天王星的知料

天王星




天王星







圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bb/Uranus.jpg/270px-Uranus.jpg



圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1a/X_-_Uranus_B.png/23px-X_-_Uranus_B.png


發現史

發現者

威廉·赫歇耳

發現時間

1781年3月13日

軌道參數

平均半徑

2,870,972,200 公里

偏心率

0.04716771

公轉周期

84.01年

會合周期

369.7天

平均公轉速度

6.8352千米/秒

軌道傾角

0.76986°

衛星數量

27

物理特性

赤道直徑

51,118千米

表面積

8,130,000,000 km2

質量

8.686×1025 kg

平均密度

1.29 g/cm3

表面引力

8.69 m/s2

表面重力(地球＝1)

0.887

自轉周期

17小時14分

軸傾角

97.86°

星體反照率

0.51

逃逸速度

21.29千米/秒

雲端溫度

55 K

表面溫度

最低　一般　最高
59K　68 K 　N/A K

大氣參數

氣壓

120 千帕

氫

83%

氦

15%

甲烷

1.99%

氨

0.01%

氮

90%

乙烷

0.00025%

乙炔

0.00001%

一氧化碳

微量

硫化氫

微量
天王星是太陽系的八大行星之一，排列在土星外側、海王星內側而名列第七，顏色為灰藍色，是一顆巨型氣體行星（Gas Giant）。以直徑計算，天王星是太陽系第三大行星；但若以質量計算，則比海王星輕而排行第四。天王星的命名，是取自希臘神話的天神烏拉諾斯。






物理性質

成分
天王星主要是由岩石與各種成分不同的水冰物質所組成，其組成主要元素為氫（83%），其次為氦（15%）。在許多方面天王星（海王星也是）與大部分都是氣態氫組成的木星與土星不同，其性質比較接近木星與土星的地核部份，而沒有近土行星包圍在外的巨大液態氣體表面（主要是由金屬氫化合物氣體受重力液化形成）。天王星並沒有土星與木星那樣的岩石內核，它的金屬成分是以一種比較平均的狀態分佈在整個地殼之內。直接以肉眼觀察，天王星的表面呈現洋藍色，這是因為它的甲烷大氣吸收了大部分的紅色光譜而導致。

天王星上的海洋
根據航行者2號的探測結果，科學家推測天王星上可能有一個深度達10000公里、溫度高達攝氏6650度，由水、矽、鎂、含氮分子、碳氫化合物及離子化物質組成的液態海洋。由於天王星上巨大而沉重的大氣壓力，令分子緊靠在一起，使得這高溫海洋未能沸騰及蒸發。反過來，正由於海洋的高溫，恰好阻擋了高壓的大氣將海洋壓成固態。海洋從天王星高溫的內核 (高達攝氏6650度)一直延伸到大氣層的底部，覆蓋整個天王星。必須強調的是，這種海洋與我們所理解的、地球上的海洋完全不同。然而，近年卻有觀點認為，天王星上不存在這個海洋。真相如何，恐怕只有待進一步的觀測，或是寄望美國國家航空暨太空總署(NASA)會落實初步構想中的新視野號2號計畫，派出無人探測船再度拜訪天王星。

特色
天王星極軸與黃道面的交角非常大，約98度，這顆行星等於是「躺著」公轉著，與太陽系其他行星相比顯得很不尋常。天文學家推測可能是因為天王星形成初期曾遭巨大小行星偏離中心撞上，以至於極軸被「撞倒」，呈現現在的情形。

發現
天王星是在一個偶然的情況下被發現的。1781年3月13日，英國天文學家威廉·赫歇耳在用自製反射式望遠鏡觀察星空時，偶然在雙子座發現了一顆淡綠色的星星。經過連續幾天的觀測，他認為這一定是太陽系中的天體，可能是彗星，為此他向英國皇家學會遞交了一份名為《一顆彗星的報告》的論文。
1783年，法國科學家拉普拉斯證實赫歇耳發現的是一顆行星。為此，威廉·赫歇耳被英國皇家學會授予柯普萊勳章。

