【深度認識】海王星

當大家在夜晚仰望滿天繁星，許多人都聽過火星(土色)、木星(明亮)、土星(有光環)，但是否聽過太陽系中距離我們最遙遠的巨大行星——海王星(Neptune)？這位「深藍色的巨人」不單悠遠神秘，其特質、發現故事以及與我們日常生活的關聯，更蘊藏著令人意想不到的天文啟發。今次就讓我們以淺白、生活化的方式，一起深度認識這顆太陽系的「遠方藍珠」。

基本資料 × 太陽與地球比較

海王星是太陽系八大行星（Eight Planets）中第八顆，由太陽往外數，是最遠離太陽的一顆行星。在某些時候，因冥王星的橢圓軌道，海王星甚至會「暫時」成為最遠的行星。

體積： 直徑約 49,244 公里，大約是地球的3.9倍。
質量： 約是地球的 17 倍，但只佔太陽的 0.054%
離地球距離： 變化範圍大，平均距離約 43億公里 (約 29 天文單位 AU，1 AU 約等於地球到太陽的距離)。
與太陽的距離： 平均 45億公里 (約 30 AU)，比地球遠 30 倍！
溫度： 海王星大氣溫度非常低，平均約 -200°C。
自轉週期： 約 16 小時，比地球的 24 小時還快！
公轉週期： 繞太陽一圈需約 165 地球年，人類一生都難見它公轉一圈。
物質成分： 以氫(Hydrogen)、氦(Helium)、「冰」類物質(如水、氨ammonia、甲烷methane)為主。甲烷令海王星帶有獨特的深藍色。

神秘面紗：發現與命名的故事

海王星不是用望遠鏡直接發現的，而是靠數學家推算出來的！十九世紀時，天文學家對天王星(Uranus)觀測時發現運行速度有異，懷疑是外圍有未知行星以重力影響。一位法國數學家(勒維耶 Urbain Le Verrier)與英國天文學家(約翰·亞當斯 John Adams)分別計算出「未知行星」的位置。1846年，德國天文學家伽勒(Johann Galle)用望遠鏡指向預測的天空區域，於是一晚間「尋獲」海王星。這也是人類首次用科學理論預測並成功找到新行星!

火星來自戰神，木星是眾神之王，海王星這個名字則以羅馬神話的海神「Neptune」命名，與地球上的深海藍色呼應。英文Neptune的符號像三叉戟(♆)。

結構與內部祕密——冰巨星

海王星屬於「冰巨星」（Ice Giant），與天王星同類。雖然名字叫『冰』，實際上它是「冰狀分子」在極高壓下的奇特狀態。海王星外層是厚厚的氣體大氣層(氫、氦、甲烷)，往內有高壓的水、氨、甲烷混合液體或固體，最核心是岩石與重元素聚合成的小內核。

相比木星（土質少，真正為氣體巨星），海王星的高壓「冰」物質更多。內部恐怕不止有「冰河」、甚至有非常獨特狀態的超臨界流體(supercritical fluid)。有研究甚至推測，內存在「鑽石雨」(diamond rain)——即高壓將甲烷分解出碳，再凝結成鑽石微粒急降核心。

大氣之謎 —— 暴風、深藍與氣象

海王星的藍色並不全因地球藍天的散射原理，而是內含大量甲烷(Methane)吸收紅色、橙色光，加上未知成分強化了極致「深藍」色。這種深藍比天王星更為明顯。

地球上風速每小時一百多公里已是颱風等級，但海王星的風最快可達時速 2,100 公里，為太陽系最快！這裡曾被旅行者2號(Voyager 2)發現巨大永久風暴：「大黑斑」(Great Dark Spot)，猶如地球上輪流生成又消失的超級颱風，覆蓋整個地球都不成問題。它的大氣層充滿極端天氣——超強風暴、巨大氣旋、時而生成消失的巨大雲團，非常動態活躍。

衛星與環：默默無聞的守護者

海王星並非孤單一顆，擁有至少14顆衛星(Moons)，最大最著名的叫「海衛一」(Triton)，直徑約 2,700 公里。Triton 奇特之處在於它繞行方向與海王星自轉相反，天文學家相信它是被捕獲的柯伊伯帶(Kuiper Belt)天體，與地球月球不同。

另外，海王星也有行星環(Rings)。雖然不如土星壯觀，但它的環分布不均，呈現幾條微弱「弧形」環帶，推測這與衛星引力場有關。這些微細的環，像為海王星加上一圈又一圈神秘面紗。

人類探測：遙遠的相遇

現時人類僅有一次近距離到訪海王星——1989年美國NASA的旅行者2號太空船(Voyager 2)歷經12年，飛越了太陽系六顆行星後，終於「擦身而過」海王星，為我們拍下一幅幅藍色壯麗影像，揭開巨大風暴及衛星群的面貌。至今還未有成為重返這位藍巨人的新計劃，因為到達海王星所需時間以十年計算，技術與成本也難以負擔。

即使如此，V2傳回的寶貴數據讓我們確認海王星大氣、極地雲層、磁場彎曲等奧秘，影響了太陽系行星形成、外行星氣象等天文學領域發展。