海王星英文Neptune拉丁文:Neptunus)係太陽系其中一個行星,距離太陽第八遠。有時因為矮行星冥王星軌道離心率高,入過海王星軌道,所以有時冥王星距離太陽重近過海王星。以直徑嚟講,佢排第四,而質量就排第三。海王星有佢孖生兄弟天王星兩倍質量,目前佢有14粒衛星

海王星 ♆
旅行者2號睇到嘅海王星
航行者2號睇到嘅海王星
發現
發現人埃班勒維耶
約翰伽雷
發現日子1846年9月23號[1]
軌道參數[3][4]
曆元 J2000
遠日點4,553,946,490 km
30.44125206 AU
近日點4,452,940,833 km
29.76607095 AU
半長軸4,503,443,661 km
30.10366151 AU
離心率0.011214269
軌道週期60,327.624 天s
165.17156 yr
會合週期367.49 day[2]
平均速度5.43 km/s[2]
平近點角267.767281°
軌道傾角1.767975°
6.43° 對太陽赤道
升交點黃經131.794310°
近日點參數265.646853°
衛星14
物理特徵
赤道半徑24,764±15 km[5][6]
3.883 Earths
半徑24,341±30 km[5][6]
3.829 Earths
表面積7.6408×109 km²[6][7]
14.94 Earths
體積6.254×1013 km³[2][6]
57.74 Earths
質量1.0243×1026 kg[2]
17.147 Earths
平均密度1.638 g/cm³[2][6]
表面重力11.15 m/s²[2][6]
1.14 g)
逃逸速度23.5 km/s[2][6]
恒星自轉週期0.6 day[2]
15 h 57 min 59 s
赤道自轉速度2.68 km/s
9,660 km/h
轉軸傾角28.32°[2]
北極赤經17 h 19 min 59 s
299.333°[5]
北極赤緯42.950°[5]
反照率0.290 (bond)
0.41 (geom.)[2]
表面溫度 最低 平均 最高
1 bar level 72 K[2](−201 °C)
0.1 bar 55 K[2]
視星等8.0 to 7.78 [2]
角直徑2.2" — 2.4" [2]
大氣[2]
大氣標高19.7±0.6 km
成分
80±3.2% 氫分子(H2
19±3.2%
1.5±0.5% 甲烷
~0.019% 重氫(HD)
~0.00015% 乙烷
氨硫化氫(NH4SH)
甲烷(?)

海王星有行星環,不過就唔容易睇到。

有一次,天文學家喺海王星北半球發現咗一個大黑斑(好似木星表面嘅「大紅斑」風暴咁),但唔知點解,過咗幾年個大黑斑走咗去南半球。

發現

伽利略喺1612年2月28號首次觀測倒海王星,而喺1613年1月27號,佢再次觀測海王星,但因為佢喺夜空中同木星好近,所以伽利略並冇發現佢係一粒行星,而覺得佢係一粒恆星[8]。喺佢第一次觀測入面,海王星啱啱開始逆行,而郁動好細,導致伽利略嘅細望遠鏡未能發現倒[9]。喺2009年一項研究話伽利略至少意識到佢睇倒嘅「恆星」有好細嘅郁動[10]

1821年,Alexis Bouvard 發表咗天王星軌道嘅天文表[11],但之後嘅觀察發現天王星嘅軌道同張表有好大偏差,令Alexis Bouvard 假設有未知物體干擾軌道[12]。1843年,John Couch Adams 利用佢掌握嘅數據開始研究天王星嘅軌道。佢要求皇家天文學家George Airy爵士提供額外數據,Airy喺1844年2月提供咗呢啲數據。Adams喺1845至46年繼續研究,並估計咗一粒新行星係點[13][14]

1845-46年勒維耶獨立喺Adams,發展咗自己嘅計算方法,但未引起同好熱情。1846年6月,喺睇倒勒維耶對行星經度嘅估計同Adams嘅估計好似之後,Airy說服咗James Challis揾呢粒行星。Challis喺1846年8-9月持續噉揾呢粒行星[12][15]

此時,勒維耶亦都揾咗柏林天文台嘅約翰伽雷幫手揾行星,柏林天文臺嘅學生達赫斯特話可以用勒維耶預測位置區域嘅天空圖同嗰陣嘅天空比較。喺1846年9月23號夜晚,伽雷就發現咗海王星,喺同勒維耶預測嘅位置差1度[16][17],同Adams預測嘅位置差12度。之後,Challis發現佢喺8月嗰陣已經睇倒海王星兩次,但因為唔重視揾海王星嘅任務,未進行分析就承認呢啲觀察結果。Challis好後悔,但將佢嘅疏忽歸咎於佢過時嘅星圖同分心嘅事實[18][12][19]

命名

喺佢被發現之後冇耐,啲人叫佢「天王星外面嘅行星」、「勒維耶嘅行星」。伽雷提出咗第一個名嘅提議,叫Janus,而喺英國,Challis提議話佢叫Oceanus[20]

勒維耶聲稱佢有權為行星命名,幫粒行星改咗個名做Neptune,但錯誤噉話已經得到法國經度局批准[21]。10月,佢想用自己個名Le Verrier命名行星,並得到天文台台長Fran ois Arago嘅支持。呢項提議喺法國以外被強烈反對[22]。法國曆書好快將天王星命名做天王星嘅發現者赫歇爾,並用勒維耶個名叫呢個新行星[23]。之後,勒維耶經由經度委員會提議用Neptune做呢粒行星個名。腓特烈·斯特魯維喺1846年12月29號喺聖彼得堡支持勒維耶嘅提議[24],好快Neptune就做咗國際公認嘅呢粒新行星嘅名。喺羅馬神話入面,Neptune係海神,同希臘嘅海神波塞冬一樣,所有呢啲行星都以羅馬或希臘神話入面嘅神來命名[25]。而其他文都用海神嘅名來叫呢粒行星,例如中文,越南文,日文同韓文入面嘅海王星[26][27]

