Den fjerne planet Neptun markerer begyndelsen på vores solsystemets grænse. Ud over denne gas / is-gigantens bane ligger Kuiper Bælts rike, hvor steder som Pluto og Haumea kredsløb. Neptun var den sidste store planet, der blev opdaget, og også den fjerneste gasgigant, der blev udforsket af rumfartøjer.
Ligesom Uranus er Neptune meget svag, og dens afstand gør det meget vanskeligt at få øje på det blotte øje. Moderne astronomer kan få øje på Neptun ved hjælp af et rimeligt godt teleskop i baghaven og et diagram, der viser dem, hvor det er. Noget godt desktop planetarium eller digital app kan pege vejen.
Astronomer havde faktisk set det gennem teleskoper allerede tidligt Galileos tid men vidste ikke, hvad det var. Men fordi det bevæger sig så langsomt i sin bane, registrerede ingen sin bevægelse med det samme, og det blev sandsynligvis antaget at være en stjerne.
I 1800-tallet bemærkede folk, at noget påvirkede banernes baner. Forskellige astronomer udarbejdede matematikken og foreslog, at en planet var længere væk fra
Uranus. Så det blev den første matematisk forudsagte planet. Endelig i 1846 opdagede astronom Johann Gottfried Galle det ved hjælp af et observatorieteleskop.Neptune har det længste år af gas / is-gigantplaneterne. Det skyldes den store afstand fra Solen: 4,5 milliarder kilometer (i gennemsnit). Det tager 165 jordår at tage en tur rundt om solen. Observatører, der sporer denne planet, vil bemærke, at det ser ud til at forblive i den samme konstellation i årevis ad gangen. Neptuns bane er ret elliptisk og tager den undertiden uden for Plutos bane!
Denne planet er meget stor; det måler mere end 155.000 kilometer rundt ved sin ækvator. Det er mere end 17 gange jordens masse, og det kan indeholde svarende til 57 jordmasser inde i sig selv.
Som med de andre gasgiganter er den massive atmosfære i Neptune for det meste gas med iskolde partikler. Øverst i atmosfæren er der for det meste brint med en blanding af helium og en meget lille mængde metan. Temperaturer spænder fra ret kølige (under nul) til utroligt varme 750 K i nogle af de øverste lag.
Neptune er en utrolig dejlig blå farve. Det skyldes stort set den lille smule metan i atmosfæren. Metan er det, der hjælper med at give Neptune sin intense blå farve. Molekylerne i denne gas absorberer rødt lys, men lad blå lys passere igennem, og det er, hvad observatører først bemærker. Neptune er også blevet kaldt en "isgigant" på grund af de mange frosne aerosoler (iskolde partikler) i sin atmosfære og slushy blandinger dybere inde.
Planetens øvre atmosfære er vært for en stadigt skiftende vifte af skyer og andre atmosfæriske forstyrrelser. I 1989 fløj Voyager 2-missionen forbi og gav forskerne deres første nærbillede af Neptuns storme. På det tidspunkt var der flere af dem, plus bånd med høje tynde skyer. Disse vejrmønstre kommer og går, ligesom lignende mønstre gør på Jorden.
Ikke overraskende er Neptuns interiørstruktur meget som Uranus. Tingene bliver interessante inde i mantlen, hvor blandingen af vand, ammoniak og metan er overraskende varm og energisk. Nogle planetariske videnskabsmænd har antydet, at i den nedre del af mantelen er trykket og temperaturen så høj, at de tvinger oprettelsen af diamantkrystaller. Hvis de findes, regner de ned som haglsten. Selvfølgelig kan ingen faktisk komme ind i kloden for at se dette, men hvis de kunne, ville det være en fascinerende vision.
Selvom ringerne i Neptun er tynde og lavet af mørkede ispartikler og støv, er de ikke en nylig opdagelse. De mest betydningsfulde af ringene blev påvist i 1968, da stjernelys skinnede gennem ringsystemet og blokerede noget af lyset. Det Voyager 2 mission var den første, der fik gode nærbilleder af systemet. Den fandt fem hovedringregioner, nogle delvist opdelt i "buer", hvor ringmateriale er tykkere end andre steder.
Neptuns måner er spredt mellem ringene eller ude i fjerne kredsløb. Der er hidtil 14 kendte, de fleste af de små og uregelmæssigt formede. Mange blev opdaget, da Voyager-rumfartøjet fejede forbi, selvom den største - Triton - kan ses fra Jorden gennem et godt teleskop.
Triton er et ganske interessant sted. Først kredser det Neptun i den modsatte retning i en meget langstrakt bane. Det indikerer, at det sandsynligvis er en fanget verden, der holdes på plads af Neptunes tyngdekraft efter dannelse et andet sted.
Månens overflade har underligt udseende iskolde terræn. Nogle områder ligner huden på en cantaloupe og er for det meste vandis. Der er adskillige ideer om, hvorfor disse regioner findes, hovedsagelig at gøre med bevægelser inde i Triton.
Neptuns afstand gør det svært at studere planeten fra Jorden, skønt moderne teleskoper nu er udstyret med specialiserede instrumenter til at studere den. Astronomer holder øje med ændringer i atmosfæren, især skyernes begyndelse og forløb. Især Hubble-rumteleskop fortsætter med at fokusere sit syn på at kortlægge ændringer i den øvre atmosfære.