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發現

在(zai)最早的(de)觀(guan)測(ce)記(ji)錄(lu)中，伽(jia)利(li)(li)(li)略·伽(jia)利(li)(li)(li)雷（Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei）在(zai)1612年(nian)12月(yue)28日首度(du)觀(guan)測(ce)并(bing)描繪出海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)，1613年(nian)1月(yue)27日又再次(ci)觀(guan)測(ce)，但因(yin)為觀(guan)測(ce)的(de)位置在(zai)夜空中都(dou)靠(kao)近木(mu)星(xing)(xing)(xing)（海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)與木(mu)星(xing)(xing)(xing)處(chu)在(zai)合(he)的(de)位置），這兩次(ci)機會伽(jia)利(li)(li)(li)略都(dou)誤認海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)是(shi)一顆(ke)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)。因(yin)此，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)發現并(bing)不歸功于他。1612年(nian)12月(yue)，他第(di)一次(ci)觀(guan)測(ce)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)時，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)在(zai)天(tian)空中幾乎是(shi)靜止的(de)，因(yin)為那(nei)天(tian)它(ta)剛(gang)好逆(ni)行(xing)了。這種明(ming)顯的(de)反(fan)向運(yun)動(dong)是(shi)當地球的(de)軌道經過一顆(ke)外行(xing)星(xing)(xing)(xing)時產生的(de)。因(yin)為海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)才剛(gang)剛(gang)開(kai)始它(ta)的(de)年(nian)度(du)逆(ni)行(xing)周期，這顆(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)運(yun)動(dong)太微(wei)(wei)弱(ruo)了，伽(jia)利(li)(li)(li)略的(de)小型望遠鏡無法觀(guan)測(ce)到。2009年(nian)，墨(mo)爾(er)本大(da)學的(de)物理學家大(da)衛·杰美(mei)生宣稱，有(you)新(xin)的(de)證據(ju)表明(ming)伽(jia)利(li)(li)(li)略至少知道他看見的(de)星(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)相對于背景的(de)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)有(you)微(wei)(wei)量的(de)相對運(yun)動(dong)。

在(zai)1821年(nian)(nian)(nian)，法(fa)國天(tian)(tian)(tian)文學(xue)家亞(ya)歷斯(si)·布(bu)(bu)瓦爾（Alexis Bouvard）出(chu)(chu)版(ban)了天(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道表(biao)，隨后的(de)(de)(de)觀測顯示(shi)出(chu)(chu)與(yu)表(biao)中的(de)(de)(de)位(wei)(wei)置有(you)越(yue)來越(yue)大的(de)(de)(de)偏差，使(shi)得(de)布(bu)(bu)瓦爾假設有(you)一個攝(she)動(dong)體(ti)存在(zai)。在(zai)1843年(nian)(nian)(nian)約翰·柯(ke)西·亞(ya)當(dang)斯(si)計算出(chu)(chu)會影響(xiang)天(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)運動(dong)的(de)(de)(de)第八(ba)顆行(xing)(xing)星(xing)(xing)軌(gui)(gui)道，并將計算結果皇家天(tian)(tian)(tian)文學(xue)家喬治·艾里，他問了亞(ya)當(dang)斯(si)一些計算上(shang)的(de)(de)(de)問題，亞(ya)當(dang)斯(si)雖然草擬了答案但(dan)(dan)(dan)未(wei)曾回復。在(zai)1846年(nian)(nian)(nian)，法(fa)國工藝學(xue)院的(de)(de)(de)天(tian)(tian)(tian)文學(xue)教師奧本·勒(le)維耶（Urbain Le Verrier）在(zai)得(de)不到同(tong)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)支持下，以自己(ji)的(de)(de)(de)熱誠獨立完(wan)成(cheng)了海王(wang)星(xing)(xing)位(wei)(wei)置的(de)(de)(de)推算。但(dan)(dan)(dan)是，在(zai)同(tong)一年(nian)(nian)(nian)，約翰·赫歇耳也開(kai)始(shi)擁護以數(shu)學(xue)的(de)(de)(de)方法(fa)去(qu)搜(sou)尋行(xing)(xing)星(xing)(xing)，并說(shuo)服詹姆(mu)斯(si)·查理(li)士(shi)著手進(jin)行(xing)(xing)。在(zai)多次耽擱之后，查理(li)士(shi)在(zai)1846年(nian)(nian)(nian)7月勉(mian)強開(kai)始(shi)了搜(sou)尋的(de)(de)(de)工作；而(er)在(zai)同(tong)時，勒(le)維耶也說(shuo)服了柏林天(tian)(tian)(tian)文臺的(de)(de)(de)約翰·格(ge)弗里恩(en)·伽勒(le)（Johann Gottfried Galle）搜(sou)尋行(xing)(xing)星(xing)(xing)。當(dang)時仍是柏林天(tian)(tian)(tian)文臺的(de)(de)(de)學(xue)生達赫斯(si)特（Heinrich d'Arrest）表(biao)示(shi)正好(hao)完(wan)成(cheng)了勒(le)維耶預(yu)測天(tian)(tian)(tian)區的(de)(de)(de)最(zui)新星(xing)(xing)圖，可(ke)以作為(wei)尋找新行(xing)(xing)星(xing)(xing)時與(yu)恒星(xing)(xing)比對(dui)的(de)(de)(de)參考圖。在(zai)1846年(nian)(nian)(nian)9月23日晚間(jian)，海王(wang)星(xing)(xing)被發現(xian)了，與(yu)勒(le)維耶預(yu)測的(de)(de)(de)位(wei)(wei)置相距(ju)不到1°，但(dan)(dan)(dan)與(yu)亞(ya)當(dang)斯(si)預(yu)測的(de)(de)(de)位(wei)(wei)置相差10°。事(shi)后，查理(li)士(shi)發現(xian)他在(zai)8月時已經(jing)兩(liang)度觀測到海王(wang)星(xing)(xing)，但(dan)(dan)(dan)因(yin)為(wei)對(dui)這(zhe)件(jian)工作漫不經(jing)心而(er)未(wei)曾進(jin)一步的(de)(de)(de)核(he)對(dui)。

由于(yu)民族優越感和(he)民族主(zhu)義(yi)的影(ying)響，使得(de)發現海王星在(zai)英法兩國余波蕩漾，國際間的輿(yu)論最終迫使勒(le)維(wei)耶(ye)接受亞(ya)當(dang)(dang)斯也是(shi)共同的發現者。然而，在(zai)1998年，史(shi)學家才得(de)以重新(xin)檢視(shi)天(tian)文(wen)學家奧林·艾(ai)根（Olin Eggen）遺(yi)產中的海王星文(wen)件（來自(zi)格(ge)林威(wei)治天(tian)文(wen)臺的歷史(shi)文(wen)件，明顯是(shi)被(bei)奧林·艾(ai)根竊取近三(san)十年，在(zai)他逝世(shi)之(zhi)后才得(de)重見天(tian)日），在(zai)檢視(shi)過這些文(wen)件之(zhi)后，有些史(shi)學家認為亞(ya)當(dang)(dang)斯不應(ying)該得(de)到如同勒(le)維(wei)耶(ye)的殊榮。

命名

在(zai)發(fa)現之(zhi)后的(de)(de)一段時間(jian)，海王(wang)星(xing)不是(shi)被稱(cheng)為(wei)“天王(wang)星(xing)外的(de)(de)行星(xing)”就(jiu)是(shi)“勒維耶的(de)(de)行星(xing)”。伽雷是(shi)第一位建議取名的(de)(de)人，他(ta)建議的(de)(de)名稱(cheng)是(shi)Janus（雅努斯，羅馬神話中看(kan)守門戶的(de)(de)雙面神）。在(zai)英(ying)國，查(cha)理士將之(zhi)命(ming)名為(wei)Oceanus；在(zai)法(fa)國，阿(a)拉(la)貢(gong)（Fran?ois Arago）建議稱(cheng)為(wei)勒維耶，以回應法(fa)國之(zhi)外強烈的(de)(de)抗議聲(sheng)浪(lang)。

法(fa)國天(tian)(tian)文(wen)年(nian)歷(li)當時以(yi)赫(he)歇耳稱呼天(tian)(tian)王(wang)星，相對于以(yi)勒(le)維(wei)(wei)(wei)耶(ye)稱呼這顆新(xin)發(fa)現的(de)行(xing)星。同(tong)時，在分開和獨立的(de)場合，亞(ya)當斯(si)(si)建(jian)議(yi)修改天(tian)(tian)王(wang)星的(de)名稱為(wei)喬治，而(er)勒(le)維(wei)(wei)(wei)耶(ye)經由經度委員會建(jian)議(yi)以(yi)Neptune作為(wei)新(xin)行(xing)星的(de)名字。斯(si)(si)特魯維(wei)(wei)(wei)（Struve）在1846年(nian)12月(yue)29日于圣(sheng)彼(bi)得堡科學院挺身而(er)出(chu)支持勒(le)維(wei)(wei)(wei)耶(ye)建(jian)議(yi)的(de)名稱。

