Histórico
Sua participação na história da astronomia é mais recente ainda que a de Urano. Sua descoberta representa um triunfo para a astronomia matemática.
Alexis Bouvard (1767 - 1843) notou várias perturbações na órbita de Urano, pois este nunca estava onde os astronomos previam. Bouvard fez novos cálculos para sua órbita levando em conta as perturbações de Saturno e Júpiter, mas mesmo assim as posições previstas não coincidiam com as reais. Então Le Verrier (1811 - 1877), astronomo francês propôs-se ao estudo do problema e concluiu que estas perturbações eram devido à existência de outro corpo numa órbita mais afastada que Urano.
Ele também pode deduzir sua órbita através das perturbações que causava em Urano. Assim Le Verrier pediu ao astrônomo alemão Johan Gottfried Galle (1812 - 1910) que explorasse determinada região do céu. Galle verificou que havia um corpo a menos de um grau da posição prevista por Le Verrier que não constava em nenhuma carta celeste e no dia seguinte esse corpo já havia se deslocado em relação às outras estrelas. Era Neturno.
Os Campos Magnéticos
Quando a Voyager passou por Netuno em agosto de 1989 e detectou um campo magnético muito parecido com o de Urano, ou seja, inclinado de 50 graus com o eixo de rotação do planeta e deslocado do centro da metade do raio. Portanto, não se tratava de uma coincidência, mas sim de uma particularidade desses planetas tão parecidos em termos de seus campos magnéticos.
Uma teoria para explicar tais campos é a localização de correntes elétricas no interior do planeta. No caso da Terra os movimentos do fluido de níquel e ferro derretidos do núcleo geram as correntes e consequentemente o campo magnético. Em Júpiter e Saturno, o hidrogênio metálico é que conduz a corrente elétrica e gera o campo. Porém, em Urano e Netuno há uma quantidade maior de gelo e menos hidrogênio do que em Júpiter, por isso é possível que os núcleos desses dois planetas sejam relativamente isolantes. Mas um dínamo elétrico ainda opera no interior desses planetas, só que ao redor do núcleo e não no interior. Isso pode explicar o fato de o campo não passar pelo centro do planeta. Porém a explicação de como isso ocorre é provavelmente uma interação muito complexa entre os fluidos do interior dos dois planetas e suas rotações. Os modelos sobre a estrutura interna desse planetas são bem confiáveis. Ambos possuem núcleos constituídos de silício, ferro e outros elementos pesados em menor quantidade, que formam uma substância rochosa com propriedades físicas diferentes das conhecidas em rochas comuns.
Atmosfera Superior
A atmosfera pouco densa é formada de hidrogênio, hélio e metano, todos em estado gasoso. Apesar de estar numa das regiões mais frias do sistema solar, os fenômenos atmosféricos em Netuno são consideravelmente ativos. Este planeta possui ventos de no mínimo 1170 km/h que sopram para oeste em volta do planeta, apesar de receber 1/20 da energia solar que Júpiter recebe. Isso ocorre provavelmente pela falta de atrito da atmosfera com a superfície do planeta, como é o caso da Terra que possui montanhas e outras irregularidades da superfície que tendem a parar os ventos. Em Netuno os ventos fluem livremente com um mínimo de atrito. Por isso a pouca energia solar é suficiente para gerar tais ventos. Esses ventos provocam grandes furacões, semelhantes aos de Júpiter, entre os quais destaca-se a Grande Mancha Negra, ou GMN, um furacão do tamaho da Terra. A GMN' é um enorme buraco na atmosfera do planeta através do qual pode-se olhar mais profundamente na sua atmosfera. Cerca de k0 Km acima da Grande Mancha pode-se observar nuvens semelhantes às terrestres.
Assim como Júpiter e Saturno, Urano e Netuno também emitem mais energia do que recebem do Sol. Porém não há razão para acreditar que um deles tenha reservas térmicas bem maiores do que o outro. Netuno emite bem mais energia do que recebe e, apesar de mais distante do Sol, sua temperatura é equivalente a de Urano, cerca de -116 °C. Esse fato ainda não foi explicado.
Em Netuno pode-se observar as diversas cores e tonalidades nas faixas paralelas como em Júpiter e em Saturno.
Anéis
Acreditava-se na existência dos anéis desde que se detectou os anéis de Urano pela primeira vez, pois se existia anéis em Urano não havia razão para não existirem em Netuno. Com a visita da Voyager II é que se pode observá-los. Num primeiro instante em que se detectou os anéis, pensou-se não serem anéis e sim arcos de anéis, que não completavam toda a volta do planeta, mas com a aproximação da sonda viu-se que eram anéis completos. Porém, em alguns pontos a densidade de matéria era maior que em outras. Por isso, quando estava distante a sonda só pode observar alguns setores circulares dos anéis. Esse aglomerado de matéria em determinadas regiões dos anéis pode ser devido a presença de pequenos satélites.
A detecção por observações da Terra não foi possível porque os dois principais anéis são muito tênues, possuem apenas algumas dezenas de quilômetros de largura e são bem separados. Os demais anéis são bem mais tênues do que estes e os instrumentos terrestres são muito pobres para que fosse possível sua detecção. Além dos anéis existe um disco de poeira que, da mesma maneira que os anéis, está na faixa equatorial.
Satélites
O número total de satélites passou para treze e Nereida que era o segundo em tamanho passou para terceiro, pois o 1989 N1, que por orbitar muito próximo de Netuno, não podia ser observado da Terra. Além disso o 1989 N1 e o 1989 N2 refletem apenas 6% da luz incidente o que os torna praticamente escuros.
Os demais satélites não apresentam novidades, exceto Tritão, o maior satélite de Netuno, que é pouco menor que a Lua e deveria ser tão inativo quanto a Lua, porém não foi o que se observou. Tritão se mostrou estranho desde o primeiro momento. A começar por sua órbita que está no sentido contrário a dos demais satélites e também é inclinada em relação ao equador.
Um outro fator estranho é que Tritão apresenta uma intensa atividade vulcânica, só que o fluido expelido é nitrogênio líquido. O satélite apresenta calotas polares recobertas de nitrogênio congelado que atingem até 3/4 da distância que vai do polo ao equador quase perfeitamente brancas, refletindo quase toda luz solar. Portanto, isso permite que Tritão seja provavelmente mais frio que Plutão. Em alguns pontos da calota existem regiões mais escuras que absorvem mais luz e se aquecem e, desse modo, aquecendo também as regiões vizinhas. Isso permite que o nitrogênio derreta e forme verdadeiros rios de nitrogênio líquido. Outro fato observado em Tritão é que as calotas apresentam muitas linhas que tendem para nordeste, que provavelmente é resultado de erupções de nitrogênio liquido que forma o lençol existente abaixo da superfície. E nessas erupções são lançados cristais de metano escurecido por toda superfície, pois são carregados pelo vento.Todos esses fatos revelam que Tritão está em constante mutação.
Figura 1 – Úrano, em cores quase reais. Imagem Voyager 2.
Figura 2 – Úrano e os seus anéis, em cores falsas. Imagem Voyager 2.
Figura 3 – Modelo da estrutura interna de Úrano. C. Hamilton.
Figura 4 – Úrano, em imagem de cores falsas muito processada, mostrando as bandas atmosféricas comuns aos outros gigantes. Imagem HST.
Figura 5 – A evolução no tempo da posição de duas nuvens (A e B), que permite determinar a velocidade e a direcção dos ventos. Imagem HST.