光環
天王星也是一顆具有環的行星。它的光環直到1977年3月10日才被發現。


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/zh/thumb/a/a4/Uranian_system_schematic.jpg/300px-Uranian_system_schematic.jpg



圖片參考：http://zh.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png
天王星的衛星和環概要圖
這是天王星環的總表.
旅行家2號在1986年飛越天王星時，拍攝了天王星的環，2005年又新發現了兩道環。



名稱
與天王星中心的距離(公里)
寬度(公里)

1986 U2R
38,000
2,500?

Ring 6
41,840
1-3

Ring 5
42,230
2-3

Ring 4
42,580
2-3

Alpha Ring
44,720
7-12

Beta Ring
45,670
7-12

Eta Ring
47,190
0-2

Gamma Ring
47,630
1-4

Delta Ring
48,290
3-9

1986 U1R
50,020
1-2

Epsilon Ring
51,140 (shepherded by
Cordelia and Ophelia)
20-100

R/2003 U 2
~66,000 (near Portia)
?

R/2003 U 1
97,734 (at Mab)
?

衛星

主條目：天王星的衛星

目前已知天王星有27顆天然的衛星，第一顆和第二顆(泰坦尼亞和歐貝隆)是威廉‧赫歇耳在1787年3月13日發現的，另外兩顆艾瑞爾和烏姆柏里厄爾是在1851年被威廉‧拉索爾發現的。在1852年，威廉‧赫歇耳的兒子約翰‧赫歇耳才為這四顆衛星命名。到了1948年傑勒德 P. 庫普爾發現第五顆衛星米蘭達
1986年1月，旅行家2號太空船飛越過天王星，在稍後研究照片時，發現了Perdita和10顆小衛星。後來使用地面的望遠鏡也証實了這些衛星的存在。
不同於其他行星的衛星，由神話中取名字，所有天王星的衛星都取名自英國詩人莎士比亞和蒲伯的劇作中。





Image:Uranus with rings PIA01280.jpg
天王星和環的假色影像



圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/zh/thumb/6/63/Uranian_rings_PIA01977_modest.jpg/180px-Uranian_rings_PIA01977_modest.jpg



圖片參考：http://zh.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png
外圍最明亮的ε環(頂端)，中間是α～δ環，聚集在一起的是黯淡的4～6環

外部連結

NASA的天王星圖片集




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參見天體、太陽系的天體列表，以及天文學主題頁
取自"http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%A4%A9%E7%8E%8B%E6%98%9F&variant=zh-tw"

天王星（Uranus） 是太陽系第七顆行星。

天王星的最大特徵是自轉的傾斜度很大。一般行星的自轉軸與其公轉面都很接近垂直，唯獨天王星的自轉軸成九十八度的傾斜，幾乎是橫躺著運行。因此，太陽有時整天都照在北極上，而這時的南半球就全天黑暗。


天王星表面發出帶有白色的藍綠光彩，因此推測它的大氣可能含有很多甲烷也由於大氣層的甲烷吸收了紅光，使得來自太陽的白光在缺乏紅光的成份後，使天王星呈現藍綠色調。

而天王星的直徑約為地球的四倍，質量約十四倍，但密度卻不及地球的四分之一，這是因為天王星與其他木星型行一樣，它們都是以氫、氦等氣體為主要成分形成的。天王星和海王星在許多方面與木星和土星在去掉巨大液態金屬氫外殼後的內殼很相像。

如同其他氣體行星一樣，天王星也有帶狀的雲圍繞著它快速飄動，只是不明顯， 距推測，風速大約是每秒40-160公尺。海王星的平均溫度為-193℃。

天王星的赤道上空也有十一條環，每一道都只有數十公里左右，非常纖細，而且十分陰暗。為什麼這麼細窄的環能夠穩定存在，由於牧羊人衛星的作用，因為環外側的衛星，其公轉度比環慢，使得環粒子往行星的方向掉落，相反地，在環的內側的衛星公轉速度較快，則會把環粒子往外推，由於兩種作用力，使得天王星的環不易脫逃。