海王星

遠看海王星

內部構造

海王星

很快的(de)(de)(de)(de)(de)，海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)成為國際上被接受的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)名(ming)稱(cheng)(cheng)(cheng)。在(zai)(zai)羅馬神(shen)話(hua)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)Neptune（尼普(pu)頓）等同(tong)于(yu)希(xi)臘(la)神(shen)話(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)Poseidon（波(bo)塞冬），都是(shi)(shi)海(hai)神(shen)，因此(ci)中(zhong)(zhong)文(wen)翻譯(yi)成海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)。新(xin)發現的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)遵循(xun)了(le)行(xing)星(xing)(xing)(xing)以神(shen)話(hua)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)眾神(shen)為名(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)則(ze)，而除了(le)天王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)之(zhi)外(wai)，都是(shi)(shi)在(zai)(zai)遠古(gu)時代就被命(ming)名(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)。中(zhong)(zhong)文(wen)及韓文(wen)、日文(wen)和越南(nan)文(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)漢(han)字(zi)寫法都是(shi)(shi)“海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)”。在(zai)(zai)印(yin)度，這(zhe)顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)稱(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)(shi)Varuna（Devanāgarī），也是(shi)(shi)印(yin)度神(shen)話(hua)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)神(shen)，與(yu)希(xi)臘(la)-羅馬神(shen)話(hua)中(zhong)(zhong)Poseidon或Neptune的(de)(de)(de)(de)(de)意義是(shi)(shi)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)蒙古(gu)，海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)稱(cheng)(cheng)(cheng)為Dalain Van(Далайнван)，反映了(le)其同(tong)名(ming)神(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)角色是(shi)(shi)大海(hai)的(de)(de)(de)(de)(de)統治(zhi)者。在(zai)(zai)現代希(xi)臘(la)，人們仍舊將海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)稱(cheng)(cheng)(cheng)為波(bo)塞冬（Ποσειδ?να?,Poseidonas）。在(zai)(zai)希(xi)伯來語(yu)中(zhong)(zhong)，2009年希(xi)伯來語(yu)學院投票將海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)稱(cheng)(cheng)(cheng)稱(cheng)(cheng)(cheng)為???（Rahab），來自《圣經(jing)》中(zhong)(zhong)提到的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)怪，盡管現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)拉丁詞(ci)Neptun(?????)更為常用。在(zai)(zai)納瓦(wa)特爾語(yu)中(zhong)(zhong)，海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)被以雨神(shen)Tlāloc的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)字(zi)命(ming)名(ming)為Tlāloccītlalli。

從1846年(nian)(nian)發(fa)(fa)現(xian)(xian)海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)到(dao)1930年(nian)(nian)發(fa)(fa)現(xian)(xian)冥(ming)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)之(zhi)前，海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)是已(yi)知最遠(yuan)的行星(xing)(xing)(xing)(xing)。當冥(ming)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)被(bei)發(fa)(fa)現(xian)(xian)時，冥(ming)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)被(bei)認(ren)為(wei)(wei)是一(yi)(yi)顆行星(xing)(xing)(xing)(xing)，因此(ci)海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)為(wei)(wei)已(yi)知的第二遠(yuan)的行星(xing)(xing)(xing)(xing)，除了在1979年(nian)(nian)到(dao)1999年(nian)(nian)之(zhi)間，冥(ming)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的橢圓軌道使它比海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)離(li)太(tai)(tai)陽更(geng)近。1992年(nian)(nian)柯(ke)伊伯帶(dai)(dai)的發(fa)(fa)現(xian)(xian)導致(zhi)許多天文學家爭論冥(ming)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)應(ying)該被(bei)認(ren)為(wei)(wei)是一(yi)(yi)顆行星(xing)(xing)(xing)(xing)還是柯(ke)伊伯帶(dai)(dai)的一(yi)(yi)部分。2006年(nian)(nian)，國際天文聯合會首次定義(yi)了“行星(xing)(xing)(xing)(xing)”一(yi)(yi)詞，將冥(ming)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)踢(ti)除太(tai)(tai)陽系重新(xin)歸類為(wei)(wei)“矮行星(xing)(xing)(xing)(xing)”，使海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)再(zai)次成(cheng)為(wei)(wei)太(tai)(tai)陽系最外層的行星(xing)(xing)(xing)(xing)。

星體運動

公轉

海(hai)(hai)王星(xing)(xing)與太(tai)陽之間(jian)的(de)(de)平均(jun)距離為(wei)45億公里(li)，約30.1個天(tian)文(wen)單位（AU）。海(hai)(hai)王星(xing)(xing)的(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)周(zhou)期(qi)（年(nian)(nian)(nian)）大約相當(dang)于(yu)(yu)164.79地(di)球(qiu)年(nian)(nian)(nian),軌(gui)道(dao)(dao)傾角約為(wei)1.77°。海(hai)(hai)王星(xing)(xing)于(yu)(yu)2011年(nian)(nian)(nian)7月12日(ri)(ri)回到繞(rao)日(ri)(ri)公轉軌(gui)道(dao)(dao)上它(ta)(ta)被發現(xian)(xian)(xian)時(shi)的(de)(de)那(nei)個點。由(you)于(yu)(yu)地(di)球(qiu)處于(yu)(yu)其365.25天(tian)周(zhou)期(qi)軌(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)不同地(di)點，屆時(shi)從(cong)地(di)球(qiu)看到的(de)(de)海(hai)(hai)王星(xing)(xing)并不會(hui)處在(zai)它(ta)(ta)被發現(xian)(xian)(xian)時(shi)在(zai)天(tian)空中的(de)(de)那(nei)個位置(zhi)。從(cong)地(di)球(qiu)上觀察，海(hai)(hai)王星(xing)(xing)沖(chong)日(ri)(ri)周(zhou)期(qi)為(wei)367天(tian)，這(zhe)些周(zhou)期(qi)使它(ta)(ta)在(zai)2010年(nian)(nian)(nian)4月和7月以及2011年(nian)(nian)(nian)10月和11月接近1846年(nian)(nian)(nian)它(ta)(ta)被發現(xian)(xian)(xian)時(shi)的(de)(de)坐標。在(zai)2010年(nian)(nian)(nian)8月20日(ri)(ri)，海(hai)(hai)王星(xing)(xing)于(yu)(yu)發現(xian)(xian)(xian)它(ta)(ta)的(de)(de)1846年(nian)(nian)(nian)中的(de)(de)同一(yi)天(tian)再度沖(chong)日(ri)(ri)。

自轉

海(hai)王星(xing)(xing)(xing)的(de)軸向傾角(jiao)為28.32°，與(yu)地球（23°）和火星(xing)(xing)(xing)（25°）的(de)傾角(jiao)相似，因此，海(hai)王星(xing)(xing)(xing)經歷了與(yu)地球相似的(de)季節變(bian)化。海(hai)王星(xing)(xing)(xing)的(de)長軌(gui)道周期(qi)意味著四季持續40地球年。海(hai)王星(xing)(xing)(xing)的(de)自轉周期(qi)（日）是(shi)15小時57分59秒。

因為(wei)海王星(xing)(xing)不是一(yi)個固體(ti)，它的(de)大氣層會發(fa)生(sheng)差速旋轉(zhuan)。寬赤道帶的(de)自轉(zhuan)周期約為(wei)18小(xiao)時(shi)，比星(xing)(xing)體(ti)磁(ci)場的(de)16.1小(xiao)時(shi)自轉(zhuan)慢(man)。相反(fan)，在極性區域，旋轉(zhuan)周期為(wei)12小(xiao)時(shi)，反(fan)之亦然。海王星(xing)(xing)的(de)較差自轉(zhuan)是太陽系中最明顯的(de)，它會導致強(qiang)烈的(de)緯向風切(qie)變。

