海王星は巨大な氷惑星で、太陽から非常に離れているためわずかな熱しか受けていない。表面の温度は-218℃である。 内部の構造は天王星と似て、氷に覆われた岩石の核を持ち厚い大気が存在していると考えられている。また、ボイジャー2号の接近時に表面に大暗斑(だいあんはん)と呼ばれる台風の渦巻きの様な模様が発見されたが、その数年後に地球からの観測が行われた時には既に消滅していた。
木星や土星同様、内部に熱源を有しており、太陽から受けている約2倍ほどの熱を、自ら供給していると考えられている。
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