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發現

在(zai)最早的(de)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)記錄中(zhong)(zhong)，伽(jia)利(li)略·伽(jia)利(li)雷（Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei）在(zai)1612年12月(yue)28日首度(du)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)并(bing)描(miao)繪出海(hai)(hai)王星(xing)，1613年1月(yue)27日又(you)再(zai)次(ci)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)，但因(yin)為(wei)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)的(de)位置在(zai)夜空(kong)中(zhong)(zhong)都靠(kao)近木星(xing)（海(hai)(hai)王星(xing)與(yu)木星(xing)處在(zai)合的(de)位置），這(zhe)兩次(ci)機(ji)會伽(jia)利(li)略都誤認(ren)海(hai)(hai)王星(xing)是(shi)一(yi)顆(ke)恒星(xing)。因(yin)此，海(hai)(hai)王星(xing)的(de)發現并(bing)不歸(gui)功于(yu)他(ta)。1612年12月(yue)，他(ta)第一(yi)次(ci)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)海(hai)(hai)王星(xing)時，海(hai)(hai)王星(xing)在(zai)天(tian)空(kong)中(zhong)(zhong)幾乎是(shi)靜止的(de)，因(yin)為(wei)那(nei)天(tian)它(ta)剛好逆行(xing)了(le)。這(zhe)種(zhong)明(ming)顯的(de)反向運動(dong)(dong)是(shi)當地(di)球的(de)軌道(dao)經(jing)過一(yi)顆(ke)外行(xing)星(xing)時產生的(de)。因(yin)為(wei)海(hai)(hai)王星(xing)才剛剛開始它(ta)的(de)年度(du)逆行(xing)周期，這(zhe)顆(ke)行(xing)星(xing)的(de)運動(dong)(dong)太微(wei)弱了(le)，伽(jia)利(li)略的(de)小(xiao)型(xing)望遠鏡無法觀(guan)測(ce)(ce)(ce)到。2009年，墨爾本大(da)學的(de)物理學家大(da)衛·杰美生宣稱，有(you)(you)新的(de)證據表明(ming)伽(jia)利(li)略至少(shao)知(zhi)道(dao)他(ta)看(kan)見的(de)星(xing)星(xing)相對于(yu)背景的(de)恒星(xing)有(you)(you)微(wei)量的(de)相對運動(dong)(dong)。

在(zai)1821年(nian)(nian)(nian)，法國(guo)天(tian)(tian)文(wen)學(xue)家亞(ya)歷斯(si)(si)·布(bu)瓦爾（Alexis Bouvard）出(chu)版(ban)了(le)(le)天(tian)(tian)王星(xing)(xing)的(de)軌道表(biao)，隨后(hou)(hou)的(de)觀測(ce)顯示(shi)出(chu)與(yu)(yu)表(biao)中的(de)位置(zhi)有越來越大(da)的(de)偏差，使得(de)布(bu)瓦爾假設(she)有一(yi)個(ge)攝動體存在(zai)。在(zai)1843年(nian)(nian)(nian)約翰(han)(han)·柯(ke)西·亞(ya)當斯(si)(si)計算(suan)出(chu)會影響天(tian)(tian)王星(xing)(xing)運動的(de)第八顆行(xing)星(xing)(xing)軌道，并將計算(suan)結果皇家天(tian)(tian)文(wen)學(xue)家喬治·艾里，他問了(le)(le)亞(ya)當斯(si)(si)一(yi)些(xie)計算(suan)上的(de)問題，亞(ya)當斯(si)(si)雖然草擬了(le)(le)答案但(dan)(dan)(dan)未曾回復(fu)。在(zai)1846年(nian)(nian)(nian)，法國(guo)工(gong)(gong)藝學(xue)院的(de)天(tian)(tian)文(wen)學(xue)教師奧本·勒(le)(le)維耶（Urbain Le Verrier）在(zai)得(de)不(bu)到同行(xing)的(de)支(zhi)持下，以自己的(de)熱誠獨立完成(cheng)了(le)(le)海(hai)王星(xing)(xing)位置(zhi)的(de)推算(suan)。但(dan)(dan)(dan)是(shi)，在(zai)同一(yi)年(nian)(nian)(nian)，約翰(han)(han)·赫(he)歇耳也開始擁(yong)護以數(shu)學(xue)的(de)方法去搜(sou)(sou)尋行(xing)星(xing)(xing)，并說服詹姆斯(si)(si)·查理士著手進行(xing)。在(zai)多次(ci)耽擱(ge)之后(hou)(hou)，查理士在(zai)1846年(nian)(nian)(nian)7月勉強開始了(le)(le)搜(sou)(sou)尋的(de)工(gong)(gong)作(zuo)；而(er)在(zai)同時(shi)(shi)，勒(le)(le)維耶也說服了(le)(le)柏林天(tian)(tian)文(wen)臺(tai)的(de)約翰(han)(han)·格弗里恩·伽勒(le)(le)（Johann Gottfried Galle）搜(sou)(sou)尋行(xing)星(xing)(xing)。當時(shi)(shi)仍(reng)是(shi)柏林天(tian)(tian)文(wen)臺(tai)的(de)學(xue)生達(da)赫(he)斯(si)(si)特（Heinrich d'Arrest）表(biao)示(shi)正(zheng)好(hao)完成(cheng)了(le)(le)勒(le)(le)維耶預測(ce)天(tian)(tian)區的(de)最(zui)新星(xing)(xing)圖，可以作(zuo)為尋找(zhao)新行(xing)星(xing)(xing)時(shi)(shi)與(yu)(yu)恒星(xing)(xing)比對(dui)(dui)的(de)參考圖。在(zai)1846年(nian)(nian)(nian)9月23日晚間，海(hai)王星(xing)(xing)被發(fa)現了(le)(le)，與(yu)(yu)勒(le)(le)維耶預測(ce)的(de)位置(zhi)相距(ju)不(bu)到1°，但(dan)(dan)(dan)與(yu)(yu)亞(ya)當斯(si)(si)預測(ce)的(de)位置(zhi)相差10°。事后(hou)(hou)，查理士發(fa)現他在(zai)8月時(shi)(shi)已經兩度觀測(ce)到海(hai)王星(xing)(xing)，但(dan)(dan)(dan)因為對(dui)(dui)這件工(gong)(gong)作(zuo)漫不(bu)經心(xin)而(er)未曾進一(yi)步的(de)核對(dui)(dui)。

由于民族優越感和(he)民族主(zhu)義(yi)的(de)(de)影響，使得發(fa)現海(hai)王星(xing)在英法兩國(guo)余(yu)波蕩漾，國(guo)際間的(de)(de)輿論最(zui)終(zhong)迫(po)使勒(le)(le)維耶接受亞當(dang)斯(si)(si)也是共同(tong)的(de)(de)發(fa)現者。然(ran)而，在1998年(nian)，史學家(jia)才得以重新檢(jian)視天文(wen)(wen)(wen)學家(jia)奧林·艾根(gen)（Olin Eggen）遺產(chan)中的(de)(de)海(hai)王星(xing)文(wen)(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)（來自格林威治天文(wen)(wen)(wen)臺的(de)(de)歷史文(wen)(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)，明顯是被奧林·艾根(gen)竊取近(jin)三十年(nian)，在他逝世之后(hou)才得重見(jian)天日），在檢(jian)視過(guo)這些文(wen)(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)之后(hou)，有些史學家(jia)認(ren)為亞當(dang)斯(si)(si)不應該得到如同(tong)勒(le)(le)維耶的(de)(de)殊榮。

命名

在發現之(zhi)后的一段時間(jian)，海王星(xing)不是(shi)被稱為(wei)“天王星(xing)外的行星(xing)”就是(shi)“勒維耶的行星(xing)”。伽雷(lei)是(shi)第(di)一位建(jian)議(yi)取名的人，他建(jian)議(yi)的名稱是(shi)Janus（雅努斯，羅馬神話中看守門戶的雙(shuang)面神）。在英國(guo)(guo)，查理士(shi)將(jiang)之(zhi)命名為(wei)Oceanus；在法國(guo)(guo)，阿拉(la)貢（Fran?ois Arago）建(jian)議(yi)稱為(wei)勒維耶，以回應法國(guo)(guo)之(zhi)外強烈的抗議(yi)聲浪。

