Astronoom William Herschel avastas Uraani 1781. aastal. See oli esimene teleskoobi kaudu avastatud planeet ja esimene, mida iidsetest aegadest ei olnud pidevalt jälgitud. Aastatel pärast selle avastamist jälgisid astronoomid uut planeeti väga hoolikalt. Nad avastasid selle orbiidil häiringuid, millest mõned olid seletatavad tuntud planeedid nagu Jupiter ja Saturn, teised viisid seni tundmatu planeedi avastamiseni Neptuun.
Päikesesüsteemi dünaamika
Uraani avastamise ajaks olid päikesesüsteemi dünaamikat reguleerivad füüsikalised seadused väga hästi mõistetavad. Ainus kaasatud jõud on raskusjõud, mida saab kombineerida Newtoni liikumisseadustega, et anda planeetide orbiitide põhjalik matemaatiline kirjeldus. Saadud võrrandid on äärmiselt ranged, võimaldades ennustada planeedi liikumist üle taeva suure täpsusega. Seda tehti juba varem tuntud planeetide jaoks ja Uraani jaoks tehti seda kahe aasta jooksul pärast selle avastamist.
Orbitaalsed lahknevused
Esialgu näis Uraani liikumine ennustusi väga hästi järgivat. Tasapisi hakkas aga planeedi vaadeldav asukoht eeldatavast positsioonist lahku minema. Aastaks 1830 oli vastuolu enam kui neli korda suurem kui planeedi läbimõõt ja seda ei saanud enam eirata. Üks selgitus, mida mõned astronoomid pooldasid, oli see, et Newtoni gravitatsiooni sõnastus oli ekslik, mille tulemuseks olid prognoosid, mis olid umbes, kuid mitte täpselt õiged. Ainus teine võimalus oli, et tundmatu objekt tiirleb kuskil päikesesüsteemi välisküljel.
Uue planeedi ennustamine
Uraani orbiidi esialgsed arvutused võtsid arvesse kõigi teadaolevate päikesesüsteemi objektide gravitatsioonilist mõju. Esmane mõju oli päikesest, kuid hiiglaslikel planeetidel Jupiteril ja Saturnil oli häiriv mõju. Vaadeldud lahknevus viitas sellele, et Uraani orbiidist kaugemal on veel üks suur planeet, mis ootab avastamist. Teoreetiliselt võiks selle avastamata planeedi orbiidi arvutada mõistliku täpsusega, võttes aluseks täheldatud häired Uraani asendis. Need arvutused viis 1843. aastal läbi inglise astronoom John Couch Adams, kuid kahjuks ei tunnustatud nende tähtsust tol ajal Inglismaal.
Neptuuni avastamine
Adamsi omadega väga sarnased arvutused viis prantsuse teadlane Urbain Le Verrier vahetult pärast seda läbi. Le Verrieri andmeid kasutades avastasid Berliini observatooriumi astronoomid 1846. aastal ennustatud planeedi ja sellele pandi seejärel Neptuuni nimi. Pärast Neptuuni avastamist ja juba 20. sajandil tekkis vaidlus selle üle, kas selle olemasolu seletas täielikult Uraani orbiidi jääkhäireid. Kuid enamik astronoome usub tänapäeval, et see on tõesti nii.