实际上，很早以前两位数学家用纸和铅笔就“发现”了海王星。根据天王星的奇异轨道，J.C.亚当斯和U.勒威耶各自预测存在着一个新行星。他们计算出，在更远的地方有一个大的重力源作用于天王星，使它的速度时快时慢，就像被钓上来的鱼在线上蹦跳一样。但是两个人谁也无法说服天文学家去寻找这个新行星。
最后，1846年，勒威耶把他的图纸寄给了一位名叫J.伽勒的年轻的德国天文学家。就在那一天晚上，伽勒在夜空中观测到这个蓝色的行星。
1989年8月，“旅行者”从海王星旁边飞过。此前的几个月，“旅行者”的照相机就可以拍摄到海王星的详细情况，这些情况从地球上是看不到的。有一巨大鹅卵形风暴，直径大约1.28万千米，看上去像是蓝色海王星向外注视着的一只大眼睛。科学家们称之为“大黑斑”。在这个风暴的眼里，直径640千米的“雨果”号飓风只是一个斑点而已。
这种风暴并非海王星独有。
“旅行者”发现，木星和土星上的风暴更大而且更为强烈。这种风暴天气使科学家们感到兴奋，他们了解到，这些行星在气象方面是活跃的。
但是，这种风暴究竟是由什么推动的仍是一个谜。地球上的风暴是由从太阳吸收的热能推动的。可是海王星离太阳如此遥远，太阳的热能根本不可能推动这种风暴。一种可能性是，这种热能来自海王星石核内的强高压和强高温。
究竟事实是怎样的，这些严肃的问题看来只有留待以后回答。
值得科学家欣慰和研究的是“旅行者”共发现了6颗海王星的新卫星的照片，使海王星的卫星总数增加到8颗。海卫一是海王星最大的一颗卫星，也是“旅行者”照相机拍摄的主要目标。科学家们急切地等待着关于这颗卫星的清晰图像。
科学家们看到的情况概括地说就是，海卫一曾经是一个行星。这种说法的主要证据是海卫一是唯一一颗沿着与其母行星运行方向相反的轨道运行的大卫星。在整个太阳系里没有一颗大卫星这样逆行。
海卫一在其赤道附近显示一个古怪的冰覆盖着蓝色地带，这个地带是由冰冻的甲烷气体构成的。这使海卫一成为太阳系中唯一一颗真正的“蓝色卫星”。
在海卫一的其他地方，液态氮的泡沫冒出地面并冻结成闪闪发光的粉红色的霜。亚利桑那大学的天体物理学家罗杰·耶尔说，海卫一的温度为-40益，是“我们见到的太阳系中最冷的天体”。
海卫一的另一个特点就是它有大气。
据吉姆·多伊尔讲，太阳系中另外还有一颗卫星有自己的大气，即绕土星运行的土卫二。海卫一的大气很薄，是由氮和甲烷气体组成的。
海卫一上陨石坑很少，表明海卫一地质活跃。由冰覆盖的表面部分地溶解后又重新冻结，把一些最大、最老的陨石坑淹没了。
“旅行者”发回的照片显示出海卫一上有活的冰“火山”。这些冰火山不像地球上的火山那样喷出炽热的岩浆，而是喷出液态氮。当液态氮到达极其寒冷的表面时，立即被冻结成高达8千米的冰晶射流。这股射流遇到海卫一大气的微风后，便形成风吹的条纹，落回到海卫一的表面。
猜测是否正确，可能最终还是只有依赖人类科学的发展才能定论。
被除名的“大行星”——冥王星
在2006年的天文界，有一颗星体受到了前所未有的关注，它就是冥王星。
因为国际天文学联合会就是否将冥王星继续列为太阳系的“大行星”做出表决。最终结果是，冥王星被列为一颗矮行星，而太阳系“九大行星”也就变成了“八大行星”。
冥王星的发现是一个充满戏剧性的巧合。科学家在发现海王星之后，对天王星和海王星的轨道进行研究和计算，断言海王星的背后还存在一颗大行星，这颗大行星的引力影响了海王星。而实际上，这个计算是错误的。1930年，美国天文学家在错误的基础上对太阳系进行仔细观测，寻找到了冥王星。于是它被列为第九大行星。
起初，冥王星的体积被认为很大，是地球的数倍。但是随着观测手段的升级，人们才发现冥王星的质量和体积都非常小，在太阳系中甚至有七颗卫星都比冥王星大(月球、木卫一、木卫二、木卫三、木卫四、土卫六和海卫一)。
于是冥王星从被发现的一刻起就一直伴随着争议，最终在2006年被除名。
行星为何有光环
现在我们有了许多大行星的照片，可以让我们对这些行星有更多的了解。
可是了解得越多疑问就越多。像土星、木星、天王星、海王星的光环，这些光环是客观存在的，但它们是由哪些物质构成的？为什么会发光？为什么会形成环？为什么有的行星有，有的没有……科学家解答这些问题的日子不会太远了。
在我们看到的行星照片中，行星大多都被一圈环状物质围绕着，像是为行星披上的彩带，又像是为行星戴上的王冠，令行星显得分外美丽。这些带状物质我们称之为“行星光环”。行星的光环是什么？为什么会发光呢？还一直是一个谜。
