海王星のソースを表示

{{天体 基本
| 幅 = 340px
| 色 = 天王星型惑星
| 和名 = 海王星 [[ファイル:Neptune symbol (fixed width).svg|24px|♆|frameless|class=skin-invert]]
| 英名 = Neptune
| 画像ファイル = Neptune Voyager2 color calibrated, brightened.png
| 画像サイズ = 
| 画像説明 = [[ボイジャー2号]]が撮影した海王星の画像。中央に[[大暗斑]]とそれに付随した明るい模様が見え、西側の周縁には「スクーター」と呼ばれる、移動速度が速い明るい模様と小さな暗点が見られる。
| 視等級 = 7.67 - 8.00{{R|Mallama2018}}
| 視直径 = 2.2 - 2.4"{{R|fact|ephemeris}}
| 分類 = [[天王星型惑星]]
}}
{{天体 発見
| 色 = 天王星型惑星
| 発見年 = [[1846年]][[9月23日]]{{R|Hamilton}}
| 発見者 = [[ユルバン・ルヴェリエ]]<br>[[ジョン・クーチ・アダムズ|ジョン・アダムズ]]<br>[[ヨハン・ゴットフリート・ガレ|ヨハン・ガレ]]{{R|Hamilton}}
| 発見場所 = {{flag|DEU}}・[[ベルリン]]{{R|discovery}}
| 発見方法 = 望遠鏡による観測
}}
{{天体 軌道
| 色 = 天王星型惑星
| 元期 = [[J2000.0]]{{R|group="注"|注釈1}}
| 平均距離 = 
| 平均距離対象 = [[太陽]]
| 平均公転半径 = [[1 E12 m|4,495,060,000 km]]{{R|fact}}
| 平均直径 =
| 軌道長半径 = 30.181 [[天文単位|au]]<br />(4,514,953,000 km{{R|fact}})
| 近日点距離 = 29.887 au{{R|fact}}<br />(4,471,050,000 km{{R|fact}})
| 遠日点距離 = 30.474 au{{R|fact}}<br />(4,558,857,000 km{{R|fact}})
| 離心率 = 0.0097{{R|fact}}
| 公転周期 = 164.79 [[年]]{{R|fact}}<br>60,189 [[日|地球日]]<br>89,666 海王星[[太陽日]]{{R|planet_years}}
| 会合周期 = 367.49 日{{R|fact}}
| 軌道周期 =
| 平均軌道速度 = 5.43 km/s{{R|fact}}
| 軌道傾斜角 = 1.76917[[度 (角度)|&deg;]]<small>（[[黄道面]]に対して）</small>{{R|fact}}<br>6.43&deg;<small>（太陽の赤道面に対して）</small><br>0.725429&deg;<small>（[[不変面]]に対して）</small>{{R|meanplane}}
| 近日点黄経 = 44.97135&deg;{{R|fact}}
| 昇交点黄経 = 131.72169&deg;{{R|fact}}
| 平均黄経 = 304.88003&deg;{{R|fact}}
| 前回近日点通過 =
| 次回近日点通過 =
| 主恒星 = [[太陽]]
| 衛星数 = [[海王星の衛星|16]]{{R|NAOJmoon}}
}}
{{天体 物理
| 色 = 天王星型惑星
| 半径 = 24,622 ± 19 km{{R|Seidelmann2007}}{{R|group="注"|注釈2}}
{{天体 項目|赤道半径|24,764 ± 15 km{{R|Seidelmann2007}}{{R|group="注"|注釈2}}}}
{{天体 項目|極半径|24,341 ± 30 km{{R|Seidelmann2007}}{{R|group="注"|注釈2}}}}
| 表面積 = 7.6183{{e|9}} [[平方キロメートル|km<sup>2</sup>]]{{R|fact2}}{{R|group="注"|注釈2}}
| 体積 = 6.254{{e|13}} [[立方キロメートル|km<sup>3</sup>]]{{R|fact}}{{R|group="注"|注釈2}}
| 質量 = 1.02413 {{e|26}} [[キログラム|kg]]{{R|fact}}
| 相対対象1 = 地球
| 相対質量1 = 17.147
| 相対対象2 =
| 相対質量2 =
| 平均密度 = 1.638 [[グラム毎立方センチメートル|g/cm<sup>3</sup>]]{{R|fact}}
| 表面重力 = 11.15 [[メートル毎秒毎秒|m/s<sup>2</sup>]]{{R|fact}}<br>（1.14 [[重力加速度|''g'']]）
| 脱出速度 = 23.5 km/s{{R|fact}}{{R|group="注"|注釈2}}
| 自転周期 = 0.671 [[日]]{{R|fact}}<br>（16時間6分36秒）
| アルベド = 0.290<small>（[[ボンドアルベド]]）</small>{{R|Pearl1991}}<br>0.442<small>（[[幾何アルベド]]）</small>{{R|Mallama2017}}
| 赤道傾斜角 = 28.32&deg;{{R|fact}}
| 表面温度 = 46.6 [[ケルビン|K]]<small>（[[温室効果]]なし）</small>{{R|fact}}<br>72 K<small>（気圧1 barにおいて）</small>{{R|fact}}<br>55 K<small>（気圧0.1 barにおいて）</small>{{R|fact}}
| 年齢 =
| 大気圧 = 深さによって異なる
| 大気 =
{{天体 項目|気体成分{{R|fact}}|
{{天体 項目|[[水素]]|80 ± 3.2%}}
{{天体 項目|[[ヘリウム]]|19 ± 3.2%}}
{{天体 項目|[[メタン]]|1.5 ± 0.5%}}
{{天体 項目|[[重水素化水素]]|~0.019%}}
{{天体 項目|[[エタン]]|~0.00015%}}
}}
{{天体 項目|氷の成分{{R|fact}}|[[アンモニア]]<br>[[水]]<br>[[硫化水素アンモニウム]]<br>[[メタン]]?}}
| 外殻 =
}}
{{天体 終了
| 色 = 天王星型惑星
}}

'''海王星'''（かいおうせい、{{Lang-en|Neptune}} {{IPAc-en|ˈ|n|ɛ|p|tj|uː|n}}<ref>{{cite book|first=Elizabeth|last=Walter|title=Cambridge Advanced Learner's Dictionary|work=Cambridge University Press|edition=2nd|isbn=978-0-521-53106-1|date=2003-04-21}}</ref>、{{lang-la-short|Neptunus}}、{{lang-el-short|Ποσειδῶν}}）は、[[太陽系]]の第8[[惑星]]で、太陽系の惑星の中では一番外側を[[公転]]している。直径は4番目、質量は3番目に大きく、[[地球]]の17倍の質量を持ち、太陽系の[[巨大ガス惑星|ガス惑星]]としては最も密度が高い。海王星は組成が類似し直径がやや大きい[[天王星]]の質量（地球の15倍）よりもわずかに大きい{{R|group="注"|注釈3}}。164.8[[年]]かけて公転しており、太陽からは平均30.1 [[天文単位|au]]（約45億 km）離れている。名称は、[[ローマ神話]]における海神[[ネプトゥーヌス]]に因んで命名された。

肉眼で観望することは出来ず、太陽系において唯一、[[実証研究|経験的観測]]でなく数学的予測によって発見された惑星である。[[フランス]]の天文学者[[アレクシス・ブヴァール]]は、天王星の軌道の予期せぬ変化から、天王星の軌道が未知の惑星の[[重力]]による[[摂動 (天文学)|摂動]]のために生じているという推論を導いた。その後、[[ユルバン・ルヴェリエ]]によって予測された範囲内の位置で[[1846年]][[9月23日]]に[[ヨハン・ゴットフリート・ガレ]]が[[望遠鏡]]を用いて発見した{{R|Hamilton}}。[[海王星の衛星]]では最大の[[トリトン (衛星)|トリトン]]は、その後間もなく発見された。現在では他に13個の衛星が知られているものの、地球から海王星までの距離が大きく地上からの観測が困難なため、それらの存在が明らかとなったのは20世紀以降のことである{{R|planetarynames}}。[[1989年]][[8月25日]]、[[ボイジャー2号|宇宙探査機ボイジャー2号]]が海王星を訪れ、[[フライバイ]]を行った<ref>{{cite news|last=Chang|first=Kenneth|title=Dark Spots in Our Knowledge of Neptune|url=https://www.nytimes.com/2014/08/19/science/dark-spots-in-our-knowledge-of-neptune.html|work=[[ニューヨーク・タイムズ|New York Times]]|date=2014-10-18|accessdate=2019-03-01}}</ref>。[[ハッブル宇宙望遠鏡]]や[[補償光学]]機能を備えた大型の地上望遠鏡の登場によって、近年は遠方からの更なる観測が可能になっている。

[[水]]や[[メタン]]、[[アンモニア]]などの「氷」の割合は大きいものの、[[木星]]や[[土星]]と同様に海王星の大気は主に[[水素]]や[[ヘリウム]]、そして微量の[[炭化水素]]と[[窒素]]で構成されている。しかし、天王星と同様にその内部は氷と[[岩石]]で構成されている<ref>{{cite journal|last1=Podolak|first1=M.|last2=Weizman|first2=A.|last3=Marley|first3=M.|title=Comparative models of Uranus and Neptune|year=1995|journal=Planetary and Space Science|volume=43|issue=12|pages=1517–1522|doi=10.1016/0032-0633(95)00061-5|bibcode=1995P&SS...43.1517P}}</ref>。そのため通常は、天王星と海王星は木星、土星との違いを強調して[[天王星型惑星]]（巨大氷惑星）とみなされる{{R|Lunine1993}}。海王星の青い外観は、最も外側の領域に存在している微量のメタンによって作り出されているとされている{{R|bluecolour}}。

霞んだ、比較的特徴を欠いている天王星の大気とは対照的に、海王星の大気は活発で、明確な変化が見られる気候を持つ。例えば、1989年にボイジャー2号がフライバイを行った時点では、南半球に木星の[[大赤斑]]に類似した[[大暗斑]]と呼ばれる模様が存在していた。これらの気象パターンは、太陽系のどの惑星よりも強い持続的な風によって引き起こされ、観測された風速は2100 km/h（580 m/s）にもなる{{R|Suomi1991}}。太陽からの距離が遠いため、海王星の外側の大気は太陽系で最も温度の低い場所の1つであり、雲頂での温度は55 [[ケルビン|K]]（-218 [[摂氏|℃]]）に近いのに対して、惑星の中心部の温度は約5400 K（約5100 ℃）になっていると考えられている{{R|Hubbard1997|nettelmann}}。海王星は微かで断片的な[[環 (天体)|環]]を持っている。この環は[[1984年]]に発見され、後にボイジャー2号の観測でも確認された{{R|ring1}}。

なお深い青色をしていると思われがちだが、それは補正をかけている画像が広く使用されたためであり、実際には天王星とほぼ変わらない青色をしている。

== 歴史 ==
=== 発見 ===
{{Main|海王星の発見}}
[[File:Galileo.arp.300pix.jpg|thumb|left|upright|ガリレオ・ガリレイ]]

望遠鏡を通じて記録されたこれまでで最も初期の観測記録の一部である、1612年12月28日と1613年1月27日に[[ガリレオ・ガリレイ]]が描いた図面には、海王星が位置していた地点が記されていた。しかし、どちらの場合もガリレオは海王星を、[[合 (天文)|合]]を起こしている木星の近くにある[[恒星]]と誤って認識していたとされている<ref>{{cite book|first=Alan|last=Hirschfeld|title=Parallax: The Race to Measure the Cosmos|year=2001|publisher=Henry Holt|location=New York, New York|isbn=978-0-8050-7133-7}}</ref>。したがって、ガリレオは海王星を発見したとはみなされていない。彼が最初に観測を行った1612年12月ごろは海王星は[[順行・逆行|逆行]]し始めたばかりで、見かけ上の動きが小さかったため、ガリレオの小型望遠鏡では検出できなかったと考えられている。しかし2009年7月に、[[メルボルン大学]]の物理学者David Jamiesonは、少なくともガリレオが観測した「星」が背景の恒星に対して相対的に動いているのを認知していたことを示唆する新たな証拠を発表している<ref>{{cite web|title=Galileo discovered Neptune, new theory claims|first=Robert Roy|last=Britt|year=2009|publisher=MSNBC News|accessdate=2019-03-01|url=http://www.msnbc.msn.com/id/31835303/|archiveurl=https://web.archive.org/web/20101002151604/http://www.msnbc.msn.com/id/31835303/|deadurl=yes|archivedate=2010-10-02}}</ref>。

