หลังการค้นพบดาวยูเรนัสไม่นาน นักดาราศาสตร์ได้สังเกตว่าตำแหน่งของดาวยูเรนัสคลาดเคลื่อนไปจากตำแหน่งที่พยากรณ์ไว้โดยกฏการเคลื่อนที่ของนิวตัน ซึ่งชี้ให้เห็นว่า มีดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งกำลัง "ดึง" ดาวยูเรนัสอยู่

อร์แบง เลอร์แวรีเย (Utbain Le Verrier) จากประเทศฝรั่งเศส และจอห์น คูช อดัมส์ (John Couch Adams) จากประเทศอังกฤษ ต่างได้พิจารณาความคลาดเคลื่อนดังกล่าว และได้คำนวณตำแหน่งของดาวเคราะห์ดวงใหม่นี้ออกมาอย่างแม่นยำโดยมิได้นัดหมาย ผลการคำนวณดังกล่าวช่วยให้ผู้สังเกตการณ์สามารถกำหนดขอบเขตพื้นที่ท้องฟ้าที่ต้องส่องกล้องโทรทรรศน์ค้นหาได้ และในคืนวันที่ 23 กันยายน ค.ศ.1846 นักดาราศาสตร์ที่หอดูดาวแห่งนครเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนีได้พบ "ดาวเคราะห์ดวงใหม่" ณ ตำแหน่งที่คลาดเคลื่อนไปจากผลการคำนวณเพียง 0.9 องศาเท่านั้น จึงเป็นที่กล่าวขานกันว่านักคณิตศาสตร์ทั้งสองเป็น "นักค้นหาดาวเคราะห์ด้วยกระดาษและปากกา"

สมาชิกใหม่ของระบบสุริยะได้รับการตั้งชื่อตามเทพเนปจูน (Neptune) ซึ่งเป็นเทะแห่งท้องทะเลของชาวโรมัน(ตามตำนานกรีก เทพองค์เดียวกันนี้ คือ โปเซดอน) เพราะดาวเนปจูนมีสีน้ำเงินคล้ายน้ำทะเลเมื่อสังเกตจากโลก

ดาวเนปจูนโคจรห่างจากดวงอาทิตย์เฉลี่ย 4,500 ล้านกิโลเมตร หรือประมาณ 30 เท่าของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ เวลา 1 ปีของดาวเนปจูนหรือระยะเวลาที่ดาวเนปจูนใช้ในการโคจรรอบดวงอาทิตย์หนึ่งรอบยาวถึง 165 ปีของโลก นั่นคือตั้งแต่เรารู้จักดาวเนปจูนในปี
ค.ศ.1848 ดาวเนปจูนยังโคจรรอบดวงอาทิตย์ไม่ครบหนึ่งรอบเสียด้วยซ้ำ ที่ระยะห่างนี้แม้แต่แสงจากดวงอาทิตย์ก็ยังต้องใช้เวลากว่า 4 ชั่วโมง จึงจะเดินทางถึงดาวเนปจูน (ในขณะที่ใช้เวลาเพียง 8 นาที 20 วินาที ในการเดินทางมาถึงโลก)

ปัจจุบันมียานอวกาศเพียงลำเดียวที่เดินทางไปสำรวจดาวเนปจูน คือ ยานวอยเอเจอร์ 2 (Voyager 2) ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งใช้เวลาเดินทาง 12 ปี โดยได้สำรวจดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ และดาวยูเรนัส ไปตามรายทางก่อนจะไปถึงดาวเนปจูนในเดือนสิงหาคม ค.ศ.1989

ดาวเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ก๊าซที่มีขนาดเล็กกว่าดาวยูเรนัสเล็กน้อย คือ มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 50,000 กิโลเมตร ดาวเนปจูนมีปริมาตรมากกว่าโลกประมาณ 60 เท่า ในขณะที่มีมวลมากกว่าโลก 17 เท่า แสดงว่าลักษณะโครงสร้างภายในของดาวเนปจูนน่าจะคล้ายกับดาวยูเรนัสมากกว่าดาวพฤหัสบดีหรือดาวเสาร์

นักดาราศาสตร์เชื่อว่าแกนกลางของดาวเนปจูนคือแกนแข็ง ที่ประกอบด้วยเหล็กและซิลิคอนเป็นส่วนใหญ่ โดยอาจมีขนาดเทียบได้กับโลกของเรา แกนชั้นในห่อหุ้มด้วยแกนชั้นนอกซึ่งมีองค์ประกอบหลักคือ น้ำ มีเทน และแอมโมเนียที่ความดันประมาณ 3 ล้านบาร์ และแกนทั้งหมดจึงห่อหุ้มด้วยบรรยากาศชั้นนอกอีกชั้นหนึ่งคล้ายกับดาวยูเรนัส

