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發現

在(zai)最早的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)記錄(lu)中(zhong)，伽(jia)利(li)略(lve)·伽(jia)利(li)雷(lei)（Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei）在(zai)1612年12月28日首度(du)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)并(bing)描繪出海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，1613年1月27日又再次(ci)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)，但(dan)因(yin)為觀(guan)測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)置在(zai)夜空中(zhong)都靠近木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)與(yu)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)處在(zai)合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)置），這(zhe)(zhe)兩次(ci)機會伽(jia)利(li)略(lve)都誤認海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)一顆恒星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。因(yin)此，海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發現并(bing)不歸功于(yu)(yu)他(ta)。1612年12月，他(ta)第一次(ci)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時，海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)在(zai)天(tian)空中(zhong)幾乎是(shi)靜止的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，因(yin)為那天(tian)它剛好逆行(xing)(xing)了。這(zhe)(zhe)種明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反向運(yun)動(dong)是(shi)當地球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)經過一顆外行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。因(yin)為海(hai)王(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)才剛剛開始它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年度(du)逆行(xing)(xing)周期，這(zhe)(zhe)顆行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)太微(wei)弱了，伽(jia)利(li)略(lve)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小型望遠鏡無法(fa)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)到。2009年，墨爾(er)本大(da)學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理學家大(da)衛·杰美(mei)生(sheng)宣稱，有新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)證據(ju)表明伽(jia)利(li)略(lve)至少知道(dao)他(ta)看(kan)見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)相對(dui)于(yu)(yu)背景的(de)(de)(de)(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有微(wei)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相對(dui)運(yun)動(dong)。

在(zai)(zai)(zai)1821年，法國天(tian)文(wen)學(xue)家亞(ya)歷斯(si)·布瓦(wa)爾(er)（Alexis Bouvard）出版了(le)(le)(le)天(tian)王星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道表(biao)，隨后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀測(ce)顯示出與表(biao)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)有越來越大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏差(cha)，使得布瓦(wa)爾(er)假(jia)設有一個攝(she)動體存在(zai)(zai)(zai)。在(zai)(zai)(zai)1843年約翰(han)·柯西·亞(ya)當斯(si)計(ji)算出會影(ying)響天(tian)王星(xing)(xing)(xing)運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第(di)八顆行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)軌(gui)道，并將計(ji)算結(jie)果(guo)皇家天(tian)文(wen)學(xue)家喬治·艾里(li)，他問了(le)(le)(le)亞(ya)當斯(si)一些計(ji)算上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，亞(ya)當斯(si)雖然草擬了(le)(le)(le)答(da)案但未曾回(hui)復。在(zai)(zai)(zai)1846年，法國工(gong)(gong)藝學(xue)院的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)文(wen)學(xue)教師奧本·勒(le)維(wei)(wei)耶（Urbain Le Verrier）在(zai)(zai)(zai)得不到同(tong)(tong)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)支持下，以自己的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱誠獨立完成(cheng)了(le)(le)(le)海(hai)王星(xing)(xing)(xing)位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)推算。但是(shi)，在(zai)(zai)(zai)同(tong)(tong)一年，約翰(han)·赫歇耳也開始擁護(hu)以數學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法去(qu)搜尋行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)，并說服詹姆斯(si)·查(cha)理(li)士著手進行(xing)(xing)。在(zai)(zai)(zai)多次(ci)耽擱之后，查(cha)理(li)士在(zai)(zai)(zai)1846年7月勉強(qiang)開始了(le)(le)(le)搜尋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作；而(er)在(zai)(zai)(zai)同(tong)(tong)時(shi)(shi)，勒(le)維(wei)(wei)耶也說服了(le)(le)(le)柏(bo)(bo)林天(tian)文(wen)臺的(de)(de)(de)(de)(de)(de)約翰(han)·格弗里(li)恩·伽勒(le)（Johann Gottfried Galle）搜尋行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)。當時(shi)(shi)仍是(shi)柏(bo)(bo)林天(tian)文(wen)臺的(de)(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)生(sheng)達赫斯(si)特(te)（Heinrich d'Arrest）表(biao)示正好完成(cheng)了(le)(le)(le)勒(le)維(wei)(wei)耶預測(ce)天(tian)區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最新星(xing)(xing)(xing)圖，可以作為尋找新行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)時(shi)(shi)與恒星(xing)(xing)(xing)比對(dui)(dui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)參考圖。在(zai)(zai)(zai)1846年9月23日晚間，海(hai)王星(xing)(xing)(xing)被發現了(le)(le)(le)，與勒(le)維(wei)(wei)耶預測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)相(xiang)距(ju)不到1°，但與亞(ya)當斯(si)預測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)相(xiang)差(cha)10°。事后，查(cha)理(li)士發現他在(zai)(zai)(zai)8月時(shi)(shi)已經兩度觀測(ce)到海(hai)王星(xing)(xing)(xing)，但因為對(dui)(dui)這件工(gong)(gong)作漫不經心而(er)未曾進一步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)核對(dui)(dui)。

由于(yu)民(min)族(zu)優越感(gan)和民(min)族(zu)主義的(de)影響，使得(de)發(fa)現海王星(xing)在(zai)英法兩國余波蕩漾，國際(ji)間的(de)輿論最終迫使勒(le)維耶接受(shou)亞(ya)當斯也是(shi)(shi)共同的(de)發(fa)現者。然而，在(zai)1998年，史(shi)學家才得(de)以重(zhong)新(xin)檢視(shi)天文學家奧林·艾(ai)根(gen)(gen)（Olin Eggen）遺產中的(de)海王星(xing)文件(jian)(jian)（來(lai)自格林威治天文臺的(de)歷史(shi)文件(jian)(jian)，明(ming)顯是(shi)(shi)被奧林·艾(ai)根(gen)(gen)竊取近三十年，在(zai)他逝世之(zhi)后(hou)(hou)才得(de)重(zhong)見(jian)天日(ri)），在(zai)檢視(shi)過(guo)這些文件(jian)(jian)之(zhi)后(hou)(hou)，有些史(shi)學家認(ren)為(wei)亞(ya)當斯不應該得(de)到如同勒(le)維耶的(de)殊榮。

命名

在發現之(zhi)后的(de)一段時間(jian)，海王星(xing)不(bu)是(shi)被稱為“天王星(xing)外的(de)行星(xing)”就是(shi)“勒維(wei)耶的(de)行星(xing)”。伽雷是(shi)第一位(wei)建議取名(ming)的(de)人，他建議的(de)名(ming)稱是(shi)Janus（雅(ya)努斯，羅馬神話中(zhong)看守門(men)戶的(de)雙面神）。在英國，查理士將之(zhi)命名(ming)為Oceanus；在法(fa)國，阿(a)拉貢(gong)（Fran?ois Arago）建議稱為勒維(wei)耶，以回(hui)應(ying)法(fa)國之(zhi)外強烈的(de)抗議聲浪。

法國天文年歷(li)當(dang)時以(yi)赫歇(xie)耳稱(cheng)呼天王(wang)星(xing)，相(xiang)對于以(yi)勒(le)維(wei)(wei)耶稱(cheng)呼這顆新(xin)(xin)發現的(de)行星(xing)。同時，在(zai)分開和獨(du)立的(de)場(chang)合，亞當(dang)斯(si)建議修改天王(wang)星(xing)的(de)名稱(cheng)為(wei)喬治，而勒(le)維(wei)(wei)耶經由經度委(wei)員(yuan)會(hui)建議以(yi)Neptune作為(wei)新(xin)(xin)行星(xing)的(de)名字。斯(si)特魯維(wei)(wei)（Struve）在(zai)1846年12月29日于圣彼得堡(bao)科學院挺身而出支持(chi)勒(le)維(wei)(wei)耶建議的(de)名稱(cheng)。