法國天文(wen)年(nian)歷當時以赫歇耳稱呼天王(wang)星(xing)(xing)，相對(dui)于以勒(le)維耶(ye)稱呼這顆新(xin)發現的行星(xing)(xing)。同時，在(zai)分開和獨(du)立的場合，亞當斯建議(yi)修改(gai)天王(wang)星(xing)(xing)的名(ming)稱為(wei)喬治(zhi)，而勒(le)維耶(ye)經由經度(du)委員會(hui)建議(yi)以Neptune作為(wei)新(xin)行星(xing)(xing)的名(ming)字。斯特魯(lu)維（Struve）在(zai)1846年(nian)12月29日(ri)于圣(sheng)彼得堡(bao)科學院挺身而出支(zhi)持勒(le)維耶(ye)建議(yi)的名(ming)稱。

海王星

遠看海王星

內部構造

海王星

很(hen)快的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)成(cheng)為國際(ji)上(shang)被(bei)接受(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新名(ming)(ming)(ming)稱。在(zai)(zai)(zai)羅馬神(shen)(shen)(shen)話(hua)(hua)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Neptune（尼(ni)普頓）等同(tong)(tong)于希臘神(shen)(shen)(shen)話(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Poseidon（波塞冬(dong)），都(dou)(dou)是(shi)海(hai)(hai)神(shen)(shen)(shen)，因(yin)此(ci)中(zhong)(zhong)文(wen)翻譯成(cheng)海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)。新發(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)(xing)遵循了(le)行星(xing)(xing)(xing)以神(shen)(shen)(shen)話(hua)(hua)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)眾神(shen)(shen)(shen)為名(ming)(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原則，而除了(le)天王星(xing)(xing)(xing)之外(wai)，都(dou)(dou)是(shi)在(zai)(zai)(zai)遠古(gu)時代就被(bei)命(ming)名(ming)(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。中(zhong)(zhong)文(wen)及韓(han)文(wen)、日文(wen)和越南文(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)漢字(zi)(zi)寫法都(dou)(dou)是(shi)“海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)”。在(zai)(zai)(zai)印(yin)度(du)，這顆行星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)(ming)(ming)稱是(shi)Varuna（Devanāgarī），也是(shi)印(yin)度(du)神(shen)(shen)(shen)話(hua)(hua)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)神(shen)(shen)(shen)，與希臘-羅馬神(shen)(shen)(shen)話(hua)(hua)中(zhong)(zhong)Poseidon或Neptune的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義是(shi)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)蒙古(gu)，海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)稱為Dalain Van(Далайнван)，反映了(le)其(qi)同(tong)(tong)名(ming)(ming)(ming)神(shen)(shen)(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角色(se)是(shi)大海(hai)(hai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)統治者。在(zai)(zai)(zai)現代希臘，人們仍舊將海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)稱為波塞冬(dong)（Ποσειδ?να?,Poseidonas）。在(zai)(zai)(zai)希伯來(lai)語中(zhong)(zhong)，2009年希伯來(lai)語學院投票將海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)(ming)(ming)稱稱為???（Rahab），來(lai)自《圣(sheng)經》中(zhong)(zhong)提到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)怪(guai)，盡管(guan)現有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉丁詞Neptun(?????)更(geng)為常用。在(zai)(zai)(zai)納瓦特爾語中(zhong)(zhong)，海(hai)(hai)王星(xing)(xing)(xing)被(bei)以雨神(shen)(shen)(shen)Tlāloc的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)(ming)(ming)字(zi)(zi)命(ming)名(ming)(ming)(ming)為Tlāloccītlalli。

從(cong)1846年(nian)(nian)(nian)發(fa)現(xian)(xian)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)到1930年(nian)(nian)(nian)發(fa)現(xian)(xian)冥王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)之前，海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)已知最遠(yuan)的(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。當冥王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)被(bei)發(fa)現(xian)(xian)時，冥王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)被(bei)認為(wei)是(shi)一(yi)顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，因此(ci)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)為(wei)已知的(de)第(di)二遠(yuan)的(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，除(chu)了在1979年(nian)(nian)(nian)到1999年(nian)(nian)(nian)之間(jian)，冥王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)橢圓軌道使它比海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)離太(tai)(tai)陽更近。1992年(nian)(nian)(nian)柯(ke)伊伯帶的(de)發(fa)現(xian)(xian)導(dao)致許多天文學(xue)家爭論(lun)冥王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)應(ying)該被(bei)認為(wei)是(shi)一(yi)顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)還是(shi)柯(ke)伊伯帶的(de)一(yi)部分。2006年(nian)(nian)(nian)，國(guo)際(ji)天文聯合會首次定義了“行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)”一(yi)詞，將(jiang)冥王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)踢(ti)除(chu)太(tai)(tai)陽系重新歸類為(wei)“矮行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)”，使海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)再次成(cheng)為(wei)太(tai)(tai)陽系最外層的(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。

星體運動

公轉

海王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)與(yu)太陽之(zhi)間的(de)(de)(de)平均距(ju)離為(wei)45億公(gong)里，約(yue)30.1個天(tian)文單位(wei)（AU）。海王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)軌道(dao)周期(qi)（年(nian)）大約(yue)相(xiang)當于164.79地(di)球(qiu)(qiu)年(nian),軌道(dao)傾角約(yue)為(wei)1.77°。海王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)于2011年(nian)7月12日回(hui)到(dao)繞日公(gong)轉軌道(dao)上它(ta)被發現(xian)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)那(nei)個點。由(you)于地(di)球(qiu)(qiu)處(chu)(chu)于其(qi)365.25天(tian)周期(qi)軌道(dao)的(de)(de)(de)不(bu)同地(di)點，屆時(shi)(shi)從地(di)球(qiu)(qiu)看到(dao)的(de)(de)(de)海王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)并(bing)不(bu)會(hui)處(chu)(chu)在(zai)它(ta)被發現(xian)時(shi)(shi)在(zai)天(tian)空中的(de)(de)(de)那(nei)個位(wei)置。從地(di)球(qiu)(qiu)上觀察，海王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)沖(chong)日周期(qi)為(wei)367天(tian)，這些周期(qi)使它(ta)在(zai)2010年(nian)4月和7月以(yi)及2011年(nian)10月和11月接近(jin)1846年(nian)它(ta)被發現(xian)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)坐標。在(zai)2010年(nian)8月20日，海王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)于發現(xian)它(ta)的(de)(de)(de)1846年(nian)中的(de)(de)(de)同一(yi)天(tian)再度沖(chong)日。

自轉

海(hai)王星(xing)(xing)(xing)的軸(zhou)向傾角為28.32°，與地(di)球（23°）和火星(xing)(xing)(xing)（25°）的傾角相似(si)，因此，海(hai)王星(xing)(xing)(xing)經歷了與地(di)球相似(si)的季(ji)節變化。海(hai)王星(xing)(xing)(xing)的長軌道(dao)周期(qi)意味著四季(ji)持(chi)續40地(di)球年(nian)。海(hai)王星(xing)(xing)(xing)的自轉周期(qi)（日）是15小時57分(fen)59秒。

因(yin)為海(hai)王星(xing)(xing)不是(shi)一(yi)個固體，它(ta)的(de)(de)大氣層會(hui)發生(sheng)差速(su)旋(xuan)轉(zhuan)。寬赤道帶的(de)(de)自轉(zhuan)周期(qi)約為18小時，比(bi)星(xing)(xing)體磁(ci)場的(de)(de)16.1小時自轉(zhuan)慢。相(xiang)反，在極性區域，旋(xuan)轉(zhuan)周期(qi)為12小時，反之亦然。海(hai)王星(xing)(xing)的(de)(de)較差自轉(zhuan)是(shi)太陽系中最(zui)明顯(xian)的(de)(de)，它(ta)會(hui)導致強烈的(de)(de)緯向風切變。