บรรยากาศของดาวเนปจูนมีลักษณะและปรากฏการณ์หลายประเภทปรากฏให้เห็นชัดกว่าดาวยูเรนัสมาก เมื่อครั้งที่ยานวอยเอเจอร์ 2 บินผ่านสำรวจดาวเนปจูน ยานได้ถ่ายภาพพายุหมุนขนาดใหญ่บนดาวเนปจูน ซึ่งเป็นจุดสีเข้มคล้ายกับจุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดีแต่เล็กกว่าประมาณครึ่งหนึ่งและมีสีน้ำเงิน จึงมีชื่อเรียกว่า จุดมืดใหญ่ (The Great Dark Spot) นอกจากนี้ยานวอยเอเจอร์ได้พบหมอกที่ปกคลุมอยู่ทั่วทั้งดาวเนปจูนอีกด้วย

การที่ดาวเนปจูนมีลักษณะที่เห็นได้ชัดในบรรยากาศทำให้นักดาราศาสตร์สามารถวัดความเร็วลมในชั้นบรรยากาศได้ และได้พบว่าดาวเนปจูนเป็นดาวที่มีลมพัดเร็วที่สุดในระบบสุริยะ ที่ความเร็วสูงสุดถึง 2,000 กิโลเมตร/ชั่วโมง

นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสังเกตดาวเนปจูนอีกครั้งในช่วงปี
ค.ศ.1994 - 1995 และพบว่าจุดมืดใหญ่บนดาวได้สลายไปแล้ว แต่ก็ได้พบกลุ่มเมฆที่ไม่เคยพบในครั้งที่ยานวอยเอเจอร์ไปเยือนหลายกลุ่ม ชี้ให้เห็นว่าบรรยากาศของดาวเนปจูนมีการเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างรวดเร็วมาก

ธรรมชาติประการหนึ่งของดาวเนปจูนที่เป็นปริศนา คือ ดาวเนปจูนแผ่ความร้อนออกมาจากภายในตัวดาวถึง 2.6 เท่าของพลังงานความร้อนที่รับจากดวงอาทิตย์ (ที่ระยะห่าง 4,500 ล้านกิโลเมตร พลังงานจากดวงอาทิตย์แผ่ไปถึงดาวเนปจูนเพียง 0.11% ของพลังงานที่แผ่มาถึงโลกเท่านั้น) การค้นพบนี้ทำให้นักดาราศาสตร์ต้องทบทวนสมมติฐานที่ใช้อธิบายโครงสร้างภายในของดาวเนปจูนใหม่ รวมถึงหาทฤษฎีที่ใช้อธิบายว่าเหตุใดดาวยูเรนัสจึงแทบไม่แผ่ความร้อนออกมาเลยด้วย ทั้งๆที่ควรจะมีลักษณะเป็นเช่นเดียวกัน

ในช่วงทศวรรษ 1980 นักดาราศาสตร์ได้สังเกตปรากฏการณ์ดาวเนปจูนเคลื่อนที่บังดาวฤกษ์และได้ค้นพบวงแหวนบางส่วนของดาวเนปจูน ซึ่งสามารถสังเกตได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดยักษ์บนโลกเท่านั้น แม้ว่าจะใช้กล้องขนาดใหญ่มากส่องสังเกตดู นักดาราศาสตร์ก็พบวงแหวนบางส่วนเท่านั้น (ซึ่งมองจากโลกดูคล้ายกับส่วนโค้งมากกว่าจะเป็นวงแหวน) เนื่องจากอีกส่วนหนึ่งของวงแหวนจางมาก จนไม่สามารถสังเกตจากโลกได้ เมื่อยานวอยเอเจอร์ไปสำรวจดาวเนปจูนจึงค้นพบว่าดาวเนปจูนมีวงแหวนที่จากมากรวม 4 วง วงที่กว้างที่สุดมีความกว้างประมาณ 5,800 กิโลเมตร แต่หนาเพียง 10 เซนติเมตร เท่านั้น

สนามแม่เหล็กของดาวเนปจูนเบาบางกว่าดาวเคราะห์ก๊าซดวงอื่นๆ และมีลักษณะคล้ายกับดาวยูเรนัสสองประการ คือ มุมของแกนแม่เหล็กทำมุมกว้างมากกับแกนของดาว (47 องศา) และสนามแม่เหล็กไม่ได้กำเนิดขึ้นในแกนกลางของดาว แต่เป็นตำแหน่งที่อยู่ในบริเวณเปลือกชั้นนอก นักดาราศาสตร์จึงสันนิษฐานว่าสนามแม่เหล็กนี้อาจจะเกิดการการไหลเวียนของน้ำและสสารในบริเวณแกนชั้นนอกของดาว
-----------------------------------------------------------------------------------------------
ภาพอ้างอิงจาก http://home.xtra.co.nz/.../The%20planet%20Neptune.html
ข้อมูลอ้างอิงจาก เอกภพ เพื่อความเข้าใจในธรรมชาติ โดย วิภู รุโจปการ ,เอกภพ.--พิมพ์ครั้งที่ 3.--กรุงเทพฯ : นานมีบุ๊คส์พับลิเคชั่นส์,2548. ISBN 974-9656-46-6 (ข้อมูลดาวเนปจูนจากหน้า152-156)