海王星

遠看海王星

內部構造

海王星

很(hen)快的(de)(de)(de)(de)(de)，海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)成(cheng)為(wei)國際上被接(jie)受的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)名(ming)(ming)稱(cheng)。在羅馬(ma)神(shen)(shen)話(hua)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)Neptune（尼普(pu)頓）等同于希(xi)(xi)臘神(shen)(shen)話(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)Poseidon（波塞冬），都(dou)是(shi)海(hai)(hai)(hai)(hai)神(shen)(shen)，因此中(zhong)文(wen)(wen)翻(fan)譯(yi)成(cheng)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)。新(xin)發現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)遵(zun)循了行(xing)星(xing)(xing)以(yi)神(shen)(shen)話(hua)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)眾神(shen)(shen)為(wei)名(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)原則，而除了天(tian)王(wang)星(xing)(xing)之外，都(dou)是(shi)在遠(yuan)古時代(dai)就被命(ming)名(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)。中(zhong)文(wen)(wen)及(ji)韓文(wen)(wen)、日文(wen)(wen)和越南文(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)漢字寫法都(dou)是(shi)“海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)”。在印度，這(zhe)顆行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)(ming)稱(cheng)是(shi)Varuna（Devanāgarī），也是(shi)印度神(shen)(shen)話(hua)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)神(shen)(shen)，與希(xi)(xi)臘-羅馬(ma)神(shen)(shen)話(hua)中(zhong)Poseidon或Neptune的(de)(de)(de)(de)(de)意義是(shi)相同的(de)(de)(de)(de)(de)。在蒙古，海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)稱(cheng)為(wei)Dalain Van(Далайнван)，反映了其同名(ming)(ming)神(shen)(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)色是(shi)大海(hai)(hai)(hai)(hai)的(de)(de)(de)(de)(de)統治者(zhe)。在現(xian)代(dai)希(xi)(xi)臘，人們仍舊將海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)稱(cheng)為(wei)波塞冬（Ποσειδ?να?,Poseidonas）。在希(xi)(xi)伯(bo)來語中(zhong)，2009年希(xi)(xi)伯(bo)來語學院投(tou)票將海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)(ming)稱(cheng)稱(cheng)為(wei)???（Rahab），來自《圣經》中(zhong)提到的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)怪，盡管(guan)現(xian)有的(de)(de)(de)(de)(de)拉丁詞Neptun(?????)更(geng)為(wei)常用。在納瓦特(te)爾語中(zhong)，海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)被以(yi)雨神(shen)(shen)Tlāloc的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)(ming)字命(ming)名(ming)(ming)為(wei)Tlāloccītlalli。

從1846年(nian)發(fa)(fa)現海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)到(dao)1930年(nian)發(fa)(fa)現冥王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)之(zhi)前，海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)是已知最遠的行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)。當冥王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)被發(fa)(fa)現時(shi)，冥王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)被認(ren)為(wei)是一(yi)(yi)顆(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)，因此(ci)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)成為(wei)已知的第(di)二(er)遠的行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)，除(chu)了在1979年(nian)到(dao)1999年(nian)之(zhi)間，冥王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的橢(tuo)圓軌道使它比海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)離太陽更近。1992年(nian)柯(ke)伊(yi)伯帶的發(fa)(fa)現導致許多天文學家爭(zheng)論(lun)冥王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)應該被認(ren)為(wei)是一(yi)(yi)顆(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)還是柯(ke)伊(yi)伯帶的一(yi)(yi)部分。2006年(nian)，國際天文聯合會首次定義了“行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)”一(yi)(yi)詞，將冥王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)踢除(chu)太陽系重新歸(gui)類(lei)為(wei)“矮(ai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)”，使海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)再次成為(wei)太陽系最外層的行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)。

星體運動

公轉

海(hai)王星(xing)(xing)與太陽之間(jian)的(de)(de)平(ping)均距離為45億公(gong)(gong)里，約(yue)30.1個天文單位(wei)（AU）。海(hai)王星(xing)(xing)的(de)(de)軌(gui)道周期(qi)(qi)（年(nian)(nian)）大約(yue)相當于(yu)164.79地(di)(di)球(qiu)年(nian)(nian),軌(gui)道傾(qing)角約(yue)為1.77°。海(hai)王星(xing)(xing)于(yu)2011年(nian)(nian)7月(yue)12日回到繞日公(gong)(gong)轉軌(gui)道上它(ta)(ta)被發(fa)現時的(de)(de)那(nei)個點(dian)。由于(yu)地(di)(di)球(qiu)處(chu)于(yu)其365.25天周期(qi)(qi)軌(gui)道的(de)(de)不同(tong)地(di)(di)點(dian)，屆時從(cong)地(di)(di)球(qiu)看到的(de)(de)海(hai)王星(xing)(xing)并不會處(chu)在(zai)它(ta)(ta)被發(fa)現時在(zai)天空中的(de)(de)那(nei)個位(wei)置。從(cong)地(di)(di)球(qiu)上觀察，海(hai)王星(xing)(xing)沖日周期(qi)(qi)為367天，這些周期(qi)(qi)使它(ta)(ta)在(zai)2010年(nian)(nian)4月(yue)和7月(yue)以及2011年(nian)(nian)10月(yue)和11月(yue)接(jie)近1846年(nian)(nian)它(ta)(ta)被發(fa)現時的(de)(de)坐標(biao)。在(zai)2010年(nian)(nian)8月(yue)20日，海(hai)王星(xing)(xing)于(yu)發(fa)現它(ta)(ta)的(de)(de)1846年(nian)(nian)中的(de)(de)同(tong)一天再度(du)沖日。

自轉

海(hai)王(wang)星的(de)(de)軸向傾(qing)角為28.32°，與地球(qiu)（23°）和火星（25°）的(de)(de)傾(qing)角相似，因此，海(hai)王(wang)星經歷了與地球(qiu)相似的(de)(de)季(ji)節變化。海(hai)王(wang)星的(de)(de)長軌道周(zhou)期意(yi)味著四季(ji)持續40地球(qiu)年。海(hai)王(wang)星的(de)(de)自轉周(zhou)期（日）是15小時57分59秒(miao)。

因(yin)為海王(wang)星(xing)不是(shi)一個(ge)固體(ti)，它的(de)(de)大氣層(ceng)會(hui)(hui)發生(sheng)差速旋(xuan)轉(zhuan)。寬赤道(dao)帶的(de)(de)自(zi)轉(zhuan)周(zhou)期約為18小時，比星(xing)體(ti)磁(ci)場的(de)(de)16.1小時自(zi)轉(zhuan)慢。相反，在(zai)極性(xing)區域，旋(xuan)轉(zhuan)周(zhou)期為12小時，反之亦然。海王(wang)星(xing)的(de)(de)較差自(zi)轉(zhuan)是(shi)太(tai)陽系(xi)中(zhong)最明顯的(de)(de)，它會(hui)(hui)導致強烈的(de)(de)緯(wei)向風(feng)切變(bian)。

物理特性

質量

海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)質量為1.0247e+26千克，是介于地(di)球和(he)巨行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)（指木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)土星(xing)(xing)(xing)(xing)）之間的(de)中等大小(xiao)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)：它的(de)質量是地(di)球質量的(de)17倍，是木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)質量的(de)1/18。因為它們質量較典型(xing)類(lei)(lei)木(mu)(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)小(xiao)，而(er)且密度、組成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分、內部結構也與類(lei)(lei)木(mu)(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)有顯著差(cha)別，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)天王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)一起常(chang)(chang)(chang)常(chang)(chang)(chang)被歸為類(lei)(lei)木(mu)(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)一個子(zi)類(lei)(lei)：冰巨星(xing)(xing)(xing)(xing)。在太陽系(xi)(xi)外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)研究領域，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)被用作(zuo)一個通用代號，指所發現的(de)有著類(lei)(lei)似海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)質量的(de)系(xi)(xi)外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)，就如同天文學家們常(chang)(chang)(chang)常(chang)(chang)(chang)說的(de)那(nei)些系(xi)(xi)外(wai)“木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)”。