1821年に、[[アレクシス・ブヴァール]]は海王星の1つ内側を公転している天王星の天文表を発表した<ref>{{cite book|first=A.|last=Bouvard|year=1821|title=Tables astronomiques publiées par le Bureau des Longitudes de France |publisher=Bachelier|location=Paris}}</ref>。その後行われた観測で、天王星の位置が表と実質的に異なっていることが明らかになり、ブヴァールは未知の天体の重力作用によって天王星の軌道が乱されているという仮説を導いた{{R|Airy1846}}。1843年、[[イギリス]]の数学者[[ジョン・クーチ・アダムズ]]は彼が所持していたデータを使って天王星の軌道の研究を始めた。[[ケンブリッジ天文台]]の所長[[ジェームズ・チャリス]]を介して、彼は1844年2月にそのデータを受け取った[[ジョージ・ビドル・エアリー]]からの追加データを要求した。アダムズは1845年から1846年にかけて作業を続け、新しい惑星に関するいくつかの異なる推定を立てた<ref>{{cite web|first=John J.|last=O'Connor|author2=Robertson, Edmund F.|url=http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Extras/Adams_Neptune.html|title=John Couch Adams' account of the discovery of Neptune|work=University of St Andrews|year=2006|accessdate=2019-03-01}}</ref><ref>{{cite journal|first=J. C.|last=Adams|title=Explanation of the observed irregularities in the motion of Uranus, on the hypothesis of disturbance by a more distant planet|year=1846|journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|volume=7|issue=9|pages=149–152|doi=10.1093/mnras/7.9.149|bibcode=1846MNRAS...7..149A}}</ref>。

[[File:Urbain Le Verrier.jpg|thumb|upright|left|ユルバン・ルヴェリエ]]

1845年から1846年にかけて、アダムズとは無関係に、フランスの数学者[[ユルバン・ルヴェリエ]]は自身の計算方法を開発したが、彼の同胞にその熱意は伝わらなかった。<!-- 訳が曖昧過ぎて怪しい -->1846年6月に、ルヴェリエが最初に発表した惑星の経度の推定値とアダムズの推定値との類似性を見て、エアリーはチャリスに惑星を探索するように説得させ、チャリスは8月から9月にかけて捜索を行った{{R|Airy1846}}<ref>{{cite journal|first=Rev. J.|last=Challis|title=Account of observations at the Cambridge observatory for detecting the planet exterior to Uranus|year=1846|journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|volume=7|issue=9|pages=145–149|doi=10.1093/mnras/7.9.145|bibcode=1846MNRAS...7..145C}}</ref>。

その間、ルヴェリエは手紙で[[ベルリン天文台]]の天文学者[[ヨハン・ゴットフリート・ガレ]]に天文台の[[屈折望遠鏡]]で未知の惑星を捜索するように促した。天文台の学生だった[[ハインリヒ・ダレスト]]はルヴェリエが予測した領域を描いた図面と実際の観測結果とを比較することで、恒星とは異なる、未知の惑星の[[変位]]特性を求められることをガレに示した。ガレが手紙を受け取った1846年9月23日の夜、彼はルヴェリエが予測していた地点から1&deg;以内、アダムズが予測していた地点から約12&deg;の領域内で海王星を発見した。後にチャリスは8月4日と8月12日に自身も海王星を観測していたことが判明したが、当時彼が所持していた[[星図]]が最新のものではなく、また同時に行っていた[[彗星]]の観測に気を取られていたため、海王星を惑星と認識することはできなかった{{R|Airy1846}}<ref>{{cite journal|first=J. G.|last=Galle|title=Account of the discovery of Le Verrier's planet Neptune, at Berlin, Sept. 23, 1846|year=1846|journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|volume=7|issue=9|page=153|doi=10.1093/mnras/7.9.15|bibcode=1846MNRAS...7..153G}}</ref>。

海王星の発見をきっかけに、フランスとイギリスの間で海王星の発見に値するのは誰なのかについて多くの民族主義的な対立が発生したが、結局、海王星はルヴェリエとアダムズの両方が発見したという国際的コンセンサスが定着した。1966年以来、[[アメリカ]]の天文学者Dennis Rawlinsはアダムズの共同発見の主張の信頼性について疑問を投げかけ、1998年に[[グリニッジ王立天文台]]に歴史文書の「Neptune papers」が返却されたことで歴史家による再評価が行われた<ref>{{cite web|first=Nick|last=Kollerstrom|url=http://www.ucl.ac.uk/sts/nk/neptune/index.htm |title=Neptune's Discovery. The British Case for Co-Prediction|publisher=University College London|year=2001|accessdate=2019-03-01|archiveurl=https://web.archive.org/web/20051111190351/http://www.ucl.ac.uk/sts/nk/neptune/|archivedate=2005-11-11}}</ref>。文章を検討した後、彼らは「アダムズは、海王星の発見に関してルヴェリエと同等の信用に値するものではない。その信用は、惑星の位置を予測することとそれを捜索することを天文学者に納得させることの両方に成功した者にのみ属する。」としている<ref>{{cite journal|author=William Sheehan |author2=Nicholas Kollerstrom |author3=Craig B. Waff|url=http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-case-of-the-pilfered|title=The Case of the Pilfered Planet&nbsp;– Did the British steal Neptune?|journal=Scientific American|year=2004|accessdate=2019-03-01}}</ref>。

=== 命名 ===
発見直後、海王星は単に「天王星の外側の惑星」や「ルヴェリエの惑星」と呼ばれていた。最初に提案された名称はガレが提案した「[[ヤーヌス]]（ "Janus" ）」というものだった。イギリスでは、チャリスが付与した「[[オーケアノス]]（ "Oceanus" ）」という名称が用いられていた{{sfnp|Moore|2000|p=206}}。

ルヴェリエは彼の発見した惑星に名称を付与する権利を主張し、すぐにこの新たな惑星に "Neptune" という名称を提案したが、{{仮リンク|フランス経度局|en|Bureau des Longitudes}}によって正式に承認されたという誤った内容を述べていた<ref>{{cite book|last=Littmann|first=Mark|year=2004|title=Planets Beyond, Exploring the Outer Solar System|publisher=Courier Dover Publications|isbn=978-0-486-43602-9|page=50}}</ref>。10月、彼は自身の名に因んで新たな惑星を "Le Verrier" と命名することを求め、この提案は当時の天文台長であった[[フランソワ・アラゴ]]からも支持を得ていたが、フランス国外からはこの提案に対して多くの反発が上がった<ref>{{cite book|last=Baum|first=Richard|author2=Sheehan, William|year=2003|title=In Search of Planet Vulcan: The Ghost in Newton's Clockwork Universe|publisher=Basic Books|isbn=978-0-7382-0889-3|pages=109–110}}</ref>。フランスの年鑑はすぐに、天王星が発見された後に発見者の[[ウィリアム・ハーシェル]]に因んで使用されていた "Herschel" という名称を天王星に再導入し、新たな惑星に "Le Verrier" という名称を導入した<ref>{{cite journal|first=Owen|last=Gingerich|title=The Naming of Uranus and Neptune|year=1958|journal=Astronomical Society of the Pacific Leaflets|volume=8|issue=352|pages=9–15|bibcode=1958ASPL....8....9G}}</ref>。

天文学者[[フリードリッヒ・フォン・シュトルーベ]]は、1846年12月29日に[[ロシア科学アカデミー|帝国サンクトペテルブルク科学アカデミー]]にて "Neptune" という名称を支持することを表明した<ref>{{cite journal|last=Hind|first=J. R.|title=Second report of proceedings in the Cambridge Observatory relating to the new Planet (Neptune)|year=1847|journal=Astronomische Nachrichten|volume=25|issue=21|pages=309–314|doi=10.1002/asna.18470252102|bibcode=1847AN.....25..309.}}</ref>。その後すぐに、''Neptune''という名称は国際的に受け入れられるようになっていった。[[ローマ神話]]では、名称の元となった[[ネプトゥーヌス]]（Neptūnus）は[[ギリシア神話]]の[[ポセイドーン]]（Poseidōn）と同一視される海の神である。この神話に基づく命名の提案は惑星の命名法と一致しており、地球以外の全ての惑星はギリシア神話とローマ神話の神々から命名されている{{R|USGS}}。

今日において、ほとんどの言語で "Neptune" という名称が使用されている。[[中国語]]、[[ベトナム語]]、[[日本語]]、[[朝鮮語]]ではこの名称は「海王星」と訳されるようになった<ref>{{cite web|title=Planetary linguistics|publisher=nineplanets.org|url=http://nineplanets.org/days.html|accessdate=2019-03-01}}</ref><ref>{{cite web|url=http://kenh14.vn/kham-pha/sao-hai-vuong-cuc-bang-khong-lo-xa-tit-tap-2010103010172747.chn|title=Sao Hải Vương – "Cục băng" khổng lồ xa tít tắp|publisher=Kenh14|language=vi|date=2010-10-31|accessdate=2019-03-01}}</ref>。[[モンゴル語]]では、海の支配者である同名の神の役割を反映して "Dalain Van"（Далайн ван）と呼ばれている。現在の[[ギリシャ語]]では、海王星はネプトゥーヌスのギリシャ語にあたる "Poseidon"（Ποσειδώνας, "Poseidonas" ）と呼ばれる<ref>{{cite web|url=http://www.greek-names.info/greek-names-of-the-planets/|title=Greek Names of the Planets|quote=Neptune or ''Poseidon'' as is its Greek name, was the God of the Seas. It is the eight planet from the sun...|date=2010-04-25|accessdate=2019-03-01}}  See also the [[:el:Ποσειδώνας (πλανήτης)|Greek article about the planet]].</ref>。[[ヘブライ語]]では、海王星の正式名称として、2009年に[[ヘブライ語アカデミー]]で管理されていた[[詩篇]]に登場する海の怪物に因んだ "Rahab"（רהב）という名称が選定された。既存の[[ラテン語]]では、一般的に "Neptu"（נפטון）という名称が使用されている<ref>{{cite news|url=https://www.haaretz.com/1.4758704|title=Uranus and Neptune Get Hebrew Names at Last|work=Haaretz|first=Yair|last=Ettinger|date=2009-12-31|accessdate=2019-03-01}}</ref><ref>{{cite news|url=https://www.hayadan.org.il/hebrew-names-to-uranus-and-neptune-3112090|title=אוראנוס הוא מהיום אורון ונפטון מעתה רהב|trans-title=Uranus is now Oron and Neptune is now Rahav|work=Hayadan|language=he|first=Avi|last=Belizovsky|date=2009-12-31|accessdate=2019-03-01}}</ref>。[[マオリ語]]では[[マオリ神話]]に登場する海の神に因んで "Tangaroa" と呼ばれている{{R|Appendix 5: Planetary Linguistics}}。[[ナワトル語]]では''Tlāloccītlalli''と呼ばれており、これは[[雨]]の神[[トラロック]]に因んでいる{{R|Appendix 5: Planetary Linguistics}}。[[タイ語]]では、海王星は[[ヒンドゥー教]]において[[月の交点]]に存在するとされる[[ケートゥ]]（केतु）を西洋化した "Dao Nepjun"（ดาวเนปจูน）もしくは "Dao Ketu"（ดาวเกตุ, "Star of Ketu" ）という名称が用いられる。

=== 状況 ===
1846年の発見から1930年の[[冥王星]]の発見まで、海王星は最も外側にある惑星として知られていた。発見された時は冥王星は惑星とみなされ、楕円軌道によって冥王星が海王星よりも太陽に接近した1979年から1999年までの20年間を除き、海王星は2番目に遠い惑星となった<ref>{{cite news|last=Long|first=Tony|title=Neptune Moves Outside Pluto's Wacky Orbit|work=Wired|url=https://www.wired.com/science/discoveries/news/2008/01/dayintech_0121|date=2008-01-21|accessdate=2019-03-01}}</ref>。1992年に[[エッジワース・カイパーベルト]]が発見されたことによって、冥王星を惑星とみなすべきか、それともカイパーベルトの一部とみなすべきかについて、多くの天文学者たちの間で議論が交わされた<ref>{{cite journal|author=Weissman, Paul R.|title=The Kuiper Belt|year=1995|journal=Annual Review of Astronomy and Astrophysics|volume=33|pages=327–357|bibcode=1995ARA&A..33..327W|doi=10.1146/annurev.aa.33.090195.001551}}</ref><ref>{{cite web|title=The Status of Pluto:A clarification|website=International Astronomical Union, Press release|url=http://www.iau.org/STATUS_OF_PLUTO.238.0.html|year=1999|accessdate=2019-03-01|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060615200253/http://www.iau.org/STATUS_OF_PLUTO.238.0.html|archivedate=2006-06-15|deadurl=yes}}</ref>。2006年に[[国際天文学連合]]（IAU）は初めて[[国際天文学連合による惑星の定義|惑星の定義]]を制定したことにより、冥王星は[[準惑星]]に再分類され、海王星は再び太陽系で最も外側にある惑星となった<ref>{{cite news|url=http://www.iau.org/static/resolutions/Resolution_GA26-5-6.pdf|title=IAU 2006 General Assembly: Resolutions 5 and 6|date=2006-08-24|publisher=IAU|format=PDF|accessdate=2019-03-01}}</ref>。

== 物理的性質 ==
[[File:Neptune, Earth size comparison true color.jpg|サムネイル|right|地球と海王星の大きさの比較]]

