|en|{{nobr|Voyager 2}}}}'' en 1989 car il avait alors été observé qu'il se déplaçait à des vitesses plus rapides que la Grande Tache sombre<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Neptune's "Scooter" |url=https://www.windows2universe.org/neptune/atmosphere/N_clouds_scooter.html |site=windows2universe.org}}</ref>{{,}}{{Sfn|Burgess|3=|4=|5=1991|p=64–70}}. La [[Petite Tache sombre]] est un [[cyclone]] encore plus au sud, la deuxième tempête la plus intense observée lors du survol de 1989<ref>{{Lien web |langue=en |titre=WTP: Neptune: Small Dark Spot |url=https://pds.jpl.nasa.gov/planets/captions/neptune/ldspot.htm |site=pds.jpl.nasa.gov |consulté le=02 septembre 2020}}</ref>. Sur les premières images, elle est complètement sombre mais à mesure que ''{{nobr|Voyager 2}}'' s'approchait de la planète, un noyau lumineux s'est développé et peut être vu dans la plupart des images à haute résolution<ref>{{Lien web |langue=en |auteur=Sue Lavoie |titre=PIA00064: Neptune's Dark Spot (D2) at High Resolution |url=http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00064 |éditeur=NASA JPL |date=29 janvier 1996|consulté le=28 février 2008|archive-url=https://www.webcitation.org/6IqDxT9ag?url=http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00064 |archive-date=13 août 2013}}</ref>. Ces deux taches avaient également disparu lors de l'observation de 1994 par ''Hubble''<ref>{{Lien web |prénom=Encyclopædia |nom=Universalis |titre=NEPTUNE, planète |url=https://www.universalis.fr/encyclopedie/neptune-planete/ |site=Encyclopædia Universalis |consulté le=02 septembre 2020}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |prénom=Bill |nom=Steigerwald |titre=Hubble Tracks the Lifecycle of Giant Storms on Neptune |url=http://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/neptune-storms |site=NASA |date=14 mars 2019|consulté le=04 septembre 2020}}</ref>.

Ces taches sombres se produisent dans la [[troposphère]] à des altitudes plus basses que les nuages plus brillants, de sorte qu'elles apparaissent comme des trous dans les ponts de nuages supérieurs<ref name=":35" />. Comme ce sont des caractéristiques stables qui peuvent persister pendant plusieurs mois, il est supposé qu'elles ont des structures de [[Tourbillon (physique)|tourbillon]]. Les nuages de méthane plus brillants et persistants qui se forment près de la [[tropopause]] sont souvent associés à des taches sombres<ref name=":34" />. Les taches sombres peuvent se dissiper lorsqu'elles migrent trop près de l'équateur ou éventuellement par un autre mécanisme inconnu<ref name="n1" />.

=== Magnétosphère ===
[[Fichier:Neptune's magnetosphere.png|alt=Schéma des lignes de champs en rouge sur fond noir de la planète. On observe la grande magnétosphère qui entoure la planète.|redresse=1.5|vignette|Simulation de la magnétosphère de Neptune par le NASA's Scientific Visualization Studio (2017)<ref name=":36">{{Lien web |langue=en |titre=SVS: Neptune's Magnetosphere |url=https://svs.gsfc.nasa.gov/4145 |site=svs.gsfc.nasa.gov |consulté le=5 septembre 2020}}.</ref>.]]
La [[magnétosphère]] de Neptune ressemble à celle d'Uranus, avec un [[champ magnétique]] fortement incliné de 47° par rapport à son axe de [[Rotation (physique)|rotation]] et décalé d'au moins {{nobr|0,55 rayon}} du centre physique de la planète (soit environ {{Unité|13500|km}}){{Sfn|Alioui|5=2012|p=33}}.

Avant l'arrivée de ''Voyager 2'' sur Neptune, il était supposé que la magnétosphère inclinée d'Uranus était le résultat de sa rotation sur le côté. Cependant, en comparant les champs magnétiques des deux planètes, il est à présent supposé que cette inclinaison extrême peut être caractéristique des flux magnétiques provenant de l'intérieur des planètes et ne résulte pas de son décalage physique ou d'une inversion de polarité{{Sfn|Elkins-Tanton|5=2006|p=79-83}}. Ce champ serait alors généré par des mouvements de fluide [[Convection|convectif]] dans une fine couche sphérique de liquides [[Conducteur (électricité)|électriquement conducteurs]] (probablement une combinaison d'ammoniac, de méthane et d'eau{{Sfn|Elkins-Tanton|5=2006|p=79-83}}), créant un [[effet dynamo (astrophysique)|effet dynamo]]<ref>{{Article |langue=en |auteur1=Sabine Stanley |auteur2=Jeremy Bloxham |titre=Convective-region geometry as the cause of Uranus' and Neptune's unusual magnetic fields |périodique=Nature |volume=428 |numéro=6979 |date=11 mars 2004|pmid=15014493 |doi=10.1038/nature02376 |bibcode=2004Natur.428..151S |pages=151–53}}</ref>. Cependant, ses caractéristiques suggèrent qu'il pourrait être généré par un mécanisme différent que ceux de la Terre, Jupiter ou Saturne<ref name=":36" />.

Le champ présente une [[période de rotation]] de {{nombre|16.11|heures}}<ref name="NASAFact" />. La composante dipolaire du champ magnétique à l'équateur magnétique de Neptune est d'environ {{Unité|14|[[Tesla (unité)|microteslas]]}} ({{Unité|0.14|[[Gauss (unité)|G]]}})<ref name=":26" />. Le [[moment magnétique]] dipolaire de Neptune est d'environ {{Unité|2,2|T·m|3}} (soit {{Unité|14|μT·Rn|3}}, où Rn est le rayon de Neptune)<ref name="NASAFact" />. Le champ magnétique de Neptune a une géométrie complexe qui comprend des contributions relativement importantes de composants non dipolaires, y compris un moment [[Quadrupôle|quadripolaire]] fort qui peut dépasser le [[Moment magnétique|moment dipolaire]] en intensité<ref name=":26" />. À l'inverse, des planètes comme la [[Terre]], [[Jupiter (planète)|Jupiter]] et [[Saturne (planète)|Saturne]] n'ont que des moments quadripolaires relativement faibles et leurs champs sont moins inclinés par rapport à l'axe polaire<ref name="Planetary Fact" />. Le grand moment quadripolaire de Neptune peut être le résultat de son décalage par rapport au centre de la planète et des contraintes géométriques du générateur dynamo du champ<ref name=":26" />{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |auteur=C.T. Russell |auteur2=J.G. Luhmann |titre=Neptune: Magnetic Field and Magnetosphere |url=http://www-ssc.igpp.ucla.edu/personnel/russell/papers/nep_mag.html |éditeur=University of California, Los Angeles |date= 1997|consulté le=10 août 2006|archive-url=https://web.archive.org/web/20190629123808/http://www-ssc.igpp.ucla.edu/personnel/russell/papers/nep_mag.html |archive-date=29 juin 2019}}</ref>. Par ailleurs, des [[aurore polaire|aurores polaires]] sont découvertes sur la planète par ''{{nobr|Voyager 2}}''<ref>{{Article |langue=fr |titre=Astronomie : Des aurores polaires sur Neptune |périodique=Le Monde.fr |date=22 août 1989|lire en ligne=https://www.lemonde.fr/archives/article/1989/08/22/astronomie-des-aurores-polaires-sur-neptune_4139776_1819218.html |consulté le=02 septembre 2020}}.</ref>.

L'[[arc de choc]] ({{Citation étrangère|langue=en|bow shock}}) de Neptune {{Incise|là où la magnétosphère commence à affecter le [[vent solaire]]}} se produit à une distance de {{nobr|34,9 fois}} le rayon de la planète<ref name=":26">{{Article |langue=en |prénom1=Norman F. |nom1=Ness |prénom2=Mario H. |nom2=Acuña |prénom3=Leonard F. |nom3=Burlaga |prénom4=John E. P. |nom4=Connerney |titre=Magnetic Fields at Neptune |périodique=Science |volume=246 |numéro=4936 |date=15 décembre 1989|issn=0036-8075 |issn2=1095-9203 |pmid=17756002 |doi=10.1126/science.246.4936.1473 |lire en ligne=https://zenodo.org/record/1230994 |consulté le=04 septembre 2020|pages=1473–1478}}</ref>. La [[magnétopause]] {{Incise|là où la pression de la magnétosphère contrebalance le vent solaire}} se situe à une distance de 23 à {{nobr|26,5 fois}} le rayon de Neptune. La queue de la magnétosphère s'étend jusqu'à au moins {{nobr|72 fois}} le rayon de Neptune, et probablement beaucoup plus loin<ref name=":26" />.

== Caractéristiques orbitales ==
=== Orbite ===
[[Fichier:Neptune_Orbit.gif|vignette| Orbite de Neptune en rouge. En bleu clair, on observe [[Uranus (planète)|Uranus]]. |alt=Une orbite de Neptune mise en valeur en rouge]]Le [[Grand axe|demi-grand axe]] entre Neptune et le Soleil est de {{nobr|4,5 milliards}} de kilomètres (environ {{Unité|30,1|[[unité astronomique|unités astronomiques]]}}) et elle complète une orbite en moyenne tous les {{Unité|164,79±0,1|ans}}<ref name="NASAFact" />. La distance au [[périhélie]] est de {{Unité|29.81|au}} et de {{Unité|30.33|au}} à l'[[aphélie]], ce qui correspond à une [[excentricité orbitale]] de {{Unité|0,008678}}. Aussi, l'orbite de Neptune est inclinée de 1,77° par rapport à celle de la Terre et au plan de l'[[écliptique]]<ref name="NASAFact" />.

Le {{Date|11 juillet 2011}}, Neptune termine sa première orbite complète depuis sa découverte en 1846<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Neptune's first orbit: a turning point in astronomy |url=https://www.theguardian.com/science/2011/jul/10/neptune-orbit-anniversary-astronomy |site=the Guardian |date=09 juillet 2011|consulté le=21 août 2020}}.</ref>{{,}}<ref name=":37">{{Lien web |langue=en |nom=Bob |titre=Up: Neptune Completes First Orbit Since Discovery: 11th July 2011 (at 21:48 U.T.±15min)|url=https://azureworld.blogspot.com/2011/07/neptune-completes-first-orbit-since.html |site=azureworld.blogspot.com|date=1 juillet 2011|consulté le=21 août 2020}}.</ref>. Cependant, en raison du mouvement du Soleil par rapport au [[barycentre]] du [[Système solaire]], Neptune n'était pas au {{Date|11 juillet}} à la position où elle avait été découverte par rapport au Soleil. Ainsi, dans le système de coordonnées [[Héliocentrisme|héliocentrique]] usuel, la longitude de découverte a été atteinte le {{Date|12 juillet}}<ref name=":38">{{Lien web |langue=en-US |prénom=Nancy |nom=Atkinson |titre=Clearing the Confusion on Neptune’s Orbit |url=https://www.universetoday.com/72088/clearing-the-confusion-on-neptunes-orbit/ |site=Universe Today |date=26 août 2010|consulté le=01 septembre 2020}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Horizons On-Line Ephemeris System |url=https://web.archive.org/web/20130502171825/http://home.surewest.net/kheider/astro/nept2011.txt |site=home.surewest.net/kheider|date=02 mai 2013|consulté le=01 septembre 2020}}</ref>{{,}}<ref name=":39">{{Lien web |langue=fr |titre=Neptune fête sa première révolution depuis sa découverte |url=https://www.maxisciences.com/neptune/neptune-fete-sa-premiere-revolution-depuis-sa-decouverte_art15697.html |site=Maxisciences |date=13 juillet 2011|consulté le=01 septembre 2020}}.</ref>.

=== Rotation ===
[[Fichier:Neptune seasons.JPG|gauche|vignette|Le passage au printemps de Neptune se traduit par une augmentation de la luminosité des nuages de son hémisphère sud<ref name=":40">{{Lien web |langue=en |prénom=Rachel |nom=Weintraub |titre=NASA - No Spring Picnic on Neptune |url=https://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/neptune_spring.html |site=www.nasa.gov |consulté le=03 septembre 2020}}</ref>.|alt=Trois images de 1998 à 2002, la structure nuageuse au pôle sud devient de plus en plus grande et blanche.]]
L'inclinaison axiale de Neptune est de 28,32°<ref name=":45" />, ce qui est similaire aux inclinaisons de la [[Terre]] (23°) et de [[Mars (planète)|Mars]] (25°)<ref name="Planetary Fact" />. En conséquence, Neptune subit les mêmes changements [[Saison|saisonniers]] que ceux connus sur Terre. La longue période orbitale de Neptune signifie toutefois que ces saisons durent quarante années terrestres, la planète étant dans les années 2020 à son [[printemps]] pour l'hémisphère sud<ref name=":40" />.

