海王星的發(fā)現(xiàn)是天文學(xué)史上的一個(gè)傳奇，嚴(yán)格意義上來說，這是數(shù)學(xué)的傳奇。它是一顆根據(jù)天王星的軌道異常情況，被數(shù)學(xué)家在筆尖上推算出來的新行星。演算出海王星軌道的人，一個(gè)是法國(guó)人勒維烈，一個(gè)是英國(guó)劍橋大學(xué)學(xué)生約翰·亞當(dāng)斯，兩人幾乎同時(shí)“算”出了海王星的存在。

       1781年3月31日晚，德裔英國(guó)天文學(xué)家威廉·赫歇耳用自制天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)夜空時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的天體，他認(rèn)為可能是一顆彗星。但隨后其他天文學(xué)家的觀測(cè)證明這是一顆行星，這顆行星被命名為天王星。天王星被發(fā)現(xiàn)之后，很多人都把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了它，并且為天王星編算了未來的運(yùn)行表。但，人們奇怪地發(fā)現(xiàn)，天王星并沒有按照“編算”的軌道運(yùn)行。更為奇怪的是，天王星搖搖晃晃，時(shí)快時(shí)慢，像個(gè)醉漢。1800年后，天王星的運(yùn)行速度忽然漸漸加快，偏離了人們觀測(cè)的位置，到1880年左右，它的運(yùn)行速度又慢了下來，甚至比往常還慢。

        難道，牛頓萬有引力只是一個(gè)傳說？還是其他原因?qū)е绿焱跣?#8220;不正常”？于是人們假想：或許天王星旁邊有一顆“隱形”的星星，它有巨大的力量“拖”著天王星，讓天王星玩起了漂移。天文學(xué)上有個(gè)專用詞匯：攝動(dòng)。什么是攝動(dòng)呢？“行星都有忽快忽慢的運(yùn)動(dòng)，如果一顆行星跟另一顆行星在軌道上相互接近，它們的互相吸引會(huì)使對(duì)方都稍稍脫離人們推算的軌道，并產(chǎn)生快慢的變化，這稱作‘攝動(dòng)’。”

       那這顆行星在哪里？許多天文學(xué)家都把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天王星前后的大片天區(qū)，希望捕捉到這顆未知星。德國(guó)哥廷根皇家學(xué)院甚至專門為第一個(gè)發(fā)現(xiàn)新行星的人設(shè)立了巨額獎(jiǎng)金。但這顆星太遠(yuǎn)了，即便發(fā)現(xiàn)了也可能被誤會(huì)成恒星。

        于是，天文學(xué)家們想，既然從兩顆已知行星的攝動(dòng)可以推算出它們運(yùn)行的偏差，是不是也可以通過一顆的運(yùn)行偏差反過來推算出另一顆攝動(dòng)行星的位置呢？ 1844年，法國(guó)工藝學(xué)院的天文教師、35歲的勒維烈挑起這個(gè)擔(dān)子。經(jīng)過一系列的演算，勒維烈交了三篇論文，預(yù)測(cè)了新行星的質(zhì)量、亮度還有更精確的位置，并呼吁天文學(xué)家根據(jù)這些數(shù)據(jù)來尋找這些新行星。但，沒有人理睬。

       怎么辦？勒維烈想到了比自己小一歲在德國(guó)柏林天文臺(tái)的加勒。此前，加勒曾經(jīng)把自己的博士論文寄給勒維烈，請(qǐng)他幫忙。于是，勒維烈給加勒寫了一封信：“把您的望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)寶瓶座，黃道上黃經(jīng)326°，在這個(gè)位置1°的范圍內(nèi)，一定能找到新的行星。這是一顆9等星。”

       1846年9月23日，加勒按照勒維烈的推算，在預(yù)定的天區(qū)發(fā)現(xiàn)了太陽系第八顆行星——海王星。這一天，被歷史評(píng)價(jià)為“牛頓力學(xué)最輝煌的一天”。當(dāng)時(shí)，加勒在黃經(jīng)325.9°、黃緯-0.5°看到了一顆亮度8等的星，對(duì)比星圖，他發(fā)現(xiàn)：這顆星不在星圖上！

