5分钟，带你简单了解下躺着转的天王星

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天王星，图源：wikipedia

当用地面望远镜观察时，天王星看起来像一个很小的蓝绿色圆盘。

然而，天王星看起来小主要是因为它离地球太远了。

它的直径约为51110公里，为地球的四倍，这使它成为太阳系体积第三大的行星（质量第四）。

天王星是太阳系中4个气态巨行星之一，这是一种几乎由流动的物质组成的大质量行星，它们没有固体表面。

有的气态巨行星及其缺少固体成分，甚至连核心都缺少固体。

有的气态巨行星则可能有一个固体内核，隐藏在厚厚的大气层之下。

除天王星外，其他的气态巨行星是海王星，土星，和木星。

天王星直径略大于海王星，但比木星或土星的一半还要小。

天王星的发现：威廉·赫歇尔

威廉·赫歇尔，图源：wikipedia

1781年，英国天文学家威廉·赫歇尔用自制的15厘米口径反射望远镜观测天空，他仔细地检查每个星星，想要寻找不同寻常的东西。

三月的一天晚上，他找到了一个与其他星星不同的发光小圆盘。

起初他认为这是一个彗星，但其他的天文学家很快意识到，他发现的是一个新的行星。

有些人建议以赫歇尔的名字来命名这个行星，但天文学家并不同意，而是以古希腊天神乌拉诺斯的名字来命名它（天王星英语为Uranus，这也是古希腊天神乌拉诺斯的名字）。

天王星的自转和公转

天王星是从太阳系中心向外数的第七颗行星，距离太阳约29亿千米。

它每84年绕太阳一圈，轨道是一个巨大的椭圆形。

它到太阳的距离是土星的两倍远，是地球的19倍远。

它每17个小时自转一圈，它的自转轴倾角很独特，垂直于自转轴的平面（赤道面）与它的公转轨道面呈98度夹角。

也就是说，它几乎是躺着运行的。

在公转中，它的北极有一半的时间对着太阳，另一半时间则是南极对着太阳。

天王星的自转和公转，红色直线表示自转轴，与公转平面接近（赤道面与公转平面垂直），看起来像是躺着在轨道上滚动。

图源：Pearson Prentice Hall, Inc

科学家认为天王星自转轴倾角如此大可能是在形成的过程中（或刚形成之后）受到了一个大质量天体的影响。

和其他行星一样，天王星是由很多小的碎片碰撞形成的。

天文学家认为，在它形成的晚期，一颗特别大的碎片可能撞击了它，使它倾斜。

厚重的大气层

天王星是一个被雾霾包围的气态巨行星，这层雾霾非常厚，隐藏了雾霾之下的样貌细节，比如需要特殊探测器才能看到的云的分层。

哈勃太空望远镜. 图源：NASA

仅存的对于天王星结构的认知来源于旅行者2号探测器和哈勃太空望远镜。

天王星大气层顶端是一层轻薄的气体，再向下，温度和气压逐渐升高。

由于环境越来越极端，大气层逐渐过渡为一种超临界流体。

这是一种不寻常的流体，结合了气体和液体的特征。

在大气层的更深处，它的密度变得非常大，但不会变成纯粹的液体，而是保持介于气体和液体之间的特征，直到内核。

天王星的内核是岩石，约为0.55倍地球质量，体积与地球相当。

成分和外观

天王星的流体物质绝大多数是氢和氦，以及少量的甲烷，也有水和氨。

行星科学家认为氢和氦是以气体形式存在，其他成分则是以冰的形式存在。

这不是说天王星是一个大部分物质被冰冻的行星，冰指的是天王星上与氢和氦相比沸点较高也较重的物质，这些物质以稠密的流体形式存在。

事实上，科学家有时也称天王星为冰巨星而不是气态巨行星。

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