溫度

因為軌道(dao)距離太陽很遠，海王(wang)(wang)星(xing)從太陽得到的(de)熱量(liang)(liang)很少，所以海王(wang)(wang)星(xing)大氣層頂端溫(wen)(wen)度只有(you)(you)-218℃（55K），而由大氣層頂端向內(nei)溫(wen)(wen)度穩定(ding)上升。和天王(wang)(wang)星(xing)類(lei)似，星(xing)球內(nei)部熱量(liang)(liang)的(de)來(lai)源仍然是未知(zhi)的(de)，而結果卻(que)是顯著的(de)：作為太陽系最外側的(de)行(xing)(xing)星(xing)，海王(wang)(wang)星(xing)內(nei)部能量(liang)(liang)卻(que)大到維持了(le)太陽系所有(you)(you)行(xing)(xing)星(xing)系統中已知(zhi)的(de)最高(gao)速(su)風暴。對(dui)其(qi)內(nei)部熱源有(you)(you)幾種解(jie)釋，包括行(xing)(xing)星(xing)內(nei)核的(de)放射熱源，行(xing)(xing)星(xing)生成時吸(xi)積盤塌(ta)縮(suo)能量(liang)(liang)的(de)散熱，還有(you)(you)重力波(bo)對(dui)平流圈界面的(de)擾動。

成分

海王(wang)星(xing)內(nei)部結構和(he)天王(wang)星(xing)相似。行(xing)星(xing)核(he)(he)是一個質(zhi)量大(da)(da)概不超過(guo)(guo)一個地(di)(di)球(qiu)質(zhi)量的(de)(de)由巖石和(he)冰構成的(de)(de)混合體。海王(wang)星(xing)地(di)(di)幔總(zong)質(zhi)量相當(dang)于(yu)10到15個地(di)(di)球(qiu)質(zhi)量，富含(han)水(shui)，氨，甲(jia)烷和(he)其(qi)它成分。作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)行(xing)星(xing)學慣例，這(zhe)(zhe)種(zhong)混合物被叫作(zuo)(zuo)冰，雖然其(qi)實是高(gao)度壓(ya)縮(suo)的(de)(de)過(guo)(guo)熱流體。這(zhe)(zhe)種(zhong)高(gao)電導的(de)(de)流體通常也被叫作(zuo)(zuo)水(shui)-氨海洋。大(da)(da)氣層包括大(da)(da)約從頂端向中(zhong)心的(de)(de)10%到20%，高(gao)層大(da)(da)氣主由80%氫(qing)和(he)19%氦組(zu)成。甲(jia)烷，氨和(he)水(shui)的(de)(de)含(han)量隨高(gao)度降低而增加。更(geng)內(nei)部大(da)(da)氣底(di)端溫度更(geng)高(gao)，密度更(geng)大(da)(da)，進而逐漸和(he)行(xing)星(xing)地(di)(di)幔的(de)(de)過(guo)(guo)熱液體混為(wei)(wei)一體。海王(wang)星(xing)內(nei)核(he)(he)的(de)(de)壓(ya)力是地(di)(di)球(qiu)表面(mian)大(da)(da)氣壓(ya)的(de)(de)數百(bai)萬倍通過(guo)(guo)比較(jiao)轉(zhuan)速和(he)扁(bian)率可知海王(wang)星(xing)的(de)(de)質(zhi)量分布不如(ru)天王(wang)星(xing)集中(zhong)。

海王(wang)星的(de)地(di)幔相當于10到15個(ge)地(di)球質量，富含水(shui)、氨(an)和(he)甲烷(wan)。按照行(xing)星科學的(de)慣例(li)，這(zhe)種混(hun)合(he)物被(bei)稱(cheng)為冰，即使它是一種熱的(de)、致密的(de)流體(ti)。一個(ge)由氫(qing)分子(zi)組成的(de)導電性很強的(de)水(shui)，它有時被(bei)稱(cheng)為水(shui)的(de)氫(qing)離(li)子(zi)層(ceng)，在(zai)更深層(ceng)的(de)高級離(li)子(zi)水(shui)中(zhong)(zhong)，氧結晶，而氫(qing)離(li)子(zi)在(zai)氧晶格(ge)中(zhong)(zhong)自由漂浮。

另有一些研究人員(yuan)對(dui)鉆(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)熔(rong)(rong)點(dian)進行了詳細測量，當(dang)鉆(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)融化(hua)(hua)時就像是水冷凍和融化(hua)(hua)的(de)過程，在(zai)(zai)液態形(xing)式之上漂(piao)浮著固(gu)定形(xing)式鉆(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)是一種(zhong)非(fei)常堅硬(ying)的(de)物質，它很難(nan)被融化(hua)(hua)。由于當(dang)鉆(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)高溫(wen)(wen)下加熱熔(rong)(rong)化(hua)(hua)容易變成(cheng)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨，因此研究人員(yuan)很難(nan)測量鉆(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)變成(cheng)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨之前(qian)具體的(de)熔(rong)(rong)點(dian)。科學家(jia)將(jiang)鉆(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)暴(bao)露于高壓(ya)下使(shi)用(yong)(yong)激光轟擊鉆(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)表面(mian)，4000萬(wan)倍(bei)零海拔(ba)壓(ya)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)下，鉆(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)變成(cheng)了液態。當(dang)壓(ya)力(li)降(jiang)(jiang)低(di)至零海拔(ba)1100萬(wan)倍(bei)，溫(wen)(wen)度降(jiang)(jiang)低(di)至5萬(wan)攝氏度，固(gu)體成(cheng)塊的(de)鉆(zhan)石(shi)(shi)(shi)(shi)便開(kai)始形(xing)成(cheng)。

科(ke)學家(jia)發現一些(xie)事情并非他們(men)之前所預(yu)計的(de)那(nei)樣(yang)，當(dang)溫度降低至形成(cheng)固態(tai)(tai)鉆(zhan)石(shi)的(de)狀態(tai)(tai)下(xia)，形成(cheng)的(de)固態(tai)(tai)鉆(zhan)石(shi)并未沉下(xia)去(qu)，而是漂浮(fu)在(zai)(zai)(zai)液態(tai)(tai)鉆(zhan)石(shi)的(de)頂層，就像(xiang)(xiang)是鉆(zhan)石(shi)冰川一樣(yang)。在(zai)(zai)(zai)海(hai)王(wang)星(xing)和天王(wang)星(xing)這樣(yang)的(de)超大氣(qi)態(tai)(tai)行星(xing)上(shang)，存在(zai)(zai)(zai)著類似鉆(zhan)石(shi)液化的(de)超高溫度和壓力(li)。如海(hai)王(wang)星(xing)，在(zai)(zai)(zai)7000千米的(de)深度，甲烷分解成(cheng)鉆(zhan)石(shi)晶體(ti)，像(xiang)(xiang)冰雹一樣(yang)向下(xia)滴落。科(ke)學家(jia)還(huan)認為，這種鉆(zhan)石(shi)雨(yu)還(huan)會(hui)發生在(zai)(zai)(zai)木星(xing)、土星(xing)和天王(wang)星(xing)上(shang)。勞倫斯利弗(fu)莫(mo)爾國家(jia)實驗(yan)室的(de)超高壓實驗(yan)表明，地幔頂部可能是液態(tai)(tai)碳的(de)海(hai)洋，上(shang)面漂浮(fu)著固體(ti)鉆(zhan)石(shi)。

科學(xue)家唯一能確定海王(wang)星(xing)和天王(wang)星(xing)表面是否存(cun)在(zai)液態(tai)鉆石的方法就是發(fa)射科學(xue)探測器，或者在(zai)地球模擬這些氣態(tai)行星(xing)的環境特征但以(yi)上的方法成本都很(hen)高，需(xu)要多(duo)年時間進行準備。據悉，這項研究報告已發(fa)表在(zai)《自然(ran)物(wu)理學(xue)》期刊上。

核心

海(hai)王星的(de)核心(xin)可能由鐵、鎳和硅酸鹽組成(cheng)，內部的(de)質(zhi)量(liang)大(da)(da)約是(shi)(shi)地球的(de)1.2倍。中心(xin)的(de)壓(ya)力(li)為7 Mbar（700 GPa），大(da)(da)約是(shi)(shi)地球中心(xin)的(de)兩倍，溫度可能為5400 K。