物理特性

質量

海(hai)王星(xing)(xing)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)為(wei)(wei)1.0247e+26千克，是介于(yu)地球和巨(ju)行(xing)(xing)星(xing)(xing)（指(zhi)木星(xing)(xing)和土星(xing)(xing)）之間(jian)的(de)中等大(da)小行(xing)(xing)星(xing)(xing)：它的(de)質(zhi)量(liang)(liang)是地球質(zhi)量(liang)(liang)的(de)17倍(bei)，是木星(xing)(xing)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)1/18。因為(wei)(wei)它們質(zhi)量(liang)(liang)較典型(xing)類(lei)(lei)木行(xing)(xing)星(xing)(xing)小，而且密度、組(zu)成成分、內部(bu)結(jie)構也與類(lei)(lei)木行(xing)(xing)星(xing)(xing)有(you)顯著(zhu)差別，海(hai)王星(xing)(xing)和天王星(xing)(xing)一(yi)(yi)(yi)起常常被歸為(wei)(wei)類(lei)(lei)木行(xing)(xing)星(xing)(xing)的(de)一(yi)(yi)(yi)個子類(lei)(lei)：冰巨(ju)星(xing)(xing)。在太陽(yang)系(xi)外(wai)行(xing)(xing)星(xing)(xing)研究領域，海(hai)王星(xing)(xing)被用作一(yi)(yi)(yi)個通用代號(hao)，指(zhi)所發現的(de)有(you)著(zhu)類(lei)(lei)似(si)海(hai)王星(xing)(xing)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)系(xi)外(wai)行(xing)(xing)星(xing)(xing)，就如同天文(wen)學家們常常說的(de)那些系(xi)外(wai)“木星(xing)(xing)”。

溫度

因為(wei)軌道距離太陽(yang)(yang)很遠，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)從太陽(yang)(yang)得(de)到的(de)(de)熱(re)量(liang)(liang)很少，所以海(hai)王(wang)星(xing)(xing)大氣(qi)層頂(ding)(ding)端(duan)溫度只(zhi)有-218℃（55K），而(er)由大氣(qi)層頂(ding)(ding)端(duan)向內(nei)(nei)溫度穩(wen)定上升。和天(tian)王(wang)星(xing)(xing)類似(si)，星(xing)(xing)球內(nei)(nei)部(bu)熱(re)量(liang)(liang)的(de)(de)來(lai)源(yuan)仍然是未知的(de)(de)，而(er)結果卻是顯著的(de)(de)：作為(wei)太陽(yang)(yang)系最外側的(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)內(nei)(nei)部(bu)能(neng)量(liang)(liang)卻大到維(wei)持了太陽(yang)(yang)系所有行(xing)星(xing)(xing)系統中已知的(de)(de)最高速風暴。對其內(nei)(nei)部(bu)熱(re)源(yuan)有幾種解釋，包括(kuo)行(xing)星(xing)(xing)內(nei)(nei)核的(de)(de)放射熱(re)源(yuan)，行(xing)星(xing)(xing)生成時吸(xi)積(ji)盤塌縮能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)散(san)熱(re)，還有重力波(bo)對平流圈(quan)界面(mian)的(de)(de)擾(rao)動。

成分

海(hai)王(wang)(wang)星(xing)內部結構(gou)和(he)(he)(he)天王(wang)(wang)星(xing)相(xiang)似。行(xing)星(xing)核(he)是(shi)一個質(zhi)(zhi)(zhi)量大概不超過一個地(di)球(qiu)質(zhi)(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)由巖石和(he)(he)(he)冰(bing)構(gou)成的(de)(de)(de)混合體(ti)。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)地(di)幔(man)總質(zhi)(zhi)(zhi)量相(xiang)當于(yu)10到15個地(di)球(qiu)質(zhi)(zhi)(zhi)量，富含(han)水(shui)，氨(an)，甲烷和(he)(he)(he)其(qi)(qi)它成分。作為行(xing)星(xing)學(xue)慣例，這(zhe)種混合物被叫作冰(bing)，雖然其(qi)(qi)實是(shi)高度(du)壓(ya)縮的(de)(de)(de)過熱流(liu)體(ti)。這(zhe)種高電導的(de)(de)(de)流(liu)體(ti)通常(chang)也被叫作水(shui)-氨(an)海(hai)洋(yang)。大氣層(ceng)包括大約從頂端向中心的(de)(de)(de)10%到20%，高層(ceng)大氣主由80%氫和(he)(he)(he)19%氦組成。甲烷，氨(an)和(he)(he)(he)水(shui)的(de)(de)(de)含(han)量隨高度(du)降低而增加(jia)。更內部大氣底端溫度(du)更高，密度(du)更大，進(jin)而逐漸和(he)(he)(he)行(xing)星(xing)地(di)幔(man)的(de)(de)(de)過熱液(ye)體(ti)混為一體(ti)。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)內核(he)的(de)(de)(de)壓(ya)力是(shi)地(di)球(qiu)表面大氣壓(ya)的(de)(de)(de)數百萬(wan)倍通過比較轉速(su)和(he)(he)(he)扁率可知海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量分布不如天王(wang)(wang)星(xing)集中。

海王星的地(di)幔相當(dang)于10到(dao)15個地(di)球質(zhi)量，富含(han)水、氨和甲烷。按照行星科學的慣例，這種混合(he)物被稱為冰(bing)，即(ji)使它(ta)是一(yi)種熱的、致密的流(liu)體。一(yi)個由(you)氫(qing)分子(zi)組成(cheng)的導電性很強的水，它(ta)有時被稱為水的氫(qing)離(li)子(zi)層，在(zai)更(geng)深層的高級離(li)子(zi)水中，氧結晶，而氫(qing)離(li)子(zi)在(zai)氧晶格中自由(you)漂浮(fu)。

另有一些研究人(ren)員(yuan)對鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)熔點(dian)進行(xing)了(le)詳(xiang)細測量(liang)，當鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)融(rong)化(hua)時就像是水冷(leng)凍(dong)和融(rong)化(hua)的(de)(de)過(guo)程，在(zai)液態(tai)形(xing)式之上漂浮著固定(ding)形(xing)式鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是一種非常堅(jian)硬(ying)的(de)(de)物(wu)質，它很難被融(rong)化(hua)。由(you)于當鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)高溫下(xia)加熱熔化(hua)容易變成(cheng)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨，因此研究人(ren)員(yuan)很難測量(liang)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)變成(cheng)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨之前(qian)具體的(de)(de)熔點(dian)。科學家將(jiang)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)暴露于高壓(ya)(ya)下(xia)使用激光轟擊(ji)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)表面(mian)，4000萬倍零海拔壓(ya)(ya)力的(de)(de)作用下(xia)，鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)變成(cheng)了(le)液態(tai)。當壓(ya)(ya)力降(jiang)低至零海拔1100萬倍，溫度(du)降(jiang)低至5萬攝氏度(du)，固體成(cheng)塊的(de)(de)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)便(bian)開始形(xing)成(cheng)。

科學家發現一些事情(qing)并非(fei)他們(men)之前所預(yu)計的(de)(de)那樣，當溫(wen)度降低至形成(cheng)固態(tai)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)狀態(tai)下，形成(cheng)的(de)(de)固態(tai)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)并未沉下去，而是漂浮(fu)在(zai)液(ye)態(tai)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)頂層，就像是鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)冰(bing)川一樣。在(zai)海(hai)王星(xing)(xing)和天王星(xing)(xing)這樣的(de)(de)超大氣(qi)態(tai)行(xing)星(xing)(xing)上，存在(zai)著類似鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)液(ye)化的(de)(de)超高溫(wen)度和壓力。如(ru)海(hai)王星(xing)(xing)，在(zai)7000千米(mi)的(de)(de)深度，甲烷分解成(cheng)鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)晶體，像冰(bing)雹一樣向下滴落。科學家還(huan)認為，這種鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)雨還(huan)會發生在(zai)木星(xing)(xing)、土(tu)星(xing)(xing)和天王星(xing)(xing)上。勞倫斯利弗莫爾國家實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)(de)超高壓實(shi)驗(yan)表明，地幔頂部可(ke)能是液(ye)態(tai)碳(tan)的(de)(de)海(hai)洋，上面(mian)漂浮(fu)著固體鉆(zhan)(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。

科(ke)(ke)學家唯一能確定海王星(xing)(xing)(xing)和天王星(xing)(xing)(xing)表面是(shi)否存在液(ye)態鉆石(shi)的方法就(jiu)是(shi)發射科(ke)(ke)學探測器，或者在地球模擬這些氣(qi)態行星(xing)(xing)(xing)的環(huan)境(jing)特征但以上的方法成(cheng)本都很高，需(xu)要(yao)多年時間進行準備(bei)。據悉，這項研究報告(gao)已發表在《自(zi)然(ran)物理學》期刊上。

