Neptune est la huitième planète solaire connue et la plus éloignée du Soleil. Dans le système solaire, c'est la quatrième plus grande planète en diamètre, la troisième planète la plus massive et la planète géante la plus dense. Il fait 17 fois la masse de la Terre et légèrement plus massif que son quasi-jumeau Uranus. Neptune est plus dense et physiquement plus petite qu'Uranus car sa plus grande masse provoque une plus grande compression gravitationnelle de son atmosphère. Elle est considérée comme l'une des deux planètes géantes de glace du système solaire (l'autre étant son Uranus).

Composé principalement de gaz et de liquides, il n'a pas de "surface solide" bien définie. La planète orbite autour du Soleil une fois tous les 164,8 ans à une distance moyenne de 30,1 UA (4,5 milliards de km; 2,8 milliards de mi). Il porte le nom du dieu romain de la mer et porte le symbole astronomique , représentant le trident de Neptune. Neptune n'est pas visible à l'œil nu et est la seule planète du système solaire trouvée par prédiction mathématique plutôt que par observation empirique. Des changements inattendus dans l'orbite d'Uranus ont conduit Alexis Bouvard à émettre l'hypothèse que son orbite était soumise à une perturbation gravitationnelle par une planète inconnue. Après la mort de Bouvard, la position de Neptune a été prédite à partir de ses observations, indépendamment, par John Couch Adams et Urbain Le Verrier. Neptune a ensuite été observé avec un télescope le 23 septembre 1846 par Johann Galle à un degré près de la position prédite par Le Verrier. Sa plus grande lune, Triton, a été découverte peu de temps après, bien qu'aucune des 13 lunes connues restantes de la planète n'ait été localisée de manière télescopique jusqu'au 20ème siècle. La distance de la planète à la Terre lui donne une très petite taille apparente, ce qui la rend difficile à étudier avec des télescopes terrestres. Neptune a été visité par Voyager 2, lorsqu'il a survolé la planète le 25 août 1989; Voyager 2 reste le seul vaisseau spatial à avoir visité Neptune. L'avènement du télescope spatial Hubble et de grands télescopes au sol à optique adaptative a récemment permis des observations détaillées supplémentaires à distance.

Comme Jupiter et Saturne, l'atmosphère de Neptune est composée principalement d'hydrogène et d'hélium, ainsi que de traces d'hydrocarbures et éventuellement d'azote, bien qu'elle contienne une proportion plus élevée de "glaces" telles que l'eau, l'ammoniac et le méthane. Cependant, comme Uranus, son intérieur est principalement composé de glaces et de roches ; Uranus et Neptune sont normalement considérés comme des "géantes de glace" pour souligner cette distinction. Des traces de méthane dans les régions ultrapériphériques expliquent en partie l'apparence bleue de la planète, bien qu'on pense qu'un composant inconnu colore Neptune d'un bleu plus profond par rapport à Uranus. modèles météorologiques. Par exemple, lors du survol de Voyager 2 en 1989, l'hémisphère sud de la planète avait une grande tache sombre comparable à la grande tache rouge sur Jupiter. Plus récemment, en 2018, une nouvelle tache sombre principale et une tache sombre plus petite ont été identifiées et étudiées. De plus, ces modèles météorologiques sont entraînés par les vents soutenus les plus forts de toutes les planètes du système solaire, avec des vitesses de vent enregistrées pouvant atteindre 2 100 km/h (580 m/s ; 1 300 mph). En raison de sa grande distance du Soleil, l'atmosphère extérieure de Neptune est l'un des endroits les plus froids du système solaire, avec des températures au sommet des nuages ​​approchant 55 K (218 C; 361 F). Les températures au centre de la planète sont d'environ 5 400 K (5 100 C; 9 300 F). Neptune a un système d'anneaux faibles et fragmentés (appelés "arcs"), qui a été découvert en 1984, puis confirmé plus tard par Voyager 2.

Pluton (désignation de planète mineure : 134340 Pluton) est une planète naine dans la ceinture de Kuiper, un anneau de corps au-delà de l'orbite de Neptune. C'était le premier objet à être découvert dans la ceinture de Kuiper, et reste le plus grand corps connu dans ce domaine.

Après la découverte de Pluton en 1930, elle a été déclarée être la neuvième planète à partir du Soleil. À partir des années 1990, son statut de planète a été remis en cause suite à la découverte de plusieurs objets de taille similaire dans la ceinture de Kuiper et le disque épars, dont la planète naine Éris. Cela a conduit l'Union astronomique internationale (UAI) en 2006 à définir formellement le terme planète - en excluant Pluton et en la reclassant comme une planète naine.

Pluton est le neuvième plus grand et le dixième objet connu le plus massif en orbite directe autour du Soleil. C'est le plus grand objet trans-neptunien connu en volume mais il est moins massif qu'Eris. Comme les autres objets de la ceinture de Kuiper, Pluton est principalement constitué de glace et de roche et est relativement petit - un sixième de la masse de la Lune et un tiers de son volume. Il a une orbite modérément excentrique et inclinée au cours de laquelle il varie de 30 à 49 unités astronomiques ou UA (4,4 à 7,4 milliards de km) du Soleil. Cela signifie que Pluton se rapproche périodiquement du Soleil que Neptune, mais une résonance orbitale stable avec Neptune les empêche de se heurter. La lumière du Soleil met 5,5 heures pour atteindre Pluton à sa distance moyenne (39,5 UA).

Pluton a cinq lunes connues : Charon (la plus grande, avec un diamètre un peu plus de la moitié de celui de Pluton), Styx, Nix, Kerberos et Hydra. Pluton et Charon sont parfois considérés comme un système binaire car le barycentre de leurs orbites ne se trouve dans aucun des deux corps.

Le vaisseau spatial New Horizons a effectué un survol de Pluton le 14 juillet 2015, devenant ainsi le premier et, à ce jour, le seul vaisseau spatial à le faire. Au cours de son bref survol, New Horizons a effectué des mesures et des observations détaillées de Pluton et de ses lunes. En septembre 2016, des astronomes ont annoncé que la calotte brun rougeâtre du pôle nord de Charon est composée de tholins, des macromolécules organiques qui peuvent être des ingrédients pour l'émergence de la vie, et produites à partir de méthane, d'azote et d'autres gaz émis par l'atmosphère de Pluton. et transféré 19 000 km (12 000 mi) à la lune en orbite.