大氣層

海(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)占總質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)5%到10%，并向核(he)心延(yan)伸(shen)了約10%到20%。在高(gao)(gao)海(hai)拔(ba)處(chu)，海(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)80%是氫，19%是氦，也存在著(zhu)微(wei)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)甲烷。主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸收(shou)帶位于(yu)(yu)600納米以上波(bo)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅色(se)(se)和紅外(wai)線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光譜(pu)位置。與(yu)天(tian)王(wang)星(xing)比較，它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸收(shou)是大氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)甲烷部分，使海(hai)王(wang)星(xing)呈現藍色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)調(diao)，雖然海(hai)王(wang)星(xing)活潑(po)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)淡青色(se)(se)不同于(yu)(yu)天(tian)王(wang)星(xing)柔(rou)和的(de)(de)(de)(de)(de)(de)青色(se)(se)，由于(yu)(yu)海(hai)王(wang)星(xing)大氣(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)甲烷含量類似于(yu)(yu)天(tian)王(wang)星(xing)，一(yi)些(xie)未知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)成(cheng)分被(bei)認為(wei)有(you)助于(yu)(yu)海(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏色(se)(se)。海(hai)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)可(ke)以細分為(wei)兩個主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)域：低(di)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)對流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，該處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)隨(sui)(sui)高(gao)(gao)度(du)降(jiang)低(di)；和平(ping)流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，該處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)隨(sui)(sui)著(zhu)高(gao)(gao)度(du)增加。兩層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)界，對流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)在氣(qi)(qi)壓為(wei)0.1巴（10kPa，1巴=0.1MPa=100kPa，約等于(yu)(yu)地(di)球上1個標準大氣(qi)(qi)壓）處(chu)。平(ping)流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)在氣(qi)(qi)壓低(di)于(yu)(yu)10至(zhi)10微(wei)巴（1至(zhi)10Pa）處(chu)成(cheng)為(wei)熱成(cheng)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，熱成(cheng)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)逐漸(jian)過渡為(wei)散逸(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。

模型表明海王星對流層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)云(yun)帶取決(jue)于不同海拔(ba)(ba)高(gao)(gao)(gao)度(du)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分。高(gao)(gao)(gao)海拔(ba)(ba)的(de)(de)(de)云(yun)出(chu)現于氣壓(ya)低(di)于1帕(pa)之(zhi)處，該處的(de)(de)(de)溫度(du)使甲(jia)烷可(ke)以(yi)凝(ning)結。壓(ya)力(li)在(zai)1巴至(zhi)5巴（100kPa至(zhi)500kPa），被(bei)認為(wei)氨(an)和硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)云(yun)可(ke)以(yi)形(xing)成(cheng)(cheng)。壓(ya)力(li)在(zai)5巴以(yi)上(shang)，云(yun)可(ke)能包含氨(an)、硫(liu)化(hua)氨(an)、硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)和水(shui)。更深處的(de)(de)(de)水(shui)冰云(yun)可(ke)以(yi)在(zai)壓(ya)力(li)大(da)約為(wei)50巴（5MPa）處被(bei)發現，該處的(de)(de)(de)溫度(du)達到(dao)0℃。在(zai)下面(mian)，可(ke)能會發現氨(an)和硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)云(yun)。海王星高(gao)(gao)(gao)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)云(yun)會曾經(jing)被(bei)觀察(cha)到(dao)在(zai)低(di)層(ceng)(ceng)(ceng)云(yun)的(de)(de)(de)頂部形(xing)成(cheng)(cheng)陰影，高(gao)(gao)(gao)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)云(yun)也會在(zai)相同的(de)(de)(de)緯度(du)上(shang)環繞著(zhu)行星運轉(zhuan)。這(zhe)些環帶的(de)(de)(de)寬度(du)大(da)約在(zai)50至(zhi)150千米，并且(qie)在(zai)低(di)層(ceng)(ceng)(ceng)云(yun)頂之(zhi)上(shang)50至(zhi)110千米。海王星的(de)(de)(de)光譜(pu)顯(xian)示平(ping)流層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)低(di)層(ceng)(ceng)(ceng)是朦朧的(de)(de)(de)，這(zhe)是因為(wei)紫外線(xian)造成(cheng)(cheng)甲(jia)烷光解的(de)(de)(de)產物(wu)，例如乙烷和乙炔，凝(ning)結。平(ping)流層(ceng)(ceng)(ceng)也是微量的(de)(de)(de)一氧化(hua)硫(liu)和氰化(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)來源(yuan)海王星的(de)(de)(de)平(ping)流層(ceng)(ceng)(ceng)因為(wei)碳氫(qing)(qing)化(hua)合物(wu)的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)較高(gao)(gao)(gao)，也比天王星的(de)(de)(de)溫暖。

由于一(yi)些尚不清(qing)楚(chu)的(de)(de)(de)原因，這顆行星(xing)的(de)(de)(de)熱成(cheng)層(ceng)有著(zhu)大約750K的(de)(de)(de)異常高溫。要從(cong)太陽(yang)來(lai)的(de)(de)(de)紫外線輻射獲(huo)得熱量，對這顆行星(xing)來(lai)說與太陽(yang)的(de)(de)(de)距離是(shi)太遙遠了。一(yi)個假設的(de)(de)(de)加熱機(ji)制是(shi)行星(xing)的(de)(de)(de)磁場與離子的(de)(de)(de)交互作(zuo)用(yong)；另一(yi)個假設是(shi)來(lai)自內部的(de)(de)(de)重力波在大氣層(ceng)中的(de)(de)(de)消耗。熱成(cheng)層(ceng)包含可以察(cha)覺(jue)到的(de)(de)(de)二氧(yang)化碳和水，其來(lai)源(yuan)可能來(lai)自外部，例如流星(xing)體和塵埃。

氣候

海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)和天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個區別是(shi)典(dian)(dian)型氣象活動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)氣特點是(shi)極(ji)端活躍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。1986年當(dang)旅行者2號航(hang)天(tian)器飛經天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)時，該行星(xing)(xing)視覺上相當(dang)平淡，而在(zai)(zai)1989年旅行者2號飛越期(qi)間，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)展現了(le)著名的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)氣現象。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣有(you)太陽(yang)系(xi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最高風(feng)(feng)速(su)(su)，據(ju)推測(ce)源于其內(nei)部熱流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)推動(dong)，其風(feng)(feng)速(su)(su)達到(dao)超音速(su)(su)速(su)(su)度(du)(du)直至大(da)(da)(da)約(yue)2100千米/小時。在(zai)(zai)赤道(dao)帶區域，更加(jia)典(dian)(dian)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)速(su)(su)能達到(dao)大(da)(da)(da)約(yue)1200千米/小時。根據(ju)蒲(pu)福風(feng)(feng)級(ji)即(ji)世界氣象組織(zhi)所(suo)建議的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分級(ji)地球風(feng)(feng)速(su)(su)最大(da)(da)(da)為(wei)12級(ji)風(feng)(feng)，約(yue)118千米/小時。通過(guo)跟蹤(zong)持續云的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)測(ce)得，海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)風(feng)(feng)速(su)(su)在(zai)(zai)向(xiang)東方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)速(su)(su)為(wei)20米/秒(miao)，向(xiang)西(xi)風(feng)(feng)速(su)(su)為(wei)325米/秒(miao)，盛行風(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)(du)從(cong)赤道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)400米/秒(miao)到(dao)兩極(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)250米/秒(miao)不(bu)等。海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)多(duo)數風(feng)(feng)都(dou)朝著與地球自轉相反的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方向(xiang)移動(dong)。風(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)般模式顯(xian)示(shi)，在(zai)(zai)高緯(wei)度(du)(du)地區是(shi)順行旋(xuan)轉，而在(zai)(zai)低緯(wei)度(du)(du)地區則是(shi)逆行旋(xuan)轉。流(liu)動(dong)方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異被認為(wei)是(shi)一(yi)種“趨膚(fu)效應(ying)”，而不(bu)是(shi)由任(ren)何更深的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣過(guo)程造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)緯(wei)度(du)(du)70°S處，高速(su)(su)射(she)流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)(du)為(wei)300米/秒(miao)。

海王星赤(chi)(chi)道的(de)(de)甲烷、乙(yi)烷和乙(yi)炔的(de)(de)豐度是兩極的(de)(de)10-100倍。這被解釋為赤(chi)(chi)道上升(sheng)流和兩極附近(jin)下沉的(de)(de)證據，因為沒有經向環流，光化學無法解釋這種分布。