物理特性

質量

海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)為1.0247e+26千(qian)克，是(shi)(shi)介于地球和巨行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（指木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)）之間的(de)(de)(de)中等大小行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)：它(ta)(ta)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)是(shi)(shi)地球質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)17倍，是(shi)(shi)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)1/18。因為它(ta)(ta)們(men)質(zhi)(zhi)量(liang)較典型類(lei)木(mu)(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)小，而(er)且(qie)密度、組成成分(fen)、內部結構也與(yu)類(lei)木(mu)(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)顯著差(cha)別，海(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)常(chang)被(bei)歸為類(lei)木(mu)(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)一個子(zi)類(lei)：冰巨星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。在太(tai)陽系(xi)外行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)研究領域，海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)被(bei)用(yong)作(zuo)一個通用(yong)代號，指所(suo)發現的(de)(de)(de)有(you)(you)著類(lei)似海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)系(xi)外行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，就如(ru)同(tong)天文學家們(men)常(chang)常(chang)說的(de)(de)(de)那些(xie)系(xi)外“木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)”。

溫度

因(yin)為軌道(dao)距離太陽(yang)很遠(yuan)，海王星(xing)(xing)從太陽(yang)得到(dao)的(de)(de)熱(re)(re)量很少，所以海王星(xing)(xing)大(da)氣層(ceng)頂端溫度(du)只有-218℃（55K），而由大(da)氣層(ceng)頂端向內(nei)(nei)溫度(du)穩定上升。和天王星(xing)(xing)類(lei)似(si)，星(xing)(xing)球內(nei)(nei)部(bu)熱(re)(re)量的(de)(de)來(lai)源(yuan)(yuan)仍然是未知(zhi)的(de)(de)，而結果(guo)卻(que)是顯著的(de)(de)：作為太陽(yang)系最(zui)外側的(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)，海王星(xing)(xing)內(nei)(nei)部(bu)能量卻(que)大(da)到(dao)維持了(le)太陽(yang)系所有行(xing)星(xing)(xing)系統(tong)中(zhong)已知(zhi)的(de)(de)最(zui)高速風暴。對其內(nei)(nei)部(bu)熱(re)(re)源(yuan)(yuan)有幾(ji)種解(jie)釋，包括行(xing)星(xing)(xing)內(nei)(nei)核的(de)(de)放射(she)熱(re)(re)源(yuan)(yuan)，行(xing)星(xing)(xing)生成時吸(xi)積盤塌(ta)縮能量的(de)(de)散熱(re)(re)，還有重力波對平(ping)流圈界面的(de)(de)擾動。

成分

海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)內(nei)部(bu)結構和(he)(he)(he)(he)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)相(xiang)(xiang)似。行(xing)(xing)星(xing)(xing)核是(shi)一(yi)個(ge)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)大(da)概不超過一(yi)個(ge)地(di)(di)球質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)由巖石和(he)(he)(he)(he)冰(bing)構成的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合體(ti)。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)地(di)(di)幔總質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)相(xiang)(xiang)當于10到(dao)15個(ge)地(di)(di)球質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)，富含水，氨(an)(an)，甲烷(wan)和(he)(he)(he)(he)其(qi)它成分。作(zuo)為(wei)行(xing)(xing)星(xing)(xing)學慣例(li)，這種(zhong)混(hun)合物(wu)被叫(jiao)作(zuo)冰(bing)，雖然(ran)其(qi)實(shi)是(shi)高度(du)壓(ya)縮的(de)(de)(de)(de)(de)過熱流體(ti)。這種(zhong)高電導的(de)(de)(de)(de)(de)流體(ti)通(tong)常也(ye)被叫(jiao)作(zuo)水-氨(an)(an)海(hai)洋。大(da)氣(qi)層包(bao)括大(da)約從頂端向中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)(de)10%到(dao)20%，高層大(da)氣(qi)主由80%氫和(he)(he)(he)(he)19%氦組(zu)成。甲烷(wan)，氨(an)(an)和(he)(he)(he)(he)水的(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)隨高度(du)降低而(er)增加。更(geng)內(nei)部(bu)大(da)氣(qi)底端溫度(du)更(geng)高，密度(du)更(geng)大(da)，進而(er)逐漸和(he)(he)(he)(he)行(xing)(xing)星(xing)(xing)地(di)(di)幔的(de)(de)(de)(de)(de)過熱液(ye)體(ti)混(hun)為(wei)一(yi)體(ti)。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)內(nei)核的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力是(shi)地(di)(di)球表面大(da)氣(qi)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)數百萬(wan)倍通(tong)過比較轉速和(he)(he)(he)(he)扁率可知海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)分布不如(ru)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)集中(zhong)。

海王(wang)星的(de)地幔(man)相當于10到15個地球質量(liang)，富含水(shui)(shui)、氨和甲烷。按(an)照行星科學的(de)慣(guan)例(li)，這(zhe)種混合物被(bei)稱(cheng)為冰，即使(shi)它(ta)(ta)是一(yi)種熱(re)的(de)、致密的(de)流體。一(yi)個由氫(qing)分子組成的(de)導電性很強的(de)水(shui)(shui)，它(ta)(ta)有(you)時被(bei)稱(cheng)為水(shui)(shui)的(de)氫(qing)離子層，在更深(shen)層的(de)高級離子水(shui)(shui)中，氧結晶(jing)(jing)，而氫(qing)離子在氧晶(jing)(jing)格中自由漂浮(fu)。

另有一(yi)些研(yan)究人員(yuan)對(dui)鉆石(shi)(shi)(shi)熔點進行了(le)詳(xiang)細測量(liang)(liang)，當(dang)(dang)鉆石(shi)(shi)(shi)融化(hua)時就(jiu)像是(shi)(shi)水冷凍(dong)和融化(hua)的過程，在(zai)液(ye)態形(xing)式之上漂(piao)浮著固定形(xing)式鉆石(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)一(yi)種非常堅硬的物(wu)質，它很難(nan)被(bei)融化(hua)。由于當(dang)(dang)鉆石(shi)(shi)(shi)在(zai)高溫下加熱熔化(hua)容易變成石(shi)(shi)(shi)墨(mo)，因(yin)此研(yan)究人員(yuan)很難(nan)測量(liang)(liang)鉆石(shi)(shi)(shi)在(zai)變成石(shi)(shi)(shi)墨(mo)之前具(ju)體的熔點。科學家將鉆石(shi)(shi)(shi)暴露于高壓下使用激光轟擊(ji)鉆石(shi)(shi)(shi)表面，4000萬倍零海拔(ba)壓力的作用下，鉆石(shi)(shi)(shi)變成了(le)液(ye)態。當(dang)(dang)壓力降低(di)至(zhi)零海拔(ba)1100萬倍，溫度降低(di)至(zhi)5萬攝(she)氏(shi)度，固體成塊的鉆石(shi)(shi)(shi)便(bian)開(kai)始形(xing)成。

科學家發現一些事情(qing)并非他們之前所預計的(de)(de)那樣(yang)(yang)，當溫度降低至形(xing)成固(gu)態(tai)(tai)(tai)鉆(zhan)石(shi)的(de)(de)狀態(tai)(tai)(tai)下(xia)，形(xing)成的(de)(de)固(gu)態(tai)(tai)(tai)鉆(zhan)石(shi)并未(wei)沉下(xia)去，而(er)是漂浮在(zai)(zai)液態(tai)(tai)(tai)鉆(zhan)石(shi)的(de)(de)頂(ding)(ding)層，就像是鉆(zhan)石(shi)冰川(chuan)一樣(yang)(yang)。在(zai)(zai)海(hai)(hai)王星(xing)和(he)(he)天王星(xing)這樣(yang)(yang)的(de)(de)超大(da)氣態(tai)(tai)(tai)行星(xing)上，存(cun)在(zai)(zai)著(zhu)類(lei)似鉆(zhan)石(shi)液化的(de)(de)超高(gao)溫度和(he)(he)壓力。如海(hai)(hai)王星(xing)，在(zai)(zai)7000千(qian)米的(de)(de)深(shen)度，甲烷分解成鉆(zhan)石(shi)晶體，像冰雹一樣(yang)(yang)向下(xia)滴落(luo)。科學家還認為，這種鉆(zhan)石(shi)雨(yu)還會發生在(zai)(zai)木星(xing)、土(tu)星(xing)和(he)(he)天王星(xing)上。勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的(de)(de)超高(gao)壓實驗表(biao)明，地(di)幔(man)頂(ding)(ding)部可(ke)能是液態(tai)(tai)(tai)碳(tan)的(de)(de)海(hai)(hai)洋(yang)，上面漂浮著(zhu)固(gu)體鉆(zhan)石(shi)。

科學(xue)家唯一能確(que)定(ding)海王(wang)星和(he)天王(wang)星表(biao)面是否(fou)存在液態鉆石的方(fang)法就是發射科學(xue)探測(ce)器，或(huo)者在地球(qiu)模擬這些氣態行星的環境特征但(dan)以上的方(fang)法成(cheng)本都(dou)很(hen)高，需要多(duo)年時間進行準備。據悉，這項研究報告(gao)已發表(biao)在《自然(ran)物(wu)理學(xue)》期刊上。