由冰粒形成的木星環及土星環看起來非常明亮，但天王星的環是由碳粒石或岩石粒形成的，所以非常暗淡。

天王星在距離太陽大約二十九億公里的軌道上，每八十四年環繞太陽一圈。由於它的自轉軸傾斜九十八度左右，所以如果北極或南極的觀點來看，每一晝、每一夜都要延續很多年。現在天王星的北極差不多直指太陽，使得北半球一直都是白天。半年(地球的四十二年)之後，才輪到南半球為白天。

　　在天王星的北極區觀測到極光，這意味著天王星擁有磁場。觀測結果顯示，王天星磁場的強度比地球微弱。天王星的磁場軸相對於自轉軸傾斜了大約五十五度，並且沒有通過天王星本身中心，而是偏離了七千八百公里左右。這個事實使科學家重新思考有關行星磁場形成的理論。以往，科學家們認為行星的磁場是藉由在內部物質間流動的電流而產生的，因此自轉軸和磁場軸應該重疊。

　　天王星有十一個環。每個環都很細，最寬的環也不過二十至一百公里左右，其他環都只有十公里不到。環的反射率很低，這個性質和海天星的環相似，和土星的環卻大相逕庭。構成環的粒子分布在天王星半徑的1.5至二倍的範圍內。

　　有些科學家認為，天王星的自轉軸之所以橫躺著，乃因本體形成不久就被地球大的行星撞倒的緣故。這個撞擊也產生了缺乏揮發成分的氣體雲，並由其中形成了環和衛星。因此，天王星系的固體物質中，主要成分冰的含量比較少，岩石和碳質物質則相對增加，使得衛星和環遠比土星系暗淡。天王星的自轉軸幾乎和公轉軸垂直，夾角為八十二度，是非常特殊的事。在它的赤道上也有一圈光環，分為九條細環，比土星暗許多。直接觀測無法看見光環，必須利用掩星觀測方法才能測出來。天王星周圍存在著濃密的大氣，以致其表面實際的情形很難預測。大氣中的主要成分是氫和氦，大氣中雖然延伸很遠，卻只有行星總質量的百分之二十。由地球看天王星像是微暗模糊的星星，一直到1781年才確定它是行星，而天王星環直到1977年才被發掘。

天王星是從太陽數來第七顆、倒數第三顆行星，也是太陽系第三大行星，軌道半徑為287,099萬公里 (19.218AU)；赤道處直徑為51,118公里；質量是8.683x1025公斤。與海王星比起來，天王星體積較大但質量較小。

　　天王星是近代發現的第一顆行星。英國天文學家 William Herschel 在用他的望遠鏡有系統地搜尋之後，在1781年3月13日發現了天王星。其實之前天王星早已被觀測到很多次，但都被視為一顆普通恆星，目前追溯最早有關它的紀錄是出現在1690年 John Flamsteed 的星體目錄中，被編為金牛座34星。當初 Herschel 將它命名為喬治星 (Georgium Sidus)，以榮崇他的贊助人，也就是在美國人心目中聲名狼籍的英王喬治三世，其它人則直呼此星為 Herschel；現名天王星最早是由德國天文學家 Bode 提出，以符合其它行星都是以神話人物命名的傳統，不過這個名稱遲到1850年才廣為人使用。

　　1986年1月24日，美國的航海家2號曾造訪天王星，這是唯一曾到過天王星的探測船。

　　大部分行星的自轉軸都近似垂直於黃道面，但天王星的自轉軸幾乎完全平行於黃道面，你可以說天王星是躺著自轉的。當航海家2號經過天王星時，它的南極幾乎正對著太陽，這使得天王星的南極區比赤道區接收到的太陽能量更多，然而赤道溫度仍比極區高，其背後機制不明。

