Como gigante gaseoso (o gigante de hielo), Neptuno no tiene una superficie sólida. De hecho, el disco azul-verde que todos hemos visto en las fotografías a lo largo de los años es en realidad una pequeña ilusión. Lo que vemos es, en realidad, la parte superior de algunas nubes de gas muy profundas, que a su vez dan paso a agua y otros hielos fundidos que se encuentran sobre un núcleo del tamaño aproximado de la Tierra hecho de roca de silicato y una mezcla de níquel y hierro. Si una persona intentara pararse en Neptuno, se hundiría a través de las capas gaseosas.
A medida que descendiera, experimentaría un aumento de las temperaturas y las presiones hasta que finalmente tocara el propio núcleo sólido. Dicho esto, Neptuno tiene una especie de superficie (al igual que los demás gigantes de gas y hielo) que los astrónomos definen como el punto de la atmósfera donde la presión alcanza un bar. Por ello, la superficie de Neptuno es uno de los lugares más activos y dinámicos de todo el Sistema Solar.
Composición y estructura:
Con un radio medio de 24.622 ± 19 km, Neptuno es el cuarto planeta más grande del Sistema Solar. Pero con una masa de 1,0243 × 1026 kg -que es aproximadamente 17 veces la de la Tierra- es el tercero más masivo, superando a Urano. Debido a su menor tamaño y a su mayor concentración de volátiles en relación con Júpiter y Saturno, Neptuno (al igual que Urano) suele denominarse «gigante de hielo», una subclase de planeta gigante.
Al igual que ocurre con Urano, la absorción de la luz roja por parte del metano atmosférico es parte de lo que da a Neptuno su tonalidad azul, aunque la de Neptuno es más oscura y vívida. Dado que el contenido de metano atmosférico de Neptuno es similar al de Urano, se cree que algún constituyente atmosférico desconocido contribuye a la coloración más intensa de Neptuno.
También como Urano, la estructura interna de Neptuno se diferencia entre un núcleo rocoso formado por silicatos y metales; un manto formado por agua, amoníaco y hielos de metano; y una atmósfera formada por hidrógeno, helio y gas metano. Su atmósfera también se divide en cuatro capas, que consisten en (de la más interna a la más externa) la troposfera inferior, la estratosfera, la termosfera y la exosfera.
Las dos regiones principales de la atmósfera de Neptuno son las dos más internas: la troposfera inferior, donde las temperaturas disminuyen con la altitud; y la estratosfera, donde la temperatura aumenta con la altitud. Dentro de la troposfera, los niveles de presión oscilan entre uno y cinco bares (100 y 500 kPa), de ahí que se defina que la superficie de Neptuno se encuentra dentro de esta región.
Atmósfera:
Por tanto, puede decirse que la «superficie» de Neptuno está compuesta por un 80% de hidrógeno y un 19% de helio, con una cantidad ínfima de metano. La capa superficial también está impregnada de bandas itinerantes de nubes de composición variable, según la altitud y la presión. En el nivel superior, las temperaturas son adecuadas para que el metano se condense, y las condiciones de presión son tales que pueden existir nubes compuestas por amoníaco, sulfuro de amonio, sulfuro de hidrógeno y agua.
En niveles inferiores, se cree que se forman nubes de amoníaco y sulfuro de hidrógeno. También deberían encontrarse nubes más profundas de hielo de agua en las regiones más bajas de la troposfera, donde son comunes presiones de unos 50 bares (5,0 MPa) y temperaturas de 273 K (0 °C).
Por razones que siguen siendo oscuras, la termosfera del planeta experimenta temperaturas inusualmente altas de unos 750 K (476,85 °C/890 °F). El planeta está demasiado lejos del Sol para que este calor sea generado por la radiación ultravioleta, lo que significa que hay otro mecanismo de calentamiento implicado, que podría ser la interacción de la atmósfera con los iones del campo magnético del planeta, o las ondas gravitatorias del interior del planeta que se disipan en la atmósfera.
Debido a que Neptuno no es un cuerpo sólido, su atmósfera experimenta una rotación diferencial. La amplia zona ecuatorial gira con un periodo de unas 18 horas, que es más lento que la rotación de 16,1 horas del campo magnético del planeta. Por el contrario, en las regiones polares ocurre lo contrario, ya que el periodo de rotación es de 12 horas.
Esta rotación diferencial es la más pronunciada de cualquier planeta del Sistema Solar, y da lugar a una fuerte cizalladura del viento latitudinal y a violentas tormentas. Las tres más impresionantes fueron avistadas en 1989 por la sonda espacial Voyager 2, y luego fueron nombradas en función de su apariencia.
La primera en ser avistada fue una enorme tormenta anticiclónica que medía 13.000 x 6.600 km y se asemejaba a la Gran Mancha Roja de Júpiter. Conocida como la Gran Mancha Oscura, esta tormenta no fue avistada cinco años después (el 2 de noviembre de 1994) cuando el telescopio espacial Hubble la buscó. En su lugar, se encontró una nueva tormenta de aspecto muy similar en el hemisferio norte del planeta, lo que sugiere que estas tormentas tienen una vida más corta que la de Júpiter.
El Scooter es otra tormenta, un grupo de nubes blancas situado más al sur que la Gran Mancha Oscura. Este apodo surgió por primera vez durante los meses previos al encuentro con el Voyager 2 en 1989, cuando se observó que el grupo de nubes se movía a mayor velocidad que la Gran Mancha Oscura. La Pequeña Mancha Oscura, una tormenta ciclónica del sur, fue la segunda tormenta más intensa observada durante el encuentro de 1989. Inicialmente estaba completamente oscura; pero a medida que la Voyager 2 se acercaba al planeta, se desarrolló un núcleo brillante que pudo verse en la mayoría de las imágenes de mayor resolución.
Calor interior:
Por razones que los astrónomos aún no tienen claras, el interior de Neptuno es inusualmente caliente. Aunque Neptuno está mucho más lejos del Sol que Urano y recibe un 40% menos de luz solar, su temperatura superficial es prácticamente la misma. De hecho, Neptuno emite 2,6 veces más energía de la que recibe del Sol. Incluso sin el Sol, Neptuno brilla.
Esta gran cantidad de calor interior unida a la frialdad del espacio crea una enorme diferencia de temperatura. Y esto hace que los vientos soplen alrededor de Neptuno. La velocidad máxima de los vientos en Júpiter puede ser de más de 500 km/hora. Eso es el doble de la velocidad de los huracanes más fuertes de la Tierra. Pero eso no es nada comparado con Neptuno. Los astrónomos han calculado que los vientos atraviesan la superficie de Neptuno a 2.100 km/hora.
En lo más profundo de Neptuno, el planeta podría tener una verdadera superficie sólida. Se cree que en el núcleo del gigante de gas y hielo hay una región de roca con una masa similar a la de la Tierra. Pero las temperaturas en esta región serían de miles de grados, lo suficientemente calientes como para fundir la roca. Y la presión del peso de toda la atmósfera sería aplastante.
En resumen, simplemente no hay manera de que uno pueda estar de pie en la «superficie de Neptuno», y mucho menos caminar por ella.