伍岳明 （wuyueming001@hotmail.com）　2007.09

天王星是偶然发现的，海王星却是先由天体力学计算出位置，再于 1846年找到的。在当时英国剑桥大学的青年学生亚当斯和法国青年天文工作者勒威耶，各自独立地通过计算，找出了这颗行星位置。亚当斯把他计算的结果寄给了皇家天文台台长艾里，但艾里没有重视，将此放在一边。而法国勒威耶将他的研究成果寄给了柏林天文台的伽勒，伽勒接到信后，于 9月23日当日便在望远镜中，在勒威耶所指的位置找到这颗新行星，命名为海王星。所以人们称此为笔尖下“捉到海王”。

图9.51 海王星及其自转轴与磁轴的夹角

海王星和天王星的主要成分都是氢和氦，也应该有一个金属氢内核，海王星体积与天王星相近，但它顺向自转，它的自转速度比其他类木行星都小。海王星也有磁场，海王星的磁轴与自转轴并不重合，与木星一样磁心与海王星的中心有距离 (见图9.51)。由于海王星的电磁场的洛伦兹力和引力场的指向赤道面的共旋梯力共同作用形成大气旋的机理，因此与木星大红斑一样，海王星也有大黑斑，东西长 12000千米，南北宽8000千米。它位于赤道以南约 21°。与木星上大红斑在木星上的位置差不多。海王星也存在着光环，因海王星不像土星那样磁轴与自转轴基本重合，因此，海王星光环不明显。当“旅行者” 2号通过探测，发现海王星有5道光环，里面3条环较为完整，但又比较模糊，外面的环比较明亮，但较为残缺不全。说明海王星磁场的洛伦兹力和引力，离心力的共同作用使里面环上俘获粒子多，环层宽而厚、较模糊；而外环，窄细，故明亮又残缺不全。至于海王星和土星，这二个都有金属氢内核，海王星的自转轴倾角为 28°48′，与土星的26° 44′自转轴倾角基本相近。为什么土星的磁轴与自转轴基本重合，而海王星不重合呢?其原因是金属氢内核的密度，海王星要比土星大得多，土星的密度只有 0.7克/(立方厘米)，比水还小，而海王星整体密度有 1.7克/(立方厘米)，可见其内核密度更大，太阳对内核的引力作用下，内核的偏转，由旋转内核产生的海王星磁场的偏移，这在情理之中。所以海王星自转轴与磁轴有一近 50°交角。

目前已知海王星有8颗卫星，海卫—是在海王星发现后 17天，被英国天文学家拉塞尔找到的。这是个直径为2720千米的卫星，它比月亮稍小，在太阳系卫星中排列第七位。当“旅行者” 2号从南边飞近海卫一时摄像机前出现了一个耀眼的银白色世界，冻结的氮构成的海卫一极冠覆盖了南半球的大部，上面还有砂石分布。海卫一以 4.4千米/秒的速度环绕海王星运行，运行方向同海王星自转方向相反，成为逆行旋转的卫星。海卫一上有大气，可能是沼气和氖气组成。它的表面温度很低，一般在 -310℃。探测器发现了海卫一上的冰火山正在喷发，喷出的是白色的冰雪团块和黄色的冰氮颗粒。由于海卫一重力不大，这种喷发物可抛向空中 32千米，是珠穆玛峰高度的4倍。迄今为止，海卫一是已发现的太阳系中第三个存在活火山的天体。

海卫二是美国天文学家柯伊伯在 1949年发现的，这是颗小卫星，半径只有120千米。但它围绕海王星旋转的轨道很奇特。这是一个极扁的椭圆形轨道，轨道半径距离海王星 551万千米。海卫二沿海王星旋转的方向与海王星自转方向相同，它每360天顺行绕海王星一周。 海王星的两颗卫星，围绕海王星旋转时，一近一远，一大一小，一个顺行，一个逆行；一个圆形轨道，一个椭圆形轨道。相差如此悬殊，这在太阳系各行星卫星系统中，也是十分独特和奇妙的。这些现象曾引起人们极大的关注，为什么会产生这样的现象呢 ?共旋理论认为产生这种现象的可能性是：一、海卫一是被海王星浮获的星球，因为顺向旋转的海王星共旋起电的斥力抛射只能抛射出顺向公转的卫星。至于抛射出逆向自转的卫星是可能的，抛射出逆向公转的卫星是不可能的，因而海卫一只能是原始太阳星球共旋起电斥力抛射出海王星的同时也抛射出小行星和彗星，海卫一是小行星，它从海王星背面穿行时被海王星引力截获而成为逆向公转的卫星。海卫一应有金属导体内核，它自旋时共旋起电产生电场和磁场，它有内能，因而它也具有活火山。

海卫二是小行星截获及海王星斥力抛射形成二种可能性都存在，不过海王星共旋起电的电斥力抛射的可能性更大，因为它的轨道是极扁的椭圆形，因此海王星起源后，紧接着海王星的斥力顺向抛射，使轨道长而扁，差不多是地球上一年的时间，即 360天顺行绕海王星一周。

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