天王星

一提到天王星，我們就會想起它那奇特的公轉方式——躺轉。天王星的自轉軸傾角高達 98.77°，這使得天王星的赤道面與軌道面近乎垂直，就像是躺著繞太陽公轉一樣。天王星為什么會躺著轉？其實天王星不可思議的地方還有很多。讓我們一起走進這顆神秘的太陽系第七大行星，去看看它還有哪些奇特之處。

天王星是太陽系八大行星中的第七顆，距離太陽約 28.7 億公里，直徑為 50724 公里。它的體積是地球的 63 倍，在太陽系中僅次于木星和土星排名第三；質量大約是地球的 14.5 倍，在太陽系八大行星中位居第四。

天王星和海王星

通常天文學家把天王星和海王星視為太陽系中的一對雙胞胎，它們有很多相似之處，都含有相對大量的甲烷冰和水冰?？茖W家推測天王星內部可能有一個體積跟地球大小相當的內核，內核外面是由各種冰物質組成的地幔層，地幔層中的冰物質不是常見的水冰，而是由水、甲烷、氨組成的一種熱而且稠密的導電流體，被稱為水 - 氨海洋。地幔層之上是由氫、氦以及少量甲烷組成的大氣層。天王星和海王星的構成與木星和土星大不相同，因此天文學家又稱它們為冰巨星。

說出來你可能不信，我們總以為天上肉眼可見的行星只有金木水火土這 5 顆，其實不然，天王星也是肉眼可見的。天王星的視星等為 5.38 至 6.03，基本上是人類肉眼觀測的極限。在天王星正式被確認為行星之前，它已被多次觀測到。

天王星和地球

早在公元前 128 年，古希臘天文學家希帕恰斯就標記出了天狼星的方位。在此后兩百年，大天文學家托勒密也把它編入了自己的星表中。到了 17 世紀 90 年代，英國的天文學家約翰·弗拉姆斯蒂德也看到了它好幾次。只可惜由于天王星移動速度緩慢，這些人都錯誤地把它當成了一顆暗淡的恒星，與太陽系第七大行星的發現者失之交臂。

有趣的是，雖然天王星是肉眼可見的，但它卻是第一顆使用望遠鏡發現的行星。1781 年，英國天文學家威廉·赫歇爾用望遠鏡觀測天空時，發現了天王星的不同之處，從而確認了它是一顆行星。更有意思的是，天王星的發現者威廉·赫歇爾原本是一個音樂家。他出生于德國音樂世家，16 歲進入德國漢諾威軍團演奏雙簧管。兩年后，德國和法國發生戰爭，他所在的漢諾威軍團吃了敗仗，威廉·赫歇爾為了活命當了逃兵跑到英國。跑到英國的威廉赫歇爾在以音樂謀生的同時也學起了制作天文望遠鏡。1781 年，他用自己制作的天文望遠鏡發現了天王星，從一名音樂家變成了天文學家。

天王星的發現者威廉赫歇爾

天王星距離太陽 28.7 億公里之遙，到目前為止只有旅行者 2 號探測器到過那里。雖然天王星不是離太陽最遠的行星，但卻是太陽系中最冷的行星，探測器測得天王星對流層層頂的最低溫度只有零下 220℃，甚至比更遠的海王星還要寒冷。

天王星有著綠松石一般美麗的藍綠色，這跟它的大氣成分有關。天王星的大氣主要由 83%的氫氣、15%的氦氣以及 2%的甲烷組成。大氣層中的甲烷分子會吸收太陽光線中較紅的部分，而藍色的光線則會被大氣層反射出去，于是天王星便呈現出特有的藍色。

天王星上的云層

我們發現天王星藍綠色的表面似乎異常平靜，其實天王星上也有像木星那樣的風暴帶，風暴帶風速能達到 900 公里/小時。在天王星的赤道上，風向與天王星自轉方向相反，而在靠近兩極的地方，風又與天王星自轉同方向。

旅行者 2 號探測器發現天王星的磁場非常奇怪。我們知道地球有地理南北兩極，也有地磁兩極，地球的地理兩極和地磁兩極不重合，兩者之間存在大概 11°的夾角。雖然如此，地球的自轉軸和地磁軸的交點位于地球正中心。在太陽系中，除了天王星之外的所有有磁場的行星情況基本上跟地球大同小異。而天王星的磁場很詭異，磁場兩極跟地理兩極之間的夾角達到了驚人的 59°，而且它的自轉軸跟磁軸的交點并不位于天王星正中心，而是位于離天王星正中心約三分之一天王星半徑處?？茖W家猜測，這可能跟天王星內部的導電物質分布不均勻非對稱性有關。

天王星的磁場

天王星距離太陽十分遙遠，大概需要 84 年才能繞太陽公轉一周，這意味著天王星上的一年非常漫長。而天王星的自轉周期比地球短一些，只需要 17.24 小時。由此可知，天王星上的一年相當于那里的 42684 天。天王星上的一年實在太漫長了。

天王星完全是一個顛倒的世界。前面提到天王星是躺著圍繞太陽公轉的行星，它的赤道面和公轉軌道面的夾角高達 97.7°，這使得天王星不同地區的晝夜變化非常極端。在南北緯 8°以外的地方，一年之中都會出現不同程度的極晝和極夜現象，且緯度越高持續時間越長。在南北極地區，太陽要么長達 42 年不落下，要么長達 42 年不升起。如果想在天王星上看日出，只有去赤道附近南北緯 8°以內的狹窄地帶，在這里，太陽會緊貼著地平線在短短的八小時內快速升起和落下。

天王星的公轉

那么在天王星那里看到的太陽還有多大、多亮呢？在天王星那里，太陽的視直徑為 0.029°，只有地球上太陽視直徑的 5%。很顯然，天王星上的太陽就跟我們在天上看到的金星那樣大小。那太陽還有多亮呢？在天王星上，太陽的視星等約為 -20.3，只有地球上的 3‰。不過這樣的亮度還是非常亮的，它仍舊比滿月亮 1200 倍。畢竟這里還在太陽系的地盤上，太陽照亮天王星綽綽有余。

天王星內部的鉆石雨

科學家研究認為，天王星上的甲烷有時候會發生分解，分解出的碳又在天王星內部的高溫高壓下形成鉆石。因此，天王星的內部會下起鉆石雨。想象一下，在天王星的內部，無數的鉆石像雨滴一樣落下，那是多么壯觀且迷人的景象??！想不想去天王星那里帶一顆大鉆石回來呢？