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發現

在最早的(de)(de)觀測記(ji)錄(lu)中(zhong)(zhong)，伽(jia)利略(lve)(lve)·伽(jia)利雷(lei)（Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei）在1612年12月(yue)28日(ri)首度(du)觀測并描繪出海王(wang)(wang)星(xing)(xing)，1613年1月(yue)27日(ri)又(you)再次觀測，但因(yin)為(wei)(wei)(wei)觀測的(de)(de)位置在夜空中(zhong)(zhong)都(dou)靠近(jin)木星(xing)(xing)（海王(wang)(wang)星(xing)(xing)與木星(xing)(xing)處在合的(de)(de)位置），這(zhe)兩次機會伽(jia)利略(lve)(lve)都(dou)誤認海王(wang)(wang)星(xing)(xing)是(shi)一(yi)顆恒星(xing)(xing)。因(yin)此，海王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)發現(xian)并不歸功于他(ta)。1612年12月(yue)，他(ta)第一(yi)次觀測海王(wang)(wang)星(xing)(xing)時，海王(wang)(wang)星(xing)(xing)在天(tian)空中(zhong)(zhong)幾乎是(shi)靜止(zhi)的(de)(de)，因(yin)為(wei)(wei)(wei)那天(tian)它剛(gang)好逆行(xing)了。這(zhe)種(zhong)明顯的(de)(de)反(fan)向運(yun)(yun)動(dong)是(shi)當地(di)球的(de)(de)軌道經過一(yi)顆外行(xing)星(xing)(xing)時產生的(de)(de)。因(yin)為(wei)(wei)(wei)海王(wang)(wang)星(xing)(xing)才(cai)剛(gang)剛(gang)開始它的(de)(de)年度(du)逆行(xing)周期(qi)，這(zhe)顆行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)太微弱了，伽(jia)利略(lve)(lve)的(de)(de)小型望遠鏡無法觀測到。2009年，墨(mo)爾本大學的(de)(de)物理學家大衛·杰美生宣稱，有新的(de)(de)證據表明伽(jia)利略(lve)(lve)至少知道他(ta)看見的(de)(de)星(xing)(xing)星(xing)(xing)相(xiang)對(dui)(dui)于背(bei)景的(de)(de)恒星(xing)(xing)有微量的(de)(de)相(xiang)對(dui)(dui)運(yun)(yun)動(dong)。

在(zai)(zai)(zai)1821年(nian)，法國(guo)天(tian)文(wen)(wen)學(xue)(xue)家亞(ya)(ya)歷斯(si)(si)(si)·布瓦爾（Alexis Bouvard）出版了(le)(le)(le)(le)天(tian)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)軌道表，隨后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)觀測(ce)顯示出與(yu)表中的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置有(you)越來越大的(de)(de)(de)(de)(de)偏差，使得布瓦爾假設有(you)一個攝動體存在(zai)(zai)(zai)。在(zai)(zai)(zai)1843年(nian)約翰(han)(han)·柯西·亞(ya)(ya)當(dang)(dang)斯(si)(si)(si)計算出會(hui)影響天(tian)王(wang)星(xing)運動的(de)(de)(de)(de)(de)第八顆行(xing)星(xing)軌道，并(bing)將計算結果皇家天(tian)文(wen)(wen)學(xue)(xue)家喬治·艾里，他問了(le)(le)(le)(le)亞(ya)(ya)當(dang)(dang)斯(si)(si)(si)一些計算上的(de)(de)(de)(de)(de)問題，亞(ya)(ya)當(dang)(dang)斯(si)(si)(si)雖然草擬了(le)(le)(le)(le)答案但未(wei)曾回(hui)復。在(zai)(zai)(zai)1846年(nian)，法國(guo)工(gong)藝學(xue)(xue)院的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)文(wen)(wen)學(xue)(xue)教師奧本·勒(le)維(wei)耶（Urbain Le Verrier）在(zai)(zai)(zai)得不到同行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)支(zhi)持(chi)下，以(yi)自己的(de)(de)(de)(de)(de)熱誠獨立(li)完(wan)成(cheng)了(le)(le)(le)(le)海(hai)王(wang)星(xing)位(wei)(wei)(wei)置的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)算。但是，在(zai)(zai)(zai)同一年(nian)，約翰(han)(han)·赫歇耳也開始(shi)擁護以(yi)數學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法去搜尋行(xing)星(xing)，并(bing)說(shuo)服詹姆斯(si)(si)(si)·查理士(shi)著手進(jin)行(xing)。在(zai)(zai)(zai)多次(ci)耽擱之后(hou)，查理士(shi)在(zai)(zai)(zai)1846年(nian)7月勉強開始(shi)了(le)(le)(le)(le)搜尋的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)；而(er)在(zai)(zai)(zai)同時(shi)，勒(le)維(wei)耶也說(shuo)服了(le)(le)(le)(le)柏(bo)林天(tian)文(wen)(wen)臺的(de)(de)(de)(de)(de)約翰(han)(han)·格(ge)弗里恩·伽勒(le)（Johann Gottfried Galle）搜尋行(xing)星(xing)。當(dang)(dang)時(shi)仍是柏(bo)林天(tian)文(wen)(wen)臺的(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)生達赫斯(si)(si)(si)特(te)（Heinrich d'Arrest）表示正好完(wan)成(cheng)了(le)(le)(le)(le)勒(le)維(wei)耶預(yu)測(ce)天(tian)區的(de)(de)(de)(de)(de)最新星(xing)圖，可以(yi)作(zuo)為(wei)尋找新行(xing)星(xing)時(shi)與(yu)恒(heng)星(xing)比對的(de)(de)(de)(de)(de)參(can)考(kao)圖。在(zai)(zai)(zai)1846年(nian)9月23日晚間，海(hai)王(wang)星(xing)被發現了(le)(le)(le)(le)，與(yu)勒(le)維(wei)耶預(yu)測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置相距不到1°，但與(yu)亞(ya)(ya)當(dang)(dang)斯(si)(si)(si)預(yu)測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置相差10°。事(shi)后(hou)，查理士(shi)發現他在(zai)(zai)(zai)8月時(shi)已經兩度觀測(ce)到海(hai)王(wang)星(xing)，但因為(wei)對這件工(gong)作(zuo)漫不經心而(er)未(wei)曾進(jin)一步的(de)(de)(de)(de)(de)核對。

由于民族優越感和(he)民族主義的(de)影(ying)響(xiang)，使得(de)發現海(hai)王星(xing)在英法兩國余波蕩(dang)漾，國際間的(de)輿論最(zui)終(zhong)迫使勒維耶接受亞當(dang)斯(si)也是共同的(de)發現者。然(ran)而(er)，在1998年，史(shi)(shi)學家才(cai)(cai)得(de)以重新檢視天文(wen)(wen)學家奧林·艾根(gen)（Olin Eggen）遺(yi)產中的(de)海(hai)王星(xing)文(wen)(wen)件（來自(zi)格林威(wei)治天文(wen)(wen)臺(tai)的(de)歷史(shi)(shi)文(wen)(wen)件，明(ming)顯是被奧林·艾根(gen)竊取近三(san)十年，在他逝世之(zhi)后(hou)才(cai)(cai)得(de)重見(jian)天日），在檢視過這(zhe)些文(wen)(wen)件之(zhi)后(hou)，有些史(shi)(shi)學家認為(wei)亞當(dang)斯(si)不應該得(de)到如同勒維耶的(de)殊榮(rong)。

命名

在發(fa)現(xian)之后的(de)一段時(shi)間，海(hai)王(wang)星(xing)不(bu)是(shi)被稱為(wei)“天王(wang)星(xing)外的(de)行星(xing)”就是(shi)“勒(le)維耶的(de)行星(xing)”。伽雷是(shi)第一位建議(yi)取(qu)名(ming)的(de)人，他(ta)建議(yi)的(de)名(ming)稱是(shi)Janus（雅努(nu)斯，羅馬神話中看守(shou)門戶的(de)雙面神）。在英(ying)國，查(cha)理士(shi)將(jiang)之命(ming)名(ming)為(wei)Oceanus；在法國，阿拉貢(gong)（Fran?ois Arago）建議(yi)稱為(wei)勒(le)維耶，以(yi)回應法國之外強烈的(de)抗議(yi)聲浪。