核心

海王星的(de)(de)(de)核(he)心(xin)(xin)可能由鐵(tie)、鎳和硅(gui)酸鹽組(zu)成(cheng)，內(nei)部的(de)(de)(de)質量大(da)約(yue)是地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)1.2倍(bei)。中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的(de)(de)(de)壓力(li)為(wei)7 Mbar（700 GPa），大(da)約(yue)是地(di)球(qiu)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的(de)(de)(de)兩倍(bei)，溫度可能為(wei)5400 K。

大氣層

海(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)占總質量(liang)的(de)(de)(de)5%到10%，并向(xiang)核心延伸(shen)了(le)約10%到20%。在高海(hai)拔處(chu)(chu)，海(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)80%是(shi)氫，19%是(shi)氦(hai)，也存(cun)在著(zhu)微量(liang)的(de)(de)(de)甲(jia)烷。主(zhu)要的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)帶位于(yu)(yu)(yu)(yu)600納(na)米以上波長的(de)(de)(de)紅色(se)(se)和(he)(he)紅外線的(de)(de)(de)光譜(pu)位置。與天王(wang)星(xing)比較，它的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)是(shi)大(da)氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)甲(jia)烷部(bu)分(fen)，使海(hai)王(wang)星(xing)呈現藍(lan)色(se)(se)的(de)(de)(de)色(se)(se)調，雖然海(hai)王(wang)星(xing)活(huo)潑(po)的(de)(de)(de)淡(dan)青(qing)色(se)(se)不同于(yu)(yu)(yu)(yu)天王(wang)星(xing)柔(rou)和(he)(he)的(de)(de)(de)青(qing)色(se)(se)，由于(yu)(yu)(yu)(yu)海(hai)王(wang)星(xing)大(da)氣(qi)(qi)中的(de)(de)(de)甲(jia)烷含(han)量(liang)類似于(yu)(yu)(yu)(yu)天王(wang)星(xing)，一些(xie)未知的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)成分(fen)被(bei)認為(wei)有助(zhu)于(yu)(yu)(yu)(yu)海(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)顏色(se)(se)。海(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)可(ke)以細分(fen)為(wei)兩(liang)個主(zhu)要的(de)(de)(de)區域：低層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)對流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)，該(gai)處(chu)(chu)的(de)(de)(de)溫度隨(sui)高度降低；和(he)(he)平流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)，該(gai)處(chu)(chu)的(de)(de)(de)溫度隨(sui)著(zhu)高度增加。兩(liang)層(ceng)(ceng)(ceng)之間的(de)(de)(de)邊(bian)界，對流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)在氣(qi)(qi)壓為(wei)0.1巴（10kPa，1巴=0.1MPa=100kPa，約等于(yu)(yu)(yu)(yu)地球上1個標準(zhun)大(da)氣(qi)(qi)壓）處(chu)(chu)。平流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)在氣(qi)(qi)壓低于(yu)(yu)(yu)(yu)10至10微巴（1至10Pa）處(chu)(chu)成為(wei)熱(re)成層(ceng)(ceng)(ceng)，熱(re)成層(ceng)(ceng)(ceng)逐漸過渡為(wei)散逸層(ceng)(ceng)(ceng)。

模(mo)型(xing)表明海王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)對(dui)流層(ceng)(ceng)的(de)(de)云(yun)(yun)帶(dai)取決于不(bu)同(tong)海拔(ba)(ba)高度(du)的(de)(de)成(cheng)(cheng)分。高海拔(ba)(ba)的(de)(de)云(yun)(yun)出現于氣(qi)壓(ya)低于1帕(pa)之處，該處的(de)(de)溫(wen)度(du)使甲烷可(ke)以凝(ning)結(jie)。壓(ya)力(li)在(zai)1巴(ba)(ba)至5巴(ba)(ba)（100kPa至500kPa），被認為(wei)(wei)氨(an)和(he)硫(liu)化(hua)氫(qing)的(de)(de)云(yun)(yun)可(ke)以形成(cheng)(cheng)。壓(ya)力(li)在(zai)5巴(ba)(ba)以上(shang)，云(yun)(yun)可(ke)能(neng)包含氨(an)、硫(liu)化(hua)氨(an)、硫(liu)化(hua)氫(qing)和(he)水。更深處的(de)(de)水冰云(yun)(yun)可(ke)以在(zai)壓(ya)力(li)大約為(wei)(wei)50巴(ba)(ba)（5MPa）處被發(fa)現，該處的(de)(de)溫(wen)度(du)達(da)到0℃。在(zai)下面(mian)，可(ke)能(neng)會(hui)發(fa)現氨(an)和(he)硫(liu)化(hua)氫(qing)的(de)(de)云(yun)(yun)。海王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)高層(ceng)(ceng)的(de)(de)云(yun)(yun)會(hui)曾經(jing)被觀察(cha)到在(zai)低層(ceng)(ceng)云(yun)(yun)的(de)(de)頂部形成(cheng)(cheng)陰影，高層(ceng)(ceng)的(de)(de)云(yun)(yun)也(ye)(ye)會(hui)在(zai)相同(tong)的(de)(de)緯度(du)上(shang)環(huan)繞著行(xing)星(xing)(xing)運轉。這些環(huan)帶(dai)的(de)(de)寬度(du)大約在(zai)50至150千(qian)米，并且(qie)在(zai)低層(ceng)(ceng)云(yun)(yun)頂之上(shang)50至110千(qian)米。海王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)光譜(pu)顯示平(ping)流層(ceng)(ceng)的(de)(de)低層(ceng)(ceng)是(shi)(shi)朦朧的(de)(de)，這是(shi)(shi)因為(wei)(wei)紫外線造成(cheng)(cheng)甲烷光解的(de)(de)產物，例如乙(yi)烷和(he)乙(yi)炔，凝(ning)結(jie)。平(ping)流層(ceng)(ceng)也(ye)(ye)是(shi)(shi)微(wei)量的(de)(de)一氧化(hua)硫(liu)和(he)氰(qing)化(hua)氫(qing)的(de)(de)來(lai)源海王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)平(ping)流層(ceng)(ceng)因為(wei)(wei)碳氫(qing)化(hua)合物的(de)(de)濃度(du)較高，也(ye)(ye)比天王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)溫(wen)暖。

由于一(yi)(yi)些尚不(bu)清(qing)楚的(de)(de)(de)(de)(de)原因，這(zhe)顆(ke)行星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)成層(ceng)有著(zhu)大約750K的(de)(de)(de)(de)(de)異常高溫。要從太(tai)(tai)陽來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)紫(zi)外線輻射(she)獲得(de)熱(re)(re)量，對這(zhe)顆(ke)行星(xing)來(lai)說與太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)距離(li)是太(tai)(tai)遙遠了。一(yi)(yi)個(ge)假設的(de)(de)(de)(de)(de)加熱(re)(re)機制是行星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁場(chang)與離(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)交互(hu)作用；另一(yi)(yi)個(ge)假設是來(lai)自內部的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)力波(bo)在大氣層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗。熱(re)(re)成層(ceng)包含可(ke)以察覺到的(de)(de)(de)(de)(de)二氧化碳(tan)和(he)(he)水，其來(lai)源可(ke)能來(lai)自外部，例如流星(xing)體和(he)(he)塵埃(ai)。