大黑斑

1989年(nian)，美國航(hang)空航(hang)天(tian)局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)旅行者2號航(hang)天(tian)器發現(xian)(xian)了大(da)(da)(da)(da)(da)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)(ban)（The Great Dark Spot）。在(zai)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)南緯(wei)22度，有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類似木星(xing)(xing)(xing)大(da)(da)(da)(da)(da)紅(hong)斑(ban)(ban)(ban)(ban)及土星(xing)(xing)(xing)大(da)(da)(da)(da)(da)白斑(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)卵(luan)狀氣旋，以(yi)(yi)大(da)(da)(da)(da)(da)約(yue)16天(tian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期一(yi)(yi)反時鐘方向旋轉(zhuan)，稱(cheng)為“大(da)(da)(da)(da)(da)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)(ban)”。由于大(da)(da)(da)(da)(da)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)(ban)每(mei)18.3小時左(zuo)右繞行海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)一(yi)(yi)圈，比海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自轉(zhuan)周(zhou)(zhou)期還(huan)(huan)要(yao)長，大(da)(da)(da)(da)(da)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)(ban)附近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)度吹著(zhu)速(su)度達300米(mi)每(mei)秒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強烈西(xi)風(feng)。旅行者2號還(huan)(huan)在(zai)南半(ban)球發現(xian)(xian)一(yi)(yi)個較(jiao)小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)(ban)極一(yi)(yi)以(yi)(yi)大(da)(da)(da)(da)(da)約(yue)16小時環繞行星(xing)(xing)(xing)一(yi)(yi)周(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度飛馳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不規則的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小團(tuan)白色煙，得知是(shi)(shi)“The Scooter”。它或許(xu)(xu)是(shi)(shi)一(yi)(yi)團(tuan)從(cong)大(da)(da)(da)(da)(da)氣層(ceng)低(di)處上升的(de)(de)(de)(de)(de)(de)羽狀物(wu)，但(dan)它真(zhen)正的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本質還(huan)(huan)是(shi)(shi)一(yi)(yi)個謎。然而(er)在(zai)1994年(nian)11月(yue)(yue)2日，哈勃望(wang)遠鏡對(dui)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀察(cha)發現(xian)(xian)大(da)(da)(da)(da)(da)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)(ban)竟然消失了。它或許(xu)(xu)就這(zhe)(zhe)么消散了，或許(xu)(xu)暫(zan)時被大(da)(da)(da)(da)(da)氣層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)其他部(bu)分所掩蓋。幾個月(yue)(yue)后哈勃望(wang)遠鏡在(zai)海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)北半(ban)球發現(xian)(xian)了一(yi)(yi)個新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)斑(ban)(ban)(ban)(ban)。這(zhe)(zhe)表(biao)明海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)(da)氣層(ceng)變化(hua)頻繁(fan)，這(zhe)(zhe)也許(xu)(xu)是(shi)(shi)因為云的(de)(de)(de)(de)(de)(de)頂部(bu)和(he)底部(bu)溫度差(cha)異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細微變化(hua)所引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

滑行車

滑行車（Scooter）是位(wei)于大(da)黑斑(ban)更南面(mian)的(de)(de)另(ling)一場(chang)風(feng)暴(bao)(bao)，是一組白色云團(tuan)。當1989年旅(lv)行者2號(hao)造訪(fang)海王星之前的(de)(de)幾個(ge)月，科學家發(fa)現了它(ta)(ta)(ta)并用這個(ge)綽(chuo)號(hao)命名，因為它(ta)(ta)(ta)比(bi)大(da)黑斑(ban)移(yi)動得(de)更快(kuai)。隨后圖(tu)像顯示出還(huan)有比(bi)滑行車移(yi)動得(de)更快(kuai)的(de)(de)云團(tuan)。小黑斑(ban)是一場(chang)南部的(de)(de)颶風(feng)風(feng)暴(bao)(bao)，在(zai)1989旅(lv)行者2號(hao)訪(fang)問期間(jian)，風(feng)速強度排(pai)在(zai)第二位(wei)。它(ta)(ta)(ta)最初是完全黑暗的(de)(de)，但在(zai)旅(lv)行者2號(hao)接近(jin)過程中，一個(ge)明亮的(de)(de)核心(xin)逐(zhu)漸形(xing)成，大(da)多數最高(gao)分辨率(lv)的(de)(de)圖(tu)像上(shang)都(dou)有。2007年又發(fa)現海王星的(de)(de)南極(ji)比(bi)其表面(mian)平均溫度（大(da)約為-200℃）高(gao)出約10℃。這樣高(gao)出10℃的(de)(de)溫度足以把甲烷(wan)釋放到太(tai)空，而在(zai)海王星其它(ta)(ta)(ta)區域(yu)的(de)(de)上(shang)層(ceng)大(da)氣(qi)層(ceng)中甲烷(wan)是被凍(dong)結著的(de)(de)。

海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)在(zai)類木行星(xing)(xing)(xing)(xing)中(zhong)的(de)(de)(de)一(yi)個獨有特(te)點就是高層云彩在(zai)其下半透明的(de)(de)(de)云基區域(yu)投(tou)下陰影。雖然海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)大氣(qi)遠比天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)活躍它們都是由(you)相(xiang)同的(de)(de)(de)氣(qi)體和冰組成。天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)和海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)都不是木星(xing)(xing)(xing)(xing)和土星(xing)(xing)(xing)(xing)那種(zhong)嚴格意(yi)義上的(de)(de)(de)類木行星(xing)(xing)(xing)(xing)而屬于另一(yi)類的(de)(de)(de)遠日行星(xing)(xing)(xing)(xing)，即它們有一(yi)個較大的(de)(de)(de)固體核而且還含(han)有冰作為(wei)其組成成分。海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)表面(mian)溫度非常低，1989年(nian)(nian)(nian)測到的(de)(de)(de)頂端云層的(de)(de)(de)溫度低至-224℃（49K）。由(you)于季節的(de)(de)(de)變化，海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)南半球的(de)(de)(de)云帶(dai)的(de)(de)(de)大小和反照率都在(zai)增加。這種(zhong)趨勢最早發生在(zai)1980年(nian)(nian)(nian)，預(yu)計將持續(xu)到2020年(nian)(nian)(nian)左(zuo)右。海(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)長軌道周期導致四季持續(xu)40年(nian)(nian)(nian)。

風暴

海王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)上(shang)的風(feng)暴(bao)是(shi)太陽(yang)(yang)(yang)系(xi)類木行(xing)星(xing)(xing)(xing)中最(zui)強的。考慮到它處于太陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的外圍，所接受(shou)的太陽(yang)(yang)(yang)光照比地球上(shang)微弱1000倍（仍然(ran)非(fei)常明亮，視星(xing)(xing)(xing)等-21），這(zhe)個(ge)現(xian)象和科(ke)學家(jia)們的原有(you)(you)的期望不符。曾經普遍認(ren)為行(xing)星(xing)(xing)(xing)離太陽(yang)(yang)(yang)越(yue)遠，驅(qu)動風(feng)暴(bao)的能(neng)(neng)(neng)量(liang)就(jiu)應該有(you)(you)越(yue)少。木星(xing)(xing)(xing)上(shang)的風(feng)速已達數百千米/小(xiao)時，而(er)(er)(er)在更加遙遠的海王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)上(shang)，科(ke)學家(jia)發現(xian)風(feng)速沒有(you)(you)更慢而(er)(er)(er)是(shi)更快了(le)（1600千米/小(xiao)時）。這(zhe)種明顯反(fan)常現(xian)象的一個(ge)可(ke)能(neng)(neng)(neng)原因是(shi)，如果風(feng)暴(bao)有(you)(you)足夠的能(neng)(neng)(neng)量(liang)，將(jiang)會產生湍(tuan)流，進而(er)(er)(er)減慢風(feng)速（正如在木星(xing)(xing)(xing)上(shang)那樣）。然(ran)而(er)(er)(er)在海王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)上(shang)，太陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)過于微弱，一旦開(kai)始刮風(feng)，它們遇到很少的阻礙，從而(er)(er)(er)能(neng)(neng)(neng)保持極高的速度(du)。海王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)釋放的能(neng)(neng)(neng)量(liang)比它從太陽(yang)(yang)(yang)得到的還多因而(er)(er)(er)這(zhe)些風(feng)暴(bao)也可(ke)能(neng)(neng)(neng)有(you)(you)著尚未(wei)確定的內在能(neng)(neng)(neng)量(liang)來(lai)源。

