天王星

天王星是距太阳第七近的行星，也是两颗“冰巨星”中的第一颗——这类行星并非像木星和土星那样以氢和氦为主导，而是由一层深厚、炽热的水、氨和甲烷组成的幔层构成，包裹着一个小小的岩质核心。它的半径接近25,400公里，是太阳系第三大的行星，宽度是地球的四倍，然而它又是如此暗淡、如此遥远——距离太阳约19个天文单位，阳光要花上2小时40分钟才能抵达那里——以至于直到望远镜时代到来之前，它一直未被认出是一颗行星。

天王星与众不同之处在于它的“姿态”。这颗行星整个躺倒在一侧，几乎是沿着自己的公转轨道平面自转，轴倾角高达97.77度。它实际上是绕着太阳“打滚”前进，而不是像陀螺那样直立旋转，太阳系中没有任何其他行星拥有与之相近的几何构型。

第一颗借助望远镜发现的行星

土星以内的每一颗行星自古以来就为人所知，都是肉眼清晰可见的明亮“游星”。天王星打破了这一传统。1781年3月13日，出生于德国的英国天文学家威廉·赫歇尔在巴斯的自家花园中扫视星空时，发现了一个他起初误认为是彗星的小圆盘。两年之内，它缓慢、近乎圆形的轨道暴露了它的真实身份——一颗新的行星，也是史上第一颗借助望远镜发现的行星，它的发现瞬间将已知太阳系的宽度扩大了一倍。

赫歇尔本想以英王乔治三世的名字将其命名为“乔治之星”；也有人提议以“赫歇尔”命名。而最终沿用至今的名字，是由天文学家约翰·波得提出的“乌拉诺斯”（Uranus）——希腊神话中的天空之神，恰如其分地，他正是土星（萨图恩）之父、木星（朱庇特）之祖父，让这条神话家族谱系一直延续到了行星领域的边陲。

一个侧躺着的世界

97.77度的轴倾角不仅仅是一个奇特现象，它还造就了太阳系中最奇异的四季。由于天王星几乎是横躺着的，它的每一个极点都会经历大约42年持续不断的阳光照射，而另一极则要忍受长达42年不间断的黑暗——每次各占这颗行星84年公转周期的一半。在天王星每年四分之一的时间里，太阳几乎悬停在某一极点的正上方，这是其他任何行星都不曾经历过的景象。

最可能的解释是这颗行星在遥远过去经历过剧烈碰撞：在其形成早期，一次或多次与地球大小天体的撞击，把它撞得“倒地”。与金星一样，天王星的自转方向也是逆行的，即由东向西自转，而且转速很快——完整的一天只需大约17小时。

为何呈现淡淡的青色

天王星的大气主要由氢和氦组成，其中含有一小部分但至关重要的甲烷，还有微量的水和氨。甲烷会吸收阳光中的红色部分，并将蓝色和绿色反射回来，这正是“旅行者2号”相机在1986年拍到的那种柔和、几乎没有细节的碧绿色调的由来。木星和土星的表面翻腾着云带与风暴，相比之下，天王星在可见光下看起来几乎是一片空白——一颗光滑的青色台球，其微弱的云带隐没在高层甲烷雾霭之下。

它同时也是太阳系中最寒冷的行星。其大气最低温度可降至约49开尔文——约合零下224摄氏度——在某些地方甚至比更远的海王星还要冷。与其他巨行星相比，天王星散发出的内部热量少得出奇，因此它不像海王星和木星那样，能靠自身内部热量为自己“加温”。

暗淡的光环与偏斜的磁场

天王星被一套已知13条光环所环绕——这些光环狭窄、暗淡，由粗糙、炭黑色的颗粒构成，而不是让土星光环如此耀眼的那种明亮冰粒。它们是在1977年3月10日被意外发现的：当时由詹姆斯·艾略特领导的天文学家团队观测到，一颗恒星在从天王星背后经过时，会在行星两侧各闪烁熄灭好几次，这才揭示出一套此前从未被直接看到过的细窄光环。

这颗行星的磁场同样极不寻常。“旅行者2号”发现，其磁场相对自转轴倾斜了约59度，并且明显偏离行星中心，使得天王星在自转时磁层剧烈摆动——这与地球或木星那种大致居中、方向一致的磁场截然不同。

一个冰质卫星家族

天王星已知拥有至少28颗卫星，与其他所有行星不同的是，它们的命名并非取自古典神话人物，而是取自威廉·莎士比亚戏剧和亚历山大·蒲柏诗作中的角色——天卫三（泰坦妮亚）、天卫四（奥伯龙）、天卫一（艾瑞尔）、天卫二（乌姆柏里厄尔）、天卫十五（帕克）、天卫六（科迪莉亚）、天卫七（奥菲莉亚）等等。五颗主要卫星都是由岩石和水冰构成的世界，表面布满了过去地质活动留下的撞击坑和裂痕。

其中最引人注目的是小小的天卫五（米兰达），半径仅约236公里，其表面是由山脊、沟槽和阶梯状断块拼凑而成的杂乱地貌。它拥有维罗纳陡崖，落差可达约20公里——是太阳系中已知最高的悬崖之一，其深度之大，数倍于大峡谷。

仅被探索过一次

从未有航天器进入过天王星轨道。我们对它近距离的了解全部来自一次唯一的造访：NASA的“旅行者2号”于1986年1月24日飞掠而过，最近距离云顶约81,500公里。短短几个小时内，它传回了这颗行星、其光环及卫星的首批详细影像，并在继续飞向海王星之前，发现了11颗新卫星和2条新光环。

由于那次飞掠发生在近40年前，且只捕捉到了这颗行星漫长一年中一个太阳照射角度极为特殊的瞬间，天王星至今仍是我们了解最少的大行星之一。一颗专门的天王星轨道器已被列为未来行星探测的最优先任务之一，这样的任务终将让科学家们得以观测它的四季变化、探测其深层内部结构，并随时间推移绘制其光环和卫星的完整图景。

如何找到天王星

天王星正处于肉眼可见的极限边缘。在真正黑暗、无月光的夜空下，眼力敏锐且确切知道该往哪里看的观测者，勉强能瞥见它作为一个约5.7星等的暗淡光点——但实际上，几乎所有人都需要借助双筒望远镜或小型望远镜才能找到它，还需要一张星图，才能将它与背景恒星区分开来。透过一架普通望远镜观测，它会显现为一个微小、淡蓝绿色的圆盘，绝不会被误认成一颗针尖状的恒星，不过由于它太过遥远，从地球上几乎看不到任何表面细节。