概述
海王星海王星有太陽系最強烈的風，測量到的時速高達2,100公里。1989年航海家2號飛掠過海王星，對南半球的大黑斑和木星的大紅斑做了比較。海王星雲頂的溫度是-218°C（55K），因為距離太陽最遠，是太陽系最冷的地區之一。海王星核心的溫度約為7,000°C，可以和太陽的表面比較，也和大多數已知的行星相似，海王星可能有一個固態的核，其表面可能覆蓋有一層冰。此外，海王星有磁場和極光。還有因甲烷受太陽照射而產生的煙霧。
海王星在1846年9月23日被發現，是唯一利用數學預測而非有計畫的觀測發現的行星。天文學家利用天王星軌道的攝動推測出海王星的存在與可能的位置。迄今只有航海家2號曾經在1989年8月25日拜訪過海王星。在2003年，美國國家航空航天局提出有如卡西尼-惠更斯號科學水平的海王星軌道探測計畫但不使用熱滋生反應提供電力的推進裝置；這項計畫由噴射推進實驗室和加州理工學院一起完成。
星體參數
公轉軌道：距太陽4,504,000,000千米（30.06天文單位)軌道傾角：1.769度
行星直徑：49,532千米（赤道）（是地球的3.88倍）赤道半徑比極半徑長約641km
質量：1.0247e26千克（為地球質量的17.135倍）
自轉周期：15小時57分59秒
公轉周期：約164.8個地球年[1]
平均密度：1.66g/cm³發現者：JohannGalle
發現時間：1846年9月23日
亮度：7.85星等
平均溫度：-353℉（-214℃)
平均雲層溫度：-193°C至-153°C
大氣壓：1-3B
大氣成分：主要是氫、氦和甲烷，大氣壓力很大，約為地球大氣壓的100倍
表面重力加速度：比地球的略大，在兩極為1180cm/s2，在赤道上約為1100cm/s2
表面逃逸速度：23.6km/s
衛星數：14顆
光環數：5條
| 質量 | 1.0247e+26千克 |
| 質量比（地球=1） | 1.7135e+01 |
| 赤道半徑 (km) | 24,746 |
| 赤道半徑 (地球 = 1) | 3.8799e+00 |
| 平均密度 (gm/cm^3) | 1.64 |
| 平均日距 (km) | 4,504,300,000 |
| 平均日距(地球 = 1) | 30.0611 |
| 自轉周期 (小時) | 16.11 |
| 公轉周期 (年) | 164.79 |
| 平均公轉速度 (km/秒) | 5.45 |
| 公轉軌道偏心率 | 0.0097 |
| 自轉軸傾角(度) | 29.56 |
| 公轉傾角 (度) | 1.774 |
| 赤道表面重力 (m/秒^2) | 11.0 |
| 赤道逃逸速度 (km/秒) | 23.50 |
| 視覺幾何反射率 | 0.41 |
| 星等 (Vo) | 7.84 |
| 平均雲層溫度 | -193 to -153°C |
| 大氣壓 (巴) | 1-3 |
| 大氣成份 | 氫85% 氦13% 甲烷2% |
發現命名
發現
伽利略在1612年12月28日首度觀測並描繪出海王星，1613年1月27日又再次觀測，但因為觀測的位置在夜空中都靠近木星（在合的位置），這兩次機會伽利略都誤認海王星是一顆恆星。相信是恆星，而不相信自己的發現，是因為1612年12月第一次觀測的，海王星在留轉向退行的位置，因為剛開始退行時的運動還十分微小，以至於伽利略的小望遠鏡查覺不出位置的改變。
勒維耶，用數學發現海王星的人在1846年，法國工藝學院的天文學教師勒維耶，在得不到同袍的支持下，以自己的熱誠獨立完成了海王星位置的推算。但是，在同一年，約翰·赫歇耳也開始擁護以數學的方法去搜尋行星，並說服詹姆斯·查理士著手進行。
