Neptuno

Neptuno

Neptuno en color real [1], tal como lo capturó la Voyager 2. Al igual que Urano , Neptuno tiene un aspecto apagado; aún se pueden ver varias tormentas, como la Gran Mancha Oscura GDS-89 [a] en el centro.
Descubrimiento [2]
Descubierto por	Juan Galle Urbano Le Verrier John Couch Adams
Fecha de descubrimiento	23 de septiembre de 1846
Designaciones
Pronunciación	Estados Unidos : / ˈnɛptuːn /​​​​​ ⓘ , Reino Unido:/- tj uː n /[3]
Llamado en honor a	Neptunus latino , vía Neptuno francés
Adjetivos	Neptuniano ( / n ɛ p ˈ tj uː n i ən / ), [4] Poseidiano [5]
Símbolo	, históricamente también
Características orbitales [6] [b]
Época J2000
Afelio	30,33  UA (4,54 mil millones de kilómetros)
Perihelio	29,81 UA (4,46 mil millones de km)
Semieje mayor	30,07 UA (4,50 mil millones de km)
Excentricidad	0,008 678
Periodo orbital (sideral)	164,8 años 60.195 días 89.666 días solares neptunianos [7]
Periodo orbital (sinódico)	367,49 días [8]
Velocidad orbital media	5,43 kilómetros por segundo [8]
Anomalía media	259.883°
Inclinación	1,770° a la eclíptica 6,43° al ecuador del Sol 0,74° al plano invariable [9]
Longitud del nodo ascendente	131.783°
Tiempo del perihelio	4 de septiembre de 2042 [10]
Argumento del perihelio	273.187°
Satélites conocidos	16
Características físicas
Radio medio	24.622 ± 19 kilómetros [11] [c]
Radio ecuatorial	24.764 ± 15 km [11] [c] 3,883 Tierras
Radio polar	24.341 ± 30 km [11] [c] 3,829 Tierras
Aplastamiento	0,0171 ± 0,0013
Área de superficie	7,6187 × 10 9  km 2 [12] [c] 14,98 Tierras
Volumen	6,253 × 10 13  km 3 [8] [c] 57,74 Tierras
Masa	1.024 09 × 10 26  kg [8] 17.147 Tierras 5.15 × 10−5  Soles
Densidad media	1,638 g/cm3 [ 8] [d]
Gravedad superficial	11,15 m/s2 ( 1,137  g0 ) [ 8] [c]
Factor de momento de inercia	0,23 [13] (estimación)
Velocidad de escape	23,5 kilómetros por segundo [8] [c]
Periodo de rotación sinódica	0,671 25  días 16 horas 6 minutos 36 segundos [7]
Periodo de rotación sideral	0,6713 día [8] 16 h 6 min 36 s
Velocidad de rotación ecuatorial	2,68 kilómetros por segundo [14]
Inclinación axial	28,32° (a la órbita) [8]
Ascensión recta del polo norte	19 horas 57 minutos 20 segundos [11] 299,36° [15]
Declinación del polo norte	43,46° [15]
Albedo	0,290 ( enlace ) [16] 0,442 ( geom. ) [17]
Temperatura de la superficie . mín. significar máximo 1 nivel de barra 72  K (−201 °C) [8] 0,1 bar (10 kPa) 55  K (−218 °C) [8]
Magnitud aparente	7,67 [18] a 8,00 [18]
Magnitud absoluta  (H)	−6,9 [19]
Diámetro angular	2,2–2,4″ [8] [20]
Atmósfera [8]
Altura de la escala	19,7 ± 0,6 kilómetros
Composición por volumen	80% ± 3,2% de hidrógeno 19% ± 3,2% de helio 1,5% ± 0,5% metano ~0,019 % de deuteruro de hidrógeno ~0,00015% de etano Volátiles helados : amoníaco hielo de agua hidrosulfuro de amonio hielo de metano (?)

Neptuno es el octavo planeta conocido y el más alejado del Sol . Es el cuarto planeta más grande del Sistema Solar por diámetro, el tercer planeta más masivo y el planeta gigante más denso . Tiene 17 veces la masa de la Tierra . Comparado con su compañero gigante de hielo Urano , Neptuno es ligeramente más masivo, pero más denso y más pequeño. Al estar compuesto principalmente de gases y líquidos, ^[21] no tiene una superficie sólida bien definida y orbita el Sol una vez cada 164,8  años a una distancia orbital de 30,1 unidades astronómicas (4,5 mil millones de kilómetros; 2,8 mil millones de millas). Lleva el nombre del dios romano del mar y tiene el símbolo astronómico , que representa el tridente de Neptuno . ^[e]

Neptuno no es visible a simple vista y es el único planeta del Sistema Solar que se descubrió a partir de predicciones matemáticas derivadas de observaciones indirectas en lugar de ser observado inicialmente por observación empírica directa , cuando cambios inesperados en la órbita de Urano llevaron a Alexis Bouvard a plantear la hipótesis de que su órbita estaba sujeta a una perturbación gravitacional por un planeta desconocido. Después de la muerte de Bouvard, la posición de Neptuno fue predicha a partir de sus observaciones, de forma independiente, por John Couch Adams y Urbain Le Verrier . Posteriormente, Neptuno fue observado directamente con un telescopio el 23 de septiembre de 1846 ^[2] por Johann Gottfried Galle a un grado de la posición predicha por Le Verrier. Su luna más grande, Tritón , fue descubierta poco después, aunque ninguna de las lunas restantes del planeta fue localizada telescópicamente hasta el siglo XX.

La distancia del planeta a la Tierra le da un tamaño aparente pequeño , y su distancia del Sol lo hace muy tenue, lo que dificulta su estudio con telescopios terrestres. Solo la llegada del telescopio espacial Hubble y de grandes telescopios terrestres con óptica adaptativa permitió observaciones detalladas. Neptuno fue visitado por la Voyager 2 , que sobrevoló el planeta el 25 de agosto de 1989; la Voyager 2 sigue siendo la única nave espacial que lo ha visitado. ^{[22] [23]} Al igual que los gigantes gaseosos ( Júpiter y Saturno ), la atmósfera de Neptuno está compuesta principalmente de hidrógeno y helio , junto con trazas de hidrocarburos y posiblemente nitrógeno , pero contiene una mayor proporción de hielos como agua, amoníaco y metano . Al igual que Urano, su interior está compuesto principalmente de hielos y rocas; ^[24] ambos planetas normalmente se consideran "gigantes de hielo" para distinguirlos. ^[25] Junto con la dispersión de Rayleigh , los rastros de metano en las regiones más externas hacen que Neptuno aparezca ligeramente azul. ^{[26] [27]}