海王星の質量は1.0243 {{e|26}} [[キログラム|kg]]で{{R|fact}}、これは地球の17倍、木星の19分の1に相当し{{R|group="注"|注釈4}}、地球とより大きな巨大ガス惑星の中間の規模を持つ。気圧1 [[バール (単位)|bar]]での[[重力加速度]]は地球の1.14倍に相当する11.15 [[メートル毎秒毎秒|m/s<sup>2</sup>]]で{{R|fact}}、これは太陽系内の惑星では木星に次いで大きい値である<ref>{{cite book|last1=Unsöld|first1=Albrecht|last2=Baschek|first2=Bodo|year=2001|title=The New Cosmos: An Introduction to Astronomy and Astrophysics|journal=The New Cosmos : An Introduction to Astronomy and Astrophysics|edition=5th|publisher=Springer|page=47|isbn=978-3-540-67877-9|bibcode=2001ncia.book.....U}} See Table 3.1.
</ref>。[[赤道]]半径は地球の約4倍の24,764 [[キロメートル|km]]である{{R|Seidelmann2007}}。海王星は天王星と似ており、木星や土星よりも小型で、含まれている揮発性物質の濃度が高いことから[[木星型惑星]]のサブクラスである[[天王星型惑星]]（巨大氷惑星）に分類される{{R|Boss2002}}。[[太陽系外惑星]]の探査では、英語名の「Neptune」は[[換喩|比喩]]的に使用されている。科学者たちが太陽系外で発見された様々な天体を「Jupiters」と呼ぶように、海王星と同等の質量を持つ天体はしばしば「Neptunes」と呼ばれる<ref>{{cite news|first=C.|last=Lovis|author2=Mayor, M.|author3=Alibert Y.|author4=Benz W.|url=https://www.eso.org/public/news/eso0618/ |title=Trio of Neptunes and their Belt|work=[[ヨーロッパ南天天文台|European Southern Observatory]]|date=2006-05-18|accessdate=2019-03-01}}</ref>。

=== 内部構造 ===
海王星の内部構造は天王星と似ている。海王星の大気は全質量の5～10%を占め、大気圏の厚さは[[核 (天体)|核]]に向かって全体の半径の10～20%にまで広がっていると考えられる。大気圏の最下層での[[大気圧]]は約10 [[パスカル (単位)|GPa]]、すなわち地球上の大気圧の約10万倍に達する。大気圏の下層に近づくに従い、[[メタン]]・[[アンモニア]]・[[水]]の濃度が上昇する{{R|Hubbard1997}}。

[[File:Neptune diagram color corrected.svg|thumb|left|海王星の内部構造{{ordered list|上層の大気や雲|水素やヘリウム、メタンのガスから成る大気|水やアンモニア、メタンの氷から成るマントル|岩石（ケイ酸塩とニッケル鉄）から成る核}}]]

[[マントル]]の質量は地球の10～15倍に相当し、[[水]]や[[アンモニア]]、[[メタン]]が豊富に含まれている{{R|Hamilton}}。惑星科学分野の習慣では、このような状態は高温で高密度な液体であるにもかかわらず「氷」と呼ばれる。この高い電気伝導率を持つ液体は、しばしば「水とアンモニアの海（water-ammonia ocean）」 と呼ばれる<ref>{{cite journal|url=http://www.cosis.net/abstracts/EGU06/05179/EGU06-J-05179-1.pdf|title=Water-ammonia ionic ocean on Uranus and Neptune?|year=2006|journal=Geophysical Research Abstracts|first1=S.|last1=Atreya|first2=P.|last2=Egeler|first3=K.|last3=Baines|volume=8|at=05179}}</ref>。マントルは水分子が[[水素]]および[[酸素]]の[[イオン (化学)|イオン]]に分解されてできた「イオン水」(ionic water) の層によって構成され、さらに深部では酸素が結晶化し、水素イオンがその結晶格子の中を漂う「超イオン水（superionic water）」の状態にある層から成っているとされる<ref>{{cite news|first=David|last=Shiga|url=https://www.newscientist.com/article/mg20727764.500-weird-water-lurking-inside-giant-planets/|title=Weird water lurking inside giant planets|work=New Scientist|issue=2776|date=2010-09-01|accessdate=2019-03-01}}</ref>。深さ7,000 kmの深度では、マントル中のメタンが[[ダイヤモンド]]の[[結晶]]へと分解され、[[雹]]のような形で中心核に向かって降り注いでいる状態になっているかもしれない<ref>{{cite journal|title=Neptune May Crush Methane Into Diamonds|year=1999|journal=Science|last=Kerr|first=Richard A.|volume=286|issue=5437|pages=25a–25|doi=10.1126/science.286.5437.25a|pmid=10532884}}</ref><ref>{{cite news|url=https://www.washingtonpost.com/news/speaking-of-science/wp/2017/08/25/it-rains-solid-diamonds-on-uranus-and-neptune/|title=It rains solid diamonds on Uranus and Neptune|work=[[ワシントン・ポスト|The Washington Post]]|last=Kaplan|first=Sarah|date=2017-08-25|accessdate=2019-03-01}}</ref><ref>{{cite journal|last=Kraus|first=D.|last2=Vorberger|first2=J.|last3=Pak|first3=A.|last4=Hartley|first4=N. J.|last5=Fletcher|first5=L. B.|last6=Frydrych |first6=S.|last7=Galtier|first7=E.|last8=Gamboa|first8=E. J.|last9=Gericke|first9=D. O.|last10=Glenzer|first10=S. H.|last11=Granados|first11=E.|last12=MacDonald|first12=M. J.|last13=MacKinnon|first13=A. J.|last14=McBride|first14=E. E.|last15=Nam|first15=I.|last16=Neumayer|first16=P.|last17=Roth|first17=M.|last18=Saunders|first18=A. M.|last19=Schuster|first19=A. K.|last20=Sun|first20=P.|last21=van Driel|first21=T.|last22=Döppner|first22=T.|last23=Falcone|first23=R. W.|url=http://www.escholarship.org/uc/item/1zd805nx|title=Formation of diamonds in laser-compressed hydrocarbons at planetary interior conditions|year=2017|journal=Nature Astronomy|volume=1|issue=9|pages=606–611|doi=10.1038/s41550-017-0219-9|bibcode=2017NatAs...1..606K}}</ref>。[[ローレンス・リバモア国立研究所]]での超高圧実験では、マントルの最上部は浮遊固体の「ダイヤモンド」を含む液体炭素の海になっている可能性が示唆されている<ref>{{cite news|url=http://www.astronomynow.com/news/n1001/21diamond/|title=Oceans of diamond possible on Uranus and Neptune|work=Astronomy Now|first=Emily|last=Baldwin|date=2010-01-21|accessdate=2019-03-01}}</ref><ref>{{cite journal|last=Bradley|first=D. K.|last2=Eggert|first2=J. H.|last3=Hicks|first3=D. G.|last4=Celliers|first4=P. M.|url=https://e-reports-ext.llnl.gov/pdf/310197.pdf|title=Shock Compressing Diamond to a Conducting Fluid|doi=10.1103/physrevlett.93.195506|year=2004|journal=Physical Review Letters|format=PDF|volume=93|issue=19|pages=195506|pmid=15600850|bibcode=2004PhRvL..93s5506B}}</ref><ref>{{cite journal|last=Eggert |first=J.H.|last2=Hicks|first2=D. G.|last3=Celliers |first3=P. M.|last4=Bradley|first4=D. K. ''et al.''|url=http://www.nature.com/nphys/journal/v6/n1/abs/nphys1438.html|title=Melting temperature of diamond at ultrahigh pressure|year=2009|journal=Nature Physics|volume=6|issue=40|pages=40–43|doi=10.1038/nphys1438|bibcode=2010NatPh...6...40E}}</ref>。

海王星の核は、[[鉄]]や[[ニッケル]]、[[ケイ酸塩]]で構成され、内部モデルでは地球の核の1.2倍の質量を持つことが示されている<ref>{{cite journal|last=Podolak|first=M.|author2=Weizman, A.|author3=Marley, M.|title=Comparative models of Uranus and Neptune|year=1995|journal=Planetary and Space Science|volume=43|issue=12|pages=1517–1522|doi=10.1016/0032-0633(95)00061-5|bibcode=1995P&SS...43.1517P}}</ref>。中心部の圧力は7 [[バール (単位)|Mbar]]（700 GPa）で、これは地球の中心部の約2倍に相当し、温度は約5,400 [[ケルビン|K]]とされている{{R|Hubbard1997|nettelmann}}。

=== 大気 ===
[[File:Neptune-Methane.jpg|thumb|可視光線と[[赤外線|近赤外線]]を組み合わせた海王星の画像。大気中に[[メタン]]の存在を示す帯と4つの衛星（[[プロテウス (衛星)|プロテウス]]・[[ラリッサ (衛星)|ラリッサ]]・[[ガラテア (衛星)|ガラテア]]・[[デスピナ (衛星)|デスピナ]]）が映し出されている。]]
[[File:Neptune's Dynamic Environment.webm|thumb|海王星とその衛星の[[低速度撮影|タイムラプス動画]]]]

海王星の上層の大気には、[[水素]]が80%、[[ヘリウム]]が19%{{R|Hubbard1997}}、そして微量のメタンが含まれている。顕著なメタンの吸収帯は、[[スペクトル]]上の赤および赤外部分において、600 nmを超える波長を示す部分に存在している。天王星の穏やかな[[シアン (色)|シアン]]色と海王星の鮮やかな[[アジュール]]色とに違いはあるが、天王星と同じく、大気中に含まれるメタンによる赤色の光の吸収によって青い色合いになっている<ref>{{cite web|last=Crisp|first=D.|author2=Hammel, H. B.|url=https://web.archive.org/web/20070802132430/http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1995/09/image/a/|title=Hubble Space Telescope Observations of Neptune|work=Hubble News Center|date=1995-06-14|accessdate=2019-03-01}}</ref>。しかし、大気中に含まれるメタンの含有量は天王星と類似しているため、天王星に比べより青みが深い理由はいくつかの未知の化合物によるものと考えられている{{R|bluecolour}}。

[[オックスフォード大学]]の研究チームは、海王星よりも天王星の方が大気中間層にある[[靄]]粒子の層が厚く、結果的に海王星の青色が強く見えるとする説を提唱した<ref>[https://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/12561_uranus_neptune なぜ海王星は天王星より青いのか]アストロアーツ 2022年6月7日</ref><ref>[https://cosmosmagazine.com/space/gemini-north-uranus-and-neptune/ Uranus and Neptune are non-identical twins – now we know why]Cosmos 2022年6月2日</ref>。ただし、しばしば用いられてきた初期のボイジャー2号による海王星の画像は、実際に肉眼で見られる色よりも青みがかりすぎていると指摘されている<ref>[https://www.eurekalert.org/news-releases/1030165 New images reveal what Neptune and Uranus really look like]EurekAlert 2024年1月4日</ref>。

海王星の大気は、高度と共に温度が下がる下層の[[対流圏]]と高度と共に温度が上がる上層の[[成層圏]]の2つの領域に分けられる。その境界である[[対流圏界面]]での気圧は0.1 bar（10 kPa）になっている{{R|Lunine1993}}。さらに上層になると、成層圏の気圧は 10<sup>-5</sup>～10<sup>-4</sup> bar（1～10 Pa）以下になり[[熱圏]]となる{{R|Lunine1993}}。熱圏よりさらに上層になると徐々に[[外気圏]]へと変わる。

[[File:Neptune clouds.jpg|thumb|高度の高い雲の帯が下層の雲の上面に影を落としている様子]]

モデルでは、海王星の対流圏が高度に応じて異なる組成の[[雲]]に覆われていることが示唆されている。上層部の雲は1 bar以下の気圧下にあり、この領域はメタンが凝縮するのに適した温度になっているとされている。1～5 bar（100～500 kPa）の気圧下ではアンモニアと[[硫化水素]]の雲が形成されると考えられている。5 bar以上の気圧下では、雲はアンモニアや[[硫化アンモニウム]]、硫化水素、水から成っているかもしれない。温度が273 K（0 ℃）に達する気圧約50 bar（5 MPa）の状況下では水の[[氷]]から成る雲が存在しているはずである。さらにその下層には、アンモニアと硫化水素の雲が見られるかもしれない{{R|elkins-tanton}}。

高度が高いところにある雲が下層の不透明な雲の上面に影を落としている様子が観測されている。中には一定の[[経度]]を保ちながら、海王星を1周する雲の帯も存在している。こうした雲の帯の幅は50～150 kmで、下層の雲の約50～110 km上空に存在している。この高度は、天候の変化が生じる対流圏である。これより高度が高い成層圏や熱圏では天候の変化は生じない。<!-- Unlike Uranus, Neptune's composition has a higher volume of ocean, whereas Uranus has a smaller mantle.<ref>{{cite book |last=Frances |first=Peter |title=DK Universe |date=2008 |publisher=DK Publishing |isbn=978-0-7566-3670-8 |pages=196–201}}</ref> -->

海王星のスペクトルからは、[[エタン]]や[[アセチレン]]といったメタンが[[紫外線]]で[[光分解]]された際の生成物が凝縮したため、成層圏の下層部は霞がかっていることが示唆されている{{R|Hubbard1997|Lunine1993}}。成層圏には、微量の[[一酸化窒素]]と[[シアン化水素]]も存在している{{R|Lunine1993|Encrenaz2003}}。海王星の成層圏は炭化水素の濃度が高いため、天王星の成層圏よりも温度が高くなっている{{R|Lunine1993}}。

