天王星：体积是地球的65倍，拥有15颗卫星，充满神秘魅力

“1781年3月13日，星期二晚上10～11点钟，我正考察双子座H星附近一群小星时，发现了一个异常明亮的星。我将它同双子座H星及双子、御夫座之间的小星做比较，发现它比任何一个都亮。我怀疑它可能是一颗彗星。当我首次看到这颗彗星时，用的是227倍的天文望远镜。根据经验，我知道恒星的直径不随放大率的增高而增大。而行星正相反。因此，我换上460倍和932倍的目镜观测。发现它的直径随放大率的增高而增大。”这是200多年前，一位英国音乐教师、天文爱好者，后来成为举世闻名的大天文学家威廉·赫歇耳，用自己制造的天文望远镜发现天王星时的历史性记录。1781年3月13日夜晚，他在院子里与他的妹妹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就被发现了。这是人类认识太阳之家具有划时代意义的大事。

天王星与太阳的平均距离约为29亿公里，是地球到太阳距离的近20倍，是土星到太阳距离的两倍。这样一颗行星的偶然发现，使人类对太阳系边疆的认识外推了两倍的空间范围。这是对哥白尼建立的日心学说的重大发展。天王星绕太阳一周约84年。从发现到1996年，215年来，天王星绕太阳还没转满三圈。天王星的赤道半径约25900公里，体积是地球的65倍，在行星世界中仅次于木星和土星，居第三位。它的质量为地球的14.6倍，质量比海王星小，居第四位。密度为每立方厘米1.24克。

在行星世界里，天王星有独一无二的特征，即它的赤道面与它绕太阳公转的轨道面倾角为97°55′。这就是说，天王星的自转轴几乎是倒在它的轨道面上，以躺着的姿势绕太阳运动。这是太阳家庭中的又一大特例。以这样的姿势运动使天王星上的四季和昼夜现象复杂化了。首先，天王星的南北两极基本上在它的轨道面上，赤道面与其轨道面基本垂直了。有人戏称天王星是一个“被颠倒的行星世界”。当它的南极朝向太阳的时候，南半球为夏季，南极点几乎受到太阳的直射，南半球见到太阳距地平的高度随纬度的减低而降低。而且在天王星自转过程中，太阳是不落山的。这就是说，当南半球是夏季时，又是日不落山的。相反，此时在北半球正是冬季，又是日不升起的漫长的黑夜。对天王星的两极来说，基本上是42年白天和42年的黑夜。关于天王星的自转周期，过去通过光谱分析测定为24小时，经“旅行者”2号测定为16小时28分钟。(www.xing528.com)

1977年3月10日，发生了天王星遮掩恒星SAO158687的罕见天象，全世界许多国家的天文工作者都参加了观测。其中美国、中国、澳大利亚、印度和南非五国都同时发现天王星有像土星一样的光环。这是地面观测的一项重大发现，轰动了全世界。

最令人鼓舞的是1986年1月“旅行者”2号对天王星的探测成果。“旅行者”2号是1977年8月20日由美国发射的。它于1979年7月考察了木星，1981年8月又探测了土星。在太空中边探测边飞行，历时8年零3个月，行程48亿公里，于1986年1月24日到达天王星附近，又开始繁忙的探测活动。从地球上观测天王星时，天王星最大的视直径仅有3″多一点。而今，“旅行者”2号到达了天王星的身边，给我们送来的有关天王星的信息量胜过其被发现以来205年的总和。难怪行星物理学家们对此感兴趣。探测表明：天王星浓密的大气层是由氢和氦构成的甲烷云层，它吸收红光，使天王星呈现蓝绿色的光芒，甲烷上方是结晶体组成的浓雾。大气层的温度为－176℃，大气中有风暴云在移动。探测时天王星的南极正朝向太阳，被浓雾笼罩着，因此，天王星的北极反而比南极温度高。此外，还发现由氢分于辐射出的紫外线辉光，叫电辉光。天王星也有磁场，但只有地球磁场强度的1%，也有辐射带。新发现10颗天王星的卫星，使天王星卫星总数达15颗。发现天王星光环是由二十几个同心环组成的。这一系列的新发现使天王星名声大振，成为行星世界中出类拔萃的行星。