A diferencia de la atmósfera fuertemente estacional de Urano, que puede no tener características durante largos períodos de tiempo, la atmósfera de Neptuno tiene patrones climáticos activos y visibles de manera constante. En el momento del sobrevuelo de la Voyager 2 en 1989, el hemisferio sur del planeta tenía una Gran Mancha Oscura comparable a la Gran Mancha Roja de Júpiter. En 2018, se identificaron y estudiaron una mancha oscura principal más nueva y una mancha oscura más pequeña. ^[28] Estos patrones climáticos son impulsados ​​​​por los vientos sostenidos más fuertes de cualquier planeta del Sistema Solar, tan altos como 2100 km / h (580 m / s; 1300 mph). ^[29] Debido a su gran distancia del Sol, la atmósfera exterior de Neptuno es uno de los lugares más fríos del Sistema Solar, con temperaturas en las cimas de sus nubes que se acercan a los 55  K (−218  °C ; −361  °F ). Las temperaturas en el centro del planeta son de aproximadamente 5.400 K (5.100 °C; 9.300 °F). ^{[30] [31]} Neptuno tiene un sistema de anillos débil y fragmentado (denominado "arcos"), descubierto en 1984 y confirmado por la Voyager 2. [ ^32]

Algunas de las primeras observaciones telescópicas conocidas , los dibujos de Galileo del 28 de diciembre de 1612 y el 27 de enero de 1613 ( Nuevo Estilo ) contienen puntos trazados que coinciden con lo que ahora se sabe que fueron las posiciones de Neptuno en esas fechas. En ambas ocasiones, Galileo parece haber confundido a Neptuno con una estrella fija cuando apareció cerca, en conjunción , con Júpiter en el cielo nocturno . ^[33] Por lo tanto, no se le atribuye el descubrimiento de Neptuno. En su primera observación en diciembre de 1612, Neptuno estaba casi estacionario en el cielo porque acababa de volverse retrógrado ese día. Este aparente movimiento hacia atrás se crea cuando la órbita de la Tierra la lleva más allá de un planeta exterior. Debido a que Neptuno recién comenzaba su ciclo retrógrado anual, el movimiento del planeta era demasiado leve para ser detectado con el pequeño telescopio de Galileo. ^[34] En 2009, un estudio sugirió que Galileo al menos era consciente de que la "estrella" que había observado se había movido en relación con las estrellas fijas. ^[35]

En 1821, Alexis Bouvard publicó tablas astronómicas de la órbita de Urano . ^[36] Observaciones posteriores revelaron desviaciones sustanciales de las tablas, lo que llevó a Bouvard a plantear la hipótesis de que un cuerpo desconocido estaba perturbando la órbita a través de la interacción gravitatoria . ^[37] En 1843, John Couch Adams comenzó a trabajar en la órbita de Urano utilizando los datos que tenía. Solicitó datos adicionales a Sir George Airy , el astrónomo real , quien los proporcionó en febrero de 1844. Adams continuó trabajando en 1845-1846 y produjo varias estimaciones diferentes de un nuevo planeta. ^{[38] [39]}

En 1845-1846, Urbain Le Verrier desarrolló sus propios cálculos independientemente de Adams, pero no despertó entusiasmo entre sus compatriotas. En junio de 1846, al ver la primera estimación publicada de Le Verrier de la longitud del planeta y su similitud con la estimación de Adams, Airy persuadió a James Challis para que buscara el planeta. Challis recorrió en vano el cielo durante agosto y septiembre. ^{[37] [40]} De hecho, Challis había observado a Neptuno un año antes que el descubridor posterior del planeta, Johann Gottfried Galle , y en dos ocasiones, el 4 y el 12 de agosto de 1845. Sin embargo, sus mapas estelares obsoletos y sus técnicas de observación deficientes significaron que no reconoció las observaciones como tales hasta que realizó un análisis posterior. Challis estaba lleno de remordimientos, pero culpó de su negligencia a sus mapas y al hecho de que estaba distraído por su trabajo simultáneo en las observaciones de cometas. ^{[41] [37] [42]}

Mientras tanto, Le Verrier envió una carta e instó al astrónomo Galle del Observatorio de Berlín a buscar con el refractor del observatorio . Heinrich d'Arrest , un estudiante del observatorio, sugirió a Galle que podían comparar un mapa recientemente dibujado del cielo en la región de la ubicación predicha por Le Verrier con el cielo actual para buscar la característica de desplazamiento de un planeta , en oposición a una estrella fija. En la tarde del 23 de septiembre de 1846, el día en que Galle recibió la carta, descubrió a Neptuno justo al noreste de Iota Aquarii , a 1° de la posición " cinco grados al este de Delta Capricornio " que Le Verrier había predicho, ^{[43] [44]} aproximadamente a 12° de la predicción de Adams, y en la frontera de Acuario y Capricornio según los límites de las constelaciones de la UAI moderna .

A raíz del descubrimiento, se desató una rivalidad nacionalista entre los franceses y los británicos sobre quién merecía el crédito por el descubrimiento. Finalmente, surgió un consenso internacional de que Le Verrier y Adams merecían el crédito conjunto. ^[45] Desde 1966, Dennis Rawlins ha cuestionado la credibilidad de la afirmación de Adams de ser codescubridor, y la cuestión fue reevaluada por los historiadores con el regreso en 1998 de los "Documentos de Neptuno" (documentos históricos) al Observatorio Real de Greenwich . ^{[46] [47]}

Poco después de su descubrimiento, Neptuno fue mencionado simplemente como "el planeta exterior a Urano" o como "el planeta de Le Verrier". La primera sugerencia de un nombre provino de Galle, quien propuso el nombre Janus . En Inglaterra, Challis propuso el nombre Oceanus . ^[48]

Reclamando el derecho a nombrar su descubrimiento, Le Verrier propuso rápidamente el nombre de Neptuno para este nuevo planeta, aunque afirmó falsamente que esto había sido aprobado oficialmente por la Oficina de Longitudes francesa . ^[49] En octubre, intentó nombrar al planeta Le Verrier , en su honor, y tuvo el apoyo leal en esto del director del observatorio, François Arago . Esta sugerencia se encontró con una fuerte resistencia fuera de Francia. ^[50] Los almanaques franceses rápidamente reintrodujeron el nombre Herschel para Urano, en honor al descubridor de ese planeta, Sir  William Herschel , y Leverrier para el nuevo planeta. ^[51]

El 29 de diciembre de 1846, Struve se pronunció a favor del nombre Neptuno en la Academia de Ciencias de San Petersburgo , ^[52] en honor al color del planeta visto a través de un telescopio. ^[53] Pronto, Neptuno se convirtió en el nombre aceptado internacionalmente. En la mitología romana , Neptuno era el dios del mar, identificado con el griego Poseidón . La demanda de un nombre mitológico parecía estar en consonancia con la nomenclatura de los demás planetas, todos los cuales llevaban nombres de deidades en la mitología griega y romana. ^{[f] [54]}