Son [[jour sidéral]] est d'environ {{nombre|16|heures}} {{Unité|7|minutes}}, défini grâce à la période de rotation du [[champ magnétique]] de la planète<ref name=":45" />{{,}}<ref name="NASAFact" />. En effet, quelque temps avant son survol de la planète, ''{{nobr|Voyager 2}}'' détecte à intervalles réguliers des ondes radios, signes de son champ magnétique. Ce dernier étant engendré par des courants électriques internes à la planète, il a été déduit que la période de rotation interne était égale à l'intervalle de temps séparant ces bouffées<ref name=":27">{{Lien web |langue=en |auteur=Nola Taylor Redd |titre=A Day on Neptune Is Just 16 Hours Long, Study Reveals |url=https://www.space.com/13229-neptune-day-length-calculated.html |site=Space.com |date=9 octobre 2011|consulté le=04 septembre 2020}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=fr |nom=Futura |titre=Neptune |url=https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/univers-neptune-3693/ |site=Futura |consulté le=02 septembre 2020}}</ref>. Cette rotation induit un [[aplatissement]] de la planète : le [[Rayon équatorial et rayon polaire|rayon polaire]] est de {{Unité|24341|km}} tandis que le [[Rayon équatorial et rayon polaire|rayon équatorial]] vaut {{Unité|24764|km}} (niveau de pression à {{Unité|1|[[bar (unité)|bar]]}})<ref name="NASAFact" />.

Cependant, Neptune n'étant pas un corps solide, son atmosphère subit une [[rotation différentielle]]<ref name=":27" />. Ainsi, sa zone équatoriale tourne avec une période d'environ 18 heures tandis que la période de rotations aux régions polaires est de {{Unité|12|heures}}<ref>{{Article |langue=en |auteur1=W.B. Hubbard |auteur2=W.J. Nellis |auteur3=A.C. Mitchell |auteur4=N.C. Holmes |titre=Interior Structure of Neptune: Comparison with Uranus |périodique=Science |volume=253 |numéro=5020 |date= 1991|pmid=17772369 |doi=10.1126/science.253.5020.648 |bibcode=1991Sci...253..648H |lire en ligne=https://zenodo.org/record/1231004 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20181023120218/https://zenodo.org/record/1231004|archive-date=23 octobre 2018|consulté le=12 juin 2019|pages=648–51}}.</ref>. Cette rotation différentielle est la plus prononcée de toutes les planètes du Système solaire et se traduit par un fort [[Cisaillement (météorologie)|cisaillement]] du vent en latitude<ref name="apj125" />.
{{clr|gauche}}

=== Résonances orbitales ===
[[Fichier:TheKuiperBelt classes-fr.svg|alt=Titre : « Ceinture de Kuiper et résonances orbitales ». Neptune est indiquée puis des arcs concentriques s'éloigne de celle-ci, avec successivement la résonance 3:4, la 2:3 (plutinos dont Pluton), la 3:5, la 4:7, la 1:2 (twotinos) puis 2:5.|vignette|Les [[Résonance orbitale|résonances orbitales]] majeures dans la [[ceinture de Kuiper]] causées par Neptune. On observe ceux en résonances 2:3 ([[Plutino|plutinos]]), la ceinture des [[cubewano]] non résonnants et ceux en résonance 1:2 ([[Twotino|twotinos]]).]]
{{Article détaillé|Ceinture de Kuiper|Objets en résonance avec Neptune}}
L'orbite de Neptune a un fort impact sur la région située au-delà, connue sous le nom de [[ceinture de Kuiper]]. Celle-ci est un anneau de petits corps glacés, similaire à la [[ceinture d'astéroïdes]] mais beaucoup plus grand, s'étendant depuis l'orbite de Neptune à {{Unité|30|au}} à environ {{Unité|55|au}} du Soleil<ref name=":28">{{Lien web|titre=Ceinture de Kuiper |url=https://www.astro-rennes.com/planetes/kuiper_oort.php |site=astro-rennes.com|consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>{{,}}<ref>{{Article |langue=en |auteur1=S. Alan Stern |auteur2=Joshua E. Colwell |titre=Collisional Erosion in the Primordial Edgeworth-Kuiper Belt and the Generation of the 30–50 AU Kuiper Gap |périodique=[[The Astrophysical Journal]] |volume=490 |numéro=2 |année= 1997 |doi=10.1086/304912 |bibcode=1997ApJ...490..879S |accès url=libre |pages=879–82}}.</ref>. De la même manière que la gravité de [[Jupiter (planète)|Jupiter]] domine la ceinture d'astéroïdes, façonnant sa structure, la gravité de Neptune domine la ceinture de Kuiper<ref name=":28" />. Au cours de l'[[Formation et évolution du Système solaire|évolution du Système solaire]], certaines régions de la ceinture de Kuiper ont été déstabilisées par la gravité de Neptune, créant des lacunes dans la structure de la ceinture de Kuiper — par exemple, dans la région entre {{unité|40 et 42 au}}<ref>{{Article|langue=en|auteur1=Jean-Marc Petit|auteur2=Alessandro Morbidelli|auteur3=Giovanni B. Valsecchi|titre=Large Scattered Planetesimals and the Excitation of the Small Body Belts|périodique=Icarus|volume=141|numéro=2|date= 1999|doi=10.1006/icar.1999.6166|bibcode=1999Icar..141..367P |consulté le=2362007|pages=367–87}}.</ref>.

Des [[Résonance orbitale|résonances orbitales]] se produisent lorsque la fraction formée par la [[période de révolution|période orbitale]] de Neptune et celle de l'objet est un [[nombre rationnel]], tel que 1:2 ou 3:4. La résonance la plus peuplée de la ceinture de Kuiper, comptant plus de {{nobr|200 objets}} connus, est la résonance 2:3<ref>{{Lien web|langue=en|titre=List Of Transneptunian Objects|url=http://www.minorplanetcenter.org/iau/lists/TNOs.html|éditeur=Minor Planet Center|consulté le=25 octobre 2010|archive-url=https://archive.today/20101027133511/http://www.minorplanetcenter.org/iau/lists/TNOs.html|archive-date=27 octobre 2010}}.</ref>. Les objets dans cette résonance effectuent deux orbites autour du Soleil pour trois de Neptune et sont connus sous le nom de [[Plutino|plutinos]], car le plus grand des objets connus de la ceinture de Kuiper, [[Pluton (planète naine)|Pluton]], en fait partie<ref>{{Lien web|langue=en|auteur=David Jewitt|titre=The Plutinos|url=http://www2.ess.ucla.edu/~jewitt/kb/plutino.html|éditeur=[[Université de Californie à Los Angeles]] |date= 2004|consulté le=28 février 2008|archive-url=https://web.archive.org/web/20070419234021/http://www.ifa.hawaii.edu/~jewitt/kb/plutino.html|archive-date=19 avril 2007}}</ref>. Bien que Pluton traverse régulièrement l'orbite de Neptune, la résonance 2:3 garantit que les deux objets ne peuvent jamais entrer en collision<ref>{{Article|langue=en|prénom1=F.|nom1=Varadi|titre=Periodic Orbits in the 3:2 Orbital Resonance and Their Stability|périodique=The Astronomical Journal|volume=118|numéro=5|date= 1999|doi=10.1086/301088|bibcode=1999AJ....118.2526V|accès url=libre|pages=2526–31}}.</ref>. Les résonances 3:4, 3:5, 4:7 et 2:5 sont moins peuplées en comparaison<ref>{{Ouvrage|langue=en|prénom1=John|nom1=Davies|titre=Beyond Pluto: Exploring the outer limits of the solar system |passage=104|éditeur=Cambridge University Press|année=2001|isbn=978-0-521-80019-8 |url=https://archive.org/details/beyondplutoexplo00davi/page/104 |accès url=limité}}.</ref>.

Neptune possède au moins une vingtaine de [[Troyen (astronomie)|troyens]] occupant les deux [[Point de Lagrange|points de Lagrange]] stables {{pla|4}} et {{pla|5}} du système Soleil-Neptune, l'un menant et l'autre traînant Neptune sur son orbite<ref>{{Article|langue=en|auteur1=E.I. Chiang|auteur2=A.B. Jordan|auteur3=R.L. Millis|auteur4=M.W. Buie|titre=Resonance Occupation in the Kuiper Belt: Case Examples of the 5 : 2 and Trojan Resonances|périodique=The Astronomical Journal|volume=126|numéro=1|date= 2003|doi=10.1086/375207|bibcode=2003AJ....126..430C|arxiv=astro-ph/0301458|pages=430–43}}.</ref>. Les [[astéroïdes troyens de Neptune]] peuvent être considérés comme étant en résonance 1:1 avec Neptune<ref>{{Article|langue=en|prénom1=A. J. C.|nom1=Almeida|prénom2=N.|nom2=Peixinho|prénom3=A. C. M.|nom3=Correia|titre=Neptune Trojans and Plutinos: colors, sizes, dynamics, and their possible collisions|périodique=Astronomy & Astrophysics|volume=508|numéro=2|date=1 décembre 2009|issn=0004-6361|issn2=1432-0746|doi=10.1051/0004-6361/200911943 |consulté le=2 septembre 2020|pages=1021–1030}}.</ref>. Certains troyens sont remarquablement stables sur leurs orbites et se sont probablement formés au même moment que Neptune plutôt que capturés<ref>{{Article|langue=en|prénom1=R.|nom1=Dvorak|prénom2=R.|nom2=Schwarz|prénom3=Á.|nom3=Süli|prénom4=T.|nom4=Kotoulas|titre=On the stability of the Neptune Trojans|périodique=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|volume=382|numéro=3|date=2007-12|issn=1365-2966|doi=10.1111/j.1365-2966.2007.12480.x |consulté le=02 septembre 2020|pages=1324–1330}}.</ref>.

=== Formation et migration ===
{{article détaillé|Modèle de Nice|Formation et évolution du Système solaire}}
[[Fichier:Lhborbits.png|redresse=2|vignette| Simulation du [[modèle de Nice]] montrant les planètes extérieures et la ceinture de Kuiper<ref>{{Article|langue=en|prénom1=R.|nom1=Gomes|prénom2=H. F.|nom2=Levison|prénom3=K.|nom3=Tsiganis|prénom4=A.|nom4=Morbidelli|titre=Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets|périodique=Nature|volume=435|numéro=7041|date=2005-05|issn=0028-0836|issn2=1476-4687|doi=10.1038/nature03676|lire en ligne=http://www.nature.com/articles/nature03676|consulté le=04 septembre 2020|pages=466–469}}.</ref> :<br> 1. avant que Jupiter et Saturne n'atteignent une résonance de 2:1 ;<br> 2. après la diffusion vers l'intérieur des objets de la ceinture de Kuiper à la suite du déplacement orbital de Neptune ;<br> 3. après éjection des corps dispersés de la ceinture de Kuiper par Jupiter.|alt=Trois images montrant la diffusion progressive des objets de la ceinture de Kuiper.]]
La formation des [[Planète géante de glaces|géantes de glaces]], Neptune et Uranus, s'avère difficile à modéliser avec précision<ref name=":29">{{Lien web|langue=fr|prénom=Guillaume|nom=Cannat|titre=Le passé de plus en plus tumultueux du système solaire|url=https://www.lemonde.fr/blog/autourduciel/2014/02/05/le-passe-de-plus-en-plus-tumultueux-du-systeme-solaire/|site=lemonde.fr/blog/autourduciel|date=5 février 2014|consulté le=04 septembre 2020}}</ref>. Les modèles actuels suggèrent que la densité de matière dans les régions externes du [[Système solaire]] est trop faible pour tenir compte de la formation de si grands corps à partir de la méthode traditionnellement acceptée d'[[accrétion]] du [[Noyau planétaire|noyau]], aussi appelée [[modèle d'accrétion de cœur]]<ref name=":29" />. Ainsi, diverses hypothèses ont été avancées pour expliquer leur apparition.

