天王星
3天王星（Uranus）是太阳系八大行星中由内向外数的第七颗行星（18.37-20.08天文单位），属于类木行星（气态巨行星）1，距太阳约29亿千米2。其体积在太阳系行星中排名第三（比海王星大），质量排名第四（小于海王星）3。天王星是太阳系内大气层最冷的行星，最低温度为49K（-224℃）4。
1781年3月13日，英国天文学家威廉·赫歇尔用望远镜在自宅庭院中发现了天王星4，天王星也成为人类历史上用望远镜发现的第一颗大行星。天王星曾被命名为“乔治之星”，后按照西方传统习惯，以古希腊神话中第一代神王乌拉诺斯的名字命名，中文译为天王星5。
天王星呈蓝绿色；体积是地球的65倍，仅次于木星和土星；直径5万多千米，是地球的4倍，质量约为地球的14.5倍；星等为5.7等；自转方向为自东向西6；公转周期长，每84年围绕太阳公转一周，不容易与恒星区分2。其自转轴相对于公转面有98°的倾斜，几乎横躺着围绕太阳公转4，被称为是一颗“躺着”旋转的行星5。天王星拥有27颗已知天然卫星，其中有5颗规模较大，另有13条较为暗弱的行星环。其大气主要成分是氢、氦、甲烷和氘，外部的大气层具有复杂的云层结构，水在最低的云层内，甲烷组成最高处的云层；其地幔由甲烷和氨的冰组成，可能含有水；内核由冰和岩石组成4。
基本信息
- 中文名
天王星
- 外文名
Uranus (英语)、Ουρανός(希腊语)、уран(俄语)
- 卫星数
27颗
- 大气构成
氢、氦、甲烷、重氢
- 近日点
18.33 天文单位
基本介绍
天王星主要是由岩石与各种成分不同的水冰物质所组成，其组成主要元素为氢（83%），其次为氦（15%）。在许多方面天王星（海王星也是）与大部分都是气态氢组成的木星与土星不同，其性质比较接近木星与土星的地核部分，而没有类木行星包围在外的巨大液态气体表面（主要是由金属氢化合物气体受重力液化形成）。天王星并没有土星与木星那样的岩石内核，它的金属成分是以一种比较平均的状态分布在整个地壳之内。直接以肉眼观察，天王星的表面呈现洋蓝色，这是因为它的甲烷大气吸收了大部分的红色光谱所导致。
发现演化
发现命名
在古代人们就熟知五颗行星（水星、金星、火星、木星、土星），与它们相比，天王星的亮度也是肉眼可见的。但天王星亮度较暗、绕行速度缓慢，并且由于那时望远镜观测能力不足，被古代的观测者认定为是一颗恒星。天王星在被发现是行星之前，已经被观测了很多次，但都把它当作恒星看待。最早的纪录可以追溯至1690年约翰·佛兰斯蒂德（John Flamsteed），在星表中将其编为金牛座34（34 Tauri），并且至少观测了6次。法国天文学家Pierre Charles Le Monnier在1750至1769年也至少观测了12次，包括一次连续四夜的观测。
威廉·赫歇尔在 1781年3月13日于他位于索 美塞特巴恩镇新国王街19号自宅的庭院中观察到这颗行星（赫歇尔天文博物馆），但在1781年4月26日最早的报告中他称之为 彗星。赫歇尔用他自己设计的望远镜“对这颗恒星做了一系列视差的观察”。他在他的学报上的纪录着：“在与金牛座ζ成90°的位置……有一个星云样的星或者是一颗彗星”。在3月17日，他注记着：“我找到一颗彗星或星云状的星，并且由他的位置变化发现是一颗彗星”。当他将发现提交给皇家学会时，虽然含蓄的认为比较像行星，但仍然声称是发现了彗星：
"The power I had on when I first saw the comet was 227. From experience I know that the diameters of the fixed stars are not proportionally magnified with higher powers,as planets are; therefore I now put the powers at 460 and 932,and found that the diameter of the comet increased in proportion to the power,as it ought to be,on the supposition of its not being a fixed star,while the diameters of the stars to which I compared it were not increased in the same ratio. Moreover,the comet being magnified much beyond what its light would admit of,appeared hazy and ill-defined with these great powers,while the stars preserved that lustre and distinctness which from many thousand observations I knew they would retain. The sequel has shown that my surmises were well-founded,this proving to be the Comet we have lately observed."