La mayoría de los idiomas actuales utilizan alguna variante del nombre "Neptuno" para el planeta. En chino, vietnamita, japonés y coreano, el nombre del planeta se tradujo como "estrella rey del mar" (海王星). ^{[55] [56]} En mongol , Neptuno se llama Dalain van ( Далайн ван ), lo que refleja el papel de su dios homónimo como gobernante del mar. En griego moderno , el planeta se llama Poseidón ( Ποσειδώνας , Poseidonas ), el homólogo griego de Neptuno. ^[57] En hebreo , Rahab ( רהב ), de un monstruo marino bíblico mencionado en el Libro de los Salmos , fue seleccionado en una votación gestionada por la Academia de la Lengua Hebrea en 2009 como el nombre oficial del planeta, aunque el término latino existente Neptun ( נפטון ) se usa comúnmente. ^{[58] [59]} En maorí , el planeta se llama Tangaroa , llamado así por el dios maorí del mar . ^[60] En náhuatl , el planeta se llama Tlāloccītlalli , llamado así por el dios de la lluvia Tlāloc . ^[60] En tailandés , Neptuno es mencionado con el nombre occidentalizado Dao Nepchun/Nepjun ( ดาวเนปจูน ) pero también es llamado Dao Ket ( ดาวเกตุ , lit. ' estrella de Ketu ' ), en honor a Ketu ( केतु ), el nodo lunar descendente , que desempeña un papel en la astrología hindú . En malayo , el nombre Waruna , en honor al dios hindú de los mares , está atestiguado ya en la década de 1970, ^[61] pero finalmente fue reemplazado por los equivalentes latinos Neptun (en malayo ^[62] ) o Neptunus (en indonesio ^[63] ). 

La forma adjetival habitual es neptuniana . También se ha utilizado la forma nonce poseidiana ( / p ə ˈ s aɪ d i ən / ), de Poseidón , ^[5] aunque la forma adjetival habitual de Poseidón es poseidoniana ( / ˌ p ɒ s aɪ ˈ d oʊ n i ən / ) . ^[64]

Desde su descubrimiento en 1846 hasta el descubrimiento de Plutón en 1930, Neptuno fue el planeta más lejano conocido. Cuando se descubrió Plutón , se lo consideró un planeta, y Neptuno se convirtió así en el segundo planeta más lejano conocido, excepto por un período de 20 años entre 1979 y 1999, cuando la órbita elíptica de Plutón lo acercó más que Neptuno al Sol, convirtiendo a Neptuno en el noveno planeta desde el Sol durante este período. ^{[65] [66]} Las estimaciones cada vez más precisas de la masa de Plutón, desde diez veces la de la Tierra hasta mucho menos que la de la Luna ^[67] y el descubrimiento del cinturón de Kuiper en 1992 llevaron a muchos astrónomos a debatir si Plutón debería considerarse un planeta o parte del cinturón de Kuiper. ^{[68] [69]} En 2006, la Unión Astronómica Internacional definió la palabra "planeta" por primera vez, reclasificando a Plutón como un " planeta enano " y convirtiendo a Neptuno una vez más en el planeta más externo conocido del Sistema Solar. ^[70]

La masa de Neptuno es de 1,0243 × 10²⁶  kg ^[8] es intermedio entre la Tierra y los gigantes gaseosos más grandes : es 17 veces la de la Tierra pero solo 1/19 de la de Júpiter . ^[g] Su gravedad a 1 bar es de 11,15 m/s ² , 1,14 veces la gravedad superficial de la Tierra, ^[71] y superada solo por Júpiter. ^{[72] El radio} ecuatorial de Neptunode 24.764 km ^[11] es casi cuatro veces el de la Tierra . Neptuno, como Urano , es un gigante de hielo , una subclase de planeta gigante , porque son más pequeños y tienen mayores concentraciones de volátiles que Júpiter y Saturno. ^[73] En la búsqueda de exoplanetas , Neptuno se ha utilizado como metonimia : los cuerpos descubiertos de masa similar a menudo se denominan "Neptunos", ^[74] al igual que los científicos se refieren a varios cuerpos extrasolares como "Júpiter".

La estructura interna de Neptuno se asemeja a la de Urano . Su atmósfera constituye entre el 5 y el 10% de su masa y se extiende quizás entre el 10 y el 20% de su recorrido hacia el núcleo. La presión en la atmósfera alcanza unos 10  GPa , o aproximadamente 10 ⁵ atmósferas. En las regiones inferiores de la atmósfera se encuentran concentraciones cada vez mayores de metano , amoníaco y agua. ^[30]

El manto equivale a entre 10 y 15 masas terrestres y es rico en agua, amoniaco y metano. ^[2] Como es habitual en la ciencia planetaria, a esta mezcla se la llama helada a pesar de que es un fluido supercrítico denso y caliente . Este fluido, que tiene una alta conductividad eléctrica, a veces se llama océano de agua y amoniaco. ^[75] El manto puede consistir en una capa de agua iónica en la que las moléculas de agua se descomponen en una sopa de iones de hidrógeno y oxígeno , y más abajo, agua superiónica en la que el oxígeno cristaliza pero los iones de hidrógeno flotan libremente dentro de la red de oxígeno. ^[76] A una profundidad de 7000 km, las condiciones pueden ser tales que el metano se descomponga en cristales de diamante que llueven hacia abajo como granizos. ^{[77] [78] [79]} Los científicos creen que este tipo de lluvia de diamantes ocurre en Júpiter, Saturno y Urano. ^{[80] [78]} Los experimentos de muy alta presión en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore sugieren que la parte superior del manto puede ser un océano de carbono líquido con "diamantes" sólidos flotando. ^{[81] [82] [83]}

El núcleo de Neptuno probablemente está compuesto de hierro, níquel y silicatos , con un modelo interior que da una masa de aproximadamente 1,2 veces la de la Tierra. ^[84] La presión en el centro es de 7  Mbar (700 GPa), aproximadamente el doble de la del centro de la Tierra, y la temperatura puede ser de 5400 K (5100 °C; 9300 °F). ^{[30] [31]}

A grandes altitudes, la atmósfera de Neptuno está compuesta por un 80% de hidrógeno y un 19% de helio . ^[30] Hay una pequeña cantidad de metano presente. Existen bandas de absorción prominentes de metano en longitudes de onda superiores a 600 nm, en la porción roja e infrarroja del espectro. Al igual que en el caso de Urano, esta absorción de luz roja por el metano atmosférico es parte de lo que le da a Neptuno su tenue tono azul, ^[86] que es más pronunciado en el caso de Neptuno debido a la neblina concentrada en la atmósfera de Urano. ^{[87] [88]}

