天王星由旅居英国的德国天文学家威廉·赫歇耳（1738—1822）首先发现。威廉·赫歇耳自幼酷爱天文学，不到20岁就被迫到英国谋生。他和妹妹卡罗琳·赫歇耳利用业余时间磨制天文望远镜的镜片，并一点一点地加大望远镜的尺寸，用于窥探天上的奇观。1781年3月13日夜晚，赫歇耳和往常一样观天，发现星空某一角的恒星间有一个模糊的斑点。两天以后，他又注意到这个斑点已经显著地移动了。毫无疑问，它不是恒星。不过，赫歇耳没有想到它是当时科学界所不知道的新行星，还以为是一颗特殊的彗星。他给英国皇家学会递交的报告题目就是“一颗彗星的报告”。赫歇耳发现新“彗星”的消息很快传遍了整个欧洲，许多天文学家都来观测这颗彗星并计算它的轨道。但是，这颗彗星非常奇特，它既没有“彗发”，也没有“彗尾”，而且它的轨道也与一般的彗星不一样：不是那种扁长的椭圆形或抛物线形，而是接近正圆形。所以这不可能是彗星，分明是一颗行星。人们经过一段时间的观察，终于承认它是太阳系的成员，将它命名为“乌拉诺斯”（Uranus，古希腊神话英雄。汉译“天王星”）。
天王星发现以后，科学家就开始着手进一步研究它的轨道。天王星的个子大，它的直径是地球的3.98倍，质量是地球的14.8倍，离开太阳的距离是地球与太阳距离的19.2倍，即28.7亿千米。人们发现，天王星运动的实际轨道，同根据理论计算出的牛顿轨道有一定的偏离。于是有人断言：在天王星的外围一定还有别的行星，正是它干扰了天王星的绕日运动。经过半个多世纪的探索研究、苦苦寻找，捷报终于传来。1846年8月，法国天文学家勒威耶发现了一颗新的大行星——海王星（Neptune，音译“尼普顿”，古罗马传说中的海神）；同年9月23日，勒威耶的同行好友、德国天文学家伽勒根据勒威耶的指点，在柏林天文台用望远镜观测到了这颗新星。
海王星的发现是猜想变为现实的一个成功例子，人类由此对太阳系的认识大大地扩展了，对发现新的大行星的信心也一下子提高了。因此，当天文学家们把实际观测到的海王星轨道和计算得出的运行轨道对比，同样发现了海王星的“越轨行为”时，有些天文学家表示，在海王星的外围一定还存在一颗没有发现的、离太阳更远的行星。在1879年，法国的弗拉马利翁在《大众天文学》一书中就曾说过：“海王星虽然是我们现今所知的最外边的一颗行星，但我们没有权力断定它的外边就没有别的行星。你以为一切都发现了吗？那真是绝顶的荒谬；这无异把有限的天边当作了世界的尽头。”
事实的确如此。随着时间的推移，关于天王星和海王星的观测资料越来越多，这两颗行星的实际运行轨道也越来越精确。与此同时，人们越来越强烈地感觉到，仅用太阳系内已知天体的影响还解释不了这两颗行星的运动。但是应该被发现的那颗“新星”迟迟不肯露面。要知道，在浩瀚星空中找到一颗毫不出众的陌生行星，该是多么困难！因此，这项工作在19世纪末叶没有取得任何进展。
困难没有使天文学家气馁。20世纪初，海王星外存在一颗足够大的“海外行星”的意见，已经在天文学界比较普遍。1915年，美国天文学家洛韦尔（他确信“火星人”的存在）发表“关于海外行星的报告”的论文。但是人们并没有在他指出的天区（黄经84度）找到新星。在1930年2月18日，洛韦尔天文台的美国天文学家汤博在检查双子座一张照片时，终于找到了这颗行星。19日、20日，通过连续观测，汤博确信它就是太阳系第八大行星。他还估计，这颗新星在海王星以外大约16亿千米，距离太阳46亿千米。后来这颗行星被正式命名为“普鲁通”（古希腊神话中的冥王）。
但是，新的问题接踵而至。冥王星是那颗导致天王星和海王星运动发生偏离的行星吗？
从20纪中叶起，电子计算机广泛应用于天文学研究。它们既被用于修正观测资料，也被用于改进轨道理论。结果发现，要说明天王星和海王星运动，冥王星的质量必须达到地球质量的十分之一。1978年，美国天文学家克里斯蒂在冥王星周围发现了一颗冥卫星，由此精确确定出冥王星——冥卫系统的总质量只有0.0022个地球质量那么大，即只有上述要求质量的四十五分之一。
这样看来，冥王星显然不是那颗“作怪”的行星！它的质量太小，根本不足以对天王星和海王星的运动造成观测到的巨大的摄动。去发现第十颗大行星——“X行星”，就这样被提到日程中来。