核心

海王(wang)星的(de)(de)核心(xin)可能由(you)鐵(tie)、鎳和硅酸(suan)鹽組成，內部的(de)(de)質量大約是(shi)地球(qiu)(qiu)的(de)(de)1.2倍。中(zhong)心(xin)的(de)(de)壓力為(wei)7 Mbar（700 GPa），大約是(shi)地球(qiu)(qiu)中(zhong)心(xin)的(de)(de)兩倍，溫(wen)度可能為(wei)5400 K。

大氣層

海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)占總質量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)5%到10%，并向核心延伸了(le)約10%到20%。在高(gao)(gao)海(hai)(hai)(hai)(hai)拔(ba)處，海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)層80%是(shi)氫(qing)，19%是(shi)氦，也存在著微量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)甲(jia)(jia)烷(wan)。主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸收帶(dai)位于(yu)(yu)(yu)600納米以(yi)上波長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅色(se)和紅外線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光譜位置。與天(tian)王(wang)(wang)星(xing)比較(jiao)，它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸收是(shi)大氣(qi)(qi)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)甲(jia)(jia)烷(wan)部分，使海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)呈現藍(lan)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)調，雖(sui)然(ran)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)活潑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)淡(dan)青(qing)色(se)不同于(yu)(yu)(yu)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)柔和的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)青(qing)色(se)，由于(yu)(yu)(yu)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)大氣(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)甲(jia)(jia)烷(wan)含量類似(si)于(yu)(yu)(yu)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)，一些未知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)成分被認為(wei)(wei)(wei)有助于(yu)(yu)(yu)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)。海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)層可以(yi)細分為(wei)(wei)(wei)兩個主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域：低層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)對流(liu)層，該處的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)隨高(gao)(gao)度(du)降低；和平流(liu)層，該處的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)隨著高(gao)(gao)度(du)增加(jia)。兩層之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)界，對流(liu)層在氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)為(wei)(wei)(wei)0.1巴（10kPa，1巴=0.1MPa=100kPa，約等于(yu)(yu)(yu)地球上1個標準大氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)）處。平流(liu)層在氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)低于(yu)(yu)(yu)10至10微巴（1至10Pa）處成為(wei)(wei)(wei)熱(re)成層，熱(re)成層逐漸(jian)過渡為(wei)(wei)(wei)散逸層。

模型表明海王(wang)(wang)星(xing)對(dui)流層的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)帶取決(jue)于(yu)不同(tong)海拔(ba)高(gao)(gao)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)成分。高(gao)(gao)海拔(ba)的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)出現(xian)(xian)(xian)于(yu)氣壓(ya)(ya)低于(yu)1帕之處(chu)，該處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)(du)使甲烷可(ke)以凝結。壓(ya)(ya)力在1巴(ba)至(zhi)5巴(ba)（100kPa至(zhi)500kPa），被認(ren)為氨和硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)可(ke)以形成。壓(ya)(ya)力在5巴(ba)以上(shang)，云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)可(ke)能包含氨、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氨、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)和水(shui)。更深(shen)處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)冰云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)可(ke)以在壓(ya)(ya)力大約(yue)為50巴(ba)（5MPa）處(chu)被發現(xian)(xian)(xian)，該處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)(du)達到(dao)(dao)0℃。在下面，可(ke)能會發現(xian)(xian)(xian)氨和硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)。海王(wang)(wang)星(xing)高(gao)(gao)層的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)會曾(ceng)經被觀察到(dao)(dao)在低層云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)頂部形成陰(yin)影，高(gao)(gao)層的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)也(ye)會在相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)緯度(du)(du)(du)(du)上(shang)環繞著行(xing)星(xing)運轉。這(zhe)些環帶的(de)(de)(de)(de)(de)寬度(du)(du)(du)(du)大約(yue)在50至(zhi)150千米，并且在低層云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)頂之上(shang)50至(zhi)110千米。海王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)光譜(pu)顯示平流層的(de)(de)(de)(de)(de)低層是(shi)(shi)朦朧的(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為紫(zi)外線造成甲烷光解的(de)(de)(de)(de)(de)產物，例如乙(yi)(yi)烷和乙(yi)(yi)炔，凝結。平流層也(ye)是(shi)(shi)微量的(de)(de)(de)(de)(de)一氧化(hua)(hua)硫(liu)(liu)和氰化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)來源海王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)平流層因(yin)為碳氫(qing)化(hua)(hua)合物的(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du)(du)(du)(du)較高(gao)(gao)，也(ye)比天王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)溫暖。

由于一(yi)些尚不清楚的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因，這顆行星(xing)的(de)(de)(de)(de)熱成(cheng)層有著(zhu)大(da)約750K的(de)(de)(de)(de)異常高溫。要從太陽(yang)來的(de)(de)(de)(de)紫外(wai)線輻射獲得熱量，對這顆行星(xing)來說與太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)距離(li)是太遙遠了(le)。一(yi)個(ge)假設的(de)(de)(de)(de)加(jia)熱機制是行星(xing)的(de)(de)(de)(de)磁場與離(li)子的(de)(de)(de)(de)交互作用；另一(yi)個(ge)假設是來自(zi)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)重力波在(zai)大(da)氣層中的(de)(de)(de)(de)消耗。熱成(cheng)層包含可(ke)以(yi)察覺到的(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)碳和水，其來源(yuan)可(ke)能來自(zi)外(wai)部(bu)，例如(ru)流星(xing)體和塵埃。

氣候

海(hai)王(wang)星(xing)(xing)和(he)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)一個區(qu)別是(shi)典型(xing)(xing)氣(qi)(qi)象(xiang)活動的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)平，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)氣(qi)(qi)特點是(shi)極(ji)端活躍的(de)(de)(de)(de)(de)。1986年(nian)(nian)當旅行者(zhe)2號航天(tian)器飛經天(tian)王(wang)星(xing)(xing)時(shi)(shi)，該行星(xing)(xing)視覺上相當平淡(dan)，而在1989年(nian)(nian)旅行者(zhe)2號飛越期間(jian)，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)展現了(le)著名的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)氣(qi)(qi)現象(xiang)。海(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)有(you)太陽系中的(de)(de)(de)(de)(de)最高(gao)風(feng)速(su)(su)，據推(tui)測(ce)源于其內部熱流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)動，其風(feng)速(su)(su)達(da)到超(chao)音速(su)(su)速(su)(su)度(du)(du)直至大(da)約2100千米(mi)(mi)(mi)/小時(shi)(shi)。在赤(chi)道(dao)(dao)帶區(qu)域，更加(jia)典型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)速(su)(su)能達(da)到大(da)約1200千米(mi)(mi)(mi)/小時(shi)(shi)。根據蒲福風(feng)級(ji)即(ji)世界氣(qi)(qi)象(xiang)組織所建議的(de)(de)(de)(de)(de)分級(ji)地(di)(di)(di)球風(feng)速(su)(su)最大(da)為12級(ji)風(feng)，約118千米(mi)(mi)(mi)/小時(shi)(shi)。通過跟蹤持續云的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動測(ce)得，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)風(feng)速(su)(su)在向(xiang)東方(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)速(su)(su)為20米(mi)(mi)(mi)/秒，向(xiang)西風(feng)速(su)(su)為325米(mi)(mi)(mi)/秒，盛(sheng)行風(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)(du)從(cong)赤(chi)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)400米(mi)(mi)(mi)/秒到兩極(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)250米(mi)(mi)(mi)/秒不等。海(hai)王(wang)星(xing)(xing)上的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)多數風(feng)都朝著與地(di)(di)(di)球自轉(zhuan)相反的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)移(yi)動。風(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)一般模式顯示，在高(gao)緯度(du)(du)地(di)(di)(di)區(qu)是(shi)順行旋(xuan)轉(zhuan)，而在低緯度(du)(du)地(di)(di)(di)區(qu)則(ze)是(shi)逆行旋(xuan)轉(zhuan)。流(liu)動方(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)差異被認為是(shi)一種“趨(qu)膚效應”，而不是(shi)由任何更深的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)過程(cheng)造成的(de)(de)(de)(de)(de)。在緯度(du)(du)70°S處，高(gao)速(su)(su)射流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)(du)為300米(mi)(mi)(mi)/秒。

海王星(xing)赤道的(de)甲烷、乙烷和乙炔的(de)豐(feng)度是兩極的(de)10-100倍。這被(bei)解(jie)釋為赤道上升流和兩極附近(jin)下沉的(de)證據，因為沒有經向環(huan)流，光化學無法解(jie)釋這種分布。

