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發現

在最早的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)測記錄中(zhong)，伽(jia)(jia)利略(lve)(lve)·伽(jia)(jia)利雷（Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei）在1612年12月(yue)28日(ri)首(shou)度(du)觀(guan)測并描(miao)繪出海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，1613年1月(yue)27日(ri)又再次(ci)觀(guan)測，但因(yin)為(wei)(wei)觀(guan)測的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置在夜空(kong)中(zhong)都(dou)靠近(jin)木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)與木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)處(chu)在合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置），這(zhe)兩次(ci)機會伽(jia)(jia)利略(lve)(lve)都(dou)誤認海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)一顆(ke)恒星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。因(yin)此，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發現并不歸功于他。1612年12月(yue)，他第(di)一次(ci)觀(guan)測海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)在天(tian)空(kong)中(zhong)幾乎是(shi)靜止的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，因(yin)為(wei)(wei)那(nei)天(tian)它(ta)(ta)剛好逆行(xing)了。這(zhe)種(zhong)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反向(xiang)運動是(shi)當地球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道經過一顆(ke)外行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。因(yin)為(wei)(wei)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)才剛剛開始它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年度(du)逆行(xing)周期，這(zhe)顆(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運動太微(wei)弱了，伽(jia)(jia)利略(lve)(lve)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小型望遠(yuan)鏡(jing)無法觀(guan)測到。2009年，墨爾本大學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理學家大衛·杰(jie)美生宣稱，有(you)(you)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)證據表明(ming)伽(jia)(jia)利略(lve)(lve)至少知(zhi)道他看見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)相對于背景(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)微(wei)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相對運動。

在(zai)(zai)1821年(nian)(nian)，法國天(tian)(tian)文學(xue)家亞(ya)(ya)歷斯·布瓦爾（Alexis Bouvard）出版了(le)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的軌道表，隨后(hou)的觀測顯(xian)示(shi)出與表中的位(wei)置(zhi)(zhi)有越來越大(da)的偏差，使得布瓦爾假設有一(yi)(yi)(yi)個攝動(dong)體存(cun)在(zai)(zai)。在(zai)(zai)1843年(nian)(nian)約翰·柯西·亞(ya)(ya)當斯計(ji)(ji)算出會(hui)影響天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)運動(dong)的第八顆行(xing)星(xing)(xing)軌道，并將(jiang)計(ji)(ji)算結果(guo)皇(huang)家天(tian)(tian)文學(xue)家喬治·艾(ai)里，他問(wen)了(le)亞(ya)(ya)當斯一(yi)(yi)(yi)些(xie)計(ji)(ji)算上的問(wen)題，亞(ya)(ya)當斯雖(sui)然草擬了(le)答案但未曾(ceng)回復(fu)。在(zai)(zai)1846年(nian)(nian)，法國工藝學(xue)院的天(tian)(tian)文學(xue)教師奧本·勒(le)(le)維(wei)耶(ye)（Urbain Le Verrier）在(zai)(zai)得不到(dao)同行(xing)的支(zhi)持下(xia)，以(yi)自(zi)己的熱(re)誠獨立(li)完(wan)成(cheng)了(le)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)位(wei)置(zhi)(zhi)的推算。但是(shi)，在(zai)(zai)同一(yi)(yi)(yi)年(nian)(nian)，約翰·赫歇耳也開始擁護以(yi)數學(xue)的方法去搜尋(xun)行(xing)星(xing)(xing)，并說(shuo)服詹姆斯·查理(li)士(shi)著(zhu)手進(jin)行(xing)。在(zai)(zai)多次耽擱之(zhi)后(hou)，查理(li)士(shi)在(zai)(zai)1846年(nian)(nian)7月(yue)勉強開始了(le)搜尋(xun)的工作；而(er)在(zai)(zai)同時，勒(le)(le)維(wei)耶(ye)也說(shuo)服了(le)柏(bo)林天(tian)(tian)文臺的約翰·格弗里恩·伽勒(le)(le)（Johann Gottfried Galle）搜尋(xun)行(xing)星(xing)(xing)。當時仍是(shi)柏(bo)林天(tian)(tian)文臺的學(xue)生達赫斯特(te)（Heinrich d'Arrest）表示(shi)正好完(wan)成(cheng)了(le)勒(le)(le)維(wei)耶(ye)預(yu)(yu)測天(tian)(tian)區的最新星(xing)(xing)圖，可以(yi)作為尋(xun)找新行(xing)星(xing)(xing)時與恒星(xing)(xing)比對(dui)的參考圖。在(zai)(zai)1846年(nian)(nian)9月(yue)23日晚(wan)間，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)被發(fa)現了(le)，與勒(le)(le)維(wei)耶(ye)預(yu)(yu)測的位(wei)置(zhi)(zhi)相(xiang)距不到(dao)1°，但與亞(ya)(ya)當斯預(yu)(yu)測的位(wei)置(zhi)(zhi)相(xiang)差10°。事后(hou)，查理(li)士(shi)發(fa)現他在(zai)(zai)8月(yue)時已經(jing)兩度觀測到(dao)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)，但因為對(dui)這件工作漫不經(jing)心而(er)未曾(ceng)進(jin)一(yi)(yi)(yi)步的核對(dui)。

由于民(min)族優越感和民(min)族主義的影響，使得發現海王星在英法兩國余(yu)波蕩漾，國際間的輿論最終(zhong)迫使勒維(wei)耶接受亞當(dang)斯也是共同(tong)(tong)的發現者。然而，在1998年，史學家才(cai)得以重新檢視(shi)天文(wen)(wen)學家奧(ao)林·艾根(gen)（Olin Eggen）遺產中的海王星文(wen)(wen)件(jian)（來自格林威治天文(wen)(wen)臺的歷史文(wen)(wen)件(jian)，明顯是被(bei)奧(ao)林·艾根(gen)竊取近三十年，在他逝世(shi)之后才(cai)得重見(jian)天日），在檢視(shi)過這(zhe)些(xie)文(wen)(wen)件(jian)之后，有些(xie)史學家認為亞當(dang)斯不(bu)應該得到如同(tong)(tong)勒維(wei)耶的殊榮。

命名

在(zai)發現之后的(de)一(yi)段時間，海王(wang)星不是被稱為(wei)“天王(wang)星外的(de)行星”就是“勒維耶的(de)行星”。伽雷是第一(yi)位建(jian)議取名的(de)人，他(ta)建(jian)議的(de)名稱是Janus（雅(ya)努斯(si)，羅馬(ma)神話中看守門戶(hu)的(de)雙面神）。在(zai)英國(guo)，查(cha)理(li)士將(jiang)之命名為(wei)Oceanus；在(zai)法(fa)國(guo)，阿拉貢(gong)（Fran?ois Arago）建(jian)議稱為(wei)勒維耶，以回應法(fa)國(guo)之外強烈的(de)抗議聲浪(lang)。

法國天(tian)文年歷當時以赫歇(xie)耳稱(cheng)(cheng)呼(hu)天(tian)王星，相對于(yu)以勒維(wei)耶稱(cheng)(cheng)呼(hu)這顆(ke)新發現的(de)(de)(de)行星。同時，在(zai)分開和獨立(li)的(de)(de)(de)場合，亞(ya)當斯(si)建議修(xiu)改天(tian)王星的(de)(de)(de)名(ming)稱(cheng)(cheng)為(wei)喬治(zhi)，而勒維(wei)耶經(jing)(jing)由經(jing)(jing)度(du)委員(yuan)會建議以Neptune作為(wei)新行星的(de)(de)(de)名(ming)字(zi)。斯(si)特魯維(wei)（Struve）在(zai)1846年12月(yue)29日于(yu)圣彼得堡(bao)科學院挺身而出(chu)支(zhi)持勒維(wei)耶建議的(de)(de)(de)名(ming)稱(cheng)(cheng)。