早在1943年，汤博在黄道附近一个很宽的天区内搜寻时就认为，在离日距离120天文单位（1个天文单位是1.5亿千米）以内不会再有比地球更大的行星。现在，人们完全可以不借助于已知行星的偏移来寻找新的行星，而直接借助于更先进的工具——空间探测器就可以了。20世纪70年代，人们向太阳系外层空间先后发射了4艘空间探测器。“先驱者”10号和11号是最早发射的。根据两艘探测器发回的材料，人们没有找到有关第十颗行星存在的证据。后来，美国又发射了“旅行者”1号和2号空间探测器。遗憾的是，这两艘探测器同“先驱者”11号飞行的方向是一致的，因而也没有提供第十颗行星存在的任何信息。但是，这并未使天文学探索的脚步有任何停顿。
美国海军天文台的天文学家罗伯特·哈林顿，仍试图利用偏移来确定第十颗行星的位置。1978年，他提出关于第十颗太阳行星的比较系统的说法。他经过研究认为，这颗行星的质量是地球的2～3倍，比地球大，比天王星和海王星小。它的距离非常遥远，离太阳平均距离大约150亿千米，单轨道运行需要一千年。这颗行星因为轨道长，所以变化大，近日点为90亿千米，远日点为210亿千米。这颗行星曾经在18世纪末到达近日点，而现在正远离我们而行。它的轨道与太阳系平面的倾角为30°，位于南部天空，可能在南十字星座附近的半人马星座。
哈林顿还对这颗行星的形成进行了分析。他认为，这颗行星在很久以前曾与海王星相撞过。当时，海王星的两颗卫星以及冥王星都以正常的圆形轨道绕海王星运转。由于两颗行星的相撞，颠倒了“海卫一”的轨道，使它绕海王星逆行；碰撞还拉长了“海卫二”的轨道，使它沿着极扁的轨道运行；同时，撞击还把冥王星从海王星那里“抛”了出来，使其实现“独立”，并晋级升格为绕太阳运行的大行星。
自从哈林顿公布有关第十颗行星的预言，后来又出现了两种不同的预言。一是美国亚拉巴马州的康利·鲍威尔，他认为第十颗行星的位置应该在室女宫，其质量比地球小，与太阳距离跟冥王星差不多。巴西天文学家罗德尼·戈梅斯和西尔维奥·费拉兹一梅洛认为，这颗行星可能位于巨蟹宫或双子宫。
但是，流行的另一观点认为，太阳系里压根儿就不再有什么“未知行星”。天王星和海王星的运动偏离是可以另辟蹊径予以说明的。譬如说彗星总体质量可能大到足以产生同样的效果；在海王星不远处，可能有一个小黑洞；引力定律本身需要修改，等等。有人甚至干脆否认天王星和海王星的运动有真实的偏离，他们认为过去总说有“偏离”，那实际上是人们的观测资料不精确的缘故。
太阳系里是否存在第十颗大行星——X行星，到目前还是一个不解之谜。自天王星发现后，也许真如俗话说的，有再一、再二，没有再三、再四。但不少人希望仍是有的，因为天体力学证明，即使有颗行星位于离太阳600个天文单位处，它仍可能是太阳系的成员，只不过随着距离的增大，搜寻新的大行星是越来越困难了。
科学的历史告诉人们：科学的猜测和预见固然必不可少，但一切科学发现都有一个共性——它必须有确实可靠的证据，有铁证如山的事实。的确也有人煞有介事地宣称自己确实“发现”了冥外行星，但最后还是经不起科学的验证，最终被否定了。
太阳系之外的不懈探索
科学家使用哈勃望远镜观测到了一颗太阳系外的行星，了解了它的大气层化学成分，这为寻找类似于地球的行星提供了新的希望。
布鲁诺说：“宇宙是无限大的，其中的各个世界是无数的。”这以后的很长一段时间里，人们对于这种说法表示认同，但是却拿不出实际的观测证据。在宇宙中有数不清的恒星，按说理应存在为数不少的行星。但是观测行星比观测恒星困难得多。行星比恒星的体积小很多，更关键的是，行星不发光，常规的观测手段——主要是光学波段的观测——很难奏效。事实上，即使是最大口径的天文望远镜也不能直接拍摄到太阳系以外行星的照片。而地外文明——倘若存在的话——只可能生活在行星上，而不是炽热的恒星表面。那么，怎样才能找到太阳系之外的世界？
太阳系外的行星总会露出点蛛丝马迹。如果直接观测不行，我们还可以用间接的手段。我们知道行星绕恒星运转是因为引力的作用。在地球上我们能感觉到太阳和地球之间的引力作用的效果，也就是地球每年绕太阳运转一周。但是我们很少注意到地球对太阳的作用。严格地说，“地球绕太阳运转”是一种粗略的说法。正确的说法应该是，地球，以及太阳系所有天体，都绕太阳系的质心运动。一个更清楚的例子是双星。人们在描述双星的时候更倾向于说两颗子星绕共同的质心运转，而不是把哪一颗作为占主导地位的恒星。这一观念有时候会帮天文学家的大忙。人们曾经认为天狼星没有伴星，当时的观测手段也无法拍摄到天狼星伴星的照片。但是科学家发现，天狼星在星空背景上以波浪线的方式移动。一种解释就是，天狼星有一个质量不算太小的“隐形”伙伴，它们相互绕行，因此天狼星的运动轨迹才会如此古怪。后来，借助于威力更大的望远镜，人们终于拍摄到了天狼星伴星的照片——那是一颗发着微弱光的白矮星。
