Lunes
Avant la rencontre de Voyager 2, les seules lunes connues de Neptune étaient Triton, découvert visuellement par un télescope en 1846, et Néréide, découverte dans des photographies télescopiques plus dun siècle plus tard, en 1949 (les lunes de Neptune sont nommées daprès des figures de la mythologie grecque généralement liées à Poséidon ou à leau.) Avec un diamètre proche de celui de la Lune terrestre, Triton est, de loin, celle de Neptune. plus grand satellite — plus de six fois la taille de son plus grand frère connu, Proteus, découvert par Voyager 2 en 1989. Triton est la seule grande lune du système solaire qui parcourt sa planète de façon rétrograde. De plus, alors que les orbites des plus grandes lunes du système solaire sont inclinées de moins d’environ 5 ° par rapport à l’équateur de leur planète, l’orbite de Triton est inclinée de plus de 157 ° par rapport à l’équateur de Neptune. Nereid, qui tourne en moyenne plus de 15 fois plus loin de Neptune que Triton, a lorbite la plus excentrique de toutes les lune connues. À sa plus grande distance, Néréide est presque sept fois plus loin de Neptune quà sa plus petite distance. Même à son approche la plus proche, Néréide est près de quatre fois la distance de Triton.
NASA / JPL
En 1989, les observations de Voyager ont ajouté six lunes auparavant inconnues au système de Neptune. Toutes sont à moins de la moitié de la distance de Triton de Neptune et sont des lunes régulières— cest-à-dire quils voyagent sur des orbites progressives presque circulaires qui se trouvent près du plan équatorial de Neptune. En 2002–2003, cinq minuscules lunes supplémentaires, estimées à environ 15–30 km (9–18 miles) de rayon, ont été découvertes dans des observations terrestres . Celles-ci sont irrégulières, avec des orbites très excentriques qui sont inclinées à de grands angles par rapport à léquateur de la planète; trois orbites dans la direction rétrograde. Leurs distances moyennes de Neptune se situent approximativement entre 15 millions et 48 millions de km (9 millions et 30 millions de miles), bien en dehors de lorbite de Néréide. En 2013, une minuscule lune, Hippocamp, dun rayon denviron 17 km (11 miles), a été découverte dans une image du télescope spatial Hubble. Son orbite a été suivie dans des images darchives dès 2004. Elle orbite entre Larissa et Proteus, deux lunes découvertes par le Voyager. Les propriétés des lunes neptuniennes connues sont résumées dans le tableau, avec les noms et les caractéristiques orbitales et physiques.
Des six découvertes du Voyager, toutes sauf Proteus gravitent autour de Neptune en moins de temps quil nen faut à la planète pour tourner. Par conséquent, pour un observateur placé près du sommet des nuages de Neptune, ces cinq sembleraient sélever à louest et se coucher à lest. Voyager a observé deux de ses découvertes, Proteus et Larissa, assez étroitement pour détecter à la fois leur taille et leur forme approximative. Les deux corps sont de forme irrégulière et semblent avoir des surfaces fortement cratérisées. Les tailles des quatre autres sont estimées à partir dune combinaison dimages distantes et de leur luminosité, en partant de lhypothèse quelles réfléchissent à peu près autant de lumière que Proteus et Larissa – environ 7%. Proteus, avec un rayon moyen denviron 208 km (129 miles), est un peu plus grand que Néréide, avec un rayon moyen denviron 170 km (106 miles). Les cinq autres lunes sont beaucoup plus petites, chacune ayant un rayon moyen de moins de 100 km (60 miles).
Le Voyager na pas observé Néréide de près, mais les données de la sonde indiquent quil forme sphérique. Le Voyager na détecté aucune grande variation de luminosité lorsque Nereid tournait. Bien que le vaisseau spatial n’ait pas été en mesure de déterminer une période de rotation, l’orbite hautement elliptique de la lune fait qu’il est peu probable qu’elle soit en rotation synchrone, c’est-à-dire que sa rotation et ses périodes orbitales soient égales. La période de rotation de Triton est synchrone, et celles des autres lunes intérieures de Neptune sont probablement synchrones ou presque.
Triton est similaire en taille, densité et composition de surface à la planète naine Pluton. Son orbite rétrograde fortement inclinée suggère quil sagit dun objet capturé, qui sest peut-être formé à lorigine, comme Pluton, en tant que planétésimal glacial indépendant dans la ceinture de Kuiper du système solaire externe. Son orbite dorigine aurait été très excentrique, mais les interactions de marée entre Triton et Neptune – déformations cycliques dans chaque corps causées par lattraction gravitationnelle de lautre – auraient finalement remodelé son chemin autour de Neptune en cercle. Le processus de capture et de circularisation par Triton de son orbite aurait gravement perturbé tout système de lunes déjà existant qui s’était formé avec Neptune à partir d’un disque de matière protoplanétaire. Lorbite radicale de Nereid peut être une conséquence de ce processus (bien que la possibilité que Nereid soit aussi un objet capturé nait pas été exclue).Les lunes qui étaient en orbite entre Proteus et Nereid auraient été éjectées du système neptunien, jetées dans Neptune lui-même ou absorbées par le Triton fondu. Même ces lunes en orbite autour de Neptune nauraient pas échappé à une certaine perturbation. Les orbites actuelles de Naiad à Proteus (voir tableau) sont probablement très différentes de leurs orbites originales, et ces lunes peuvent être seulement des fragments des corps originaux qui se sont formés avec Neptune. Les bombardements ultérieurs par des débris en orbite autour de Neptune et par des météoroïdes de lespace interplanétaire peuvent avoir encore modifié leurs tailles, formes et orbites; par exemple, Hippocamp sest probablement formé à partir dun impact qui a presque perturbé Proteus.
Neptune a également une population dastéroïdes troyens, qui occupent les points lagrangiens stables à 60 ° en avant (L4) et en arrière (L5) sur son orbite autour du Soleil. Le premier cheval de Troie Neptune découvert, 2001 QR322, a été trouvé en 2001. En 2019, 22 astéroïdes du cheval de Troie Neptune étaient connus – 19 en L4 et 3 en L5.