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大小与距离

天王星是太阳系中第三大行星，直径约为50,724千米（31,518英里）。这意味着大约63个地球可以容纳在天王星内部。天王星距太阳的平均轨道距离约为29亿千米（18亿英里），使其远离太阳的温暖。在这样的距离上，阳光需要约两个半小时才能到达天王星。由于距太阳如此遥远，天王星绕太阳运行一圈需要地球上的84年。

大气层与天气

天王星的大气层主要由氢和氦组成，并混有大量甲烷气体。正是大气上层的甲烷，吸收了来自太阳的红光并将蓝光反射回太空，使天王星呈现出蓝绿色。天王星极度寒冷，大气上层温度可降至约零下224摄氏度（零下371华氏度），是太阳系中大气层最冷的行星。尽管外观平静，天王星也会经历强烈的风暴，风速可达每小时900千米（560英里）。科学家还观测到天王星大气层随季节变化，这是因为在漫长的轨道运行中，行星的不同部分会接收到阳光。

天王星的光环

天王星有13条已知光环，但它们比土星著名的光环暗淡得多，也薄得多。1977年，天文学家詹姆斯·埃利奥特、爱德华·邓纳姆和杰西卡·明克在观测星光从天王星后方穿过时，注意到星光发生了减弱，从而首次发现了这些光环。光环由深色颗粒构成，大小从细小尘粒到小石块不等。与土星明亮的冰质光环不同，天王星的光环由反射率极低的极暗物质组成。内侧光环狭窄且暗淡，而最外侧的光环——ε环（epsilon ring）——是最明亮的，也是最易观测的。

天王星的卫星

天王星拥有27颗已知卫星，它们都以威廉·莎士比亚和亚历山大·蒲柏作品中的人物命名。五颗最大的卫星分别是米兰达、阿里尔、乌姆柏里厄尔、泰坦尼亚和奥伯龙。泰坦尼亚是其中最大的，直径约1,578千米（981英里）。米兰达是最有趣的卫星之一，因为其表面拥有巨大的峡谷和断崖，其中有一处名为维罗纳断崖（Verona Rupes）的峭壁，高约20千米（12英里）。许多较小的卫星是由旅行者2号航天器以及近年的地面望远镜发现的。

发现与历史

天王星是第一颗借助望远镜发现的行星。英国天文学家威廉·赫歇尔于1781年3月13日在英格兰巴斯自家花园中观测恒星时发现了天王星。起初，赫歇尔以为发现了一颗彗星，但进一步的观测证实这是一颗新行星。赫歇尔本想将这颗行星命名为"乔治之星"（Georgium Sidus），以纪念英王乔治三世，但最终采用了古希腊天空之神乌拉诺斯（Uranus，即天王星）的名字。天王星的发现几乎使当时已知的太阳系范围扩大了一倍。

航天器探索

迄今只有一艘航天器曾造访天王星。NASA的旅行者2号于1986年1月24日飞越天王星，最近距离云顶约81,500千米（50,600英里）。飞越期间，旅行者2号发现了10颗新卫星和2条从地球上无法看到的新光环。这艘航天器还测量了天王星的磁场，发现磁场相对于行星自转轴倾斜了奇特的59度角。科学家和航天机构已提出对天王星开展近距离研究的新任务，但目前尚无新任务获批。

天王星趣味小知识

天王星上的一天约为17小时14分钟，比地球上的一天更短。由于极端的轴倾斜，每个极点大约享有42年的连续阳光，随后又经历42年的黑暗。天王星有时被称为冰巨星，因为其内部包含厚厚一层水冰、氨冰和甲烷冰，包裹着一个小型岩石核。这颗行星距离如此之远，即使通过强大的望远镜，也只能看到一个微小的蓝绿色圆点。尽管天王星比海王星更大，但质量却更小，使其成为仅次于土星的密度最低的气态巨行星。