氣候

海(hai)王(wang)(wang)星(xing)和天王(wang)(wang)星(xing)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個區別是典型氣(qi)象活(huo)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平，海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天氣(qi)特點是極端活(huo)躍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。1986年當旅(lv)行(xing)(xing)者(zhe)2號航天器飛經天王(wang)(wang)星(xing)時，該(gai)行(xing)(xing)星(xing)視覺上(shang)相當平淡，而在(zai)(zai)1989年旅(lv)行(xing)(xing)者(zhe)2號飛越期間，海(hai)王(wang)(wang)星(xing)展現了著(zhu)名(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天氣(qi)現象。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)有太陽系中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最高(gao)風(feng)(feng)速(su)(su)，據推測(ce)源于其(qi)內部熱流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)推動(dong)，其(qi)風(feng)(feng)速(su)(su)達(da)到超音速(su)(su)速(su)(su)度直(zhi)至大(da)(da)約(yue)2100千(qian)米(mi)/小時。在(zai)(zai)赤道帶區域，更(geng)加典型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)速(su)(su)能(neng)達(da)到大(da)(da)約(yue)1200千(qian)米(mi)/小時。根(gen)據蒲福風(feng)(feng)級(ji)(ji)即世界氣(qi)象組織所建議的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)級(ji)(ji)地(di)(di)球(qiu)風(feng)(feng)速(su)(su)最大(da)(da)為(wei)(wei)12級(ji)(ji)風(feng)(feng)，約(yue)118千(qian)米(mi)/小時。通過跟(gen)蹤持續云(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)測(ce)得，海(hai)王(wang)(wang)星(xing)風(feng)(feng)速(su)(su)在(zai)(zai)向(xiang)(xiang)東方(fang)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)速(su)(su)為(wei)(wei)20米(mi)/秒(miao)(miao)，向(xiang)(xiang)西風(feng)(feng)速(su)(su)為(wei)(wei)325米(mi)/秒(miao)(miao)，盛行(xing)(xing)風(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度從赤道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)400米(mi)/秒(miao)(miao)到兩極的(de)(de)(de)(de)(de)(de)250米(mi)/秒(miao)(miao)不等(deng)。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)多數(shu)風(feng)(feng)都朝(chao)著(zhu)與(yu)地(di)(di)球(qiu)自轉(zhuan)相反的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)(xiang)移動(dong)。風(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一般模式顯示，在(zai)(zai)高(gao)緯度地(di)(di)區是順行(xing)(xing)旋(xuan)轉(zhuan)，而在(zai)(zai)低緯度地(di)(di)區則是逆行(xing)(xing)旋(xuan)轉(zhuan)。流(liu)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異被認為(wei)(wei)是一種“趨膚效應(ying)”，而不是由任(ren)何(he)更(geng)深的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)過程造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)緯度70°S處，高(gao)速(su)(su)射流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度為(wei)(wei)300米(mi)/秒(miao)(miao)。

海王星赤(chi)道(dao)的甲烷(wan)、乙烷(wan)和(he)乙炔的豐度是(shi)兩極的10-100倍。這(zhe)被解釋為(wei)赤(chi)道(dao)上升流和(he)兩極附近下沉的證據，因(yin)為(wei)沒有經(jing)向環(huan)流，光化學(xue)無(wu)法解釋這(zhe)種分布。

大黑斑

1989年(nian)，美國航空航天(tian)局的旅行(xing)者(zhe)2號航天(tian)器發(fa)現了大黑(hei)斑（The Great Dark Spot）。在海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)表面的南(nan)緯22度(du)(du)(du)，有(you)的類似木星(xing)(xing)(xing)(xing)大紅斑及(ji)土(tu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大白(bai)(bai)斑的卵狀氣旋(xuan)，以(yi)大約(yue)16天(tian)的周(zhou)期一(yi)(yi)(yi)反時鐘方向(xiang)旋(xuan)轉，稱為(wei)“大黑(hei)斑”。由(you)于(yu)大黑(hei)斑每(mei)18.3小時左右(you)繞行(xing)海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)一(yi)(yi)(yi)圈，比(bi)海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的自轉周(zhou)期還(huan)要長，大黑(hei)斑附(fu)近的緯度(du)(du)(du)吹著速度(du)(du)(du)達300米每(mei)秒的強(qiang)烈西風。旅行(xing)者(zhe)2號還(huan)在南(nan)半(ban)球發(fa)現一(yi)(yi)(yi)個較(jiao)小的黑(hei)斑極一(yi)(yi)(yi)以(yi)大約(yue)16小時環(huan)繞行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)一(yi)(yi)(yi)周(zhou)的速度(du)(du)(du)飛(fei)馳的不規則的小團(tuan)白(bai)(bai)色煙，得知是(shi)“The Scooter”。它(ta)(ta)或(huo)許(xu)(xu)是(shi)一(yi)(yi)(yi)團(tuan)從大氣層低處(chu)上升(sheng)的羽狀物，但(dan)它(ta)(ta)真正的本(ben)質(zhi)還(huan)是(shi)一(yi)(yi)(yi)個謎。然(ran)而在1994年(nian)11月2日，哈勃望遠鏡(jing)對海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的觀(guan)察發(fa)現大黑(hei)斑竟然(ran)消(xiao)失了。它(ta)(ta)或(huo)許(xu)(xu)就這么消(xiao)散了，或(huo)許(xu)(xu)暫時被(bei)大氣層的其他部分所掩蓋。幾個月后(hou)哈勃望遠鏡(jing)在海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的北半(ban)球發(fa)現了一(yi)(yi)(yi)個新的黑(hei)斑。這表明海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的大氣層變(bian)化(hua)頻繁，這也許(xu)(xu)是(shi)因(yin)為(wei)云的頂部和底部溫度(du)(du)(du)差異的細微變(bian)化(hua)所引(yin)起的。

滑行車

滑行(xing)(xing)車（Scooter）是(shi)位于(yu)大(da)黑斑(ban)(ban)更南(nan)面的(de)(de)(de)另一場風(feng)暴(bao)，是(shi)一組白(bai)色云(yun)團。當(dang)1989年(nian)旅(lv)行(xing)(xing)者(zhe)2號造訪(fang)海(hai)王(wang)星(xing)之前的(de)(de)(de)幾個(ge)月(yue)，科學家(jia)發(fa)(fa)現(xian)了它(ta)(ta)并(bing)用這(zhe)個(ge)綽號命名，因為(wei)它(ta)(ta)比(bi)(bi)大(da)黑斑(ban)(ban)移動得(de)更快(kuai)(kuai)。隨后(hou)圖(tu)像(xiang)顯示出還有比(bi)(bi)滑行(xing)(xing)車移動得(de)更快(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)云(yun)團。小黑斑(ban)(ban)是(shi)一場南(nan)部的(de)(de)(de)颶(ju)風(feng)風(feng)暴(bao)，在(zai)1989旅(lv)行(xing)(xing)者(zhe)2號訪(fang)問(wen)期間，風(feng)速強度(du)(du)排在(zai)第二(er)位。它(ta)(ta)最(zui)初是(shi)完全黑暗的(de)(de)(de)，但在(zai)旅(lv)行(xing)(xing)者(zhe)2號接(jie)近過程中，一個(ge)明(ming)亮的(de)(de)(de)核(he)心逐漸(jian)形成，大(da)多數最(zui)高(gao)(gao)分辨率的(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)上都有。2007年(nian)又發(fa)(fa)現(xian)海(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)南(nan)極比(bi)(bi)其(qi)表面平均溫(wen)度(du)(du)（大(da)約為(wei)-200℃）高(gao)(gao)出約10℃。這(zhe)樣高(gao)(gao)出10℃的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)足以把甲烷釋放到(dao)太空，而(er)在(zai)海(hai)王(wang)星(xing)其(qi)它(ta)(ta)區域的(de)(de)(de)上層(ceng)大(da)氣層(ceng)中甲烷是(shi)被(bei)凍結著的(de)(de)(de)。

海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)在(zai)類木行星(xing)中的(de)(de)(de)一(yi)個獨(du)有(you)(you)特點(dian)就是高層云(yun)(yun)彩在(zai)其(qi)下半(ban)透明的(de)(de)(de)云(yun)(yun)基區(qu)域(yu)投下陰影。雖然海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)大氣遠比天(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)活躍它(ta)們(men)都(dou)是由相同(tong)的(de)(de)(de)氣體(ti)和(he)冰組成(cheng)。天(tian)王(wang)(wang)星(xing)和(he)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)都(dou)不(bu)是木星(xing)和(he)土(tu)星(xing)那種嚴格意義上(shang)的(de)(de)(de)類木行星(xing)而屬于(yu)另一(yi)類的(de)(de)(de)遠日行星(xing)，即(ji)它(ta)們(men)有(you)(you)一(yi)個較大的(de)(de)(de)固(gu)體(ti)核而且(qie)還含(han)有(you)(you)冰作(zuo)為其(qi)組成(cheng)成(cheng)分。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)表面溫度(du)非常低，1989年(nian)(nian)測(ce)到(dao)的(de)(de)(de)頂(ding)端云(yun)(yun)層的(de)(de)(de)溫度(du)低至-224℃（49K）。由于(yu)季(ji)節的(de)(de)(de)變化，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)南(nan)半(ban)球的(de)(de)(de)云(yun)(yun)帶(dai)的(de)(de)(de)大小和(he)反照率(lv)都(dou)在(zai)增(zeng)加(jia)。這種趨勢最早發(fa)生在(zai)1980年(nian)(nian)，預計將持續(xu)到(dao)2020年(nian)(nian)左(zuo)右。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)長軌道周期導致四季(ji)持續(xu)40年(nian)(nian)。

