天王星

月亮

天王星有27颗已知的卫星。它们以莎士比亚和亚历山大-波普作品中的人物命名。五颗最大的卫星是米兰达、阿利耶尔、翁布里尔、泰坦尼亚和奥伯伦。许多卫星还没有被发现。

探索

1986年，美国宇航局的旅行者2号访问了天王星。这是唯一一个试图从短距离调查该行星的空间探测器。

雲

天王星被蓝色的云层所覆盖。顶部的云层由甲烷构成，很难看到。下层的云层被认为是冰冻的水。也有猛烈的风暴。风速可以达到每秒250米（900公里/小时；560英里/小时）。科学家们正在研究云层，试图了解地球上的风暴。

戒指

天王星有一个由13个星环组成的系统，比土星的星环少得多，但比木星和海王星周围的星环多。天王星的星环是在1977年被发现的。200多年前，William Herschel也报告说观测到了天王星环，但现代天文学家不相信他看到了天王星环，因为它们非常暗淡。1986年，旅行者2号拍摄的图像中又发现了两个环，2003-2005年，哈勃太空望远镜又发现了两个外环。这些环可能主要由冰冻的水组成。

天王星环被认为是比较年轻的，不超过6亿年。天王星环系统可能是由曾经存在于天王星周围的卫星的碰撞碎裂开始的。在碰撞之后，卫星可能会碎裂成许多粒子，这些粒子只有在最稳定的区域才会以狭窄的、光学密度高的环状物的形式存在。

一般属性

天王星的星环系统有13个不同的星环。按与行星距离增加的顺序，它们是：1986U2R/ζ、6、5、4、α、β、η、γ、δ、λ、ε、ν、μ环。它们可分为三组：9个狭长的主环（6、5、4、α、β、η、γ、δ、ε），两个尘埃环（1986U2R/ζ、λ）和两个外环（μ、ν）。天王星的星环主要由大颗粒和少量尘埃组成，尽管已知1986U2R/ζ、η、δ、λ、ν和μ星环中存在尘埃。

除了这些众所周知的环之外，还可能有许多光学上很薄的尘带和它们之间的微弱环。这些微弱的环和尘埃带可能只是暂时存在。其中一些在2007年的一系列环形平面交叉事件中变得可见。旅行者2号在前向散射几何学中观察到了环之间的一些尘埃带。天王星的所有环都显示出方位角亮度变化。

戒指由一种极暗的材料制成。这些圆环在光谱的紫外线和可见光部分略带红色，在近红外线部分呈灰色。它们没有显示出可识别的光谱特征。环形粒子的化学成分尚不清楚。不过，它们不可能像土星环那样由纯水冰构成，因为它们的颜色太深，比天王星的内部卫星还要深。这说明它们很可能是冰和一种深色物质的混合物。这种物质的性质尚不清楚，但它可能是被天王星磁层的带电粒子照射而大大变黑的有机化合物。环的颗粒可能由一种经过严重加工的物质组成，这种物质最初与内卫星的物质相似。

从整体上看，天王星的环系既不像木星的微弱尘埃环，也不像土星的宽大复杂的环，其中一些环是由非常明亮的物质--水冰组成的。但与后者环系的某些部分有相似之处，土星F环和ε环都很窄，比较暗，而且由一对卫星牧养。新发现的天王星外环与土星外环G环和E环相似。存在于宽大的土星环中的窄环也与天王星的窄环相似。此外，在天王星主环之间观察到的尘埃带可能与木星环相似。相比之下，海王星环系统与天王星的环系统十分相似，不过它的复杂程度较低，颜色较深，含有更多的尘埃。海王星环的位置也离行星较远。

1998年天王星的假彩色近红外图像，显示了哈勃太空望远镜的NICMOS相机获得的云带、星环和卫星。


天王星的环月系统图。实线表示环，虚线表示卫星轨道。


天王星的内环。明亮的外环是epsilon环，其他八个环可见。

轨道和自转

天王星每84个地球年绕太阳转一圈。它与太阳的平均距离约为30亿公里（约20AU）。天王星上的太阳光强度约为地球的1/400。它的轨道元素是由皮埃尔-西蒙-拉普拉斯在1783年首次计算出来的。随着时间的推移，预测和观测到的轨道之间开始出现差异，1841年，约翰-库奇-亚当斯首次提出差异可能是由于一颗看不见的行星的引力牵引所致。1845年，乌尔班-勒维里耶开始了自己对天王星轨道的独立研究。1846年9月23日，约翰-戈特弗里德-加勒发现了一颗新的行星，后来被称为海王星，位置几乎与勒维里耶预测的一样。

天王星内部的公转周期是17小时14分钟，顺时针（逆行）。与所有巨行星一样，它的上层大气在自转方向上经历着非常强烈的风。在某些纬度地区，例如从赤道到南极的三分之二处，大气层的可见特征移动得更快，使一个完整的公转周期仅需14小时。

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