海王星是太陽系中的遠(yuǎn)日行星，按照行星與太陽的距離由近及遠(yuǎn)排列，海王星排第八。在太陽系中，它是直徑第四大的行星，質(zhì)量第三大的行星。且作為巨型行星，海王星擁有最大的密度。海王星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的17倍，略大于它的孿生兄弟天王星。海王星比天王星的密度更大，體積更小，因此它的質(zhì)量也更大，導(dǎo)致其大氣受到更多的引力壓縮。海王星每164.8年繞太陽運(yùn)行一周，平均距離為30.1個(gè)天文單位（45億公里；28億米）。它是以羅馬的一位海神命名的，并且用有一個(gè)天文符號?，是程式化版本的尼普頓三叉戟。

圖解：結(jié)合顏色和近紅外線的海王星影像，顯示在它的大氣層中的甲烷帶，和他的4顆衛(wèi)星：普羅狄斯、拉瑞莎、加勒蒂亞和迪斯比納。

海王星不是肉眼可見的，并且它是太陽系眾多通過經(jīng)驗(yàn)觀察而發(fā)現(xiàn)的行星中，唯一一個(gè)由數(shù)學(xué)預(yù)測發(fā)現(xiàn)的行星。由于天王星軌道的意外變化，亞歷克西斯·布瓦徳推斷其軌道受到一顆未知行星的引力擾動。后來，約翰·庫奇·亞當(dāng)斯和烏爾班·勒維耶在他死后，根據(jù)布瓦徳的觀測結(jié)果獨(dú)立計(jì)算出海王星的位置。 1846年12月23日，在勒維耶預(yù)測的位置范圍內(nèi)，約翰·加勒使用望遠(yuǎn)鏡觀測到了海王星。

圖解：海王星高層的云帶在較低層云頂形成陰影。

不久之后，人們發(fā)現(xiàn)了它最大的衛(wèi)星——海衛(wèi)一，盡管直到20世紀(jì)，地球的已知13顆衛(wèi)星中，沒有一顆是用望遠(yuǎn)鏡觀測到的。地球與這顆行星的距離使得它的表面尺寸非常小，是故，在地球上使用望遠(yuǎn)鏡研究非常具有挑戰(zhàn)性。1989年8月25日， 旅行者2號曾經(jīng)造訪過海王星。而哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 和帶有自適光學(xué)系統(tǒng)的大型地面望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn)，令我們能夠在遠(yuǎn)處進(jìn)行更詳細(xì)的觀測。

圖解：旅行者2號所拍攝的海王星

像木星和土星一樣，海王星的大氣主要由氫和氦組成，還有少量的碳?xì)浠衔?，可能還有氮。盡管它可能含有更多的“冰”，例如水，氨和甲烷。然而，與天王星相似的是，它的內(nèi)部主要由冰和巖石組成；為了強(qiáng)調(diào)這一區(qū)別，通常天王星和海王星被認(rèn)為是“冰巨星”。在最外層的區(qū)域有甲烷的痕跡，一定程度上解釋了這顆行星的藍(lán)色外觀。

圖解：大黑斑（上面），滑行車（中間白色云彩）和小黑斑（底部）。

海王星的大氣相對于天王星大氣的朦朧、平淡形成鮮明的對比，它具有活躍可見的天氣模式。例如，在1989年旅行者2號飛越木星的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)這顆行星的南半球有一顆大黑點(diǎn)，與木星的大紅點(diǎn)相當(dāng)。這些天氣模式是由太陽系所有行星中持續(xù)最強(qiáng)的風(fēng)驅(qū)動的。

圖解：旅行者2號所拍攝到的大黑斑。

有記錄的風(fēng)速高達(dá)2100公里/時(shí)（580米/秒；1300英里/時(shí)）。由于海王星與太陽的距離最遠(yuǎn)，所以它的外層大氣是太陽系中最冷的地方之一，其云頂?shù)臏囟冉咏?5k（-218℃；-361℉）。地球中心的溫度是5400k（5100℃；9300℉）。海王星有一個(gè)模糊和破碎的環(huán)裝系統(tǒng)（稱為“弧”），它在1984年被發(fā)現(xiàn)，后來被旅行者2號證實(shí)。

相關(guān)閱讀

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡

發(fā)射日期：1990年4月24日

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)目的是為了提供對遙遠(yuǎn)星系、恒星以及我們所在的太陽系里大多數(shù)行星的清晰而又深入的觀察。

旅行者2號

發(fā)射日期：1977年8月20日

旅行者2號是唯一一艘能近距離研究太陽系四大行星的宇宙飛船。