2007年又發(fa)現海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)南(nan)極(ji)比(bi)其(qi)表面平均溫度（大約為-200℃）高(gao)出(chu)約10℃。這樣高(gao)出(chu)10℃的(de)溫度足以把甲烷釋放到(dao)(dao)(dao)太空，而在其(qi)它(ta)區域(yu)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)上層大氣(qi)層中甲烷是被(bei)凍結著的(de)。這個相對(dui)熱(re)點的(de)形成是因(yin)為海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)軌道(dao)傾(qing)角使得其(qi)南(nan)極(ji)在過去的(de)40年受到(dao)(dao)(dao)太陽光照射(she)，而一(yi)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)年相當(dang)于165地(di)球(qiu)年。隨著海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)慢(man)慢(man)地(di)移近太陽，它(ta)南(nan)極(ji)將逐漸變暗，并且換成北(bei)極(ji)被(bei)太陽光照亮(liang)，這將使得甲烷釋放區域(yu)從南(nan)極(ji)轉移到(dao)(dao)(dao)北(bei)極(ji)。

磁層

海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)有(you)(you)著與天王(wang)(wang)星(xing)(xing)類(lei)似的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)層，它的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)相對(dui)自轉軸有(you)(you)著高(gao)達47°的(de)(de)(de)(de)(de)傾斜(xie)，并且偏(pian)離(li)核(he)心(xin)至少0.55半徑，或(huo)是(shi)(shi)偏(pian)離(li)物(wu)理上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)中心(xin)13500千米(mi)。在(zai)航海(hai)(hai)家2號抵達海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)之前，天王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)層傾斜(xie)假設是(shi)(shi)因為它躺著自轉的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)，但是(shi)(shi)，比較這(zhe)(zhe)(zhe)兩顆行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)，科學家認為這(zhe)(zhe)(zhe)種極(ji)(ji)端的(de)(de)(de)(de)(de)指向是(shi)(shi)行(xing)星(xing)(xing)內部流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征。這(zhe)(zhe)(zhe)個區(qu)域也許(xu)是(shi)(shi)一層導電(dian)體(ti)(ti)(ti)液體(ti)(ti)(ti)（可能(neng)(neng)是(shi)(shi)氨、甲烷和水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合體(ti)(ti)(ti)）形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)流(liu)(liu)層流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)運動(dong)，造(zao)成(cheng)(cheng)發電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)活動(dong)。磁(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)極(ji)(ji)成(cheng)(cheng)分(fen)在(zai)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)赤道大(da)(da)(da)約是(shi)(shi)14微特(te)斯拉（0.14高(gao)斯）海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)磁(ci)(ci)(ci)矩(ju)大(da)(da)(da)約是(shi)(shi)2.2×10T·m（14μT·RN，此處RN是(shi)(shi)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)半徑）海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)因為非偶(ou)極(ji)(ji)成(cheng)(cheng)分(fen)，包(bao)括(kuo)強度可能(neng)(neng)超過磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)矩(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)強大(da)(da)(da)四(si)極(ji)(ji)矩(ju)，組合有(you)(you)很大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)貢(gong)獻，因此在(zai)幾何結(jie)構上(shang)(shang)非常的(de)(de)(de)(de)(de)復雜。相較之下地(di)球(qiu)、木星(xing)(xing)和土星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)四(si)極(ji)(ji)矩(ju)都非常小，并且相對(dui)于(yu)自轉軸的(de)(de)(de)(de)(de)傾角(jiao)也都不(bu)大(da)(da)(da)海(hai)(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)巨大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)四(si)極(ji)(ji)矩(ju)也許(xu)是(shi)(shi)發電(dian)機(ji)偏(pian)離(li)行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)中心(xin)和幾何強制性的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)。

海王星(xing)的(de)弓形(xing)激波(bo)，在那兒(er)磁(ci)層開始減緩太陽(yang)風(feng)的(de)速(su)度，發(fa)生在距離行星(xing)34.9行星(xing)半徑之(zhi)處(chu)。磁(ci)層頂，磁(ci)層的(de)壓(ya)力抵銷(xiao)太陽(yang)風(feng)的(de)地(di)方，位(wei)于23～26.5倍海王星(xing)半徑之(zhi)處(chu)，磁(ci)尾至(zhi)少延伸至(zhi)72倍的(de)海王星(xing)半徑，并且(qie)還(huan)會伸展至(zhi)更遠。

光環

海王星也(ye)有(you)(you)光環。在地球上只能觀察到暗(an)淡(dan)模糊(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓弧(hu)，而(er)非(fei)完(wan)整(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光環。但(dan)(dan)旅行者2號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)顯示這些(xie)弧(hu)完(wan)全(quan)是由亮塊組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光環。其中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個(ge)光環看上去似乎有(you)(you)奇特的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)螺(luo)旋形結(jie)構(gou)。同(tong)天王星和木星一樣(yang)，海王星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光環十分(fen)暗(an)淡(dan)，但(dan)(dan)它們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部結(jie)構(gou)仍是未知數。人們已(yi)命名(ming)了海王星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光環：最外(wai)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是Adams（它包括三段(duan)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓弧(hu)，今已(yi)分(fen)別命名(ming)為自由Liberty，平等Equality和友愛Fraternity），其次是一個(ge)未命名(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)包有(you)(you)Galatea衛星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)弧(hu)然后是Leverrier（它向外(wai)延伸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)叫作(zuo)Lassell和Arago），最里面(mian)暗(an)淡(dan)但(dan)(dan)很寬闊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)叫Galle。 這顆藍(lan)(lan)色行星有(you)(you)著暗(an)淡(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天藍(lan)(lan)色圓環，但(dan)(dan)與土星比起(qi)來相(xiang)去甚遠。當這些(xie)環由以(yi)愛德華·奎南為首的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)團隊發(fa)現時曾被認(ren)為也(ye)許是不(bu)(bu)完(wan)整(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。然而(er)，“旅行者2號(hao)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現表明(ming)并非(fei)如此。這些(xie)行星環有(you)(you)一個(ge)特別的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“堆狀”結(jie)構(gou)。其起(qi)因如今不(bu)(bu)明(ming)，但(dan)(dan)也(ye)許可以(yi)歸結(jie)于附近軌道(dao)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小衛星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力相(xiang)互(hu)作(zuo)用。

20世(shi)紀80年代中(zhong)(zhong)(zhong)期，認為(wei)(wei)(wei)海(hai)(hai)王星環(huan)(huan)不完(wan)整的(de)(de)(de)(de)(de)證據(ju)首(shou)次(ci)出現(xian)，當(dang)時觀測(ce)到(dao)海(hai)(hai)王星在掩星前后(hou)出現(xian)了(le)偶爾的(de)(de)(de)(de)(de)額外“閃光(guang)”旅(lv)行者2號(hao)在1989年拍(pai)攝的(de)(de)(de)(de)(de)圖像發(fa)(fa)現(xian)了(le)這個(ge)包(bao)含幾個(ge)微弱圓(yuan)(yuan)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)行星環(huan)(huan)系統，從而解(jie)決了(le)這個(ge)問題。最(zui)外層的(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)(yuan)環(huan)(huan)，亞當(dang)斯，包(bao)含三段(duan)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)弧(hu)，如今名為(wei)(wei)(wei)“Liberté”，“Egalité”和“Fraternité”（自由、平(ping)等、博愛(ai)）。弧(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)存在非常難(nan)于理(li)解(jie)，因為(wei)(wei)(wei)運動定律預示弧(hu)應在不長的(de)(de)(de)(de)(de)時間內變成(cheng)分(fen)布一(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)(yuan)環(huan)(huan)。如今認為(wei)(wei)(wei)環(huan)(huan)內側(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)衛星海(hai)(hai)衛六的(de)(de)(de)(de)(de)引力作用束縛(fu)了(le)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)運動。旅(lv)行者2號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)相機發(fa)(fa)現(xian)了(le)其(qi)他幾個(ge)環(huan)(huan)。除(chu)了(le)狹窄的(de)(de)(de)(de)(de)、距(ju)海(hai)(hai)王星中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)63000千(qian)米(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)亞當(dang)斯環(huan)(huan)之(zhi)外，勒(le)維(wei)耶環(huan)(huan)距(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)53000千(qian)米(mi)(mi)，更(geng)寬(kuan)、更(geng)暗的(de)(de)(de)(de)(de)伽勒(le)環(huan)(huan)距(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)42000千(qian)米(mi)(mi)。勒(le)維(wei)耶環(huan)(huan)外側(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)暗淡圓(yuan)(yuan)環(huan)(huan)被命名為(wei)(wei)(wei)拉塞爾；再往(wang)外是(shi)距(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)57000千(qian)米(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)Arago環(huan)(huan)。2005年新發(fa)(fa)表的(de)(de)(de)(de)(de)在地球上(shang)觀察的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)表明，海(hai)(hai)王星的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)比原先(xian)以為(wei)(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)不穩(wen)定。凱克(ke)天文臺在2002年和2003年拍(pai)攝的(de)(de)(de)(de)(de)圖像顯(xian)示，與“旅(lv)行者2號(hao)”拍(pai)攝時相比，海(hai)(hai)王星環(huan)(huan)發(fa)(fa)生了(le)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)退化(hua)，特別是(shi)“自由弧(hu)”，也許在一(yi)個(ge)世(shi)紀左右就(jiu)會(hui)消(xiao)失。