　　實際上那到底算是南極還是北極仍有很大的爭議！你可以說天王星的自轉一如大多數行星是順轉，只是它的軸傾斜略超過90°；或是說它的軸傾斜略小於90°但是逆轉。類似的爭議也發生在金星上，有人認為金星的自轉並非逆轉，而是它的自轉軸傾斜將近180°。

　　天王星主要是由岩石及各種冰組成，氫只佔15%，氦更是少量，這與木星及土星主要成分是氫有很大的不同。天王星和海王星很像是木星或土星去掉厚重液態金屬狀氫外殼後的核，天王星的岩石也不像木星及土星集中在核心，而是較均勻散布在全體。

　　天王星的大氣有83%的氫、15%的氦和2%的甲烷。

　　如同其它氣體行星一樣，天王星也有高速繞行的風帶，但非常模糊，航海家2號的影像得經過強化處理才看得出來 (右圖)。在哈伯太空望遠鏡最新影像中 (左圖) 顯示出較大且更多的風帶條紋，其它哈伯的觀測則呈現出更多的活動。天王星現在並不像航海家眼中一樣的單調平和，這種差異顯然是因為季節性的變化，太陽目前直射在天王星較低緯區，可能導致更明顯的畫夜天氣變化。到了2007年太陽將會剛好直射它的赤道地區。

　　天王星的藍色外觀是因高層大氣中的甲烷吸收紅光所致，像木星一樣的彩色風帶仍可能存在，但由於甲烷層覆於其上而不能得見。

　　一如其它氣體行星，天王星也有環，它們像木星環一樣很暗，組成則較像土星環，由差不多大小的物體環繞成最寬10公尺的環，其中還有一些細塵。目前已知有11個環，全都很黯淡，其中最亮的是 Epsilon 環。天王星環是除了土星環之外第一個被發現的行星環，使我們瞭解到環並非是土星所獨具，而是行星的常態。

　　在之前已知的5顆大衛星之外，航海家2號又發現了10顆小衛星，似乎在天王星環中還有更多的微小行衛星。

　　天王星的磁場很古怪，它的磁心並不是在地理核心，而且磁軸與自轉軸的傾斜角高達60°，這可能是由其內部較淺處的運動產生。

　　在非常漆黑的晴夜裡，天王星有時剛好能用肉眼勉強看到；如果事先已知它的位置，那麼用雙筒望遠鏡就可以很容易看到；用小型天文望遠鏡則可以看出一個小球面。有些網站可以顯示天王星及其它行星在天空的現在位置，但一些可能用得上的詳細圖表就不是那麼好找了，這在一些星圖軟體如Starry Night中才有。

天王星 Uranus [小百科首頁]
　


航海家2號, 1986.1.　(C) Calvin J. Hamilton
　　天王星是從太陽數來第七顆、倒數第三顆行星，也是太陽系第三大行星，軌道半徑為287,099萬公里 (19.218AU)；赤道處直徑為51,118公里；質量是8.683x1025公斤。與海王星比起來，天王星體積較大但質量較小。

　　天王星是近代發現的第一顆行星。英國天文學家 William Herschel 在用他的望遠鏡有系統地搜尋之後，在1781年3月13日發現了天王星。其實之前天王星早已被觀測到很多次，但都被視為一顆普通恆星，目前追溯最早有關它的紀錄是出現在1690年 John Flamsteed 的星體目錄中，被編為金牛座34星。當初 Herschel 將它命名為喬治星 (Georgium Sidus)，以榮崇他的贊助人，也就是在美國人心目中聲名狼籍的英王喬治三世，其它人則直呼此星為 Herschel；現名天王星最早是由德國天文學家 Bode 提出，以符合其它行星都是以神話人物命名的傳統，不過這個名稱遲到1850年才廣為人使用。

　　1986年1月24日，美國的航海家2號曾造訪天王星，這是唯一曾到過天王星的探測船。

　　大部分行星的自轉軸都近似垂直於黃道面，但天王星的自轉軸幾乎完全平行於黃道面，你可以說天王星是躺著自轉的。當航海家2號經過天王星時，它的南極幾乎正對著太陽，這使得天王星的南極區比赤道區接收到的太陽能量更多，然而赤道溫度仍比極區高，其背後機制不明。