La atmósfera de Neptuno se subdivide en dos regiones principales: la troposfera inferior , donde la temperatura disminuye con la altitud, y la estratosfera , donde la temperatura aumenta con la altitud. El límite entre las dos, la tropopausa , se encuentra a una presión de 0,1 bares (10 kPa). ^[25] La estratosfera luego da paso a la termosfera a una presión inferior a 10 ⁻⁵ a 10 ⁻⁴  bares (1 a 10 Pa). ^[25] La termosfera pasa gradualmente a la exosfera . ^[89]

Los modelos sugieren que la troposfera de Neptuno está rodeada de nubes de composiciones variables según la altitud. ^[85] Las nubes de nivel superior se encuentran a presiones inferiores a un bar, donde la temperatura es adecuada para que el metano se condense. Para presiones entre uno y cinco bares (100 y 500 kPa), se cree que se forman nubes de amoníaco y sulfuro de hidrógeno . Por encima de una presión de cinco bares, las nubes pueden estar compuestas de amoníaco, sulfuro de amonio , sulfuro de hidrógeno y agua. Las nubes más profundas de hielo de agua se deberían encontrar a presiones de aproximadamente 50 bares (5,0 MPa), donde la temperatura alcanza los 273 K (0 °C; 32 °F). Debajo, se pueden encontrar nubes de amoníaco y sulfuro de hidrógeno. ^[90]

Se han observado nubes de gran altitud en Neptuno que proyectan sombras sobre la capa de nubes opacas que se encuentra debajo. Hay bandas de nubes de gran altitud que envuelven el planeta en latitudes constantes. Estas bandas circunferenciales tienen anchos de 50 a 150 km y se encuentran a unos 50 a 110 km por encima de la capa de nubes. ^[91] Estas altitudes se encuentran en la capa donde se produce el clima, la troposfera. El clima no se produce en la estratosfera superior o la termosfera. En agosto de 2023, las nubes de gran altitud de Neptuno desaparecieron, lo que motivó un estudio que abarca treinta años de observaciones con el telescopio espacial Hubble y telescopios terrestres. El estudio descubrió que la actividad de las nubes de gran altitud de Neptuno está ligada a los ciclos solares y no a las estaciones del planeta. ^{[85] [92] [93]}

Los espectros de Neptuno sugieren que su estratosfera inferior es brumosa debido a la condensación de productos de la fotólisis ultravioleta del metano, como el etano y el etino . ^{[25] [30]} La estratosfera alberga trazas de monóxido de carbono y cianuro de hidrógeno . ^{[25] [94]} La estratosfera de Neptuno es más cálida que la de Urano debido a la elevada concentración de hidrocarburos. ^[25]

Por razones que siguen sin conocerse, la termosfera del planeta se encuentra a una temperatura anormalmente alta de unos 750 K (477 °C; 890 °F). ^{[95] [96]} El planeta está demasiado lejos del Sol para que este calor sea generado por la radiación ultravioleta . Un candidato para un mecanismo de calentamiento es la interacción atmosférica con los iones en el campo magnético del planeta . Otros candidatos son las ondas de gravedad del interior que se disipan en la atmósfera. La termosfera contiene trazas de dióxido de carbono y agua, que pueden haber sido depositadas desde fuentes externas como meteoritos y polvo. ^{[90] [94]}

La atmósfera de Neptuno es ligeramente azul en el espectro óptico , solo un poco más saturada que el azul de la atmósfera de Urano. Las primeras representaciones de los dos planetas exageraron mucho el contraste de color de Neptuno "para revelar mejor las nubes, las bandas y los vientos", lo que lo hizo parecer azul profundo en comparación con el blanquecino de Urano. Los dos planetas habían sido fotografiados con diferentes sistemas, lo que dificulta la comparación directa de las imágenes compuestas resultantes . Esto se revisó con el color normalizado con el tiempo, de manera más exhaustiva a fines de 2023. ^{[88] [97]}

• 
  Imagen original de dos colores (naranja-verde) de la NASA/JPL de la Voyager 2 , con colores exagerados ^[98]
• 
  Color recalibrado en 2016 (Justin Cowart), conservando cierta mejora del contraste ^[99]
• 
  Color recalibrado en 2023 (Patrick Irwin), aproximándose al color verdadero ^[100]

La magnetosfera de Neptuno consiste en un campo magnético que está fuertemente inclinado con respecto a su eje de rotación a 47° y desplazado al menos 0,55 radios (~13.500 km) del centro físico del planeta, similar a la magnetosfera de Urano. Antes de la llegada de la Voyager 2 a Neptuno, se planteó la hipótesis de que la rotación lateral de Urano causaba su magnetosfera inclinada. Al comparar los campos magnéticos de los dos planetas, los científicos ahora piensan que la orientación extrema puede ser característica de los flujos en el interior de los planetas. Este campo puede ser generado por movimientos de fluidos convectivos en una delgada capa esférica de líquidos conductores de electricidad (probablemente una combinación de amoníaco, metano y agua), ^[90] lo que resulta en una acción de dinamo . ^[101]

El componente dipolar del campo magnético en el ecuador magnético de Neptuno es de aproximadamente 14  microteslas (0,14  G ). ^[102] El momento magnético dipolar de Neptuno es de aproximadamente 2,2 × 10 ¹⁷  T·m ³ (14 μT· R _N ³ , donde R _N es el radio de Neptuno). El campo magnético de Neptuno tiene una geometría compleja que incluye contribuciones relativamente grandes de componentes no dipolares, incluido un fuerte momento cuadrupolar que puede superar al momento dipolar en intensidad. Por el contrario, la Tierra, Júpiter y Saturno solo tienen momentos cuadrupolares relativamente pequeños, y sus campos están menos inclinados con respecto al eje polar. El gran momento cuadrupolar de Neptuno puede ser el resultado de un desplazamiento con respecto al centro del planeta y de las limitaciones geométricas del generador de dinamo del campo. ^{[103] [104]}

Las mediciones realizadas por la Voyager 2 en frecuencias extremas de ultravioleta y radio revelaron que Neptuno tiene auroras débiles pero complejas y únicas ; sin embargo, estas observaciones fueron limitadas en el tiempo y no contenían infrarrojos. Los astrónomos posteriores que utilizaron el telescopio espacial Hubble no han vislumbrado las auroras, en contraste con las auroras más definidas de Urano. ^{[105] [106]}

El arco de choque de Neptuno , donde la magnetosfera comienza a frenar el viento solar , se produce a una distancia de 34,9 veces el radio del planeta. La magnetopausa , donde la presión de la magnetosfera contrarresta el viento solar, se encuentra a una distancia de 23 a 26,5 veces el radio de Neptuno. La cola de la magnetosfera se extiende hasta al menos 72 veces el radio de Neptuno, y probablemente mucho más. ^[103]