海王星の熱圏は750 K（477 ℃）と異常に高くなっているが、その理由ははっきりしていない<ref>{{cite journal|last=Broadfoot|first=A. L.|author2=Atreya, S. K.|author3=Bertaux, J. L. ''et al.''|title=Ultraviolet Spectrometer Observations of Neptune and Triton|year=1999|journal=Science|volume=246|pages=1459–1466|issue=4936|url=http://www-personal.umich.edu/~atreya/Articles/1989_Voyager_UV_Spectrometer.pdf|format=PDF|doi=10.1126/science.246.4936.1459|pmid=17756000|bibcode=1989Sci...246.1459B}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Herbert|first1=Floyd|last2=Sandel|first2=Bill R.|title=Ultraviolet observations of Uranus and Neptune|year=1999|journal=Planetary and Space Science|volume=47|issue=8–9|pages=1119–1139|doi=10.1016/S0032-0633(98)00142-1|bibcode=1999P&SS...47.1119H}}</ref>。この熱が紫外線によって生じるにはあまりにも太陽から離れている。この熱を生み出すメカニズムの候補の1つとして、海王星の[[磁場]]中のイオンと大気の相互作用が挙げられる。その他の候補としては、内部から発せられて大気圏内で散逸する[[重力波 (流体力学)|重力波]]に起因している可能性が挙げられている。熱圏には、微量の[[二酸化炭素]]と水が含まれているが、これらは[[隕石]]や塵などによって外部からもたらされた可能性がある{{R|elkins-tanton|Encrenaz2003}}。

[[2020年]]、[[東京大学]]などの研究チームが[[2016年]]に行われた[[アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計]]（ALMA）による観測結果を再解析した結果、海王星の赤道周辺の成層圏にシアン化水素が帯状に1.66{{+-|0.06|0.03}} [[Parts-per表記|ppb]]の濃度で分布していることが判明した。以前から大気中にシアン化水素が存在していることは知られていたが、どのように分布しているのかが確かめられたのはこれが初めてである。このシアン化水素は成層圏内で生成され、大気の対流によって輸送されている可能性がある<ref>{{cite arxiv|last=Iino|first=Takahiro|last2=Sagawa|first2=Hideo|last3=Tsukagoshi|first3=Takashi|last4=Nozawa|first4=Satonori|title=A belt-like distribution of gaseous hydrogen cyanide on Neptune's equatorial stratosphere detected by ALMA|year=2020|eprint=2009.14072v1|class=astro-ph.EP}}</ref><ref>{{Cite press release|和書|url=https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0310_00023.html|title=海王星の赤道に横たわる猛毒ガス「シアン化水素」の帯を世界で初めて発見|publisher=[[東京大学]]|date=2020-10-22|accessdate=2020-10-24}}</ref>。

=== 磁気圏 ===
海王星の[[磁気圏]]は天王星に似ている。その[[磁場]]は海王星の自転軸に対して47&deg;も傾いており、磁気軸が海王星の物理的中心から少なくとも海王星の半径の0.55倍（約13,500 km）もずれている。ボイジャー2号が海王星に到着するまでは、先に海王星と同じように傾斜している天王星の磁場は天王星の横向きの自転によるものと仮定されていた。2つの惑星（[[氷惑星]]）の磁場の比較において、科学者たちはこの磁場の極端な傾きは惑星内部の流動によるものかもしれないと考えている。この磁場は、薄い球殻状に分布している[[導電性]]の液体（おそらくアンモニア、メタン、水が混合している{{R|elkins-tanton}}）の中での[[対流]]運動によって引き起こされる[[ダイナモ]]作用によって発生しているかもしれない<ref>{{cite journal|last=Stanley|first=Sabine|author2=Bloxham, Jeremy|title=Convective-region geometry as the cause of Uranus' and Neptune's unusual magnetic fields|year=2004|journal=Nature|volume=428|issue=6979|pages=151–153|doi=10.1038/nature02376|pmid=15014493|bibcode=2004Natur.428..151S}}</ref>。

海王星の磁気赤道における磁場の[[双極子]]成分は約14 [[テスラ (単位)|&mu;T]]（0.14 [[ガウス (単位)|G]]）<ref>{{cite journal|last1=Connerney|first1=J. E. P.|last2=Acuña|first2=Mario H.|last3=Ness|first3=Norman F.|title=The magnetic field of Neptune|year=1991|journal=Journal of Geophysical Research|volume=96|pages=19023–19042|bibcode=1991JGR....9619023C|doi=10.1029/91JA01165}}</ref>、双極子[[磁気モーメント]]は約2.2{{e|17}} T·m<sup>3</sup>（約14 &mu;T·''R''<sub>N</sub><sup>3</sup>、ここでの''R''<sub>N</sub>は海王星半径を指す）である。海王星の磁場は、[[双極子モーメント]]の強度を超える可能性がある強い[[四重極]]モーメントを含む、非双極子成分からの比較的大きな寄与があり、複雑な構造を有している。それとは対照的に、地球、木星、土星は比較的小さな四重極モーメントしか持たず、それらの磁場は自転軸からあまり傾いていない。海王星の大きな四重極モーメントは、惑星の中心からのズレと磁場のダイナモ発生の幾何学的な制約による結果であるかもしれない{{R|Ness1989}}<ref>{{cite web|last=Russell|first=C. T.|author2=Luhmann, J. G.|url=http://www-ssc.igpp.ucla.edu/personnel/russell/papers/nep_mag.html|title=Neptune: Magnetic Field and Magnetosphere|work=University of California, Los Angeles|year=1997|accessdate=2019-03-01}}</ref>。

磁気圏が[[太陽風]]を減速させ始める海王星の[[バウショック]]は海王星半径の34.9倍（約86万 km）離れた距離で発生している。磁気圏の圧力が太陽風と釣り合う磁気圏界面は海王星半径の23～26.5倍（約56万6,000～66万 km）離れている。磁気圏の尾部は、海王星半径の少なくとも72倍（約177万 km）、もしくはさらに遠方まで伸びているとされている{{R|Ness1989}}。

== 気候 ==
[[File:Neptune storms.jpg|thumb|コントラストを強調した[[大暗斑]]（中央）とスクーター（中央の白い雲）<ref>{{cite web|first=Sue|last=Lavoie|title=PIA01142: Neptune Scooter|url=http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01142|work=NASA|date=1998-01-08|accessdate=2019-03-01}}</ref>と[[小暗斑]]（下）の画像]]
海王星の気候の大きな特徴は非常にダイナミックな暴風構造である。海王星の大気中の風速は600 m/s（2,200 km/h）に達し、[[超音速|超音速流]]に近い{{R|Suomi1991}}。持続性のある雲の動きを追跡することによって、より一般的には風速は東方向に20 m/sから西向きに325 m/sの範囲にまで変化していることが示されている<ref>{{cite journal|author=Hammel, H. B.|author2=Beebe, R. F.|author3=De Jong, E. M.|author4=Hansen, C. J.|author5=Howell, C. D.|author6=Ingersoll, A. P.|author7=Johnson, T. V.|author8=Limaye, S. S.|author9=Magalhaes, J. A.|author10=Pollack, J. B.|author11=Sromovsky, L. A.|author12=Suomi, V. E.|author13=Swift, C. E.|title=Neptune's wind speeds obtained by tracking clouds in ''Voyager 2'' images|year=1989|journal=Science|volume=24|pages=1367–1369|issue=4924|pmid=17798743|bibcode=1989Sci...245.1367H|doi=10.1126/science.245.4924.1367 }}</ref>。雲頂での[[卓越風]]の風速は、赤道では400 m/s、極付近では250 m/sとなっている{{R|elkins-tanton}}。海王星の風の大部分は、惑星の自転方向と反対向きに吹いている{{sfnp|Burgess|1991|pp=64-70}}。一般的な風のパターンは、高緯度領域では自転と同じ方向、低緯度領域では自転とは逆の方向を示す。この流れの方向の違いは「skin effect」と呼ばれる表層付近での物理過程に由来し、大気の深い部分での過程によるものではないと考えられている{{R|Lunine1993}}。南緯 70&deg; では、大気ジェットは 300 m/s に達する{{R|Lunine1993}}。

海王星は、一般的な気象活動のレベルにおいて天王星と大きく異なっている。ボイジャー2号は1989年に海王星をフライバイ（接近飛行）した際に海王星の気象現象を観測したが{{R|spot}}、1986年に天王星をフライバイした際には天王星で海王星のような気象現象は観測されなかった。

[[File:A storm is coming Neptune.tif|left|thumb|北半球の大暗斑は巨大な暴風構造の証拠である<ref>{{cite web|title=A storm is coming|url=https://www.spacetelescope.org/images/potw1907a/|work=www.spacetelescope.org|accessdate=2019-03-01}}</ref>]]

海王星の赤道でのメタン、エタン、[[アセチレン]]の含有量は極地域よりも10～100倍多くなっている。[[光化学]]では、子午面循環無しでこの分布を説明することはできないため、この分布はこれらの物質が赤道で上昇し、極付近で下降している証拠として解釈されている{{R|Lunine1993}}。

[[ハッブル宇宙望遠鏡]]で表面の変化が観測されており、海王星にも地球同様に[[季節]]がある可能性が示唆されている{{R|tettei|villard}}<ref>{{Cite web|和書|url=https://www.astroarts.co.jp/news/2003/05/28neptune/index-j.shtml |title=海王星にも季節の変化があるらしい |accessdate=2019-03-04 |date=2003-05-28 |work=AstroArts }}</ref><ref>{{cite web|last=Crisp|first=D.|author2=Hammel, H. B.|date=1995-06-14|url=https://web.archive.org/web/20070802132430/http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1995/09/image/a/|title=Hubble Space Telescope Observations of Neptune|publisher=Hubble News Center|accessdate=2016-02-07}}</ref>。2007年に、海王星の南極上空にある対流圏の温度が周辺より約10 K高く、温度が平均で約73 K（約-200 ℃）になっていることが判明した{{R|pole}}<ref>{{Cite web|和書|url=https://www.astroarts.co.jp/news/2007/09/28neptune_southpole/index-j.shtml|title=海王星の南極が熱い|work=AstroArts|date=2007-09-28|accessdate=2019-03-01}}</ref>。これは、対流圏の他の場所で凍っているメタンを極付近の成層圏に放出するのに充分な温度差である<ref>{{cite journal|author=Orton, G. S.|author2=Encrenaz T.|author3=Leyrat C.|author4=Puetter, R.|author5=Friedson, A. J.|title=Evidence for methane escape and strong seasonal and dynamical perturbations of Neptune's atmospheric temperatures|year=2007|journal=Astronomy and Astrophysics|volume=473|issue=1|pages=L5–L8|doi=10.1051/0004-6361:20078277|bibcode=2007A&A...473L...5O}}</ref>。この相対的な「ホットスポット」は海王星の[[赤道傾斜角|自転軸の傾き]]によるもので、これは海王星の1年における最後の四半期、すなわち地球での約40年間は南極に太陽光が照らすようになっていたのが原因であるとされている。海王星が軌道を公転して、太陽を挟んでその反対側に移動すると、南極に太陽光が届かないようになり、逆に北極が照らされるようになってメタンの放出も北極に移動するとみられる{{R|pole}}。

季節的変化のため、海王星の南半球にある雲の帯がサイズが大きくなって[[アルベド]]が高くなっている様子が観測されている。この傾向は1980年に初めて観測され、2020年ごろまで続くと予想されている。海王星の長い公転周期は、それぞれ約40年続く季節を生み出している{{R|villard}}{{sfnp|渡部潤一|2012|pp=172-173}}。

=== 嵐 ===
{{Main|大暗斑}}
[[ファイル:Neptune's Great Dark Spot.jpg|thumb|left|ボイジャー2号が撮影した大暗斑]]
1989年に縦6,600 km、横幅13,000 kmに渡る[[高気圧]]性の[[嵐]]構造である'''[[大暗斑]]'''（{{Lang-en|Great Dark Spot}}）が[[アメリカ航空宇宙局|NASA]]のボイジャー2号による観測で発見された{{R|spot}}{{sfnp|渡部潤一|2012|pp=172-173}}。この大暗斑は木星の[[大赤斑]]に似ている{{R|jaxa}}。しかし、約5年後の1994年11月2日に行われた[[ハッブル宇宙望遠鏡]]による観測では大暗斑は消失しており、その理由は分かっていない{{R|tettei}}。その代わりに、海王星の北半球では大暗斑に似た新しい嵐が発見された<ref>{{cite journal|last=Hammel|first=H. B.|author2=Lockwood, G. W.|author3=Mills, J. R.|author4=Barnet, C. D.|title=Hubble Space Telescope Imaging of Neptune's Cloud Structure in 1994|year=1995|journal=Science|volume=268|issue=5218|pages=1740–1742|doi=10.1126/science.268.5218.1740|pmid=17834994|bibcode=1995Sci...268.1740H}}</ref>。

大暗斑の下に見える白い雲の塊からなるもう1つの嵐は'''スクーター'''（{{Lang-en|Scooter}}）と呼ばれる{{R|jaxa}}。この名称は、1989年にボイジャー2号が海王星に接近するまでの数ヶ月間の間に、スクーターが大暗斑よりも速く移動している様子が観測されたことから初めて使用された（後に得られた画像から、ボイジャー2号によって最初に検出されたものよりもさらに速く移動する雲の存在も明らかになった）{{sfnp|Burgess|1991|pp=64-70}}。[[小暗斑]]（{{Lang-en|Small Dark Spot}}）は南半球に発生する[[低気圧]]性の嵐で、1989年の接近飛行の際に観測された2番目に大きな嵐である。当初は完全に暗かったが、ボイジャー2号が海王星に接近するにつれて、明るい中心部が発達し、最高解像度で撮影された画像のほとんどで確認することができる<ref>{{cite web|last=Lavoie|first=Sue|url=http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00064|title=PIA00064: Neptune's Dark Spot (D2) at High Resolution|work=Jet Propulsion LaboratoryL|date=1996-01-29|accessdate=2019-03-01}}</ref>。