　　實際上那到底算是南極還是北極仍有很大的爭議！你可以說天王星的自轉一如大多數行星是順轉，只是它的軸傾斜略超過90°；或是說它的軸傾斜略小於90°但是逆轉。類似的爭議也發生在金星上，有人認為金星的自轉並非逆轉，而是它的自轉軸傾斜將近180°。

　　天王星主要是由岩石及各種冰組成，氫只佔15%，氦更是少量，這與木星及土星主要成分是氫有很大的不同。天王星和海王星很像是木星或土星去掉厚重液態金屬狀氫外殼後的核，天王星的岩石也不像木星及土星集中在核心，而是較均勻散布在全體。

　　天王星的大氣有83%的氫、15%的氦和2%的甲烷。

　　如同其它氣體行星一樣，天王星也有高速繞行的風帶，但非常模糊，航海家2號的影像得經過強化處理才看得出來 (右圖)。在哈伯太空望遠鏡最新影像中 (左圖) 顯示出較大且更多的風帶條紋，其它哈伯的觀測則呈現出更多的活動。天王星現在並不像航海家眼中一樣的單調平和，這種差異顯然是因為季節性的變化，太陽目前直射在天王星較低緯區，可能導致更明顯的畫夜天氣變化。到了2007年太陽將會剛好直射它的赤道地區。

　　天王星的藍色外觀是因高層大氣中的甲烷吸收紅光所致，像木星一樣的彩色風帶仍可能存在，但由於甲烷層覆於其上而不能得見。

　　一如其它氣體行星，天王星也有環，它們像木星環一樣很暗，組成則較像土星環，由差不多大小的物體環繞成最寬10公尺的環，其中還有一些細塵。目前已知有11個環，全都很黯淡，其中最亮的是 Epsilon 環。天王星環是除了土星環之外第一個被發現的行星環，使我們瞭解到環並非是土星所獨具，而是行星的常態。

　　在之前已知的5顆大衛星之外，航海家2號又發現了10顆小衛星，似乎在天王星環中還有更多的微小行衛星。

　　天王星的磁場很古怪，它的磁心並不是在地理核心，而且磁軸與自轉軸的傾斜角高達60°，這可能是由其內部較淺處的運動產生。

　　在非常漆黑的晴夜裡，天王星有時剛好能用肉眼勉強看到；如果事先已知它的位置，那麼用雙筒望遠鏡就可以很容易看到；用小型天文望遠鏡則可以看出一個小球面。有些網站可以顯示天王星及其它行星在天空的現在位置，但一些可能用得上的詳細圖表就不是那麼好找了，這在一些星圖軟體如Starry Night中才有。

天王星的衛星
Uranus has 21 named moons and six unnamed ones:

Unlike the other bodies in the solar system which have names from classical mythology, Uranus' moons take their names from the writings of Shakespeare and Pope.
They form three distinct classes: the 11 small very dark inner ones discovered by Voyager 2, the 5 large ones (right), and the newly discovered much more distant ones.
Most have nearly circular orbits in the plane of Uranus' equator (and hence at a large angle to the plane of the ecliptic); the outer 4 are much more elliptical.

天王星是從太陽數來第七顆、倒數第三顆行星，也是太陽系第三大行星，軌道半徑為287,099萬公里 (19.218AU)；赤道處直徑為51,118公里；質量是8.683x1025公斤。與海王星比起來，天王星體積較大但質量較小。