1995年，当几位科学家借助于这个概念寻找褐矮星（一类质量相当小、几乎不发光的恒星），他们观测遥远恒星的光谱。如果恒星拥有褐矮星的伙伴，在地球上的科学家看来，恒星会微微地“晃动”。表现在光谱上，由于多普勒效应，恒星的光谱会发生周期性的红移和蓝移。这样，他们发现了恒星飞马座51可能拥有褐矮星，然而经过仔细地计算，他们发现了一件不可思议的事情：那颗褐矮星的质量实在太小了——大约只有木星的一半。
于是，我们得到的最终结论是，飞马座拥有的不是一颗恒星伙伴，而是一颗行星。这个不同寻常的发现调动了人们的热情，仅仅过去了6年时间，已经有超过70颗行星就这样被我们找了出来。这种间接的手段尽管有效，但是结果并不令人满意。我们只能知道那里有一颗行星，它的轨道参数大致是多少，是什么性质的恒星（迄今发现的绝大部分是类似于木星的气态行星）。
1999年，科学家发现在飞马座的一颗叫做HD209548的行星拥有一颗星。这颗行星的质量大约是木星的70％，以每3.5天绕恒星运转一周的疯狂速度运行着（它距离恒星非常近，以至于表面温度非常高）。这颗行星有一个性质，那就是从地球观察者的角度看来，每3.5天它都会飞临HD209548表面，这被称作“凌日”现象。我们知道，当一个连续光谱（比如太阳光就是连续光谱，即在一定范围内包含了频率连续的电磁波）穿过较冷的气体的时候，气体中的元素会吸收掉一部分特定频率的光。每一种元素可以吸收的光都不同。使用光谱仪拍摄这种光谱的照片，可以看到，原本连续的光谱上出现了黑色的条纹——即所谓的吸收线。
行星经过HD209548的时候，它的大气层也会吸收一部分光线，形成吸收光谱。科学家借助哈勃太空望远镜的成像光谱仪（STIS）拍摄了这颗行星凌日时的光谱照片。2001年11月25日，美国宇航局的科学家公布了他们的研究结果：这一光谱照片揭示了环绕HD209548运行的行星大气层的化学成分。这颗行星的大气中含有大量的钠元素，但是要比科学家预计的要少（早些时候科学家已经确定这颗行星类似于木星，表面相当得热），这可能是因为行星大气高层的云挡住了部分光线而导致的误差。
这样的结果或许有点让人失望，因为这颗行星并不适宜生命的存在，它的表面温度高达1000多摄氏度。但是这种探测遥远行星大气层的方法非常有用。科学家认为，找到类似于地球这样的行星并不是非常困难的。借助于这项技术，科学家就有可能分析出有哪些“地球”大气的化学成分，从而推断那里是否存在生命。迄今为止，地球是唯一拥有生命的星球。然而，由于有了这项技术，我们也许很快就能知道，地球以外的生命，究竟在哪里。
科学的进步和发展，给人类带来了越来越多的惊奇，让我们静静地等待吧！我们相信，总有一天，我们会在茫茫的宇宙中找到适合人类居住的其他星球。那将是我们全人类的盛事。
美丽的流星
在太阳系中，除了八大行星和它们的卫星之外，还有彗星、小行星以及一些更小的天体。小天体的体积虽小，但它们和八大行星一样，围绕太阳公转。如果它们有机会经过地球附近，就有可能以每秒几十千米的速度闯入地球大气层，其上面的物质由于与地球大气发生剧烈摩擦，巨大的动能转化为热能，引起物质电离，发出耀眼的光芒，这就是我们经常看到的流星。
流星雨是一种成群的流星，看起来像是从夜空中的一点迸发、并坠落下来的特殊天象。这一点或一小块天区叫做流星雨的辐射点。为区别来自不同方向的流星雨，通常以流星雨辐射点所在天区的星座给流星雨命名。如每年11月17日前后出现的流星雨辐射点在狮子座中，就被命名为狮子座流星雨，另外还有宝瓶座流星雨、猎户座流星雨、英仙座流星雨等。
流星雨的规模大不相同。有时在一小时中只出现几颗流星，但它们看起来都是从同一个辐射点“流出”的，因此也属于流星雨的范畴；有时在短短的时间里，在同一辐射点中能迸发出成千上万颗流星，就像节日中人们燃放的礼花那样壮观。当每小时出现的流星数超过1000颗时，称为“流星暴雨”。
形成流星雨的小块物质都是沿着平行的方向进入地球大气层的。流星雨之所以看起来是从一个辐射点上迸发出来的，这是一种视觉效果。