在多次躭擱之後，查理士在1846年7月勉強開始了搜尋的工作；而在同時，勒維耶也說服了柏林天文台的約翰·格弗里恩·伽勒搜尋行星。當時仍是柏林天文台的學生達赫斯特（Heinrich d'Arrest）表示正好完成了勒維耶預測天區的最新星圖，可以做為尋找新行星時與恆星比對的參考圖。在1846年9月23日晚間，海王星被發現了，與勒維耶預測的位置相距不到1°，但與亞當斯預測的位置相差10°。事後，查理士發現他在8月時已經兩度觀測到海王星，但因為對這件工作漫不經心而未曾進一步的核對。
由於有民族優越感和民族主義的作祟，使得這項發現在英法兩國餘波蕩漾，國際間的與論最終迫使勒維耶接受亞當斯也是共同的發現者。然而，在1998年，史學家才得以重新檢視天文學家Olin Eggen遺產中的海王星文件（來自格林威治天文台的歷史檔案，明顯是被Olin Eggen竊取近卅年，在他逝世之後才得重見天日），在檢視過這些檔案之後，有些史學家認為亞當斯不應該得到如同勒維耶的殊榮。
命名
海王星的衛星海衛八中文的海王星翻譯回英文是sea king star， 在韓文、日文和越南文的漢字表示法都是海王星（韓文是해왕성）。
在印度，這顆行星的名稱是Varuna（Devanāgarī），也是印度神話中的海神，與希臘-羅馬神話中的Poseidon/Neptune意義是相同的。
星體結構
質量和結構
海王星和地球大小比較海王星可能有一個固態的核，其表面可能復蓋有一層冰。外面的大氣層可能分層。海王星表面溫度為攝氏-218度，表面風速可達每小時2000公里。
此外，海王星有磁場和極光。還有因甲烷受太陽照射而產生的煙霧。
海王星的赤道半徑為24750公里，是地球赤道半徑的3.88倍，海王星呈扁球形，它的體積是地球體積的57倍，質量是地球質量的17.22倍， 平均密度為每立方厘米1.66克。海王星在太陽系中，僅比木星和土星小，是太陽系的第三大行星。
因為她們質量較典型類木行星小，而且密度、組成成份、內部結構也與類木行星有顯著差別，海王星和天王星一起常常被歸為類木行星的一個子類：遠日行星(英文：en:ice giant）。在尋找太陽系外行星領域，海王星被用作一個通用代號，指所發現的有著類似海王星質量的系外行星，就如同天文學家們常常說的那些系外“木星”。
海王星大氣的主要成分是氫和著較小比例的氦，此外還含有痕量的甲烷。甲烷分子光譜的主吸收帶位於可見光譜紅色端的600 納米波長，大氣中甲烷對紅色端光的吸收使得海王星呈現藍色色調。
因為軌道距離太陽很遠，海王星從太陽得到的熱量很少，所以海王星大氣層頂端溫度只有-218 °C (55 K)。由大氣層頂端向內溫度穩步上升。和天王星類似，星球內部熱量的來源仍然是未知的，而結果卻是顯著的：作為太陽系最外部的行星，海王星內部能量卻大到維持了太陽系所有行星系統中已知的最高速風暴。對其內部熱源有幾種解釋，包括行星核心的放射熱源 ，行星生成時吸積盤塌縮能量的散熱，還有重力波對平流圈界面的擾動。
內部結構
海王星內部結構天氣和磁場
在海王星和天王星之間的一個區別是典型氣象活動的水平。1986年當旅行者2號太空飛行器飛經天王星時，該行星視覺上相當平淡，而在1989年旅行者2號飛越期間，海王星展現了著名的天氣現象。海王星的大氣有太陽系中的最高風速，據推測源於其內部熱流的推動，它的天氣特徵是極為劇烈的風暴系統，其風速達到超音速速度直至大約 2,100km/h。在赤道帶區域，更加典型的風速能達到大約1,200km/h。