La première est que les géantes de glaces n'ont pas été formées par l'accrétion du noyau, mais à partir d'instabilités dans le [[disque protoplanétaire]] d'origine qui ont ensuite vu leur atmosphère soufflée par le rayonnement d'une [[association OB]] massive à proximité<ref>{{Article|langue=en|prénom1=Alan P.|nom1=Boss|titre=Rapid Formation of Outer Giant Planets by Disk Instability|périodique=The Astrophysical Journal|volume=599|numéro=1|date=2003-12|issn=0004-637X|issn2=1538-4357|doi=10.1086/379163|lire en ligne=http://dx.doi.org/10.1086/379163|consulté le=04 septembre 2020|pages=577–581}}.</ref>.

Une autre est qu'elles se sont formées plus près du Soleil, où la densité de matière était plus élevée, puis qu'elles ont ensuite réalisé une [[migration planétaire]] vers leurs orbites actuelles après le retrait du disque protoplanétaire gazeux<ref>{{Article|langue=en|auteur1=Edward W. Thommes|auteur2=Martin J. Duncan|auteur3=Harold F. Levison|titre=The formation of Uranus and Neptune among Jupiter and Saturn|périodique=The Astronomical Journal|volume=123|numéro=5|date= 2002|doi=10.1086/339975|bibcode=2002AJ....123.2862T|arxiv=astro-ph/0111290|pages=2862–83}}.</ref>. Cette hypothèse de migration après formation est maintenant privilégiée en raison de sa capacité à mieux expliquer l'occupation des populations de petits objets observées dans la région trans-neptunienne<ref>{{Lien web|titre=Une prédiction forte du « Modèle de Nice » validée par la sonde Rosetta|url=https://www.oca.eu/fr/recherche/actualites-scientifiques/toutes-les-actualites/165-astronoie-astrophysique/102-une-prediction-forte-du-modele-de-nice-validee-par-la-sonde-rosetta|site=oca.eu|consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web|langue=en|auteur=Kathryn Hansen|titre=Orbital shuffle for early solar system|url=http://www.geotimes.org/june05/WebExtra060705.html|site=geotimes.org|éditeur=Geotimes|date=07 juin 2005|consulté le=26 août 2007|archive-url=https://web.archive.org/web/20070927212314/http://www.geotimes.org/june05/WebExtra060705.html|archive-date=27 septembre 2007}}.</ref>. Le courant le plus largement accepté des explications sur les détails de cette hypothèse est connu sous le nom de [[modèle de Nice]], qui explore l'effet d'une migration de Neptune et des autres planètes géantes sur la structure de la ceinture de Kuiper<ref name="Crida2009">{{Article|langue=en|prénom1=A.|nom1=Crida|titre=Solar System formation|volume=21|passage=3008|année=2009|isbn=978-3-527-62919-0|doi=10.1002/9783527629190.ch12|bibcode=2009RvMA...21..215C|arxiv=0903.3008|journal=Reviews in Modern Astronomy}}.</ref>{{,}}<ref name="Desch07">{{Article|langue=en|auteur1=S.J. Desch|titre=Mass Distribution and Planet Formation in the Solar Nebula|périodique=The Astrophysical Journal|volume=671|numéro=1|date= 2007|doi=10.1086/522825|bibcode=2007ApJ...671..878D|lire en ligne=http://pdfs.semanticscholar.org/054e/675d459212463f2ec9770f858eaaf3c4505b.pdf |format=pdf |pages=878–93 }}</ref>{{,}}<ref name="Smith2009">{{Article|langue=en|auteur1=R. Smith|auteur2=L.J. Churcher|auteur3=M.C. Wyatt|auteur4=M.M. Moerchen|titre=Resolved debris disc emission around η Telescopii: a young solar system or ongoing planet formation?|périodique=Astronomy and Astrophysics|volume=493|numéro=1|date= 2009|doi=10.1051/0004-6361:200810706|bibcode=2009A&A...493..299S|arxiv=0810.5087|pages=299–308}}.</ref>.

== Cortège de Neptune ==
=== Lunes ===
[[fichier:Neptune (NIRCam) Labeled.jpg|vignette|upright=1.4|Triton, satellite naturel de Neptune, et d'autres satellites qui orbitent près des anneaux. Image prise en [[:wikt:ultra-rouge|ultra-rouge]] par le télescope spatial ''[[James-Webb (télescope spatial)|James-Webb]]'' en 2022.]]
{{Article détaillé|Satellites naturels de Neptune}}

Neptune possède {{nombre|16|[[satellite naturel|satellites naturels]]}} connus<ref name="NASAFact" />{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Neptune Moons |url=https://solarsystem.nasa.gov/moons/neptune-moons/in-depth |site=NASA Solar System Exploration |série=In Depth |consulté le=3 septembre 2020}}.</ref>.

[[Fichier:Triton - August 25 1989 (17608829504).jpg|redresse=0.5|gauche|vignette|[[Triton (lune)|Triton]].|alt=Photo de Triton, la surface apparaît grise.]]
Le plus massif est [[Triton (lune)|Triton]], découvert par [[William Lassell]] {{nobr|17 jours}} seulement après la découverte de Neptune, le {{date|10|octobre|1846}}{{Sfn|Alioui|5=2012|p=34}}{{,}}<ref>{{en}} W. Lassell, [http://adsabs.harvard.edu//full/seri/MNRAS/0008//0000008.000.html « ''{{langue|en|Lassell's Satellite of Neptune}}'' »], ''{{langue|en|Monthly Notices of the Royal Astronomical Society}}'', {{vol.|8}}, {{p.|8}}.</ref>. Il est le {{8e}} par distance croissante à cette dernière et comprend plus de 99,5 % de la masse en orbite autour de la planète<ref name=":15" />{{,}}<ref group="N">Masse de Triton : {{unité|2.14 e22 kg}}. Somme de la masse des 12 lunes de Neptune : {{unité|7.53 e19 kg}}, soit 0,35 %. La masse des anneaux est négligeable.</ref>, ce qui fait de lui le seul suffisamment massif pour subir une [[compression gravitationnelle]] suffisante pour qu'il soit [[Ellipsoïde de révolution|sphéroïdal]]<ref name=":30">{{Lien web |langue=en |titre=Triton - Facts & Composition |url=https://www.britannica.com/place/Triton-astronomy |site=[[Encyclopædia Britannica]] |consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>. Par ailleurs, son diamètre d'un peu plus de {{unité|2700|km}} en fait le {{7e|[[Satellites naturels du Système solaire|satellite naturel du Système solaire]]}} par taille décroissante {{Incise|et un astre plus gros que [[Pluton (planète naine)|Pluton]]|.}}<ref name=":45" />{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=List of Biggest Natural Satellite in the Solar System |url=https://www.jagranjosh.com/general-knowledge/list-of-biggest-natural-satellite-in-the-solar-system-1541488379-1 |site=Jagranjosh.com |date=06 novembre 2018|consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>.

C'est également le seul gros satellite connu du Système solaire à avoir une orbite [[mouvement prograde ou rétrograde|rétrograde]] {{Incise|c'est-à-dire inverse au sens de rotation de sa planète}}, ce qui suggère qu'il est une ancienne [[planète naine]] issue de la [[ceinture de Kuiper]] capturée par Neptune<ref name=":45" />{{,}}<ref name="10.1038/nature04792">{{article|langue=en|nom1=Craig B. Agnor et Douglas P. Hamilton|titre=Neptune's capture of its moon Triton in a binary-planet gravitational encounter|périodique=Nature|volume=441|jour=11|mois=mai|année=2006|passage=192-194|issn=0028-0836|url texte=http://www.nature.com/nature/journal/v441/n7090/abs/nature04792.html|consulté le=9 juillet 2010|doi=10.1038/nature04792}}.</ref>. Triton orbite autour de Neptune en {{nobr|5 jours}} et {{nobr|21 heures}} sur une trajectoire quasiment circulaire ayant un demi [[grand axe]] de {{unité|354759|km}}<ref name="NASA Orbital Parameters">{{en}} [http://ssd.jpl.nasa.gov/?sat_elem#neptune {{langue|en|NASA Jet Propulsion Laboratory Caltech Solar System Dynamics – Planetary Satellite Mean Orbital Parameters}}] « ''Neptune'' ».</ref>. Il est suffisamment proche de Neptune pour être verrouillé dans une [[rotation synchrone]]<ref name=":45" /> et tourne lentement en spirale vers l'intérieur à cause de l'[[accélération par effet de marée]]<ref name=":30" />. Il finira par se disloquer dans environ {{nobr|3,6 milliards}} d'années quand il aura atteint sa [[limite de Roche]]<ref>{{Article |langue=en |auteur1=Christopher F. Chyba |auteur2=D.G. Jankowski |auteur3=P.D. Nicholson |titre=Tidal evolution in the Neptune-Triton system |périodique=Astronomy and Astrophysics |volume=219 |numéro=1–2 |date= 1989|bibcode=1989A&A...219L..23C |pages=L23–L26}}.</ref>.

[[Fichier:Neptune-visible.jpg|vignette|alt=Photo de Neptune entourée de quatre de ses lunes, visibles en blanc.|Vue en couleurs réelles de Neptune avec [[Protée (lune)|Protée]] (en haut), [[Larissa (lune)|Larissa]] (en bas à droite) et [[Despina (lune)|Despina]] (à gauche), depuis le télescope spatial [[Hubble (télescope spatial)|''Hubble'']]<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Neptune's Dynamic Environment |url=http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_399.html |site=NASA |date=17 avril 2015|consulté le=04 septembre 2020}}.</ref>.]]
L'inclinaison de son axe est de 156,865°<ref group="N">La rotation de Triton étant rétrograde, l’inclinaison de son axe est supérieure à 90°. On pourrait dire que son axe est incliné de « -23,135° ».</ref> sur le [[plan de Laplace]]<ref name="NASA Orbital Parameters" /> du système, et jusqu'à 129,6° (-50,4°) sur le plan orbital de sa planète<ref name="Nimmo Seasonal Cycles">{{en}} [http://www2.ess.ucla.edu/~nimmo/ess298/Week10.ppt#262,8,Seasonal%20cycles%20(1) Francis Nimmo, « {{langue|en|Outer Solar System – Triton: Seasonal {{nobr|cycles (1)}}}} », {{langue|en|UCLA Earth and Space Science Department}}].</ref>. Ceci lui confère des saisons très marquées tout au long de l'année neptunienne, longue de {{unité|164.79|[[Année julienne|années terrestres]]}} ; l'hémisphère sud a ainsi passé son [[solstice]] d'été en 2000<ref>{{Article |langue=en |prénom1=E. |nom1=Lellouch |prénom2=C. de |nom2=Bergh |prénom3=B. |nom3=Sicardy |prénom4=S. |nom4=Ferron |titre=Detection of CO in Triton's atmosphere and the nature of surface-atmosphere interactions |périodique=Astronomy & Astrophysics |volume=512 |date=01 mars 2010|issn=0004-6361 |issn2=1432-0746 |doi=10.1051/0004-6361/201014339 |lire en ligne=https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2010/04/aa14339-10/aa14339-10.html |consulté le=04 septembre 2020|pages=L8}}</ref>. En 1989, Triton est l'objet le plus froid jamais mesuré dans le Système solaire<ref>{{Article |langue=en-US |prénom1=John Noble |nom1=Wilford |titre=Triton May Be Coldest Spot in Solar System |périodique=The New York Times |date=29 août 1989|issn=0362-4331 |lire en ligne=https://www.nytimes.com/1989/08/29/science/triton-may-be-coldest-spot-in-solar-system.html |consulté le=24 août 2020}}</ref>, qui présente des températures estimées à {{Conversion|38|K|°C||disp=|abbr=on}}<ref name=":45" />{{,}}<ref name=":43">{{Article |langue=en |auteur1=Nelson, R.M. |auteur2=Smythe, W.D. |auteur3=Wallis, B.D. |auteur4=Horn, L.J. |titre=Temperature and Thermal Emissivity of the Surface of Neptune's Satellite Triton |périodique=Science |volume=250 |numéro=4979 |date= 1990|pmid=17793020 |doi=10.1126/science.250.4979.429 |bibcode=1990Sci...250..429N |pages=429–31}}.</ref>.

[[Fichier:Nereid - Simulated View.jpg|redresse=0.5|gauche|vignette|alt=Image de la surface très irrégulière de Néréide, de forme allongée.|[[Néréide (lune)|Néréide]] (simulation).]]