海王星

遠看海王星

內部構造

海王星

很快的(de)(de)(de)，海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星成(cheng)為國際上(shang)被接受的(de)(de)(de)新(xin)名(ming)稱(cheng)。在(zai)(zai)羅馬(ma)(ma)神(shen)(shen)話(hua)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Neptune（尼(ni)普(pu)頓）等同于希臘神(shen)(shen)話(hua)的(de)(de)(de)Poseidon（波塞冬），都(dou)是(shi)海(hai)(hai)(hai)神(shen)(shen)，因此中(zhong)(zhong)(zhong)文(wen)翻譯成(cheng)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星。新(xin)發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)行(xing)星遵循了(le)行(xing)星以(yi)神(shen)(shen)話(hua)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)眾(zhong)神(shen)(shen)為名(ming)的(de)(de)(de)原則，而除了(le)天王(wang)(wang)(wang)星之外，都(dou)是(shi)在(zai)(zai)遠古(gu)時(shi)代就被命名(ming)的(de)(de)(de)。中(zhong)(zhong)(zhong)文(wen)及韓文(wen)、日文(wen)和越南文(wen)的(de)(de)(de)漢字寫法都(dou)是(shi)“海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星”。在(zai)(zai)印度，這顆行(xing)星的(de)(de)(de)名(ming)稱(cheng)是(shi)Varuna（Devanāgarī），也是(shi)印度神(shen)(shen)話(hua)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)神(shen)(shen)，與希臘-羅馬(ma)(ma)神(shen)(shen)話(hua)中(zhong)(zhong)(zhong)Poseidon或Neptune的(de)(de)(de)意(yi)義是(shi)相(xiang)同的(de)(de)(de)。在(zai)(zai)蒙古(gu)，海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星稱(cheng)為Dalain Van(Далайнван)，反映了(le)其同名(ming)神(shen)(shen)的(de)(de)(de)角(jiao)色(se)是(shi)大海(hai)(hai)(hai)的(de)(de)(de)統治者。在(zai)(zai)現(xian)代希臘，人們仍舊將(jiang)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星稱(cheng)為波塞冬（Ποσειδ?να?,Poseidonas）。在(zai)(zai)希伯(bo)來語(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)，2009年希伯(bo)來語(yu)學院投票將(jiang)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星的(de)(de)(de)名(ming)稱(cheng)稱(cheng)為???（Rahab），來自《圣經(jing)》中(zhong)(zhong)(zhong)提到的(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)怪，盡管(guan)現(xian)有(you)的(de)(de)(de)拉丁(ding)詞(ci)Neptun(?????)更為常用。在(zai)(zai)納瓦特爾語(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)，海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星被以(yi)雨神(shen)(shen)Tlāloc的(de)(de)(de)名(ming)字命名(ming)為Tlāloccītlalli。

從1846年(nian)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)到(dao)1930年(nian)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)之(zhi)前，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)已知最遠的行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。當(dang)冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)被發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)時，冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)被認(ren)為(wei)是(shi)一(yi)顆(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，因此海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)為(wei)已知的第二遠的行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，除(chu)了(le)(le)在1979年(nian)到(dao)1999年(nian)之(zhi)間，冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的橢(tuo)圓軌道(dao)使它比海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)離太(tai)陽更(geng)近。1992年(nian)柯伊伯帶的發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)導致(zhi)許(xu)多天文學家爭論冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)應(ying)該被認(ren)為(wei)是(shi)一(yi)顆(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)還是(shi)柯伊伯帶的一(yi)部(bu)分。2006年(nian)，國(guo)際天文聯(lian)合會首次定義了(le)(le)“行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)”一(yi)詞(ci)，將冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)踢除(chu)太(tai)陽系重新(xin)歸類為(wei)“矮行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)”，使海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)再次成(cheng)為(wei)太(tai)陽系最外層(ceng)的行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。

星體運動

公轉

海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星與(yu)太陽之間的(de)(de)(de)平均距(ju)離為45億公里，約(yue)30.1個(ge)(ge)天文(wen)單位（AU）。海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星的(de)(de)(de)軌道周期(qi)（年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)）大約(yue)相當于(yu)164.79地球(qiu)(qiu)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian),軌道傾角約(yue)為1.77°。海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星于(yu)2011年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)7月(yue)(yue)(yue)12日(ri)(ri)回到繞日(ri)(ri)公轉(zhuan)軌道上它(ta)被發現(xian)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)那個(ge)(ge)點。由于(yu)地球(qiu)(qiu)處于(yu)其365.25天周期(qi)軌道的(de)(de)(de)不同(tong)地點，屆時(shi)(shi)從(cong)地球(qiu)(qiu)看到的(de)(de)(de)海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星并(bing)不會(hui)處在它(ta)被發現(xian)時(shi)(shi)在天空中的(de)(de)(de)那個(ge)(ge)位置(zhi)。從(cong)地球(qiu)(qiu)上觀(guan)察，海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星沖日(ri)(ri)周期(qi)為367天，這些周期(qi)使它(ta)在2010年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)4月(yue)(yue)(yue)和7月(yue)(yue)(yue)以及2011年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)10月(yue)(yue)(yue)和11月(yue)(yue)(yue)接近1846年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)它(ta)被發現(xian)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)坐標。在2010年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)8月(yue)(yue)(yue)20日(ri)(ri)，海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星于(yu)發現(xian)它(ta)的(de)(de)(de)1846年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)中的(de)(de)(de)同(tong)一天再度沖日(ri)(ri)。

自轉

海王星(xing)的軸向(xiang)傾角為28.32°，與地球(qiu)（23°）和火(huo)星(xing)（25°）的傾角相(xiang)似(si)(si)，因(yin)此，海王星(xing)經歷(li)了與地球(qiu)相(xiang)似(si)(si)的季(ji)節變化。海王星(xing)的長軌(gui)道周期(qi)意味著四季(ji)持續40地球(qiu)年。海王星(xing)的自(zi)轉周期(qi)（日(ri)）是15小時57分(fen)59秒。

因為海王星不是一個固(gu)體(ti)，它(ta)的大氣層會發生差(cha)速(su)旋轉(zhuan)。寬赤(chi)道帶的自(zi)轉(zhuan)周(zhou)期(qi)約為18小時(shi)(shi)(shi)，比星體(ti)磁場的16.1小時(shi)(shi)(shi)自(zi)轉(zhuan)慢。相反，在極性區域，旋轉(zhuan)周(zhou)期(qi)為12小時(shi)(shi)(shi)，反之亦(yi)然(ran)。海王星的較差(cha)自(zi)轉(zhuan)是太(tai)陽系(xi)中最(zui)明顯的，它(ta)會導(dao)致強烈(lie)的緯向風(feng)切變。

物理特性

質量

海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量為(wei)(wei)1.0247e+26千克，是(shi)介于地(di)球和巨(ju)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（指(zhi)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)）之間的(de)(de)(de)(de)中等(deng)大小行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)：它(ta)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量是(shi)地(di)球質(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)(de)17倍，是(shi)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)(de)1/18。因為(wei)(wei)它(ta)們(men)質(zhi)(zhi)量較典(dian)型(xing)類木(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)小，而(er)且密(mi)度、組成成分、內部結(jie)構也(ye)與類木(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有顯(xian)著(zhu)(zhu)差別，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和天王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)一起常(chang)(chang)常(chang)(chang)被歸(gui)為(wei)(wei)類木(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)一個子類：冰巨(ju)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。在(zai)太陽系(xi)外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)研究(jiu)領(ling)域(yu)，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)被用作一個通用代號(hao)，指(zhi)所發現的(de)(de)(de)(de)有著(zhu)(zhu)類似海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)(de)系(xi)外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，就如同天文學家們(men)常(chang)(chang)常(chang)(chang)說的(de)(de)(de)(de)那些系(xi)外(wai)“木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)”。

溫度

因為軌(gui)道(dao)距(ju)離(li)太(tai)(tai)陽(yang)很(hen)遠(yuan)，海王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)從太(tai)(tai)陽(yang)得到(dao)的熱量(liang)很(hen)少(shao)，所以海王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)大氣(qi)層(ceng)頂端溫(wen)度只有(you)-218℃（55K），而(er)由大氣(qi)層(ceng)頂端向內(nei)溫(wen)度穩定上升。和天王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)類(lei)似，星(xing)(xing)球內(nei)部(bu)熱量(liang)的來(lai)源仍然是未知(zhi)的，而(er)結果卻(que)是顯(xian)著的：作為太(tai)(tai)陽(yang)系最(zui)外側(ce)的行(xing)星(xing)(xing)，海王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)內(nei)部(bu)能量(liang)卻(que)大到(dao)維持了(le)太(tai)(tai)陽(yang)系所有(you)行(xing)星(xing)(xing)系統中已知(zhi)的最(zui)高速(su)風暴。對(dui)其內(nei)部(bu)熱源有(you)幾種解釋，包括行(xing)星(xing)(xing)內(nei)核的放射熱源，行(xing)星(xing)(xing)生(sheng)成時吸(xi)積盤塌縮(suo)能量(liang)的散熱，還(huan)有(you)重(zhong)力波對(dui)平(ping)流圈界面的擾動(dong)。

