天王星是太阳系中离太阳第七远行星从直径来看是太阳系中第三大行星。天王星的体积比海王星大，质量却比其小。

公转轨道: 距太阳2,870,990,000 千米 (19.218 天文单位) 行星直径: 51,118 千米（赤道） 质量: 8.683e25 千克	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—-—乌刺诺斯。他和地母该亚结合，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。因他地位显赫，译成中文便是天王星。

在晴朗的夜晚要想观看天王星，并不是很难。它的亮度是5.7 等。它的公转周期相当缓慢，每84 年绕太阳一周，平均每天只移动46″，不容易与恒星区分，历史上曾多次被误认为是恒星而被载入星图。

独特的天王星

“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。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。

天王星小档案

颠倒的行星世界天王星是在土星外面绕太阳公转的，84.01个地球年公转1周。天王星自转方式非常奇特，就像一个耍赖的小孩，躺在地上打滚似的天王星横躺在轨道上一边打着滚，一边绕太阳转圈。天王星如此运动的结果是天王星上的春秋两季，有着快速的昼和夜的交替，约每隔16.8小时太阳就升起一次。而冬夏两季和春秋两季则截然不同，当天王星的南半球对着太阳时，南半球处于夏季，这时期的太阳总是在南半球上空转圈子，永不下落。整个夏季南半球始终是白昼。这时背向太阳的北半球则处于冬季，整个冬季要度过长达21个地球年的漫长黑夜，难怪有人把天王星称作为“一个颠倒的行星世界”。

天王星的卫星在1977年之前，我们只知道天王星有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。因为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，其余三颗比较小，最小的天卫五是1948年美国天文学家柯伊伯发现的，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，此卫星被称为1985UI。只有这颗卫星是旅行者2号在飞往天王星的旅途中发现的。天王星的面目才稍稍揭开，还会不断有新的疑谜产生。要想更深地了解谜一样的天王星，还要靠天文学家们的长期不懈的努力。

意外的发现

	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，在一次天王星掩恒星的天象观测中，天王星在天空缓慢移动，从天秤座中一颗编号为SAO158687号的暗恒星后面经过，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难得遇到的机会进行观测。掩星前出现5次和掩星后出现5次忽暗忽亮现象。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。海王星也具有辐射带，还有类似于在地球南北极出现的极光。隔16 小时3分至16小时5分发生一次，说明海王星也有磁场。海王星磁场与其自转轴之间的倾角约为50°，其磁层中主要是由氢离子，氦离子和氨离子构成。

笔尖上的发现

自从1781年天王星被发现以后，人们发现天王星老是不守“规矩”，在绕太阳转圈的轨道上总是东摇西晃的，使众多的天文学家们感到困惑不解：或许在天王星的外侧还有1颗大行星，由于它的存在，造成天王星的行动异常！ 19 世纪，许多天文学家们致力于搜索这颗“天外行星”的热门工作。当时有两位青年——英国亚当斯和法国勒威耶在互不知晓的情况下，分别进行了整整2年的计算工作，1845年亚当斯先算出“天外行星”的轨道，但是，格林尼治天文台却把他的论文束之高阁，错过了首先找到新星的良机。1846年9月18日，勒威耶把计算结果寄到了柏林，却受到了重视。柏林天文台的伽勒不失时机地搜索这颗“天外行星”，最终在勒威耶指点的位置附近发现了这颗新行星，这就是太阳系家族的第八颗大行星——海王星。笔尖下发现的海王星，使太阳系的疆域又一次向外推移，达到了45亿公里之遥，同时，为哥白尼学说和牛顿力学提供了最好的佐证，成为科学史上一段脍炙人口的佳话。