法國天(tian)文年歷當(dang)時以(yi)(yi)赫歇耳稱呼天(tian)王星，相對于以(yi)(yi)勒維(wei)耶稱呼這顆新(xin)(xin)發現的(de)行(xing)(xing)星。同時，在(zai)(zai)分開和獨立(li)的(de)場合，亞當(dang)斯建(jian)議修(xiu)改天(tian)王星的(de)名稱為(wei)(wei)喬(qiao)治(zhi)，而勒維(wei)耶經(jing)由經(jing)度委員會(hui)建(jian)議以(yi)(yi)Neptune作(zuo)為(wei)(wei)新(xin)(xin)行(xing)(xing)星的(de)名字。斯特魯維(wei)（Struve）在(zai)(zai)1846年12月29日(ri)于圣彼得堡科(ke)學(xue)院挺(ting)身而出支持(chi)勒維(wei)耶建(jian)議的(de)名稱。

海王星

遠看海王星

內部構造

海王星

很(hen)快(kuai)的(de)(de)(de)，海(hai)(hai)(hai)(hai)王星(xing)成為(wei)(wei)國際(ji)上(shang)被(bei)接受的(de)(de)(de)新(xin)名(ming)(ming)稱(cheng)。在(zai)羅(luo)(luo)馬(ma)神話中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Neptune（尼普頓(dun)）等同(tong)于希(xi)臘神話的(de)(de)(de)Poseidon（波(bo)塞冬），都是(shi)(shi)海(hai)(hai)(hai)(hai)神，因此(ci)中(zhong)(zhong)(zhong)文(wen)翻譯(yi)成海(hai)(hai)(hai)(hai)王星(xing)。新(xin)發現的(de)(de)(de)行(xing)星(xing)遵循了行(xing)星(xing)以(yi)神話中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)眾神為(wei)(wei)名(ming)(ming)的(de)(de)(de)原(yuan)則，而除了天王星(xing)之(zhi)外，都是(shi)(shi)在(zai)遠古時代就被(bei)命名(ming)(ming)的(de)(de)(de)。中(zhong)(zhong)(zhong)文(wen)及(ji)韓文(wen)、日文(wen)和越(yue)南文(wen)的(de)(de)(de)漢(han)字寫法都是(shi)(shi)“海(hai)(hai)(hai)(hai)王星(xing)”。在(zai)印(yin)度，這顆行(xing)星(xing)的(de)(de)(de)名(ming)(ming)稱(cheng)是(shi)(shi)Varuna（Devanāgarī），也是(shi)(shi)印(yin)度神話中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)神，與希(xi)臘-羅(luo)(luo)馬(ma)神話中(zhong)(zhong)(zhong)Poseidon或(huo)Neptune的(de)(de)(de)意(yi)義是(shi)(shi)相同(tong)的(de)(de)(de)。在(zai)蒙古，海(hai)(hai)(hai)(hai)王星(xing)稱(cheng)為(wei)(wei)Dalain Van(Далайнван)，反映了其同(tong)名(ming)(ming)神的(de)(de)(de)角色是(shi)(shi)大海(hai)(hai)(hai)(hai)的(de)(de)(de)統(tong)治(zhi)者。在(zai)現代希(xi)臘，人們仍舊將(jiang)(jiang)海(hai)(hai)(hai)(hai)王星(xing)稱(cheng)為(wei)(wei)波(bo)塞冬（Ποσειδ?να?,Poseidonas）。在(zai)希(xi)伯來(lai)(lai)語(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)，2009年希(xi)伯來(lai)(lai)語(yu)學(xue)院投票將(jiang)(jiang)海(hai)(hai)(hai)(hai)王星(xing)的(de)(de)(de)名(ming)(ming)稱(cheng)稱(cheng)為(wei)(wei)???（Rahab），來(lai)(lai)自《圣(sheng)經(jing)》中(zhong)(zhong)(zhong)提到的(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)怪，盡管(guan)現有的(de)(de)(de)拉丁詞Neptun(?????)更(geng)為(wei)(wei)常(chang)用。在(zai)納(na)瓦特爾語(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)，海(hai)(hai)(hai)(hai)王星(xing)被(bei)以(yi)雨神Tlāloc的(de)(de)(de)名(ming)(ming)字命名(ming)(ming)為(wei)(wei)Tlāloccītlalli。

從(cong)1846年(nian)(nian)(nian)發現(xian)(xian)海王(wang)(wang)星(xing)(xing)到(dao)1930年(nian)(nian)(nian)發現(xian)(xian)冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)之前(qian)，海王(wang)(wang)星(xing)(xing)是已(yi)知最遠(yuan)的行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)。當冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)被(bei)發現(xian)(xian)時，冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)被(bei)認(ren)為(wei)(wei)是一(yi)顆行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)，因此海王(wang)(wang)星(xing)(xing)成(cheng)為(wei)(wei)已(yi)知的第二遠(yuan)的行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)，除(chu)了(le)(le)在1979年(nian)(nian)(nian)到(dao)1999年(nian)(nian)(nian)之間，冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的橢圓軌(gui)道使(shi)它比海王(wang)(wang)星(xing)(xing)離(li)太陽(yang)更近。1992年(nian)(nian)(nian)柯伊伯(bo)帶的發現(xian)(xian)導(dao)致許多(duo)天(tian)文學家爭論(lun)冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)應該被(bei)認(ren)為(wei)(wei)是一(yi)顆行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)還是柯伊伯(bo)帶的一(yi)部分。2006年(nian)(nian)(nian)，國際天(tian)文聯合會首次定義(yi)了(le)(le)“行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)”一(yi)詞(ci)，將冥(ming)王(wang)(wang)星(xing)(xing)踢除(chu)太陽(yang)系重新歸類為(wei)(wei)“矮(ai)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)”，使(shi)海王(wang)(wang)星(xing)(xing)再次成(cheng)為(wei)(wei)太陽(yang)系最外層的行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)。

星體運動

公轉

海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)與(yu)太陽之間的(de)平均距離為(wei)(wei)45億公里，約(yue)(yue)30.1個天(tian)文單位（AU）。海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)軌(gui)(gui)道周期(qi)（年(nian)）大(da)約(yue)(yue)相當于(yu)(yu)164.79地(di)球年(nian),軌(gui)(gui)道傾角約(yue)(yue)為(wei)(wei)1.77°。海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)于(yu)(yu)2011年(nian)7月(yue)12日(ri)回(hui)到繞日(ri)公轉(zhuan)軌(gui)(gui)道上它被(bei)發(fa)現(xian)時的(de)那(nei)個點(dian)。由于(yu)(yu)地(di)球處于(yu)(yu)其(qi)365.25天(tian)周期(qi)軌(gui)(gui)道的(de)不(bu)同(tong)地(di)點(dian)，屆時從地(di)球看到的(de)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)并不(bu)會處在它被(bei)發(fa)現(xian)時在天(tian)空中的(de)那(nei)個位置。從地(di)球上觀察，海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)沖(chong)日(ri)周期(qi)為(wei)(wei)367天(tian)，這些周期(qi)使它在2010年(nian)4月(yue)和(he)7月(yue)以(yi)及2011年(nian)10月(yue)和(he)11月(yue)接近(jin)1846年(nian)它被(bei)發(fa)現(xian)時的(de)坐標。在2010年(nian)8月(yue)20日(ri)，海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)于(yu)(yu)發(fa)現(xian)它的(de)1846年(nian)中的(de)同(tong)一(yi)天(tian)再度(du)沖(chong)日(ri)。

自轉

海王星(xing)(xing)的(de)軸向傾角為(wei)28.32°，與(yu)地球（23°）和火星(xing)(xing)（25°）的(de)傾角相似(si)，因此(ci)，海王星(xing)(xing)經歷了與(yu)地球相似(si)的(de)季(ji)節變(bian)化。海王星(xing)(xing)的(de)長軌道周期意味(wei)著(zhu)四季(ji)持續40地球年。海王星(xing)(xing)的(de)自轉周期（日）是15小時57分59秒(miao)。

因為(wei)海王星不是一個固體，它(ta)(ta)的(de)大氣層會發生差速旋轉。寬赤道帶的(de)自轉周期約為(wei)18小(xiao)時，比星體磁(ci)場的(de)16.1小(xiao)時自轉慢。相(xiang)反(fan)，在(zai)極性區域，旋轉周期為(wei)12小(xiao)時，反(fan)之亦然。海王星的(de)較(jiao)差自轉是太(tai)陽系中(zhong)最明顯的(de)，它(ta)(ta)會導致強烈(lie)的(de)緯向風切變。

