海王星绕太阳运转的轨道半径为45亿千米,是地球距离太阳的30倍,公转一周需要165年.从1846年发现到今天,海王星还没走完一个全程.
海王星的直径是49400千米,和天王星类似,质量比天王星略大一些.
因此海王星的内部结构与天王星极为相近,所以说是天王星的孪生兄弟.
海王星表面也有厚厚的大气层包围着,大气中含有氢、甲烷和氨等气体.
由于海王星离太阳遥远,表面有效温度为－230℃,但在红外波段,海王星的辐射能量超过它所吸收的太阳能量,这表明海王星也可能存在内部局部能源.从1989年8月"旅行者2号"考察海王星时发回的照片上发现,海王星上面有一个大鹅卵形黑斑,二个暗斑和三个亮斑.黑斑的直径约为1.28万公里,看上去像一只大眼睛,大约每10天逆时针旋转一周.这个大黑斑实际上是一个气旋,它是海王星大气的高压区,在它上面约50公里处有一些像卷云般的云朵.分析表明,在海王星大气中含有高浓度的甲烷和氢硫化物.
天王星和海王星的内部结构既不像类地行星富含硅、铁,又不像巨行星那样富含氢、氦,它们基本上是由水、甲烷、氨等氢化物构成;而硅酸盐、铁、氢和氦只是次要成分.这就是说,虽然天王星和海王星也像巨行星那样是液态行星,但它们的化学成分已不是原始星云物质.
现在认为天王星和海王星的大气中氢仍是主要成分,其内部结构分为三层:富氢的大气层,其质量为1～2地球质量;由甲烷、氨和水构成的液态幔,其质量约为地球质量的10倍;岩—冰核,其质量约为地球质量的3倍.
根据地面观测,天王星和海王星也有磁层.为此,"旅行者2号"的探测项目中设置了对天王星、海王星磁层的探测项目."旅行者2号"在到达天王星最近距离点之前,就探测出天王星发出的射电信号和带电粒子流.经测定,天王星也有磁层结构,其磁层中主要是由质子和电子构成的等离子体.
磁层在朝向太阳的一面至少延伸到59万公里的高度,其磁尾延伸到600万公里.天王星也有与地球范艾伦带类似的辐射带.
1989年8月24日,"旅行者"2号抵达海王星近区,对海王星进行多方面的探测.观测资料向我们展示了海王星的"画卷".海王星是一颗蓝绿色的行星,大气层内十分活跃,各层的云都在高速流动,风暴层出不穷.在大气层中存在两个暗斑和3个亮斑.其中一个大暗斑在东西方向上达12000公里,南北方向上达8000公里,位于海王星南半球南纬21°,与木星大红斑一样,是沿逆时针方向运动的气团.大黑斑的南部还伴有明亮的白斑."旅行者"2号还新发现海王星有6颗卫星,使海王星卫星总数达到8颗.发现海王星有5条光环.迄今为止,木星、土星、天王星和海王星都具有光环.
它们同属类木行星.这给关于太阳系起源和演化的研究注入了新的活力.
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