[[Néréide (lune)|Néréide]], le deuxième satellite de Neptune à être découvert, ne l'est qu'en 1949, soit plus d'un siècle après Triton{{Sfn|Alioui|5=2012|p=34}}{{,}}<ref>{{en}} G. P. Kuiper, [http://adsabs.harvard.edu//full/seri/PASP./0061//0000175.000.html « {{langue|en|The Second Satellite of Neptune}} »], ''{{langue|en|Publications of the Astronomical Society of the Pacific}}'', {{vol.|61}}, {{numéro|361}}, {{p.|175}}.</ref>. Très irrégulière, elle est la troisième lune la plus massive du [[système neptunien]] et possède l'une des orbites les plus excentriques de tous les satellites du Système solaire {{Incise|seulement dépassée par [[Bestla (lune)|Bestla]], un satellite de Saturne|.}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Planetary Satellite Mean Orbital Parameters |url=https://ssd.jpl.nasa.gov/?sat_elem |site=ssd.jpl.nasa.gov }}.</ref>. Aussi, son [[excentricité orbitale]] de {{Unité|0.751}} lui donne une [[apoapside]] sept fois plus grande que sa [[périapside]] (distance minimale à Neptune)<ref name=":15" />{{,}}<ref group="N"><math>\tfrac{r_{a}}{r_{p}} = \tfrac{2}{1-e} - 1 = 2/0.2488 - 1 \approx 7.039.</math></ref>.

[[Fichier:Proteus_(Voyager_2).jpg|gauche|redresse=0.5|vignette| [[Protée (lune)|Protée]].|alt=Photo de Protée, la résolution et faible et montre une planète arrondie mais non sphérique.]]

Avant l'arrivée de la sonde ''[[Programme Voyager|{{nobr|{{langue|en|Voyager}} 2}}]]'' dans le système de la planète, une unique autre lune est découverte : [[Larissa (lune)|Larissa]], en 1981, grâce à une [[occultation]] d'étoile<ref name=":41">{{Lien web|langue=en|titre=Larissa |url=https://solarsystem.nasa.gov/moons/neptune-moons/larissa/in-depth |série=In Depth |site=NASA Solar System Exploration |consulté le=25 août 2020}}</ref>{{,}}{{Sfn|Alioui|5=2012|p=34}} ; cette troisième lune n'est cependant observée à nouveau que lors du survol de Neptune par la sonde spatiale<ref>{{Lien web |langue=en |titre=IAUC 4824: Sats OF NEPTUNE; 1989M; PU Vul; V482 Cyg |url=http://www.cbat.eps.harvard.edu/iauc/04800/04824.html |site=cbat.eps.harvard.edu |consulté le=01 septembre 2020}}</ref>.

Ensuite, l'analyse des photographies transmises par ''{{nobr|{{langue|en|Voyager}} 2}}'' en 1989 permet de découvrir cinq nouveaux satellites : [[Naïade (lune)|Naïade]], [[Thalassa (lune)|Thalassa]], [[Despina (lune)|Despina]], [[Galatée (lune)|Galatée]] et [[Protée (lune)|Protée]]<ref name=":44">{{Article |langue=en |prénom1=E. C. |nom1=Stone |prénom2=E. D. |nom2=Miner |titre=The Voyager 2 Encounter with the Neptunian System |périodique=Science |volume=246 |numéro=4936 |date=15 décembre 1989|issn=0036-8075 |issn2=1095-9203 |pmid=17755996 |doi=10.1126/science.246.4936.1417 |lire en ligne=https://science.sciencemag.org/content/246/4936/1417 |consulté le=01 septembre 2020|pages=1417–1421 }}</ref>{{,}}<ref name="14Moons">{{Lien web |langue=en |auteur=Elizabeth Howell |titre=Neptune's Moons: 14 Discovered So Far |url=https://www.space.com/22222-neptunes-moons.html |site=Space.com |date=30 juin 2016|consulté le=01 septembre 2020}}</ref>. Les quatre premiers, les plus internes, orbitent suffisamment près pour être situées dans les [[anneaux de Neptune]]<ref name=":15">{{Lien web |langue=en |titre=Neptunian Satellite Fact Sheet |url=https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/neptuniansatfact.html |site=nssdc.gsfc.nasa.gov |consulté le=25 août 2020}}</ref>. Protée, quant à elle, est une lune de forme irrégulière et remarquable car elle est de la taille maximale qu'un objet de sa densité peut atteindre sans être transformée en une forme sphérique par sa propre gravité<ref>{{Article |langue=en |prénom1=Steven K. |nom1=Croft |titre=Proteus: Geology, shape, and catastrophic destruction |périodique=Icarus |volume=99 |numéro=2 |date=01 octobre 1992|issn=0019-1035 |doi=10.1016/0019-1035(92)90156-2 |lire en ligne=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103592901562 |consulté le=11 septembre 2020|pages=402–419}}</ref>. Bien que deuxième lune neptunienne la plus massive, elle ne représente que 0,25 % de la masse de Triton<ref name=":15" />.

Cinq nouvelles lunes irrégulières sont découvertes entre 2002 et 2003<ref name="HolmanKavelaarsGrav2004">{{Article |langue=en |auteur1=M.J. Holman |auteur2=J.J. Kavelaars |auteur3=T. Grav |auteur4=B.J. Gladman |titre=Discovery of five irregular moons of Neptune |périodique=Nature |volume=430 |numéro=7002 |date= 2004|pmid=15318214 |pmcid= |doi=10.1038/nature02832 |bibcode=2004Natur.430..865H |lire en ligne=https://www.cfa.harvard.edu/~mholman/nature_final.pdf |archiveurl=https://web.archive.org/web/20131102023048/https://www.cfa.harvard.edu/~mholman/nature_final.pdf |format=pdf |archive-date=2 novembre 2013|consulté le=24 octobre 2011|pages=865–67 }}</ref>{{,}}<ref>{{Article |langue=en-GB |titre=Five new moons for planet Neptune |périodique=[[BBC News]] |date=18 août 2004|lire en ligne=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3578210.stm |consulté le=24 août 2020}}</ref> puis baptisées [[Psamathée (lune)|Psamathée]], [[Halimède (lune)|Halimède]], [[Sao (lune)|Sao]], [[Laomédie (lune)|Laomédie]] et [[Néso (lune)|Néso]] en février 2007<ref name="14Moons" />. En 2013, la dernière lune découverte est la plus petite connue à ce jour, [[Hippocampe (lune)|Hippocampe]], est obtenue en combinant plusieurs images d{{'}}''Hubble''<ref>{{Article |langue=en |prénom1=M. R. |nom1=Showalter |prénom2=I. |nom2=de Pater |prénom3=J. J. |nom3=Lissauer |prénom4=R. S. |nom4=French |titre=The seventh inner moon of Neptune |périodique=Nature |volume=566 |numéro=7744 |date=2019-02 |issn=1476-4687 |doi=10.1038/s41586-019-0909-9 |lire en ligne=https://www.nature.com/articles/s41586-019-0909-9 |consulté le=25 août 2020|pages=350–353 }}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Une nouvelle lune de Neptune découverte par ''Hubble'' |url=https://www.maxisciences.com/neptune/une-nouvelle-lune-de-neptune-decouverte-par-hubble_art30183.html |site=Maxisciences |date=16 juillet 2013|consulté le=01 septembre 2020}}</ref>. Parce que Neptune est le [[Mythologie romaine|dieu romain]] de la mer, les lunes de Neptune sont nommées d'après des [[Liste des divinités de la mythologie grecque|dieux marins inférieurs]]<ref name="14Moons" />.
{{Clr|gauche}}

=== Anneaux planétaires ===
{{Article détaillé|Anneaux de Neptune}}
[[Image:PIA02202 Neptune's full rings.jpg|vignette|redresse=1.5|Les anneaux de Neptune pris par ''{{lang|en|{{lnobr|Voyager 2}}}}''. On note les trois principaux : [[Galle (anneau)|Galle]], [[Le Verrier (anneau)|Le Verrier]] et [[Adams (anneau)|Adams]].|alt=Image éloignée de la planète, trois grands anneaux sont visibles et la planète cachée par une bande noire.]]

Neptune possède un système d'[[Anneau planétaire|anneaux planétaires]], bien que beaucoup moins substantiel que celui de [[Anneaux de Saturne|Saturne]]<ref name=":45" />{{,}}<ref name=":31">{{Lien web |langue=en |titre=Planetary Rings {{!}} Astronomy |url=https://courses.lumenlearning.com/astronomy/chapter/planetary-rings/ |site=courses.lumenlearning.com |consulté le=05 septembre 2020}}</ref>. Les anneaux sont sombres et leur composition et leur origine sont incertaines : ils peuvent être constitués de particules de glace recouvertes de [[silicate]]s, de poussières<ref name=":45" /> ou d'un matériau à base de [[carbone]], ce qui leur donne très probablement une teinte rougeâtre{{Sfn|Cruikshank|5=1995|p=703}}.

[[William Lassell]] mentionne en premier l'existence des anneaux en 1846, cependant cela aurait pu être une [[aberration de la lumière]]{{Sfn|Alioui|5=2012|p=33}}. La première détection fiable d'un anneau est faite en 1968 mais passe inaperçue jusqu'en 1977, après la découverte des [[anneaux d'Uranus]] qui pousse les scientifiques à en chercher autour de Neptune{{Sfn|Alioui|5=2012|p=33}}. À partir de là, des preuves de la présence d'anneaux sont rapportées<ref name=":14">{{Article |langue=en-US |prénom1=John Noble |nom1=Wilford |titre=Data Shows 2 Rings Circling Neptune |périodique=The New York Times |date=10 juin 1982|issn=0362-4331 |lire en ligne=https://www.nytimes.com/1982/06/10/us/data-shows-2-rings-circling-neptune.html |consulté le=25 août 2020}}</ref>{{,}}<ref>{{Article |langue=en |auteur1=E.F. Guinan |auteur2=C.C. Harris |auteur3=F.P. Maloney |titre=Evidence for a Ring System of Neptune |périodique=Bulletin of the American Astronomical Society |volume=14 |date= 1982|bibcode=1982BAAS...14..658G |pages=658}}</ref>. Lors d'une [[occultation]] stellaire en 1984, les anneaux obscurcissent une étoile lors de l'immersion mais pas lors de l'émersion, ce qui laisse alors à penser qu'ils pourraient posséder des lacunes<ref name=":32">{{Lien web |langue=en |titre=Neptune - The ring system |url=https://www.britannica.com/place/Neptune-planet |site=Encyclopedia Britannica |consulté le=05 septembre 2020}}</ref>{{,}}<ref name="Nicholson90">{{Article |langue=en |auteur1=Nicholson, P.D. |titre=Five Stellar Occultations by Neptune: Further Observations of Ring Arcs |périodique=Icarus |volume=87 |numéro=1 |date= 1990|doi=10.1016/0019-1035(90)90020-A |bibcode=1990Icar...87....1N |pages=1–39 }}</ref>{{,}}<ref>{{Article |langue=en |auteur1=P. Goldreich |auteur2=S. Tremaine |auteur3=N.E.F. Borderies |titre=Towards a theory for Neptune's arc rings |périodique=Astronomical Journal |volume=92 |date= 1986|doi=10.1086/114178 |bibcode=1986AJ.....92..490G |lire en ligne=https://authors.library.caltech.edu/37437/1/1986AJ_____92__490G.pdf |format=pdf |pages=490–94}}</ref>.

Ce sont les images de ''Voyager 2'' en 1989 qui permettent d'en révéler l'existence, qu'ils sont bien « entiers » et qu'il en existe plusieurs{{Sfn|Alioui|5=2012|p=34}}. L'un d'entre eux, l'anneau Adams, possède des « arcs » {{Incise|c'est-à-dire des parties plus brillantes que le reste de l'anneau}} qui sont nommés dans le sens antihoraire Liberté, Égalité (1 et 2 car il s'agit un arc double), Fraternité et Courage au moment de leur première observation lors de l'occultation stellaire''<ref name="RingNomenclature">{{Lien web |langue=en |auteur=Jennifer Blue |titre=Nomenclature Ring and Ring Gap Nomenclature |url=http://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/Rings |série=Gazetteer of Planetary Nomenclature |éditeur=USGS |date=8 décembre 2004|consulté le=28 février 2008|archive-url=https://web.archive.org/web/20100705150612/http://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/Rings |archive-date=5 juillet 2010}}</ref>'' ; les trois premiers noms ayant été nommés d'après la [[Liberté, Égalité, Fraternité|devise française]] par [[André Brahic]]<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Si les arcs de Neptune s'appellent "Liberté", "Égalité" "Fraternité", c'est grâce à cet homme mort le 15 mai |url=https://www.huffingtonpost.fr/2016/05/16/andre-brahic-mort-anneaux-neptune-science-deces_n_9989160.html |site=Le HuffPost |date=16 mai 2016|consulté le=03 septembre 2020}}</ref>.