成分

海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)內部結構和(he)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)相似(si)。行星(xing)(xing)(xing)核是一個質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)大概不(bu)超過一個地球(qiu)(qiu)(qiu)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)由(you)巖石和(he)冰構成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)混(hun)合(he)體(ti)。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)地幔總(zong)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)相當于10到15個地球(qiu)(qiu)(qiu)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)，富含水，氨，甲烷和(he)其(qi)它(ta)成(cheng)(cheng)分。作(zuo)為行星(xing)(xing)(xing)學慣例，這(zhe)種(zhong)混(hun)合(he)物被(bei)叫作(zuo)冰，雖然其(qi)實是高(gao)(gao)度(du)(du)壓(ya)縮的(de)(de)(de)過熱流體(ti)。這(zhe)種(zhong)高(gao)(gao)電導的(de)(de)(de)流體(ti)通常也被(bei)叫作(zuo)水-氨海(hai)(hai)洋。大氣(qi)層(ceng)包括大約從頂端向中(zhong)心的(de)(de)(de)10%到20%，高(gao)(gao)層(ceng)大氣(qi)主由(you)80%氫和(he)19%氦組成(cheng)(cheng)。甲烷，氨和(he)水的(de)(de)(de)含量(liang)隨(sui)高(gao)(gao)度(du)(du)降低而(er)增加(jia)。更內部大氣(qi)底端溫度(du)(du)更高(gao)(gao)，密度(du)(du)更大，進(jin)而(er)逐漸和(he)行星(xing)(xing)(xing)地幔的(de)(de)(de)過熱液體(ti)混(hun)為一體(ti)。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)內核的(de)(de)(de)壓(ya)力是地球(qiu)(qiu)(qiu)表面大氣(qi)壓(ya)的(de)(de)(de)數百萬倍通過比(bi)較轉(zhuan)速和(he)扁率可知海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)分布不(bu)如天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)集中(zhong)。

海(hai)王星(xing)的(de)地(di)幔相當(dang)于10到(dao)15個地(di)球質量(liang)，富(fu)含水(shui)(shui)、氨和(he)甲烷。按照行星(xing)科學(xue)的(de)慣(guan)例，這種(zhong)混合物被(bei)稱(cheng)為冰，即使它(ta)是一種(zhong)熱的(de)、致(zhi)密(mi)的(de)流體。一個由氫(qing)分子(zi)(zi)組(zu)成的(de)導電性很強的(de)水(shui)(shui)，它(ta)有時被(bei)稱(cheng)為水(shui)(shui)的(de)氫(qing)離(li)子(zi)(zi)層，在(zai)更深層的(de)高級離(li)子(zi)(zi)水(shui)(shui)中，氧結晶，而氫(qing)離(li)子(zi)(zi)在(zai)氧晶格中自由漂浮。

另有一些(xie)研究人(ren)員對鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)熔點(dian)進行了(le)詳(xiang)細測(ce)量，當鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)融化(hua)(hua)時就像是水(shui)冷凍和融化(hua)(hua)的(de)過程，在液態形式之上漂浮著固定(ding)形式鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)是一種(zhong)非常堅硬(ying)的(de)物(wu)質，它很難(nan)被(bei)融化(hua)(hua)。由(you)于(yu)當鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)在高(gao)溫下(xia)加(jia)熱(re)熔化(hua)(hua)容易(yi)變成石(shi)(shi)(shi)(shi)墨，因此(ci)研究人(ren)員很難(nan)測(ce)量鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)在變成石(shi)(shi)(shi)(shi)墨之前具(ju)體(ti)的(de)熔點(dian)。科學家將鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)暴露于(yu)高(gao)壓(ya)下(xia)使用激光轟(hong)擊(ji)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)表(biao)面，4000萬倍(bei)零(ling)海拔壓(ya)力(li)的(de)作用下(xia)，鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)變成了(le)液態。當壓(ya)力(li)降低(di)至零(ling)海拔1100萬倍(bei)，溫度(du)(du)降低(di)至5萬攝氏度(du)(du)，固體(ti)成塊(kuai)的(de)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)便開始形成。

科(ke)學家(jia)發(fa)現一(yi)些事情并非他們之(zhi)前所預(yu)計的(de)(de)那樣，當溫(wen)度(du)降低至形(xing)(xing)成固態(tai)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)下，形(xing)(xing)成的(de)(de)固態(tai)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)并未沉下去，而是(shi)漂浮(fu)(fu)在(zai)(zai)液(ye)態(tai)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)的(de)(de)頂層，就像(xiang)是(shi)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)冰川一(yi)樣。在(zai)(zai)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)和天王(wang)星(xing)這(zhe)樣的(de)(de)超(chao)(chao)大氣態(tai)行(xing)星(xing)上，存在(zai)(zai)著類似鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)液(ye)化(hua)的(de)(de)超(chao)(chao)高溫(wen)度(du)和壓力。如海(hai)(hai)王(wang)星(xing)，在(zai)(zai)7000千米(mi)的(de)(de)深度(du)，甲烷(wan)分解成鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)晶體，像(xiang)冰雹一(yi)樣向下滴(di)落。科(ke)學家(jia)還認為，這(zhe)種鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)雨還會發(fa)生在(zai)(zai)木星(xing)、土星(xing)和天王(wang)星(xing)上。勞倫斯(si)利弗莫爾國家(jia)實驗(yan)室的(de)(de)超(chao)(chao)高壓實驗(yan)表明(ming)，地幔(man)頂部可能是(shi)液(ye)態(tai)碳(tan)的(de)(de)海(hai)(hai)洋，上面漂浮(fu)(fu)著固體鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)。

科學家唯(wei)一能確定海王星(xing)和天(tian)王星(xing)表(biao)面是否(fou)存在(zai)(zai)(zai)液態(tai)鉆石的方法就是發(fa)射科學探測器，或者(zhe)在(zai)(zai)(zai)地球模擬(ni)這些氣態(tai)行星(xing)的環境特征但以上的方法成(cheng)本都(dou)很高，需要多(duo)年時(shi)間(jian)進行準(zhun)備(bei)。據悉(xi)，這項研究報告已發(fa)表(biao)在(zai)(zai)(zai)《自然物理學》期(qi)刊上。

核心

海王(wang)星的核心可(ke)能由鐵(tie)、鎳和硅酸(suan)鹽組成，內部的質量大約是(shi)地球的1.2倍。中心的壓力為7 Mbar（700 GPa），大約是(shi)地球中心的兩倍，溫度可(ke)能為5400 K。

大氣層

海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)大(da)氣(qi)占總質(zhi)量的(de)(de)5%到(dao)10%，并向核心延伸了約(yue)10%到(dao)20%。在(zai)(zai)高(gao)海(hai)拔處(chu)，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)大(da)氣(qi)層(ceng)80%是氫，19%是氦，也存(cun)在(zai)(zai)著微(wei)量的(de)(de)甲烷。主要的(de)(de)吸(xi)(xi)收帶位于(yu)(yu)(yu)600納米(mi)以上波長(chang)的(de)(de)紅色(se)和(he)紅外線的(de)(de)光譜位置(zhi)。與天王(wang)星(xing)(xing)(xing)比(bi)較，它的(de)(de)吸(xi)(xi)收是大(da)氣(qi)層(ceng)的(de)(de)甲烷部(bu)分(fen)，使海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)呈現藍色(se)的(de)(de)色(se)調，雖然(ran)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)活潑的(de)(de)淡(dan)青(qing)色(se)不(bu)同(tong)于(yu)(yu)(yu)天王(wang)星(xing)(xing)(xing)柔(rou)和(he)的(de)(de)青(qing)色(se)，由于(yu)(yu)(yu)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)大(da)氣(qi)中的(de)(de)甲烷含量類似于(yu)(yu)(yu)天王(wang)星(xing)(xing)(xing)，一(yi)些(xie)未知的(de)(de)大(da)氣(qi)成分(fen)被認(ren)為(wei)有(you)助于(yu)(yu)(yu)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)顏色(se)。海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)大(da)氣(qi)層(ceng)可(ke)以細分(fen)為(wei)兩(liang)個(ge)主要的(de)(de)區域(yu)：低(di)層(ceng)的(de)(de)對流層(ceng)，該處(chu)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)隨高(gao)度(du)(du)降低(di)；和(he)平流層(ceng)，該處(chu)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)隨著高(gao)度(du)(du)增加(jia)。兩(liang)層(ceng)之間的(de)(de)邊界(jie)，對流層(ceng)在(zai)(zai)氣(qi)壓(ya)為(wei)0.1巴（10kPa，1巴=0.1MPa=100kPa，約(yue)等(deng)于(yu)(yu)(yu)地球上1個(ge)標準大(da)氣(qi)壓(ya)）處(chu)。平流層(ceng)在(zai)(zai)氣(qi)壓(ya)低(di)于(yu)(yu)(yu)10至10微(wei)巴（1至10Pa）處(chu)成為(wei)熱成層(ceng)，熱成層(ceng)逐漸過渡為(wei)散逸層(ceng)。