土星环
土星环由蜂窝般的太空碎片、岩石和冰组成。主要的土星环宽度从48千米到30.2万千米不等，以英文字母的头七个命名，距离土星从近到远的土星环分别以被发现的顺序命名为D环、C环、B环、A环、F环、G环和E环。土星及土星环在太阳系形成早期已形成，当时太阳被宇宙尘埃和气体所包围，最后形成了土星和土星环。
从另一个角度来看，土星反而独具风姿。伽利略第一次透过他原始的望远镜观察土星时，发现它的形状有点奇怪，好像在其球体的两侧还有两个小球。
他继续观察，发现那两个小球渐渐变得很难看见，到1612年年底时，终于同时消失不见了。
其他天文学家也报告过土星的这种奇怪现象。但直到1656年，惠更斯才提出了正确的解释。他宣称，土星外围环绕着一圈又亮又薄的光环，光环与土星不接触。
土星的自转轴和地球一样，也是倾斜的，土星的轴倾角是26.73毅，地球则是23.45毅。由于土星的光环和赤道是在同一平面上，所以它是对着太阳(也对着我们)倾斜的。当土星运行到其轨道的一端时，我们可由上往下看见光环近的一面，而远的一面仍被遮住。当土星在轨道的另一端时，我们就可由下往上看到光环近的一面，而远的一面依然被遮住。土星从轨道的这一侧转到另一侧需要14年多一点。在这段时间内，光环也逐渐由最下方移向最上方。行至半路时，光环恰好移动到中间位置，这时我们观察到光环两面的边缘连接在一起，状如“一条线”。随后，土星继续运行，沿着另一半轨道绕回原来的起点，这时光环又逐渐地由最上方向最下方移动；移到正中间时，我们又看见其边缘连接在一起。因为土星环非常薄，所以当光环状如“一条线”时就好像消失了一样。1612年年底伽利略看到的正是这种情景。据说由于懊恼，他没有再观察过土星。
土星环位于土星的赤道面上。在空间探测以前，从地面观测得知土星环有五个，其中包括三个主环(A环、B环、C环)和两个暗环(D环、E环)。B环既宽又亮，它的内侧是C环，外侧是A环。A环和B环之间为宽约5000千米的卡西尼缝，它是天文学家卡西尼在1675年发现的。
1826年，德国血统的俄国天文学家斯特鲁维把外面的环命名为A环，把里面的环命名为B环。1850年，美国天文学家W.C.邦德宣称，还有一个比B环更靠近土星的暗淡光环。这个暗淡光环就是C环，C环与B环之间并没有明显的分界。
在太阳系的任何地方都没有像土星环那样的东西，或者说，用任何仪器我们也看不到任何地方有像土星环那样的光环。诚然，我们现在知道，围绕着木星有一个稀薄的物质光环，且任何像木星和土星这样的气体巨行星都可能有一个由靠近它们的岩屑构成的光环。然而，如果以木星的光环为标准，这些光环都是可怜而微不足道的，而土星的环系却是壮丽动人的。从地球上看，从土星环系的一端到另一端，延伸269700千米(167600英里)，相当于地球宽度的21倍，实际上几乎是木星宽度的两倍。
土星环到底是什么呢？J.D.卡西尼认为它们像铁圈一样是平滑的实心环。
可是，1785年拉普拉斯指出，因为环的各部分到土星中心的距离不同，所以受土星引力场吸引的程度也会不同。这种引力吸引的差异会将环拉开。拉普拉斯认为，光环是由一系列的薄环排在一起组成的，它们排列得如此紧密，以致从地球的距离看去就如同实心的一样。
可是，1855年，麦克斯韦提出，即使这种说法也未尽圆满，光环受潮汐效应而不碎裂的唯一原因，是因为光环是由无数比较小的陨星粒子组成的，这些粒子在土星周围的分布方式，使得从地球的距离看去给人以实心环的印象。麦克斯韦的这一假说是正确的，现在已无人提出异议。
法国天文学家洛希用另一种方法研究潮汐效应。他证明，任何坚固的天体，在接近另一个比它大得多的天体的时候，都会受到强大的潮汐力作用而最终被扯成碎片。这个较小的天体会被扯碎的距离称为洛希极限，通常是大天体赤道半径的2.44倍。
这样，土星的洛希极限就是2.44乘以它的赤道半径60000千米，即146400千米，A环的最外边缘至土星中心的距离是136500千米(84800英里)，因此整个环系都处在洛希极限以内。
(木星环也同样处在洛希极限以内。)
很明显，土星环是一些永远也不能聚结成一颗卫星的岩屑(超过洛希极限的岩屑会聚结成卫星——而且显然确实如此)，或者是一颗卫星因某种原因过分靠近土星而被扯碎后留下的岩屑。无论是哪一种情况，它们都是余留的一些小天体。据估计，如果将土星环所有的物质聚合成一个天体，结果将会是一个比我们的月亮稍大的圆球。
木星环