[[File:Neptune’s shrinking vortex.jpg|thumb|海王星の渦の収縮<ref>{{cite web|title=Neptune's shrinking vortex|url=https://esahubble.org/images/potw1808a/|work=www.spacetelescope.org|accessdate=2019-03-01}}</ref>]]

海王星の暗斑は、明るい雲の模様より高度が低い対流圏で発生していると考えられているので<ref>{{cite journal|last=S. G.|first=Gibbard|author2=de Pater, I.|author3=Roe, H. G.|author4=Martin, S.|author5=Macintosh, B. A.|author6=Max, C. E.|title=The altitude of Neptune cloud features from high-spatial-resolution near-infrared spectra|year=2003|journal=Icarus|volume=166|issue=2|pages=359–374|doi=10.1016/j.icarus.2003.07.006|bibcode=2003Icar..166..359G|url=http://cips.berkeley.edu/research/depater_altitude.pdf|format=PDF|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120220052413/http://cips.berkeley.edu/research/depater_altitude.pdf|archivedate=2012-02-20|deadurl=yes}}</ref>、それらは上部の雲に穴が開いているように見える。これらの構造は数ヶ月間持続することができる安定した現象のため、これらは渦構造であると考えられる{{R|Max2003}}。対流圏界面付近で形成されるメタンの雲は、しばしば暗斑と共に明るくなることがある<ref>{{cite journal|last=Stratman|first=P. W.|author2=Showman, A. P.|author3=Dowling, T. E.|author4=Sromovsky, L. A.|url=http://www.lpl.arizona.edu/~showman/publications/stratman-etal-2001.pdf|format=PDF|title=EPIC Simulations of Bright Companions to Neptune's Great Dark Spots|year=2001|journal=Icarus|volume=151|issue=2|pages=275–285|doi=10.1006/icar.1998.5918 |bibcode=1998Icar..132..239L}}</ref>。<!--The persistence of companion clouds shows that some former dark spots may continue to exist as cyclones even though they are no longer visible as a dark feature.-->暗斑は、赤道に近づいた時もしくは他の未知のメカニズムを介して移動した時に消滅することがある<ref>{{cite journal|last1=Sromovsky|first1=L. A.|last2=Fry|first2=P. M.|last3=Dowling|first3=T. E.|last4=Baines|first4=K. H.|title=The unusual dynamics of new dark spots on Neptune|year=2000|journal=Bulletin of the American Astronomical Society|volume=32|page=1005|bibcode=2000DPS....32.0903S}}</ref>。

=== 内部加熱 ===
[[File:Different Faces Neptune.jpg|thumb|upright|ハッブル宇宙望遠鏡の[[広視野カメラ3]]で数時間間隔で撮影した4枚の海王星の画像<ref>{{cite web|url=http://www.spacetelescope.org/images/ann1115a/|title=Happy birthday Neptune|work=ESA/Hubble|accessdate=2019-03-01}}</ref><br>（提供: NASA/ESA）]]
天王星よりも多様な海王星の気象は、その大きな{{仮リンク|内部加熱|en|Internal heating}}によるものとされている。太陽から海王星までの距離は、太陽から天王星までの距離の50%以上離れており、日射量は天王星の約40%しかないが{{R|Lunine1993}}、2つの惑星の表面温度はほぼ同じになっている<ref>{{cite web|last=Williams|first=Sam|title=Heat Sources Within the Giant Planets|date=2004-11-24|publisher=UC Berkeley|url=http://www.cs.berkeley.edu/~samw/research/projects/ay249/z_heat_sources/Paper_small.doc|format=doc |accessdate=2019-03-01}}{{リンク切れ|date=2019-03}}</ref>。海王星が太陽から受けるエネルギーは地球の約900分の1しかなく{{sfnp|渡部潤一|2012|pp=172-173}}、対流圏の上部は51.8 K（-221.3 ℃）という低温に達しているが、大気圧が1 bar（100 kPa）になる深度では、温度は72 K（-201.15 ℃）になっている<ref>{{cite journal|last=Lindal|first=Gunnar F.|title=The atmosphere of Neptune&nbsp;– an analysis of radio occultation data acquired with Voyager 2|year=1992|journal=Astronomical Journal|volume=103|pages=967–982|bibcode=1992AJ....103..967L|doi=10.1086/116119}}</ref>。内部になればなるほど、ガスの層の温度は着実に上昇する。天王星と同様にこの加熱の原因は不明だが、その上昇率には大きな違いがある。天王星は太陽から受けるエネルギーの1.1倍しかエネルギーを放射しないが<ref>{{cite web|title=Class 12 – Giant Planets&nbsp;– Heat and Formation|work=3750 – Planets, Moons & Rings|year=2004|publisher=Colorado University, Boulder|url=http://lasp.colorado.edu/~bagenal/3750/ClassNotes/Class12/Class12.html|accessdate=2019-03-01}}</ref>、海王星は約2.61倍のエネルギーを放射している<ref>{{cite journal|last1=Pearl|first1=J. C.|last2=Conrath|first2=B. J.|title=The albedo, effective temperature, and energy balance of Neptune, as determined from Voyager data|year=1991|journal=Journal of Geophysical Research: Space Physics|volume=96|pages=18921–18930|bibcode=1991JGR....9618921P|doi=10.1029/91ja01087}}</ref>。海王星は太陽から最も遠い惑星ではあるが、その内部からのエネルギーは太陽系で見られる中で最も高速の風を発生させるのには充分である。2つの惑星の見かけ上の類似性を保ちつつ、同時に天王星の内部からのエネルギー放射が欠如しているのを説明することは難しいが、その内部の熱的性質に依存して、海王星の形成から残された熱は現在のその熱の流れを説明するのに充分かもしれない<ref>Imke de Pater and Jack J. Lissauer (2001), ''[https://books.google.com/books?id=RaJdy3_VINQC&pg=PA224&lpg=PA224&dq=planet+neptune+heat+flow&source=bl&ots=ooEcNyQWA0&sig=nuZj0fnt86EkQM2YE1c9xKScQyU&hl=en&sa=X&ei=6e_3UZ-mIo_j4APV04HIDg&ved=0CEUQ6AEwAw#v=onepage&q=planet%20neptune%20heat%20flow&f=false Planetary Sciences]'', 1st edition, p. 224.</ref>。

== 軌道と自転 ==
[[ファイル:Neptune Orbit.gif|サムネイル|left|海王星（赤い円弧）は、地球が164.79周回るごとに太陽を中心に1周する。 ライトブルーの球体は天王星を表す。]]
海王星と太陽の間の平均距離は約45億 km（30.1 [[天文単位|au]]）であり、±0.1年の変化はあるが平均164.79年で軌道を[[公転]]している。[[近点・遠点|近日点]]距離は29.81 auで、[[近点・遠点|遠日点]]距離は30.33 au<ref>Jean Meeus, ''Astronomical Algorithms'' (Richmond, VA: Willmann-Bell, 1998) 273. Supplemented by further use of VSOP87. The last three aphelia were 30.33 au, the next is 30.34 au. The perihelia are even more stable at 29.81 au</ref>。

2011年7月11日に、海王星は1846年の発見以来、初めて重心軌道を1周した<ref>{{Cite web|和書|url=https://natgeo.nikkeibp.co.jp/nng/article/news/14/4576/|title=海王星、発見からようやく"1周年"|work=ナショナルジオグラフィック日本版|date=2011-07-13|accessdate=2019-03-01}}</ref>。その時、地球は軌道上において海王星発見時とは別の地点に位置していたため、観測することは出来なかった。しかし太陽系の[[重心]]に対する太陽の運動が存在するため、正確にはまだ太陽に対する発見された位置には達していなかった。より一般的な[[地動説|太陽中心]]座標系を使用する場合、発見された位置に達したのは翌日の7月12日となる。[[軌道離心率]]は0.0085で地球よりも真円に近い軌道を持つ{{R|fact2|Horizons2011}}<ref>{{cite web|author=Nancy Atkinson |title=Clearing the Confusion on Neptune's Orbit|url=http://www.universetoday.com/72088/clearing-the-confusion-on-neptune%E2%80%99s-orbit/|work=Universe Today|date=2010-08-26|accessdate=2019-03-01}} [https://twitter.com/elakdawalla/status/21525820626 (Bill Folkner at JPL)]</ref>。

海王星の軌道は、地球と比較して1.77&deg;傾いている{{R|fact}}。

海王星の[[自転軸]]の傾き（[[赤道傾斜角]]）は28.32&deg;で<ref>{{cite web|last=Williams|first=David R.|url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/planetfact.html |title=Planetary Fact Sheets|work=NASA|date=2005-01-06|accessdate=2019-03-01}}</ref>、この値は地球（23&deg;）や[[火星]]（25&deg;）に似ている。この結果、海王星は地球と同じように[[季節変化]]の影響を受けており、海王星の長い公転周期によってそれぞれの季節が地球において約40年続く{{R|villard}}。自転周期は約16.11時間である{{R|fact2}}。自転軸の傾斜が地球と似ているため、海王星の長い1年の間にわたる1日の長さの変化は極端なものにはならない。

海王星はガス惑星なので、その大気は[[差動回転]]を起こす。幅広い赤道帯では約18時間の周期で自転しているが、これは海王星の磁場の自転周期である16.1時間よりも遅い。これとは対照的に、極付近では自転周期が約12時間で、逆のことが言える。海王星の差動回転は太陽系の惑星の中で最も顕著であり<ref>{{cite journal|last=Hubbard|first=W. B.|author2=Nellis, W. J.|author3=Mitchell, A. C.|author4=Holmes, N. C.|author5=McCandless, P. C.|author6=Limaye, S. S.|title=Interior Structure of Neptune: Comparison with Uranus|year=1991|journal=Science|volume=253|issue=5020|pages=648–651|doi=10.1126/science.253.5020.648|pmid=17772369|bibcode=1991Sci...253..648H }}</ref>、そのため緯度方向の強い[[ウインドシア]]が発生する{{R|Max2003}}。

=== 軌道共鳴 ===
{{See also|エッジワース・カイパーベルト|共鳴外縁天体|海王星のトロヤ群}}
[[File:TheKuiperBelt classes-en.svg|thumb|海王星によって引き起こされたエッジワース・カイパーベルトの主な軌道共鳴を示した図。2:3の軌道共鳴を起こしているのなら[[冥王星族]]、非共鳴なら[[キュビワノ族]]（古典的カイパーベルト）、1:2なら[[共鳴外縁天体]]に分類される。]]

海王星の軌道は、[[エッジワース・カイパーベルト]]（カイパーベルト）と呼ばれる、そのすぐ外側の領域に大きな影響を与えている{{sfnp|渡部潤一|2012|pp=172-173}}。カイパーベルトは[[小惑星帯]]に似ているが存在範囲は大きく、氷から成る小天体がリング状に分布しており、太陽からは約30 auから約55 auの領域に存在している<ref>{{cite journal|first=S. Alan|last=Stern|last2=Colwell|first2=Joshua E.|title=Collisional Erosion in the Primordial Edgeworth-Kuiper Belt and the Generation of the 30–50 AU Kuiper Gap|year=1997|journal=The Astrophysical Journal|volume=490|issue=2|pages=879–882|doi=10.1086/304912|bibcode=1997ApJ...490..879S}}</ref>。木星の重力が小惑星帯で支配的であり小惑星帯を形作っているのと同じように、カイパーベルトは海王星の重力によって影響を受けている。太陽系の年齢の間にわたってカイパーベルトの特定の領域は海王星の重力によって不安定化されており、カイパーベルトの構造に隙間を生じさせる。太陽から40～42 au離れた領域がその一例である<ref>{{cite journal|title=Large Scattered Planetesimals and the Excitation of the Small Body Belts|first=Jean-Marc|last=Petit|author2=Morbidelli, Alessandro|author3=Valsecchi, Giovanni B.|url=https://www.oca.eu/morby/papers/6166a.pdf |format=PDF|year=1999|journal=Icarus|volume=141|issue=2|pages=367–387|doi=10.1006/icar.1999.6166|bibcode=1999Icar..141..367P|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20071201013047/http://www.oca.eu/morby/papers/6166a.pdf|archivedate=2007-12-01}}</ref>。