旅行者2號所拍攝到的大黑斑1989年，美國航空航天局的旅行者2號太空飛行器發現了大黑斑，它是一個歐亞大陸大小的颶風系統。這個風暴類似木星上的大紅斑。然而在1994年11月2日， 哈勃太空望遠鏡在海王星上沒有看見大黑斑，反而在北半球發現了類似大黑斑的一場新的風暴。大黑斑失蹤的原因尚未知曉。一種可能的理論是來自行星核心的熱傳遞擾亂了大氣均衡並且打亂了現有的循環樣式。
滑行車（英文：Scooter)是位於大黑斑更南面的另一場風暴，是一組白色雲團。1989年，當它在旅行者2號造訪前的那幾個月被發現時，就被命名了這個綽號：因為它比大黑斑移動得更快。隨後圖像顯示出還有比滑行車移動得更快的雲團。小黑斑是一場南部的颶風風暴，在1989旅行者2號訪問期間強度排在第二位。它最初是完全黑暗的，但在"旅行者"接近過程中，一個明亮的核心逐漸形成，並且出現在大多數最高解析度的圖像上。2007年又發現海王星的南極比其表面平均溫度（大約為-200°C）高出約10°C。這樣高出10°C的溫度足以把甲烷釋放到太空，而在其它區域海王星的上層大氣層中甲烷是被凍結著的。這個相對熱點的形成是因為海王星的軌道傾角使得其南極在過去的40年受到太陽光照射，而一海王星年相當於165地球年。 隨著海王星慢慢地移近太陽，它南極將逐漸變暗，並且換成北極被太陽光照亮，這將使得甲烷釋放區域從南極轉移到北極。
行星環
海王星的圓環 這些行星環有一個特別的「堆狀」結構其起因目前不明，但也許可以歸結於附近軌道上的小衛星的引力相互作用。
認為海王星環不完整的證據首次出現在80年代中期，當時觀測到海王星在掩星前後出現了偶爾的額外「閃光」。旅行者2號在1989年拍攝的圖像發現了這個包含幾個微弱圓環的行星環系統，從而解決了這個問題。最外層的圓環，亞當斯，包含三段顯著的弧，現在名為“Liberté ”，“Egalité”和“Fraternité “(自由、平等、博愛)。 弧的存在非常難於理解，因為運動定律預示弧應在不長的時間內變成分布一致的圓環。目前認為環內側的衛星海衛六的引力作用束縛了弧的運動。
"旅行者"的照相機發現了其他幾個環。除了狹窄的、距海王星中心63,000千米的亞當斯環之外， 勒維耶環距中心53,000千米，更寬、更暗的伽勒環距中心42,000千米。勒維耶環外側的暗淡圓環被命名為拉塞爾；再往外是距中心57,000千米的Arago環。
2005年新發表的在地球上觀察的結果表明，海王星的環比原先以為的更不穩定。凱克天文台在2002年和2003年拍攝的圖像顯示，與"旅行者2號"拍攝時相比，海王星環發生了顯著的退化。特別是“Liberté”環，也許在一個世紀左右就會消失。
衛星
海王星(上面)和海衛一 (底部） 海王星第二個已知衛星（依距離排列）是形狀不規則的海衛二，它的軌道是太陽系中離心率最大的衛星軌道之一。 從1989年7月到9月，“旅行者2號”發現了六個新的海王星衛星。其中形狀不規則的海衛八以擁有在其密度下不會被它自身的引力變成球體的最大體積而出名。儘管它是質量第二大的海王星衛星，它只是海衛一質量的四百分之一。最靠近海王星的四個衛星，海衛三、海衛四、海衛五和海衛六，軌道在海王星的環之內。第二靠外的海衛七在1981年它掩星的時候被觀察到。起初掩星的原因被歸結為行星環上的弧，但據1989年“旅行者2號”的觀察，才發現是由衛星造成的。2004年宣布了在2002年和2003之間發現的五個新的形狀不規則衛星。由於海王星得名於羅馬神話的海神，它的衛星都以低等的海神命名。
SETI協會研究員MarkShowalter新近發現了圍繞海王星的一顆“新月亮”，編號S/2004N1，直徑約為19千米，距我們約48億千米。