風暴

海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)上(shang)的(de)(de)風(feng)暴是太(tai)陽(yang)(yang)系類木行星(xing)中最強(qiang)的(de)(de)。考慮到(dao)它(ta)處于太(tai)陽(yang)(yang)系的(de)(de)外圍，所接受(shou)的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)光照比地球上(shang)微(wei)弱(ruo)1000倍（仍然非常明亮(liang)，視星(xing)等-21），這(zhe)個現(xian)象和科(ke)學家(jia)們的(de)(de)原(yuan)有(you)的(de)(de)期望不(bu)符。曾(ceng)經普遍認為(wei)行星(xing)離太(tai)陽(yang)(yang)越(yue)遠，驅動風(feng)暴的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)就應該有(you)越(yue)少。木星(xing)上(shang)的(de)(de)風(feng)速(su)已達數百千(qian)(qian)米/小(xiao)時，而(er)(er)在更加遙遠的(de)(de)海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)上(shang)，科(ke)學家(jia)發(fa)現(xian)風(feng)速(su)沒有(you)更慢(man)而(er)(er)是更快(kuai)了（1600千(qian)(qian)米/小(xiao)時）。這(zhe)種明顯(xian)反常現(xian)象的(de)(de)一個可(ke)能(neng)(neng)原(yuan)因是，如果風(feng)暴有(you)足夠(gou)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)，將會產生湍流，進(jin)而(er)(er)減慢(man)風(feng)速(su)（正如在木星(xing)上(shang)那樣(yang)）。然而(er)(er)在海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)上(shang)，太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)過(guo)于微(wei)弱(ruo)，一旦開始刮(gua)風(feng)，它(ta)們遇到(dao)很少的(de)(de)阻(zu)礙，從而(er)(er)能(neng)(neng)保持極高的(de)(de)速(su)度。海(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)釋放的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)比它(ta)從太(tai)陽(yang)(yang)得到(dao)的(de)(de)還多(duo)因而(er)(er)這(zhe)些風(feng)暴也可(ke)能(neng)(neng)有(you)著(zhu)尚未(wei)確定的(de)(de)內在能(neng)(neng)量(liang)來源。

2007年(nian)又發現海(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)南極(ji)比其(qi)(qi)表面平(ping)均溫度(du)（大(da)約(yue)為-200℃）高出(chu)約(yue)10℃。這樣高出(chu)10℃的(de)(de)(de)溫度(du)足以把(ba)甲(jia)烷釋(shi)放到(dao)(dao)太空，而在其(qi)(qi)它區域海(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)上(shang)層大(da)氣層中(zhong)甲(jia)烷是被凍(dong)結著的(de)(de)(de)。這個相對熱點(dian)的(de)(de)(de)形成是因(yin)為海(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)軌道(dao)傾角使得其(qi)(qi)南極(ji)在過去的(de)(de)(de)40年(nian)受(shou)到(dao)(dao)太陽光照(zhao)射，而一海(hai)王(wang)星(xing)(xing)年(nian)相當于165地球年(nian)。隨著海(hai)王(wang)星(xing)(xing)慢慢地移近太陽，它南極(ji)將(jiang)逐漸變暗，并(bing)且(qie)換成北(bei)極(ji)被太陽光照(zhao)亮，這將(jiang)使得甲(jia)烷釋(shi)放區域從(cong)南極(ji)轉移到(dao)(dao)北(bei)極(ji)。

磁層

海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)著與天王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層(ceng)，它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場相(xiang)(xiang)對自轉軸有(you)著高達(da)(da)47°的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傾斜(xie)，并且偏離核心(xin)至少0.55半(ban)徑，或是(shi)偏離物理上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中心(xin)13500千米(mi)。在(zai)(zai)航海(hai)(hai)家2號(hao)抵達(da)(da)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)之前(qian)，天王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層(ceng)傾斜(xie)假設(she)是(shi)因(yin)為它躺著自轉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)，但是(shi)，比(bi)較這兩顆行星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場，科學家認(ren)為這種(zhong)極(ji)(ji)(ji)(ji)端的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)指(zhi)向(xiang)是(shi)行星(xing)(xing)(xing)(xing)內部流(liu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征。這個區域也(ye)許是(shi)一(yi)層(ceng)導電(dian)(dian)體(ti)液(ye)體(ti)（可(ke)能是(shi)氨、甲烷和(he)水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合體(ti)）形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)對流(liu)層(ceng)流(liu)體(ti)運(yun)動(dong)，造成發電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活動(dong)。磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)(ji)成分在(zai)(zai)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)赤道(dao)大約是(shi)14微特(te)斯(si)拉（0.14高斯(si)）海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)磁(ci)(ci)矩(ju)(ju)大約是(shi)2.2×10T·m（14μT·RN，此處RN是(shi)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)徑）海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場因(yin)為非偶(ou)極(ji)(ji)(ji)(ji)成分，包括(kuo)強(qiang)度可(ke)能超(chao)過磁(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)(ji)矩(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)大四極(ji)(ji)(ji)(ji)矩(ju)(ju)，組合有(you)很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貢(gong)獻(xian)，因(yin)此在(zai)(zai)幾何(he)結(jie)構上非常的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復雜。相(xiang)(xiang)較之下地球、木星(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)土星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)四極(ji)(ji)(ji)(ji)矩(ju)(ju)都非常小，并且相(xiang)(xiang)對于自轉軸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傾角也(ye)都不大海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)四極(ji)(ji)(ji)(ji)矩(ju)(ju)也(ye)許是(shi)發電(dian)(dian)機(ji)偏離行星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中心(xin)和(he)幾何(he)強(qiang)制性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。

海(hai)王星(xing)的(de)(de)(de)弓形激波，在那兒磁(ci)層(ceng)(ceng)開始減緩太陽風(feng)的(de)(de)(de)速(su)度，發生在距(ju)離行(xing)星(xing)34.9行(xing)星(xing)半徑之處。磁(ci)層(ceng)(ceng)頂，磁(ci)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)壓(ya)力抵銷太陽風(feng)的(de)(de)(de)地方，位于23～26.5倍海(hai)王星(xing)半徑之處，磁(ci)尾至少延伸(shen)(shen)至72倍的(de)(de)(de)海(hai)王星(xing)半徑，并(bing)且還(huan)會伸(shen)(shen)展至更(geng)遠。

光環

海(hai)王星(xing)也有(you)光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)。在地球上(shang)只能觀察到暗淡(dan)模糊的(de)(de)(de)(de)圓弧，而非完(wan)整(zheng)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)。但(dan)(dan)旅行者2號的(de)(de)(de)(de)圖像顯(xian)示這(zhe)些弧完(wan)全是(shi)(shi)由(you)亮塊組成的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)。其中的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)看上(shang)去似乎有(you)奇特的(de)(de)(de)(de)螺旋(xuan)形結構。同天(tian)王星(xing)和木星(xing)一(yi)(yi)(yi)樣(yang)，海(hai)王星(xing)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)十分暗淡(dan)，但(dan)(dan)它們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)內部結構仍是(shi)(shi)未(wei)知數。人們(men)(men)已命(ming)名了海(hai)王星(xing)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)：最(zui)外面(mian)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)Adams（它包括三段(duan)明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)圓弧，今已分別命(ming)名為自由(you)Liberty，平(ping)等(deng)Equality和友愛Fraternity），其次是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)未(wei)命(ming)名的(de)(de)(de)(de)包有(you)Galatea衛星(xing)的(de)(de)(de)(de)弧然后是(shi)(shi)Leverrier（它向(xiang)外延(yan)伸的(de)(de)(de)(de)部分叫作Lassell和Arago），最(zui)里面(mian)暗淡(dan)但(dan)(dan)很(hen)寬闊(kuo)的(de)(de)(de)(de)叫Galle。 這(zhe)顆藍(lan)色(se)行星(xing)有(you)著暗淡(dan)的(de)(de)(de)(de)天(tian)藍(lan)色(se)圓環(huan)(huan)(huan)(huan)，但(dan)(dan)與土星(xing)比(bi)起(qi)來相(xiang)去甚遠。當(dang)這(zhe)些環(huan)(huan)(huan)(huan)由(you)以愛德華·奎南為首(shou)的(de)(de)(de)(de)團隊發現時曾被認為也許是(shi)(shi)不完(wan)整(zheng)的(de)(de)(de)(de)。然而，“旅行者2號”的(de)(de)(de)(de)發現表明并(bing)非如此。這(zhe)些行星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)有(you)一(yi)(yi)(yi)個(ge)特別的(de)(de)(de)(de)“堆(dui)狀”結構。其起(qi)因如今不明，但(dan)(dan)也許可以歸結于附近(jin)軌道(dao)上(shang)的(de)(de)(de)(de)小衛星(xing)的(de)(de)(de)(de)引力相(xiang)互作用。