太陽系が形成されて以来、天体が安定して存在し続けることができる軌道がこの領域内にも存在している。これらの軌道は、海王星の公転周期との比が1:2や3:4のように簡単な数で表せる[[軌道共鳴]]が起きているときに存在できる。たとえば1:2の軌道共鳴の場合、ある天体が太陽を1回公転しているうちの海王星が2回公転している。すなわち海王星が太陽の周りを公転して元の位置に戻った際、この天体は軌道の半分しか進んでいないことを意味する。海王星と軌道共鳴を起こしているカイパーベルトの中で最も多いのは2:3の軌道共鳴を起こしているもので、知られているだけでも200個以上存在している<ref>{{cite web|title=List Of Transneptunian Objects|work=[[小惑星センター|Minor Planet Center]]|url=http://www.minorplanetcenter.org/iau/lists/TNOs.html|accessdate=2019-03-01}}</ref>。これらの天体は海王星が3回公転する間に軌道を2回公転しており、それに属する最大の天体が[[冥王星]]なので[[冥王星族]]と呼ばれる<ref>{{cite web|last=Jewitt|first=David|url=http://www2.ess.ucla.edu/~jewitt/kb/plutino.html|title=The Plutinos |publisher=UCLA|year=2004|accessdate=2019-03-01}}</ref>。冥王星は定期的に海王星の軌道を横断するが、2:3の軌道共鳴によって互いが衝突したり接近したりすることはない<ref>{{cite web|url=http://www.orbitsimulator.com/gravity/articles/pluto.html|title=Pluto's 3:2 Resonance with Neptune|accessdate=2016-02-07}}</ref><ref>{{cite journal|last=Varadi|first=F.|title=Periodic Orbits in the 3:2 Orbital Resonance and Their Stability|year=1999|journal=The Astronomical Journal|volume=118|issue=5|pages=2526–2531|bibcode=1999AJ....118.2526V|doi=10.1086/301088}}</ref>。他にも3:4や3:5、4:7、2:5の軌道共鳴を起こしている天体もあるが、こうした天体の数はそれほど多くない<ref>{{cite book|title=Beyond Pluto: Exploring the outer limits of the solar system|author=John Davies|publisher=Cambridge University Press|year=2001|page=104|isbn=978-0-521-80019-8}}</ref>。

太陽と海王星の[[ラグランジュ点]]L<sub>4</sub>とL<sub>5</sub>の両方には数多くの[[トロヤ群]]天体が存在している<ref>{{cite journal|first=E. I.|last=Chiang|author2=Jordan, A. B.|author3=Millis, R. L.|author4=M. W. Buie|author5=Wasserman, L. H.|author6=Elliot, J. L.|author7=Kern, S. D.|author8=Trilling, D. E.|author9=Meech, K. J.|author10= Wagner, R. M.|title=Resonance Occupation in the Kuiper Belt: Case Examples of the 5 : 2 and Trojan Resonances|year=2003|journal=The Astronomical Journal|volume=126|issue=1|pages=430–443|doi=10.1086/375207|bibcode=2003AJ....126..430C|arxiv=astro-ph/0301458}}</ref>。[[海王星のトロヤ群]]は、海王星と1:1の軌道共鳴を起こしているとみなせる。海王星のトロヤ群の一部は軌道がとても安定しており、これらは捕獲されたのではなく軌道上で海王星と共に形成された可能性がある。海王星の公転方向に対して後方に位置するL<sub>5</sub>に付随していることが特定された最初の天体は{{mpl|2008 LC|18}}だった<ref>{{cite journal|last=Sheppard|first=Scott S.|authorlink=スコット・S・シェパード|author2=Trujillo, Chadwick A.|authorlink2=チャドウィック・トルヒージョ|title=Detection of a Trailing (L5) Neptune Trojan|year=2010|journal=Science|volume=329|issue=5997|page=1304|doi=10.1126/science.1189666|pmid=20705814|bibcode=2010Sci...329.1304S}}</ref>。海王星はまた、{{mpl-|309239|2007 RW|10}}と呼ばれる一時的な[[準衛星]]を持っている{{R|Marcos2012}}。この天体は12,500年間にわたって海王星の準衛星となっており、今後さらに12,500年間にわたって現在のような力学的状態に留まると推測されている{{R|Marcos2012}}。

== 形成と移動 ==
{{Main|太陽系の形成と進化|ニースモデル}}
[[File:Lhborbits.png|thumb|木星以遠の惑星とカイパーベルトの位置の変化を示すシミュレーション。<br>a) 木星と土星が2:1の軌道共鳴になる前。<br>b) 海王星の軌道の変化によってカイパーベルトが内側に散乱した後。<br>c) 散乱したカイパーベルト天体が木星によって弾き飛ばされた後。]]

天王星型惑星である天王星と海王星の形成は、正確にモデル化することが困難であることが知られている。伝統的な惑星形成理論である「コア集積モデル」では、それらの大きな天体を形成させるには太陽系の外縁領域における物質密度が低すぎると示唆されており、この問題を解決するために様々な仮説が提唱された。その1つとして、天王星型惑星がコアの集積（降着）によってではなく、[[原始惑星系円盤]]内の不安定性から形成され、後に近傍の大質量の[[OB型星]]からの放射によって大気が吹き飛ばされたとするものがある{{R|Boss2002}}。

別の概念として、これらの天体がより物質密度が高かった太陽の近くで形成されて、原始惑星系円盤が消滅した後に現在の軌道に[[惑星移動|移動]]したとするものがある<ref>{{cite journal|first=Edward W.|last=Thommes|author2=Duncan, Martin J.|author3=Levison, Harold F.|title=The formation of Uranus and Neptune among Jupiter and Saturn|year=2002|journal=The Astronomical Journal|volume=123|issue=5|pages=2862–2883|arxiv=astro-ph/0111290|doi=10.1086/339975|bibcode=2002AJ....123.2862T}}</ref>。カイパーベルトで観測されている小天体の数をより良く説明できるため、形成後に移動したという仮説は多くの支持を得ている<ref>{{cite web|title=Orbital shuffle for early solar system|first=Kathryn|last=Hansen|publisher=Geotimes|url=http://www.geotimes.org/june05/WebExtra060705.html|date=2005-06-07|accessdate=2019-03-01}}</ref>。この仮説の詳細について現在最も広く受け入れられている説明は、移動する海王星や他の巨大惑星がカイパーベルトの構造に影響を与えていたとする[[ニースモデル]]である<ref>{{cite journal|last=Crida|first=A.title=Solar System formation|year=2009|journal=Reviews in Modern Astronomy|volume=21|arxiv=0903.3008|bibcode=2009RvMA...21..215C|doi=10.1002/9783527629190.ch12|page=3008|isbn=978-3-527-62919-0}}</ref><ref>{{cite journal|last=Desch|first=S. J.|title=Mass Distribution and Planet Formation in the Solar Nebula|year=2007|journal=The Astrophysical Journal|volume=671|issue=1|pages=878–893|doi=10.1086/522825|bibcode=2007ApJ...671..878D}}</ref><ref>{{cite journal|last=Smith|first=R.|author2=L. J. Churcher|author3=M. C. Wyatt|author4=M. M. Moerchen|author5=C. M. Telesco|title=Resolved debris disc emission around η Telescopii: a young solar system or ongoing planet formation?|year=2009|journal=Astronomy and Astrophysics|volume=493|issue=1|pages=299–308|doi=10.1051/0004-6361:200810706|bibcode=2009A&A...493..299S|arxiv=0810.5087}}</ref>。

== 衛星 ==
{{Main|海王星の衛星}}
{{See also|太陽系の惑星と衛星の発見の年表}}
[[File:Neptune-visible.jpg|thumb|upright|ハッブル宇宙望遠鏡で撮影された海王星とプロテウス（上）、ラリッサ（右下）、デスピナ（左）の自然色画像]]

[[2024年]][[2月23日]]時点で、海王星は16個の衛星を持つことが知られており、そのうち14個が命名されている{{R|NAOJmoon}}。[[トリトン (衛星)|トリトン]]は海王星最大の衛星で、海王星の周回軌道上において全質量の99.5%以上を占めており{{R|group="注"|注釈5}}、[[回転楕円体]]になっている唯一の天体である。トリトンは海王星の発見から17日後に[[ウィリアム・ラッセル (天文学者)|ウィリアム・ラッセル]]によって発見された。太陽系内の他の大型衛星とは異なって[[順行・逆行|逆行]]軌道を描いており、このことはトリトンが海王星と共に形成されたのではなく、外部から捕獲された天体であることを示している。捕獲されるまでは、カイパーベルト内に位置する準惑星規模の天体であったとされている<ref>{{cite journal|first=Craig B.|last=Agnor|author2=Hamilton, Douglas P.|title=Neptune's capture of its moon Triton in a binary–planet gravitational encounter|year=2006|journal=Nature|volume=441|issue=7090|pages=192–194|doi=10.1038/nature04792|pmid=16688170|bibcode=2006Natur.441..192A}}</ref>。[[自転と公転の同期]]（潮汐固定）を受けるのには充分に海王星に近く、さらに海王星の自転に対して逆行しているため[[潮汐加速#潮汐減速|潮汐減速]]によって海王星に向かってゆっくりと螺旋軌道を描き、徐々に海王星へと接近している。このため、今後約36億年以内に、トリトンは海王星の[[ロッシュ限界]]に達して崩壊してしまうと考えられている<ref>{{cite journal|first1=Christopher F.|last1=Chyba|last2=Jankowski|first2=D. G.|last3=Nicholson|first3=P. D.|title=Tidal evolution in the Neptune-Triton system|year=1989|journal=Astronomy and Astrophysics|volume=219|issue=1–2|pages=L23–L26|bibcode=1989A&A...219L..23C}}</ref>。1989年、トリトンは太陽系で最も表面温度が低い天体であると測定され<ref>{{cite news|last=Wilford|first=John N.|work=The New York Times|date=1989-08-29|title=Triton May Be Coldest Spot in Solar System|url=https://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=950DE4DC1138F93AA1575BC0A96F948260|accessdate=2019-03-01}}</ref>、その推定温度は38 K（-235 ℃）であった<ref>{{cite journal|author=Nelson, R. M.|author2=Smythe, W. D.|author3=Wallis, B. D.|author4=Horn, L. J.|author5=Lane, A. L.|author6=Mayo, M. J.|title=Temperature and Thermal Emissivity of the Surface of Neptune's Satellite Triton|year=1990|journal=Science|volume=250|issue=4979|pages=429–431|doi=10.1126/science.250.4979.429|pmid=17793020|bibcode=1990Sci...250..429N}}</ref>。

発見順において海王星の第2衛星として知られている、[[不規則衛星]]の[[ネレイド (衛星)|ネレイド]]は太陽系の中で最も歪んだ軌道を持つ衛星の1つである。0.7512に及ぶ[[離心率|軌道離心率]]によって、遠海点は近海点よりも7倍海王星から離れる{{R|group="注"|注釈6}}。

[[File:Proteus (Voyager 2).jpg|thumb|upright|left|海王星の衛星プロテウス]]
[[File:S-2004 N1 Hubble montage.jpg|thumb|ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した、衛星ヒッポカンプと以前から知られていたより内側の衛星と環の画像]]

1989年7月から9月にかけて、ボイジャー2号は新たに海王星の衛星を6個発見した{{R|Stone1989}}。これらのうち、不規則な形状をした衛星[[プロテウス (衛星)|プロテウス]]は、自身の重力で球状になることができない最大級の大きさの天体として注目されている<ref>{{cite web|url=http://web.gps.caltech.edu/~mbrown/dwarfplanets/|title=The Dwarf Planets|author=[[マイケル・ブラウン (天文学者)|Michael E. Brown]]|publisher=California Institute of Technology, Department of Geological Sciences|accessdate=2019-03-01}}</ref>。海王星では2番目に大きな衛星であるが、質量はトリトンのわずか0.25%しかない。海王星で最も内側を公転している4つの衛星、[[ナイアド (衛星)|ナイアド]]、[[タラッサ (衛星)|タラッサ]]、[[デスピナ (衛星)|デスピナ]]、[[ガラテア (衛星)|ガラテア]]は海王星の環の中に入るほど海王星に近い{{sfnp|渡部潤一|2012|p=174}}。次に近い[[ラリッサ (衛星)|ラリッサ]]は、1981年に恒星を[[掩蔽]]したことで発見された。当時は、この掩蔽は環に起因しているとされたが、1989年にボイジャー2号が海王星を観測した際にラリッサがそれを引き起こしたことが確認された。2002年から2003年までの間に新しく発見された5個の不規則衛星が、2004年に発表された<ref>{{cite journal|last1=Holman|first1=M. J.|last2=Kavelaars|first2=J. J.|last3=Grav|first3=T.|last4=Gladman|first4=B. J.|authorlink4=Brett J. Gladman|last5=Fraser|first5=W. C.|last6=Milisavljevic|first6=D.|last7=Nicholson|first7=P. D.|last8=Burns|first8=J. A.|last9=Carruba|first9=V.|url=https://www.cfa.harvard.edu/~mholman/nature_final.pdf |format=PDF|title=Discovery of five irregular moons of Neptune|year=2004|journal=Nature|volume=430|issue=7002|pages=865–867|doi=10.1038/nature02832|pmid=15318214|bibcode=2004Natur.430..865H}}
</ref><ref>{{cite news|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3578210.stm|title=Five new moons for planet Neptune|work=BBC News|date=2004-08-18|accessdate=2019-03-01}}</ref>。2013年には、ハッブル宇宙望遠鏡によって撮影された複数の画像を組み合わせた結果、海王星の衛星の中では現時点で最も小さな新衛星[[ヒッポカンプ (衛星)|ヒッポカンプ]]（S/2004 N 1）が発見された<ref>{{cite web|url=https://www.theverge.com/2019/2/20/18233029/neptune-moon-hippocamp-proteus-hubble-space-telescope|title=Neptune’s newly discovered moon may be the survivor of an ancient collision|last=Grush|first=Loren|date=2019-02-20|website=The Verge|accessdate=2019-03-01}}</ref><ref>{{Cite web|和書|url=https://www.astroarts.co.jp/news/2013/07/17neptune_moon/index-j.shtml|title=海王星に14個目の新衛星を発見|work=AstroArts|date=2013-07-17|accessdate=2019-03-01}}</ref>。海王星の名称の由来はローマ神話の海の神に因むため、海王星の衛星には、より小さな海の神に因んで命名される{{R|USGS}}。