模(mo)型表明海(hai)王(wang)(wang)星(xing)對流層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)帶取決于不同海(hai)拔高(gao)(gao)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)成分。高(gao)(gao)海(hai)拔的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)出(chu)現(xian)于氣壓低(di)于1帕之處(chu)，該(gai)處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)使甲(jia)烷(wan)(wan)可(ke)(ke)(ke)以(yi)凝結(jie)。壓力(li)在1巴至5巴（100kPa至500kPa），被(bei)認為(wei)氨和硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)可(ke)(ke)(ke)以(yi)形(xing)(xing)成。壓力(li)在5巴以(yi)上(shang)(shang)，云(yun)(yun)可(ke)(ke)(ke)能包(bao)含氨、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氨、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫和水。更深處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)水冰云(yun)(yun)可(ke)(ke)(ke)以(yi)在壓力(li)大(da)約(yue)為(wei)50巴（5MPa）處(chu)被(bei)發現(xian)，該(gai)處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)達到0℃。在下面，可(ke)(ke)(ke)能會(hui)發現(xian)氨和硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)高(gao)(gao)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)會(hui)曾經(jing)被(bei)觀(guan)察(cha)到在低(di)層(ceng)(ceng)云(yun)(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)頂部形(xing)(xing)成陰影，高(gao)(gao)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)也會(hui)在相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)度(du)(du)(du)上(shang)(shang)環繞著行星(xing)運轉。這(zhe)些環帶的(de)(de)(de)(de)(de)寬度(du)(du)(du)大(da)約(yue)在50至150千米，并且(qie)在低(di)層(ceng)(ceng)云(yun)(yun)頂之上(shang)(shang)50至110千米。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)光譜顯(xian)示平(ping)流層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)層(ceng)(ceng)是(shi)(shi)朦朧的(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為(wei)紫外(wai)線造成甲(jia)烷(wan)(wan)光解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)物(wu)，例如乙烷(wan)(wan)和乙炔，凝結(jie)。平(ping)流層(ceng)(ceng)也是(shi)(shi)微量的(de)(de)(de)(de)(de)一氧化(hua)(hua)(hua)(hua)硫(liu)和氰(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)(de)(de)來源海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)流層(ceng)(ceng)因(yin)為(wei)碳氫化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du)(du)(du)較高(gao)(gao)，也比天(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)暖。

由(you)于一些尚不(bu)清楚的(de)(de)(de)原因，這(zhe)顆行星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)熱(re)成層有(you)著大(da)(da)約750K的(de)(de)(de)異常(chang)高(gao)溫。要從太陽來的(de)(de)(de)紫外(wai)線輻射(she)獲(huo)得熱(re)量，對這(zhe)顆行星(xing)(xing)(xing)來說與(yu)太陽的(de)(de)(de)距離(li)是太遙(yao)遠了(le)。一個假設的(de)(de)(de)加熱(re)機制是行星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁場與(yu)離(li)子的(de)(de)(de)交互作用；另一個假設是來自內(nei)部的(de)(de)(de)重力波在大(da)(da)氣層中的(de)(de)(de)消(xiao)耗。熱(re)成層包含可以察覺到(dao)的(de)(de)(de)二氧(yang)化碳和(he)水，其來源可能來自外(wai)部，例如流星(xing)(xing)(xing)體和(he)塵(chen)埃。

氣候

海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)和天(tian)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個區別是(shi)(shi)典型氣象活動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)平(ping)，海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)氣特點(dian)是(shi)(shi)極端活躍(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)。1986年(nian)當(dang)旅行(xing)(xing)(xing)者(zhe)2號航天(tian)器飛經天(tian)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)時，該行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)視覺上相當(dang)平(ping)淡，而(er)在(zai)1989年(nian)旅行(xing)(xing)(xing)者(zhe)2號飛越期間(jian)，海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)展(zhan)現(xian)了(le)著名的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)氣現(xian)象。海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣有太陽系(xi)中的(de)(de)(de)(de)(de)最高風(feng)速(su)，據(ju)(ju)推測(ce)源于其(qi)內(nei)部(bu)熱流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)推動(dong)(dong)，其(qi)風(feng)速(su)達到超音(yin)速(su)速(su)度(du)直至大(da)約(yue)2100千米(mi)/小(xiao)時。在(zai)赤(chi)道帶(dai)區域，更加典型的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)速(su)能達到大(da)約(yue)1200千米(mi)/小(xiao)時。根據(ju)(ju)蒲(pu)福(fu)風(feng)級即(ji)世界(jie)氣象組織所建議(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)級地(di)球風(feng)速(su)最大(da)為(wei)(wei)(wei)12級風(feng)，約(yue)118千米(mi)/小(xiao)時。通(tong)過跟蹤持續云的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)測(ce)得，海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)風(feng)速(su)在(zai)向(xiang)東方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)速(su)為(wei)(wei)(wei)20米(mi)/秒，向(xiang)西風(feng)速(su)為(wei)(wei)(wei)325米(mi)/秒，盛行(xing)(xing)(xing)風(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)從(cong)赤(chi)道的(de)(de)(de)(de)(de)400米(mi)/秒到兩極的(de)(de)(de)(de)(de)250米(mi)/秒不等。海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)上的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)多數風(feng)都朝(chao)著與地(di)球自轉相反的(de)(de)(de)(de)(de)方向(xiang)移動(dong)(dong)。風(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)般(ban)模式顯示，在(zai)高緯(wei)度(du)地(di)區是(shi)(shi)順行(xing)(xing)(xing)旋(xuan)轉，而(er)在(zai)低緯(wei)度(du)地(di)區則是(shi)(shi)逆行(xing)(xing)(xing)旋(xuan)轉。流(liu)(liu)動(dong)(dong)方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)差異被認為(wei)(wei)(wei)是(shi)(shi)一(yi)(yi)種“趨膚效應”，而(er)不是(shi)(shi)由(you)任(ren)何更深的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣過程造成的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)緯(wei)度(du)70°S處，高速(su)射流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)為(wei)(wei)(wei)300米(mi)/秒。

海王星(xing)赤道(dao)的甲烷、乙(yi)烷和乙(yi)炔的豐度是兩極(ji)的10-100倍。這(zhe)被解(jie)釋為赤道(dao)上升流和兩極(ji)附近下沉(chen)的證據，因為沒有經向(xiang)環流，光化學無法解(jie)釋這(zhe)種分布(bu)。

