海王星冲日下周上演！这颗遥远的星球是如何被发现的？
在今天的天象预告中，北京天文馆馆长助理寇文老师将给大家介绍的天象是9月12日的海王星冲日。另外，你知道海王星是如何被发现的吗？在今天的内容中，也将会有详细介绍哦！
本周向大家介绍的天象是9月12日的海王星冲日。
海王星是太阳系中距离太阳最远的行星，直径将近5万千米，差不多有地球的四倍大。体积在太阳系的行星中排名第四，质量排名第三，大约是地球的17倍。海王星与太阳的距离约为45亿千米，是地球到太阳距离的30倍。
这段距离光线需要走上4个多小时。围绕太阳运行的一周需要约165年。海王星由于距离地球比较远，看起来亮度比较暗。即使在冲日期间，亮度仅为7.8等，肉眼完全看不到。只有通过天文望远镜，还要有详细的星图，知道精确的位置，才有可能在茫茫星海中找到这个蓝色的星点。
那么最早海王星是如何被发现的呢？
海王星的发现故事
谈到海王星的发现，还要从发现天王星说起。在天王星发现以前，人们只知道太阳系中有地球和金、木、水、火、土六颗行星围绕太阳运转，土星就是太阳系的边界了。
1781年英国的天文学家威廉·赫歇尔用他自制的望远镜偶然发现了天王星。一下子把太阳系的边界扩大了两倍以上。
威廉·赫歇尔 图源：creation.com
当时他正在仔细观测金牛座、双子座一带的星空，突然发现了一个亮度接近6等的新天体，这个天体在望远镜中看起来是一个淡绿色的光斑，和恒星有明显的区别，这是一颗什么星呢？尽管这个天体没有尾巴，看起来也不朦胧，赫歇尔还是把它当做一颗彗星向英国皇家学会做了报告。
许多天文学家都把望远镜指向这颗新彗星，并计算了它的轨道。人们惊讶地发现这颗星的运动轨道不像一般彗星一样沿着长长的椭圆轨道运行，它的轨道差不多是一个正圆形，比土星离太阳还要远的多。
最终人们认定威廉.赫谢尔的发现意义重大，这个新天体根本不是彗星，而是一颗尚未被人们所知的新行星。
天王星 图源：NASA
新行星发现后，威廉·赫歇尔为了报答英国国王乔治三世对他的资助，将它命名为乔治星。有些人提议为了表彰新行星的发现者，将它命名赫歇尔星，但是更多的人不愿意破坏用古希腊古罗马神话中的人物命名行星的老传统，建议把它叫做乌拉诺斯。
乌拉诺斯是希腊神话中第一代天神，是土星克罗诺斯的父亲，木星宙斯的祖父。中文把它翻译成天王星。
天王星被发现后，天文学家对它的观测一直没有中断，根据牛顿万有引力定律计算出的轨道，推算出它今后的位置。但是人们发现天王星的实际位置总是和计算出的结果有偏差，随着时间推移，这个偏差越来越大。是什么原因产生的这种偏差？是牛顿的万有引力定律错了吗？
它引起了天文学家的思考。观测是相当精确的，计算也很准确，偏差从何而来呢？
偏差从何而来呢？
行星在绕太阳运转的时候，如果仅仅受太阳引力的影响，它将沿着一个永远不变的椭圆轨道运动，但是同时它还会受到其他天体引力的影响，比如说其他的行星或者自己的卫星，它的运动将会不断地偏离原来的轨道。在考虑了所有已知行星对天王星的影响后，这种偏差依然存在。是不是由于存在着一颗人们尚未发现的行星？
它的引力作用使得天王星的轨道产生偏差呢？如果存在这样一颗行星，它一定比天王星离我们还要远，亮度也会更暗，要想在茫茫的星海中找到这颗未知的行星，无异于是大海捞针。
当时英国剑桥大学一位23岁的青年学生亚当斯勇敢地接受了这个艰巨的挑战，他决心用天体力学的定律，把这颗未知的行星轨道计算出来，并且在天空中找到它。经过几年细致复杂的计算，终于在1845年计算出结果，并把数据寄给了英国格林威治天文台的台长，请求他观测并寻找这颗行星。可惜，这位台长并没有认真对待这个青年人的工作，把亚当斯的信搁置起来。
差不多与此同时，法国青年天文工作者勒维耶也在独立进行着这项工作，他在1846年完成了计算，向法国科学院写了一份关于新行星的报告，同时给德国柏林天文台的天文学家伽勒写了一封信，信中写道“请你把望远镜对准黄道上的宝瓶座，经度326度的地方，那么你将在这个地方1度的范围内，见到一颗9等小星”。伽勒在接到信的当天晚上就把望远镜瞄准了宝瓶座，在勒威耶指出的天区仔细搜索。很快就发现了一颗星图上没有的小星。第二天这颗星在星空的位置明显移动了，他就是勒威耶计算出的新行星。
按照传统，这颗新行星以罗马神话中大海之神涅普顿的名字来命名，译成中文就是海王星。
海王星 图源：NASA
海王星发现的消息传到英国后，人们重新检验了亚当斯的计算，发现他的结果也是正确的，如果当时对这个青年人的工作足够重视，海王星很可能会提早一年由英国人发现。
海王星的发现最终证明了牛顿万有引力定律的正确性，它不是由天文学家偶然观测发现的，而是经过理论计算得出结果，由观测而证实的，因而被称为是“笔尖上的发现”。
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