海王星是太陽系第八顆行星，是一顆氣態巨行星，主要由氫和氦組成，有一顆大衛星海衛一。

航海者 2 號航天器所見的真彩色海王星。 （噴氣推進實驗室/美國宇航局）

海王星以羅馬海神命名，與希臘波塞冬相同，反映瞭神話中的海王星對海洋及其不斷起伏的海流的統治。 今天的大多數語言，即使是在與希臘羅馬文化沒有直接聯系的國傢，都使用“海王星”這個名字的一些變體來表示這個星球。 在漢語、日語和韓語中，這顆行星的名字直譯為“海王星”，因為海王星是海神。

發現與觀察

海王星是通過數學預測定位的，而不是通過定期觀察天空。 一位名叫約翰·庫奇·亞當斯的英國天文學傢和一位名叫烏爾班·約瑟夫·勒威耶的法國數學傢提出，天王星的運動與天文學傢預測的確切路徑不符，而造成這種差異的原因是由一顆未知行星的引力造成的。 在被法國天文學傢忽視後，勒威耶將他的預測發給瞭柏林天文臺的約翰·戈特弗裡德·加勒，後者在 1846 年的第一個晚上就發現瞭海王星。17 天後，海王星最大的衛星海衛一也被發現瞭。在 1612 年和 1613 年用他的小望遠鏡觀察木星時，伽利略實際上也看到瞭海王星，並在他的筆記中記錄瞭它的位置。 然而，在這兩種情況下，他都將海王星誤認為是一顆恒星——因此亞當斯和勒威耶，而不是伽利略，被認為是海王星的發現者。海王星與太陽的平均距離為 28 億英裡（45 億公裡）——超過地球的 30 倍——它繞太陽公轉的周期接近 165 個地球年。 海王星可以在業餘望遠鏡中看到。 然而，由於海王星距離遙遠，它的視星等最亮時約為 8.0 等，視星等最大時也隻有 2.5 角秒左右。 它將顯示一個藍色的磁盤，但沒有詳細信息。

8cd644525fac0cb762e904da7ab7d996海王星和海衛一的新月，由航海者 2 號捕獲。(JPL/NASA)

唯一訪問過海王星的航天器是 1989 年的航海者 2 號。

結構、組成和氣氛

與天王星一樣，海王星是一顆沒有固體表面的氣態巨行星。 海王星比天王星略小，直徑為 30,800 英裡（49,500 公裡），是地球直徑的 3.9 倍。 它的自轉周期為 16 小時 6 分鐘，其質量略是地球的 17 倍，主要由氫和氦組成。 海王星的內部結構被認為與天王星相似，富含氫和氦的大氣覆蓋在液態水、甲烷和氨的地幔之上； 這反過來又圍繞著地球大小的巖石和金屬核心。

海王星的導電流體內部產生非常強的磁場，大約是地球磁場的 27 倍。 它高度傾斜，與海王星的自轉軸成 47 度角，其中心與行星的物理中心至少偏移 0.55 個海王星半徑（約 13,500 公裡或 8,500 英裡）。 與天王星不同（但與木星和土星相似），海王星發出的能量是它從太陽接收的能量的 2.5 倍以上。 這使海王星的表面溫度與天王星的溫度大致相同（-350°F 或 -214°C），即使海王星離太陽更遠。

海王星雲的航海者 2 號圖像，顯示出垂直起伏。 （噴氣推進實驗室/美國宇航局）

海王星是一顆充滿活力的行星，有幾個大而暗的斑點，讓人想起木星的颶風般的風暴。 最大的黑斑被稱為大黑斑，大約有地球那麼大，類似於木星上的大紅斑。 海王星的風是太陽系中所有行星中最強的。 它們比木星強三倍，比地球強九倍。 在大黑斑附近，風速高達 2,000 公裡/小時（每小時 1,200 英裡）。

18eab5ff54383505d45bf091621c26a7航海者 2 號拍攝的海王星大黑斑。(JPL/NASA)

哈勃太空望遠鏡在海王星上發現瞭四季變化的證據。 海王星的旋轉軸與其軌道傾斜約 29 度（相比之下，地球為 23.5 度），並且由於海王星需要很長時間才能完成一個軌道，因此每個半球都會暴露在陽光下數十年。 天文學傢認為南半球正在變亮——這是季節性變化的先兆。

增強的彩色哈勃太空望遠鏡圖像顯示海王星季節性變化的證據。 (HST/美國宇航局)

海王星的光環和衛星

與其他氣態巨行星一樣，海王星被環系統環繞。 80 年代中期的恒星掩星觀測提供瞭環的第一個證據。 1989 年，航海者 2 號宇宙飛船飛越證實瞭它們的存在。

海王星完整環系統的航海者二號馬賽克。

最亮的兩個環分別命名為 Le Verrier 和 Adams； 最外層的亞當斯環包含三個突出的弧線或“團塊”。 這是行星環系統中的一個獨特特征，並且很難理解，因為運動定律預測弧會在很短的時間尺度內展開成一個均勻的環。 我們現在相信，Galatea（一顆剛從亞當斯環向內的衛星）的引力效應限制瞭它的弧線。

77a75f6fa50ebd67148deefee7131848右：亞當斯環特寫，顯示團塊。 （噴氣推進實驗室/美國宇航局）

海王星有十三個已知的衛星。 其中最大和最亮的海衛一於 1846 年被發現。海衛一的軌道與海王星的自轉方向相反（逆行）； 它是太陽系中唯一能做到這一點的大衛星。 來自航海者 2 號航天器的圖像顯示海衛一在地質上很活躍，其表面年輕而復雜，沒有許多撞擊坑。

海王星和海衛一的航海者 2 號圖像蒙太奇。 （噴氣推進實驗室/美國宇航局）

海王星的第二顆衛星 Nereid 直到 1949 年才被發現； 它比 Triton 小得多，並且圍繞海王星有一個非常遙遠的偏心軌道。

1989 年，航海者 2 號航天器又發現瞭 6 顆衛星。航海者 2 號發現的新海王星衛星靠近行星軌道，部分軌道在其環系統內。 最後五顆衛星是在 2002 年和 2003 年使用新技術通過地球望遠鏡發現的。最近發現的五顆衛星都較小（直徑 40 至 60 公裡）、顏色較暗（反照率約為 0.04），並且偏心和分散 軌道，如 Nereid。