[[Fichier:Neptunerings.jpg|vignette| Anneaux de Neptune avec plus de contraste, on observe les anneaux intermédiaires ''[[Lassell]]'' et [[Arago (anneau)|''Arago'']]. |alt=Image prise de plus près avec le contraste augmenté, les anneaux intermédiaires apparaissent plus visibles et brillants.|gauche]]

Les trois principaux anneaux sont Galle, à {{unité|41900|km}} du centre de Neptune, Le Verrier, à {{unité|53200|km}}, et Adams, à {{Unité|62932|km}}'''<ref name="RingNomenclature" />'''. Une faible extension vers l'extérieur de l'anneau ''Le Verrier'' est nommée Lassell. Cette dernière est délimitée à son bord extérieur par l'anneau Arago à {{unité|57600|km}}<ref name="RingNomenclature" />. Le Verrier, Arago et Adams sont étroits avec des largeurs d'environ {{Unité|100|km}} maximum tandis que Galle et Lassell, en revanche sont très larges — entre {{unité/2|2000|et=5000|km}}<ref name=":32" />. Quatre petites lunes ont des orbites à l'intérieur du système d'anneaux : [[Naïade (lune)|Naïade]] et [[Thalassa (lune)|Thalassa]] ont leurs orbites dans l'intervalle entre les anneaux de Galle et Le Verrier. [[Despina (lune)|Despina]] est juste à l'intérieur de l'anneau Le Verrier et [[Galatée (lune)|Galatée]] est vers l'intérieur de l'anneau Adams''<ref name="RingNomenclature" />''. Par ailleurs, si l'existence des arcs était auparavant difficile à expliquer car les lois du mouvement prédisent que les arcs s'étaleraient en un anneau uniforme sur de courtes échelles de temps, les astronomes estiment maintenant que les arcs sont enfermés dans leur forme actuelle par les effets gravitationnels de [[Galatée (lune)|Galatée]]<ref>{{Lien web |titre=Anneaux de Neptune |url=http://spacehole.free.fr/normal/webspace/Satellites/Neptune/anneaux/anneaux_neptune.html |site=spacehole.free.fr |consulté le=01 septembre 2020}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |auteur=Kirk Munsell |auteur2=Harman Smith |auteur3=Samantha Harvey |titre=Planets: Neptune: Rings |url=http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Neptune&Display=Rings |série=Solar System Exploration |site=solarsystem.nasa.gov|éditeur=NASA |date=13 novembre 2007|consulté le=29 février 2008|archive-url=https://www.webcitation.org/68AR487QP?url=http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Neptune&Display=Rings |archive-date=4 juin 2012}}</ref>{{,}}<ref>{{Article |langue=en |auteur1=Heikki Salo |auteur2=Jyrki Hänninen |titre=Neptune's Partial Rings: Action of Galatea on Self-Gravitating Arc Particles |périodique=Science |volume=282 |numéro=5391 |date= 1998|pmid=9804544 |doi=10.1126/science.282.5391.1102 |bibcode=1998Sci...282.1102S |pages=1102–04}}</ref>.
{| class="wikitable" style="float: right; margin-right: 0; margin-left: 1em; text-align: center;"
|+'''Anneaux de Neptune'''<ref name="RingNomenclature" />{{,}}<ref name=":32" />
! Nom !! Distance
moyenne (km)
! Largeur (km)
|-
| align="left" |[[Galle (anneau)|Galle]]||{{formatnum:41900}}|| {{formatnum:2000}}
|-
| align="left" |[[Le Verrier (anneau)|Le Verrier]]||{{formatnum:53200}}|| 110
|-
| align="left" |[[Lassell]]||{{Unité|55200}}||{{formatnum:4000}}
|-
| align="left" |[[Arago (anneau)|Arago]]||{{formatnum:57200}}|| 100
|-
| align="left" |[[Adams (anneau)|Adams]]||{{Unité|62 932}}|| 15 à 50
|}

Les anneaux de Neptune contiennent une grande quantité de poussières dont la taille est de l'ordre du micromètre : la fraction de poussière selon la tranche considérée varie de 20 % à 70 %<ref name=":33">{{Article |langue=en |auteur1=Burns, J.A.; Hamilton, D.P.; Showalter, M.R. |titre=Dusty Rings and Circumplanetary Dust: Observations and Simple Physics |périodique=Springer |date= 2001|lire en ligne=https://www.astro.umd.edu/~hamilton/research/preprints/BurHamSho01.pdf |format=pdf |pages=42}}</ref>. À cet égard, ils sont semblables aux [[anneaux de Jupiter]], dont la part de poussière est de 50 % à 100 %, et sont très différents des [[anneaux de Saturne]] et Uranus, qui contiennent peu de poussière (moins de 0,1 %) et sont par conséquent moins brillants<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Neptune's Rings |url=https://solarsystem.nasa.gov/resources/249/neptunes-rings |site=NASA Solar System Exploration |consulté le=05 septembre 2020}}</ref>. Considérés dans leur ensemble, les anneaux de Neptune ressemblent à ceux de Jupiter, les deux systèmes se composent d'annelets de poussières ténus et étroits, et de larges anneaux de poussières encore plus ténus<ref name=":33" />{{,}}<ref name=":31" />.

Les anneaux de Neptune, comme ceux d'Uranus, sont considérés comme relativement jeunes ; leur âge est sans doute nettement inférieur à celui du [[Système solaire]]<ref name=":32" />. D'autre part, comme pour Uranus, les anneaux de Neptune se sont probablement formés à la suite de la fragmentation d'anciennes lunes intérieures lors de collisions. En effet, il résulte de ces collisions la formation de ceintures de petites [[lunes]], qui sont autant de sources de poussière pour les anneaux<ref name=":32" />. Des observations terrestres annoncées en 2005 semblent montrer que les anneaux de Neptune sont instables et les images prises à l'[[Observatoire W. M. Keck|observatoire WM Keck]] en 2002 et 2003 montrent une dégradation considérable des anneaux par rapport aux images de ''Voyager 2'' ; en particulier, il semble que l'arc ''Liberté'' était en voie de disparition<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Neptune's rings are fading away |url=https://www.newscientist.com/article/mg18524925.900 |série=New Scientist |site=newscientist.com|date=26 mars 2005|consulté le=06 août 2007|archive-url=https://web.archive.org/web/20081210072747/http://www.newscientist.com/article/mg18524925.900 |archive-date=10 décembre 2008}}</ref>. En 2009, les arcs ''Liberté'' et ''Courage'' avaient disparu<ref>{{Article |langue=en |prénom1=Imke |nom1=de Pater |prénom2=Stéfan |nom2=Renner |prénom3=Mark R. |nom3=Showalter |prénom4=Bruno |nom4=Sicardy |titre=The rings of Neptune |périodique=arXiv:1906.11728 [astro-ph] |date=22 mars 2018|doi=10.1017/9781316286791.005 |lire en ligne=http://arxiv.org/abs/1906.11728 |consulté le=13 septembre 2020|pages=112–124}}</ref>.
{{Clr}}
[[Fichier:Another Neptune diagram fr.png|alt=Coupe de Neptune montrant sa structure interne et son centre magnétique. Les cinq anneaux sont présentés à l'échelle avec les arcs de l'anneau Adams. Les orbites des lunes Triton, Protée, Larissa, Despina et Galatée sont également représentées à l'échelle.|centré|vignette|redresse=3|Diagramme en coupe à l'échelle de Neptune montrant ses anneaux et les orbites des lunes proches.]]

=== Autre entourage de Neptune ===
{{Article détaillé|Astéroïdes troyens de Neptune}}
[[Fichier:Neptunian_Trojans.gif|droite|vignette|redresse=1.5|Animation montrant l'orbite de six troyens au {{Pla|4|lien|txt=}} dans un [[référentiel en rotation]] centré sur Neptune.|alt=Animation des orbites de troyens de Neptune, celle-ci restant fixe au centre.]]
Comme la [[Terre]], [[Mars (planète)|Mars]], [[Jupiter (planète)|Jupiter]] et [[Uranus (planète)|Uranus]], Neptune possède des [[Troyen (astronomie)|astéroïdes troyens]] partageant son orbite autour du [[Soleil]]<ref name="TroyensListe" />.

En 2020, on en compte vingt au {{Pla|4|lien|txt=}} (en avance) et trois au point {{Pla|5}} (en retard)<ref name="TroyensListe">{{Lien web |langue=en |titre=List Of Neptune Trojans |url=https://minorplanetcenter.net//iau/lists/NeptuneTrojans.html |site=minorplanetcenter.net |consulté le=01 septembre 2020}}</ref>. {{PM1|2001 QR|322}} est le premier observé en {{date|août 2001}} par l'équipe de [[Marc William Buie]] sur le télescope Blanco de {{unité|4|m}} de l'[[Observatoire interaméricain du Cerro Tololo|Observatoire du Cerro Tololo]]<ref>{{Lien web |langue=en |titre=2001 QR322 - IAU Minor Planet Center |url=http://www.minorplanetcenter.net/db_search/show_object?object_id=2001+QR322 |site=minorplanetcenter.net |consulté le=03 septembre 2020}}</ref>. Sa position relative oscille autour du point {{pla|4}} et le long de l'orbite neptunienne avec une période d'environ {{nombre |10000|ans}}. Son orbite est très stable, il se situe ainsi dans une région qui garantit qu'il co-orbitera encore avec Neptune pendant des milliards d'années<ref>{{Article |langue=en |prénom1=F. |nom1=Marzari |prénom2=P. |nom2=Tricarico |prénom3=H. |nom3=Scholl |titre=The MATROS project: Stability of Uranus and Neptune Trojans. The case of 2001 QR322 |périodique=Astronomy and Astrophysics |volume=410 |date=01 novembre 2003|issn=0004-6361 |doi=10.1051/0004-6361:20031275 |lire en ligne=http://adsabs.harvard.edu/abs/2003A%26A...410..725M |consulté le=01 septembre 2020|pages=725–734}}</ref>.

En 2004 puis 2005, trois nouveaux troyens sont découverts par [[Scott S. Sheppard]] et [[Chadwick Trujillo]]<ref>{{Article |langue=en |prénom1=Scott S. |nom1=Sheppard |prénom2=C. |nom2=Trujillo |titre=A Survey for Trojan Asteroids of Saturn, Uranus and Neptune |périodique=ResearchGate |date=01 septembre 2006|lire en ligne=https://www.researchgate.net/publication/252422799_A_Survey_for_Trojan_Asteroids_of_Saturn_Uranus_and_Neptune |consulté le=01 septembre 2020|pages=44.03}}</ref>. L'un d'entre eux, {{PM1|2005 TN|53}}, a la même période orbitale que Neptune et orbite au {{pla|4|txt=}} de Neptune avec cependant une inclinaison de {{nombre|25|degrés}}<ref>{{Article |langue=en |prénom1=Scott S. |nom1=Sheppard |prénom2=Chadwick A. |nom2=Trujillo |titre=A Thick Cloud of Neptune Trojans and Their Colors |périodique=Science |volume=313 |numéro=5786 |date=28 juillet 2006|issn=0036-8075 |issn2=1095-9203 |pmid=16778021 |doi=10.1126/science.1127173 |lire en ligne=https://science.sciencemag.org/content/313/5786/511 |consulté le=01 septembre 2020|pages=511–514}}</ref>. Les deux autres sont nommés [[(385571) Otréré]] et [[(385695) Clété]], d'après deux [[amazones]]<ref name="TroyensListe" />. {{PM1|2008 LC|18}} est le premier troyen découvert se trouvant au point {{pla|5}} de Neptune<ref>{{Lien web |langue=en |titre=2008 LC15, the first Trojan asteroid discovered in Neptune's L5 point |url=https://www.planetary.org/articles/2623 |site=The Planetary Society |consulté le=01 septembre 2020}}</ref>.