赫歇尔因为他的发现被通知成为皇家天文学家，并且语无伦次的回复说：“我不知该如何称呼它，它在接近圆形的轨道上移动很像一颗行星，而彗星是在很扁的 椭圆轨道上移动。我也没有看见 彗发或 彗尾”。
当赫歇尔继续谨慎的以彗星描述他的新对象，其他的天文学家已经开始做不同的怀疑。俄国天文学家Anders Johan Lexell估计它至太阳的距离是地球至太阳的18倍，而没有彗星曾在近日点四倍于地球至太阳距离之外被观测 到。柏林天文学家 约翰·波得描述赫歇尔的发现像是"在土星轨道之外的圆形轨道上移动的恒星，可以被视为迄今仍未知的像行星的天体"。波得断定这个以圆轨道运行的天体比彗星更像是一颗行星。
这个天体很快便被接受是一颗行星。在1783年，法国科学家 拉普拉斯证实赫歇尔发现的是一颗行星。赫歇尔本人也向皇家天文学会的主席约翰·班克斯承认这个事实：“经由欧洲最杰出的天文学家观察，显示这颗新的星星我很荣誉的在1781年3月指认出的，是太阳系内主要的行星之一”。
为此，威廉·赫歇尔被英国皇家学会授予科普利奖章。英国国王乔治三世依据他的成就，给予赫歇尔每年200英镑的年薪（相当于2019年的24000英镑），并要求他移居至温莎城堡附近，好让皇室家族成员有机会使用他的望远镜观星。
马斯基林曾这样的问赫歇尔："做为天文学世界的恩宠"（原文如此）"为您 的行星取个名字，这也完全是为了您所爱的，并且也是我们迫切期望您为您的发现所做的。"回应马基斯林的请求，赫歇尔决定命名为" 乔治之星（ Georgium Sidus）"或" 乔治三世"以纪念他的新赞助人--乔治三世。他在给 约瑟夫·贝克的信件中解释道：
“In the fabulous ages of ancient times the appellations of Mercury,Venus,Mars,Jupiter and Saturn were given to the Planets,as being the names of their principal heroes and divinities. In the present more philosophical era it would hardly be allowable to have recourse to the same method and call it Juno,Pallas,Apollo or Minerva,for a name to our new heavenly body. The first consideration of any particular event,or remarkable incident,seems to be its chronology: if in any future age it should be asked,when this last-found Planet was discovered? It would be a very satisfactory answer to say,'In the reign of King George the Third.”
天文学家 建议将这颗行星称为赫歇尔以尊崇它的发现者。但是，波得赞成用希腊神话的乌拉诺斯，译成拉丁文的意思是天空之神，中文则称为 天王星。波得的论点是 农神（ 土星）是宙斯（木星）的父亲，新的行星则应该取名为农神的父亲。天王星的名称最早是在赫歇尔过世一年之后的1823年才出现于官方文件中。乔治三世或"乔治之星"的名称在之后仍经常被使用（只在英国使用），直到1850年，HM航海历才换用天王星的名称。
天王星的天文学符号是⛢，综合了火星和太阳符号，因为天王星是希腊神话的天空之神，被认为是由太阳和火星联合的力量所控制的。天王星在占星学上的符号♅，是拉兰德在1784年建议的。在给赫歇尔的一封信中，拉兰德描述道“地球符号的上方放置着您姓氏的首字母”（"un globe surmonté par la première lettre de votre nom"）。1859年，清代天文学家李善兰在翻译约翰·赫歇尔所著的《天文学纲要》的译著《谈天》中，分别将Uranus与Neptune意译为天王星、海王星，此后广泛在中国、日本、韩国和越南等亚洲国家使用7。
天王星的名称是行星中唯一取自希腊神话而非 罗马神话的，天王星的形容词（Uranian）被铀的发现者 用来命名在1789年新发现的元素。Uranus的重音在第一个音节，因为倒数第二个音a是短音(ūrănŭs)并且是开放的音节。这样的音节在拉丁文中从未被强调过，因此在传统上名字的正确发音是来自英语的[ˈjʊ.rə.nəs]。传统上不正确的发音，重音落在第二音节并且将a发成长音是很普通的。天王星的天文学符号是Astronomical symbol for Uranus，他是火星和太阳符号的综合，因为天王星是希腊神话的天空之神，被认为是由太阳和火星联合的力量所控制的。他在占星学上的符号，是Lalande在1784年建议的。在给赫歇尔的一封信中，Lalande描述他是"您的名字首次战胜地球的符号" (" a globe surmounted by the first letter of your name")。在东亚，也都翻译成天王星（ ）。