大黑斑

1989年，美國(guo)航空航天(tian)局的(de)(de)(de)(de)(de)旅(lv)行(xing)(xing)者(zhe)2號(hao)航天(tian)器發現了(le)大(da)(da)黑(hei)斑(ban)(ban)（The Great Dark Spot）。在(zai)海王星表面的(de)(de)(de)(de)(de)南緯22度(du)，有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)似(si)木星大(da)(da)紅斑(ban)(ban)及(ji)土星大(da)(da)白斑(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)卵狀氣(qi)(qi)旋，以(yi)大(da)(da)約16天(tian)的(de)(de)(de)(de)(de)周期(qi)一(yi)反時(shi)(shi)鐘方向旋轉(zhuan)，稱為(wei)“大(da)(da)黑(hei)斑(ban)(ban)”。由于大(da)(da)黑(hei)斑(ban)(ban)每18.3小(xiao)時(shi)(shi)左右繞行(xing)(xing)海王星一(yi)圈(quan)，比海王星的(de)(de)(de)(de)(de)自轉(zhuan)周期(qi)還(huan)要長(chang)，大(da)(da)黑(hei)斑(ban)(ban)附(fu)近的(de)(de)(de)(de)(de)緯度(du)吹著速度(du)達300米每秒的(de)(de)(de)(de)(de)強烈西風。旅(lv)行(xing)(xing)者(zhe)2號(hao)還(huan)在(zai)南半球(qiu)發現一(yi)個(ge)較小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)斑(ban)(ban)極一(yi)以(yi)大(da)(da)約16小(xiao)時(shi)(shi)環繞行(xing)(xing)星一(yi)周的(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)飛馳(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)不規則的(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)團白色(se)煙，得知是(shi)“The Scooter”。它(ta)或許(xu)是(shi)一(yi)團從(cong)大(da)(da)氣(qi)(qi)層(ceng)低(di)處(chu)上升(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)羽狀物，但它(ta)真正的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質還(huan)是(shi)一(yi)個(ge)謎。然而在(zai)1994年11月2日，哈勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)對海王星的(de)(de)(de)(de)(de)觀察發現大(da)(da)黑(hei)斑(ban)(ban)竟然消失了(le)。它(ta)或許(xu)就這么消散了(le)，或許(xu)暫時(shi)(shi)被大(da)(da)氣(qi)(qi)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)其(qi)他部分所掩蓋。幾個(ge)月后(hou)哈勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)在(zai)海王星的(de)(de)(de)(de)(de)北半球(qiu)發現了(le)一(yi)個(ge)新的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)斑(ban)(ban)。這表明海王星的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)(qi)層(ceng)變(bian)化頻繁(fan)，這也許(xu)是(shi)因為(wei)云的(de)(de)(de)(de)(de)頂部和(he)底部溫度(du)差異的(de)(de)(de)(de)(de)細微變(bian)化所引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)。

滑行車

滑行(xing)車（Scooter）是(shi)位于(yu)大(da)(da)黑(hei)斑更南(nan)面的(de)另一(yi)場(chang)風(feng)暴，是(shi)一(yi)組白(bai)色云團。當1989年旅(lv)行(xing)者2號(hao)(hao)造訪海王(wang)星之前(qian)的(de)幾(ji)個月，科(ke)學家發(fa)現了它(ta)并用(yong)這個綽(chuo)號(hao)(hao)命名，因為(wei)它(ta)比(bi)(bi)大(da)(da)黑(hei)斑移(yi)動得更快。隨(sui)后圖像顯(xian)示出(chu)還(huan)有比(bi)(bi)滑行(xing)車移(yi)動得更快的(de)云團。小黑(hei)斑是(shi)一(yi)場(chang)南(nan)部的(de)颶風(feng)風(feng)暴，在(zai)1989旅(lv)行(xing)者2號(hao)(hao)訪問期(qi)間，風(feng)速強度排(pai)在(zai)第(di)二位。它(ta)最初是(shi)完全黑(hei)暗(an)的(de)，但在(zai)旅(lv)行(xing)者2號(hao)(hao)接(jie)近(jin)過程中(zhong)，一(yi)個明亮的(de)核心逐漸形(xing)成，大(da)(da)多數最高分辨率(lv)的(de)圖像上都有。2007年又發(fa)現海王(wang)星的(de)南(nan)極比(bi)(bi)其表(biao)面平均溫度（大(da)(da)約(yue)(yue)為(wei)-200℃）高出(chu)約(yue)(yue)10℃。這樣高出(chu)10℃的(de)溫度足以(yi)把甲(jia)(jia)烷釋放到太(tai)空，而在(zai)海王(wang)星其它(ta)區域(yu)的(de)上層大(da)(da)氣層中(zhong)甲(jia)(jia)烷是(shi)被凍(dong)結著(zhu)的(de)。

海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)在(zai)類(lei)木(mu)行星(xing)(xing)中的(de)一個(ge)獨(du)有(you)特點就是高層(ceng)(ceng)云(yun)彩在(zai)其(qi)下半透明的(de)云(yun)基區域投下陰影(ying)。雖然海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)大氣遠(yuan)(yuan)比天王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)活躍(yue)它(ta)們都(dou)是由相同(tong)的(de)氣體和(he)冰(bing)組(zu)成(cheng)。天王(wang)(wang)星(xing)(xing)和(he)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)都(dou)不(bu)是木(mu)星(xing)(xing)和(he)土星(xing)(xing)那種嚴格(ge)意義上的(de)類(lei)木(mu)行星(xing)(xing)而屬于另一類(lei)的(de)遠(yuan)(yuan)日行星(xing)(xing)，即它(ta)們有(you)一個(ge)較大的(de)固體核而且還含有(you)冰(bing)作為其(qi)組(zu)成(cheng)成(cheng)分。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)表面溫度非(fei)常低(di)，1989年(nian)測(ce)到的(de)頂(ding)端云(yun)層(ceng)(ceng)的(de)溫度低(di)至(zhi)-224℃（49K）。由于季節的(de)變化，海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)南(nan)半球(qiu)的(de)云(yun)帶的(de)大小(xiao)和(he)反(fan)照率都(dou)在(zai)增加。這種趨勢最早發(fa)生(sheng)在(zai)1980年(nian)，預計將(jiang)持續到2020年(nian)左右。海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)長軌道周期導致四(si)季持續40年(nian)。

風暴

海王星(xing)(xing)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)暴是(shi)太(tai)陽(yang)(yang)系類木(mu)行(xing)(xing)星(xing)(xing)中(zhong)最強(qiang)的(de)(de)(de)。考慮到它處于(yu)(yu)太(tai)陽(yang)(yang)系的(de)(de)(de)外圍，所接受的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)光照比(bi)地球上(shang)(shang)(shang)微弱(ruo)(ruo)1000倍（仍(reng)然非常明(ming)亮，視(shi)星(xing)(xing)等-21），這(zhe)個現象和科學(xue)家(jia)們的(de)(de)(de)原有(you)的(de)(de)(de)期望不符。曾(ceng)經普遍認(ren)為行(xing)(xing)星(xing)(xing)離太(tai)陽(yang)(yang)越遠，驅動風(feng)(feng)暴的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)就應該有(you)越少。木(mu)星(xing)(xing)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)速(su)已(yi)達數百千(qian)米(mi)/小(xiao)(xiao)時，而(er)在(zai)更加遙遠的(de)(de)(de)海王星(xing)(xing)上(shang)(shang)(shang)，科學(xue)家(jia)發(fa)現風(feng)(feng)速(su)沒有(you)更慢(man)(man)而(er)是(shi)更快了（1600千(qian)米(mi)/小(xiao)(xiao)時）。這(zhe)種明(ming)顯反(fan)常現象的(de)(de)(de)一個可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)原因是(shi)，如(ru)果風(feng)(feng)暴有(you)足夠的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)，將會產生湍(tuan)流，進而(er)減慢(man)(man)風(feng)(feng)速(su)（正如(ru)在(zai)木(mu)星(xing)(xing)上(shang)(shang)(shang)那樣）。然而(er)在(zai)海王星(xing)(xing)上(shang)(shang)(shang)，太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)過于(yu)(yu)微弱(ruo)(ruo)，一旦開始刮風(feng)(feng)，它們遇(yu)到很少的(de)(de)(de)阻礙，從而(er)能(neng)(neng)(neng)(neng)保持極(ji)高的(de)(de)(de)速(su)度。海王星(xing)(xing)釋(shi)放(fang)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)比(bi)它從太(tai)陽(yang)(yang)得到的(de)(de)(de)還多因而(er)這(zhe)些風(feng)(feng)暴也可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)有(you)著尚未確定的(de)(de)(de)內在(zai)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)來(lai)源(yuan)。