物理特性

質量

海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)質(zhi)(zhi)量為1.0247e+26千克(ke)，是(shi)介(jie)于地(di)球(qiu)(qiu)和巨行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（指(zhi)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)）之間的(de)中等(deng)大小行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)：它的(de)質(zhi)(zhi)量是(shi)地(di)球(qiu)(qiu)質(zhi)(zhi)量的(de)17倍(bei)，是(shi)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)量的(de)1/18。因為它們質(zhi)(zhi)量較典型類(lei)(lei)(lei)木(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)小，而且(qie)密度、組成成分(fen)、內部結構也與類(lei)(lei)(lei)木(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有顯著(zhu)差別，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)一起常常被歸為類(lei)(lei)(lei)木(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)一個(ge)子(zi)類(lei)(lei)(lei)：冰(bing)巨星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。在(zai)太陽(yang)系外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)研究(jiu)領(ling)域，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)被用(yong)作一個(ge)通用(yong)代(dai)號，指(zhi)所發現的(de)有著(zhu)類(lei)(lei)(lei)似海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)量的(de)系外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，就如同天(tian)文學家們常常說(shuo)的(de)那(nei)些(xie)系外(wai)“木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)”。

溫度

因為軌(gui)道(dao)距(ju)離(li)太(tai)(tai)陽很遠，海(hai)王(wang)星從太(tai)(tai)陽得到(dao)的(de)熱(re)(re)量很少，所(suo)以海(hai)王(wang)星大氣(qi)層頂端(duan)溫(wen)度只有(you)-218℃（55K），而由大氣(qi)層頂端(duan)向內溫(wen)度穩定上升。和天王(wang)星類似(si)，星球內部(bu)熱(re)(re)量的(de)來源(yuan)(yuan)仍然(ran)是(shi)未知的(de)，而結果(guo)卻(que)(que)是(shi)顯著的(de)：作為太(tai)(tai)陽系最(zui)外側的(de)行(xing)(xing)星，海(hai)王(wang)星內部(bu)能量卻(que)(que)大到(dao)維持(chi)了太(tai)(tai)陽系所(suo)有(you)行(xing)(xing)星系統中已(yi)知的(de)最(zui)高速風暴。對其(qi)內部(bu)熱(re)(re)源(yuan)(yuan)有(you)幾種解釋(shi)，包括行(xing)(xing)星內核(he)的(de)放射熱(re)(re)源(yuan)(yuan)，行(xing)(xing)星生成時吸積盤塌縮能量的(de)散(san)熱(re)(re)，還有(you)重力波對平流圈界面的(de)擾動。

成分

海王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)內部結構(gou)和(he)(he)天王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)相(xiang)似(si)。行(xing)星(xing)核(he)是(shi)一個質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)大(da)概不(bu)超過一個地(di)(di)球(qiu)(qiu)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)由巖石和(he)(he)冰構(gou)成(cheng)(cheng)的(de)(de)混(hun)合(he)體(ti)。海王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)地(di)(di)幔(man)總質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)相(xiang)當于10到15個地(di)(di)球(qiu)(qiu)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)，富(fu)含水，氨(an)，甲(jia)烷(wan)(wan)和(he)(he)其(qi)它(ta)成(cheng)(cheng)分(fen)。作(zuo)為行(xing)星(xing)學慣例，這種(zhong)混(hun)合(he)物(wu)被叫作(zuo)冰，雖然其(qi)實是(shi)高度(du)壓(ya)(ya)縮(suo)的(de)(de)過熱流體(ti)。這種(zhong)高電導的(de)(de)流體(ti)通常也被叫作(zuo)水-氨(an)海洋(yang)。大(da)氣(qi)層包括(kuo)大(da)約(yue)從頂(ding)端向中心(xin)的(de)(de)10%到20%，高層大(da)氣(qi)主由80%氫和(he)(he)19%氦組成(cheng)(cheng)。甲(jia)烷(wan)(wan)，氨(an)和(he)(he)水的(de)(de)含量(liang)(liang)隨高度(du)降低而(er)(er)增(zeng)加。更內部大(da)氣(qi)底端溫度(du)更高，密度(du)更大(da)，進而(er)(er)逐(zhu)漸和(he)(he)行(xing)星(xing)地(di)(di)幔(man)的(de)(de)過熱液(ye)體(ti)混(hun)為一體(ti)。海王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)內核(he)的(de)(de)壓(ya)(ya)力是(shi)地(di)(di)球(qiu)(qiu)表面大(da)氣(qi)壓(ya)(ya)的(de)(de)數百萬倍(bei)通過比較轉速和(he)(he)扁率可知海王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)布不(bu)如天王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)集中。

海王星(xing)(xing)的(de)(de)地幔相當于10到15個地球質量，富含水(shui)、氨(an)和甲烷(wan)。按照行星(xing)(xing)科學的(de)(de)慣例，這種(zhong)混合物被稱(cheng)(cheng)為冰(bing)，即使(shi)它是一種(zhong)熱的(de)(de)、致密的(de)(de)流(liu)體。一個由(you)氫(qing)分(fen)子(zi)(zi)(zi)組成的(de)(de)導電性很強的(de)(de)水(shui)，它有(you)時被稱(cheng)(cheng)為水(shui)的(de)(de)氫(qing)離子(zi)(zi)(zi)層，在更深(shen)層的(de)(de)高級離子(zi)(zi)(zi)水(shui)中，氧(yang)結(jie)晶，而氫(qing)離子(zi)(zi)(zi)在氧(yang)晶格中自由(you)漂浮。

另有一些研究(jiu)人(ren)(ren)員(yuan)對鉆石(shi)熔(rong)(rong)點(dian)進行了詳細測量(liang)，當鉆石(shi)融(rong)化(hua)時就(jiu)像是(shi)水冷凍和融(rong)化(hua)的(de)過程，在液(ye)態形(xing)式之(zhi)上漂浮(fu)著(zhu)固定(ding)形(xing)式鉆石(shi)是(shi)一種非常(chang)堅硬的(de)物質(zhi)，它(ta)很難被融(rong)化(hua)。由于(yu)(yu)當鉆石(shi)在高溫(wen)下(xia)加熱熔(rong)(rong)化(hua)容易(yi)變成石(shi)墨，因此研究(jiu)人(ren)(ren)員(yuan)很難測量(liang)鉆石(shi)在變成石(shi)墨之(zhi)前具體(ti)的(de)熔(rong)(rong)點(dian)。科學家將鉆石(shi)暴露于(yu)(yu)高壓下(xia)使用激光(guang)轟擊鉆石(shi)表面，4000萬(wan)倍零(ling)(ling)海(hai)拔(ba)壓力的(de)作用下(xia)，鉆石(shi)變成了液(ye)態。當壓力降低(di)至零(ling)(ling)海(hai)拔(ba)1100萬(wan)倍，溫(wen)度(du)降低(di)至5萬(wan)攝氏度(du)，固體(ti)成塊的(de)鉆石(shi)便開(kai)始形(xing)成。

科學(xue)家(jia)發現一些事情并非他們之(zhi)前所預(yu)計(ji)的(de)(de)那樣(yang)，當溫度降低至形(xing)成(cheng)固態(tai)(tai)鉆(zhan)(zhan)石(shi)的(de)(de)狀態(tai)(tai)下，形(xing)成(cheng)的(de)(de)固態(tai)(tai)鉆(zhan)(zhan)石(shi)并未沉下去，而是漂(piao)浮在(zai)液(ye)(ye)態(tai)(tai)鉆(zhan)(zhan)石(shi)的(de)(de)頂(ding)層，就像是鉆(zhan)(zhan)石(shi)冰川一樣(yang)。在(zai)海(hai)王(wang)星(xing)和(he)(he)天(tian)王(wang)星(xing)這(zhe)樣(yang)的(de)(de)超大氣態(tai)(tai)行星(xing)上(shang)，存在(zai)著類似鉆(zhan)(zhan)石(shi)液(ye)(ye)化的(de)(de)超高溫度和(he)(he)壓力。如海(hai)王(wang)星(xing)，在(zai)7000千(qian)米的(de)(de)深度，甲烷分解(jie)成(cheng)鉆(zhan)(zhan)石(shi)晶體，像冰雹(bao)一樣(yang)向(xiang)下滴(di)落。科學(xue)家(jia)還(huan)認為，這(zhe)種(zhong)鉆(zhan)(zhan)石(shi)雨還(huan)會發生在(zai)木星(xing)、土星(xing)和(he)(he)天(tian)王(wang)星(xing)上(shang)。勞倫斯利弗莫爾國(guo)家(jia)實驗(yan)室的(de)(de)超高壓實驗(yan)表明，地幔頂(ding)部可能是液(ye)(ye)態(tai)(tai)碳的(de)(de)海(hai)洋，上(shang)面漂(piao)浮著固體鉆(zhan)(zhan)石(shi)。