大黑斑

1989年，美國航空航天局(ju)的(de)(de)(de)(de)旅(lv)行(xing)(xing)者2號(hao)(hao)航天器(qi)發(fa)現了大(da)(da)黑斑(ban)(ban)（The Great Dark Spot）。在海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)南(nan)緯(wei)22度(du)，有的(de)(de)(de)(de)類似木星(xing)(xing)大(da)(da)紅斑(ban)(ban)及土星(xing)(xing)大(da)(da)白(bai)斑(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)卵狀氣(qi)旋，以大(da)(da)約16天的(de)(de)(de)(de)周期一(yi)反時(shi)鐘(zhong)方向(xiang)旋轉，稱為“大(da)(da)黑斑(ban)(ban)”。由于大(da)(da)黑斑(ban)(ban)每18.3小(xiao)時(shi)左右繞(rao)行(xing)(xing)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)一(yi)圈，比海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)自轉周期還要(yao)長，大(da)(da)黑斑(ban)(ban)附近的(de)(de)(de)(de)緯(wei)度(du)吹著速度(du)達300米每秒的(de)(de)(de)(de)強烈(lie)西(xi)風。旅(lv)行(xing)(xing)者2號(hao)(hao)還在南(nan)半(ban)球發(fa)現一(yi)個較(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)黑斑(ban)(ban)極(ji)一(yi)以大(da)(da)約16小(xiao)時(shi)環繞(rao)行(xing)(xing)星(xing)(xing)一(yi)周的(de)(de)(de)(de)速度(du)飛馳(chi)的(de)(de)(de)(de)不規則(ze)的(de)(de)(de)(de)小(xiao)團白(bai)色煙，得(de)知是(shi)(shi)“The Scooter”。它(ta)或許是(shi)(shi)一(yi)團從大(da)(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)低處上升(sheng)的(de)(de)(de)(de)羽狀物，但它(ta)真正的(de)(de)(de)(de)本質還是(shi)(shi)一(yi)個謎(mi)。然而在1994年11月(yue)2日，哈勃望(wang)遠鏡(jing)對海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)觀察(cha)發(fa)現大(da)(da)黑斑(ban)(ban)竟(jing)然消(xiao)失了。它(ta)或許就(jiu)這么消(xiao)散(san)了，或許暫時(shi)被大(da)(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)其他部(bu)分所掩蓋。幾個月(yue)后哈勃望(wang)遠鏡(jing)在海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)北半(ban)球發(fa)現了一(yi)個新的(de)(de)(de)(de)黑斑(ban)(ban)。這表(biao)明(ming)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)變(bian)化頻(pin)繁，這也許是(shi)(shi)因為云的(de)(de)(de)(de)頂部(bu)和底部(bu)溫度(du)差異(yi)的(de)(de)(de)(de)細微變(bian)化所引起的(de)(de)(de)(de)。

滑行車

滑行(xing)(xing)車（Scooter）是(shi)位(wei)于(yu)大黑斑更(geng)南(nan)面(mian)的(de)(de)(de)(de)另(ling)一場(chang)風(feng)暴，是(shi)一組白色云團。當(dang)1989年(nian)旅(lv)行(xing)(xing)者2號造訪海(hai)王(wang)星(xing)之前的(de)(de)(de)(de)幾個月，科學家發現了它并用(yong)這(zhe)個綽號命名(ming)，因為(wei)(wei)它比(bi)大黑斑移動得更(geng)快。隨后圖像(xiang)顯(xian)示(shi)出(chu)還有比(bi)滑行(xing)(xing)車移動得更(geng)快的(de)(de)(de)(de)云團。小黑斑是(shi)一場(chang)南(nan)部的(de)(de)(de)(de)颶風(feng)風(feng)暴，在1989旅(lv)行(xing)(xing)者2號訪問期間(jian)，風(feng)速強度排在第二位(wei)。它最初(chu)是(shi)完(wan)全(quan)黑暗的(de)(de)(de)(de)，但在旅(lv)行(xing)(xing)者2號接近過程中，一個明亮(liang)的(de)(de)(de)(de)核心逐漸形成，大多數最高分辨(bian)率的(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)上都(dou)有。2007年(nian)又發現海(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)南(nan)極比(bi)其(qi)表(biao)面(mian)平(ping)均溫度（大約(yue)(yue)為(wei)(wei)-200℃）高出(chu)約(yue)(yue)10℃。這(zhe)樣高出(chu)10℃的(de)(de)(de)(de)溫度足以把甲烷(wan)釋放(fang)到太空，而在海(hai)王(wang)星(xing)其(qi)它區域的(de)(de)(de)(de)上層大氣(qi)層中甲烷(wan)是(shi)被(bei)凍結著(zhu)的(de)(de)(de)(de)。

海(hai)王星(xing)(xing)(xing)在(zai)類木行星(xing)(xing)(xing)中的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個獨(du)有特點(dian)就是高層(ceng)云(yun)彩在(zai)其下(xia)半透明(ming)的(de)(de)(de)(de)云(yun)基區域投下(xia)陰(yin)影。雖然海(hai)王星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)大氣遠比天王星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)活躍它(ta)們都是由(you)相同的(de)(de)(de)(de)氣體(ti)和冰組成(cheng)。天王星(xing)(xing)(xing)和海(hai)王星(xing)(xing)(xing)都不是木星(xing)(xing)(xing)和土星(xing)(xing)(xing)那(nei)種嚴格意義上(shang)的(de)(de)(de)(de)類木行星(xing)(xing)(xing)而屬于(yu)另一(yi)(yi)類的(de)(de)(de)(de)遠日行星(xing)(xing)(xing)，即它(ta)們有一(yi)(yi)個較大的(de)(de)(de)(de)固(gu)體(ti)核(he)而且還含有冰作為其組成(cheng)成(cheng)分。海(hai)王星(xing)(xing)(xing)表(biao)面溫度非常低，1989年測到(dao)的(de)(de)(de)(de)頂(ding)端云(yun)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)溫度低至-224℃（49K）。由(you)于(yu)季節的(de)(de)(de)(de)變化，海(hai)王星(xing)(xing)(xing)南(nan)半球的(de)(de)(de)(de)云(yun)帶的(de)(de)(de)(de)大小和反照率都在(zai)增加(jia)。這種趨勢最(zui)早(zao)發生在(zai)1980年，預計將持(chi)續到(dao)2020年左(zuo)右(you)。海(hai)王星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)長軌道(dao)周(zhou)期導致(zhi)四季持(chi)續40年。

風暴

海(hai)王(wang)星(xing)(xing)上(shang)(shang)的(de)(de)風(feng)(feng)暴(bao)是(shi)太(tai)陽(yang)系類木行星(xing)(xing)中最強的(de)(de)。考慮到它(ta)處于(yu)(yu)太(tai)陽(yang)系的(de)(de)外圍，所(suo)接(jie)受的(de)(de)太(tai)陽(yang)光(guang)照比地球上(shang)(shang)微弱(ruo)1000倍（仍然(ran)非常(chang)明(ming)亮，視(shi)星(xing)(xing)等-21），這(zhe)個現象和科(ke)學家們的(de)(de)原有的(de)(de)期望不(bu)符。曾經(jing)普遍認(ren)為行星(xing)(xing)離太(tai)陽(yang)越遠，驅動風(feng)(feng)暴(bao)的(de)(de)能(neng)量就(jiu)應該有越少。木星(xing)(xing)上(shang)(shang)的(de)(de)風(feng)(feng)速(su)(su)已達數百千米/小(xiao)時，而在(zai)更加遙遠的(de)(de)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)上(shang)(shang)，科(ke)學家發現風(feng)(feng)速(su)(su)沒有更慢而是(shi)更快了(le)（1600千米/小(xiao)時）。這(zhe)種明(ming)顯反常(chang)現象的(de)(de)一個可能(neng)原因是(shi)，如果風(feng)(feng)暴(bao)有足夠的(de)(de)能(neng)量，將會(hui)產生(sheng)湍(tuan)流，進而減慢風(feng)(feng)速(su)(su)（正如在(zai)木星(xing)(xing)上(shang)(shang)那樣(yang)）。然(ran)而在(zai)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)上(shang)(shang)，太(tai)陽(yang)能(neng)過(guo)于(yu)(yu)微弱(ruo)，一旦開始刮風(feng)(feng)，它(ta)們遇(yu)到很少的(de)(de)阻礙(ai)，從而能(neng)保持極高的(de)(de)速(su)(su)度。海(hai)王(wang)星(xing)(xing)釋放(fang)的(de)(de)能(neng)量比它(ta)從太(tai)陽(yang)得到的(de)(de)還多因而這(zhe)些風(feng)(feng)暴(bao)也可能(neng)有著尚未確定的(de)(de)內在(zai)能(neng)量來源(yuan)。

