К середине XIX века стало ясно, что планета Уран движется не так, как надлежало бы ей двигаться в соответствии с законом всемирного тяготения. Некоторые учёные взялись рассчитать орбиту гипотетической планеты, вносящей возмущения в орбиту Урана. Наиболее аккуратным и точным оказался Урбан Жан Жозеф Леверье из парижского Политеха. Он представил свои рассчёты в Берлинскую обсерваторию. Директор обсерватории Иоганн Готфрид Галле начал поиски планеты, как только получил письмо от Леверье. Телескоп обсерватории был направлен по вычисленным французом координатам и трансурановая планета была обнаружена от них всего в 1 градусе. Это произошло 23 сентября 1846 года. Справедливости ради замечу, что в записях Галилео Галилея, относящихся к 1613 г., содержатся данные о наблюдении Нептуна, проходившего тогда (визуально) близко от Юпитера. Он принял Нептун за звезду. Планета находится в тридцать раз дальше от Солнца, чем Земля, и получает в тысячу раз меньше света (на единицу площади). Межпланетной станции "Вояджер-2" понадобилось 12 лет, чтобы до неё добраться (в 1989 г.) и передать на Землю изображения и другую научную информацию как о самом Нептуне, так и о некоторых его спутниках. У Нептуна имеется, видимо, расплавленное каменное ядро размерами примерно с Землю, мантия из смеси силикатов, воды, метана и аммиака, жидкая кора и толстая облачная атмосфера. Водород составляет лишь около 15% массы этой планеты, гелия же в ней совсем мало. Атмосфера состоит из водорода с примесью других газов, в том числе гелия и метана. Последний поглощает красный цвет и придаёт планете зеленовато-голубой, примерно такой, какой мы видим у земного неба. Вопреки ожиданиям учёных атмосфера Нептуна оказалась неспокойной и напоминащей в этом смысле юпитерианскую или сатурнианскую. Скорость ветра в ней достигает 600 и более м/сек - рекордное значение для СС. Заметна поясная облачность. В южном полушарии (на широте 22 градуса) во время пролёта "Вояджера" бушевал шторм, сравнимый с БКП Юпитера, который назвали по аналогии Большим тёмным пятном. Он дрейфует на запад со скоростью 300 м/сек. Ещё южнее (широта 54 градуса) был обнаружен шторм поменьше. Большое пятно вскоре исчезло, а в 1997 г. подобное образование было обнаружено уже в северном полушарии с помощью космического телескопа. Интересное атмосферное явление, наблюдаемое у Нептуна - одинокие серебристые облака (циррусы, рис. слева), висящие над основным сплошным слоем облачности на высоте порядка 100 км и отбрасывающие тень на нижележащий слой облаков. Магнитное поле Нептуна наклонено примерно на 50 градусов к оси вращения и смещено от центра планеты примерно на половину радиуса (подобно тому, как это имеет место у Урана). Явления, аналогичные полярным сияниям, наверное в силу этой причины разбросаны почти по всей поверхности планеты. Источник магнитного поля неизвестен. Планета имеет четыре тёмных разреженных кольца переменной ширины и по меньшей мере восемь спутников, самый крупный из которых, Тритон, вращается по "неправильной" орбите - против направления вращения планеты. Орбита его становится всё ниже и через несколько десятков миллионов лет, как полагают, он подойдёт к планете ближе 2,44 радиуса (предел Роша) и его разорвут приливные силы. В этом случае Нептун получит кольцо, по размерам и яркости превосходящее сатурнианское.