Des études ont montré qu'il serait possible à un [[quasi-satellite]] théorique d'[[Uranus (planète)|Uranus]] ou de Neptune de le rester pour la durée de vie du [[Système solaire]] moyennant certaines conditions d'excentricité et d'[[inclinaison orbitale|inclinaison]]<ref name="Wiegert00">{{Article |langue=en |prénom1=P. |nom1=Wiegert |prénom2=K. |nom2=Innanen |titre=''The stability of quasi satellites in the outer solar system'' |périodique={{langue|en |The Astronomical Journal}} |année=2000 |volume=119 |numéro=4 |passage=1978-1984 |url=http://www.iop.org/EJ/article/1538-3881/119/4/1978/990367.html |doi=10.1086/301291}}.</ref>. De tels objets n'ont pas encore été découverts mais Neptune possède cependant un quasi-satellite temporaire, {{PM1|(309239) 2007 RW|10}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=JPL Small-Body Database Browser - 309239 (2007 RW10)|url=https://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=2007RW10;orb=1 |site=ssd.jpl.nasa.gov |consulté le=02 septembre 2020}}</ref>. Celui-ci est un quasi-satellite de Neptune depuis environ {{unité|12500|ans}} et devrait rester dans cet état dynamique pendant au moins autant de temps<ref name="quasi">{{Article |langue=en |auteur1=De La Fuente Marcos |prénom1=C. |auteur2=De La Fuente Marcos |prénom2=R. |titre=(309239) 2007 RW10: a large temporary quasi-satellite of Neptune |périodique=Astronomy and Astrophysics Letters |volume=545 |numéro=2012 |date= 2012|doi=10.1051/0004-6361/201219931 |bibcode=2012A&A...545L...9D |arxiv=1209.1577 |pages=L9}}.</ref>.

== Observation ==
[[Fichier:Neptune_from_the_VLT_with_MUSE_GALACSI_Narrow_Field_Mode_adaptive_optics.jpg|alt=Neptune en bleu très clair devant un fond noir, des nuages sont visibles.|droite|vignette| En 2018, l'[[Observatoire européen austral]] a développé des méthodes d'optique adaptative permettant d'obtenir des images claires et en haute résolution de Neptune depuis la surface de la [[Terre]]<ref name="ESOLaser">{{Lien web |langue=fr |auteur= ESO |titre=Un nouveau dispositif d’optique adaptative installé sur le VLT génère des images d’une très grande définition |url=https://www.eso.org/public/france/news/eso1824/ |site=eso.org |consulté le=31 août 2020}}</ref>.]]
[[Fichier:Neptune Wide Field (NIRCam).jpg|vignette|Neptune vue par [[James-Webb (télescope spatial)|''James-Webb'']], avec l'imageur proche infrarouge NIRCam. Vers le bas à gauche, une [[galaxie spirale]] relativement petite. Le traitement de l'image a été réalisé par le [[Space Telescope Science Institute]] et le [[Goddard Space Flight Center]] (septembre 2022).]]
Du fait de l'évolution de son orbite, Neptune s'est considérablement éclairé depuis 1980. Sa [[magnitude apparente]] varie dans les années 2020 entre 7,67<ref name="NASAFact" /> et 8,0 avec une moyenne à 7,78 alors qu'avant 1980, la planète possédait une magnitude moyenne d'environ 8,0<ref name=":9">{{Article |langue=en |prénom1=Anthony |nom1=Mallama |prénom2=James L. |nom2=Hilton |titre=Computing Apparent Planetary Magnitudes for The Astronomical Almanac |périodique=Astronomy and Computing |volume=25 |date=octobre 2018 |pages=10-24 |arxiv=1808.01973 |doi=10.1016/j.ascom.2018.08.002 |consulté le=2 janvier 2022}}.</ref>. La [[magnitude limite visuelle]] de l'[[œil nu]] étant 6, Neptune reste cependant toujours invisible sans instrument<ref name=":10">{{Ouvrage|prénom1=Neil|nom1=Comins|titre=À la découverte de l'Univers: Les bases de l'astronomie et de l'astrophysique|passage=297|éditeur=De Boeck Superieur|date=22 août 2016|isbn=978-2-8073-0294-5|lire en ligne=https://books.google.fr/books?id=qWFBDQAAQBAJ&pg=PA297#v=onepage&q&f=false|consulté le=31 août 2020}}</ref>. Un [[télescope]] ou des [[jumelles]] puissantes montreront Neptune comme un petit disque bleu, d'apparence semblable à Uranus<ref name=":11">{{Lien web |langue=fr |titre=Neptune à portée de télescope |url=https://www.cieletespace.fr/actualites/neptune-a-portee-de-telescope |site=Ciel & Espace |consulté le=31 août 2020}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=fr|titre=Observez Neptune, la plus lointaine planète |url=https://www.stelvision.com/astro/observez-neptune-la-plus-lointaine-planete/ |site=Stelvision |consulté le=31 août 2020}}.</ref>.

En raison de la distance de Neptune à la Terre, variant de {{unité|4,31 à 4,69|milliards}} de kilomètres, sa [[taille apparente]] ne varie que de 2,2 à {{Unité|2,4|secondes}} d'arc<ref name="NASAFact" />, la plus petite variation pour une planète du Système solaire<ref name="Planetary Fact" />. Sa petite taille apparente rendant difficile l'étude visuelle, la plupart des connaissances à son sujet étaient en conséquence limitées {{Incise|comme la valeur de sa période de rotation}} jusqu'au survol de ''[[Voyager 2]]'' puis l'avènement du [[télescope spatial]] [[Hubble (télescope spatial)|''Hubble'']] et des [[Liste des plus grands télescopes optiques|grands télescopes au sol]] à [[optique adaptative]] (AO)<ref>{{Article |langue=en |prénom1=D. P. |nom1=Cruikshank |titre=On the rotation period of Neptune. |périodique=The Astrophysical Journal |volume=220 |date=1978-03 |issn=0004-637X |doi=10.1086/182636 |lire en ligne=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1978ApJ...220L..57C/abstract |consulté le=25 août 2020|pages=L57–L59 }}.</ref>{{,}}<ref>{{Article |langue=en |auteur1=C. Max |auteur2=B. MacIntosh |auteur3=S. Gibbard |auteur4=H. Roe |titre=Adaptive Optics Imaging of Neptune and Titan with the W.M. Keck Telescope |périodique=Bulletin of the American Astronomical Society |volume=31 |date= 1999|bibcode=1999AAS...195.9302M |pages=1512 }}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=APOD: 2000 February 18 - Neptune through Adaptive Optics |url=https://apod.nasa.gov/apod/ap000218.html |site=apod.nasa.gov |consulté le=25 août 2020}}.</ref>. La première observation scientifiquement exploitable de Neptune à partir de télescopes au sol utilisant l'optique adaptative est réalisée en 1997 à [[Hawaï]]<ref>{{Article |langue=en |auteurs=F. Roddier, C. Roddier, A. Brahic, C. Dumas, J. E. Graves, M. J. Northcott et T. Owen |titre=First Ground-Based Adaptive Optics Observations of Neptune and Proteus |périodique=Planetary & Space Science |volume=45 |numéro=8 |pages=1031-1036 |date=1997 |lire en ligne=https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.66.7754&rep=rep1&type=pdf |format=pdf}}.</ref>. L'hémisphère sud de Neptune est entré dans les années 1980 dans sa saison de [[printemps]] {{Incise|qui durera environ 40 ans du fait de la période de révolution de 165 ans}} et il a ainsi été observé qu'elle se réchauffait, avec une activité atmosphérique et une luminosité accrues en conséquence<ref name=":18" />. Combinés aux progrès technologiques, les télescopes au sol à optique adaptative enregistrent des images de plus en plus détaillées<ref name="ESOLaser" />.

Depuis la Terre, Neptune subit un [[Rétrogradation (astronomie)|mouvement rétrograde apparent]] tous les {{Unité|367|jours}}, résultant en un mouvement en forme de boucle devant les [[étoile fixe|étoiles fixes]] lors de chaque [[Opposition (astronomie)|opposition]]. Ces boucles l'ont porté près des coordonnées de découverte de 1846 en avril et {{Date|juillet 2010}} et de nouveau en octobre et {{Date|novembre 2011}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Horizons Output for Neptune 2010–2011 |url=https://web.archive.org/web/20130502171825/http://home.surewest.net/kheider/astro/nept2011.txt |site=web.archive.org |date=02 mai 2013|consulté le=25 août 2020}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Happy birthday, Neptune! |url=https://www.discovermagazine.com/the-sciences/happy-birthday-neptune |site=Discover Magazine |consulté le=01 septembre 2020}}</ref>. Sa longitude de découverte est atteinte le 11 ou {{Date|12 juillet 2011}}, marquant sa première orbite complète depuis la première observation de [[Johann Gottfried Galle|Johann Galle]]<ref name=":39" />{{,}}<ref name=":37" />{{,}}<ref name=":38" />.

L'observation de Neptune dans la bande des [[Onde radio|ondes radio]] montre qu'elle est une source à la fois d'émission continue et de sursauts irréguliers. Ces deux sources proviendraient de son champ magnétique rotatif{{Sfn|Elkins-Tanton|5=2006|p=79-83}}. Dans la partie [[infrarouge]] du spectre, les tempêtes de Neptune apparaissent brillantes sur l'arrière-plan plus froid, ce qui permet de suivre facilement la taille et la forme de ces caractéristiques<ref>{{Article |langue=en |auteur1=Gibbard, S.G. |auteur2=Roe, H. |auteur3=de Pater, I. |auteur4=Macintosh, B. |titre=High-Resolution Infrared Imaging of Neptune from the Keck Telescope |périodique=Icarus |volume=156 |numéro=1 |date= 1999|doi=10.1006/icar.2001.6766 |bibcode=2002Icar..156....1G |lire en ligne=https://zenodo.org/record/1229846 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20181023120338/https://zenodo.org/record/1229846|archive-date=23 octobre 2018|consulté le=12 juin 2019|pages=1–15}}</ref>.

== Exploration ==
{{Article détaillé|Exploration de Neptune et ses satellites|Voyager 2{{!}}''Voyager 2''}}
=== Survol par ''Voyager 2'' ===
[[Fichier:PIA02222 Neptune Clouds on the Dark Spot.jpg|vignette|gauche|Une des premières photos de Neptune prise par la sonde.|alt=Photo en noir et blanc de Neptune, la Grande Tache sombre est représentée et entourée de nuages très blancs.]]
''[[Voyager 2]]'' est la première et unique [[sonde spatiale]] à avoir visité Neptune et source de la majorité des connaissances actuelles sur la planète{{Sfn|Alioui|5=2012|p=32}}{{,}}<ref name=":0">{{Lien web |langue=en |titre=Voyager 2 |url=https://solarsystem.nasa.gov/missions/voyager-2/in-depth |série=In Depth |site=NASA Solar System Exploration |consulté le=03 septembre 2020}}</ref>. La trajectoire à travers le [[système neptunien]] est mise au point une fois le survol d’Uranus et de ses lunes accompli. Comme il doit s’agir du dernier passage de ''{{nobr|{{langue|en|Voyager}} 2}}'' près d’une planète, il n’existe pas de contraintes sur la manière de sortir du système planétaire et plusieurs choix sont possibles : l’équipe scientifique opte donc pour un passage à faible distance du pôle nord de Neptune ce qui permettra d’utiliser l’[[assistance gravitationnelle]] de la planète pour faire plonger la sonde sous l’écliptique pour un survol rapproché de [[Triton (lune)|Triton]], la principale lune de Neptune, quelles que soient les conséquences de la trajectoire, de façon similaire à ce qui avait été fait pour ''[[Voyager 1]]'' avec [[Saturne (planète)|Saturne]] et sa lune [[Titan (lune)|Titan]]<ref name=":0" />{{,}}<ref name=":1">{{Lien web |langue=en |prénom=Tony |nom=Greicius |titre=30 Years Ago: Voyager 2's Historic Neptune Flyby |url=http://www.nasa.gov/feature/jpl/30-years-ago-voyager-2s-historic-neptune-flyby |site=NASA |date=22 août 2019|consulté le=03 septembre 2020}}</ref>.

L’éloignement de Neptune diminue le débit théorique permis par la liaison radio. Aussi, plusieurs mesures sont prises dans les années qui précèdent le survol pour renforcer le réseau d’antennes à Terre, notamment l’accroissement de la taille des antennes de réception existantes, la mise en service d’une nouvelle antenne à [[Centre d'espace lointain d'Usuda|Usuda]] au [[Japon]], et le recours au {{langue|en|[[Very Large Array]]}} au [[Nouveau-Mexique]]<ref name="ringsmission">{{Lien web |langue=en |auteur={{langue|en|NASA - Planetary Date System}} |titre={{langue|en|Voyager mission}}|url=http://pds-rings.seti.org/voyager/rss/mission.html |site={{langue|en|Planetary Rings Node}} |date=1 janvier 2000}}.</ref>.