El clima de Neptuno se caracteriza por sistemas de tormentas extremadamente dinámicos, con vientos que alcanzan velocidades de casi 600 m/s (2200 km/h; 1300 mph), superando el flujo supersónico . ^[29] Más típicamente, al rastrear el movimiento de nubes persistentes, se ha demostrado que las velocidades del viento varían de 20 m/s en dirección este a 325 m/s hacia el oeste. ^[108] En las cimas de las nubes, los vientos predominantes varían en velocidad de 400 m/s a lo largo del ecuador a 250 m/s en los polos. ^[90] La mayoría de los vientos en Neptuno se mueven en una dirección opuesta a la rotación del planeta. ^[109] El patrón general de vientos mostró rotación prograda en latitudes altas frente a rotación retrógrada en latitudes más bajas. Se cree que la diferencia en la dirección del flujo es un " efecto pelicular " y no se debe a ningún proceso atmosférico más profundo. ^[25] A una latitud de 70°S, un chorro de alta velocidad viaja a una velocidad de 300 m/s. ^[25] Debido a los cambios estacionales, se ha observado que las bandas de nubes en el hemisferio sur de Neptuno aumentan de tamaño y albedo . Esta tendencia se observó por primera vez en 1980. El largo período orbital de Neptuno da como resultado estaciones que duran 40 años terrestres. ^[110]

Neptuno difiere de Urano en su nivel típico de actividad meteorológica . La Voyager 2 observó fenómenos meteorológicos en Neptuno durante su paso por la Tierra en 1989, ^[111] pero no observó fenómenos comparables en Urano durante su paso por la Tierra en 1986.

La abundancia de metano, etano y acetileno en el ecuador de Neptuno es entre 10 y 100 veces mayor que en los polos. Esto se interpreta como evidencia de afloramiento en el ecuador y subsidencia cerca de los polos, ya que la fotoquímica no puede explicar la distribución sin circulación meridional. ^[25]

En 2007 se descubrió que la troposfera superior del polo sur de Neptuno era unos 10 K más cálida que el resto de su atmósfera, que tiene una media de unos 73 K (−200 °C). La diferencia de temperatura es suficiente para permitir que el metano, que en otras partes de la troposfera está congelado, escape a la estratosfera cerca del polo. ^[112] El "punto caliente" relativo se debe a la inclinación axial de Neptuno , que ha expuesto el polo sur al Sol durante el último cuarto del año de Neptuno, o aproximadamente 40 años terrestres. A medida que Neptuno se mueve lentamente hacia el lado opuesto del Sol, el polo sur se oscurecerá y el polo norte se iluminará, lo que hará que la liberación de metano se desplace hacia el polo norte. ^[113]

En 1989, la sonda espacial Voyager 2 de la NASA descubrió la Gran Mancha Oscura , un sistema de tormenta anticiclónica que se extiende por 13.000 km × 6.600 km (8.100 mi × 4.100 mi), ^{[111] . La tormenta se parecía a la} Gran Mancha Roja de Júpiter. Unos cinco años después, el 2 de noviembre de 1994, el telescopio espacial Hubble no vio la Gran Mancha Oscura en el planeta. En cambio, se encontró una nueva tormenta similar a la Gran Mancha Oscura en el hemisferio norte de Neptuno. ^[114]

ElScooter es otra tormenta, un grupo de nubes blancas más al sur que la Gran Mancha Oscura. Este apodo surgió por primera vez durante los meses previos al encuentro de la Voyager 2 en 1989, cuando se observó que se movían a velocidades más rápidas que la Gran Mancha Oscura (y las imágenes adquiridas más tarde revelarían posteriormente la presencia de nubes que se movían incluso más rápido que las que inicialmente había detectado la Voyager 2 ). ^[109] La Pequeña Mancha Oscura es una tormenta ciclónica del sur, la segunda tormenta más intensa observada durante el encuentro de 1989. Inicialmente estaba completamente oscura, pero a medida que la Voyager 2 se acercaba al planeta, se desarrolló un núcleo brillante, que se puede ver en la mayoría de las imágenes de mayor resolución. ^[115] En 2018, se identificaron y estudiaron una nueva mancha oscura principal y una mancha oscura más pequeña. ^[28] En 2023, se anunció la primera observación terrestre de una mancha oscura en Neptuno. ^[116]

Se cree que las manchas oscuras de Neptuno se producen en la troposfera a altitudes más bajas que las formaciones de nubes más brillantes, ^[118] por lo que aparecen como agujeros en las capas superiores de nubes. Como son formaciones estables que pueden persistir durante varios meses, se cree que son estructuras de vórtice . ^[91] A menudo asociadas con las manchas oscuras se encuentran nubes de metano más brillantes y persistentes que se forman alrededor de la capa de la tropopausa . ^[119] La persistencia de nubes acompañantes muestra que algunas antiguas manchas oscuras pueden seguir existiendo como ciclones aunque ya no sean visibles como una formación oscura. Las manchas oscuras pueden disiparse cuando migran demasiado cerca del ecuador o posiblemente a través de algún otro mecanismo desconocido. ^[120]

En 1989, el experimento de radioastronomía planetaria (PRA) de la Voyager 2 observó alrededor de 60 relámpagos, o descargas electrostáticas neptunianas que emitían energías sobre7 × 10 ⁸  J . ^[122] Un sistema de ondas de plasma (PWS) detectó 16 eventos de ondas electromagnéticas con un rango de frecuencia de50–12 kHz en latitudes magnéticas de 7–33˚. ^{[123] [124]} Estas detecciones de ondas de plasma fueron posiblemente provocadas por rayos durante 20 minutos en las nubes de amoníaco de la magnetosfera. ^[125]

Durante el acercamiento más cercano de la Voyager 2 a Neptuno, el instrumento PWS proporcionó las primeras detecciones de ondas de plasma de Neptuno a una frecuencia de muestreo de 28.800 muestras por segundo. ^[126] Las densidades de plasma medidas varían de 10 ⁻³ a 10 ⁻¹ cm ³ . ^{[127] [128]} Los rayos neptunianos pueden ocurrir en tres capas de nubes, ^[129] con modelos microfísicos que sugieren que la mayoría de estos sucesos ocurren en las nubes de agua de la troposfera o en las nubes de amoníaco poco profundas de la magnetosfera. ^{[130] [131]} Se predice que Neptuno tiene 1/19 de la frecuencia de destellos de rayos de Júpiter y que muestra la mayor parte de su actividad de rayos en latitudes altas. Sin embargo, los rayos en Neptuno parecen parecerse más a los rayos en la Tierra que a los rayos joviales. ^[132]

