海王星系(Neptunian System)

海王星系(Neptunian System)

海王星為太陽系天王星外的另一顆冰巨星，目前已知海王星有14顆自然衛星。海王星體積是太陽系第四大行星但質量比天王星大。

海王星的大氣層以氫和氦為主，還有微量的甲烷。在大氣層中的甲烷，只是使海王星呈現藍色的一部分原因。因為海王星的藍色比有同樣份量甲烷的天王星更顯著，應該還有其他的成分造成海王星外觀呈現藍色。外面的大氣層可能分層。海王星表面溫度為-218℃，是太陽系中溫度最低的行星，也是最接近絕對零度的行星。海王星有太陽系最強烈的風，最高風速達到2,100km/hr。南半球的大暗斑和木星的大紅斑類似都是一個巨大風暴。海王星是距離太陽最遠的行星也是太陽系最冷的地區之一。海王星核心的溫度約為7,000°C高於太陽表面，不過和太陽系的氣體行星相差不遠。

海王星內部結構和天王星相似，可能有一個固態的核，其表面可能覆蓋有一層冰。行星核是一個質量不超過地球質量的由岩石和冰構成的混合體。海王星地函總質量相當於10到15個地球質量，富含水、氨、甲烷和其它成份。這種混合物雖然被叫作冰，其實是高度壓縮的過熱流體，而這種高電導的流體通常也被叫作水－氨大洋。

海王星有著與天王星類似的磁層，磁場相對自轉軸傾斜高達47°，並且偏離核心至少0.55半徑長度(偏離質心13,500公里)。在航海家2號抵達海王星之前，天王星的磁層傾斜被假設是因為躺著自轉的結果，但是比較這兩顆行星的磁場後，科學家現在認為這種極端的能是行星內部流體所造成。這個區域也許是一層導電體液體(可能是氨、甲烷和水的混合體)形成的對流層流體運動，造成發電機活動，由於內部巨大的壓力，這些導電體有可能是金屬氫，甚至可能有金屬銨等簡併態物質。

海王星有著暗淡的天藍色圓環，但規模與土星環相距甚遠。最外層的圓環，包含三段顯著的弧，現在名為「Liberté」，「Egalité」和「Fraternité」(自由、平等、博愛)。其他幾個環則是由航海家2號所發現。除了狹窄的、距海王星中心63,000km的亞當斯環之外，勒維耶環距中心53,000km，更寬、更暗的伽勒環距中心42,000km。勒維耶環外側的暗淡圓環被命名為拉塞爾; 再往外是距中心57,000km的阿拉戈環。

海王星有14顆已知的天然衛星。其中最大的、也是唯一擁有足夠質量成為球體的崔坦(海衛一)。與其他太陽系大型衛星不同，海衛一運行於逆行軌道，很可能是被海王星俘獲的凱柏帶天體。與海王星的距離足夠近使它被鎖定在同步軌道上，將緩慢地經螺旋軌道接近海王星，最後會到達洛希極限時最終將被海王星的引力所扯裂。海衛一是目前太陽系中最冷的天體之一。

海王星

軌道半徑：30.11 AU

直徑(赤道)：24,764 ± 15km

質量：1.0243x10²⁶ kg

密度：1.638 g/cm³
赤道重力：11.15 m/s²
自轉週期：0.6日
公轉週期：164.8年
軌道離心率：0.009456
表面溫度：

1Pa		72K(-201°C)
0.1Pa		55K

自轉方向：由西向東

海王星的衛星可以分成規則衛星和不規則衛星兩類。距離海王星較近的7顆衛星屬規則衛星，軌道公轉方向與自轉方向相同，並接近海王星的赤道面。包括海衛一在內的其他7顆衛星則是不規則衛星，擁有逆行或偏向於逆行的軌道，軌道距離海王星非常遠，軌道公轉方向與自轉方向相反。

規則衛星

根據與海王星的距離從近到遠排列，該行星的所有規則衛星分別是：海衛三、海衛四、海衛五、海衛六、海衛七、S/2004 N 1和海衛八。距行星最近的海衛三在所有內層衛星中只比S/2004 N 1大，而海衛八則是海王星最大的規則衛星和第二大衛星。這些內圈衛星與海王星環密切相關。海衛三和海衛四這兩顆距行星最近的衛星軌道位於伽勒環和勒威耶環之間。不過這兩顆衛星也可以視為勒威耶環的一部分，因為其軌道正處於該環以內。

不規則衛星

從海王星距離由近到遠排列，海王星的所有不規則衛星分別是：海衛一、海衛二、海衛九、海衛十一、海衛十二、海衛十三和海衛十，這其中既有順行行星，又有逆行行星。最外層的5顆衛星與其他氣體巨行星的不規則衛星類似，並且很可能是由海王星的重力捕獲的古柏帶天體，相比之下，規則行星大多是原生的。