2007年又發現海(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)南極(ji)比其表面平均溫度（大(da)約為-200℃）高出約10℃。這樣高出10℃的(de)溫度足(zu)以(yi)把甲烷(wan)釋放(fang)到太(tai)(tai)空，而(er)在其它區域(yu)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)上層(ceng)大(da)氣(qi)層(ceng)中甲烷(wan)是(shi)被凍結著(zhu)(zhu)的(de)。這個相(xiang)對(dui)熱點的(de)形(xing)成(cheng)是(shi)因為海(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)軌道傾角(jiao)使(shi)得(de)其南極(ji)在過(guo)去(qu)的(de)40年受到太(tai)(tai)陽光照射，而(er)一海(hai)王(wang)星(xing)(xing)年相(xiang)當于(yu)165地球年。隨著(zhu)(zhu)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)慢慢地移近(jin)太(tai)(tai)陽，它南極(ji)將逐漸變暗，并(bing)且換成(cheng)北極(ji)被太(tai)(tai)陽光照亮，這將使(shi)得(de)甲烷(wan)釋放(fang)區域(yu)從南極(ji)轉移到北極(ji)。

磁層

海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)著(zhu)(zhu)與天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)類似(si)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)(ceng)，它(ta)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)相(xiang)對自轉軸有(you)著(zhu)(zhu)高達47°的(de)(de)(de)傾斜，并且偏(pian)離核心(xin)至少(shao)0.55半徑，或是(shi)(shi)(shi)(shi)偏(pian)離物理上的(de)(de)(de)中心(xin)13500千(qian)米。在(zai)航(hang)海(hai)(hai)家2號(hao)抵達海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)之前，天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)(ceng)傾斜假設是(shi)(shi)(shi)(shi)因為它(ta)躺著(zhu)(zhu)自轉的(de)(de)(de)結(jie)果，但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)，比較這兩顆(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，科(ke)學(xue)家認為這種(zhong)極(ji)端的(de)(de)(de)指向是(shi)(shi)(shi)(shi)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)內部流體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)特(te)征(zheng)。這個區域也許(xu)是(shi)(shi)(shi)(shi)一層(ceng)(ceng)導(dao)電體(ti)(ti)(ti)液體(ti)(ti)(ti)（可(ke)能(neng)是(shi)(shi)(shi)(shi)氨(an)、甲烷和(he)(he)水的(de)(de)(de)混(hun)合體(ti)(ti)(ti)）形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)對流層(ceng)(ceng)流體(ti)(ti)(ti)運(yun)動，造成(cheng)(cheng)發(fa)電機的(de)(de)(de)活動。磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)偶(ou)(ou)極(ji)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)在(zai)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)赤道大(da)(da)約是(shi)(shi)(shi)(shi)14微特(te)斯拉(la)（0.14高斯）海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)偶(ou)(ou)磁(ci)(ci)(ci)矩大(da)(da)約是(shi)(shi)(shi)(shi)2.2×10T·m（14μT·RN，此處RN是(shi)(shi)(shi)(shi)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)半徑）海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)因為非(fei)偶(ou)(ou)極(ji)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)，包括強度可(ke)能(neng)超過(guo)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)極(ji)矩的(de)(de)(de)強大(da)(da)四極(ji)矩，組合有(you)很大(da)(da)的(de)(de)(de)貢獻(xian)，因此在(zai)幾(ji)何結(jie)構(gou)上非(fei)常(chang)的(de)(de)(de)復雜。相(xiang)較之下地球、木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)土星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)四極(ji)矩都非(fei)常(chang)小，并且相(xiang)對于自轉軸的(de)(de)(de)傾角也都不大(da)(da)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)巨(ju)大(da)(da)的(de)(de)(de)四極(ji)矩也許(xu)是(shi)(shi)(shi)(shi)發(fa)電機偏(pian)離行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)中心(xin)和(he)(he)幾(ji)何強制性的(de)(de)(de)結(jie)果。

海(hai)(hai)王(wang)星(xing)的弓形激波(bo)，在(zai)那兒磁(ci)層開始減(jian)緩太陽風(feng)的速度，發生(sheng)在(zai)距離行星(xing)34.9行星(xing)半徑之處。磁(ci)層頂，磁(ci)層的壓力抵銷(xiao)太陽風(feng)的地方，位于23～26.5倍海(hai)(hai)王(wang)星(xing)半徑之處，磁(ci)尾至少延伸至72倍的海(hai)(hai)王(wang)星(xing)半徑，并(bing)且還會伸展至更(geng)遠。

光環

海王(wang)星(xing)(xing)也(ye)有光(guang)環(huan)(huan)。在地球上(shang)只(zhi)能觀察到暗(an)(an)(an)淡模糊的(de)(de)(de)(de)圓弧(hu)(hu)，而(er)非完整的(de)(de)(de)(de)光(guang)環(huan)(huan)。但(dan)旅(lv)行者(zhe)(zhe)2號(hao)的(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)顯(xian)示這些弧(hu)(hu)完全是由(you)亮塊組成的(de)(de)(de)(de)光(guang)環(huan)(huan)。其中的(de)(de)(de)(de)一(yi)個光(guang)環(huan)(huan)看上(shang)去似乎有奇特(te)的(de)(de)(de)(de)螺旋形結(jie)構。同(tong)天王(wang)星(xing)(xing)和木星(xing)(xing)一(yi)樣，海王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)光(guang)環(huan)(huan)十(shi)分(fen)暗(an)(an)(an)淡，但(dan)它(ta)們的(de)(de)(de)(de)內部(bu)(bu)結(jie)構仍是未知數。人(ren)們已命(ming)名(ming)了海王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)光(guang)環(huan)(huan)：最外面的(de)(de)(de)(de)是Adams（它(ta)包括三段(duan)明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)圓弧(hu)(hu)，今已分(fen)別命(ming)名(ming)為自(zi)由(you)Liberty，平等Equality和友(you)愛Fraternity），其次是一(yi)個未命(ming)名(ming)的(de)(de)(de)(de)包有Galatea衛(wei)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)弧(hu)(hu)然(ran)后(hou)是Leverrier（它(ta)向外延伸(shen)的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)叫(jiao)作Lassell和Arago），最里面暗(an)(an)(an)淡但(dan)很寬闊的(de)(de)(de)(de)叫(jiao)Galle。 這顆藍(lan)色行星(xing)(xing)有著暗(an)(an)(an)淡的(de)(de)(de)(de)天藍(lan)色圓環(huan)(huan)，但(dan)與(yu)土星(xing)(xing)比起來相(xiang)去甚遠(yuan)。當(dang)這些環(huan)(huan)由(you)以愛德華·奎南(nan)為首的(de)(de)(de)(de)團(tuan)隊發現(xian)時曾被認為也(ye)許(xu)是不完整的(de)(de)(de)(de)。然(ran)而(er)，“旅(lv)行者(zhe)(zhe)2號(hao)”的(de)(de)(de)(de)發現(xian)表明(ming)并非如(ru)(ru)此。這些行星(xing)(xing)環(huan)(huan)有一(yi)個特(te)別的(de)(de)(de)(de)“堆狀(zhuang)”結(jie)構。其起因如(ru)(ru)今不明(ming)，但(dan)也(ye)許(xu)可以歸結(jie)于附近軌(gui)道上(shang)的(de)(de)(de)(de)小衛(wei)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)引力相(xiang)互作用。

20世紀80年代中(zhong)期，認為(wei)海(hai)王星(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)不完整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)證據(ju)首次(ci)出現(xian)(xian)，當時觀測到海(hai)王星(xing)(xing)在(zai)掩星(xing)(xing)前后出現(xian)(xian)了(le)(le)(le)偶爾(er)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)額外(wai)(wai)“閃光”旅(lv)行者2號在(zai)1989年拍(pai)攝(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)像發(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)(le)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)包(bao)含(han)幾個(ge)(ge)微弱(ruo)圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)系統，從而解(jie)決了(le)(le)(le)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)問(wen)題。最(zui)外(wai)(wai)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)，亞(ya)當斯，包(bao)含(han)三段(duan)顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)弧，如今名為(wei)“Liberté”，“Egalité”和“Fraternité”（自由、平等、博愛）。弧的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)非常難于理解(jie)，因為(wei)運(yun)動定律預示弧應在(zai)不長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間內變成分(fen)布一致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)。如今認為(wei)環(huan)(huan)(huan)內側的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)海(hai)衛(wei)六的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引力作用(yong)束縛了(le)(le)(le)弧的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動。旅(lv)行者2號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相機(ji)發(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)(le)其(qi)他幾個(ge)(ge)環(huan)(huan)(huan)。除了(le)(le)(le)狹窄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)、距海(hai)王星(xing)(xing)中(zhong)心(xin)(xin)63000千(qian)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)亞(ya)當斯環(huan)(huan)(huan)之(zhi)外(wai)(wai)，勒維(wei)耶環(huan)(huan)(huan)距中(zhong)心(xin)(xin)53000千(qian)米(mi)，更(geng)寬(kuan)、更(geng)暗(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)伽勒環(huan)(huan)(huan)距中(zhong)心(xin)(xin)42000千(qian)米(mi)。勒維(wei)耶環(huan)(huan)(huan)外(wai)(wai)側的(de)(de)(de)(de)(de)(de)暗(an)淡圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)被命(ming)名為(wei)拉塞(sai)爾(er)；再往外(wai)(wai)是距中(zhong)心(xin)(xin)57000千(qian)米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Arago環(huan)(huan)(huan)。2005年新發(fa)表(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)在(zai)地球(qiu)上(shang)觀察的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)表(biao)明，海(hai)王星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)(huan)比原先以為(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)不穩定。凱克天(tian)文臺在(zai)2002年和2003年拍(pai)攝(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)像顯示，與“旅(lv)行者2號”拍(pai)攝(she)時相比，海(hai)王星(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)發(fa)生了(le)(le)(le)顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)退化，特別是“自由弧”，也許在(zai)一個(ge)(ge)世紀左右(you)就會消失(shi)。