=== 環 ===
{{Main|海王星の環}}
[[File:neptunerings.jpg|thumb|海王星の環]]
[[File:New Webb Image Captures Clearest View of Neptune’s Rings in Decades.png|thumb|2022年に[[ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡]]によって撮影された海王星とその環]]

海王星も[[環 (天体)|環]]を持っているが、[[土星]]の環と比べると遥かに微かである。環は、[[ケイ酸塩]]または[[炭素]]をベースとした物質で覆われた氷の粒子から成ると考えられている<ref>{{cite book|last=Cruikshank|first=Dale P.|title=Neptune and Triton|publisher=University of Arizona Press|year=1996|isbn=978-0-8165-1525-7|pages=703–804}}</ref>。主な環は3つあり、それぞれ海王星の中心から63,000 km離れたところにある狭い環は[[海王星の環#アダムズ環|アダムズ環]]、53,000 km離れたところにある環は[[海王星の環#内側の環|ルヴェリエ環]]、そして42,000 km離れた位置にある広く薄い環は[[海王星の環#内側の環|ガレ環]]と呼ばれる。ルヴェリエ環の外側にある微かな環は[[海王星の環#内側の環|ラッセル環]]と呼ばれ、外縁は海王星の中心から57,000 km離れたところにある[[海王星の環#内側の環|アラゴ環]]に囲まれている<ref>{{cite web|last=Blue|first=Jennifer|url=http://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/Rings|title=Nomenclature Ring and Ring Gap Nomenclature|website=Gazetteer of Planetary Nomenclature|publisher=USGS|date=2004-12-08|accessdate=2019-03-01}}</ref>。アダムズ環の外側には名称のついていない淡い6本目の環がある{{sfnp|渡部潤一|2012|pp=172-173}}。

これらの環は1968年にEdward Guinan率いるチームによって初めて観測された{{R|ring1}}<ref>{{cite journal|last1=Guinan|first1=E. F.|last2=Harris|first2=C. C.|last3=Maloney|first3=F. P.|title=Evidence for a Ring System of Neptune|year=1982|journal=Bulletin of the American Astronomical Society|volume=14|page=658|bibcode=1982BAAS...14..658G}}</ref>。1980年代初頭には、このデータをより新しい観測結果と共に分析した結果、海王星の環が不完全な状態になっているとする仮説が提唱された<ref>{{cite journal|last=Goldreich|first=P.|author2=Tremaine, S.|author3=Borderies, N. E. F.|title=Towards a theory for Neptune's arc rings|year=1986|journal=Astronomical Journal|volume=92|pages=490–494|bibcode=1986AJ.....92..490G|doi=10.1086/114178}}</ref>。1984年の恒星の掩蔽観測で、海王星が恒星を覆い隠すときは環も恒星を覆い隠したが、恒星が出現した際に環は恒星を覆い隠していなかった。これは、環に隙間が存在している可能性を示す証拠とされた<ref>{{cite journal|author=Nicholson, P. D. ''et al.''|title=Five Stellar Occultations by Neptune: Further Observations of Ring Arcs|year=1990|journal=Icarus|volume=87|issue=1|pages=1–39|bibcode=1990Icar...87....1N|doi=10.1016/0019-1035(90)90020-A}}</ref>。そして1989年に撮影されたボイジャー2号の画像に、いくつかの微かな環が写されたことから、この問題は解決された。

一番外側の環であるアダムズ環には現在、''Courage''、''Liberté''、''Egalité 1''、''Egalité 2''、''Fraternité''（それぞれ勇気、自由、平等、友愛という意）と呼ばれる5つの主な「[[海王星の環#アーク|アーク]]（弧）」と呼ばれる部分が存在している<ref>{{cite book|first=Arthur N.|last=Cox|title=Allen's Astrophysical Quantities|year=2001|publisher=Springer|isbn=978-0-387-98746-0}}</ref>。このアークは、運動法則に基づく予測では短期間の間に環全体に一様に分布するとされたので、その存在を説明するのが困難であった。現在、天文学者たちは、アークは内側に存在している衛星ガラテアの重力効果によってこのような形になったと考えている<ref>{{cite web|last=Munsell|first=Kirk|author2=Smith, Harman|author3=Harvey, Samantha|url=http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Neptune&Display=Rings |title=Planets: Neptune: Rings|work=Solar System Exploration|publisher=NASA|date=2007-11-13|accessdate=2019-03-01}}</ref><ref>{{cite journal|last=Salo|first=Heikki|author2=Hänninen, Jyrki|title=Neptune's Partial Rings: Action of Galatea on Self-Gravitating Arc Particles|year=1998|journal=Science|volume=282|issue=5391|pages=1102–1104|doi=10.1126/science.282.5391.1102|pmid=9804544|bibcode=1998Sci...282.1102S}}</ref>。

2005年に発表された地球からの観測では、海王星の環が以前考えられていたよりもはるかに不安定である事が示された。2002年と2003年に[[W・M・ケック天文台]]で撮影された画像とボイジャー2号が撮影した画像を比較すると、環が減衰している様子がうかがえる。アークは徐々に暗くなっている様子が観測されており<ref>{{cite journal|last=dePater|first=Imke|author2=Gibbard, Seren|last3=Chiang|first3=Eugene|display-authors=2|last4=Hammel|first4=Heidi B.|last5=MacIntosh|first5=Bruce|last6=Marchis|first6=Franck|last7=Martin|first7=Shuleen C.|last8=Roe|first8=Henry G.|last9=Showalter|first9=Mark|title=The Dynamic Neptunian Ring Arcs: Evidence for a Gradual Disappearance of Liberté and Resonant Jump of Courage|year=2005|journal=Icarus|volume=174|issue=1|pages=263–272|doi=10.1016/j.icarus.2004.10.020|url=http://astro.berkeley.edu/~echiang/ppp/nepring.pdf|bibcode=2005Icar..174..263D}}</ref>、2009年のW・M・ケック天文台の観測では''Liberté''と''Courage''がほぼ消滅していた<ref name="dePater2019">{{cite arXiv|author=Imke de Pater|author2= Stéfan Renner|author3=Mark R. Showalter|author4=Bruno Sicardy|title=The rings of Neptune|eprint=1906.11728v1|class=astro-ph.EP|date=2019-06-27}}</ref>。他方、''Egalité''と''Fraternité''については安定して残っている<ref name= dePater2019 />。

== 観測 ==
[[File:Neptune from the VLT with MUSE GALACSI Narrow Field Mode adaptive optics.jpg|thumb|2018年に、[[ヨーロッパ南天天文台]]は地球上から海王星の鮮明で高解像度の画像を得るための、独自のレーザーをベースとした観測方法を開発した。]]

海王星は1980年から2000年の間に著しく明るくなった<ref>{{cite arXiv|author=Richard W. Schmude Jr.|author2=Ronald E. Baker|author3=Jim Fox|author4=Bruce A. Krobusek|author5=Hristo Pavlov|author6=Anthony Mallama|title=The Secular and Rotational Brightness Variations of Neptune|eprint=1604.00518v1|class=astro-ph.EP|date=2016-04-02}}</ref>。海王星の[[等級 (天文)|視等級]]の範囲は現在、7.67等から7.89等の範囲で、平均は7.78等、[[標準偏差]]は0.06等となっている{{R|Mallama2018}}。1980年以前の視等級は8等級と暗かった{{R|Mallama2018}}。海王星は肉眼で観望するには淡すぎるため、木星の[[ガリレオ衛星]]や準惑星の[[ケレス (準惑星)|ケレス]]、[[小惑星]]の[[ベスタ (小惑星)|ベスタ]]、[[パラス (小惑星)|パラス]]、[[イリス (小惑星)|イリス]]、[[ジュノー (小惑星)|ジュノー]]、[[ヘーベ (小惑星)|へーべ]]より暗く見える<ref>それぞれの視等級については各記事を参照。</ref>。[[望遠鏡]]や強力な[[双眼鏡]]があれば、天王星の外観に似た小さな青い円盤像として海王星を観望することができる{{sfnp|Moore|2000|p=207}}。

地球からの距離が遠いため、その[[角直径]]は太陽系の惑星の中では最小の2.2～2.4[[秒 (角度)|秒角]]となっている{{R|fact|ephemeris}}。見かけの大きさが小さいため、視覚的に研究することは困難である。望遠鏡による観測のほとんどは、ハッブル宇宙望遠鏡や[[補償光学]]（AO）を備えた大型の望遠鏡が出現するまではかなり限られていた<ref>In 1977, for example, even the rotation period of Neptune remained uncertain. {{cite journal|last=Cruikshank|first=D. P.|title=On the rotation period of Neptune|year=1978|journal=Astrophysical Journal Letters|volume=220|pages=L57–L59|bibcode=1978ApJ...220L..57C|doi=10.1086/182636}}</ref><ref>{{cite journal|last=Max|first=C.|last2=MacIntosh|first2=B.|last3=Gibbard|first3=S.|last4=Roe|first4=H.|last5=De Pater|first5=I.|last6=Ghez|first6=A.|last7=Acton|first7=S.|last8=Wizinowich|first8=P.|last9=Lai|first9=O.|title=Adaptive Optics Imaging of Neptune and Titan with the W.M. Keck Telescope|year=1999|journal=Bulletin of the American Astronomical Society|volume=31|page=1512|bibcode=1999AAS...195.9302M}}</ref><ref>{{cite APOD|date=2000-02-18|title=Neptune through Adaptive Optics|accessdate=2020-09-23}}</ref>。補償光学を用いた地上望遠鏡からの海王星の最初の科学的に有用な観測は、1997年に[[ハワイ州|ハワイ]]で行われた<ref>[http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.66.7754&rep=rep1&type=pdf First Ground-Based Adaptive Optics Observations of Neptune and Proteus] Planetary & Space Science Vol. 45, No. 8, pp. 1031–36, 1997</ref>。海王星は2007年現在、季節が春から夏に変化しつつある時期に入っており、それによって気温が上昇して大気活動と明るさが強くなっていることが示されている。技術的進歩と相まって、補償光学を備えた地上望遠鏡は、ますます鮮明な画像を記録するようになっている。ハッブル宇宙望遠鏡と地球上の補償光学を備えた望遠鏡は1990年代中頃から、太陽系内において数々の発見を成し遂げてきたが、とりわけ木星以遠の惑星の衛星数が大幅に増加した。2004年と2005年に、直径38～61 kmの新たな海王星の衛星が5個発見された<ref>[https://books.google.com/books?id=8s1JV-TrXacC&pg=PA147#v=onepage&q=Neptune&f=false Uranus and Neptune] Reports on Astronomy 2003-2005, pp. 147f.</ref>。

地球から見ると、海王星は367日ごとに[[順行・逆行|逆行]]運動を繰り返す。その結果、逆行運動を起こしている間、海王星は背景の恒星に対してループしているように見える。これらのループは2010年4月と7月、2011年10月と11月に、海王星を1846年に発見された座標に近づけさせた{{R|Horizons2011}}。

[[電波]]周波数帯での観測では、海王星が連続放射と不規則なバーストの両方の源であることが示されており、この両方の発生源は、回転する磁場から生じると考えられている{{R|elkins-tanton}}。[[スペクトル]]の赤外線部分では、海王星の嵐は背景に対して明るく見える。それによってこれらの特徴の大きさと形を容易に追跡することができる<ref>{{cite journal|author=Gibbard, S. G.|author2=Roe, H.|author3=de Pater, I.|author4=Macintosh, B.|author5=Gavel, D.|author6=Max, C. E.|author7=Baines, K. H.|author8=Ghez, A.|title=High-Resolution Infrared Imaging of Neptune from the Keck Telescope|year=1999|journal=Icarus|volume=156|issue=1|pages=1–15|doi=10.1006/icar.2001.6766|bibcode=2002Icar..156....1G}}</ref>。

[[アリゾナ大学]]の研究チームが、ボイジャー2号やハッブル宇宙望遠鏡の画像から、ほぼ正確な自転周期を求めることに成功している<ref>{{Cite web|和書|url=https://www.astroarts.co.jp/news/2011/06/30neptune/index-j.shtml|title=海王星の自転周期が正確に判明!|work=AstroArts|date=2011-06-30|accessdate=2019-03-01}}</ref>。

== 探査 ==
{{Main|海王星探査}}
[[File:Triton moon mosaic Voyager 2 (large).jpg|thumb|ボイジャー2号が撮影したトリトンの集成写真]]

