Даже в XVIII в. планетная система была известна только до Сатурна. Но уже тогда предполагали, что Сатурном список планет не оканчивается, что существуют еще более далекие планеты, которые невооруженным глазом увидеть нельзя. Это мнение блестяще подтвердилось, когда в 1781 г. знаменитый английский астроном Гершель, наблюдая звезды в телескоп, заметил новое светило, которому, судя по звездной карте, быть тут не полагалось. Понаблюдав за этим светилом несколько дней, Гершель увидел, что оно перемещается среди звезд и, значит, представляет собой планету.
Оказалось, что эта планета обращается вокруг Солнца на расстоянии 2869 млн. км и совершает полный оборот за 84 года. Новой планете дали имя Уран. Со временем у нее нашли пять спутников.
Наблюдая Уран, ученые обнаружили в его движении некоторые неправильности, которые могли происходить только оттого, что существует какая-то более удаленная планета. Эта неведомая планета своим притяжением немного сдвигала Уран с того пути, по которому он обращался бы под действием притяжения Солнца и остальных планет.
В то время уже большого совершенства достигла наука небесная механика. Она позволяла при помощи точного расчета находить путь любого небесного светила.
Способы расчета, которыми пользуются ученые в небесной механике, позволяют точно определять возмущения, то есть отклонения в движении, какой-нибудь планеты под влиянием притяжения «соседними» планетами. Например, движение Марса несколько изменяется возмущениями, которые получаются от притяжения Земли и Юпитера.
Предполагаемый вид Солнца с разных планет: 1 — вид Солнца с Меркурия в перигелии; 2 — вид Солнца с Меркурия в афелии; з — вид Солнца с Венеры; 4 — вид Солнца с Земли; 5 — вид Солнца с Марса; 6— вид Солнца с Юпитера; 7 — вид Солнца с Сатурна; 8 — вид Солнца с Урана; 9 — вид Солнца с Нептуна.
Обычно в небесной механике приходится вычислять возмущения по уже известному расположению других планет. При изучении движения Урана нужно было решить обратную задачу: зная возмущения, найти место вызывающей их неизвестной планеты. Эту трудную задачу, как уже ранее было сказано, решили французский астроном Леверье и английский ученый Адамс. Только одними расчетами, совсем не глядя на небо, они указали место на небе, где должна находиться неизвестная планета. И действительно, когда на это место астроном Галле направил телескоп, то обнаружил новую планету. Так была открыта восьмая планета солнечной системы — Нептун. У нее оказалось два спутника.
Это открытие было великим торжеством науки: оно ясно показывало, что система мира Коперника правильна, что верны те законы движения и притяжения, которые дал великий Ньютон и на которых основаны все расчеты, выполняемые в небесной механике.
В 1930 г. удалось отыскать еще одну планету, которая находится от Солнца на расстоянии в 40 раз большем, чем Земля (5929 млн. км), и делает оборот за 250 лет. Это девятая планета солнечной системы — Плутон.
Что же представляют собой эти столь удаленные от Солнца планеты?
Уран и Нептун очень похожи друг на друга. Оба они меньше Сатурна, но гораздо больше Земли. Оба они заметно сжаты, хотя и не так сильно, как Сатурн. Их облачные атмосферы содержат метан. Что касается аммиака, то он там почти не заметен. Это объясняется тем, что при таком страшном холоде, который там царит (минус 200° и ниже), аммиак уже не может оставаться газом: он замерзает и осаждается вниз в виде белого вещества, похожего на снег.
Плутон резко отличается от четырех гигантских планет. Он меньше их: его масса примерно такая же, как и у Земли. От нас он так далек, что даже в самые сильные телескопы выглядит звездой, и рассмотреть его поверхность пока невозможно.