2007年(nian)(nian)又發現海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)南(nan)極比其(qi)表面(mian)平均溫度（大約(yue)為(wei)-200℃）高出(chu)約(yue)10℃。這(zhe)樣高出(chu)10℃的(de)溫度足以把甲(jia)烷釋(shi)放到(dao)(dao)太(tai)(tai)(tai)空，而在(zai)其(qi)它(ta)區(qu)域(yu)(yu)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)上層(ceng)大氣(qi)層(ceng)中(zhong)甲(jia)烷是被凍(dong)結著(zhu)的(de)。這(zhe)個相(xiang)對熱(re)點的(de)形成是因為(wei)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)軌道傾角(jiao)使(shi)得其(qi)南(nan)極在(zai)過去的(de)40年(nian)(nian)受(shou)到(dao)(dao)太(tai)(tai)(tai)陽光(guang)照射，而一(yi)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)年(nian)(nian)相(xiang)當于(yu)165地(di)球年(nian)(nian)。隨著(zhu)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)慢(man)慢(man)地(di)移(yi)近(jin)太(tai)(tai)(tai)陽，它(ta)南(nan)極將逐漸變暗，并且換(huan)成北(bei)極被太(tai)(tai)(tai)陽光(guang)照亮(liang)，這(zhe)將使(shi)得甲(jia)烷釋(shi)放區(qu)域(yu)(yu)從南(nan)極轉移(yi)到(dao)(dao)北(bei)極。

磁層

海(hai)王(wang)(wang)星(xing)有著與天王(wang)(wang)星(xing)類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層，它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)相(xiang)對(dui)(dui)自(zi)轉(zhuan)軸有著高達(da)47°的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傾斜，并且偏離(li)核心(xin)至(zhi)少0.55半徑，或是(shi)偏離(li)物理上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中心(xin)13500千米。在(zai)航海(hai)家2號抵達(da)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)之(zhi)前，天王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層傾斜假設是(shi)因為(wei)它躺著自(zi)轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果，但是(shi)，比較這兩顆行(xing)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)，科學家認為(wei)這種極(ji)端的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)指(zhi)向是(shi)行(xing)星(xing)內部流體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征。這個區域也許是(shi)一(yi)層導電(dian)體液(ye)體（可能是(shi)氨、甲烷和(he)水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)混合體）形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)(dui)流層流體運動，造成發電(dian)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活動。磁(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶極(ji)成分在(zai)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)赤道(dao)大(da)(da)約(yue)是(shi)14微特斯(si)(si)拉（0.14高斯(si)(si)）海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶磁(ci)(ci)矩(ju)大(da)(da)約(yue)是(shi)2.2×10T·m（14μT·RN，此處RN是(shi)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半徑）海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)因為(wei)非(fei)偶極(ji)成分，包括強(qiang)度可能超(chao)過磁(ci)(ci)偶極(ji)矩(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)大(da)(da)四極(ji)矩(ju)，組合有很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貢獻，因此在(zai)幾何(he)結(jie)(jie)構上非(fei)常(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復雜。相(xiang)較之(zhi)下地球(qiu)、木星(xing)和(he)土(tu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)四極(ji)矩(ju)都(dou)非(fei)常(chang)小(xiao)，并且相(xiang)對(dui)(dui)于自(zi)轉(zhuan)軸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傾角也都(dou)不大(da)(da)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)巨(ju)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)四極(ji)矩(ju)也許是(shi)發電(dian)機偏離(li)行(xing)星(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)(jie)果。

海王星(xing)(xing)的(de)弓(gong)形激(ji)波(bo)，在那兒(er)磁(ci)層(ceng)開始減(jian)緩太陽風(feng)的(de)速度，發生在距(ju)離(li)行星(xing)(xing)34.9行星(xing)(xing)半徑之處(chu)。磁(ci)層(ceng)頂，磁(ci)層(ceng)的(de)壓力抵銷(xiao)太陽風(feng)的(de)地方(fang)，位(wei)于23～26.5倍(bei)海王星(xing)(xing)半徑之處(chu)，磁(ci)尾至(zhi)(zhi)少(shao)延伸(shen)(shen)至(zhi)(zhi)72倍(bei)的(de)海王星(xing)(xing)半徑，并且還(huan)會伸(shen)(shen)展至(zhi)(zhi)更遠。

光環

海(hai)王(wang)(wang)星(xing)也有(you)光(guang)環(huan)。在(zai)地(di)球(qiu)上只能觀察(cha)到暗淡模糊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)弧(hu)(hu)，而非(fei)完整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)環(huan)。但(dan)旅(lv)行(xing)者2號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)像顯示(shi)這(zhe)些弧(hu)(hu)完全是(shi)由亮塊組(zu)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)環(huan)。其(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個光(guang)環(huan)看上去似乎有(you)奇特的(de)(de)(de)(de)(de)(de)螺旋形結(jie)構(gou)。同天王(wang)(wang)星(xing)和(he)(he)木星(xing)一(yi)樣，海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)環(huan)十(shi)分(fen)暗淡，但(dan)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部結(jie)構(gou)仍是(shi)未知(zhi)數。人們(men)已命名了海(hai)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)環(huan)：最外(wai)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)Adams（它(ta)包(bao)括三段(duan)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)弧(hu)(hu)，今(jin)已分(fen)別命名為(wei)自由Liberty，平等Equality和(he)(he)友愛(ai)Fraternity），其(qi)次是(shi)一(yi)個未命名的(de)(de)(de)(de)(de)(de)包(bao)有(you)Galatea衛星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)弧(hu)(hu)然(ran)后是(shi)Leverrier（它(ta)向外(wai)延(yan)伸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)叫作Lassell和(he)(he)Arago），最里面(mian)暗淡但(dan)很寬(kuan)闊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)叫Galle。 這(zhe)顆藍色(se)行(xing)星(xing)有(you)著(zhu)暗淡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天藍色(se)圓(yuan)環(huan)，但(dan)與(yu)土(tu)星(xing)比起來相去甚遠。當這(zhe)些環(huan)由以愛(ai)德華(hua)·奎南為(wei)首的(de)(de)(de)(de)(de)(de)團隊發現(xian)(xian)時曾被認為(wei)也許(xu)是(shi)不完整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。然(ran)而，“旅(lv)行(xing)者2號”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發現(xian)(xian)表明(ming)并非(fei)如此(ci)。這(zhe)些行(xing)星(xing)環(huan)有(you)一(yi)個特別的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“堆狀”結(jie)構(gou)。其(qi)起因如今(jin)不明(ming)，但(dan)也許(xu)可(ke)以歸結(jie)于附(fu)近軌(gui)道上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小衛星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力相互作用。