[[ボイジャー2号]]は海王星を訪れた唯一の[[宇宙探査機]]で、海王星に最も接近したのは1989年8月25日だった。海王星はボイジャー2号が訪れる最後の主要天体で、今後の探査機の軌道への影響を考慮する必要が無かったため、[[ボイジャー1号]]が土星の衛星[[タイタン (衛星)|タイタン]]に接近したように、衛星トリトンへの接近飛行が行われた。ボイジャー2号から地球に中継された画像は、1989年の[[公共放送サービス|
PBS]]の終夜番組、''Neptune All Night''の基礎となった<ref>{{cite web|last=Phillips|first=Cynthia|url=http://www.seti.org/about-us/voices/phillips-080503.php|title=Fascination with Distant Worlds|work=[[SETI協会|SETI Institute]]|date=2003-08-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20071103094424/http://www.seti.org/about-us/voices/phillips-080503.php|archivedate=2007-11-03|accessdate=2019-03-01}}</ref>。

海王星に接近中、探査機からの信号が地球に到達するには246分を要した。したがって、ボイジャー2号の任務のほとんどは、海王星の接近のためにあらかじめ組み込まれていたコマンドに頼っていた。8月25日にボイジャー2号が海王星の大気上空4,400 km以内に接近する前に衛星[[ネレイド (衛星)|ネレイド]]に近接接近し、そして同日遅くに最大の衛星トリトンの近くを通過した{{sfnp|Burgess|1991|pp=46-55}}。

ボイジャー2号は海王星を取り巻く磁場の存在を確認し、磁場が中心からずれており、天王星の磁場と同じように傾いていることが判明した。海王星の自転周期は電波放射の測定値を用いて求められ、また海王星には驚くほど活発な大気活動があることも示された。また、海王星の衛星を新たに6個発見し、複数本の環が存在していることも確認された{{R|Stone1989}}{{sfnp|Burgess|1991|pp=46-55}}。

海王星のフライバイはまた、以前に計算されていたものよりも0.5%少ない初めての正確な海王星の質量の推定値をもたらした。この新たな数値は、未発見の[[惑星X]]が海王星と天王星の軌道に作用したという仮説を反証することとなった<ref>Tom Standage (2000). ''The Neptune File: A Story of Astronomical Rivalry and the Pioneers of Planet Hunting''. New York: Walker. p. 188. {{ISBN2|978-0-8027-1363-6}}.</ref><ref>{{cite web|author1=Chris Gebhardt|author2=Jeff Goldader|url=http://www.nasaspaceflight.com/2011/08/thirty-four-years-voyager-2-continues-explore/|title=Thirty-four years after launch, Voyager 2 continues to explore|work=NASASpaceflight|date=2011-08-20|accessdate=2019-03-01}}</ref>。

2008年10月16日、[[冥王星]]探査のために打ち上げられた探査機[[ニュー・ホライズンズ]]が、約37億5,000万 km 離れた位置から海王星とトリトンの画像を撮影した<ref>{{Cite web|和書|url=https://www.astroarts.co.jp/news/2009/03/13new_horizons/index-j.shtml|title=衛星トリトンをとらえた、ニューホライズンズ|work=AstroArts|date=2009-03-13|accessdate=2019-03-01}}</ref>。

ボイジャー2号のフライバイミッション後、海王星系の科学的探査における次のステップは、フラッグシップ計画での軌道ミッション（Flagship orbital mission）であると考えられている{{R|Flagship}}。このような仮説的ミッションは2020年代後半または2030年代初頭に可能だと予想されている{{R|Flagship}}。しかし、海王星への探査ミッションを早く実施するための議論が行われたことがある。2003年には、土星探査機[[カッシーニ (探査機)|カッシーニ]]に似たNASAによる「[[ネプチューン・オービター|Neptune Orbiter with Probes]]」ミッションが提案された<ref>{{cite journal|last1=Spilker|first1=T. R.|last2=Ingersoll|first2=A. P.|title=Outstanding Science in the Neptune System From an Aerocaptured Vision Mission|year=2004|journal=Bulletin of the American Astronomical Society|volume=36|page=1094|bibcode=2004DPS....36.1412S}}</ref>。もう1つ、最近提案された計画として、2020年打ち上げ予定のフライバイ探査機{{仮リンク|Argo (探査機)|label=Argo|en|Argo (NASA spacecraft)}}があった。Argoは木星、土星、海王星、カイパーベルトを訪問することが予定されており、焦点となる海王星とトリトンの探査は2029年頃になるとされている<ref>{{cite web|url=http://www.spacepolicyonline.com/pages/images/stories/PSDS%20GP1%20Hansen_Argo_Neptune%20Mission%20Concept.pdf|title=Argo – A Voyage Through the Outer Solar System|author=Candice Hansen ''et al.''|work=SpacePolicyOnline.com|publisher=Space and Technology Policy Group, LLC|date=|accessdate=2019-03-01}}</ref>。また、ニュー・ホライズンズのミッション内容に海王星の接近探査が含まれる可能性もあったものの、最終的には断念された。

== 人類との関係 ==
=== 占星術 ===
海王星は[[10大天体]]のひとつであるが、近代（19世紀）になって発見されたため[[七曜]]・[[九曜]]には含まれない。[[西洋占星術]]では[[双魚宮]]（[[うお座]]）の[[守護惑星]]（海王星が発見される以前は木星が守護惑星であった）で、[[天王星]]や[[冥王星]]と同様に「常識外のこと」や「潜在的なこと」を表すとされる「トランスサタニアン（土星外の天体）」と呼ばれる惑星のひとつであり、凶星（マレフィック）である。西洋占星術において海王星は、「目に見えない感覚的なもの」を象徴する惑星とされ、想像力と関わるもの（芸術性など）や無意識の世界に通じるもの（[[夢]]や[[トラウマ]]、[[嗜癖]]など）に影響を与えるとされる。また、ひとつの星座を約13年かけて移動するため、世代ごとの感じ方の差や長めの時代背景（世相）を読み取ることが出来るとされるが、海王星は2011年になって、1846年の発見以来ようやく[[黄道十二宮]]を一周したばかりであるため、海王星がもたらす効果や影響はまだ解明の途中である。象徴するキーワードは「創造力」「[[映像]]」「[[音楽]]」「香り」「夢」「[[霊感|霊的感覚]]」「[[オカルト]]」「スピリチュアル」「心理」「[[精神世界]]」「曖昧さ」「[[迷信]]」「癒し」「[[海]]や液体」「[[酒]]」「薬物」「感染」などで、象徴する人物は「[[芸術家]]」「養母」「[[代替医療|ヒーラー]]」「[[俳優]]」「海洋関係者」などがある<ref>まーさ『一番わかりやすい はじめての西洋占星術』日本文芸社、2024年、70頁。ISBN 978-4-537-22215-9</ref><ref>[[ルネ・ヴァン・ダール・ワタナベ|ルネ・ヴァン・ダール研究所]]『CD-ROM付き いちばんやさしい西洋占星術入門』ナツメ社、2018年、68頁。ISBN 978-4-8163-6418-1</ref>。

=== 惑星記号 ===
海王星を表す[[惑星記号]]は、一般的には名前の由来であるネプトゥーヌスが持つ[[三叉槍]]を様式化した「[[ファイル:Neptune symbol (fixed width).svg]]」が[[占星術]]や[[天文学]]を通して用いられているが、ほかには発見者のひとりである[[ユルバン・ルヴェリエ|ルヴェリエ]]（Le Verrier）の頭文字 "L" と "V" の[[モノグラム]]である「[[ファイル:Neptune monogram (fixed width).svg]]」が用いられることもある（日本のテレビアニメ『[[美少女戦士セーラームーン]]』において、[[海王みちる|セーラーネプチューン]]の変身シーンでは[[美少女戦士セーラームーン (テレビアニメ)|旧作アニメ]]、[[美少女戦士セーラームーンCrystal|新作アニメ]]ともに前者の記号が用いられた）。

=== 関連作品 ===
{{main|[[地球以外の実在天体を扱った事物#海王星|地球以外の実在天体を扱った事物]]<!--各種作品についてはこちらにお願いします-->}}

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
=== 注釈 ===
{{Reflist|group="注"|refs=
<ref name="注釈1">軌道要素は太陽の重心と海王星の重心におけるもので、[[元期]][[J2000.0]]の{{仮リンク|接触軌道|en|Osculating orbit}}における瞬間的な値である。重心は、惑星の中心とは対照的に、周囲の衛星の運動によって変化しない。</ref>

<ref name="注釈2">大気圧が1 [[バール (単位)|bar]]（100 [[パスカル (単位)|kPa]]）を超える範囲までを示す。</ref>

<ref name="注釈3">海王星の質量が大きいほど重力により大気が圧縮されるため、海王星は天王星よりも密度が高く、物理的に小さくなる。</ref>

<ref name="注釈4">地球の質量を5.9736 {{e|24}} kgとして、地球と海王星の質量比が求められる。
: <math>\tfrac{M_\text{Neptune}}{M_\text{Earth}} = \tfrac{1.02 \times 10^{26}}{5.97 \times 10^{24}} = 17.09.</math>
天王星の質量を8.6810{{e|25}} kgとして、地球と天王星の質量比が求められる。
: <math>\tfrac{M_\text{Uranus}}{M_\text{Earth}} = \tfrac{8.68 \times 10^{25}}{5.97 \times 10^{24}} = 14.54.</math>
木星の質量を1.8986{{e|27}} kgとして、海王星と木星の質量比が求められる。
: <math>\tfrac{M_\text{Jupiter}}{M_\text{Neptune}} = \tfrac{1.90 \times 10^{27}}{1.02 \times 10^{26}} = 18.63.</math>
質量値は{{cite web|last=Williams|first=David R.|date=2007-11-29|url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/|title=Planetary Fact Sheet&nbsp;– Metric|publisher=NASA|accessdate=2019-03-01}}より</ref>

<ref name="注釈5">トリトンの質量は 2.14{{e|22}} kg。知られているその他の12個の海王星の衛星の合計質量は 7.53{{e|19}} kg で、トリトンの0.35%に相当する。環の質量はごくわずかである。</ref>

<ref name="注釈6"><math>\tfrac{r_{a}}{r_{p}} = \tfrac{2}{1-e} - 1 = 2/0.2488 - 1 \approx 7.039.</math></ref>
}}

=== 出典 ===
{{Reflist|2|refs=
<ref name="Mallama2018">{{cite journal|author=Mallama, A.|author2=Hilton, J.L.|title=Computing Apparent Planetary Magnitudes for The Astronomical Almanac|year=2018|journal=Astronomy and Computing|volume=25|pages=10–24|doi=10.1016/j.ascom.2018.08.002|bibcode=2018A&C....25...10M|arxiv=1808.01973}}</ref>

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}}

== 参考文献 ==
* {{cite book|last=Moore|first=Patrick|title=The Data Book of Astronomy|year=2000|publisher=CRC Press|isbn=978-0-7503-0620-1|ref=harv}}
* {{cite book|last=Burgess|first=Eric|title=Far Encounter: The Neptune System|year=1991|publisher=Columbia University Press|isbn=978-0-231-07412-4|ref=harv}}
* {{Cite book|和書|author=渡部潤一|title=ビジュアル 宇宙大図鑑 太陽系から130億光年の果てまで|year=2012|publisher=日経ナショナル ジオグラフィック社|isbn=978-4-86313-143-9|ref=harv}}

== 関連項目 ==
* [[太陽系外縁天体]] - 海王星以遠天体とも呼ばれていた
* [[ネプツニウム]] - 海王星に因んで命名された元素
* [[ホット・ネプチューン]]
* [[コールド・ネプチューン]]

== 外部リンク ==
{{sisterlinks|commons=Neptune (planet)}}
* {{Wayback|url=https://rika-net.com/contents/cp0320a/contents/taiyoukei/kaiousei/index.html |title=理科ねっとわーく 太陽系図鑑（海王星） |date=20211210130544}}
* [https://www.kahaku.go.jp/exhibitions/vm/resource/tenmon/space/uranus_neptune/urnsnept00.html 国立科学博物館 宇宙の質問箱（天王星・海王星）]
* [https://www.cgh.ed.jp/TNPJP/nineplanets/neptune.html ザ・ナインプラネッツ 日本語版（海王星）]
* [https://nineplanets.org/neptune/ The Nine Planets Neptune Facts] - ザ・ナインプラネッツ 原語版（海王星）{{En icon}}
* {{Kotobank}}
* [https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/neptunefact.html NASA's Neptune fact sheet]
* [https://nineplanets.org/neptune/ Neptune] from Bill Arnett's nineplanets.org
* [http://www.astronomycast.com/astronomy/episode-63-neptune/ Neptune] Astronomy Cast episode No. 63, includes full transcript.
* [https://science.nasa.gov/neptune/ Neptune Profile] at [https://solarsystem.nasa.gov/ NASA's Solar System Exploration site]
* [https://www.projectshum.org/Planets/neptune.html Planets&nbsp;– Neptune] A children's guide to Neptune.
* {{cite web|last=Merrifield|first=Michael|title=Neptune|url=http://www.sixtysymbols.com/videos/neptune.htm|work=Sixty Symbols|publisher=Brady Haran for the University of Nottingham|author2=Bauer, Amanda|date=2010|accessdate=2019-03-01}}
* [https://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/2013/neptune-the-new-amateur-boundary.html Neptune by amateur] (The Planetary Society)
*[https://thehappykoala.github.io/Harmony-of-the-Spheres/#/scenario/The%20Sun%20and%20the%20Neptunian%20System Interactive 3D visualisation of Neptune and its inner moons]

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{{海王星の衛星}}
{{太陽系}}
{{Normdaten}}

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