一般对于星体而言，都是先观测发现星体本身，再计算出其运行轨道的，但也有少数例外，而海王星则是唯一利用
数学预测而非有计划的观测发现的行星。
在发现了天王星以后，天文学家就着手研究这个新行星的轨道，随之发现天王星有点不安分，在公转的时候老是偏离它应走的路线。
于是就想：在天王星外面，是否还有一颗行星，在“扰乱”天王星的运行轨道。
后来数学家根据天王星在天空的运行路线，推算出这个未知行星的轨道。1846年9月，天文学家用望远镜在推算出的轨道上看到了当时尚未发现的新行星，这就是海王星。
海王星（Neptune）直径是地球的3.88倍，质量大约是地球的17倍，木星的1/19，在直径和体积上小于它的姊妹行星天王星，在质量上却要大一些。
海王星是太阳系中已知距离太阳最远的行星，公转轨道约30.1个天文单位，由此公转速度是八大行星中最慢的，平均为5.45km/s，公转周期也是太阳系行星中最长的 ，约164.8年。由于海王星与太阳的距离很远，表面温度非常低，云顶温度接近55K（-218℃）。
海王星有着太阳系最强烈的风暴，测量到的风速高达2100km/h（580m/s）,是声速的1.5倍。
1989年，旅行者2号发现了海王星上的大黑斑，它是一个欧亚大陆大小的飓风系统，类似木星上的大红斑。然而在1994年11月2日，哈勃太空望远镜在海王星上没有看见大黑斑，反而在北半球发现了类似大黑斑的一场新的风暴，但它又很快就消失了。海王星上现存的黑斑出现于2015年，并且又要消失了，黑斑时而出现时而消失，原因尚未知晓。
海王星也有光环，同天王星和木星一样，海王星的光环十分暗淡，人们已命名了的海王星光环共有5条；海王星有14颗已知的天然卫星，其中最大的卫星是海卫一（崔顿，Triton），运行于逆行轨道，质量是海王星卫星系统质量的99.5%。
想象图
海王星的公转周期有160年，而人类从发现海王星至今也才170年，刚刚过海王星公转一圈的时间，而成像观测更短，才几十年而已，也许黑斑的出现与消失是海王星大气的季节性天气变化而已。。。
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