        之后，天文學(xué)家們又一次一次證實(shí)了海王星的存在，真正位置和勒維烈的推算只差1°。

        太陽系的八大行星，都是用羅馬神話中的神來命名的。海王星這個(gè)名字怎么得來的呢？

         最初，它被臨時(shí)叫為“天外行星”、“勒維烈星”。加勒第一個(gè)建議給它取個(gè)正式的名字，他用的是羅馬神話中的門神——兩面神“杰納斯”來命名。勒維烈則建議以“尼普頓”作為新行星的名字。羅馬神話中“尼普頓”是海神，等同于希臘神話中的“波塞冬”。

        這個(gè)命名符合用羅馬神命名行星的傳統(tǒng)，很快得到支持。因?yàn)?#8220;尼普頓”是海神，大家都叫它海王星。

        伽利略是世界上最早使用望遠(yuǎn)鏡的人。他借助“天眼”看向夜空，“首次”發(fā)現(xiàn)了夜空好多顆星星。

       1612年12月28日，伽利略用望遠(yuǎn)鏡看向夜空，發(fā)現(xiàn)了海王星，并且記錄下了這顆星的亮度、位置。這是一顆什么星？在伽利略眼里，漫天都充滿了沒有記錄、沒有命名的恒星。自然，這顆星被當(dāng)成了一顆恒星。1613年1月27日，伽利略再次觀測(cè)到了海王星，但因?yàn)樗奈恢冒l(fā)生了移動(dòng)，所以又被當(dāng)成了另外一顆恒星。和伽利略一樣，很多人都把海王星當(dāng)成了普通恒星。而且錯(cuò)認(rèn)了200多年。

       中科院紫金山天文臺(tái)科普部主任張旸說，雖然伽利略399年前就看到過海王星，但沒有準(zhǔn)確判斷出它的真實(shí)身份，因此，發(fā)現(xiàn)海王星的功勞，不能算在伽利略頭上。有人為伽利略感到惋惜，美國(guó)田納西州范德堡·戴爾天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)羅吉·埃爾維說：“伽利略看到了這顆行星，并且辨認(rèn)出它存在相對(duì)于恒星背景的移動(dòng)。但是那時(shí)天氣開始有云了，于是他就沒有進(jìn)行進(jìn)一步的觀測(cè)。如果沒有那些云，伽利略就有可能是海王星的發(fā)現(xiàn)者。”

        海王星被發(fā)現(xiàn)以后，用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，可以看出它顯現(xiàn)出一個(gè)小小的藍(lán)色圓面，但看不出任何細(xì)節(jié)。“顏色和名字還挺貼切的。”專家說，海王星的大氣層以氫和氦為主，還有甲烷。正是大氣層中的甲烷吸收了日光中的紅光，使這顆行星呈鮮艷的藍(lán)色，取名“海王星”，從顏色上是當(dāng)之無愧的。

       海王星一共有13個(gè)衛(wèi)星，也有環(huán)。1989年8月，美國(guó)“旅行者2號(hào)”飛船，掠過了海王星。美國(guó)“旅行者2號(hào)”飛船讓科學(xué)家們看到了海王星周圍有3條環(huán)，這些環(huán)非常狹窄，由像煤渣一樣的碎塊組成，這三條環(huán)從內(nèi)而外被命名為“亞當(dāng)斯”“勒維烈”“加勒”，這主要是紀(jì)念三位發(fā)現(xiàn)者。據(jù)最新觀測(cè)，有的環(huán)發(fā)生了顯著的退化。但，這三條環(huán)是干什么用的？為什么會(huì)退化？還需要探測(cè)和研究。