El clima más variado de Neptuno en comparación con Urano se debe en parte a su mayor calentamiento interno . Las regiones superiores de la troposfera de Neptuno alcanzan una temperatura baja de 51,8 K (−221,3 °C). A una profundidad donde la presión atmosférica es igual a 1  bar (100  kPa ), la temperatura es de 72,00 K (−201,15 °C). ^[133] Más profundamente en el interior de las capas de gas, la temperatura aumenta de manera constante. Al igual que con Urano, se desconoce la fuente de este calentamiento, pero la discrepancia es mayor: Urano solo irradia 1,1 veces más energía de la que recibe del Sol; ^[134] mientras que Neptuno irradia aproximadamente 2,61 veces más energía de la que recibe del Sol. ^[135]

Neptuno se encuentra un 50% más lejos del Sol que Urano y recibe solo un 40% de la cantidad de luz solar de Urano; ^[25] sin embargo, su energía interna es suficiente para los vientos planetarios más rápidos del Sistema Solar. Dependiendo de las propiedades térmicas de su interior, el calor que quedó de la formación de Neptuno puede ser suficiente para explicar su flujo de calor actual, aunque es más difícil explicar la falta de calor interno de Urano mientras se preserva la aparente similitud entre los dos planetas. ^[136]

La distancia media entre Neptuno y el Sol es de 4.500 millones de kilómetros (unas 30,1  unidades astronómicas (UA), la distancia media de la Tierra al Sol), y completa una órbita en promedio cada 164,79 años, sujeta a una variabilidad de alrededor de ±0,1 años. La distancia del perihelio es de 29,81 UA, y la distancia del afelio es de 30,33 UA. ^[h] La excentricidad orbital de Neptuno es de solo 0,008678, lo que lo convierte en el planeta del Sistema Solar con la segunda órbita más circular después de Venus . ^[138] La órbita de Neptuno está inclinada 1,77° en comparación con la de la Tierra.

El 11 de julio de 2011, Neptuno completó su primera órbita baricéntrica completa desde su descubrimiento en 1846; ^[139] no apareció en su posición exacta de descubrimiento en el cielo porque la Tierra estaba en una ubicación diferente en su órbita de 365,26 días. Debido al movimiento del Sol en relación con el baricentro del Sistema Solar, el 11 de julio, Neptuno no estaba en su posición exacta de descubrimiento en relación con el Sol; si se utiliza el sistema de coordenadas heliocéntrico más común , la longitud de descubrimiento se alcanzó el 12 de julio de 2011. ^{[12] [140] [141] [142]}

La inclinación axial de Neptuno es de 28,32°, ^[143] que es similar a las inclinaciones de la Tierra (23°) y Marte (25°). Como resultado, Neptuno experimenta cambios estacionales similares a los de la Tierra. El largo período orbital de Neptuno significa que las estaciones duran cuarenta años terrestres. ^[110] Su período de rotación sideral (día) es de aproximadamente 16,11 horas. ^[12] Debido a que su inclinación axial es comparable a la de la Tierra, la variación en la duración de su día a lo largo de su largo año no es más extrema.

Como Neptuno no es un cuerpo sólido, su atmósfera sufre una rotación diferencial . La amplia zona ecuatorial gira con un período de aproximadamente 18 horas, que es más lento que la rotación de 16,1 horas del campo magnético del planeta. Por el contrario, ocurre lo contrario en las regiones polares, donde el período de rotación es de 12 horas. Esta rotación diferencial es la más pronunciada de cualquier planeta del Sistema Solar ^[144] y da lugar a una fuerte cizalladura latitudinal del viento ^{[91] .}

La formación de los gigantes de hielo, Neptuno y Urano, ha sido difícil de modelar con precisión. Los modelos actuales sugieren que la densidad de materia en las regiones exteriores del Sistema Solar era demasiado baja para explicar la formación de cuerpos tan grandes a partir del método tradicionalmente aceptado de acreción del núcleo , y se han propuesto varias hipótesis para explicar su formación. Una es que los gigantes de hielo no se formaron por acreción del núcleo sino a partir de inestabilidades dentro del disco protoplanetario original y luego tuvieron sus atmósferas destruidas por la radiación de una estrella OB masiva cercana . ^[73]

Un concepto alternativo es que se formaron más cerca del Sol, donde la densidad de materia era mayor, y luego migraron a sus órbitas actuales después de la eliminación del disco protoplanetario gaseoso. ^[145] Esta hipótesis de migración después de la formación se ve favorecida debido a su capacidad para explicar mejor la ocupación de las poblaciones de objetos pequeños observados en la región transneptuniana. ^[146] La explicación actual más aceptada ^{[147] [148] [149]} de los detalles de esta hipótesis se conoce como el modelo de Niza , que es un escenario de evolución dinámica que explora el efecto potencial de un Neptuno migratorio y los otros planetas gigantes en la estructura del cinturón de Kuiper.

La órbita de Neptuno tiene un profundo impacto en la región que se encuentra directamente más allá de ella, conocida como el cinturón de Kuiper . El cinturón de Kuiper es un anillo de pequeños mundos helados, similar al cinturón de asteroides pero mucho más grande, que se extiende desde la órbita de Neptuno a 30 UA hasta aproximadamente 55 UA del Sol. ^[150] De la misma manera que la gravedad de Júpiter domina el cinturón de asteroides , la gravedad de Neptuno domina el cinturón de Kuiper. A lo largo de la edad del Sistema Solar, ciertas regiones del cinturón de Kuiper se desestabilizaron por la gravedad de Neptuno, creando brechas en su estructura. La región entre 40 y 42 UA es un ejemplo. ^[151]

Existen órbitas dentro de estas regiones vacías donde los objetos pueden sobrevivir durante la edad del Sistema Solar. Estas resonancias ocurren cuando el período orbital de Neptuno es una fracción precisa del del objeto, como 1:2 o 3:4. Si, por ejemplo, un objeto orbita el Sol una vez por cada dos órbitas de Neptuno, solo completará la mitad de una órbita para cuando Neptuno regrese a su posición original. La resonancia más poblada en el cinturón de Kuiper, con más de 200 objetos conocidos, ^[152] es la resonancia 2:3. Los objetos en esta resonancia completan 2 órbitas por cada 3 de Neptuno, y se conocen como plutinos porque el más grande de los objetos conocidos del cinturón de Kuiper, Plutón , se encuentra entre ellos. ^[153] Aunque Plutón cruza la órbita de Neptuno regularmente, la resonancia 2:3 hace que nunca puedan colisionar. ^[154] Las resonancias 3:4, 3:5, 4:7 y 2:5 están menos pobladas. ^[155]