| 衛星名稱 | 衛星距離（km） | 半徑（km） | 發現者 | 發現日期 |
|---|---|---|---|---|
| 海衛一（Triton） | 355000 | 1350（質量 2.147×1022 kg） | Lassell | 1846 |
| 海衛二（Nereid） | 5509000 | 170 | Kuiper | 1949 |
| 海衛三（Naiad） | 48000 | 29 | 旅行者2號 | 1989 |
| 海衛四（Thalassa） | 50000 | 40 | 旅行者2號 | 1989 |
| 海衛五（Despina） | 53000 | 74 | 旅行者2號 | 1989 |
| 海衛六（Galatea） | 62000 | 79 | 旅行者2號 | 1989 |
| 海衛七（Larissa） | 74000 | 96 | 旅行者2號 | 1989 |
| 海衛八（Proteus） | 118000 | 209 | 旅行者2號 | 1989 |
| 海衛九（Halimede） | 48000000 | 24 | Matthew J. Holman | 2003 |
| 海衛十（Psamathe） | 46695000 | 28 | David C. Jewitt | 2003 |
| 海衛十一（Sao） | 22422000 | 22 | Matthew J. Holman | 2002 |
| 海衛十二（Laomedeia） | 23571000 | 21 | Matthew J. Holman | 2002 |
| 海衛十三（Neso） | 48387000 | 30 | Matthew J. Holman | 2002 |
研究探測
地面觀測
肉眼看不到海王星，其亮度介乎視星等+7.7和+8.0，比木星的伽利略衛星，矮行星、穀神星和小行星、灶神星、智神星、虹神星、婚神星和韶神星都暗。在天文望遠鏡或優質的雙筒望遠鏡中，海王星顯現為一個小小的藍色圓盤，看上去與天王星很相似。藍色來自在於它大氣中的甲烷。它在視覺上的細小給研究造成了困難；多數從望遠鏡中獲得的數據是相當有限的，直到出現哈勃太空望遠鏡和大型地基望遠鏡與自適應光學技術才獲得改觀。通過雙目望遠鏡可觀察到海王星，但假如你要看到行星上的一切而非僅僅一個小圓盤，那么你就需要一架大的天文望遠鏡。MikeHarvey的行星尋找圖表指出此時海王星在天空中的位置（及其他行星的位置），再由StarryNight這個天象程式作更多更細緻的定製。
旅行者2號
1989年8月25日，旅行者2號探測器飛越海王星，這是人類首次用空間探測器探測海王星。它在距海王星4827千米的最近點與海王星相會，從而使人類第一次看清了遠在距離地球45億千米之外的海王星面貌。它發現了海王星的6顆新衛星，使其衛星總數增至8顆；首次發現海王星有5條光環，其中3條暗淡、2條明亮。從旅行者2號拍攝的6000多幅海王星照片中發現，海王星南極周圍有兩條寬約4345千米的巨大黑色風雲帶和一塊面積有如地球那么大的風暴區，它們形成了像木星大紅斑那樣的大黑斑。這塊大黑斑沿中心軸向逆時針方向鏇轉，每轉360°需10天。海王星也有磁場和輻射帶，大部分地區有像地球南北極那樣的極光。海王星的大氣層動盪不定，大氣中含有由冰凍甲烷構成的白雲和大面積氣鏇，跟隨在氣鏇後面的是時速為640千米的颶風。海王星上空有一層因陽光照射大氣層中的甲烷而形成的煙霧。海王星與太陽的平均距離為44.96億公里，是地球到太陽距離的30倍。海王星接收到太陽的光和熱只有地球的19%於是其表面覆蓋著延綿幾千公里厚的冰層，外表則圍繞著濃密，海王星的直徑49500公里，是地球的3.88倍體積有57個地球那么大，質量只是地球的17倍多，所以其密度也相當小，海王星以每秒5.43公里的速度繞著太陽公轉公轉一周需要花上164.8年，自轉一周也只要24小時左右。