衛星

海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)14顆已(yi)知(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天然衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)一(yi)是僅有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)顆大(da)(da)型衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，被(bei)威廉·拉塞爾發現(xian)(xian)于(yu)發現(xian)(xian)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)17天后，與(yu)其他大(da)(da)型衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)不(bu)同(tong)(tong)，海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)一(yi)運行(xing)于(yu)逆行(xing)軌(gui)道(dao)，說明(ming)它(ta)(ta)是被(bei)海(hai)(hai)(hai)(hai)(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)，大(da)(da)概曾經是一(yi)個柯伊伯帶天體。它(ta)(ta)與(yu)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離(li)(li)(li)足夠近(jin)(jin)使它(ta)(ta)被(bei)鎖定在同(tong)(tong)步軌(gui)道(dao)上(shang)，它(ta)(ta)將緩慢地(di)經螺旋軌(gui)道(dao)接近(jin)(jin)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，當它(ta)(ta)到達洛希極限時最(zui)終(zhong)將被(bei)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引力(li)(li)撕開。海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)一(yi)是太陽(yang)系(xi)中被(bei)測量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)冷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天體，溫(wen)度為-235℃（38K）。海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)第(di)(di)二個已(yi)知(zhi)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（依距離(li)(li)(li)排(pai)列）是形(xing)狀不(bu)規則的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)二，它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)是太陽(yang)系(xi)中離(li)(li)(li)心(xin)率最(zui)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)道(dao)之(zhi)一(yi)。從(cong)1989年7月到9月，“旅(lv)行(xing)者2號(hao)”發現(xian)(xian)了(le)六個新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。其中形(xing)狀不(bu)規則的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)八以擁有(you)在其密度下不(bu)會被(bei)它(ta)(ta)自(zi)身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引力(li)(li)變(bian)成(cheng)球體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)(da)體積而出(chu)名(ming)(ming)。盡(jin)管它(ta)(ta)是質(zhi)量第(di)(di)二大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，它(ta)(ta)只是海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)一(yi)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/400。最(zui)靠近(jin)(jin)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)四(si)個衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)三(san)、海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)四(si)、海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)五和海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)六，軌(gui)道(dao)在海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環之(zhi)內。第(di)(di)二靠外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)衛(wei)(wei)七在1981年它(ta)(ta)掩(yan)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候被(bei)觀(guan)察到。起初(chu)掩(yan)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)被(bei)歸結為行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)環上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)弧(hu)，但(dan)據1989年“旅(lv)行(xing)者2號(hao)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)察，才(cai)發現(xian)(xian)是由衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。2004年宣布了(le)在2002年和2003之(zhi)間發現(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)五個新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)狀不(bu)規則衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。由于(yu)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)得名(ming)(ming)于(yu)羅馬神(shen)話的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)神(shen)，它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)都以低(di)等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)神(shen)命(ming)名(ming)(ming)。SETI協會研究員(yuan)馬克(ke)·肖華特（Mark Showalter）2013年發現(xian)(xian)了(le)圍繞海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)顆新衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，編號(hao)為海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)S/2004N1，直(zhi)徑約(yue)為19千(qian)米，距地(di)球約(yue)48億千(qian)米。

形成與遷移

冰(bing)質巨行星(xing)(xing)(xing)海王(wang)星(xing)(xing)(xing)和天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)，已經證明很難(nan)精確模擬(ni)。模型(xing)表明，太陽系外(wai)部(bu)區域的(de)(de)(de)物(wu)質密度太低，無法用傳(chuan)統的(de)(de)(de)核(he)心(xin)吸積(ji)方(fang)法來解釋(shi)如(ru)此大的(de)(de)(de)天(tian)(tian)體的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)，因(yin)而人(ren)們提出了各種(zhong)假(jia)說來解釋(shi)它們的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)。一(yi)種(zhong)說法是，冰(bing)巨星(xing)(xing)(xing)不(bu)是由核(he)心(xin)吸積(ji)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)，而是由原(yuan)行星(xing)(xing)(xing)盤內的(de)(de)(de)不(bu)穩定性形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)，后來它們的(de)(de)(de)大氣層被附近一(yi)顆大質量(liang)OB型(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)輻射炸飛了，其中一(yi)部(bu)分形(xing)成(cheng)了天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)和海王(wang)星(xing)(xing)(xing)。

另一個(ge)假說是(shi)，它們(men)在(zai)離太(tai)陽更近的(de)(de)(de)(de)地方形成(cheng)(cheng)，那里的(de)(de)(de)(de)物質密度更高，然后(hou)在(zai)移除氣態(tai)原行(xing)星(xing)圓盤之(zhi)后(hou)遷移到它們(men)當(dang)前(qian)的(de)(de)(de)(de)軌道(dao)上。這(zhe)種形成(cheng)(cheng)后(hou)遷移的(de)(de)(de)(de)假設是(shi)有(you)利的(de)(de)(de)(de)，因(yin)為它能夠更好地解釋(shi)在(zai)跨(kua)海(hai)王(wang)星(xing)區域觀察到的(de)(de)(de)(de)小型(xing)天體(ti)的(de)(de)(de)(de)構成(cheng)(cheng)比例。最為廣(guang)泛(fan)接受的(de)(de)(de)(de)對這(zhe)個(ge)假設細節的(de)(de)(de)(de)解釋(shi)被稱為尼(ni)斯(si)模型(xing)，它探索了遷移的(de)(de)(de)(de)海(hai)王(wang)星(xing)和其他(ta)巨行(xing)星(xing)對柯伊(yi)伯帶結構的(de)(de)(de)(de)影響。右圖(tu)是(shi)一個(ge)顯示(shi)外行(xing)星(xing)和柯伊(yi)伯帶的(de)(de)(de)(de)模擬(ni)：（a）在(zai)木星(xing)和土星(xing)達到2:1共振之(zhi)前(qian)；（b）在(zai)海(hai)王(wang)星(xing)軌道(dao)移動后(hou)柯伊(yi)伯帶物體(ti)向內散(san)射(she)后(hou)；（c）在(zai)木星(xing)射(she)出散(san)射(she)的(de)(de)(de)(de)柯伊(yi)伯帶天體(ti)之(zhi)后(hou)。