随着行星际空间探测器的发射，不断揭示出太阳系天体中许多前所未知的事实，木星环的发现就是其中的一个。早在1974年“先锋11号”探测器访问木星时，就曾在离木星约13万千米处观测到高能带电粒子的吸收特征。
两年后有人提出这一现象可用木星存在尘埃环来说明。可惜当时无人作进一步的定量研究以推测这一假设环的物理性质。1977年8月20日和9月5日美国先后发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”空间探测器。经过一年半的长途跋涉，“旅行者1号”穿过木星赤道面，这时它所携带的窄角照相机在离木星120万千米的地方拍到了亮度十分暗弱的木星环的照片。同年7月，后期到达的“旅行者2号”又获得了有关木星环的更多的信息。
根据对空间飞船所拍得照片的研究，现已知道木星环系主要由亮环、暗环和晕三部分组成。环的厚度不超过30千米。亮环离木星中心约13万千米，宽6000千米。暗环在亮环的内侧，宽可达50000千米，其内边缘几乎同木星大气层相接。亮环的不透明度很低，其环粒只能截收通过阳光的1酃左右。靠近亮环的外缘有一宽约700千米的亮带，它比环的其余部分约亮10%，暗环的亮度只及亮度环的几分之一。晕的延伸范围可达环面上下各一万千米，它在暗环两旁延伸到最远点，外边界则比亮环略远。据推算，环粒的大小约为两微米，真可算是微粒。这种微米量级的微粒因辐射压力、微陨星撞击等原因寿命大大短于太阳系寿命。为了证实木星环是一种相对稳定结构这一说法，人们提出了维持这种小尘埃粒子数量的动态稳定的几种可能的环粒补充源。
天王星环
由于相对运动的关系，远方恒星有时会移动到太阳系天体如月亮、行星或小行星的正后方，这种现象称为掩星。掩星发生时，如果近距离天体没有大气，星光便立即消失。如果天体外围有大气，则星光在完全消失前会有一个略被减弱的过程。各类掩星发生的时刻可以通过理论计算且非常准确地作出预报。
1977年3月10日曾发现一次天王星掩星的罕见天象，被掩的是一颗暗星。中国、美国、澳大利亚等国的天文学家都对此进行了观测。意想不到的奇怪事情发生了，小星在预报被掩时刻前35分钟出现了“闪烁”，也就是星光减弱又迅速复亮。这种闪烁一连出现了好几次。当这颗星经天王星背后复现，或者说掩星过程结束后，闪烁现象又重复出现。以后，经过对观测结果的仔细研究，发现闪烁是因天王星环的存在而造成的。这是继1930年发现冥王星后20世纪太阳系内的又一重大发现。由于天王星环非常暗弱，过去即使在大望远镜中也从未直接观测到过。1978年，美国用五米口径望远镜才在波长2.2微米的红外波段首次拍摄到天王星环的照片。
在随后的几年，天文学家共辨认出九条光环。这些环都很窄，一般不足10千米，其中一条最宽的环叫着环，约100千米。这些环都很暗，即使用世界上最大的天文望远镜也不能直接看到，因此虽然它们在本质上和土星光环并无区别，但天文学家却只称它们“环”，而不称它们“光环”。
1986年1月24日，“旅行者2号”在探测天王星时不但证实了这些环的存在，还发现了两条新环，使目前我们所知的王天星环达到11条。这些环大多是圆的，环与环相距较远。只有着环较为特殊，是椭圆环。这些环有的呈深蓝色，有的偏红。环中的物质大部分是微小的尘埃，间或也有拳头、西瓜大小的石块，偶尔还有卡车那么大的岩石，中间夹杂着一些冰屑。
海王星环
由于拥有环的三颗行星——土星、木星和天王星都属于类木行星，因而人们很自然地会去猜想第四个类木行星——海王星是否也存在环。
美国杂志《空间与望远镜》1978年4月曾报道，1846年10月10日就有人在60厘米反射望远镜中用肉眼看到过海王星环，并在次年为剑桥大学天文台台长查里斯所证实，后者甚至得出环半径为海王星半径的1.5倍的结论。但因后人在寻找海王星卫星的多次观测中均未发现环，这件事就渐渐被人淡忘了。
20世纪80年代在发现天王星环的鼓励下，不少人试图通过海王星掩星事件来发现环，但对几次掩星观测结果的解释却是众说纷纭。有人报道发现了环，有人则说不存在环。对报道发现环的观测结果也有人认为可用其他原因来解释而否定环的存在。总之，海王星是否有环一时成了悬案。
1989年8月，“旅行者2号”探测器终于使这一悬案有了解答。当它飞近海王星时，发现海王星周围有三个光环隐藏在尘面下，而且外光环很不一般，呈明显弧状，沿弧有紧密积聚的物质。但有关海王星环系的具体情况至今仍不太清楚，还需要人们更多地探测和研究。