Neptune est la huitième et dernière planète du système solaire et la plus lointaine des géantes gazeuses. Elle a été découverte indépendamment par l'astronome allemand Johann Gottfried Galle (le 23 septembre 1846), et par les astronomes Urbain Le Verrier et John Couch Adams qui avaient prévu par calcul la région de l'espace où on pourrait la trouver. Son nom vient du dieu romain des océans, Neptune. Neptune n'est pas visible à l'oil nu et apparaît comme un disque bleu-vert à l'aide d'un télescope. Neptune est la planète la plus lointaine du Soleil. Neptune n'a été visitée que par une seule sonde, Voyager 2, qui passa près de la planète le 25 août 1989.

Neptune parcourt en 164 ans et 281 jours une orbite quasi circulaire, inclinée de 1°46' par rapport au plan de l'écliptique. Sa distance au Soleil est de 4.445.300.000 km au périhélie (point le plus proche) et de 4.531.500.000 km à l'aphélie (point le plus éloigné), soit en moyenne 30 fois la distance Terre - Soleil. Son diamètre atteint 50.000 km (4 fois le diamètre terrestre), sa densité moyenne est de 1,6 et sa période de rotation sur elle-même est d'environ 16 heures.

Vingt ans que les planétologues ne comprenaient ni la composition d'Uranus et Neptune (ci-contre), ni leur taille énorme au regard de la quantité de matière disponible aux confins de la nébuleuse primordiale.

La simulation ultra précise d'une équipe franco-américaine montre qu'à la distance du Soleil où le monoxyde de carbone (CO) passe de gaz à solide, le disque proto-planétaire présentait une plus forte densité de blocs de matière. Justement là où les deux mastodontes se sont formés. D'où leur taille, et leur richesse en carbone. "Notre modèle lève tous les mystères qui entouraient la composition et la formation d'Uranus et Neptune", s'enthousiasme Mohamad All-Dib, à l'Observatoire de Besançon.

COMPOSITION INTERNE

La composition interne de Neptune serait similaire à celle d'Uranus.

Elle possède très probablement un noyau solide de silicates et de fer d'à peu près la masse de la Terre.

Au-dessus de ce noyau, là encore à l'instar d'Uranus, Neptune présenterait une composition assez uniforme (roches en fusion, glaces, 15 % d'hydrogène et un peu d'hélium) et non pas une structure « en couches » comme Jupiter et Saturne.

ATMOSPHÈRE

L'atmosphère de Neptune, épaisse de plus de 8000 km, est composée principalement de dihydrogène (H₂) pour 85 %, d'hélium (He) pour 13 % et de méthane (CH₄) pour 2 %. Des traces d'ammoniac (NH₃), d'éthane (C₂H₆) et d'acétylène (C₂H₂) ont également été détectées. La couleur bleue de Neptune provient principalement du méthane qui absorbe la lumière dans les longueurs d'onde du rouge. Cependant, un autre composé donne aux nuages de Neptune leur couleur bleue caractéristique,mais il n'a pas encore été identifié.

Tout comme Jupiter et Saturne, Neptune a une source de chaleur interne, rayonnant plus d'énergie qu'il reçoit du soleil, de ce fait, faisant les vents extérieurs pour atteindre des vitesses extrêmement élevées. En fait, Neptune a la vitesse de vent synchronisée la plus rapide que n'importe quelle autre planète de gaz dans le système solaire ! Neptune, comme les autres géantes gazeuses, possède un système éolien composé par des vents rapides confinés dans des bandes parallèles à l'équateur et d'immenses orages et vortex. Les vents de Neptune sont les plus rapides du système solaire et atteignent 2000 km/h (près de la grande tache foncée).