海王星的磁場和天王星的一樣，位置十分古怪，這很可能是由於行星地殼中層傳導性的物質（大概是水）的運動而造成的。
未來探測
美國宇航局正在研究可能進行的海王星探測任務。美國宇航局在2005年提出發射海王星軌道探測器的構想，計畫於2016年傳送一個或兩個探測器登入海衛一，並探測海王星的大氣層，纇似伽利略號探測器的大氣探測器。
旗艦或基石任務是另一個可能進行的海王星探測任務，需要超過10億美元的資金。這些任務經費由美國宇航局和歐洲空間局共同負擔，這個未來計畫目標可能變成木衛二或土衛六，預計不會在2040年之前發射。
由於天文學家對於探測海王星系統的興趣濃厚，一些學者認為美國宇航局負責的新疆界計畫任務（如新視野號和朱諾號）可以提供10億美元資金，而探測器可以在2010年發射。這個探測器不僅可以研究海王星及其系統而且也將經過木星及土星，並藉由其重力節省燃料，然後接近柯伊伯帶中兩個或三個天體。新地平線號在通過冥王星後也將探測其他目標。
大黑斑
1989年，美國航空航天局的旅行者2號太空飛行器發現了大黑斑，（TheGreatDarkSpot）了。在海王星表面的南緯22度，有的類似木星大紅斑及土星大白斑的蛋型漩渦，以大約16天的周期一反時鐘方向鏇轉，稱為“大黑斑”。由於大黑斑每18.3小時左右繞行海王星一圈，比海王星的自轉周期還要長，大暗斑附近的緯度吹著速度達300米每秒的強烈西風。旅行者2號還在南半球發現一個較小的黑斑極一以大約16小時環繞行星一周的速度飛駛的不規則的小團白色煙，得知是“TheScooter”。它或許是一團從大氣層低處上升的羽狀物，但它真正的本質還是一個謎。然而在1994年11月2日，哈勃望遠鏡對海王星的觀察顯示出大黑斑竟然消失了！它或許就這么消散了，或許暫時被大氣層的其他部分所掩蓋。幾個月後哈勃望遠鏡在海王星的北半球發現了一個新的黑斑。這表明海王星的大氣層變化頻繁，這也許是因為雲的頂部和底部溫度差異的細微變化所引起的。
風暴
海王星上的風暴是太陽系類木行星中最強的。考慮到它處於太陽系的外圍，所接受的太陽光照比地球上微弱1000倍（仍然非常明亮，視星等-21），這個現象和科學家們的原有的期望不符。曾經普遍認為認為行星離太陽越遠，驅動風暴的能量就應該有越少。木星上的風速已達數百千米/小時，而在更加遙遠的海王星上，科學家發現風速沒有更慢而是更快了（1600千米/小時）。這種明顯反常現象的一個可能原因是，如果風暴有足夠的能量，將會產生湍流，進而減慢風速（正如在木星上那樣）。然而在海王星上，太陽能過於微弱，一旦開始颳風，它們遇到很少的阻礙，從而能保持極高的速度。海王星釋放的能量比它從太陽得到的還多因而這些風暴也可能有著尚未確定的內在能量來源。2007年又發現海王星的南極比其表面平均溫度（大約為?200°C）高出約10°C。這樣高出10°C的溫度足以把甲烷釋放到太空，而在其它區域海王星的上層大氣層中甲烷是被凍結著的。這個相對熱點的形成是因為海王星的軌道傾角使得其南極在過去的40年受到太陽光照射，而一海王星年相當於165地球年。隨著海王星慢慢地移近太陽，它南極將逐漸變暗，並且換成北極被太陽光照亮，這將使得甲烷釋放區域從南極轉移到北極。