科學家唯一(yi)能確定海王(wang)星和天(tian)王(wang)星表面是(shi)否存在液態鉆石的方(fang)法就是(shi)發射科學探(tan)測器，或(huo)者(zhe)在地球模擬這些(xie)氣態行(xing)(xing)星的環境特(te)征但以上的方(fang)法成本都很高，需要多年時間進(jin)行(xing)(xing)準備。據悉，這項研究報告已發表在《自然物理學》期刊上。

核心

海王星的(de)(de)核心可(ke)能(neng)由鐵、鎳和(he)硅酸鹽組成(cheng)，內部的(de)(de)質量(liang)大(da)約是地球(qiu)的(de)(de)1.2倍。中(zhong)(zhong)心的(de)(de)壓力為7 Mbar（700 GPa），大(da)約是地球(qiu)中(zhong)(zhong)心的(de)(de)兩倍，溫度可(ke)能(neng)為5400 K。

大氣層

海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)大(da)氣占總質量的(de)(de)(de)5%到10%，并向核心延伸了約10%到20%。在(zai)(zai)高海(hai)(hai)(hai)(hai)拔處(chu)，海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)大(da)氣層(ceng)(ceng)80%是氫，19%是氦(hai)，也存在(zai)(zai)著(zhu)微(wei)量的(de)(de)(de)甲(jia)烷。主要的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)帶位于(yu)(yu)600納(na)米(mi)以(yi)上(shang)波長的(de)(de)(de)紅色和紅外線的(de)(de)(de)光譜位置(zhi)。與天王(wang)星(xing)(xing)比較，它的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)是大(da)氣層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)甲(jia)烷部分(fen)(fen)，使海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)呈現藍色的(de)(de)(de)色調，雖(sui)然海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)活潑的(de)(de)(de)淡青色不同于(yu)(yu)天王(wang)星(xing)(xing)柔和的(de)(de)(de)青色，由于(yu)(yu)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)大(da)氣中的(de)(de)(de)甲(jia)烷含量類似于(yu)(yu)天王(wang)星(xing)(xing)，一些未知的(de)(de)(de)大(da)氣成分(fen)(fen)被認為有助(zhu)于(yu)(yu)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)顏色。海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)大(da)氣層(ceng)(ceng)可以(yi)細分(fen)(fen)為兩個(ge)主要的(de)(de)(de)區域(yu)：低層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)對流(liu)層(ceng)(ceng)，該(gai)(gai)處(chu)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)隨高度(du)降(jiang)低；和平流(liu)層(ceng)(ceng)，該(gai)(gai)處(chu)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)隨著(zhu)高度(du)增(zeng)加。兩層(ceng)(ceng)之間的(de)(de)(de)邊界，對流(liu)層(ceng)(ceng)在(zai)(zai)氣壓為0.1巴（10kPa，1巴=0.1MPa=100kPa，約等于(yu)(yu)地球上(shang)1個(ge)標準大(da)氣壓）處(chu)。平流(liu)層(ceng)(ceng)在(zai)(zai)氣壓低于(yu)(yu)10至10微(wei)巴（1至10Pa）處(chu)成為熱成層(ceng)(ceng)，熱成層(ceng)(ceng)逐漸過渡為散逸層(ceng)(ceng)。

模(mo)型(xing)表明海(hai)王星(xing)對流層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)帶(dai)取(qu)決于不同海(hai)拔高(gao)(gao)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分。高(gao)(gao)海(hai)拔的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)出現(xian)(xian)于氣壓(ya)低于1帕之處，該(gai)處的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)使甲(jia)烷(wan)可以凝結。壓(ya)力(li)(li)在(zai)1巴至(zhi)5巴（100kPa至(zhi)500kPa），被認(ren)為(wei)氨(an)和硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)可以形(xing)成(cheng)。壓(ya)力(li)(li)在(zai)5巴以上(shang)，云(yun)可能包(bao)含氨(an)、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氨(an)、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫和水(shui)。更深處的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)冰云(yun)可以在(zai)壓(ya)力(li)(li)大(da)約(yue)為(wei)50巴（5MPa）處被發(fa)現(xian)(xian)，該(gai)處的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)達到0℃。在(zai)下面(mian)，可能會發(fa)現(xian)(xian)氨(an)和硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)。海(hai)王星(xing)高(gao)(gao)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)會曾經被觀(guan)察到在(zai)低層云(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)頂部形(xing)成(cheng)陰影，高(gao)(gao)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)也(ye)會在(zai)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)度(du)(du)(du)上(shang)環繞著(zhu)行星(xing)運轉。這(zhe)些環帶(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)寬(kuan)度(du)(du)(du)大(da)約(yue)在(zai)50至(zhi)150千米，并(bing)且在(zai)低層云(yun)頂之上(shang)50至(zhi)110千米。海(hai)王星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光譜顯(xian)示平流層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低層是朦朧(long)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)是因為(wei)紫外線(xian)造成(cheng)甲(jia)烷(wan)光解的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)物(wu)，例如乙(yi)烷(wan)和乙(yi)炔，凝結。平流層也(ye)是微量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一氧化(hua)(hua)硫(liu)(liu)和氰(qing)化(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)來源海(hai)王星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平流層因為(wei)碳(tan)氫化(hua)(hua)合物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du)(du)(du)較高(gao)(gao)，也(ye)比天王星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)暖。

由于一些(xie)尚不清楚的(de)原(yuan)因(yin)，這(zhe)顆行星(xing)(xing)的(de)熱成(cheng)層(ceng)有(you)著大約750K的(de)異(yi)常高溫。要(yao)從(cong)太(tai)(tai)陽來(lai)的(de)紫外(wai)線輻(fu)射獲得(de)熱量(liang)，對這(zhe)顆行星(xing)(xing)來(lai)說與太(tai)(tai)陽的(de)距離是太(tai)(tai)遙(yao)遠了。一個假設的(de)加(jia)熱機(ji)制是行星(xing)(xing)的(de)磁場(chang)與離子(zi)的(de)交互作用；另一個假設是來(lai)自內部的(de)重力波在大氣層(ceng)中的(de)消耗。熱成(cheng)層(ceng)包含可以察覺到(dao)的(de)二氧(yang)化(hua)碳和(he)水，其來(lai)源可能來(lai)自外(wai)部，例如流星(xing)(xing)體和(he)塵埃(ai)。

氣候

海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)和天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個區(qu)別是(shi)(shi)典型(xing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)象活(huo)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)水平(ping)，海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)特點是(shi)(shi)極端活(huo)躍的(de)(de)(de)(de)(de)。1986年當旅行(xing)(xing)者(zhe)2號航天(tian)(tian)器飛經天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)時(shi)，該行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)視覺上相當平(ping)淡，而(er)在(zai)(zai)1989年旅行(xing)(xing)者(zhe)2號飛越期間，海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)展(zhan)現了著(zhu)名的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)現象。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)(qi)(qi)有(you)太陽系(xi)中的(de)(de)(de)(de)(de)最高風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)(su)(su)(su)，據(ju)推(tui)測源于其內部(bu)熱流的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)動(dong)，其風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)(su)(su)(su)達(da)到(dao)超音(yin)速(su)(su)(su)(su)速(su)(su)(su)(su)度(du)(du)直至大約(yue)(yue)2100千米/小(xiao)時(shi)。在(zai)(zai)赤道(dao)帶區(qu)域，更加典型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)(su)(su)(su)能達(da)到(dao)大約(yue)(yue)1200千米/小(xiao)時(shi)。根據(ju)蒲福風(feng)(feng)(feng)(feng)級即世界(jie)氣(qi)(qi)(qi)(qi)象組(zu)織所建議的(de)(de)(de)(de)(de)分級地(di)球(qiu)(qiu)風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)(su)(su)(su)最大為12級風(feng)(feng)(feng)(feng)，約(yue)(yue)118千米/小(xiao)時(shi)。通過(guo)跟蹤持續云的(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)測得，海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)(su)(su)(su)在(zai)(zai)向(xiang)東方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)(su)(su)(su)為20米/秒(miao)，向(xiang)西風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)(su)(su)(su)為325米/秒(miao)，盛(sheng)行(xing)(xing)風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度(du)(du)從赤道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)400米/秒(miao)到(dao)兩極的(de)(de)(de)(de)(de)250米/秒(miao)不等。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)上的(de)(de)(de)(de)(de)大多數(shu)風(feng)(feng)(feng)(feng)都朝著(zhu)與地(di)球(qiu)(qiu)自轉相反的(de)(de)(de)(de)(de)方向(xiang)移動(dong)。風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)般模式顯(xian)示，在(zai)(zai)高緯度(du)(du)地(di)區(qu)是(shi)(shi)順行(xing)(xing)旋(xuan)轉，而(er)在(zai)(zai)低緯度(du)(du)地(di)區(qu)則是(shi)(shi)逆行(xing)(xing)旋(xuan)轉。流動(dong)方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)差異被認為是(shi)(shi)一(yi)種“趨膚效應”，而(er)不是(shi)(shi)由任何更深的(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)(qi)(qi)過(guo)程(cheng)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)緯度(du)(du)70°S處，高速(su)(su)(su)(su)射(she)流的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度(du)(du)為300米/秒(miao)。

