天王星

天王星在太阳系中的位置排行第七，距太阳约29亿千米。它的体积很大，是地球的65倍，仅次于木星和土星，在太阳系位居第三；它的直径为5万多千米，是地球的4倍，质量约为地球的14.5倍。在古老的希腊神话中，天王星被看作是第一位统治整个宇宙的天神---乌拉诺斯（Uranus)。他与地母该亚结合，生下了后来的天神。是他费尽心机将混沌的宇宙规划得和谐有序。他地位显赫，译成中文便是天王星。

1、基本数据

星等:5.7等

质量:8.686×1025千克

赤道半径:25559千米

平均密度:1.29克/厘米3

表面平均温度:59K

表面重力加速度(赤道):7.77厘米/秒2

自转周期:17.9小时

赤道面和轨道面交角:97.86°

轨道半长径:19.1914天文单位

公转周期:84.01年

轨道偏心率:0.0461

轨道倾角:0.774°

2、发现历程

英国天文学家威廉•赫歇耳(FrederickWilliamHerschel)，1781年3月13日夜晚在院子里与他的妹妹卡洛琳•赫歇耳(CarolineLucretiaherschel)用自制的反射式望远镜观察星空时，偶然间在双子座发现了一颗与众不同的淡绿色的星星，心中不免惊颤，这是一颗什么星呢?他让妹妹卡洛琳将观察内容记录了下来，连续几天的跟踪观测使他认定，所发现的一定是太阳系的天体，可能是彗星。于是他把一篇题为《一颗彗星的报告》的论文递交给英国皇家学会。

两年以后，法国科学家拉普拉斯(PierreSimonLaplace)证认并公布了威廉•赫歇耳发现了太阳系的新行星。天文学家们计算出这颗星的轨道，位置是在土星的外侧，从此，太阳系内的第七颗行星---天王星就这样被发现了。新行星的发现轰动了整个欧洲，英国皇家学会授予威廉•赫歇耳以柯普莱勋章。至此，他的生活发生了重大的改变，由业余爱好天文的乐师变成了专业天文学家。他的一生为天文学的发展做出了杰出的贡献，其功绩名垂史册。

3、旋转规律

在太阳系中，所有的行星基本上都遵循着自转轴与公转平面接近垂直的规律而运动，唯独天王星的赤道面与轨道面的倾角为97°55′。也就是说，它的自转轴几乎是倒在它的轨道平面上，以躺着的姿势绕太阳运动。难怪有人把天王星称做“一个颠倒的行星世界”。

天王星上的昼夜交替和四季变化也十分奇特和复杂。在天王星绕太阳公转时，其公转周期为84年。太阳轮流照射着它的北极、赤道、南极、赤道。因此，天王星上的每一昼、每一夜都要持续42年才能变换一次。太阳照射到哪一极时，哪一极就是夏季，太阳总不下落，没有夜。而背对着太阳的那一极，正处在漫长黑夜所笼罩的寒冷冬季之中。只有在赤道南北纬8°之间，才有昼夜的变化。假如以地球人一般的寿命计算，在天王星的南极或北极，一生最多只能有一次目睹日出或日落的机会。现在,天王星上的阳光直射点,正从它的南极区移向赤道,到2007年,太阳将直射在它的赤道上。

4、大气和内核

天王星大气中的主要成分是氢（83%）、氦（15%）和大量的甲烷（2%）。天王星的表面具有发白的蓝绿色光彩和与赤道平行的条纹，大概是由于自转速度很快而产生的大气流动。因为红颜色的光被它的大气中的甲烷吸收，所以天王星看上去是一颗蓝绿色的星球。

天王星的自转周期过去众说纷纭。1986年“旅行者号”探测器接近天王星时，从磁场中测得的周期为17小时15分，而从大气测得的数据为16小时58分，两个数据表明天王星的内核和外部有一定的差异。另外,天王星的磁轴与自转轴的夹角约60°。天王星这些奇怪的特点与它特殊的自转方式是否有关呢？它们又是怎样产生的？这些谜都有待进一步去探索。

5、光环

土星有美丽而奇特的光环早已是众所周知的事了，光环似乎成了土星的“专利”。直到本世纪70年代才打破了这种垄断现象。

1977年3月10日，天王星从天秤座中一颗编号为SAO158687号的暗恒星前面经过，出现了罕见的掩星天象。中国、美国、澳大利亚、印度和南非的天文台都抓住这次难得的机会进行了观测。发现掩星前和掩星后各出现5次亮度变化。经过天文学家们的分析，确认天王星也有光环，是9条细环，宽度约10万千米。

1986年1月24日，“旅行者2号”探测器以每小时72000千米的速度飞掠天王星时，又发现了天王星的11个环，纠正了9个环的认识。天王星共有20个环，不同的环有不同的颜色，给这颗遥远的行星增添了新的光彩。

6、卫星

在1985年之前，人们只知道天王星有5颗卫星，这5颗卫星几乎都在接近天王星的赤道面上绕天王星转动。因天王星的自转轴倾斜为98°角，这5颗卫星都成了逆行卫星。其中天卫三和天卫四较大，直径分别为1000千米和1630千米。其余三颗都比较小，最小的天卫五是1948年美国天文学家柯伊伯(GerardPeterKuiper)发现的，直径为484千米。天卫五的地形复杂，有高达24千米的山峰、坑坑凹凹的洞和数条线状的沟，它的成因迄今依然还是个谜。

1986年"旅行者2号"探测器造访了这颗行星，发现了10颗新卫星，使它的卫星数目增加了2倍，共计15颗。新发现的卫星都很靠近天王星，但都比较小，直径多在20～100千米之间。最大的一颗直径为160千米。

1997年9月6日和7日,天文学家用帕洛玛山5米海尔望远镜又发现了两颗新卫星,它们被命名为Sycorax和Caliban。它们距天王星较远,可能是被引力俘获的小行星。这两颗卫星是第一次在天王星周围看到的“不规则”卫星。

1999年，人们又发现了3颗新卫星，使它的卫星总数达到了20颗。

7、哈勃空间望远镜的新发现

1986年1月“旅行者2号”在飞越天王星时，拍摄了它的照片，呈现在人们面前的是一颗不具有任何特征的平平淡淡的蓝色星球。

然而,哈勃空间望远镜改变了人们的看法。在“哈勃”1997年7月28日拍摄的照片中，人们看到了以前从未见过的天王星的大气结构。这是一张由近红外波段的三张照片合成的伪彩色照片，不同的颜色显示出不同深度的云层。另外，在天王星的右边缘处有五个橙红色的亮斑，红色表明它们位于云层的顶部，面积大约相当于欧洲的大小。在靠近底部的蓝色云层中还可见到一个绿色的斑，绿色显示出它的高度要低一些。从这张照片上我们还可以看到天王星的ε环及其内侧的两个较暗弱的环。此外，还可见到8颗卫星。

1998年8月8日,“哈勃”又用类似的方法拍摄了一张伪彩色照片。这张照片上显示出了更多的云团，蓝色表示大气层几乎清澈见“底”的区域；红色和橙色显示出云层很高的区域；黄色和灰色则表示云层高度处于前两者之间的区域。