20世(shi)紀80年(nian)代中(zhong)(zhong)(zhong)期(qi)，認(ren)為(wei)海(hai)(hai)王(wang)星環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)不(bu)完整的(de)(de)(de)(de)證據首次出(chu)現(xian)(xian)，當時觀測到(dao)海(hai)(hai)王(wang)星在掩星前后出(chu)現(xian)(xian)了(le)(le)偶(ou)爾(er)的(de)(de)(de)(de)額外(wai)(wai)“閃光”旅行者(zhe)(zhe)2號在1989年(nian)拍攝(she)的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像發現(xian)(xian)了(le)(le)這(zhe)個(ge)(ge)(ge)包(bao)含(han)幾(ji)個(ge)(ge)(ge)微弱(ruo)圓環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)行星環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)系統，從而解(jie)決(jue)了(le)(le)這(zhe)個(ge)(ge)(ge)問題。最外(wai)(wai)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)圓環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)，亞當斯(si)，包(bao)含(han)三段顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)弧，如(ru)今名為(wei)“Liberté”，“Egalité”和“Fraternité”（自由、平等(deng)、博愛(ai)）。弧的(de)(de)(de)(de)存(cun)在非(fei)常(chang)難于(yu)理解(jie)，因為(wei)運(yun)動定(ding)律(lv)預示(shi)弧應在不(bu)長的(de)(de)(de)(de)時間內變成分(fen)布一致的(de)(de)(de)(de)圓環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)。如(ru)今認(ren)為(wei)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)內側的(de)(de)(de)(de)衛星海(hai)(hai)衛六的(de)(de)(de)(de)引力作用束縛了(le)(le)弧的(de)(de)(de)(de)運(yun)動。旅行者(zhe)(zhe)2號的(de)(de)(de)(de)相機(ji)發現(xian)(xian)了(le)(le)其他幾(ji)個(ge)(ge)(ge)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)。除了(le)(le)狹(xia)窄的(de)(de)(de)(de)、距(ju)海(hai)(hai)王(wang)星中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)63000千(qian)米(mi)的(de)(de)(de)(de)亞當斯(si)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)之外(wai)(wai)，勒維耶(ye)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)距(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)53000千(qian)米(mi)，更寬、更暗的(de)(de)(de)(de)伽勒環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)距(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)42000千(qian)米(mi)。勒維耶(ye)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)外(wai)(wai)側的(de)(de)(de)(de)暗淡圓環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)被命名為(wei)拉(la)塞爾(er)；再往外(wai)(wai)是(shi)距(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)57000千(qian)米(mi)的(de)(de)(de)(de)Arago環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)。2005年(nian)新發表(biao)的(de)(de)(de)(de)在地(di)球上(shang)觀察的(de)(de)(de)(de)結果表(biao)明，海(hai)(hai)王(wang)星的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)比(bi)原先以為(wei)的(de)(de)(de)(de)更不(bu)穩(wen)定(ding)。凱克天文臺在2002年(nian)和2003年(nian)拍攝(she)的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像顯(xian)示(shi)，與(yu)“旅行者(zhe)(zhe)2號”拍攝(she)時相比(bi)，海(hai)(hai)王(wang)星環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)發生了(le)(le)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)退化，特別是(shi)“自由弧”，也許在一個(ge)(ge)(ge)世(shi)紀左右就會消失(shi)。

衛星

海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有14顆已知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)然衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)是(shi)(shi)僅有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)顆大型衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，被(bei)(bei)威廉·拉(la)塞(sai)爾發(fa)(fa)現(xian)于(yu)(yu)發(fa)(fa)現(xian)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)17天(tian)后(hou)，與其他大型衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)不(bu)同，海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)運行于(yu)(yu)逆行軌道，說(shuo)明它(ta)(ta)(ta)是(shi)(shi)被(bei)(bei)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)俘獲的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，大概曾(ceng)經是(shi)(shi)一(yi)個(ge)(ge)(ge)柯伊(yi)伯(bo)帶天(tian)體。它(ta)(ta)(ta)與海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離足夠近使它(ta)(ta)(ta)被(bei)(bei)鎖定(ding)在(zai)同步軌道上，它(ta)(ta)(ta)將緩慢地經螺(luo)旋軌道接近海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，當它(ta)(ta)(ta)到達(da)洛(luo)希極限時(shi)最(zui)終將被(bei)(bei)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引力撕開(kai)。海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)是(shi)(shi)太陽系(xi)中被(bei)(bei)測量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)冷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)體，溫度為-235℃（38K）。海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)第二個(ge)(ge)(ge)已知衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（依(yi)距(ju)離排列）是(shi)(shi)形狀不(bu)規則(ze)(ze)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)二，它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道是(shi)(shi)太陽系(xi)中離心率最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌道之一(yi)。從1989年(nian)(nian)(nian)7月到9月，“旅行者(zhe)2號(hao)”發(fa)(fa)現(xian)了六(liu)個(ge)(ge)(ge)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。其中形狀不(bu)規則(ze)(ze)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)八(ba)以擁有在(zai)其密度下不(bu)會被(bei)(bei)它(ta)(ta)(ta)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引力變(bian)成球(qiu)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大體積而出名。盡管它(ta)(ta)(ta)是(shi)(shi)質(zhi)量(liang)第二大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，它(ta)(ta)(ta)只是(shi)(shi)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/400。最(zui)靠近海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)四個(ge)(ge)(ge)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)三、海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)四、海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)五和海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)六(liu)，軌道在(zai)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環之內(nei)。第二靠外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)(wei)七在(zai)1981年(nian)(nian)(nian)它(ta)(ta)(ta)掩(yan)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候被(bei)(bei)觀察到。起(qi)初掩(yan)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)被(bei)(bei)歸結為行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)環上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)弧，但據(ju)1989年(nian)(nian)(nian)“旅行者(zhe)2號(hao)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀察，才發(fa)(fa)現(xian)是(shi)(shi)由衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)造(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。2004年(nian)(nian)(nian)宣(xuan)布了在(zai)2002年(nian)(nian)(nian)和2003之間發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)五個(ge)(ge)(ge)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形狀不(bu)規則(ze)(ze)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。由于(yu)(yu)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)得名于(yu)(yu)羅馬神話的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)神，它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)都(dou)以低等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)神命(ming)名。SETI協會研究(jiu)員馬克·肖華特（Mark Showalter）2013年(nian)(nian)(nian)發(fa)(fa)現(xian)了圍(wei)繞海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)顆新衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，編(bian)號(hao)為海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)S/2004N1，直(zhi)徑(jing)約為19千(qian)米，距(ju)地球(qiu)約48億千(qian)米。

形成與遷移

冰質(zhi)巨行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)海王(wang)星(xing)(xing)(xing)和天王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)，已(yi)經(jing)證(zheng)明很難精確模(mo)擬。模(mo)型(xing)表明，太陽系(xi)外部(bu)區域的(de)(de)(de)(de)物質(zhi)密度太低，無(wu)法用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)核心吸(xi)積方(fang)法來(lai)解釋(shi)如此大的(de)(de)(de)(de)天體的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)，因而人們(men)(men)(men)提出了(le)各(ge)種假說(shuo)來(lai)解釋(shi)它們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)。一種說(shuo)法是，冰巨星(xing)(xing)(xing)不是由核心吸(xi)積形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)，而是由原行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)盤內的(de)(de)(de)(de)不穩定性(xing)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)，后來(lai)它們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)大氣層被(bei)附近一顆大質(zhi)量OB型(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)輻射炸飛了(le)，其中一部(bu)分形成(cheng)了(le)天王(wang)星(xing)(xing)(xing)和海王(wang)星(xing)(xing)(xing)。

另一(yi)個假(jia)說是(shi)，它(ta)們在(zai)(zai)離(li)太陽更(geng)近的(de)(de)(de)(de)地方形(xing)成，那里(li)的(de)(de)(de)(de)物質密度更(geng)高(gao)，然后(hou)(hou)(hou)(hou)在(zai)(zai)移除氣(qi)態原行(xing)星(xing)(xing)圓盤之后(hou)(hou)(hou)(hou)遷移到它(ta)們當前的(de)(de)(de)(de)軌道上。這(zhe)種(zhong)形(xing)成后(hou)(hou)(hou)(hou)遷移的(de)(de)(de)(de)假(jia)設是(shi)有利的(de)(de)(de)(de)，因為(wei)(wei)它(ta)能夠更(geng)好地解(jie)釋(shi)在(zai)(zai)跨(kua)海王星(xing)(xing)區(qu)域觀(guan)察到的(de)(de)(de)(de)小(xiao)型天體的(de)(de)(de)(de)構成比例。最為(wei)(wei)廣泛接受的(de)(de)(de)(de)對(dui)這(zhe)個假(jia)設細(xi)節(jie)的(de)(de)(de)(de)解(jie)釋(shi)被(bei)稱為(wei)(wei)尼(ni)斯模型，它(ta)探索了遷移的(de)(de)(de)(de)海王星(xing)(xing)和其他巨行(xing)星(xing)(xing)對(dui)柯(ke)伊(yi)伯(bo)帶結構的(de)(de)(de)(de)影響。右圖是(shi)一(yi)個顯示外(wai)行(xing)星(xing)(xing)和柯(ke)伊(yi)伯(bo)帶的(de)(de)(de)(de)模擬：（a）在(zai)(zai)木(mu)星(xing)(xing)和土星(xing)(xing)達到2:1共振之前；（b）在(zai)(zai)海王星(xing)(xing)軌道移動(dong)后(hou)(hou)(hou)(hou)柯(ke)伊(yi)伯(bo)帶物體向內散(san)(san)射后(hou)(hou)(hou)(hou)；（c）在(zai)(zai)木(mu)星(xing)(xing)射出散(san)(san)射的(de)(de)(de)(de)柯(ke)伊(yi)伯(bo)帶天體之后(hou)(hou)(hou)(hou)。

