Sao Hải Vương là hành tinh thứ 8 và xa nhất tính từ Mặt Trời - cách xa Mặt Trời hơn 30 lần so với Trái Đất, không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Đây là hành tinh lớn thứ 4 và là hành tinh đầu tiên được phát hiện bằng toán học.
Hình thành khi phần còn lại của hệ mặt trời hình thành cách đây khoảng 4,5 tỷ năm khi lực hấp dẫn kéo khí xoáy và bụi vào để trở thành hành tinh băng khổng lồ này. Giống như người hàng xóm Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương có thể hình thành gần Mặt trời hơn và di chuyển ra ngoài hệ mặt trời khoảng 4 tỷ năm trước.
Có khối lượng riêng lớn nhất trong số các hành tinh khí trong hệ Mặt trời và có khối lượng gấp 17 lần khối lượng của Trái Đất.
Đường kính xích đạo là 30.775 dặm (49.528 km), Sao Hải Vương rộng hơn Trái Đất khoảng 4 lần. Nếu Trái Đất có kích thước bằng một đồng xu năm xu, Sao Hải Vương sẽ to bằng một quả bóng chày.
Là một trong hai hành tinh băng khổng lồ trong hệ mặt trời bên ngoài. Cấu trúc bên trong của Sao Hải Vương tương tự như của Sao Thiên Vương.
Khí quyển của nó chiếm khoảng 5% đến 10% khối lượng hành tinh và chiều dày khoảng 10% đến 20% bán kính hành tinh. Hầu hết (80% hoặc hơn) khối lượng của hành tinh này được tạo thành từ chất lỏng đặc nóng của các vật liệu "băng giá" – nước, mêtan và amoniac – bên trên một lõi đá nhỏ.
Trong số các hành tinh khổng lồ, Sao Hải Vương là hành tinh đặc nhất.
Không có bề mặt rắn. Bầu khí quyển của nó chủ yếu bao gồm hydro và heli với một ít metan. Metan trong khí quyển hấp thụ ánh sáng đỏ làm cho Sao Hải Vương hiện lên có màu xanh giống như Sao Thiên Vương. Tuy nhiên, màu xanh da trời sáng của Sao Hải Vương khác hẳn so với màu xanh lơ lạnh của Sao Thiên Vương.
Là nơi có nhiều gió nhất trong hệ mặt trời. Mặc dù có khoảng cách xa và năng lượng đầu vào từ Mặt trời thấp, gió của Sao Hải Vương có thể mạnh gấp 3 lần gió của Sao Mộc và mạnh gấp 9 lần gió của Trái đất. Những cơn gió này thổi những đám mây mêtan đông lạnh khắp hành tinh với tốc độ hơn 2.000 km/h. Ngay cả những cơn gió mạnh nhất của Trái đất cũng chỉ đạt tốc độ khoảng 400 km/h.
Trên Sao Hải Vương Tối còn có Đốm Tối Lớn (Great Dark Spot) , là một trong một loạt các đốm tối có ngoại hình tương tự như Đốm Đỏ Lớn của Sao Mộc. Nó là những cơn bão xoáy nghịch . Tuy nhiên, bên trong chúng tương đối không có mây và không giống như đốm của Sao Mộc , tồn tại trong hàng trăm năm, tuổi thọ của chúng dường như ngắn hơn, hình thành và tan biến sau mỗi vài năm hoặc lâu hơn.
Đốm Tối Lớn
Các đám mây trong bầu khí quyền của Sao Hải Vương
Mối liên hệ giữa Sao Hải Vương và hoạt động của Mặt Trời khiến các nhà khoa học hành tinh ngạc nhiên vì Sao Hải Vương là hành tinh lớn xa nhất trong hệ Mặt Trời của chúng ta và nhận được ánh sáng Mặt Trời với cường độ khoảng 0,1% so với Trái Đất. Tuy nhiên, thời tiết nhiều mây toàn cầu của Sao Hải Vương dường như bị chi phối bởi hoạt động của Mặt Trời chứ không phải bốn mùa của hành tinh này, mỗi mùa kéo dài khoảng 40 năm.
Chuỗi hình ảnh này của Kính viễn vọng không gian Hubble ghi lại quá trình tăng giảm lượng mây che phủ trên Sao Hải Vương. (NASA)
Bộ quan sát dài của Hubble cho thấy số lượng mây tăng dần sau một đỉnh trong chu kỳ mặt trời - khi mức độ hoạt động của Mặt trời tăng và giảm theo nhịp điệu trong khoảng thời gian 11 năm.
Giả thuyết cho rằng bức xạ cực tím tăng lên từ Mặt trời, trong thời kỳ hoạt động đỉnh điểm, gây ra những thay đổi về mặt hóa học sâu trong bầu khí quyển của Sao Hải Vương. Sau một vài năm, cuối cùng bức xạ này thấm vào tầng khí quyển trên để tạo thành mây.
Có ít nhất 5 vành đai chính và 4 cung vành đai nổi bật mà chúng ta biết cho đến nay. Bắt đầu từ gần hành tinh và di chuyển ra ngoài, các vành đai chính được đặt tên là Galle, Leverrier, Lassell, Arago và Adams. Các vành đai này được cho là tương đối trẻ và tồn tại trong thời gian ngắn.
Vật chất bí ẩn tụ lại thành các vòng cung ở vành đai ngoài cùng của Sao Hải Vương
Các vành đai của Sao Hải Vương được chụp bởi thiết bị NIRCam của Kính viễn vọng Không gian James Webb
Sơ đồ hệ thống vành đai-mặt trăng của Sao Hải Vương . Đường nét liền biểu thị vành đai; đường nét đứt biểu thị quỹ đạo của các mặt trăng.
1 ngày trên Sao Hải Vương mất khoảng 16 giờ (thời gian Sao Hải Vương quay hoặc quay một vòng). Và Sao Hải Vương thực hiện một quỹ đạo hoàn chỉnh quanh Mặt Trời (một năm theo giờ Sao Hải Vương) trong khoảng 165 năm Trái Đất (60.190 ngày Trái Đất).
Đôi khi Sao Hải Vương thậm chí còn xa Mặt Trời hơn cả hành tinh lùn Sao Diêm Vương. Quỹ đạo hình bầu dục, có độ lệch tâm cao của Sao Diêm Vương đưa nó vào bên trong quỹ đạo của Sao Hải Vương trong khoảng thời gian 20 năm sau mỗi 248 năm Trái Đất.
Trục quay của Sao Hải Vương nghiêng 28 độ so với mặt phẳng quỹ đạo của nó quanh Mặt Trời, tương tự của Sao Hỏa và Trái Đất. Điều này có nghĩa là Sao Hải Vương cũng trải qua các mùa giống như chúng ta trên Trái Đất; tuy nhiên, vì năm của nó rất dài nên mỗi mùa trong 4 mùa đều kéo dài hơn 40 năm.