[[Fichier:Neptuno y Tritón (Voyager2).jpg|vignette|Vue de croissants de Neptune et Triton par ''Voyager 2'' (1989).|alt=Triton apparaît devant Neptune, les deux présentent de très fins croissants.]]

Les premières observations sont effectuées à partir de {{date|mars 1989}}, soit {{nobr|90 jours}} avant le passage au plus près de Neptune et près de trois ans après le survol d’Uranus<ref name=":0" />. Elles permettent de découvrir les anneaux de Neptune, dont l’existence n’avait jusque-là jamais été prouvée : ils sont composés de particules très fines qui ne permettent pas leur observation depuis la Terre{{Sfn|Alioui|5=2012|p=34}}. Un champ magnétique est détecté et mesuré, celui étant décalé du centre géologique et incliné comme celui d’Uranus, mais cependant d'intensité bien plus faible<ref name="ringsmission" />. Au cours de la traversée du système neptunien, cinq nouvelles {{Incise|ou 6 en comptant [[Larissa (lune)|Larissa]]}} lunes sont découvertes<ref name=":45" />{{,}}<ref name=":44" />{{,}}<ref name="14Moons" />. Compte tenu de l’éloignement de ''{{nobr|{{langue|en|Voyager}} 2}}'', il est difficile d’envoyer à temps de nouvelles instructions pour l’observation de ces nouveaux corps célestes. Seule [[Protée (lune)|Protée]] ({{nombre|400|km}} de diamètre) est découverte suffisamment tôt pour programmer des observations détaillées<ref name="ringsmission" />. En effet, les signaux de la sonde nécessitaient {{nobr|246 minutes}} pour atteindre la Terre et, par conséquent, la mission de ''Voyager 2'' reposait sur des commandes préchargées<ref name=":1" />.

Le survol de Neptune a lieu le {{date|25 août 1989}} : ''{{nobr|{{langue|en|Voyager}} 2}}'' passe à {{nombre|4950|km}} du pôle nord de la planète<ref name="ringsmission" />{{,}}{{Sfn|Burgess|3=|4=|5=1991|p=46-55}}. L’atmosphère de Neptune est analysée. Malgré le peu d’[[énergie solaire]] reçu du fait de son éloignement (3 % de ce que reçoit Jupiter), une dynamique atmosphérique est observée avec des manifestations comme la « [[Grande Tache sombre]] » et des nuages<ref name=":0" />. Des vents se déplaçant à plus de {{nombre|2000|km/h}} sont mesurés. L’étude du champ magnétique permet de déterminer que la durée d’une rotation est de {{nombre|16.11|heures}}<ref name="ringsmission" />. Le survol fournit également la première mesure précise de la masse de Neptune qui s'est avérée inférieure de 0,5 % à celle calculée précédemment. Cette nouvelle valeur a alors permis de réfuter l'hypothèse selon laquelle une [[planète X]] non découverte agissait sur les orbites de Neptune et d'Uranus{{Sfn|Standage|5=2000|p=188}}{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |auteur1=Chris Gebhardt |auteur2=Jeff Goldader |titre=Thirty-four years after launch, ''Voyager 2'' continues to explore |url=http://www.nasaspaceflight.com/2011/08/thirty-four-years-voyager-2-continues-explore/ |série=NASASpaceflight |site=nasaspaceflight.com|date=20 août 2011|consulté le=22 janvier 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160219211545/http://www.nasaspaceflight.com/2011/08/thirty-four-years-voyager-2-continues-explore/ |archive-date=19 février 2016}}</ref>. Les images de ''Voyager 2'' sont diffusées en direct lors d'un programme de [[Public Broadcasting Service|PBS]] de nuit, ''Neptune All Night''<ref>{{Lien web |langue=en |nom=Phillips |prénom=Cynthia |titre=Fascination with Distant Worlds |url=http://www.seti.org/about-us/voices/phillips-080503.php |éditeur=[[Institut SETI]] |date=5 août 2003|consulté le=03 octobre 2007|archive-url=https://web.archive.org/web/20071103094424/http://www.seti.org/about-us/voices/phillips-080503.php |archive-date=03 novembre 2007}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |auteur=Brian Koberlein |titre=Neptune All Night|url=https://briankoberlein.com/blog/neptune-all-night/ |site=briankoberlein.com |consulté le=03 septembre 2020}}.</ref>.

[[Fichier:Triton_moon_mosaic_Voyager_2_(large).jpg|vignette| Mosaïque de Triton par ''Voyager 2''. |alt=Image partielle de Triton, présentant une surface grisâtre.]]
''{{nobr|{{langue|en|Voyager}} 2}}'' passe à {{nombre|39790|km}} de [[Triton (lune)|Triton]] et peut recueillir des données très précises sur cette lune. La [[communauté scientifique]] estimait à l’époque que le diamètre de Triton était compris entre {{unité|3800|et=5000|km}} ; la sonde permet de ramener ce chiffre à {{nombre|2760|km}}<ref name="ringsmission" />. Très peu de cratères sont observés, ce qui est expliqué par le volcanisme dont des manifestations sous forme de traces laissées par des geysers sont observées aux pôles. Une atmosphère ténue (pression de {{unité|10 à 14|millibars}} soit 1 % à 1,4 % de celle de la Terre), résultant sans doute de cette activité, est détectée par ''{{nobr|{{langue|en|Voyager}} 2}}<ref name="ringsmission" />''. La température de la surface de Triton, {{nombre|38|kelvins}}, est la plus froide jamais détectée sur un corps céleste du Système solaire<ref name="ringsmission" />{{,}}<ref name=":43" />.

=== Après ''Voyager'' ===
[[Fichier:Voyager.jpg|gauche|vignette|redresse=0.5|''{{langue|en|{{lnobr|Voyager 2}}}}''|alt=Maquette d'une sonde Voyager, une grande parabole est visible.]]
Après la mission de survol ''Voyager 2'', la prochaine étape de l'exploration scientifique du [[système neptunien]] est considérée comme intégrée au [[Programme Flagship]]<ref name=":3">{{Lien web |langue=en-US |prénom=Stephen |nom=Clark |titre=Uranus, Neptune in NASA’s sights for new robotic mission – Spaceflight Now |url=https://spaceflightnow.com/2015/08/25/uranus-neptune-in-nasas-sights-for-new-robotic-mission/ |consulté le=25 août 2020}}</ref>. Une telle mission hypothétique devrait être possible à la fin des années 2020 ou au début des années 2030<ref name=":3" />. Aussi, une proposition en cours pour le [[programme Discovery]], [[Trident (sonde spatiale)|''Trident'']], effectuerait un survol de Neptune et Triton<ref name="Trident_Description">{{Lien web |langue=en |titre=Exploring Triton With Trident: A Discovery-Class Mission |url=https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2019/pdf/3188.pdf |format=pdf |série=Universities Space Research Association |site=hou.usra.edu|date=23 mars 2019|consulté le=26 mars 2019}}</ref>.

Cependant, il y a déjà eu des discussions pour lancer les missions vers Neptune plus tôt. En 2003, un projet de sonde [[Neptune Orbiter]] ayant des objectifs similaires à ceux de ''[[Cassini-Huygens|Cassini]]'' est proposé<ref>{{Article |langue=en |auteur1=T.R. Spilker |auteur2=A.P. Ingersoll |titre=Outstanding Science in the Neptune System From an Aerocaptured Vision Mission |périodique=Bulletin of the American Astronomical Society |volume=36 |date= 2004|bibcode=2004DPS....36.1412S |pages=1094 }}</ref> puis, en 2009, la mission ''[[Argo (sonde spatiale)|Argo]]'' qui aurait visité [[Jupiter (planète)|Jupiter]], [[Saturne (planète)|Saturne]], Neptune et un [[Ceinture de Kuiper|objet de la ceinture de Kuiper]]<ref name="argho1">{{Lien web |langue=en |auteur=Candice Hansen |titre=Argo – A Voyage Through the Outer Solar System |url=http://www.spacepolicyonline.com/pages/images/stories/PSDS%20GP1%20Hansen_Argo_Neptune%20Mission%20Concept.pdf |format=pdf |site=spacepolicyonline.com |éditeur=Space and Technology Policy Group, LLC |consulté le=5 août 2015 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150924104222/http://www.spacepolicyonline.com/pages/images/stories/PSDS%20GP1%20Hansen_Argo_Neptune%20Mission%20Concept.pdf |archive-date=24 juillet 2015}}.</ref>. Par ailleurs, ''[[New Horizons 2]]'' {{Incise|qui a ensuite été abandonnée}} aurait également pu effectuer un survol rapproché du système neptunien<ref>{{Article |langue=en |prénom1=David S. F. |nom1=Portree |titre=New Horizons II (2004-2005)|périodique=Wired |date=22 mai 2012 |issn=1059-1028 |lire en ligne=https://www.wired.com/2012/05/new-horizons-ii-2004-2005/ |consulté le=05 septembre 2020}}.</ref>.
[[fichier:Neptune Through the Years.png|vignette|center|upright=2|Les images obtenues par ''{{langue|en|{{lnobr|Voyager 2}}}}'' sont encore de bonnes références.]]

== Dans la culture ==
=== Références historiques ===
[[Fichier:Neptunium.svg|vignette|redresse=0.5|Le [[neptunium]] a été nommé en référence à Neptune.|alt=Symbole du neptunium avec numéro atomique.]]
L'élément chimique [[neptunium]] est découvert par [[Edwin McMillan]] et [[Philip Abelson]] en 1940<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Neptunium {{!}} chemical element |url=https://www.britannica.com/science/neptunium |site=Encyclopedia Britannica |consulté le=05 septembre 2020}}</ref>. La découverte est faite au {{langue|en|Berkeley Radiation Laboratory}} {{Incise|maintenant [[Laboratoire national Lawrence-Berkeley]]}} de l'[[université de Californie à Berkeley]], où l'équipe produit l'{{nobr|isotope 239}} du [[neptunium]], d'une [[demi-vie]] de {{nombre|2.4|jours}}, en bombardant de l'{{lnobr|uranium 238}} (faisant référence à Uranus) avec des [[Neutron|neutrons]]<ref>{{Lien web |langue=fr |prénom=Nathalie |nom=Mayer |titre=Neptunium |url=https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/chimie-neptunium-15443/ |site=futura-sciences.com|consulté le=02 septembre 2020}}</ref>. C'est l'étape intermédiaire menant à la production du {{lnobr|plutonium 239}} (faisant référence à [[Pluton (planète naine)|Pluton]])<ref>{{en}} Edwin Mcmillan, Philip Abelson, « {{langue|en|texte=Radioactive Element 93}} », ''{{langue|en|Physical Review}}'', vol. 57, {{numéro}}12, 1940, {{p.|1185}}.</ref>.

Après l'[[Opération Uranus|opération ''Uranus'']], l'[[Débarquement de Normandie|opération ''Neptune'']] est le nom de code donné au débarquement en [[Normandie]] des troupes [[Alliés de la Seconde Guerre mondiale|alliées]] en {{date|juin 1944}} lors de la [[Seconde Guerre mondiale]]. Il précède la [[bataille de Normandie]]<ref>{{Lien web |langue=fr|auteur=Ministère des Armées |titre=Juin 1944 : opération Neptune ou Overlord ? |url=https://www.defense.gouv.fr/fre/actualites/articles/juin-1944-operation-neptune-ou-overlord |site=defense.gouv.fr |date=04 juin 2014|consulté le=02 septembre 2020}}.</ref>.

=== Musique ===
{{Citation|Neptune, le mystique}} est le {{7e}} et dernier mouvement de l'œuvre pour grand [[orchestre]] ''[[Les Planètes]]'', composée et écrite par [[Gustav Holst]] entre 1914 et 1916<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Holst : Les Planètes, partie 7 : Neptune|url=http://www.vivre-musique-classique.fr/oeuvres/holst-les-planetes-partie-7-neptune/ |site=vivre-musique-classique.fr|consulté le=02 septembre 2020}}</ref>.