觀測和探測

觀測

肉眼看(kan)不到海(hai)王星，其亮(liang)度介(jie)乎視(shi)星等+7.7和(he)(he)+8.0，比木星的(de)(de)(de)伽利(li)略衛星，矮行星、谷神(shen)(shen)星和(he)(he)小(xiao)(xiao)行星、灶神(shen)(shen)星、智神(shen)(shen)星、虹神(shen)(shen)星、婚神(shen)(shen)星和(he)(he)韶神(shen)(shen)星都(dou)暗。在天(tian)文望(wang)(wang)遠鏡或優質的(de)(de)(de)雙(shuang)筒望(wang)(wang)遠鏡中(zhong)，海(hai)王星顯現(xian)為一個小(xiao)(xiao)小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)藍色圓盤(pan)，看(kan)上去與天(tian)王星很(hen)相似(si)。藍色來(lai)(lai)自(zi)在于它大氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)甲(jia)烷(wan)。它在視(shi)覺上的(de)(de)(de)細小(xiao)(xiao)給研(yan)究造(zao)成了困難；多數從望(wang)(wang)遠鏡中(zhong)獲得(de)(de)的(de)(de)(de)數據(ju)是(shi)相當有限的(de)(de)(de)，直到出現(xian)哈勃太空望(wang)(wang)遠鏡和(he)(he)大型地(di)基(ji)望(wang)(wang)遠鏡與自(zi)適應光學技術才獲得(de)(de)改觀。對無線(xian)電頻(pin)段內海(hai)王星的(de)(de)(de)觀測表明(ming)，它既(ji)是(shi)連續發(fa)(fa)射又(you)是(shi)不規則(ze)爆發(fa)(fa)的(de)(de)(de)來(lai)(lai)源。這兩(liang)種輻(fu)射源都(dou)被認為是(shi)由其旋轉(zhuan)磁場產生的(de)(de)(de)。在光譜的(de)(de)(de)紅外(wai)部分，海(hai)王星的(de)(de)(de)風暴在較冷的(de)(de)(de)背景下顯得(de)(de)明(ming)亮(liang)，使得(de)(de)這些特征的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)和(he)(he)形狀很(hen)容易被跟蹤。

探測

1989年(nian)8月25日，美國航天局發(fa)射的(de)(de)旅(lv)行(xing)者2號探測(ce)器(qi)(qi)飛越海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)，這是人(ren)類首次(ci)用(yong)空間探測(ce)器(qi)(qi)探測(ce)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)。它(ta)在距海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)4827千(qian)(qian)(qian)米的(de)(de)最近點與(yu)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)相(xiang)會，從(cong)而(er)使(shi)人(ren)類第一(yi)次(ci)看(kan)清了遠在距離地球45億千(qian)(qian)(qian)米之(zhi)外的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)面貌(mao)。它(ta)發(fa)現了海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)6顆(ke)新衛星(xing)(xing)，使(shi)其衛星(xing)(xing)總數(shu)增(zeng)至(zhi)8顆(ke)；首次(ci)發(fa)現海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)有5條(tiao)光環，其中(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多幅(fu)海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)照(zhao)片中(zhong)發(fa)現，海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)南極周圍有兩條(tiao)寬(kuan)約4345千(qian)(qian)(qian)米的(de)(de)巨大(da)(da)(da)(da)黑色風(feng)云帶和(he)一(yi)塊面積有如(ru)地球那(nei)么大(da)(da)(da)(da)的(de)(de)風(feng)暴區，它(ta)們形(xing)成了像木星(xing)(xing)大(da)(da)(da)(da)紅斑(ban)(ban)(ban)那(nei)樣的(de)(de)大(da)(da)(da)(da)黑斑(ban)(ban)(ban)。這塊大(da)(da)(da)(da)黑斑(ban)(ban)(ban)沿中(zhong)心軸向(xiang)逆時針方向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)，每轉(zhuan)360°需10天。海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)也有磁場和(he)輻射帶，大(da)(da)(da)(da)部(bu)分地區有像地球南北極那(nei)樣的(de)(de)極光。海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)層動蕩不定，大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)中(zhong)含有由冰凍甲(jia)烷構成的(de)(de)白云和(he)大(da)(da)(da)(da)面積氣(qi)(qi)旋(xuan)，跟隨在氣(qi)(qi)旋(xuan)后(hou)面的(de)(de)是時速(su)為(wei)640千(qian)(qian)(qian)米的(de)(de)颶風(feng)。海(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)上空有一(yi)層因陽光照(zhao)射大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)層中(zhong)的(de)(de)甲(jia)烷而(er)形(xing)成的(de)(de)煙霧。

海(hai)王星(xing)與太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)平均距(ju)離為44.96億公(gong)里(li)，是(shi)地球(qiu)(qiu)到(dao)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)距(ju)離的(de)(de)(de)30倍(bei)。海(hai)王星(xing)接(jie)收(shou)到(dao)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)光和(he)熱(re)只有(you)地球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)19%于是(shi)其表(biao)面覆蓋著(zhu)延綿(mian)幾千(qian)公(gong)里(li)厚的(de)(de)(de)冰層，外表(biao)則圍繞著(zhu)濃密的(de)(de)(de)大(da)氣，海(hai)王星(xing)的(de)(de)(de)直徑49500公(gong)里(li)，是(shi)地球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)3.88倍(bei)體積(ji)有(you)57個地球(qiu)(qiu)那么大(da)，質(zhi)量只是(shi)地球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)17倍(bei)多，所以(yi)其密度也(ye)相當小，海(hai)王星(xing)以(yi)每秒5.43公(gong)里(li)的(de)(de)(de)速(su)度繞著(zhu)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)公(gong)轉公(gong)轉一(yi)周需要(yao)花上164.8年(nian)，自轉一(yi)周15小時57分59秒。

海王星(xing)的(de)(de)磁(ci)場和天王星(xing)的(de)(de)一(yi)樣(yang)，位置十分古怪，這很可能是由(you)于行(xing)星(xing)地殼中層傳導性的(de)(de)物質（大概是水）的(de)(de)運動而造成的(de)(de)。

未來探測計劃

美國(guo)宇航(hang)局正在研究(jiu)可能進行的海(hai)王(wang)星探測任務(wu)。

美國宇航局在2005年(nian)提出發射海王(wang)星軌道(dao)探(tan)測(ce)器的構想，計劃(hua)于2016年(nian)發送一個(ge)或(huo)兩個(ge)探(tan)測(ce)器登陸海衛一，并探(tan)測(ce)海王(wang)星的大氣(qi)層(ceng)，類似伽利(li)略號探(tan)測(ce)器的大氣(qi)探(tan)測(ce)器。

旗艦或基石任(ren)(ren)務是另一個可能進(jin)行的(de)海王星(xing)探(tan)測任(ren)(ren)務，需要超過(guo)10億美元(yuan)的(de)資金。這些任(ren)(ren)務經費由美國宇航局(ju)(ju)和歐(ou)洲空間局(ju)(ju)共同負擔，這個未(wei)來計劃目標可能變成木衛二或土衛六，預計不會在2040年之前發(fa)射(she)。

由于天文學(xue)家對于探(tan)測海王星系統的興趣濃厚，一些學(xue)者(zhe)認(ren)為(wei)美(mei)國宇航局負(fu)責的新(xin)疆界計劃任務（如新(xin)視野(ye)號和朱諾號）可(ke)以提供10億美(mei)元資金，而(er)探(tan)測器可(ke)以在2010年發(fa)射。這個(ge)探(tan)測器不僅可(ke)以研究(jiu)海王星及其(qi)系統而(er)且也將經過(guo)木星及土星，并借由其(qi)重力(li)節省燃料，然后接近柯伊伯帶中兩個(ge)或三個(ge)天體(ti)。新(xin)地平線(xian)號在通過(guo)冥(ming)王星后也將探(tan)測其(qi)他目標。

世界紀錄

海王(wang)星(xing)是(shi)太陽(yang)系(xi)中離太陽(yang)最遠的(de)(de)行(xing)星(xing)，創造了太陽(yang)系(xi)中速(su)度最快的(de)(de)風、一個航天器到訪(fang)過的(de)(de)最多行(xing)星(xing)紀錄。（吉尼(ni)斯(si)世界紀錄）