海王(wang)星赤道的甲烷、乙烷和乙炔的豐度是兩極的10-100倍。這被(bei)解(jie)釋(shi)(shi)為赤道上升流(liu)和兩極附近下(xia)沉的證據，因為沒(mei)有經向環流(liu)，光化學無(wu)法解(jie)釋(shi)(shi)這種分布。

大黑斑

1989年，美國(guo)航(hang)空航(hang)天局(ju)的(de)(de)(de)(de)旅行者(zhe)2號航(hang)天器發現(xian)了(le)(le)大(da)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)（The Great Dark Spot）。在海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)表面的(de)(de)(de)(de)南緯22度，有的(de)(de)(de)(de)類似木星(xing)(xing)(xing)大(da)紅(hong)斑(ban)(ban)(ban)及(ji)土(tu)星(xing)(xing)(xing)大(da)白斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)卵狀氣(qi)(qi)(qi)旋，以(yi)大(da)約(yue)16天的(de)(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期一反(fan)時(shi)(shi)鐘方向旋轉，稱(cheng)為“大(da)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)”。由(you)于(yu)大(da)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)每18.3小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)左右繞行海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)一圈，比海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)自(zi)轉周(zhou)(zhou)期還(huan)要長，大(da)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)附近的(de)(de)(de)(de)緯度吹(chui)著速度達(da)300米每秒的(de)(de)(de)(de)強烈西風。旅行者(zhe)2號還(huan)在南半球(qiu)發現(xian)一個較小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)極一以(yi)大(da)約(yue)16小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)環繞行星(xing)(xing)(xing)一周(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)速度飛馳的(de)(de)(de)(de)不規則(ze)的(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)團白色煙，得知是(shi)“The Scooter”。它或(huo)許(xu)(xu)是(shi)一團從大(da)氣(qi)(qi)(qi)層低處上升的(de)(de)(de)(de)羽(yu)狀物，但它真正的(de)(de)(de)(de)本質還(huan)是(shi)一個謎(mi)。然而在1994年11月2日(ri)，哈勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)對海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)觀察發現(xian)大(da)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)竟然消失了(le)(le)。它或(huo)許(xu)(xu)就這么消散(san)了(le)(le)，或(huo)許(xu)(xu)暫(zan)時(shi)(shi)被大(da)氣(qi)(qi)(qi)層的(de)(de)(de)(de)其他(ta)部分所掩蓋。幾個月后哈勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)在海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)北半球(qiu)發現(xian)了(le)(le)一個新(xin)的(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)。這表明(ming)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)(qi)層變化(hua)頻繁，這也許(xu)(xu)是(shi)因為云的(de)(de)(de)(de)頂部和底部溫度差異的(de)(de)(de)(de)細微變化(hua)所引(yin)起的(de)(de)(de)(de)。

滑行車

滑行車（Scooter）是(shi)位于大(da)(da)黑(hei)斑更(geng)南(nan)面的(de)(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)場風(feng)(feng)暴(bao)(bao)，是(shi)一(yi)(yi)組白色云團。當1989年旅(lv)行者2號造訪海王星之前的(de)(de)(de)幾個(ge)月，科(ke)學(xue)家發現(xian)(xian)了它(ta)并用這(zhe)個(ge)綽號命名，因(yin)為(wei)它(ta)比(bi)大(da)(da)黑(hei)斑移動得更(geng)快。隨后圖像(xiang)顯示出(chu)還有比(bi)滑行車移動得更(geng)快的(de)(de)(de)云團。小(xiao)黑(hei)斑是(shi)一(yi)(yi)場南(nan)部的(de)(de)(de)颶風(feng)(feng)風(feng)(feng)暴(bao)(bao)，在(zai)1989旅(lv)行者2號訪問(wen)期間(jian)，風(feng)(feng)速強度(du)排在(zai)第二位。它(ta)最(zui)初是(shi)完全黑(hei)暗的(de)(de)(de)，但在(zai)旅(lv)行者2號接近過程中(zhong)，一(yi)(yi)個(ge)明亮的(de)(de)(de)核(he)心逐漸形(xing)成，大(da)(da)多數最(zui)高(gao)分(fen)辨率的(de)(de)(de)圖像(xiang)上(shang)都有。2007年又發現(xian)(xian)海王星的(de)(de)(de)南(nan)極比(bi)其表面平均溫度(du)（大(da)(da)約為(wei)-200℃）高(gao)出(chu)約10℃。這(zhe)樣高(gao)出(chu)10℃的(de)(de)(de)溫度(du)足以(yi)把甲(jia)烷釋放到太空(kong)，而(er)在(zai)海王星其它(ta)區(qu)域的(de)(de)(de)上(shang)層大(da)(da)氣層中(zhong)甲(jia)烷是(shi)被(bei)凍結著的(de)(de)(de)。

海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)在(zai)類(lei)木行(xing)星(xing)(xing)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)獨(du)有特點就(jiu)是(shi)高(gao)層云(yun)彩(cai)在(zai)其下半(ban)(ban)透明的(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)基區域投下陰影。雖然海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)遠比(bi)天王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活躍(yue)它們都(dou)是(shi)由相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)和(he)冰(bing)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)。天王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)和(he)海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)都(dou)不是(shi)木星(xing)(xing)和(he)土(tu)星(xing)(xing)那種嚴格(ge)意義上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)木行(xing)星(xing)(xing)而屬(shu)于(yu)另一(yi)類(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)遠日行(xing)星(xing)(xing)，即它們有一(yi)個(ge)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體(ti)核而且還含有冰(bing)作為其組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)(cheng)分。海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)表面溫度非常(chang)低(di)，1989年(nian)測(ce)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)頂端云(yun)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度低(di)至-224℃（49K）。由于(yu)季節的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)，海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)南(nan)半(ban)(ban)球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)帶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小和(he)反照率(lv)都(dou)在(zai)增加(jia)。這種趨勢最早發(fa)生在(zai)1980年(nian)，預計將(jiang)持(chi)續到2020年(nian)左右。海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)長軌道周期(qi)導致四(si)季持(chi)續40年(nian)。

