Вот решение моего вопроса, основанное на ответе Йонаса:
[X, map] = rgb2ind(imread('neptune.jpg'),128);
[x,y,z] = sphere(50);
x = 24764*x;
y = 24764*y;
z = 24764*z;
props.FaceColor= 'texture';
props.EdgeColor = 'none';
props.Cdata = flipud(X); % it is necessary to do this for getting the
% appropiate image on the sphere
surface(x,y,z,props);
colormap(map);
axis equal;
view([71 14]);