20世紀(ji)80年(nian)代中期，認(ren)為海(hai)(hai)王(wang)星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)不完整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)證據首(shou)次(ci)出現(xian)，當(dang)時觀測到海(hai)(hai)王(wang)星(xing)在(zai)(zai)(zai)掩星(xing)前后出現(xian)了(le)偶爾(er)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)額外“閃光”旅行(xing)(xing)者2號(hao)(hao)在(zai)(zai)(zai)1989年(nian)拍攝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)發現(xian)了(le)這個包(bao)含(han)幾個微弱圓環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)系統，從而解決了(le)這個問題。最外層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓環(huan)(huan)(huan)(huan)，亞當(dang)斯，包(bao)含(han)三段顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)弧(hu)(hu)，如(ru)今名(ming)為“Liberté”，“Egalité”和(he)“Fraternité”（自由、平等(deng)、博愛(ai)）。弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)非(fei)常難于理解，因為運動定律預示弧(hu)(hu)應在(zai)(zai)(zai)不長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間內(nei)變成(cheng)分布一致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓環(huan)(huan)(huan)(huan)。如(ru)今認(ren)為環(huan)(huan)(huan)(huan)內(nei)側的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)海(hai)(hai)衛(wei)六(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力(li)作(zuo)用(yong)束縛了(le)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運動。旅行(xing)(xing)者2號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相機發現(xian)了(le)其他幾個環(huan)(huan)(huan)(huan)。除了(le)狹窄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)、距海(hai)(hai)王(wang)星(xing)中心(xin)(xin)63000千米的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)亞當(dang)斯環(huan)(huan)(huan)(huan)之(zhi)外，勒(le)(le)維耶(ye)環(huan)(huan)(huan)(huan)距中心(xin)(xin)53000千米，更寬、更暗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)伽勒(le)(le)環(huan)(huan)(huan)(huan)距中心(xin)(xin)42000千米。勒(le)(le)維耶(ye)環(huan)(huan)(huan)(huan)外側的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)暗淡圓環(huan)(huan)(huan)(huan)被命名(ming)為拉塞爾(er)；再(zai)往外是距中心(xin)(xin)57000千米的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Arago環(huan)(huan)(huan)(huan)。2005年(nian)新發表的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)在(zai)(zai)(zai)地(di)球(qiu)上觀察的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)表明，海(hai)(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)(huan)(huan)比(bi)原先以為的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)更不穩(wen)定。凱克天文臺在(zai)(zai)(zai)2002年(nian)和(he)2003年(nian)拍攝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)顯(xian)示，與“旅行(xing)(xing)者2號(hao)(hao)”拍攝時相比(bi)，海(hai)(hai)王(wang)星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)發生了(le)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)退化，特別是“自由弧(hu)(hu)”，也許在(zai)(zai)(zai)一個世紀(ji)左右就(jiu)會消失。

衛星

海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有14顆(ke)已知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)然衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)是(shi)僅有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)顆(ke)大型衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，被(bei)(bei)(bei)(bei)威廉·拉(la)塞爾發現(xian)(xian)于(yu)(yu)發現(xian)(xian)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)17天(tian)后，與其他大型衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)不同(tong)，海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)運行(xing)(xing)(xing)于(yu)(yu)逆行(xing)(xing)(xing)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)，說明它(ta)(ta)(ta)(ta)是(shi)被(bei)(bei)(bei)(bei)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)俘獲的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，大概曾(ceng)經(jing)是(shi)一(yi)(yi)個(ge)柯伊伯帶天(tian)體(ti)(ti)(ti)。它(ta)(ta)(ta)(ta)與海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離足(zu)夠(gou)近使它(ta)(ta)(ta)(ta)被(bei)(bei)(bei)(bei)鎖定在(zai)同(tong)步軌道(dao)(dao)(dao)(dao)上，它(ta)(ta)(ta)(ta)將緩慢地經(jing)螺(luo)旋軌道(dao)(dao)(dao)(dao)接近海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，當它(ta)(ta)(ta)(ta)到達洛希極限時最(zui)終將被(bei)(bei)(bei)(bei)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力撕開。海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)是(shi)太陽系(xi)中被(bei)(bei)(bei)(bei)測量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)冷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)體(ti)(ti)(ti)，溫度(du)為-235℃（38K）。海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)第二個(ge)已知衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（依距(ju)離排列）是(shi)形狀不規(gui)則的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二，它(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)是(shi)太陽系(xi)中離心率最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)之(zhi)一(yi)(yi)。從1989年7月(yue)到9月(yue)，“旅行(xing)(xing)(xing)者(zhe)(zhe)2號(hao)”發現(xian)(xian)了六(liu)個(ge)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。其中形狀不規(gui)則的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)八以擁有在(zai)其密度(du)下(xia)不會(hui)被(bei)(bei)(bei)(bei)它(ta)(ta)(ta)(ta)自身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力變成球(qiu)(qiu)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大體(ti)(ti)(ti)積而出名。盡管它(ta)(ta)(ta)(ta)是(shi)質(zhi)(zhi)量(liang)第二大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，它(ta)(ta)(ta)(ta)只是(shi)海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/400。最(zui)靠近海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)四個(ge)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三、海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)四、海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)和海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六(liu)，軌道(dao)(dao)(dao)(dao)在(zai)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)之(zhi)內。第二靠外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)七在(zai)1981年它(ta)(ta)(ta)(ta)掩星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候(hou)被(bei)(bei)(bei)(bei)觀察到。起初掩星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因被(bei)(bei)(bei)(bei)歸結為行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)環(huan)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)弧，但據(ju)1989年“旅行(xing)(xing)(xing)者(zhe)(zhe)2號(hao)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀察，才發現(xian)(xian)是(shi)由衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。2004年宣布了在(zai)2002年和2003之(zhi)間發現(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)五(wu)個(ge)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形狀不規(gui)則衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。由于(yu)(yu)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)得名于(yu)(yu)羅馬神話的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)神，它(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)都(dou)以低(di)等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)神命(ming)名。SETI協會(hui)研究員馬克·肖華特（Mark Showalter）2013年發現(xian)(xian)了圍繞海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)顆(ke)新衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，編(bian)號(hao)為海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)S/2004N1，直徑約(yue)為19千(qian)米，距(ju)地球(qiu)(qiu)約(yue)48億(yi)千(qian)米。

形成與遷移

冰(bing)質巨行星(xing)(xing)海王星(xing)(xing)和(he)天王星(xing)(xing)的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)，已(yi)經證(zheng)明很(hen)難精確模擬。模型表明，太陽系外部(bu)區域的(de)(de)物質密度太低，無法用傳統(tong)的(de)(de)核(he)心吸積方法來解釋如此大的(de)(de)天體的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)，因而人(ren)們提出了各(ge)種假說(shuo)來解釋它們的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)。一(yi)種說(shuo)法是，冰(bing)巨星(xing)(xing)不(bu)是由核(he)心吸積形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)，而是由原行星(xing)(xing)盤內的(de)(de)不(bu)穩(wen)定性形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)，后來它們的(de)(de)大氣層(ceng)被附近一(yi)顆大質量OB型星(xing)(xing)的(de)(de)輻射炸飛了，其中一(yi)部(bu)分形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)了天王星(xing)(xing)和(he)海王星(xing)(xing)。

另一個(ge)(ge)假說是(shi)，它(ta)們(men)在離太陽更(geng)近的(de)(de)(de)(de)地方形成，那里的(de)(de)(de)(de)物質密度(du)更(geng)高，然后(hou)在移(yi)(yi)除氣態(tai)原(yuan)行(xing)星(xing)(xing)圓盤(pan)之(zhi)后(hou)遷移(yi)(yi)到它(ta)們(men)當(dang)前(qian)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道上(shang)。這種形成后(hou)遷移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)假設(she)(she)是(shi)有利的(de)(de)(de)(de)，因為(wei)(wei)它(ta)能夠更(geng)好地解釋在跨海(hai)王星(xing)(xing)區(qu)域觀察(cha)到的(de)(de)(de)(de)小(xiao)型天體的(de)(de)(de)(de)構(gou)成比例。最為(wei)(wei)廣泛接受(shou)的(de)(de)(de)(de)對(dui)(dui)這個(ge)(ge)假設(she)(she)細(xi)節的(de)(de)(de)(de)解釋被稱為(wei)(wei)尼(ni)斯模型，它(ta)探索了遷移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)海(hai)王星(xing)(xing)和其他巨行(xing)星(xing)(xing)對(dui)(dui)柯伊(yi)(yi)伯(bo)帶(dai)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)影響。右(you)圖是(shi)一個(ge)(ge)顯示外行(xing)星(xing)(xing)和柯伊(yi)(yi)伯(bo)帶(dai)的(de)(de)(de)(de)模擬(ni)：（a）在木星(xing)(xing)和土星(xing)(xing)達到2:1共振之(zhi)前(qian)；（b）在海(hai)王星(xing)(xing)軌(gui)道移(yi)(yi)動后(hou)柯伊(yi)(yi)伯(bo)帶(dai)物體向內散射(she)后(hou)；（c）在木星(xing)(xing)射(she)出散射(she)的(de)(de)(de)(de)柯伊(yi)(yi)伯(bo)帶(dai)天體之(zhi)后(hou)。