[[Jimi Hendrix]] écrit et enregistre pour la première fois en {{date|septembre 1969}} ''Valleys of Neptune'', une chanson qui n'a été publiée (officiellement) qu'en {{date|mars 2010}} dans l'album éponyme ''[[Valleys of Neptune#Liste des morceaux|Valleys of Neptune]]'', quarante ans après la mort de l'artiste<ref>{{Lien web |langue=fr |prénom=Olivier |nom=Nuc |titre=Jimi Hendrix transcende les générations |url=https://www.lefigaro.fr/musique/2010/03/10/03006-20100310ARTFIG00794-jimi-hendrix-transcende-les-generations-.php |site=[[Le Figaro]] |date=10 mars 2010|consulté le=02 septembre 2020}}</ref>.

=== Science-fiction ===
{{Article détaillé|Neptune et ses lunes dans la fiction}}
Depuis sa découverte, Neptune est apparue dans de nombreuses œuvres de [[science-fiction]]. Elle est notamment la dernière demeure de la race humaine lors de la fin du Système solaire dans le [[Roman (littérature)|roman]] d'[[Olaf Stapledon]] ''[[Les Derniers et les Premiers]]'' (1930)<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Some favourite sci-fi about each of the planets – Blog – BERG |url=http://berglondon.com/blog/2010/11/19/sci-fi-about-the-planets/ |site=berglondon.com |consulté le=02 septembre 2020}}</ref> ou le décor principal des films ''[[Ad Astra (film)|Ad Astra]]'' de [[James Gray (réalisateur)|James Gray]] (2019)<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=“Ad Astra” : une singulière odyssée de l’espace |url=https://www.telerama.fr/cinema/ad-astra-une-singuliere-odyssee-de-lespace,n6427422.php |site=Télérama |consulté le=02 septembre 2020}}</ref> et ''[[Event Horizon, le vaisseau de l'au-delà]]'' de [[Paul W. S. Anderson]] (1997)<ref name="PopCulture">{{Lien web |langue=en |titre=Neptune - Pop Culture |url=https://solarsystem.nasa.gov/planets/neptune/overview/#pop_culture |site=NASA Solar System Exploration |consulté le=02 septembre 2020}}</ref>.

Elle a également été représentée dans la [[série d'animation]] ''[[Futurama]]'', l'épisode pilote de ''[[Star Trek : Enterprise]]'' et l'épisode ''[[Dans les bras de Morphée]]'' de ''[[Doctor Who]]<ref name="PopCulture" />''.

=== Symbolisation et symbolisme ===
Le [[symbole astronomique]] [[Fichier:Neptune_symbol (fixed width).svg|20px|♆]] de Neptune est une version stylisée du [[trident]] du dieu Neptune, dont elle tient le nom<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Solar System Symbols |url=https://solarsystem.nasa.gov/resources/680/solar-system-symbols |site=NASA Solar System Exploration |consulté le=02 septembre 2020}}</ref>. À l'époque moderne, il est toujours employé comme symbole astronomique pour la planète, bien que son utilisation soit découragée par l'[[Union astronomique internationale]]<ref>{{Article |langue=en |auteur1=George A. Wilkins |titre=The preparation of astronomical papers and reports |périodique=IAU |date= 1989|lire en ligne=https://www.iau.org/static/publications/stylemanual1989.pdf |format=pdf |pages=19 }}.</ref>.

Le symbole alternatif [[Fichier:Neptune monogram (fixed width).svg|20px|⯉]] représente les initiales de [[Urbain Le Verrier|Le Verrier]], qui a découvert la planète, et est plus courant dans la littérature ancienne (surtout française)<ref>{{Ouvrage |langue=en |prénom1=Hiram |nom1=Mattison| titre=High-school Astronomy|passage=35|éditeur=Sheldon & Company |année=1872 |lire en ligne=https://books.google.fr/books?id=XksAAAAAYAAJ&pg=PA35&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false |consulté le=2 septembre 2020}}.</ref>.

En [[astrologie]], Neptune symbolise la foi<ref>Yves Haumont, ''L'astrologie'', [[Éditions du Cerf]], 1992 {{ISBN|978-22-04044-56-1|}}, p. 49.</ref>, l'idéalisme compatissant<ref name="Nuls">{{Ouvrage |langue originale=en |auteur1=Rae Orion |titre=L'Astrologie pour les Nuls |traducteur=Régine Ruet |titre original=Astrology for Dummies |lieu=Paris |éditeur= First Éditions |collection=Pour les Nuls |année=2021 |pages totales=322 |isbn=978-2412-06855-7 |consulté le=18 décembre 2024 |partie=2 |numéro chapitre=7 |titre chapitre=Les planètes transaturniennes |passage=151 }}.</ref>, l’aspiration à la fusion avec l’Univers<ref name="Gammon" />, le rêve<ref>[[Daniel Kunth]] et Philippe Zarka, [[Que sais-je ?]] ''L'astrologie'', {{n°|2481}}, 2005 {{ISBN|978-21-30548-33-1}}, p. 52.</ref>, ainsi que les illusions<ref name="Nuls" />, le flou ou la confusion<ref name="Nuls" />, les addictions (« paradis artificiels »)<ref name="Nuls" />, la paresse<ref name="Gammon">Margaret H. Gammon, ''L'astrologie et les lectures d'Edgar Cayce'', Association for Research and Enlightenment, Inc., 1991, p. 81.</ref>.

== Notes et références ==
{{Traduction/Référence|lang1=en|art1=Neptune}}

=== Notes ===
{{Références|groupe=N}}

=== Références ===
{{Références nombreuses|taille=24}}

== Voir aussi ==
{{Autres projets
| commons = Category:Neptune (planet)
| wikt = Neptune
| wikiquote = Neptune (planète)
}}

=== Bibliographie ===
* {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Morton|nom1=Grosser|titre=The discovery of Neptune|éditeur=Dover Publications|date= 1979|isbn=0-486-23726-5|isbn2=978-0-486-23726-8|oclc=5103113|consulté le=03 septembre 2020}}
* {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Patrick|nom1=Moore|titre=The planet Neptune|éditeur=Ellis Horwood|date= 1988|isbn=0-7458-0606-6|isbn2=978-0-7458-0606-8|isbn3=0-470-21366-3|oclc=18833673|consulté le=03 septembre 2020}}
* {{Ouvrage|nom1=[[Isaac Asimov]]|titre=Neptune, la plus petite des géantes|éditeur=Père Castor-Flammarion|date= 1991|isbn=2-08-161476-6|isbn2=978-2-08-161476-5|oclc=56255845|consulté le=03 septembre 2020}}
* {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Eric|nom1=Burgess|titre=Far Encounter: The Neptune System|éditeur=[[Columbia University Press]]|date= 1991|isbn=978-0-231-07412-4|lire en ligne=https://archive.org/details/farencounternept00burg}}
* {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Garry E.|nom1=Hunt|titre=Atlas of Neptune|éditeur=Cambridge University Press|date= 1994|isbn=0-521-37478-2|isbn2=978-0-521-37478-1|oclc=28067810|consulté le=03 septembre 2020}}
* {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Dale P.|nom1=Cruikshank|titre=Neptune and Triton|année=1995|isbn=0-8165-1525-5}}
* {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Patrick|nom1=Moore|lien auteur1=Patrick Moore (astronome)|titre=The Data Book of Astronomy|éditeur=[[CRC Press]]|date= 2000|isbn=978-0-7503-0620-1}}
* {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Tom|nom1=Standage|titre=The Neptune file : a story of astronomical rivalry and the pioneers of planet hunting|éditeur=Walker|date= 2000|isbn=0-8027-1363-7|isbn2=978-0-8027-1363-6|oclc=44493238|consulté le=03 septembre 2020}}
* {{en}} Ellis D. Miner et Randii R. Wessen, ''{{langue|en|Neptune: The Planet, Rings, and Satellites}}'', 2002 {{ISBN|1-85233-216-6}}
* {{en}} William Sheehan, Nicolas Kollerstrom and Craig B. Waff, ''{{langue|en|The case of the pilfered planet - Did the British steal Neptune?}}'', {{langue|en|Scientific American, 2004}}
* {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Linda T.|nom1=Elkins-Tanton|lien auteur1=Lindy Elkins-Tanton|titre=Uranus, Neptune, Pluto, and the outer solar system|éditeur=Facts on File|année=2006|isbn=0-8160-5197-6|isbn2=978-0-8160-5197-7|oclc=60454394|consulté le=03 septembre 2020}}
* {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Richard W.|nom1=Schmude|titre=Uranus, Neptune, and Pluto and how to observe them|éditeur=Springer|date= 2008|pages totales=243|isbn=978-0-387-76602-7|isbn2=0-387-76602-2|isbn3=0-387-76601-4|oclc=429909679|consulté le=03 septembre 2020}}
* {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Patrick|nom1=Irwin|titre=Giant planets of our solar system : atmospheres, composition, and structure|éditeur=Springer|date= 2009|isbn=978-3-540-85158-5|isbn2=3-540-85158-5|oclc=341597778|consulté le=03 septembre 2020}}
* {{article |langue=fr| titre=Uranus et Neptune| prénom1=Jamil| nom1= Alioui| périodique=Histoire de la cosmologie| date=printemps 2012|lire en ligne=https://alambicbicephale.com/site/contents/acad/cosmologie.pdf}}
* {{article |langue=en| titre=Uranus and Neptune: Origin, Evolution and Internal Structure| auteur1=[[Ravit Helled]]| auteur2=Nadine Nettelmann| auteur3=Tristan Guillot| périodique=[[Space Science Reviews]]| volume=216| numéro article=38| date=25 mars 2020| doi=10.1007/s11214-020-00660-3}}

=== Articles connexes ===
* [[Anneaux de Neptune]]
* [[Atmosphère de Neptune]]
* [[Neptune et ses lunes dans la fiction]]
* [[Satellites naturels de Neptune]]
* [[Objets en résonance avec Neptune]]
* [[Super-Neptune]], [[Neptune chaud]], [[Neptune froid]], [[Sous-Neptune]], [[Mini-Neptune]] (types d'[[exoplanète]]s comparables à Neptune)

=== Liens externes ===
* {{Autorité}}
* {{Dictionnaires}}
* {{Bases}}
* [https://promenade.imcce.fr/fr/pages6/90.html Caractéristiques de Neptune] sur le site de l'IMCCE
* [http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/neptunefact.html Neptune Fact Sheet] sur le site de la NASA
* [http://www.nineplanets.org/neptune.html Neptune] sur nineplanets.org de Bill Arnett
* La découverte de Neptune par Le Verrier (1846), texte en ligne et analysé sur le site [http://www.bibnum.education.fr/physique/astronomie/la-d%C3%A9couverte-de-neptune-1846 BibNum].
* [http://www.dioi.org/kn/neptune/index.htm Neptune's Discovery : The British Case for Co-Prediction] sur dioi.org
* [https://minorplanetcenter.net//iau/lists/NeptuneTrojans.html Liste des troyens de Neptune]
* [https://gravitysimulator.org/solar-system/the-neptunian-system Simulation gravimétrique 3D interactive de Neptune et de ses lunes intérieures]
* [https://bibnum.obspm.fr/ark:/11287/Dn3nK Neptune et les mondes extrasolaires] sur la bibliothèque numérique de l'[[Observatoire de Paris]]
* {{Lien web |langue=en |titre= Ringed Ice Giant Neptune |url=https://apod.nasa.gov/apod/ap220923.html | site=[[Astronomy Picture of the Day]] |éditeur=NASA |date=23/09/2022 |consulté le=23-09-2022}} ([https://dpelletier.profweb.ca/AstronomieCompl/APOD/APOD%20NGC%20IC%20et%20M/23_09_22_Neptune.html traduction/adaptation française])
* {{Lien web |langue=en |titre=Crescent Neptune and Triton |url=https://apod.nasa.gov/apod/ap230527.html | site= [[Astronomy Picture of the Day]] |éditeur=NASA |date=27/05/2023|consulté le=27-05-2023}} ([https://dpelletier.profweb.ca/AstronomieCompl/APOD/APOD%20NGC%20IC%20et%20M/27_05_23_NeptuneTriton.html traduction/adaptation française]).

{{Palette|Neptune|Système solaire|Sondes spatiales Neptune}}
{{Portail|astronomie|système solaire}}

{{Article de qualité|oldid=175517823|date=12 octobre 2020}}

[[Catégorie:Neptune|*]]
[[Catégorie:Neptune froid]]
[[Catégorie:Objet céleste prédécouvert en 1612]]
[[Catégorie:Objet céleste découvert en 1846]]
[[Catégorie:Objet céleste nommé d'après un personnage de la mythologie romaine]]
[[Catégorie:Objet céleste ayant un anneau]]