衛星

海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)有14顆已(yi)知的(de)(de)天然衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)。海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)是(shi)(shi)(shi)僅有的(de)(de)一(yi)(yi)顆大型衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)，被(bei)(bei)威廉·拉(la)塞(sai)爾發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)于發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)17天后，與其他(ta)大型衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)不同，海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)運行(xing)于逆行(xing)軌(gui)(gui)道(dao)，說明它(ta)(ta)(ta)是(shi)(shi)(shi)被(bei)(bei)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)俘獲(huo)的(de)(de)，大概曾經(jing)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)個(ge)柯伊伯帶天體。它(ta)(ta)(ta)與海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)距離(li)足夠近使它(ta)(ta)(ta)被(bei)(bei)鎖定在(zai)(zai)同步軌(gui)(gui)道(dao)上，它(ta)(ta)(ta)將緩慢地經(jing)螺旋軌(gui)(gui)道(dao)接近海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)，當它(ta)(ta)(ta)到達洛(luo)希極(ji)限時最(zui)(zui)終將被(bei)(bei)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)引力撕開。海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)是(shi)(shi)(shi)太陽系中被(bei)(bei)測量的(de)(de)最(zui)(zui)冷的(de)(de)天體，溫度(du)為(wei)(wei)-235℃（38K）。海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)第二(er)個(ge)已(yi)知衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)（依距離(li)排列）是(shi)(shi)(shi)形狀不規(gui)(gui)則(ze)(ze)的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)，它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)是(shi)(shi)(shi)太陽系中離(li)心率(lv)最(zui)(zui)大的(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)(gui)道(dao)之一(yi)(yi)。從1989年(nian)7月到9月，“旅行(xing)者(zhe)2號(hao)”發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)六(liu)(liu)個(ge)新(xin)的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)。其中形狀不規(gui)(gui)則(ze)(ze)的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)八以擁有在(zai)(zai)其密度(du)下不會被(bei)(bei)它(ta)(ta)(ta)自身的(de)(de)引力變成球(qiu)體的(de)(de)最(zui)(zui)大體積而出名(ming)。盡(jin)管它(ta)(ta)(ta)是(shi)(shi)(shi)質量第二(er)大的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)，它(ta)(ta)(ta)只是(shi)(shi)(shi)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)質量的(de)(de)1/400。最(zui)(zui)靠近海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)四個(ge)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)，海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三、海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)四、海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五和(he)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六(liu)(liu)，軌(gui)(gui)道(dao)在(zai)(zai)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)環(huan)之內。第二(er)靠外(wai)的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)七在(zai)(zai)1981年(nian)它(ta)(ta)(ta)掩(yan)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)時候被(bei)(bei)觀(guan)察到。起初掩(yan)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)原因被(bei)(bei)歸結為(wei)(wei)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)環(huan)上的(de)(de)弧，但據(ju)1989年(nian)“旅行(xing)者(zhe)2號(hao)”的(de)(de)觀(guan)察，才發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)是(shi)(shi)(shi)由(you)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)造成的(de)(de)。2004年(nian)宣布了(le)在(zai)(zai)2002年(nian)和(he)2003之間發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)五個(ge)新(xin)的(de)(de)形狀不規(gui)(gui)則(ze)(ze)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)。由(you)于海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)得名(ming)于羅(luo)馬(ma)神話的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)神，它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)都(dou)以低等(deng)的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)神命名(ming)。SETI協會研究(jiu)員馬(ma)克·肖華特（Mark Showalter）2013年(nian)發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)圍繞海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)一(yi)(yi)顆新(xin)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)，編號(hao)為(wei)(wei)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)S/2004N1，直徑約為(wei)(wei)19千(qian)米(mi)，距地球(qiu)約48億千(qian)米(mi)。

形成與遷移

冰質巨(ju)行(xing)星(xing)(xing)(xing)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)和天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)形(xing)(xing)(xing)成，已經證明(ming)很難精確模(mo)擬。模(mo)型(xing)表明(ming)，太陽系(xi)外部區域的(de)物(wu)質密度太低，無法(fa)用傳統的(de)核心吸(xi)積(ji)方法(fa)來解(jie)釋如此大(da)(da)的(de)天(tian)體的(de)形(xing)(xing)(xing)成，因而(er)(er)人們提出(chu)了(le)各種假說來解(jie)釋它們的(de)形(xing)(xing)(xing)成。一(yi)(yi)種說法(fa)是，冰巨(ju)星(xing)(xing)(xing)不(bu)是由核心吸(xi)積(ji)形(xing)(xing)(xing)成的(de)，而(er)(er)是由原行(xing)星(xing)(xing)(xing)盤內的(de)不(bu)穩定性(xing)形(xing)(xing)(xing)成的(de)，后來它們的(de)大(da)(da)氣層被附(fu)近一(yi)(yi)顆大(da)(da)質量OB型(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)輻射炸飛了(le)，其中(zhong)一(yi)(yi)部分形(xing)(xing)(xing)成了(le)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)和海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)。

另一個假(jia)(jia)說是(shi)(shi)，它們(men)在離太陽(yang)更(geng)(geng)近的(de)地(di)方形成(cheng)，那里的(de)物質密度更(geng)(geng)高，然后(hou)(hou)在移(yi)(yi)除氣態原行星圓盤之(zhi)(zhi)后(hou)(hou)遷(qian)移(yi)(yi)到它們(men)當前(qian)的(de)軌道上。這(zhe)種(zhong)形成(cheng)后(hou)(hou)遷(qian)移(yi)(yi)的(de)假(jia)(jia)設是(shi)(shi)有利的(de)，因為它能夠(gou)更(geng)(geng)好地(di)解(jie)釋(shi)在跨海(hai)王星區域觀察(cha)到的(de)小(xiao)型天(tian)體的(de)構成(cheng)比(bi)例。最為廣泛接受的(de)對這(zhe)個假(jia)(jia)設細節的(de)解(jie)釋(shi)被稱為尼斯(si)模型，它探索了遷(qian)移(yi)(yi)的(de)海(hai)王星和(he)其他巨行星對柯伊伯(bo)帶(dai)結構的(de)影響。右圖是(shi)(shi)一個顯(xian)示外行星和(he)柯伊伯(bo)帶(dai)的(de)模擬：（a）在木星和(he)土星達到2:1共振(zhen)之(zhi)(zhi)前(qian)；（b）在海(hai)王星軌道移(yi)(yi)動后(hou)(hou)柯伊伯(bo)帶(dai)物體向(xiang)內(nei)散射后(hou)(hou)；（c）在木星射出散射的(de)柯伊伯(bo)帶(dai)天(tian)體之(zhi)(zhi)后(hou)(hou)。

