人們很早就發(fā)現(xiàn)水星、金星、火星、木星和土星在其他星星之間穿行,把它們叫做五大行星。后來知道了地球也是大行星。這第七個(gè)就是天王星。
1781年3月13日,英國著名天文學(xué)家威廉·赫歇耳用自制的口徑16厘米的天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了天王星。他查看了前人的觀測記錄,早在1690年,約翰·佛蘭斯蒂德在星表中將它編為金牛座34,并且至少觀測了6次。法國天文學(xué)家皮埃爾·列蒙奈在1750至1769年至少觀測了12次,包括一次連續(xù)四夜的觀測。但都誤認(rèn)為是一顆恒星。而赫歇耳也未意識(shí)到自己的重大發(fā)現(xiàn),只是把它當(dāng)做一顆彗星。1783年,法國科學(xué)家拉普拉斯認(rèn)真研究其軌道數(shù)據(jù)后,證實(shí)威廉·赫歇爾發(fā)現(xiàn)的是一顆大行星。
這是天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)明后找到的第一顆新行星。天王星一度被英國人叫做當(dāng)時(shí)英國國君的名字“喬治星”或“喬治三世星”,但人們還是按照以神話人物命名的傳統(tǒng),以遠(yuǎn)古天神、宙斯的祖父“烏剌諾斯”的名字命名為天王星。
天王星直徑51000千米,體積和質(zhì)量分別是地球的63·1倍和14·5倍,在八大行星中分別居第三、四位。密度1·29克/立方厘米。距離太陽平均28·8億千米,遠(yuǎn)日點(diǎn)30·04億千米,
近日點(diǎn)27·49億千米。84·32年繞太陽公轉(zhuǎn)一圈。
在天王星上看不到水星和金星,地球和火星也常常被淹沒于太陽馀輝之中。木星和土星似乎是貼身衛(wèi)士,緊緊跟隨在太陽左右。由于距離遙遠(yuǎn),其表面特征難以分辨。直到1986年1月,“旅行者2號(hào)”飛臨天王星時(shí),才測出其自轉(zhuǎn)周期為16小時(shí)48分。
最為奇特的是,它的自轉(zhuǎn)軸不同于其他行星,與公轉(zhuǎn)軸傾角97°77’。也就是說,它躺在軌道上繞太陽公轉(zhuǎn),好像是被什么天體撞倒了,就不再爬起來似的。至于自轉(zhuǎn)軸傾斜原因,有人猜想是在太陽系形成時(shí),一顆地球大小的原行星“法厄同”(星空注:以后將在博文《小行星帶天體》中闡述)撞擊到天王星,造成的指向的歪斜。這就造成了天王星兩級(jí)附近持續(xù)42年的漫漫夏晝,接著42年的漫漫冬夜,赤道附近大部分時(shí)間晝夜頻繁交替的怪現(xiàn)象。
天王星有磁場、大氣和輻射帶。至少有27顆衛(wèi)星,這些衛(wèi)星的名稱都出自莎士比亞和蒲伯歌劇中的人物。1977年3月10日,天王星掩一顆恒星SAO
158687,各國天文學(xué)家們利用其難得機(jī)會(huì)以研究天王星的大氣層。中、美、印、南非、澳大利亞等國在觀測時(shí)都發(fā)現(xiàn)了光環(huán)。后證實(shí)至少有13個(gè)又窄又暗的環(huán),環(huán)與環(huán)之間空隙很大,各環(huán)寬度在幾千米到90千米之間,總寬度7000千米。
至于天王星表層深處是否有海洋,科學(xué)家們看法不一。還有很多不解之謎。只有寄希望于美國國家航空航天局(NASA)落實(shí)初步構(gòu)想中的“新視野號(hào)2號(hào)”計(jì)劃,派出行星際探測器,再度拜訪天王星了。