　　天王星是近代發現的第一顆行星。英國天文學家 William Herschel 在用他的望遠鏡有系統地搜尋之後，在1781年3月13日發現了天王星。其實之前天王星早已被觀測到很多次，但都被視為一顆普通恆星，目前追溯最早有關它的紀錄是出現在1690年 John Flamsteed 的星體目錄中，被編為金牛座34星。當初 Herschel 將它命名為喬治星 (Georgium Sidus)，以榮崇他的贊助人，也就是在美國人心目中聲名狼籍的英王喬治三世，其它人則直呼此星為 Herschel；現名天王星最早是由德國天文學家 Bode 提出，以符合其它行星都是以神話人物命名的傳統，不過這個名稱遲到1850年才廣為人使用。

　　1986年1月24日，美國的航海家2號曾造訪天王星，這是唯一曾到過天王星的探測船。

　　大部分行星的自轉軸都近似垂直於黃道面，但天王星的自轉軸幾乎完全平行於黃道面，你可以說天王星是躺著自轉的。當航海家2號經過天王星時，它的南極幾乎正對著太陽，這使得天王星的南極區比赤道區接收到的太陽能量更多，然而赤道溫度仍比極區高，其背後機制不明。

　　實際上那到底算是南極還是北極仍有很大的爭議！你可以說天王星的自轉一如大多數行星是順轉，只是它的軸傾斜略超過90°；或是說它的軸傾斜略小於90°但是逆轉。類似的爭議也發生在金星上，有人認為金星的自轉並非逆轉，而是它的自轉軸傾斜將近180°。

　　天王星主要是由岩石及各種冰組成，氫只佔15%，氦更是少量，這與木星及土星主要成分是氫有很大的不同。天王星和海王星很像是木星或土星去掉厚重液態金屬狀氫外殼後的核，天王星的岩石也不像木星及土星集中在核心，而是較均勻散布在全體。

　　天王星的大氣有83%的氫、15%的氦和2%的甲烷。

　　如同其它氣體行星一樣，天王星也有高速繞行的風帶，但非常模糊，航海家2號的影像得經過強化處理才看得出來 (右圖)。在哈伯太空望遠鏡最新影像中 (左圖) 顯示出較大且更多的風帶條紋，其它哈伯的觀測則呈現出更多的活動。天王星現在並不像航海家眼中一樣的單調平和，這種差異顯然是因為季節性的變化，太陽目前直射在天王星較低緯區，可能導致更明顯的畫夜天氣變化。到了2007年太陽將會剛好直射它的赤道地區。

　　天王星的藍色外觀是因高層大氣中的甲烷吸收紅光所致，像木星一樣的彩色風帶仍可能存在，但由於甲烷層覆於其上而不能得見。

　　一如其它氣體行星，天王星也有環，它們像木星環一樣很暗，組成則較像土星環，由差不多大小的物體環繞成最寬10公尺的環，其中還有一些細塵。目前已知有11個環，全都很黯淡，其中最亮的是 Epsilon 環。天王星環是除了土星環之外第一個被發現的行星環，使我們瞭解到環並非是土星所獨具，而是行星的常態。

　　在之前已知的5顆大衛星之外，航海家2號又發現了10顆小衛星，似乎在天王星環中還有更多的微小行衛星。

　　天王星的磁場很古怪，它的磁心並不是在地理核心，而且磁軸與自轉軸的傾斜角高達60°，這可能是由其內部較淺處的運動產生。

　　在非常漆黑的晴夜裡，天王星有時剛好能用肉眼勉強看到；如果事先已知它的位置，那麼用雙筒望遠鏡就可以很容易看到；用小型天文望遠鏡則可以看出一個小球面。有些網站可以顯示天王星及其它行星在天空的現在位置，但一些可能用得上的詳細圖表就不是那麼好找了，這在一些星圖軟體如Starry Night中才有。

天王星的衛星
Uranus has 21 named moons and six unnamed ones:

Unlike the other bodies in the solar system which have names from classical mythology, Uranus' moons take their names from the writings of Shakespeare and Pope.
They form three distinct classes: the 11 small very dark inner ones discovered by Voyager 2, the 5 large ones (right), and the newly discovered much more distant ones.
Most have nearly circular orbits in the plane of Uranus' equator (and hence at a large angle to the plane of the ecliptic); the outer 4 are much more elliptical.