Lors du passage de 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. Les vents y soufflaient vers l'ouest à 300 m/s. Cependant, cette tache avait disparu lorsque Neptune fut observée par le télescope spatial Hubble en 1994. D'autres taches sombres à d'autres endroits ont été détectées depuis, ce qui indique que l'atmosphère de Neptune change rapidement. Elle possède une grande tache bleue, en fait un anticyclone, située à 20° au sud de l'équateur. La tache fait environ la taille de la Terre et tourne autour de la planète en 16 jours. Son survol par la sonde Voyager 2 en août 1989 révéla que la Grande tache bleue est constituée d'un noyau dense, riche en fer, entouré d'un manteau de glace, et enveloppéed'une épaisse atmosphère composée d'hydrogène, d'hélium et de méthane, ce dernier donnant la couleur bleue à la planète.

Cette image couleur en haute résolution de Voyager 2, prise 2 heures avant le passage au plus près de Neptune, met en évidence un relief vertical dans les fins nuages brillants. Ces nuages furent observés par une latitude de 29° nord, près du terminateur est de Neptune. Les formes des nuages sont étirées approximativement le long de lignes de même latitude et le Soleil est situé vers le coin inférieur gauche. Les bords des nuages qui font face au Soleil sont plus brillants.
Des ombres peuvent être discernées sur coté opposé au Soleil. Ces ombres sont moins distinctes sous de courtes longueurs d'onde (filtre violet) que sous les grandes (filtre orange). La résolution de l'image est de 11 km et la distance de prise de vue est de seulement 157.000 km. La largeur des filets de nuages va de 50 à 200 km, et celle de leur ombre de 30 à 50 km. Les hauteurs des nuages semblent de 50 km.

Neptune possède des anneaux planétaires peu visibles. Ceux-ci sont sombres et leur composition, ainsi que leur origine, sont inconnues.

Les anneaux de Neptune furent détectés sur Terre en 1984 par André Brahic, Bruno Sicardy et William Hubbard lors d'occultations d'étoiles et on pensait alors que ceux-ci n'étaient pas "complets" mais n'étaient que des "arcs" autour de la planète. Cinq ans plus tard, le passage de Voyager 2 a permis de clarifier les connaissances : les anneaux de Neptune sont bien "entiers", il en existe plusieurs et l'un d'entre eux, l'anneau Adams, possède quatre "arcs" (nommés Liberté, égalité, Fraternité et Courage), qui sont en fait des parties plus brillantes que le reste de l'anneau. La stabilité de ces arcs est un mystère, mais on pense que la lune Galatée, située juste un peu plus près de Neptune, les confine.
L'anneau Lassell est bordé par les anneaux Le Verrier et Arago. Une partie des arcs d'Adams est torsadée mais aucune explication n'a été trouvée à ce jour. L'épaisseur des anneaux est inconnue.

Le champ magnétique de Neptune, comme celui d'Uranus, est très incliné par rapport à l'axe de la planète, c'est-à-dire dipolaire.

Il est incliné de 47° et décalé du centre physique de près de 13 500 km (la moitié du rayon).
On pense que cette orientation viendrait de courants internes à la planète.

Neptune possède au moins 14 satellites naturels dont le plus important est Triton, découvert par William Lassell 17 jours après la découverte de Neptune. Triton, découvert dès 1846 par l'Anglais William Lassell, son diamètre est de 2720 km. Triton parcourt une orbite de 355.300 km de rayon en 5,9 jours. Néréide : découvert en 1948 par l'Américain Gerard Kuiper, son diamètre est de 340 km. Six autres satellites, de diamètres allant de 50 à 420 km et nommés Naïade, Thalassa, Despina, Galatée, Larissa et Protée, ainsi qu'un système d'anneaux, ont été identifiés par Voyager 2 en 1989.
Quatre satellites ont été découverts en 2002 (S/2002 N1 à N3 et S/2002 N4) et un en 2003 : Psamathé.
Un quatorzième satellite, S/2004 N1, découverts en 2004.

ASTÉROÏDES TROYENS DE NEPTUNE

Comme Jupiter et Mars, Neptune possède des astéroïdes troyens, partageants son orbite autour du Soleil. Quatre ont été confirmés à ce jour (avril 2006) :

• 2001 QR 322
• 2004 UP 10
• 2005 TN 53
• 2005 TO 74