觀測和探測

觀測

肉眼看不到海王星，其(qi)亮(liang)度介乎(hu)視(shi)星等+7.7和(he)+8.0，比木星的(de)(de)(de)(de)伽利略衛星，矮行星、谷神星和(he)小(xiao)行星、灶神星、智神星、虹神星、婚神星和(he)韶神星都暗。在(zai)天(tian)(tian)文望遠鏡(jing)(jing)或優質的(de)(de)(de)(de)雙筒望遠鏡(jing)(jing)中，海王星顯(xian)現(xian)為一(yi)個小(xiao)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)藍(lan)色圓盤，看上(shang)去與天(tian)(tian)王星很相(xiang)似。藍(lan)色來自(zi)在(zai)于(yu)它大氣中的(de)(de)(de)(de)甲烷。它在(zai)視(shi)覺上(shang)的(de)(de)(de)(de)細小(xiao)給研(yan)究造成了(le)困難；多(duo)數從望遠鏡(jing)(jing)中獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)數據是(shi)相(xiang)當有限的(de)(de)(de)(de)，直到出現(xian)哈勃太(tai)空望遠鏡(jing)(jing)和(he)大型(xing)地基望遠鏡(jing)(jing)與自(zi)適應光學技術才獲(huo)得改觀(guan)。對無線電頻段內海王星的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)表明，它既是(shi)連續發射又是(shi)不規則爆(bao)發的(de)(de)(de)(de)來源。這(zhe)(zhe)兩種輻射源都被認為是(shi)由(you)其(qi)旋轉磁場產生的(de)(de)(de)(de)。在(zai)光譜的(de)(de)(de)(de)紅(hong)外部分，海王星的(de)(de)(de)(de)風暴在(zai)較冷(leng)的(de)(de)(de)(de)背景下顯(xian)得明亮(liang)，使(shi)得這(zhe)(zhe)些(xie)特征的(de)(de)(de)(de)大小(xiao)和(he)形狀很容易被跟蹤。

探測

1989年(nian)8月(yue)25日，美國航天(tian)局(ju)發射的(de)(de)旅行者2號(hao)探測器飛越海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，這(zhe)是人類首次用空(kong)間探測器探測海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。它在(zai)距(ju)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)4827千米(mi)的(de)(de)最近點與海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)相(xiang)會，從(cong)而(er)(er)使(shi)(shi)人類第(di)一次看清了(le)遠在(zai)距(ju)離(li)地(di)(di)球45億千米(mi)之外(wai)的(de)(de)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)面貌。它發現(xian)了(le)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)6顆(ke)新衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，使(shi)(shi)其衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)總數增至8顆(ke)；首次發現(xian)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)5條光環，其中3條暗淡、2條明亮。從(cong)旅行者2號(hao)拍攝的(de)(de)6000多幅(fu)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)照片(pian)中發現(xian)，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)南(nan)極周圍有(you)(you)兩條寬約(yue)4345千米(mi)的(de)(de)巨大(da)(da)(da)黑(hei)色風(feng)云(yun)帶和(he)一塊(kuai)面積有(you)(you)如地(di)(di)球那(nei)么大(da)(da)(da)的(de)(de)風(feng)暴區，它們(men)形(xing)成了(le)像木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)大(da)(da)(da)紅斑(ban)那(nei)樣的(de)(de)大(da)(da)(da)黑(hei)斑(ban)。這(zhe)塊(kuai)大(da)(da)(da)黑(hei)斑(ban)沿中心軸向逆時針方向旋轉，每轉360°需10天(tian)。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也有(you)(you)磁場和(he)輻射帶，大(da)(da)(da)部分地(di)(di)區有(you)(you)像地(di)(di)球南(nan)北極那(nei)樣的(de)(de)極光。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)大(da)(da)(da)氣(qi)層(ceng)動(dong)蕩不定，大(da)(da)(da)氣(qi)中含有(you)(you)由冰凍(dong)甲烷構成的(de)(de)白云(yun)和(he)大(da)(da)(da)面積氣(qi)旋，跟隨在(zai)氣(qi)旋后面的(de)(de)是時速為640千米(mi)的(de)(de)颶風(feng)。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)上空(kong)有(you)(you)一層(ceng)因陽(yang)光照射大(da)(da)(da)氣(qi)層(ceng)中的(de)(de)甲烷而(er)(er)形(xing)成的(de)(de)煙霧。

海王(wang)星(xing)與太(tai)陽(yang)的(de)平均距(ju)離為44.96億公里(li)，是地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)到(dao)太(tai)陽(yang)距(ju)離的(de)30倍(bei)。海王(wang)星(xing)接收到(dao)太(tai)陽(yang)的(de)光(guang)和熱只有地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)19%于是其表面覆蓋著延綿幾千公里(li)厚的(de)冰層，外表則圍繞著濃密的(de)大(da)氣，海王(wang)星(xing)的(de)直(zhi)徑49500公里(li)，是地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)3.88倍(bei)體積有57個地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)那么(me)大(da)，質量只是地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)17倍(bei)多，所以其密度也相當小，海王(wang)星(xing)以每(mei)秒(miao)5.43公里(li)的(de)速度繞著太(tai)陽(yang)公轉(zhuan)公轉(zhuan)一周需要花上164.8年，自(zi)轉(zhuan)一周15小時57分(fen)59秒(miao)。

海(hai)王(wang)星(xing)的(de)磁場(chang)和天王(wang)星(xing)的(de)一樣(yang)，位(wei)置十分(fen)古(gu)怪，這(zhe)很可能是由(you)于行星(xing)地殼中(zhong)層傳導性的(de)物質（大(da)概是水）的(de)運(yun)動而造成(cheng)的(de)。

未來探測計劃

美國宇航局正(zheng)在(zai)研究可能進行的海王星探測任務。

美國宇航(hang)局在2005年(nian)提出發射海王星(xing)軌道探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)的(de)構想，計劃于2016年(nian)發送一(yi)個或兩個探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)登陸海衛一(yi)，并探(tan)(tan)測(ce)(ce)海王星(xing)的(de)大氣層，類(lei)似伽利略號探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)的(de)大氣探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)。

旗(qi)艦或基(ji)石任務(wu)是另(ling)一個可能(neng)進行的(de)海王(wang)星探(tan)測任務(wu)，需要超過10億美元的(de)資金(jin)。這些任務(wu)經(jing)費由(you)美國(guo)宇航局(ju)(ju)和(he)歐洲空間局(ju)(ju)共(gong)同負擔，這個未來計劃目(mu)標(biao)可能(neng)變(bian)成木衛二或土(tu)衛六，預計不(bu)會在2040年之前發(fa)射(she)。

由于(yu)天文(wen)學家(jia)對于(yu)探(tan)測(ce)海王星系(xi)統(tong)的興趣濃厚，一些學者認為美國宇航局負責(ze)的新(xin)(xin)疆界(jie)計劃任務(wu)（如新(xin)(xin)視野(ye)號(hao)和朱諾號(hao)）可以(yi)提供10億美元資(zi)金，而探(tan)測(ce)器(qi)可以(yi)在2010年發射。這(zhe)個探(tan)測(ce)器(qi)不僅可以(yi)研究(jiu)海王星及(ji)其(qi)系(xi)統(tong)而且(qie)也將經(jing)過木(mu)星及(ji)土星，并(bing)借由其(qi)重力節省燃料，然后(hou)接近柯伊伯帶(dai)中兩(liang)個或三個天體。新(xin)(xin)地平線號(hao)在通(tong)過冥(ming)王星后(hou)也將探(tan)測(ce)其(qi)他目(mu)標。

世界紀錄

海王(wang)星(xing)是(shi)太(tai)陽系中離(li)太(tai)陽最(zui)(zui)遠的行星(xing)，創造(zao)了(le)太(tai)陽系中速(su)度最(zui)(zui)快的風(feng)、一個航天器(qi)到訪(fang)過的最(zui)(zui)多行星(xing)紀錄(lu)。（吉尼斯世界紀錄(lu)）