海王星(Neptune)

神秘的人物

   王星是距離太陽(Sun) 第八個位置的行星,也是太陽系第四大(以直徑來說)的行星。海王星的直徑比 天王星(Uranus)小,但是質量比天王星要大。
        軌道:    距離太陽  4,504,000,000 km (30.06 天文單位AU)
        直徑:    49,532 km (赤道直徑)
        質量:    1.0247e26 kg
   羅馬神話中 海王星Neptune (希臘文中的 波士頓Poseidon)是海神的的意思。

   發現天王星之後,人們注意到它的運行軌道並不符合 牛頓(Newton)定律所計算的軌道, 於是推測另外還有一顆更遠的行星在 干擾天王星的軌道。最早發現海王星是在1846年9月23日由 加利(Galle)迪阿雷斯(d'Arrest) 所觀察到,發現時的位置非常接近 亞當斯(Adams)拉維瑞拉(Le Verrier)根據觀測 木星(Jupiter)土星(Saturn)天王星(Uranus)位置所計算而推估的位置所在。 一場英、法之間的國際性爭議於是展開(或者應該說這顯然是亞當斯和拉維瑞拉的私人問題),只為了 爭奪優先命名新行星的權利,不過目前他們則是共同分享了發現海王星的榮耀。後續觀測結果陸續出爐後, 亞當斯及拉維瑞拉很快就演算出海王星完整的軌道,發現其實搜尋行星的工作如果早幾年或是晚幾年進行的話,就沒辦法在預測位置附近找得到海王星了。

二個世紀之前(1613年的時候),伽利略 就在海王星非常接近木星的時候觀察到了它,不過當時海王星只被當成了一般的恆星。連續兩個晚上的 觀測,伽利略的確注意到它相對於鄰近的恆星來說,有些微移動的跡象,這最初幾個晚上的觀測讓他 明顯看見海王星的運動,不過令人嘆息的是在接下來關鍵性的幾天裡,多雲的天空卻阻止了如此重要的發現。

   一造訪過海王星的太空船-- 航海家2號(Voyager 2) 於1989年的8月25日通過。 我們大部分有關海王星的資訊都是來自這唯一一次的相遇,不過幸運的是最近許多地面觀測及 哈伯太空望遠鏡(HST)的觀測也提供了非常大量的資料給我們。

   冥王星(Pluto)的軌道非常地橢圓,它有時候會穿越海王星的軌道,所以在特定幾年的時間裡,海王星會是太陽系中距離太陽最遠的行星。

   王星的組成可能和天王星類似:不同的 "" 和岩石、佔了約15%的氫和一點點的氦,就像天王星(不同於木星和土星)一樣,海王星可能沒有很明顯的內部分層,其組成可能或多或少具有著一致性。不過天王星很有可能具有一個小核心(相當於一個地球的質量)是由岩石的材質所組成。它的大氣圈則大部分由氫和氦所組成,再加上一點點的甲烷。

   王星的藍色光芒主要是由於大氣中的甲烷吸收紅光所致,但是還有一些其他至今都無法確定的色基(Chromophore)提供海王星雲層中豐富的藍色染劑。

   像典型的 氣態行星 一樣,海王星具有侷限於平行緯線條帶區域中快速吹送的風,以及巨大的風暴和漩渦。海王星的風是整個太陽系中速度最快的,甚至可以達到每小時2000km之譜。

   同木星和土星一樣,海王星具有內部的熱量來源,它輻射出去的能量大約是吸收自太陽能量的兩倍。

   航海家號造訪的當時, 海王星最顯著的特徵就是位於南半球的 大黯斑Great Dark Spot (左圖)。 它的大小大約是木星表面大紅斑(Great Red Spot) 的一半大(大約和地球的直徑相仿)。 海王星的風吹著大黯斑以每秒300km(700mph)的速度往西移動。 航海家2號(Voyager 2) 同時也在南半球發現另一個比較小的黯斑和一個形狀不規則的白雲,以每16小時一週的速度繞著海王星呼嘯而過,稱之為〝帆船(The Scooter)〞(右圖)。它可能是從低層大氣往上升起的雲柱,不過事實為何至今仍是個謎。

   而在1994年哈伯太空望遠鏡(HST) 觀測 海王星(左圖)時發現,大黯斑消失了!它可能只是消散了或是被大氣圈目前的景象給遮住了,在幾個月之後,哈伯太空望遠鏡觀測在海王星的北半球發現了一個新的黯班,這顯示出海王星的大氣變動得非常迅速,這也許是肇因於雲層頂部和底部在溫度上些微地改變所造成的。

   王星也具有。 在地球表面的觀測只有看到非常黯淡的弧,而不是完整的環,但是航海家2號 的影像則顯現出完整的環和一些亮塊,其中一道環還顯示出奇特的扭曲結構(右圖)。

   同天王星和木星一樣,海王星的環非常地暗,但是它們的組成成分至今不明。

   王星的環都已經被命名:最外圈的是亞當斯環(包括有三道顯著的圓弧,目前命名為自由Liberty、平等Eguality、博愛Fraternity),接著是一道沒有命名的環,與加拉提亞(Galatea)衛星位在同一軌道,然後是拉維瑞拉環(其外側延伸的部分稱為拉賽Lassell和阿拉哥Arago),最後是最黯淡卻最寬的加利環。

   王星的磁場類似天王星,有奇怪的偏向,並可能是由海王星內部中層的導體物質(也許是水)流動所產生。

   王星可以用雙筒望遠鏡看見 (你必須知到它的正確位置),但如果你不只是想看見那一小個黯淡的圓點,就必須有大型的望遠鏡了。 有好幾個網站有顯示海王星(以及其他行星)目前在太空中的位置,一些天文儀的程式(像是Starry Night)則可以描繪出更詳盡的資料及星圖,大家可以多加利用。

海王星的衛星

海王星有8顆已知的衛星,7顆小的和崔頓(Triton)衛星
             距離     半徑     質量
  衛 星    (000 km)   (km)     (kg)     發現者     日期
---------  --------  ------  -------  ----------  -----
Naiad            48      29      ?    Voyager 2    1989
Thalassa         50      40      ?    Voyager 2    1989
Despina          53      74      ?    Voyager 2    1989
Galatea          62      79      ?    Voyager 2    1989
Larissa          74      96      ?    Voyager 2    1989
Proteus         118     209      ?    Voyager 2    1989
Triton          355    1350  2.14e22  Lassell      1846
Nereid         5509     170      ?    Kuiper       1949

海王星的環

          距離        寬度   質量
 環       (km)        (km)   (kg)
----      --------   -----  ------
Diffuse    41900       15   1989N3R, Galle
Inner      53200       15   1989N2R, LeVerrier
Plateau    53200     5800   1989N4R, Lassell, Arago
Main       62930     < 50   1989N1R, Adams
(距離是從海王星中央計算到環的內緣)

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Bill Arnett; last updated: 2000 Oct 12