      太陽系行星自轉(zhuǎn)一周為一晝夜。自從2006年，冥王星被開除出局后，海王星成了距離太陽最遙遠(yuǎn)的行星。地球自轉(zhuǎn)一圈是24小時(shí)，那海王星的一天呢？此前認(rèn)為，海王星上的一天為16小時(shí)6分29秒，但最新精確測(cè)量結(jié)果顯示，海王星自轉(zhuǎn)一周需要15小時(shí)57分鐘59秒，較此前測(cè)定結(jié)果少了約8分半鐘。

     “哈勃”望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片顯示，海王星南極上空有兩個(gè)漩渦，20多年來的觀測(cè)結(jié)果表明，這兩個(gè)漩渦的旋轉(zhuǎn)周期“特別穩(wěn)定”。盡管原因尚不清楚，但它們的旋轉(zhuǎn)周期很有可能精確表明了海王星的自轉(zhuǎn)周期。

        海王星上的一天比地球上的一天要快，但它的季度卻比地球慢很多。“海王星上也有春夏秋冬，但，每一季度都很長(zhǎng)，相當(dāng)于41個(gè)地球年。”北京天文館的專家說，海王星距太陽28億英里(約合45億公里)，是地球與太陽間距離的30倍，雖然接受的熱量很少，但也有一年四季。

       “與地球一樣，海王星的旋轉(zhuǎn)軸傾斜，南方和北方的夏季和冬季出現(xiàn)時(shí)間相反。幾年前，海王星南方大部分地區(qū)被云層覆蓋，北方則較為晴朗，云量極少。海王星上空的云量隨著四季變化，冬季時(shí)，更多云層朝北方移動(dòng)，夏季時(shí)，更多云層朝南方移動(dòng)。”專家說，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡在1996年、1998年以及2002年拍攝的照片中，明顯看到海王星南半球的云層不斷擴(kuò)大，這說明雖然日照很微弱，但長(zhǎng)達(dá)41地球年的夏季日照日復(fù)一日的積累，也會(huì)產(chǎn)生很大的季節(jié)變化現(xiàn)象。

         海王星被認(rèn)為是一顆類木行星，那么，它是否可以成為人類的第二個(gè)地球？它上面是否有居民呢？

         張旸說，其實(shí)，人們對(duì)海王星的了解還很少。人類對(duì)于這顆遙遠(yuǎn)的藍(lán)色星球首次近距離考察是在1989年，當(dāng)時(shí)美國(guó)宇航局的旅行者2號(hào)探測(cè)器從距離海王星北極僅有4950公里的空間飛過，在此過程中進(jìn)行了大量觀測(cè)和測(cè)量。經(jīng)測(cè)定，它的直徑為49000多公里，約是地球的3.9倍，比天王星略小。海王星的質(zhì)量卻比天王星大，是地球的17倍。

       會(huì)不會(huì)像《阿凡達(dá)》里演的一樣，藍(lán)色的海王星上也有一群藍(lán)色皮膚的居民？張旸說，“海王星出現(xiàn)智慧生命的可能性不大。”因?yàn)?，海王星?#8220;脾氣”太怪異。首先，這群居民得不怕冷。因?yàn)楹吞柼h(yuǎn)，海王星表面每單位面積受到太陽的熱量，只有地球上的1/900，所以，表面溫度非常低，在零下170℃左右。

        其次，還有隨時(shí)刮來的神秘風(fēng)暴。海王星有太陽系最強(qiáng)烈的風(fēng)，時(shí)速高達(dá)2100公里，呼嘯著沿緯度線呈帶狀在海王星表面奔流；而這些颶風(fēng)還是不固定的，“旅行者2號(hào)”從海王星身邊掠過的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)它南半球有一個(gè)“大黑斑”，形態(tài)與木星的大紅斑非常相似，有歐亞大陸那么大。這個(gè)“大黑斑”看上去很美，實(shí)際上是海王星上的颶風(fēng)系統(tǒng)。

       不過這個(gè)大黑斑很短命，1994年11月，哈勃望遠(yuǎn)鏡指向海王星時(shí)，并沒有看這個(gè)大黑斑，而是在北半球看到了一場(chǎng)新的風(fēng)暴。而這些神秘風(fēng)暴是怎么引發(fā)的？至今還是個(gè)謎。