風暴

海(hai)王星(xing)(xing)上(shang)的(de)(de)(de)(de)風(feng)暴是太陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系類木(mu)行星(xing)(xing)中最強的(de)(de)(de)(de)。考慮到(dao)(dao)它(ta)處(chu)于太陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)(de)外圍，所接受的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)光(guang)照比地球(qiu)上(shang)微(wei)弱1000倍（仍然非常明亮(liang)，視星(xing)(xing)等-21），這(zhe)個現(xian)象(xiang)和(he)科學家們的(de)(de)(de)(de)原有(you)的(de)(de)(de)(de)期望不符(fu)。曾(ceng)經普遍認為行星(xing)(xing)離(li)太陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)越遠，驅動風(feng)暴的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量就(jiu)應該(gai)有(you)越少(shao)(shao)。木(mu)星(xing)(xing)上(shang)的(de)(de)(de)(de)風(feng)速(su)(su)(su)已(yi)達數(shu)百千(qian)米/小時，而(er)在更加遙遠的(de)(de)(de)(de)海(hai)王星(xing)(xing)上(shang)，科學家發(fa)現(xian)風(feng)速(su)(su)(su)沒有(you)更慢而(er)是更快了（1600千(qian)米/小時）。這(zhe)種(zhong)明顯反常現(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個可(ke)能(neng)(neng)(neng)原因(yin)是，如(ru)果風(feng)暴有(you)足夠的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量，將會產生(sheng)湍流(liu)，進而(er)減慢風(feng)速(su)(su)(su)（正如(ru)在木(mu)星(xing)(xing)上(shang)那樣）。然而(er)在海(hai)王星(xing)(xing)上(shang)，太陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)過于微(wei)弱，一(yi)(yi)旦開始刮(gua)風(feng)，它(ta)們遇到(dao)(dao)很(hen)少(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)阻礙(ai)，從而(er)能(neng)(neng)(neng)保持極高的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)度。海(hai)王星(xing)(xing)釋放的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量比它(ta)從太陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)得到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)還多因(yin)而(er)這(zhe)些風(feng)暴也可(ke)能(neng)(neng)(neng)有(you)著尚未確定的(de)(de)(de)(de)內在能(neng)(neng)(neng)量來源(yuan)。

2007年(nian)又發現海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的南(nan)極(ji)(ji)比其表面平均溫(wen)度（大約為(wei)-200℃）高(gao)出(chu)(chu)約10℃。這樣高(gao)出(chu)(chu)10℃的溫(wen)度足以(yi)把(ba)甲(jia)烷釋(shi)放到(dao)太(tai)空，而在其它區域(yu)(yu)海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的上(shang)層大氣層中(zhong)甲(jia)烷是(shi)被(bei)凍結著的。這個相對熱點的形成是(shi)因為(wei)海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的軌道傾角使得(de)(de)其南(nan)極(ji)(ji)在過去的40年(nian)受到(dao)太(tai)陽光(guang)照(zhao)射，而一海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)年(nian)相當于165地球年(nian)。隨著海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)(xing)慢慢地移近太(tai)陽，它南(nan)極(ji)(ji)將逐漸變暗，并且(qie)換成北極(ji)(ji)被(bei)太(tai)陽光(guang)照(zhao)亮，這將使得(de)(de)甲(jia)烷釋(shi)放區域(yu)(yu)從南(nan)極(ji)(ji)轉移到(dao)北極(ji)(ji)。

磁層

海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)著與天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)類似的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層，它的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)相對自轉軸有(you)(you)著高達47°的(de)(de)(de)(de)(de)傾斜，并且偏(pian)離(li)(li)(li)核(he)心至少0.55半徑(jing)，或是(shi)(shi)偏(pian)離(li)(li)(li)物(wu)理上的(de)(de)(de)(de)(de)中心13500千米。在(zai)(zai)航海(hai)(hai)家2號抵達海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)之(zhi)(zhi)前，天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層傾斜假設是(shi)(shi)因(yin)為它躺(tang)著自轉的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果，但(dan)是(shi)(shi)，比(bi)較這(zhe)兩顆行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)，科學家認為這(zhe)種極(ji)端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)指向(xiang)是(shi)(shi)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)內部流(liu)體的(de)(de)(de)(de)(de)特征。這(zhe)個區(qu)域也許是(shi)(shi)一層導電(dian)(dian)體液體（可能(neng)是(shi)(shi)氨(an)、甲烷和水的(de)(de)(de)(de)(de)混合(he)體）形成的(de)(de)(de)(de)(de)對流(liu)層流(liu)體運動(dong)，造成發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)活動(dong)。磁(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)極(ji)成分在(zai)(zai)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)赤(chi)道(dao)大(da)約是(shi)(shi)14微特斯拉（0.14高斯）海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)磁(ci)(ci)矩(ju)(ju)大(da)約是(shi)(shi)2.2×10T·m（14μT·RN，此處RN是(shi)(shi)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)半徑(jing)）海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)因(yin)為非(fei)偶(ou)極(ji)成分，包括強(qiang)度(du)可能(neng)超(chao)過磁(ci)(ci)偶(ou)極(ji)矩(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)大(da)四極(ji)矩(ju)(ju)，組合(he)有(you)(you)很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)貢獻(xian)，因(yin)此在(zai)(zai)幾(ji)何(he)結(jie)(jie)構上非(fei)常的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)雜。相較之(zhi)(zhi)下(xia)地球、木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)四極(ji)矩(ju)(ju)都非(fei)常小，并且相對于(yu)自轉軸的(de)(de)(de)(de)(de)傾角也都不大(da)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)四極(ji)矩(ju)(ju)也許是(shi)(shi)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)偏(pian)離(li)(li)(li)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)中心和幾(ji)何(he)強(qiang)制性的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果。

海王(wang)星(xing)的(de)弓形激波，在(zai)那兒磁層開始減緩太陽(yang)風的(de)速度，發(fa)生在(zai)距離行(xing)星(xing)34.9行(xing)星(xing)半徑之處。磁層頂，磁層的(de)壓(ya)力抵銷太陽(yang)風的(de)地方(fang)，位(wei)于23～26.5倍(bei)海王(wang)星(xing)半徑之處，磁尾至少延(yan)伸至72倍(bei)的(de)海王(wang)星(xing)半徑，并且還(huan)會伸展至更遠(yuan)。

光環

海王星(xing)也(ye)有光(guang)(guang)(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)。在(zai)地球上只能觀察到暗淡(dan)模糊(hu)的(de)(de)(de)圓弧，而非完(wan)整(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)。但(dan)旅行者2號的(de)(de)(de)圖(tu)像顯(xian)示這些弧完(wan)全(quan)是由(you)(you)亮塊(kuai)組成(cheng)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)。其(qi)中的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)看上去似乎有奇(qi)特的(de)(de)(de)螺旋形結(jie)(jie)構。同(tong)天(tian)王星(xing)和木星(xing)一(yi)樣，海王星(xing)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)十分暗淡(dan)，但(dan)它(ta)們的(de)(de)(de)內(nei)部結(jie)(jie)構仍是未知數。人們已(yi)命(ming)名(ming)了海王星(xing)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)：最外面的(de)(de)(de)是Adams（它(ta)包括三段明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)圓弧，今已(yi)分別(bie)命(ming)名(ming)為自(zi)由(you)(you)Liberty，平等Equality和友愛(ai)Fraternity），其(qi)次是一(yi)個(ge)未命(ming)名(ming)的(de)(de)(de)包有Galatea衛星(xing)的(de)(de)(de)弧然后(hou)是Leverrier（它(ta)向外延(yan)伸的(de)(de)(de)部分叫作Lassell和Arago），最里(li)面暗淡(dan)但(dan)很寬闊(kuo)的(de)(de)(de)叫Galle。 這顆藍(lan)色(se)行星(xing)有著暗淡(dan)的(de)(de)(de)天(tian)藍(lan)色(se)圓環(huan)(huan)(huan)，但(dan)與土星(xing)比起來相去甚遠。當這些環(huan)(huan)(huan)由(you)(you)以愛(ai)德(de)華·奎南(nan)為首(shou)的(de)(de)(de)團隊發(fa)現時曾被認為也(ye)許(xu)是不(bu)完(wan)整(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)。然而，“旅行者2號”的(de)(de)(de)發(fa)現表明(ming)并非如此。這些行星(xing)環(huan)(huan)(huan)有一(yi)個(ge)特別(bie)的(de)(de)(de)“堆狀(zhuang)”結(jie)(jie)構。其(qi)起因如今不(bu)明(ming)，但(dan)也(ye)許(xu)可以歸結(jie)(jie)于附近(jin)軌(gui)道上的(de)(de)(de)小(xiao)衛星(xing)的(de)(de)(de)引力相互作用。