海衛一和海衛二是兩顆不同於其他氣體行星的不規則衛星，另外5顆則與其它外行星的外層不規則衛星類似。海衛一和海衛二是太陽系中已經發現的最大兩顆不規則衛星，其中海衛一甚至比其他所有已知的不規則衛星要大上一個數量級；此兩衛星的半長軸都異常之小，其中海衛一的半長軸比其他所有已知的不規則衛星都要小一個數量級；海衛二的軌道離心率在所有已知不規則衛星中是最高的，而海衛一的軌道卻近乎是正圓形，海衛二的軌道傾斜角也是所有已知不規則衛星中最小的。

主要衛星

崔坦(Triton)-海衛一：海衛一的大小、密度和化學組成與冥王星差不多，由於冥王星的軌道與海王星相交，因此海衛一可能曾經是一顆類似冥王星的凱柏帶天體，被海王星捕獲。所以海衛一與海王星可能不是在太陽系的同一區域形成的，它可能是在太陽系的外部形成的。

雖然如此，海衛一與太陽系的其他衛星也有區別。海衛一的地形類似天衛一、土衛二、木衛一、木衛二和木衛三，它還有類似火星的極地。海衛一有一層冰的地殼，內部有一個很大的核（可能含有金屬）。這個核的質量占整個衛星質量的2/3，因此海衛一的核是排在木衛一和木衛二後太陽系第三大的衛星核心。海衛一的平均密度為2.05g/cm³，它的25%是冰。

海衛一的表面主要由凍結的氮組成，也含乾冰（二氧化碳）、水冰、一氧化碳冰和甲烷。估計其表面還含有大量氨。海衛一的表面非常亮。60-95%的入射陽光被反射（相比而言月球只反射11%的入射陽光）。

普羅迪斯(Proteus)-海衛八：是環繞海王星運行的第二大的衛星，也是海王星的最大內衛星。海衛八是已知太陽系內最暗的天體之一，和土衛九相似，它們都只反射被照射的太陽光的6%。海衛八的隕石坑眾多，隕石坑也沒有被地質活動改變的跡象；目前只有一個最大的撞擊坑被命名，該撞擊坑內還包含著其他較小的撞擊坑。海衛八大小已經接近不規則星體的極限，相對而言土衛一擁有更小的質量，但形狀遠較海衛八接近球體。

海王星的衛星

名稱	尺寸(km)	質量(×1016kg)	半長軸(km)	軌道周期(天)	軌道傾角(°)	離心率	發現年份	發現者
海衛三	66 (96 × 60 × 52)	≈ 19	48,227	0.294	4.691	0.0003	1989	航海家2號
海衛四	82 (108 × 100 × 52)	≈ 35	50,074	0.311	0.135	0.0002	1989	航海家2號
海衛五	150 (180 × 148 × 128)	≈ 210	52,526	0.335	0.068	0.0002	1989	航海家2號
海衛六	176 (204 × 184 × 144)	≈ 375	61,953	0.429	0.034	0.0001	1989	航海家2號
海衛七	194 (216 × 204 × 168)	≈ 495	73,548	0.555	0.205	0.0014	1981	雷西瑪等人
S/2004 N 1	≈ 16–20[7]	≈ 0.5 ± 0.4	105,300 ± 50	0.94	-	-	2013	肖沃爾特等人
海衛八	420 (436 × 416 × 402)	≈ 5,035	117,646	1.122	0.075	0.0005	1989	航海家2號
海衛一	2,705.2±4.8 (2,709 × 2,706 × 2,705)	2,140,800±5,200	354,759	−5.877	156.865	小於10-7	1846	拉塞爾
海衛二	≈ 340 ± 50	≈ 2,700	5,513,818	360.13	7.090	0.7507	1949	古柏
海衛九	≈ 62	≈ 16	16,611,000	−1,879.08	112.898	0.2646	2002	霍爾曼等人
海衛十一	≈ 44	≈ 6	22,228,000	2,912.72	49.907	0.1365	2002	霍爾曼等人
海衛十二	≈ 42	≈ 5	23,567,000	3,171.33	34.049	0.3969	2002	霍爾曼等人
海衛十	≈ 40	≈ 4	48,096,000	−9,074.30	137.679	0.3809	2003	謝潑德等人
海衛十三	≈ 60	≈ 15	49,285,000	−9,740.73	131.265	0.5714	2002	霍爾曼等人

探測計畫：

飛越任務(Flyby missions)

Voyager 2 (1989)

Argo — A mission concept New Frontiers flyby mission to visit Jupiter, Saturn, Neptune (with Triton) and the Kuiper belt with launch in 2019.

OSS mission — A proposed collaborative flyby mission by ESA and NASA. Its main focus would be to map the gravitational fields in deep space, including the Outer Solar System (up to 50 AU).

軌道任務(Orbiter missions)

Neptune Orbiter mission — An orbiting mission concept focusing on Neptune and Triton.

ODINUS — An mission concept based on a twin spacecraft mission to investigate the Neptunian and Uranian systems. Launch date would be 2034.

Source：NHK、discovery channel 、NGC 、Wikipedia 、NASA 、ESA 、JAXA 、BBC 、CNN 、How It Works、牛頓雜誌、科學人雜誌