觀測和探測

觀測

肉眼看不到海王(wang)星(xing)(xing)(xing)，其亮度介乎視星(xing)(xing)(xing)等+7.7和+8.0，比(bi)木星(xing)(xing)(xing)的(de)伽利略衛星(xing)(xing)(xing)，矮(ai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)、谷(gu)神(shen)(shen)(shen)星(xing)(xing)(xing)和小(xiao)(xiao)行(xing)星(xing)(xing)(xing)、灶神(shen)(shen)(shen)星(xing)(xing)(xing)、智神(shen)(shen)(shen)星(xing)(xing)(xing)、虹神(shen)(shen)(shen)星(xing)(xing)(xing)、婚神(shen)(shen)(shen)星(xing)(xing)(xing)和韶神(shen)(shen)(shen)星(xing)(xing)(xing)都(dou)暗。在天文望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)或(huo)優質的(de)雙筒望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)中，海王(wang)星(xing)(xing)(xing)顯(xian)現(xian)為一個(ge)小(xiao)(xiao)小(xiao)(xiao)的(de)藍(lan)色圓盤，看上去與天王(wang)星(xing)(xing)(xing)很相似。藍(lan)色來(lai)自(zi)在于(yu)它(ta)(ta)大氣中的(de)甲(jia)烷。它(ta)(ta)在視覺(jue)上的(de)細小(xiao)(xiao)給研(yan)究造成了困(kun)難；多數從望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)中獲得的(de)數據是相當有限的(de)，直到出現(xian)哈勃(bo)太空望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)和大型地基(ji)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)與自(zi)適應光學技(ji)術才獲得改觀(guan)。對無線電頻段(duan)內海王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)觀(guan)測表明，它(ta)(ta)既是連續發射又是不規則爆發的(de)來(lai)源。這兩種輻射源都(dou)被認為是由其旋轉磁場產生(sheng)的(de)。在光譜(pu)的(de)紅外部分(fen)，海王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)風暴在較冷的(de)背景下顯(xian)得明亮，使得這些特征的(de)大小(xiao)(xiao)和形狀(zhuang)很容(rong)易(yi)被跟(gen)蹤。

探測

1989年8月25日，美國(guo)航天局(ju)發(fa)(fa)(fa)射(she)的(de)(de)(de)旅行者2號(hao)探(tan)測(ce)器飛越(yue)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，這是人類首次用空間探(tan)測(ce)器探(tan)測(ce)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。它在(zai)(zai)距海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)4827千米(mi)的(de)(de)(de)最近點與(yu)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)相會，從(cong)而使人類第一(yi)(yi)次看(kan)清(qing)了(le)遠在(zai)(zai)距離地(di)球45億千米(mi)之外(wai)的(de)(de)(de)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)面(mian)貌。它發(fa)(fa)(fa)現了(le)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)6顆新衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，使其衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)總數(shu)增至8顆；首次發(fa)(fa)(fa)現海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)5條光(guang)環，其中(zhong)3條暗淡、2條明(ming)亮。從(cong)旅行者2號(hao)拍攝的(de)(de)(de)6000多幅海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)照片(pian)中(zhong)發(fa)(fa)(fa)現，海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)南(nan)極(ji)周圍有(you)(you)兩條寬(kuan)約4345千米(mi)的(de)(de)(de)巨大(da)(da)(da)(da)黑色風云帶和一(yi)(yi)塊面(mian)積有(you)(you)如地(di)球那(nei)么大(da)(da)(da)(da)的(de)(de)(de)風暴(bao)區(qu)，它們(men)形(xing)成(cheng)了(le)像木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)大(da)(da)(da)(da)紅斑(ban)那(nei)樣(yang)的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)黑斑(ban)。這塊大(da)(da)(da)(da)黑斑(ban)沿中(zhong)心軸向(xiang)逆時(shi)針(zhen)方向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)，每(mei)轉(zhuan)360°需10天。海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)有(you)(you)磁(ci)場和輻射(she)帶，大(da)(da)(da)(da)部分地(di)區(qu)有(you)(you)像地(di)球南(nan)北極(ji)那(nei)樣(yang)的(de)(de)(de)極(ji)光(guang)。海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)層動蕩不定(ding)，大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)中(zhong)含有(you)(you)由(you)冰(bing)凍甲(jia)烷(wan)構成(cheng)的(de)(de)(de)白云和大(da)(da)(da)(da)面(mian)積氣(qi)(qi)旋(xuan)，跟隨在(zai)(zai)氣(qi)(qi)旋(xuan)后(hou)面(mian)的(de)(de)(de)是時(shi)速為640千米(mi)的(de)(de)(de)颶風。海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)上空有(you)(you)一(yi)(yi)層因陽光(guang)照射(she)大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)層中(zhong)的(de)(de)(de)甲(jia)烷(wan)而形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)煙霧。

海王(wang)星(xing)與太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)平均(jun)距離為(wei)44.96億公里(li)(li)，是(shi)地(di)球(qiu)(qiu)到太(tai)陽(yang)(yang)距離的(de)(de)30倍(bei)。海王(wang)星(xing)接收到太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)光和熱只(zhi)有(you)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)19%于是(shi)其(qi)表(biao)面覆蓋(gai)著延綿幾千(qian)公里(li)(li)厚(hou)的(de)(de)冰層(ceng)，外(wai)表(biao)則圍(wei)繞(rao)著濃密的(de)(de)大氣，海王(wang)星(xing)的(de)(de)直徑49500公里(li)(li)，是(shi)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)3.88倍(bei)體積有(you)57個地(di)球(qiu)(qiu)那么大，質(zhi)量只(zhi)是(shi)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)17倍(bei)多，所以(yi)其(qi)密度(du)也相當小(xiao)，海王(wang)星(xing)以(yi)每秒5.43公里(li)(li)的(de)(de)速度(du)繞(rao)著太(tai)陽(yang)(yang)公轉(zhuan)公轉(zhuan)一周需要花上164.8年，自轉(zhuan)一周15小(xiao)時57分59秒。

海王(wang)星(xing)的(de)磁(ci)場(chang)和(he)天(tian)王(wang)星(xing)的(de)一樣，位置(zhi)十分古(gu)怪(guai)，這很可(ke)能是(shi)由于行星(xing)地殼中層(ceng)傳導性的(de)物質（大概是(shi)水）的(de)運動而(er)造(zao)成的(de)。

未來探測計劃

美國宇(yu)航局正(zheng)在研究可能進行(xing)的海王星探測任務。

美國宇航局在2005年提出發射海王(wang)星軌道探(tan)測(ce)器(qi)的構想(xiang)，計劃(hua)于2016年發送(song)一(yi)個(ge)(ge)或兩個(ge)(ge)探(tan)測(ce)器(qi)登陸海衛一(yi)，并探(tan)測(ce)海王(wang)星的大氣(qi)層，類(lei)似伽利略號探(tan)測(ce)器(qi)的大氣(qi)探(tan)測(ce)器(qi)。

旗艦或基石任務(wu)是另一個(ge)可能進行的(de)海王(wang)星(xing)探測任務(wu)，需(xu)要超(chao)過10億美(mei)元的(de)資金。這些任務(wu)經費由美(mei)國(guo)宇航(hang)局(ju)和歐洲空(kong)間局(ju)共(gong)同負擔(dan)，這個(ge)未(wei)來(lai)計劃目(mu)標可能變成(cheng)木衛二或土(tu)衛六，預計不會(hui)在(zai)2040年(nian)之前發射(she)。

由于天(tian)文學家對(dui)于探測(ce)海王(wang)(wang)星系統的(de)興趣濃厚，一些學者認(ren)為美(mei)國(guo)宇(yu)航(hang)局(ju)負責的(de)新(xin)疆(jiang)界計劃任務(wu)（如新(xin)視(shi)野號和朱諾號）可(ke)以提(ti)供10億美(mei)元資金，而探測(ce)器(qi)可(ke)以在2010年發射。這個探測(ce)器(qi)不僅可(ke)以研究海王(wang)(wang)星及(ji)其系統而且也(ye)將(jiang)經過木(mu)星及(ji)土星，并借由其重力節省燃(ran)料(liao)，然后(hou)接(jie)近柯伊伯(bo)帶中兩個或三個天(tian)體。新(xin)地平線(xian)號在通過冥王(wang)(wang)星后(hou)也(ye)將(jiang)探測(ce)其他(ta)目標。

世界紀錄

海王星(xing)是太(tai)(tai)陽系中離太(tai)(tai)陽最(zui)(zui)遠的(de)行星(xing)，創造(zao)了太(tai)(tai)陽系中速度(du)最(zui)(zui)快(kuai)的(de)風、一個航天器到訪(fang)過的(de)最(zui)(zui)多行星(xing)紀錄。（吉尼斯世界紀錄）