20世紀80年代中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)期(qi)，認為(wei)(wei)海(hai)王(wang)星環(huan)(huan)不(bu)完整的(de)(de)(de)(de)證據首(shou)次出(chu)現，當(dang)時(shi)觀(guan)測到海(hai)王(wang)星在(zai)(zai)掩星前后出(chu)現了(le)偶爾(er)的(de)(de)(de)(de)額(e)外(wai)“閃光”旅(lv)行者2號在(zai)(zai)1989年拍攝的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)發現了(le)這個(ge)包含幾個(ge)微(wei)弱圓環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)行星環(huan)(huan)系統，從而解決了(le)這個(ge)問(wen)題。最外(wai)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)圓環(huan)(huan)，亞當(dang)斯，包含三(san)段顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)弧(hu)，如(ru)今名為(wei)(wei)“Liberté”，“Egalité”和(he)“Fraternité”（自(zi)由(you)、平(ping)等、博愛）。弧(hu)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)非常難于理(li)解，因(yin)為(wei)(wei)運動定(ding)律(lv)預(yu)示弧(hu)應在(zai)(zai)不(bu)長的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)內(nei)變成分布一致的(de)(de)(de)(de)圓環(huan)(huan)。如(ru)今認為(wei)(wei)環(huan)(huan)內(nei)側的(de)(de)(de)(de)衛(wei)星海(hai)衛(wei)六(liu)的(de)(de)(de)(de)引(yin)力作用束縛了(le)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)運動。旅(lv)行者2號的(de)(de)(de)(de)相機發現了(le)其他幾個(ge)環(huan)(huan)。除了(le)狹(xia)窄的(de)(de)(de)(de)、距(ju)(ju)海(hai)王(wang)星中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)63000千(qian)米(mi)的(de)(de)(de)(de)亞當(dang)斯環(huan)(huan)之外(wai)，勒維耶(ye)環(huan)(huan)距(ju)(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)53000千(qian)米(mi)，更(geng)寬(kuan)、更(geng)暗的(de)(de)(de)(de)伽勒環(huan)(huan)距(ju)(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)42000千(qian)米(mi)。勒維耶(ye)環(huan)(huan)外(wai)側的(de)(de)(de)(de)暗淡圓環(huan)(huan)被命(ming)名為(wei)(wei)拉(la)塞爾(er)；再(zai)往外(wai)是(shi)(shi)距(ju)(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)57000千(qian)米(mi)的(de)(de)(de)(de)Arago環(huan)(huan)。2005年新發表的(de)(de)(de)(de)在(zai)(zai)地球上觀(guan)察的(de)(de)(de)(de)結果表明，海(hai)王(wang)星的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)比(bi)(bi)原先(xian)以為(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)更(geng)不(bu)穩定(ding)。凱克天(tian)文(wen)臺在(zai)(zai)2002年和(he)2003年拍攝的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)顯示，與“旅(lv)行者2號”拍攝時(shi)相比(bi)(bi)，海(hai)王(wang)星環(huan)(huan)發生了(le)顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)退(tui)化，特別(bie)是(shi)(shi)“自(zi)由(you)弧(hu)”，也許在(zai)(zai)一個(ge)世紀左右就會消失(shi)。

衛星

海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)有14顆(ke)已知(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)然衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)。海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)是(shi)僅(jin)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)顆(ke)大(da)(da)型衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)，被威(wei)廉·拉塞爾發現(xian)于發現(xian)海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)17天(tian)后，與其他(ta)大(da)(da)型衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)不同，海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)運行(xing)(xing)(xing)于逆(ni)行(xing)(xing)(xing)軌道(dao)(dao)，說明它(ta)(ta)(ta)是(shi)被海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)俘獲的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，大(da)(da)概曾(ceng)經是(shi)一(yi)個(ge)柯伊伯(bo)帶天(tian)體(ti)。它(ta)(ta)(ta)與海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離(li)足夠近使它(ta)(ta)(ta)被鎖定在同步軌道(dao)(dao)上(shang)，它(ta)(ta)(ta)將緩慢地經螺旋軌道(dao)(dao)接近海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)，當它(ta)(ta)(ta)到(dao)達洛希極限時(shi)最終將被海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引力撕開。海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)是(shi)太陽(yang)系中(zhong)被測量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最冷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)體(ti)，溫度為-235℃（38K）。海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)第二(er)個(ge)已知(zhi)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)（依距離(li)排列）是(shi)形狀(zhuang)不規(gui)則(ze)(ze)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)，它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)是(shi)太陽(yang)系中(zhong)離(li)心率最大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)軌道(dao)(dao)之一(yi)。從1989年(nian)(nian)(nian)7月(yue)到(dao)9月(yue)，“旅行(xing)(xing)(xing)者2號”發現(xian)了六個(ge)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)。其中(zhong)形狀(zhuang)不規(gui)則(ze)(ze)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)八(ba)以(yi)擁有在其密度下不會被它(ta)(ta)(ta)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引力變(bian)成(cheng)球體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)體(ti)積而出(chu)名。盡(jin)管它(ta)(ta)(ta)是(shi)質(zhi)量第二(er)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)，它(ta)(ta)(ta)只(zhi)是(shi)海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/400。最靠近海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)四個(ge)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)，海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三、海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四、海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)五和海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)六，軌道(dao)(dao)在海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)之內。第二(er)靠外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)七(qi)在1981年(nian)(nian)(nian)它(ta)(ta)(ta)掩星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候被觀察到(dao)。起初掩星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因被歸結為行(xing)(xing)(xing)星(xing)環(huan)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)弧，但據(ju)1989年(nian)(nian)(nian)“旅行(xing)(xing)(xing)者2號”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀察，才(cai)發現(xian)是(shi)由衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。2004年(nian)(nian)(nian)宣布了在2002年(nian)(nian)(nian)和2003之間發現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)五個(ge)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形狀(zhuang)不規(gui)則(ze)(ze)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)。由于海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)得名于羅馬神(shen)話的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)神(shen)，它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)都以(yi)低等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)神(shen)命名。SETI協(xie)會研究員(yuan)馬克·肖華特（Mark Showalter）2013年(nian)(nian)(nian)發現(xian)了圍(wei)繞海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)顆(ke)新衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)，編號為海(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)S/2004N1，直徑(jing)約為19千(qian)米，距地球約48億千(qian)米。

形成與遷移

冰質(zhi)巨行(xing)(xing)星(xing)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)和(he)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)形成，已經證明(ming)(ming)很難精(jing)確模(mo)擬。模(mo)型(xing)表明(ming)(ming)，太(tai)陽系外部(bu)區域的(de)物質(zhi)密(mi)度(du)太(tai)低，無(wu)法(fa)用傳(chuan)統的(de)核(he)心吸(xi)積方法(fa)來解釋如此(ci)大的(de)天(tian)體的(de)形成，因而人們(men)提出了各種假說來解釋它們(men)的(de)形成。一種說法(fa)是(shi)，冰巨星(xing)不是(shi)由核(he)心吸(xi)積形成的(de)，而是(shi)由原行(xing)(xing)星(xing)盤內的(de)不穩定性(xing)形成的(de)，后來它們(men)的(de)大氣(qi)層被(bei)附近一顆大質(zhi)量OB型(xing)星(xing)的(de)輻射(she)炸飛了，其(qi)中一部(bu)分(fen)形成了天(tian)王(wang)(wang)星(xing)和(he)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)。

另一(yi)個(ge)假說是(shi)，它(ta)(ta)們在(zai)(zai)離太陽更近的(de)(de)(de)地(di)方形成(cheng)，那里的(de)(de)(de)物(wu)質密(mi)度更高，然后在(zai)(zai)移(yi)除氣態原行星(xing)(xing)圓(yuan)盤之后遷移(yi)到(dao)(dao)它(ta)(ta)們當前的(de)(de)(de)軌(gui)道上。這種(zhong)形成(cheng)后遷移(yi)的(de)(de)(de)假設是(shi)有利(li)的(de)(de)(de)，因(yin)為它(ta)(ta)能夠更好地(di)解釋在(zai)(zai)跨海(hai)王(wang)星(xing)(xing)區域觀察到(dao)(dao)的(de)(de)(de)小型天體的(de)(de)(de)構(gou)成(cheng)比例(li)。最(zui)為廣泛接受的(de)(de)(de)對這個(ge)假設細節(jie)的(de)(de)(de)解釋被稱(cheng)為尼斯模(mo)型，它(ta)(ta)探索了遷移(yi)的(de)(de)(de)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)和其他巨(ju)行星(xing)(xing)對柯(ke)(ke)伊伯帶結構(gou)的(de)(de)(de)影響。右圖是(shi)一(yi)個(ge)顯(xian)示外行星(xing)(xing)和柯(ke)(ke)伊伯帶的(de)(de)(de)模(mo)擬：（a）在(zai)(zai)木星(xing)(xing)和土(tu)星(xing)(xing)達到(dao)(dao)2:1共振之前；（b）在(zai)(zai)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)軌(gui)道移(yi)動后柯(ke)(ke)伊伯帶物(wu)體向(xiang)內散(san)射后；（c）在(zai)(zai)木星(xing)(xing)射出(chu)散(san)射的(de)(de)(de)柯(ke)(ke)伊伯帶天體之后。

