海王星(Neptune)是環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行的第八顆行星,是圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的第四大天體(直徑上),海王星在直徑上小于天王星,但質(zhì)量大于體積比它大的天王星,大約是地球的17倍。海王星的大氣層以氫和氦為主,還有微量的甲烷在大氣層中,這是使行星呈現(xiàn)藍(lán)色的一部分原因。海王星有太陽(yáng)系最強(qiáng)烈的風(fēng),測(cè)量到的風(fēng)速高達(dá)2100㎞/h。海王星因?yàn)榫嚯x太陽(yáng)最遠(yuǎn),是太陽(yáng)系最冷的地區(qū)之一。海王星在1846年9月23日被發(fā)現(xiàn),是唯一利用數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)而非有計(jì)劃的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的行星。天文學(xué)家利用天王星軌道的攝動(dòng)推測(cè)出海王星的存在與可能的位置,迄今只有航海家2號(hào)曾經(jīng)在1989年8月25日拜訪過海王星。
基本信息
中文名:海王星
英文名:Neptune
發(fā)現(xiàn)者:奧本·勒維耶、伽勒
自轉(zhuǎn)周期:16小時(shí)6分
直徑:49,532千米
公轉(zhuǎn)周期:約164.8個(gè)地球年
質(zhì)量:1.0247e26千克
特殊性:被計(jì)算出來的行星
遠(yuǎn)日點(diǎn):4,553,946,490km
發(fā)現(xiàn)時(shí)間:1846年9月23日
近日點(diǎn):4,452,940,833km
逃逸速度:23.5km/s
衛(wèi)星數(shù)量:13
最大衛(wèi)星:海衛(wèi)一(直徑2705千米)
海王星是太陽(yáng)系八大行星中距離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的,體積是太陽(yáng)系第四大,但質(zhì)量排名是第三。海王星的質(zhì)量大約是地球的17倍,而類似雙胞胎的天王星因密度較低,質(zhì)量大約是地球的14倍。海王星大氣層85%是氫氣,13%是氦氣,2%是甲烷,除此之外還有少量氨氣。在大氣層中的甲烷,只是使行星呈現(xiàn)藍(lán)色的一部分原因。因?yàn)楹M跣堑乃{(lán)色比有同樣份量的天王星更為鮮艷,因此應(yīng)該還有其他的成分對(duì)海王星明顯的顏色有所貢獻(xiàn)。
海王星有太陽(yáng)系最強(qiáng)烈的風(fēng),測(cè)量到的時(shí)速高達(dá)2,100公里。1989年航海家2號(hào)飛掠過海王星,對(duì)南半球的大黑斑和木星的大紅斑做了比較。海王星云頂?shù)臏囟仁?218°C(55K),因?yàn)榫嚯x太陽(yáng)最遠(yuǎn),是太陽(yáng)系最冷的地區(qū)之一。海王星核心的溫度約為7,000°C,可以和太陽(yáng)的表面比較,也和大多數(shù)已知的行星相似,海王星可能有一個(gè)固態(tài)的核,其表面可能覆蓋有一層冰。此外,海王星有磁場(chǎng)和極光。還有因甲烷受太陽(yáng)照射而產(chǎn)生的煙霧。
海王星在1846年9月23日被發(fā)現(xiàn),是唯一利用數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)而非有計(jì)劃的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的行星。天文學(xué)家利用天王星軌道的攝動(dòng)推測(cè)出海王星的存在與可能的位置。迄今只有航海家2號(hào)曾經(jīng)在1989年8月25日拜訪過海王星。在2003年,美國(guó)國(guó)家航空航天局提出有如卡西尼-惠更斯號(hào)科學(xué)水平的海王星軌道探測(cè)計(jì)劃但不使用熱滋生反應(yīng)提供電力的推進(jìn)裝置;這項(xiàng)計(jì)劃由噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和加州理工學(xué)院一起完成。
星體參數(shù)
公轉(zhuǎn)軌道:距太陽(yáng)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(zhǎng)約641km
質(zhì)量:1.0247e26千克(為地球質(zhì)量的17.135倍)
自轉(zhuǎn)周期:15小時(shí)57分59秒
公轉(zhuǎn)周期:約164.8個(gè)地球年[1]
平均密度:1.66g/cm3發(fā)現(xiàn)者:JohannGalle
發(fā)現(xiàn)時(shí)間:1846年9月23日
亮度:7.85星等
平均溫度:-353℉(-214℃)
平均云層溫度:-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(wèi)星數(shù):14顆
光環(huán)數(shù):5條
質(zhì)量1.0247e+26千克
質(zhì)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(zhuǎn)周期(小時(shí))16.11
公轉(zhuǎn)周期(年)164.79
平均公轉(zhuǎn)速度(km/秒)5.45
公轉(zhuǎn)軌道偏心率0.0097
自轉(zhuǎn)軸傾角(度)29.56
公轉(zhuǎn)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
平均云層溫度-193to-153°C
大氣壓(巴)1-3