Neptuno tiene varios objetos troyanos conocidos que ocupan los puntos Lagrangianos L 4 _y L 5 _del Sol (regiones gravitacionalmente estables que preceden y siguen a Neptuno en su órbita, respectivamente). ^[156] Los troyanos de Neptuno pueden considerarse en resonancia 1:1 con Neptuno. Algunos troyanos de Neptuno son notablemente estables en sus órbitas y es probable que se hayan formado junto con Neptuno en lugar de ser capturados . El primer objeto identificado como asociado con el punto Lagrangiano L ₅ de Neptuno fue 2008 LC 18. ^{[157] Neptuno tiene un} cuasi satélite temporal , (309239) 2007 RW 10. ^[158] El objeto ha sido un cuasi satélite de Neptuno durante unos 12.500 años y permanecerá en ese estado dinámico durante otros 12.500 años . ^[158]

Neptuno tiene 16 lunas conocidas . ^[159] Tritón es la luna neptuniana más grande, representando más del 99,5% de la masa en órbita alrededor de Neptuno, ^[i] y es la única lo suficientemente masiva como para ser esferoidal . Tritón fue descubierto por William Lassell solo 17 días después del descubrimiento de Neptuno. A diferencia de todas las demás lunas planetarias grandes del Sistema Solar, Tritón tiene una órbita retrógrada , lo que indica que fue capturado en lugar de formarse en el lugar; probablemente alguna vez fue un planeta enano en el cinturón de Kuiper. ^[160] Está lo suficientemente cerca de Neptuno como para estar bloqueado en una rotación sincrónica , y está girando lentamente hacia adentro debido a la aceleración de las mareas . Eventualmente se desgarrará, en aproximadamente 3.6 mil millones de años, cuando alcance el límite de Roche . ^[161] En 1989, Tritón era el objeto más frío que se había medido hasta entonces en el Sistema Solar, ^[162] con temperaturas estimadas de 38 K (−235 °C). ^{[163] [164]} Esta temperatura tan baja se debe al albedo muy alto de Tritón, que hace que refleje mucha luz solar en lugar de absorberla. ^{[165] [166]}

El segundo satélite conocido de Neptuno (por orden de descubrimiento), la luna irregular Nereida , tiene una de las órbitas más excéntricas de todos los satélites del Sistema Solar. La excentricidad de 0,7512 le otorga un apoápside que es siete veces su distancia de periápside desde Neptuno. ^[j]

Entre julio y septiembre de 1989, la Voyager 2 descubrió seis lunas de Neptuno. ^[167] De ellas, Proteo, de forma irregular , destaca por ser tan grande como puede ser un cuerpo de su densidad sin ser atraído a una forma esférica por su propia gravedad. ^[168] Aunque es la segunda luna neptuniana más masiva, tiene solo el 0,25 % de la masa de Tritón. Las cuatro lunas más internas de Neptuno ( Náyade , Thalassa , Despina y Galatea ) orbitan lo suficientemente cerca como para estar dentro de los anillos de Neptuno. La siguiente más alejada, Larisa , fue descubierta originalmente en 1981 cuando ocultó una estrella. Esta ocultación se había atribuido a arcos de anillos, pero cuando la Voyager 2 observó Neptuno en 1989, se descubrió que Larisa la había causado. En 2004 se anunciaron cinco nuevas lunas irregulares descubiertas entre 2002 y 2003. ^{[169] [170]} En 2013 se descubrió una nueva luna, la más pequeña hasta el momento, Hippocamp , combinando múltiples imágenes del Hubble. ^[171] Debido a que Neptuno era el dios romano del mar, las lunas de Neptuno han recibido el nombre de dioses marinos menores. ^[54]

Neptuno tiene un sistema de anillos planetarios , aunque mucho menos sustancial que el de Saturno y Urano . ^[172] Los anillos pueden estar formados por partículas de hielo recubiertas de silicatos o material a base de carbono, lo que probablemente les da un tono rojizo. ^[173] Los tres anillos principales son el estrecho anillo de Adams, a 63.000 km del centro de Neptuno, el anillo de Le Verrier, a 53.000 km, y el más ancho y tenue anillo de Galle, a 42.000 km. Una débil extensión exterior del anillo de Le Verrier ha sido denominada Lassell; está limitada en su borde exterior por el anillo de Arago a 57.000 km. ^[174]

El primero de estos anillos planetarios fue detectado en 1968 por un equipo dirigido por Edward Guinan . ^{[32] [175]} A principios de la década de 1980, el análisis de estos datos junto con observaciones más recientes llevaron a la hipótesis de que este anillo podría estar incompleto. ^[176] La evidencia de que los anillos podrían tener huecos surgió por primera vez durante una ocultación estelar en 1984 cuando los anillos oscurecieron una estrella en inmersión pero no en emersión. ^[177] Las imágenes de la Voyager 2 en 1989 resolvieron el problema al mostrar varios anillos tenues.

El anillo más externo, Adams, contiene cinco arcos prominentes ahora llamados Courage , Liberté , Egalité 1 , Egalité 2 y Fraternité (Coraje, Libertad, Igualdad y Fraternidad). ^[178] La existencia de arcos era difícil de explicar porque las leyes del movimiento predecirían que los arcos se extenderían en un anillo uniforme en escalas de tiempo cortas. Los astrónomos ahora estiman que los arcos están acorralados en su forma actual por los efectos gravitacionales de Galatea , una luna justo en el interior del anillo. ^{[179] [180]}

Las observaciones realizadas desde la Tierra anunciadas en 2005 parecen indicar que los anillos de Neptuno son mucho más inestables de lo que se creía. Las imágenes tomadas por el Observatorio WM Keck en 2002 y 2003 muestran un deterioro considerable de los anillos en comparación con las imágenes de la Voyager 2. En particular, parece que el arco de Liberté podría desaparecer en tan sólo un siglo. ^[181]

Neptuno aumentó su brillo en un 10% entre 1980 y 2000, debido principalmente al cambio de estaciones. ^[182] Neptuno puede seguir aumentando su brillo a medida que se acerca al perihelio en 2042. La magnitud aparente actualmente oscila entre 7,67 y 7,89, con una media de 7,78 y una desviación estándar de 0,06. ^[18] Antes de 1980, el planeta era tan débil como de magnitud 8,0. ^[18] Neptuno es demasiado débil para ser visible a simple vista . Puede ser eclipsado por las lunas galileanas de Júpiter , el planeta enano Ceres y los asteroides 4 Vesta , 2 Pallas , 7 Iris , 3 Juno y 6 Hebe . ^[183] ​​Un telescopio o unos binoculares potentes resolverán a Neptuno como un pequeño disco azul, similar en apariencia a Urano. ^[184]