觀測和探測

觀測

肉(rou)眼看不到海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)，其亮度介乎視星(xing)(xing)(xing)等+7.7和(he)+8.0，比木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)伽利略(lve)衛星(xing)(xing)(xing)，矮行(xing)星(xing)(xing)(xing)、谷神(shen)星(xing)(xing)(xing)和(he)小(xiao)行(xing)星(xing)(xing)(xing)、灶神(shen)星(xing)(xing)(xing)、智神(shen)星(xing)(xing)(xing)、虹神(shen)星(xing)(xing)(xing)、婚神(shen)星(xing)(xing)(xing)和(he)韶神(shen)星(xing)(xing)(xing)都(dou)暗。在(zai)(zai)(zai)天文望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)或(huo)優質(zhi)的(de)(de)雙筒望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)中(zhong)，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)顯現為一個小(xiao)小(xiao)的(de)(de)藍色圓盤(pan)，看上去與天王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)很(hen)相似。藍色來自(zi)在(zai)(zai)(zai)于(yu)它(ta)大氣中(zhong)的(de)(de)甲烷。它(ta)在(zai)(zai)(zai)視覺上的(de)(de)細小(xiao)給研究(jiu)造成(cheng)了(le)困(kun)難；多數從(cong)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)中(zhong)獲得(de)的(de)(de)數據是相當有(you)限的(de)(de)，直到出現哈勃(bo)太空望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)和(he)大型地基(ji)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)與自(zi)適應光(guang)學(xue)技術才獲得(de)改觀(guan)。對無線電頻段內海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)觀(guan)測表明，它(ta)既是連續發射(she)又是不規則(ze)爆發的(de)(de)來源(yuan)。這兩種輻射(she)源(yuan)都(dou)被認為是由其旋轉磁場產生的(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)光(guang)譜的(de)(de)紅(hong)外部分，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)風暴(bao)在(zai)(zai)(zai)較冷的(de)(de)背景下顯得(de)明亮，使得(de)這些特(te)征的(de)(de)大小(xiao)和(he)形狀很(hen)容易被跟蹤。

探測

1989年8月25日，美國(guo)航天局發射的(de)(de)旅(lv)行(xing)者2號探(tan)(tan)測器(qi)飛越海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)，這是(shi)人類首次(ci)用空間探(tan)(tan)測器(qi)探(tan)(tan)測海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)。它在距(ju)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)4827千(qian)米(mi)(mi)的(de)(de)最近點與海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)相會，從(cong)而使人類第一(yi)(yi)次(ci)看(kan)清了遠在距(ju)離地(di)(di)(di)球45億(yi)千(qian)米(mi)(mi)之外(wai)的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)面(mian)貌(mao)。它發現了海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)6顆新衛星(xing)(xing)(xing)(xing)，使其衛星(xing)(xing)(xing)(xing)總(zong)數增至8顆；首次(ci)發現海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)有5條(tiao)光(guang)環，其中(zhong)(zhong)(zhong)3條(tiao)暗淡、2條(tiao)明亮(liang)。從(cong)旅(lv)行(xing)者2號拍攝的(de)(de)6000多(duo)幅海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)照片中(zhong)(zhong)(zhong)發現，海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)南極(ji)周圍有兩條(tiao)寬約4345千(qian)米(mi)(mi)的(de)(de)巨(ju)大(da)(da)黑色風云(yun)帶和(he)一(yi)(yi)塊(kuai)面(mian)積(ji)有如(ru)地(di)(di)(di)球那么大(da)(da)的(de)(de)風暴區，它們(men)形(xing)成了像木星(xing)(xing)(xing)(xing)大(da)(da)紅(hong)斑那樣(yang)的(de)(de)大(da)(da)黑斑。這塊(kuai)大(da)(da)黑斑沿(yan)中(zhong)(zhong)(zhong)心軸(zhou)向(xiang)逆時(shi)(shi)針方向(xiang)旋轉(zhuan)，每轉(zhuan)360°需10天。海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)也有磁(ci)場和(he)輻(fu)射帶，大(da)(da)部分地(di)(di)(di)區有像地(di)(di)(di)球南北極(ji)那樣(yang)的(de)(de)極(ji)光(guang)。海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)大(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)層動蕩不定，大(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)含有由冰凍甲烷構成的(de)(de)白云(yun)和(he)大(da)(da)面(mian)積(ji)氣(qi)(qi)(qi)旋，跟隨在氣(qi)(qi)(qi)旋后面(mian)的(de)(de)是(shi)時(shi)(shi)速為640千(qian)米(mi)(mi)的(de)(de)颶風。海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)上空有一(yi)(yi)層因(yin)陽光(guang)照射大(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)層中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)甲烷而形(xing)成的(de)(de)煙(yan)霧。

海(hai)王(wang)星與(yu)太陽(yang)(yang)的(de)(de)平均距(ju)離為44.96億公(gong)(gong)里，是地球到(dao)太陽(yang)(yang)距(ju)離的(de)(de)30倍(bei)(bei)。海(hai)王(wang)星接收到(dao)太陽(yang)(yang)的(de)(de)光和熱(re)只(zhi)有地球的(de)(de)19%于是其表面覆蓋著(zhu)延綿幾千公(gong)(gong)里厚的(de)(de)冰(bing)層，外表則圍繞著(zhu)濃密的(de)(de)大(da)(da)氣，海(hai)王(wang)星的(de)(de)直徑49500公(gong)(gong)里，是地球的(de)(de)3.88倍(bei)(bei)體積有57個地球那么大(da)(da)，質量只(zhi)是地球的(de)(de)17倍(bei)(bei)多，所以其密度也相當小，海(hai)王(wang)星以每(mei)秒(miao)5.43公(gong)(gong)里的(de)(de)速度繞著(zhu)太陽(yang)(yang)公(gong)(gong)轉公(gong)(gong)轉一周需要花上(shang)164.8年，自轉一周15小時57分(fen)59秒(miao)。

海王星的(de)磁場和(he)天王星的(de)一(yi)樣，位置十(shi)分古怪，這(zhe)很可能(neng)是由于(yu)行星地殼中層傳導性的(de)物(wu)質(zhi)（大概是水）的(de)運(yun)動(dong)而(er)造成的(de)。

未來探測計劃

美國宇(yu)航局正(zheng)在研(yan)究可能進行的海王星(xing)探測任(ren)務。

美(mei)國宇(yu)航(hang)局在(zai)2005年(nian)提(ti)出發(fa)射海王星軌道探(tan)(tan)測(ce)(ce)器的(de)(de)構想，計劃于2016年(nian)發(fa)送(song)一(yi)個(ge)或兩(liang)個(ge)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器登(deng)陸(lu)海衛一(yi)，并(bing)探(tan)(tan)測(ce)(ce)海王星的(de)(de)大氣層，類似(si)伽利(li)略號(hao)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器的(de)(de)大氣探(tan)(tan)測(ce)(ce)器。

旗艦(jian)或(huo)基石任(ren)務(wu)是另(ling)一個可能進行的(de)海王星(xing)探測(ce)任(ren)務(wu)，需要超過10億美元的(de)資金。這些任(ren)務(wu)經費由美國宇航局和歐(ou)洲空(kong)間局共(gong)同負擔，這個未(wei)來(lai)計劃目標可能變成木衛二或(huo)土(tu)衛六，預計不會(hui)在2040年之前(qian)發射。

由(you)于天文學家(jia)對于探(tan)(tan)測(ce)海王星(xing)(xing)系統的興趣濃厚(hou)，一些學者認為美國宇航局負責的新(xin)疆界(jie)計劃任務（如新(xin)視(shi)野號和(he)朱(zhu)諾號）可(ke)以(yi)提供10億美元(yuan)資(zi)金，而探(tan)(tan)測(ce)器(qi)可(ke)以(yi)在2010年(nian)發(fa)射。這(zhe)個探(tan)(tan)測(ce)器(qi)不(bu)僅可(ke)以(yi)研究海王星(xing)(xing)及其(qi)系統而且(qie)也(ye)將經(jing)過(guo)(guo)木星(xing)(xing)及土星(xing)(xing)，并借由(you)其(qi)重力節省燃(ran)料，然后接(jie)近柯伊伯(bo)帶(dai)中兩個或三個天體。新(xin)地平(ping)線號在通過(guo)(guo)冥王星(xing)(xing)后也(ye)將探(tan)(tan)測(ce)其(qi)他目(mu)標。

世界紀錄

海王星是太陽(yang)系(xi)(xi)中離(li)太陽(yang)最遠(yuan)的行星，創造了太陽(yang)系(xi)(xi)中速(su)度(du)最快(kuai)的風、一個(ge)航(hang)天器(qi)到訪(fang)過的最多行星紀(ji)錄。（吉尼(ni)斯世界紀(ji)錄）