大氣成份氫85%氦13%甲烷2%
發(fā)現(xiàn)命名
發(fā)現(xiàn)
伽利略在1612年12月28日首度觀測(cè)并描繪出海王星,1613年1月27日又再次觀測(cè),但因?yàn)橛^測(cè)的位置在夜空中都靠近木星(在合的位置),這兩次機(jī)會(huì)伽利略都誤認(rèn)海王星是一顆恒星。相信是恒星,而不相信自己的發(fā)現(xiàn),是因?yàn)?612年12月第一次觀測(cè)的,海王星在留轉(zhuǎn)向退行的位置,因?yàn)閯傞_始退行時(shí)的運(yùn)動(dòng)還十分微小,以至于伽利略的小望遠(yuǎn)鏡查覺不出位置的改變。
在1821年,AlexisBouvard出版了天王星的軌道表,隨后的觀測(cè)顯示出與表中的位置有越來越大的偏差,使得Bouvard假設(shè)有一個(gè)攝動(dòng)體存在。在1843年約翰·柯西·亞當(dāng)斯計(jì)算出會(huì)影響天王星運(yùn)動(dòng)的第八顆行星軌道,并將計(jì)算結(jié)果皇家天文學(xué)家喬治·艾里,他問了亞當(dāng)斯一些計(jì)算上的問題,亞當(dāng)斯雖然草擬了答案但未曾回復(fù)。
在1846年,法國(guó)工藝學(xué)院的天文學(xué)教師勒維耶,在得不到同袍的支持下,以自己的熱誠(chéng)獨(dú)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(hù)以數(shù)學(xué)的方法去搜尋行星,并說服詹姆斯·查理士著手進(jìn)行。
在多次躭擱之后,查理士在1846年7月勉強(qiáng)開始了搜尋的工作;而在同時(shí),勒維耶也說服了柏林天文臺(tái)的約翰·格弗里恩·伽勒搜尋行星。當(dāng)時(shí)仍是柏林天文臺(tái)的學(xué)生達(dá)赫斯特(Heinrichd'Arrest)表示正好完成了勒維耶預(yù)測(cè)天區(qū)的最新星圖,可以做為尋找新行星時(shí)與恒星比對(duì)的參考圖。在1846年9月23日晚間,海王星被發(fā)現(xiàn)了,與勒維耶預(yù)測(cè)的位置相距不到1°,但與亞當(dāng)斯預(yù)測(cè)的位置相差10°。事后,查理士發(fā)現(xiàn)他在8月時(shí)已經(jīng)兩度觀測(cè)到海王星,但因?yàn)閷?duì)這件工作漫不經(jīng)心而未曾進(jìn)一步的核對(duì)。
由于有民族優(yōu)越感和民族主義的作祟,使得這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)在英法兩國(guó)余波蕩漾,國(guó)際間的與論最終迫使勒維耶接受亞當(dāng)斯也是共同的發(fā)現(xiàn)者。然而,在1998年,史學(xué)家才得以重新檢視天文學(xué)家OlinEggen遺產(chǎn)中的海王星文件(來自格林威治天文臺(tái)的歷史文件,明顯是被OlinEggen竊取近卅年,在他逝世之后才得重見天日),在檢視過這些文件之后,有些史學(xué)家認(rèn)為亞當(dāng)斯不應(yīng)該得到如同勒維耶的殊榮。
命名
發(fā)現(xiàn)之后的一段時(shí)間,海王星不是被稱為天王星外的行星就是勒維耶的行星。伽雷是第一位建議取名的人,他建議的名稱是Janus(羅馬神話中看守門戶的雙面神)。在英國(guó),查理士將之命名為Oceanus;在法國(guó),Arago建議稱為勒維耶,以回應(yīng)法國(guó)之外強(qiáng)烈的抗議聲浪。法國(guó)天文年歷當(dāng)時(shí)以赫歇耳稱呼天王星,相對(duì)于以勒維耶稱呼這顆新發(fā)現(xiàn)的行星。同時(shí),在分開和獨(dú)立的場(chǎng)合,亞當(dāng)斯建議修改天王星的名稱為喬治,而勒維耶經(jīng)由經(jīng)度委員會(huì)建議以Neptune(海王星)作為新行星的名字。Struve在1846年12月29日于圣彼得堡科學(xué)院挺身而出支持勒維耶建議的名稱。很快的,海王星成為國(guó)際上被接受的新名稱。在羅馬神話中的Neptune等同于希臘神話的Poseidon,都是海神,因此中文翻譯成海王星。新發(fā)現(xiàn)的行星遵循了行星以神話中的眾神為名的原則,而除了天王星之外,都是在遠(yuǎn)古時(shí)代就被命名的。
中文的海王星翻譯回英文是seakingstar,在韓文、日文和越南文的漢字表示法都是海王星(韓文是???)。
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(jié)構(gòu)
質(zhì)量和結(jié)構(gòu)
海王星外觀為藍(lán)色,原由是其大氣層中的甲烷。海王星大氣層85%是氫氣,13%是氦氣,2%是甲烷,除此之外還有少量氨氣。
海王星可能有一個(gè)固態(tài)的核,其表面可能復(fù)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(fēng)速可達(dá)每小時(shí)2000公里。
此外,海王星有磁場(chǎng)和極光。還有因甲烷受太陽(yáng)照射而產(chǎn)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(zhì)量是地球質(zhì)量的17.22倍,平均密度為每立方厘米1.66克。海王星在太陽(yáng)系中,僅比木星和土星小,是太陽(yáng)系的第三大行星。
因?yàn)樗齻冑|(zhì)量較典型類木行星小,而且密度、組成成份、內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(gè)子類:遠(yuǎn)日行星(英文:en:icegiant)。在尋找太陽(yáng)系外行星領(lǐng)域,海王星被用作一個(gè)通用代號(hào),指所發(fā)現(xiàn)的有著類似海王星質(zhì)量的系外行