觀測和探測

觀測

肉(rou)眼看不到海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)，其(qi)亮度介乎視(shi)星(xing)(xing)(xing)等+7.7和(he)+8.0，比木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)伽利略衛星(xing)(xing)(xing)，矮行星(xing)(xing)(xing)、谷神星(xing)(xing)(xing)和(he)小(xiao)(xiao)行星(xing)(xing)(xing)、灶神星(xing)(xing)(xing)、智(zhi)神星(xing)(xing)(xing)、虹神星(xing)(xing)(xing)、婚神星(xing)(xing)(xing)和(he)韶神星(xing)(xing)(xing)都(dou)暗(an)。在天(tian)文望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)或優質的(de)(de)雙筒望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)中，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)顯現(xian)為一個小(xiao)(xiao)小(xiao)(xiao)的(de)(de)藍色(se)圓(yuan)盤，看上(shang)去與天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)很(hen)相似。藍色(se)來(lai)自(zi)在于它(ta)(ta)大氣(qi)中的(de)(de)甲烷。它(ta)(ta)在視(shi)覺上(shang)的(de)(de)細小(xiao)(xiao)給(gei)研究造成了困難；多數從(cong)望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)中獲得(de)的(de)(de)數據是相當有限(xian)的(de)(de)，直到出(chu)現(xian)哈勃太空(kong)望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)和(he)大型(xing)地基望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)與自(zi)適(shi)應光(guang)學技(ji)術(shu)才獲得(de)改(gai)觀。對無線(xian)電頻(pin)段內海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)觀測表明，它(ta)(ta)既(ji)是連續(xu)發射(she)又(you)是不規則(ze)爆發的(de)(de)來(lai)源。這兩種輻射(she)源都(dou)被認為是由其(qi)旋轉(zhuan)磁場產生的(de)(de)。在光(guang)譜的(de)(de)紅外部分，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)風(feng)暴在較冷(leng)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)(xiao)和(he)形狀(zhuang)很(hen)容易被跟蹤。

探測

1989年8月25日，美國航(hang)天(tian)局發(fa)(fa)射(she)的(de)旅行者2號(hao)探測器飛(fei)越海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)，這(zhe)是(shi)人類(lei)首次(ci)(ci)用空間探測器探測海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)。它(ta)在距(ju)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)4827千(qian)米的(de)最近點與海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)相會(hui)，從而使人類(lei)第(di)一次(ci)(ci)看清了(le)遠在距(ju)離地(di)球(qiu)45億(yi)千(qian)米之外的(de)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)面(mian)(mian)貌。它(ta)發(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)6顆(ke)新衛(wei)星(xing)(xing)(xing)，使其衛(wei)星(xing)(xing)(xing)總數增至(zhi)8顆(ke)；首次(ci)(ci)發(fa)(fa)現(xian)(xian)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)有(you)5條(tiao)光(guang)環，其中3條(tiao)暗淡、2條(tiao)明亮。從旅行者2號(hao)拍攝的(de)6000多幅海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)照片(pian)中發(fa)(fa)現(xian)(xian)，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)南極周圍有(you)兩條(tiao)寬約4345千(qian)米的(de)巨大黑色風(feng)云帶和一塊面(mian)(mian)積有(you)如地(di)球(qiu)那么大的(de)風(feng)暴區(qu)，它(ta)們(men)形(xing)成了(le)像木星(xing)(xing)(xing)大紅斑(ban)(ban)那樣(yang)的(de)大黑斑(ban)(ban)。這(zhe)塊大黑斑(ban)(ban)沿中心(xin)軸向逆(ni)時針(zhen)方(fang)向旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，每轉(zhuan)(zhuan)360°需10天(tian)。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)也(ye)有(you)磁場和輻射(she)帶，大部分地(di)區(qu)有(you)像地(di)球(qiu)南北極那樣(yang)的(de)極光(guang)。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)大氣(qi)(qi)層動蕩(dang)不定，大氣(qi)(qi)中含有(you)由冰(bing)凍(dong)甲(jia)烷構成的(de)白云和大面(mian)(mian)積氣(qi)(qi)旋(xuan)(xuan)，跟隨在氣(qi)(qi)旋(xuan)(xuan)后(hou)面(mian)(mian)的(de)是(shi)時速為640千(qian)米的(de)颶(ju)風(feng)。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)上空有(you)一層因陽光(guang)照射(she)大氣(qi)(qi)層中的(de)甲(jia)烷而形(xing)成的(de)煙霧。

海王星與太(tai)陽(yang)的(de)(de)平均距離(li)為44.96億(yi)公里(li)，是(shi)地球到太(tai)陽(yang)距離(li)的(de)(de)30倍。海王星接(jie)收到太(tai)陽(yang)的(de)(de)光(guang)和熱只有地球的(de)(de)19%于是(shi)其表面覆蓋著(zhu)延綿幾(ji)千公里(li)厚(hou)的(de)(de)冰層，外表則圍(wei)繞著(zhu)濃密(mi)的(de)(de)大氣，海王星的(de)(de)直(zhi)徑49500公里(li)，是(shi)地球的(de)(de)3.88倍體積有57個地球那(nei)么大，質量只是(shi)地球的(de)(de)17倍多，所以(yi)其密(mi)度也相(xiang)當小，海王星以(yi)每秒5.43公里(li)的(de)(de)速度繞著(zhu)太(tai)陽(yang)公轉公轉一周(zhou)需要花上(shang)164.8年(nian)，自轉一周(zhou)15小時57分59秒。

海王星(xing)的(de)磁場(chang)和天(tian)王星(xing)的(de)一(yi)樣，位置十分(fen)古怪，這(zhe)很可(ke)能是(shi)由于行(xing)星(xing)地殼中層傳導性的(de)物(wu)質（大概是(shi)水）的(de)運動(dong)而造成(cheng)的(de)。

未來探測計劃

美(mei)國(guo)宇航局正在研究可能(neng)進行的海王星探測任務(wu)。

美國宇航局在2005年提出發射(she)海(hai)王星(xing)(xing)軌道探測(ce)(ce)器(qi)(qi)的(de)構想，計劃于2016年發送一(yi)個(ge)或(huo)兩個(ge)探測(ce)(ce)器(qi)(qi)登陸海(hai)衛一(yi)，并探測(ce)(ce)海(hai)王星(xing)(xing)的(de)大(da)氣層，類似伽(jia)利略號探測(ce)(ce)器(qi)(qi)的(de)大(da)氣探測(ce)(ce)器(qi)(qi)。

旗艦或基石(shi)任(ren)務(wu)是另一(yi)個可(ke)能(neng)進行的(de)海王星探測任(ren)務(wu)，需要超過10億美元的(de)資(zi)金。這些(xie)任(ren)務(wu)經費由美國宇航局和歐(ou)洲空間(jian)局共同負(fu)擔(dan)，這個未來(lai)計(ji)劃(hua)目標可(ke)能(neng)變成木衛(wei)二或土衛(wei)六，預計(ji)不會在2040年之前發射。

由(you)于(yu)天文(wen)學家對于(yu)探(tan)測(ce)海王(wang)星(xing)(xing)系統的興(xing)趣(qu)濃厚(hou)，一些學者認為(wei)美國宇航局負(fu)責的新疆界計劃任務（如新視野號和朱諾(nuo)號）可以(yi)提供10億美元資金，而探(tan)測(ce)器(qi)可以(yi)在(zai)2010年發射(she)。這個探(tan)測(ce)器(qi)不(bu)僅可以(yi)研究海王(wang)星(xing)(xing)及其(qi)(qi)系統而且也將經過木星(xing)(xing)及土星(xing)(xing)，并借由(you)其(qi)(qi)重力節省(sheng)燃料，然后接近柯伊伯帶中(zhong)兩個或三個天體。新地平線號在(zai)通過冥王(wang)星(xing)(xing)后也將探(tan)測(ce)其(qi)(qi)他目標。

世界紀錄

海王星(xing)是太陽系中(zhong)離太陽最(zui)遠的(de)行星(xing)，創(chuang)造(zao)了太陽系中(zhong)速度最(zui)快的(de)風(feng)、一個航天(tian)器到(dao)訪過的(de)最(zui)多行星(xing)紀錄。（吉尼斯(si)世界紀錄）