Атмосфера внешних планет нашей Солнечной системы в основном состоит из водорода и гелия с незначительным присутствием воды, углекислого газа и окиси углерода (угарного газа, или монооксида углерода). В стратосфере Нептуна ученые обнаружили более высокую концентрацию этого соединения, чем в нижнем слое - тропосфере. В нормальных условиях концентрация этого газа примерно одинакова во всех слоях атмосферы или же медленно падает с увеличением высоты. Единственным объяснением этой аномалии может быть столкновение планеты с кометой. В результате столкновения комета распадается, и окись углерода, заключенная в ледяном материале кометы, высвобождается и на протяжении многих лет распределяется по всей стратосфере планеты.

Более ранняя теория, объяснявшая неравномерное распределение газа в атмосфере Нептуна тем, что гигант имеет постоянный источник в виде потока мельчайших частиц пыли из космоса, которые и поставляют окись углерода в стратосферу Нептуна, не согласуется с результатами наблюдений.

Кроме того, в стратосфере Нептуна ученые также обнаружили более высокую концентрацию метана, чем предполагалось. На Нептуне метан играет ту же роль, что и пары воды на Земле: температура так называемой тропопаузы - барьера из холодного воздуха, разделяющий тропосферу и стратосферу, - определяет, сколько водяного пара может подняться в стратосферу. Чем температура барьера выше, тем больше водяного пара в него может пройти. Но в то же время на Земле температура тропопаузы никогда не опускается ниже минус 80 градусов по Цельсию, а на Нептуне она составляет в среднем минус 219 градусов. На южном полюсе Нептуна температура тропопаузы составляет минус 213 градусов по Цельсию, что на 6 градусов теплее, чем в целом по планете, что позволяет газу легко проходить из тропосферы в стратосферу. Как считают ученые, именно тропопауза отвечает за повышенную концентрацию метана на Нептуне. Таким образом, метан, исходящий, по мнению ученых, от самой планеты, распределяется по всей стратосфере.