海王星
太阳系距离太阳最远的行星
条目
历史版本
海王星(Neptune)是太阳系中的第八颗行星，也是国际天文学联合会认可的太阳系中距离太阳最远的行星。它在太阳系中拥有第四大的直径、第三大的质量，是密度最大的巨行星。海王星的质量是地球的17倍，略高于它的”双胞胎”天王星。与天王星相比，海王星的密度更高，体积较小，这是因为它更大的质量导致更多的引 力对大气的压缩作用。这颗行星主要由气体和液体组成，没有明确的固体表面可言。海王星每164.8年绕太阳一次，平均距离为30.1天文单位（45亿公里）。它以罗马神话中的海神命名，其象征为天文符号中的三叉戟♆。[5][6][7][8][9]
海王星是一颗肉眼无法观测到的行星，实际上，它是太阳系中唯一通过数学计算而非经验观测而被发现的行星。它的存在是基于对天王星轨道的异常变化所做的数学预测，这些变化被认为是由未知行星的引力摄动所导致的。最终，海王星的位置是由约翰·库奇·亚当斯和乌尔班·勒维里尔两人各自独立计算出来的。约翰·加勒于1846年9月23日首次用望远镜观测到海王星，其位置与勒维里尔的预测相当吻合。随后不久，海王星最大的卫星，即海卫一，也被发现。然而，在20世纪之前，没有望远镜定位出这颗行星的剩余13颗已知卫星。由于海王星与地球的距离非常遥远，因此它在天空中的视直径非常小，这使得使用地球上的望远镜进行详细研究具有极大挑战性。1989年，旅行者2号探测器才飞越海王星，成为迄今为止唯一一次探访海王星的太空探测器。近年来，有了哈勃太空望远镜以及配备自适应光学元件的大型地面望远镜，这些仪器使我们能够更详细地观测这颗遥远的行星。[10][11][12][13][14][15][2][16][17]
海王星的大气层与其他气态巨行星（如木星和土星）相似，主要由氢和氦组成，同时含有微量的碳氢 化合物和可能的氮。不过，与其他气态巨行星相比，海王星的大气层中含有更高比例的冰，包括水、氨和甲烷。此外，海王星的内部主要由冰和岩石组成，因此它通常被归类为“冰巨行星”，以与其他气态行星区分开来。海王星呈现出蓝色的外观，这一特征部分得益于大气层中甲的存在，特别是在最外层区域。这些甲烷分子在阳光下发生瑞利散射，导致了海王星呈现出蓝色的外观。最新来自双子座天文台的数据表明，海王星的蓝色比天王星更加饱和，部分原因是由于海王星大气层中更活跃的薄雾层。 [6][18][19][20][21][22]
相对于天王星的朦胧和相对没有特征的大气层，海王星的大气层表现的更加活跃。在1989年旅行者2号探测器飞越时，南半球出现了一个巨大的黑斑，类似于木星上的大红斑。2018年发现并研究了一个新的主黑斑以及一些较小的黑点。这些气象现象表明海王星的大气层存在着丰富多彩的变化。海王星的天气模式是由整个太阳系中最强烈的持续风驱动的。根据记录，海王星大气中的风速可高达每小时2,100公里（580米/秒）。这一强烈的风系统在海王星的大气中不断地引发动态变化。由于距离太阳极远，海王星的外层大气是太阳系中最寒冷的，其云层顶部的温度降至约55K（相当于-218°C或-361°F）。然而，行星核心的温度则远高于此，达到约5,400K（5,100°C）。海王星拥有一个微弱而分散的环系统，通常被称为“弧环”。这一环系统在1984年首次被观测到，后来被旅行者2号探测器所证实。[23][24][25][26]