星體運動
軌道
海王星的軌道周期（年）大約相當於164.79地球年。海王星於2011年7月12日回到繞日公轉軌道上它被發現時的那個點。由於地球處於其365.25天周期軌道的不同地點，屆時我們看到的海王星並不會處在它被發現時在天空中的那個位置。從地球上觀察，海王星沖日周期為367天，這些周期使它在2010年4月和7月以及2011年10月和11月接近1846年它被發現時的坐標。在2010年8月20日，海王星將於發現它的1846年中的同一天再度沖日。自轉
海王星的自轉周期（日）是15小時57分59秒。由於它的自轉軸傾角為28°，與地球（23°）相近，海王星日與地球日時間長度的不同與其漫長的年比起來就算不得什麼了。神話故事
海王星(Neptune)在羅馬神話中海王星Neptune(希臘文中的波塞冬Poseidon)是海神的的意思。波塞冬是希臘奧林珀斯十二主神之一，他是宙斯的哥哥，地位僅次於宙斯。他與宙斯一同戰勝了父親克洛諾斯之後，一同分割世界，他負責掌管海洋，以三叉戟主宰水域，在水上擁有無上的權威，是大地的動搖者。他能呼喚或平息暴風雨，輕易地令任何船隻粉碎。海神曾經與雅典娜爭奪雅典，可惜最後還是敗給雅典娜。一怒之下，他曾經用洪水淹沒雅典。在爭奪雅典時，他變出第一匹馬，所以他也是馬匹的保護神。
太陽系內八大行星
太陽系
天文及航天科技
| 人類的智慧是無窮的,對於未知宇宙的探索是永恆的。 |
太陽系八大行星
| 太陽與八大行星數據表（順序以距離太陽由近而遠排列） | ||||||||||||
| 天體 | 赤道 半徑 （km） | 扁率 | 赤道重力 （地球=1） | 體積 （地球=1 ） | 質量 | 比重 | 軌道半徑 | 軌道傾角 | 赤道傾角 | 公轉周期 | 自轉周期 | 已發現衛星數 |
| 2440 | 0. | 0.38 | 0.056 | 0.055 | 5.43 | 0.3871 | 7.005 | ~0 | 88天 | 59天 | 0 | |
| 6052 | 0. | 0.91 | 0.857 | 0.815 | 5.24 | 0.7233 | 3.395 | 177.4 | 225天 | 243天 | 0 | |
| 6378 | 0.0034 | 1.00 | 1.00 | 1.000 | 5.52 | 1.0000 | 0.000 | 23.44 | 365天 | 23小時56分鐘 | 1 | |
| 3397 | 0.0052 | 0.38 | 0.151 | 0.107 | 3.93 | 1.5237 | 1.850 | 25.19 | 687天 | 24小時37分鐘 | 2 | |
| 71492 | 0.0648 | 2.48 | 1321 | 317.832 | 1.33 | 5.2026 | 1.303 | 3.08 | 11.86年 | 9小時50分鐘 | 16 | |
| 60268 | 0.1076 | 0.94 | 755 | 95.16 | 0.69 | 9.5549 | 2.489 | 26.7 | 29.46年 | 10小時14分鐘 | 23 | |
| 25559 | 0.023 | 0.89 | 63 | 14.54 | 1.27 | 19.2184 | 0.773 | 97.9 | 84.01年 | 24小時 | 15 | |
| 24764 | 0.017 | 1.11 | 58 | 17.15 | 1.64 | 30.1104 | 1.770 | 27.8 | 164.82年 | 16小時06分鐘 | 8 | |