Debido a la distancia de Neptuno a la Tierra, su diámetro angular solo varía de 2,2 a 2,4  segundos de arco , ^{[8] [20]} el más pequeño de los planetas del Sistema Solar. Su pequeño tamaño aparente hace que sea un desafío estudiarlo visualmente. La mayoría de los datos telescópicos eran bastante limitados hasta la llegada del telescopio espacial Hubble y los grandes telescopios terrestres con óptica adaptativa (OA). ^{[185] [186] [187]} La ​​primera observación científicamente útil de Neptuno desde telescopios terrestres que usaban óptica adaptativa comenzó en 1997 desde Hawái. ^[188] Neptuno se está acercando actualmente al perihelio (el acercamiento más cercano al Sol) y se ha demostrado que se está calentando, con un aumento de la actividad atmosférica y el brillo como consecuencia. Combinado con los avances tecnológicos, los telescopios terrestres con óptica adaptativa están registrando imágenes cada vez más detalladas de él. Tanto el Hubble como los telescopios de óptica adaptativa en la Tierra han hecho muchos descubrimientos nuevos dentro del Sistema Solar desde mediados de la década de 1990, con un gran aumento en el número de satélites y lunas conocidos alrededor del planeta exterior, entre otros. En 2004 y 2005, se descubrieron cinco nuevos satélites pequeños de Neptuno con diámetros entre 38 y 61 kilómetros. ^[189]

Desde la Tierra, Neptuno experimenta un aparente movimiento retrógrado cada 367 días, lo que da lugar a un movimiento circular con respecto a las estrellas de fondo durante cada oposición . Estos movimientos circulares lo llevaron cerca de las coordenadas de descubrimiento de 1846 en abril y julio de 2010 y nuevamente en octubre y noviembre de 2011. ^[142]

El período orbital de 164 años de Neptuno significa que el planeta tarda un promedio de 13 años en recorrer cada constelación del zodíaco. En 2011, completó su primera órbita completa alrededor del Sol desde su descubrimiento y regresó al lugar donde fue visto por primera vez al noreste de Iota Aquarii . ^[43]

La observación de Neptuno en la banda de radiofrecuencia muestra que es una fuente tanto de emisión continua como de ráfagas irregulares. Se cree que ambas fuentes se originan en su campo magnético giratorio. ^[90] En la parte infrarroja del espectro, las tormentas de Neptuno aparecen brillantes contra el fondo más frío, lo que permite rastrear fácilmente el tamaño y la forma de estas características. ^[190]

La Voyager 2 es la única sonda espacial que ha visitado Neptuno. Su aproximación más cercana al planeta ocurrió el 25 de agosto de 1989. Debido a que este era el último planeta importante que la sonda podía visitar, se decidió hacer un sobrevuelo cercano de la luna Tritón , independientemente de las consecuencias para la trayectoria, de manera similar a lo que se hizo para el encuentro de la Voyager 1 con Saturno y su luna Titán . Las imágenes transmitidas a la Tierra desde la Voyager 2 se convirtieron en la base de un programa nocturno de PBS de 1989 , Neptune All Night . ^[191]

Durante el encuentro, las señales de la sonda tardaron 246 minutos en llegar a la Tierra. Por lo tanto, en su mayor parte, la misión de la Voyager 2 dependió de comandos precargados para el encuentro con Neptuno. La sonda espacial realizó un encuentro cercano con la luna Nereida antes de que llegara a 4.400 km de la atmósfera de Neptuno el 25 de agosto, y luego pasó cerca de la luna más grande del planeta, Tritón, más tarde ese mismo día. ^[192]

La sonda espacial verificó la existencia de un campo magnético que rodeaba al planeta y descubrió que el campo estaba desplazado del centro e inclinado de una manera similar al campo que rodea a Urano. El período de rotación de Neptuno se determinó utilizando mediciones de emisiones de radio y la Voyager 2 demostró que Neptuno tenía un sistema meteorológico sorprendentemente activo. Se descubrieron seis nuevas lunas y se demostró que el planeta tenía más de un anillo. ^{[167] [192]} El sobrevuelo proporcionó la primera medición precisa de la masa de Neptuno, que resultó ser un 0,5 por ciento menor que la calculada anteriormente. La nueva cifra refutó la hipótesis de que un Planeta X no descubierto actuara sobre las órbitas de Neptuno y Urano. ^{[193] [194]}

Desde 2018, la Administración Nacional del Espacio de China ha estado estudiando un concepto para un par de sondas interestelares similares a la Voyager, conocidas provisionalmente como Shensuo . ^[195] Ambas sondas se lanzarían en la década de 2020 y tomarían caminos diferentes para explorar extremos opuestos de la heliosfera ; la segunda sonda, IHP-2 , volaría por Neptuno en enero de 2038, pasando a solo 1.000 km por encima de las cimas de las nubes, y potencialmente llevaría un impactador atmosférico que se liberaría durante su aproximación. ^[196] Después, continuará su misión a lo largo del cinturón de Kuiper hacia la cola de la heliosfera, que hasta ahora está inexplorada.

Después de los sobrevuelos de la Voyager 2 y la IHP-2 , el siguiente paso en la exploración científica del sistema neptuniano se considera una misión orbital; la mayoría de las propuestas han sido de la NASA , la mayoría de las veces para un orbitador Flagship . ^[197] En 2003, hubo una propuesta en los "Estudios de Misiones de Visión" de la NASA para una misión "Neptune Orbiter with Probes" que realiza ciencia al nivel de Cassini ^{. [198]} Una propuesta posterior, que no fue seleccionada, fue para Argo , una nave espacial de sobrevuelo que se lanzaría en 2019, que visitaría Júpiter, Saturno, Neptuno y un objeto del cinturón de Kuiper. El enfoque habría estado en Neptuno y su luna más grande, Tritón, para ser investigado alrededor de 2029. ^[199] La misión propuesta New Horizons 2 podría haber hecho un sobrevuelo cercano del sistema neptuniano, pero luego fue descartada. Actualmente, una propuesta pendiente para el Programa Discovery , la nave espacial Trident realizaría un sobrevuelo de Neptuno y Tritón; ^[200] sin embargo, la misión no fue seleccionada para Discovery 15 o 16. Neptune Odyssey es otro concepto para un orbitador de Neptuno y una sonda atmosférica que fue estudiado como una posible gran misión científica estratégica por la NASA; se habría lanzado entre 2031 y 2033, y llegaría a Neptuno en 2049. ^[201] Sin embargo, por razones logísticas, la misión Uranus Orbiter and Probe fue seleccionada como la recomendación de misión del orbitador gigante de hielo , con máxima prioridad por delante del Enceladus Orbilander . ^[202] Dos propuestas notables para una misión orbital Neptuno centrada en Triton, cuyo costo estaría justo entre las misiones Trident y Odyssey (bajo el programa New Frontiers ), son Triton Ocean World Surveyor y Nautilus , con etapas de crucero que se llevarían a cabo en los períodos de tiempo 2031-47 y 2041-56, respectivamente. ^{[203] [204] Neptuno es un objetivo potencial para} la Tianwen-5 de China , que podría llegar en 2058. ^[205]