1781年3月13日，英国天文学家F·W·赫歇耳在其妹C·L·赫歇耳的协助下，用自制的望远镜在作巡天观测时，发现了天王星。
1930年3月13日，美国天文学家汤博宣布他发现了冥王星。美国科学家洛厄尔生前认为，在海王星之外还有一颗未知的行星存在。洛厄尔将这颗未知的行星称为“行星x”，并且花了很长时间寻找它的“倩影”，但直到他去世为止，这颗遥远的行星仍未露面。洛厄尔天文台的工作人员年轻的汤博通过艰苦而细致的工作，终于发现了这颗星。由于这颗行星远离太阳，接收到的阳光远远少于其他行星，它的星体上是一片黑暗、寒冷、阴森的世界。因此，人们用希腊神话中生活在幽暗阴冷之中的冥界之神普鲁托（Pluto）的名字来为它命名，即今天我们所说的“冥王星"
海王星是距离太阳远近顺序的第八颗行星，是通过它对天王星轨道的摄动作用而于1846年9月23日被发现的，计算者为法国天文学家勒威耶。德国天文学家J.G.伽勒是按计算位置观测到该行星的第一个人。这一发现被看成是行星运动理论精确性的一个范例。海王星由于距离遥远，光度暗淡，即使用大型望远镜也难看清其表面细节，因而不能依靠观测表面标志的移动来定出自转周期。1928年通过观测谱线的多普勒位移测出自转周期为15.8±1h，现在采用的自转周期（见下表）是M.贝尔通等从分析约300次红外观测中定出的，海王星的快速自转使它的扁率达1/50（即赤道半径比极半径约长500km）。1968年4月7日，海王星掩恒星，通过对这一事件的观测，得出它的赤道直径为50950km，与目前的最新数据相差很小。海王星用望远镜看略呈绿色，1932年证出海王星光谱红外区的强吸收线为甲烷引起。它的大气中含有丰富的氢和氦，大气温度大约为-205°C，这个值高于从太阳辐射算得的期望值，说明要么海王星大气下层存在温室效应，要么它有内在的热源。1846年，W.拉塞尔发现逆行的海卫一，据计算它正接近海王星，将来也许会碎裂成为海王星的环，1949年发现海卫二。
海王星云层的平均温度为-193°C至-153°C，大气压约为1-3帕。绕太阳运转的轨道半径为45亿千米，公转一周要165年。海王星的亮度为7.85等，只有在望远镜里才能看到。它的直径为49,400km，是地球的3.88倍。它的赤道半径比极半径约长641km。海王星的体积约为地球体积的57倍，质量为地球质量的17.22倍，平均密度为1.66g/cm3。表面重力加速度比地球的略大，在两极为1,180cm/s2，在赤道上约为1,100cm/s2。表面上物体的逃逸速度为23.6km/s。海王星有6颗卫星，5条光环。3。表面重力加速度比地球的略大，在两极为1,180cm/s2，在赤道上约为1,100cm/s2。表面上物体的逃逸速度为23.6km/s。海王星有6颗卫星，5条光环。
由于海王星是一颗淡蓝色的行星，人们根据传统的行星命名法，称其为涅普顿。涅普顿是罗马神话中统治大海的海神，掌握着1/3的宇宙，颇有神通
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