狀況

物理同化學性質

 
海王星同地球大細比較

海王星嘅質量係1.0243×1026公斤[2],係地球17倍,木星嘅十九分之一。佢喺1嗰陣嘅引力係11.15m/s²,係地球表面引力嘅1.14倍[28],只係細個木星[29]

海王星赤道半徑係24,764公里[30],差唔多係地球四倍。海王星同天王星一樣,係冰巨行星,同氣體大行星唔同,比氣體大行星細,成份亦同佢哋有啲唔同[31]

內部結構

 
海王星內部結構

海王星內部結構同天王星差唔多。大氣層佔佢質量5-10%,並可能向核心延伸咗10-20%,喺嗰度壓力有大約10GPa,大概係地球壓力嘅100,000倍。喺大氣層較低區域有比上層更多嘅甲烷[32]

地幔有成10-15個地球質量,有更加多氨、水同甲烷[33]。照行星科學慣例,呢樣嘢畀人叫做冰,佢係一種熱嘅流體,通常畀人叫做水-氨大洋[34]

喺地底下7000公里,可能有甲烷分解做鑽石晶體,然後好似落雨噉跌落[35][36][37],噉樣畀人叫做鑽石雨。科學家仲覺得佢哋仲發生喺木星土星天王星上面[38]

海王星嘅核心可能由矽酸盬組成,內核質量大概係地球嘅1.2倍[39]。中心嘅壓力係7Mbar(700GPa),大約係地球中心嘅兩倍,溫度可能係5,400K[32][40]

大氣層

喺高海拔地區,大氣層有80%嘅同19%嘅[32],亦有少量甲烷。吸收帶喺600納米以上嘅波長,喺光譜紅色至紅外線一帶。噉嘅吸收令海王星呈現藍色,同天王星一樣[41],而天王星睇落隻色比較淺,而甲烷含量又差唔多,導致一啲未知大氣成份畀人認為令海王星隻色更深[42]

海王星嘅大氣層畀人分做兩個區域,一個係對流層低層,海拔越高溫度越低;另一個係平流層,海拔越高溫度越高。兩個區嘅邊界,壓力有0.1[43]。平流層喺1-10帕斯卡度成為熱成層[43],然後逐漸過渡去散逸層

磁層

海王星同天王星嘅磁層好似,磁場同自轉軸差47°,偏離核心至少0.55半徑,離行星中心點約13,500公里。磁場可能由導電液體對流流體運動產生[44],並產生發電機作用[45]

磁場嘅偶極成分喺海王星磁赤道大約係14微特斯拉[46]

海王星嘅弓形激波(磁層減緩太陽風嘅地方)喺行星半徑34.9倍嘅距離,磁層頂壓力同太陽風喺行星半徑23-26.5倍距離,而磁層最尾嗰度至少延伸到行星半徑72倍嘅距離,甚至去到更遠[47]

氣候

 
大黑斑

海王星天氣特點係極端嘅風暴,風速達到近600米/秒(2200公里/小時),幾乎達到超音速[48]

海王星同天王星嘅不同之處就喺佢典型氣象活動水平。航行者2號喺1989年飛越海王星嗰陣觀察倒天氣現象[49],但喺1986年飛越天王星嗰陣冇。

2007年,啲人發現海王星南極比表面平均溫度高大約10°C,溫差足以令海王星嘅甲烷逃逸到南極附近嘅天空[50],而其他區域嘅甲烷係被凍住咗嘅。噉係因為海王星嘅軌道傾角令南極喺40年入面受到太陽光照住。隨住海王星移動,南極會逐漸變暗,北極會變光,令甲烷走去北極度[51][52]

衛星

 
海王星(上)同海衛一(下)

海王星已知有14粒衛星[2][53]海衛一係最大嘅海王星衛星,亦係唯一一粒質量夠大做到球體嘅海王星衛星,佢喺海王星畀人發現17日之後畀人發現。海衛一有個逆行軌道,係畀海王星捕獲而唔係原地形成嘅。佢可能係柯伊伯帶嘅一粒矮行星[54]。由於佢離海王星夠近,所以佢同海王星潮汐鎖定,由於潮汐加速,佢緩慢噉向內盤旋,最後喺大約36億年後達到洛希極限中文洛希極限[55]。海衛一係到而家為止喺太陽系入面測量倒嘅最涷天體[56],估計溫度係38K(-235°C)[57]

1989年7-9月,航行者2號發現咗六粒海王星衛星[58]。其中,形狀唔規則嘅海衞八出名喺佢同佢密度相近嘅天體唔同,佢未被自己嘅引力將佢拉成球形[59]。佢雖然係海王星質量第二大嘅衛星,但都只係得海衛一質量嘅0.25%。海衞三海衞四海衞五海衞六軌道喺海王星環入面,海衞七喺1981年佢擋住恆星嘅時候畀人觀察倒,最初以為係行星環嘅弧,但喺1989年航行者2號再觀察先發現係衛星。

2004年公佈咗2002-2003年發現咗嘅五粒新衛星[60][61]。2013年,通過組合多張哈勃圖像,發現咗一粒新衛星同海王星最細嘅衛星海衞十四[62]

因為海王星個名係羅馬海神,佢嘅衛星以較低級海神命名[25]

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