天王星

是冰巨星，而不是气态巨行星

天王星是距离太阳第七近的行星，也是第三大行星。它的宽度约为地球的四倍，质量约为地球的14.5倍。

天文学家称它为冰巨星。在行星科学中，“冰”指的是水、氨和甲烷之类的物质，它们在天王星上以炽热稠密的流体形式存在，而不是冻结的冰块。木星和土星主要由氢和氦构成，而天王星的大部分则是这种冰质流体，包裹着一个小小的岩石核心。

外层大气主要是氢和氦，还有少量甲烷。甲烷吸收阳光中的红光，反射蓝光和绿光，让天王星呈现出柔和的青色。

天王星的内部也冷得出奇。与其他巨行星不同，它自身几乎不散发热量，云顶温度约为−197 °C，是行星系统中测得的最低温度之一。

侧躺着的行星

大多数行星像陀螺一样大致直立着自转。天王星却倾斜约98度，自转轴几乎正好沿着它绕太阳运行的路径，实际上它是沿着轨道“滚动”前进的。

主流观点认为，它在历史早期遭遇了一次或多次巨大碰撞，被撞倒了。这一点尚未得到证实，一些研究者认为，较缓慢的引力拉扯也可能造成这种结果。

这种倾斜造成了所有行星中最极端的季节。天王星的一年约为84个地球年，其中约四分之一的时间里，一个极点几乎正对着太阳。这意味着一个极点会经历约42年的连续白昼，然后是约42年的黑夜。

天王星的自转方向也与大多数行星相反。从地球北极上方看，那里的太阳是从西边升起的。一天，即完整自转一周，约需17小时14分。

暗色光环与文学卫星

天王星有13条已知光环。它们狭窄而且非常暗，由反光很弱的尘埃和碎块组成，所以很难看到。天文学家在1977年首次探测到它们，当时一颗背景恒星在光环从它前面经过时多次忽明忽灭。

截至2026年，天王星已知有29颗卫星。最新发现的一颗是直径只有约10千米的小卫星，于2025年在詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄的图像中被发现。

与其他地方以希腊罗马神话命名的卫星不同，天王星的卫星以威廉·莎士比亚和亚历山大·蒲柏作品中的人物命名。最大的五颗是天卫五（米兰达）、天卫一（艾瑞尔）、天卫二（乌姆柏里厄尔）、天卫三（泰坦尼亚）和天卫四（奥伯龙）。

天卫五是其中最奇特的一颗。它的表面看起来像是拼凑起来的，有巨大的悬崖和沟槽地形，仿佛曾经破碎后又重新组合。最大的卫星天卫三直径约1580千米，略小于我们月球的一半。

天王星是如何被发现的

天王星是第一颗用望远镜发现的行星。1781年3月13日，音乐家兼天文学家威廉·赫歇尔在双子座的恒星附近注意到望远镜中有一个天体，它看起来是一个小圆面而不是一个点。他起初以为那可能是一颗彗星。

在接下来的几个月里，其他天文学家算出了它的运行路径，证明它是一颗在土星之外运行的行星。已知太阳系的范围一夜之间扩大了一倍。

赫歇尔想以英王乔治三世的名字为它命名。最终沿用下来的名字Uranus来自希腊神话中的天空之神，由德国天文学家约翰·波得提议。

迄今仅有一次造访，更多计划在酝酿

NASA的旅行者2号是唯一造访过天王星的探测器。它于1986年1月飞掠天王星，1986年1月24日距离云顶最近约81500千米。仅仅几天时间，它就发现了11颗新卫星、2条新光环和一个奇怪倾斜的磁场。

此后，科学家借助哈勃和詹姆斯·韦布望远镜，从地面和太空研究天王星。这些观测显示了明亮的风暴、不断变化的极冠，以及行星不同区域进入阳光时的季节变化。

美国国家科学院2022年的一份报告将天王星轨道器和大气探测器列为NASA下一个大型行星任务的首要优先事项。截至2026年，它仍处于提案阶段，尚无确定的发射日期。由于旅途漫长，这样的探测器需要十多年才能抵达。

这类任务的最佳发射窗口被认为在21世纪30年代初，届时飞掠木星可以为探测器提供引力助推。如果错过这一机会，旅程可能会长得多。

如何亲眼看到天王星

天王星正处于肉眼可见的边缘。在远离城市灯光、真正黑暗的天空下，视力好的人有时能瞥见它，它是一个暗淡而稳定的光点，但前提是准确知道该往哪里看。

用双筒镜会容易得多。它看起来像一颗略带绿色的星星，在背景恒星之间每周都会非常缓慢地移动。免费的天象软件或每月星图会告诉你它当前的位置。

用小型望远镜以约100倍放大，天王星呈现为一个小小的淡蓝绿色圆面，看不到任何细节。这个朴素的小圆面仍然值得一看：你看到的是一个约29亿千米外的世界，照亮它的阳光是在两个半小时多之前离开太阳的。

最佳观测时机是冲日前后，那时地球位于天王星和太阳之间。天王星整夜可见，而且最亮。天王星冲日大约每年发生一次，每年推迟几天。