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天王星相關知識介紹

生活 更新时间:2025-01-31 07:44:47

天王星是太陽系的第七顆行星,也是其中第三大行星,有着寒冷多風的特點。這顆冰巨星周圍有13個微弱的星環以及27顆小的衛星圍繞,它們的運行軌道與天王星軌道形成近90度的夾角。這種獨特的傾斜現象使天王星看上去像是在一邊旋轉,像一個滾動的球一樣繞着太陽旋轉。

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旅行者2号于1986年拍攝的天王星

天王星是天文學家威廉•赫歇爾(William Herschel)于1781年使用望遠鏡發現的第一顆行星,但是赫歇爾最初認為天王星可能是彗星或是恒星。兩年後,人們普遍認為這顆天體是一顆新行星,天文學家約翰•埃勒特•博德(Johann Elert Bode)的觀測在這個結論的達成中起到了部分作用。

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威廉·赫歇爾,天王星的發現者。

威廉•赫歇爾試圖以喬治三世國王的名字命名他的發現,但沒有成功。相反,約翰•博德(Johann Bode)的建議被采納,行星最終以希臘天空之神烏拉諾斯為名。

大小和遠近

天王星的半徑為15759.2英裡(25362公裡),比地球寬4倍。如果将地球的大小比作五分鎳币,那麼天王星就和壘球一樣大。

天王星離太陽的平均距離為29億公裡,換算過來是19.8個天文單位。一個天文單位(簡稱AU)的長度是太陽到地球的距離。我們可以從這個距離得出,太陽光需要2小時40分鐘到達天王星。

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天王星與地球的大小比較。

軌道和旋轉

天王星上的一天大約17小時(天王星自轉一周所需時間)。天王星繞太陽運行一圈(一個天王星年)大約需要84個地球年(30687個地球日)。

天王星是唯一一個赤道與軌道幾乎成直角的行星,其傾斜度為97.77度,這可能是由于很久以前它與地球大小的天體相碰撞。這種獨特的傾斜現象導緻了太陽系最極端的季節分布。在每一個天王星年的近四分之一時間裡,太陽直接照射在各個極點上,使行星的另一半陷入長達21年的黑暗冬季。

天王星也是僅有的兩顆與大多行星旋轉方向相反的行星之一(另一顆是金星),它由東向西旋轉。

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形成過程

約45億年前,太陽系的其餘部分形成時,天王星随之成形。引力把旋渦狀的氣體和塵埃拉進來,形成了這顆冰巨星。參照它的鄰居海王星,天王星很可能在離太陽更近的地方形成,并在約40億年前移到了太陽系的外部,成為太陽的第七顆行星。

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孩子們喜愛的天王星

天王星是由在一個小的堅硬中心及上面的水、甲烷和液态氨構成的。與木星和土星一樣,它的大氣層也是由氫和氦組成,但它還擁有甲烷的成分,使天王星呈藍色。

天王星也有微弱的行星環。内環又窄又暗,外環顔色鮮豔,因此外環更容易看見。

天王星的旋轉方向與大多其他行星相反。與其他行星不同的是,天王星側着旋轉。

結構

天王星是太陽系外部的兩個冰巨星之一(另一個是海王星)。行星的主要部分(超過80%)是由一種“冰”物質組成的熱密度流體——水、甲烷和氨——在一個小的堅硬中心上構成,中心附近溫度高達9000華氏度(4982攝氏度)。

天王星的直徑稍大于鄰居海王星,但其質量較小。天王星是密度第二小的行星,密度最小的是土星。

天王星的藍綠色彩來自于其大氣中的甲烷氣體。太陽光穿過其大氣層,被天王星高處的的雲層反射回來。甲烷吸收其中的紅光,使其呈藍綠色。

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表層

作為一顆冰巨星,天王星沒有真正的表面。這顆行星主要部分為渦動的的流體。所以在天王星上,宇宙飛船無處降落,但也無法毫發無損地穿越其大氣層——高溫高壓的環境會摧毀金屬航天器。

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大氣層

天王星的大氣中主要含有氫氦兩種元素,同時含有少量甲烷和微量的水和氨,其中的甲烷使天王星呈現出标志性的藍色。

旅行者2号在1986年的飛掠中隻看到了一些離散的氣團、一個大黑斑和一個小黑斑,然而近期觀測表明,天王星在接近春分時出現了動态雲,包括其快速變化的明亮特征。

天王星的行星大氣層最低溫為49開爾文(-224.2攝氏度),以至于其某些地方的溫度甚至比海王星還低。

天王星上,風速可達每小時560英裡(每小時900公裡)。赤道的風是逆行的,與行星自轉方向相反。但靠近兩極時,風向轉向為前進方向,與天王星的旋轉方向一緻。

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存在生命的潛力

根據目前的研究,天王星的環境是不利于生命生存的。這裡的溫度、壓力和物質環境很可能是極端且易變的,不利于生物生存。

衛星

天王星有27個已知衛星。大多數環繞其他行星運行的衛星都得名于希臘或羅馬神話,但天王星的衛星是以威廉•莎士比亞和亞曆山大•波普的作品中的人物命名的,這是天王星的獨特之處。

天王星所有的内層衛星都呈半液态冰半岩石狀态,而外層衛星的組成成分仍然未知,但它們很可能是海王星俘獲的小行星。

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哈勃空間望遠鏡的天王星影像,可以看見雲帶、環和一些衛星。

星環

天王星有兩組星環。九個内環主要由窄的、深灰色的環組成。有兩個外環:最裡面的環是紅色的,像太陽系其他地方那樣的布滿塵土;而外環則是藍色的,類似于土星的E環。

由内向外依次看,這些環叫做ζ(zeta)、6、5、4、α(alpha)、β(beta)、η(eta)、γ(gamma)、δ(delta)、λ(lambda)、ε(epsilon)、ν(nu)和μ(mu)。其中一些較大的圓環則被細細的塵埃帶環繞。

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天王星環系統。

磁力層

天王星有一個獨特且不規則的磁力層。磁場方向通常與行星的旋轉方向一緻,但天王星的磁場是傾斜的,磁軸與行星旋轉軸傾斜角度近60度,與行星中心的偏移距離為行星半徑的三分之一。

由于磁場傾斜,天王星上的極光與常規的兩極(如在地球、木星和土星上的極光)不太一緻。

在天王星背後,與太陽相對的磁力層尾部在太空中延伸了數百萬英裡。天王星側向旋轉的特征把它的磁力線扭曲成了長螺旋狀。

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旅行者2号在1986年觀察到的天王星磁場。

簡明介紹

一天:17小時14分

一年:84地球年

半徑: 25362 公裡

行星種類:冰巨星

衛星數目:27

相關知識

天王星是從太陽系由内向外的第七顆行星,其體積在太陽系排名第三,質量排名第四。其英文名稱Uranus來自古希臘神話的天空之神烏拉諾斯,是克洛諾斯的父親,宙斯的祖父。與在古代就為人們所知的五顆行星相比,天王星的亮度也是肉眼可見的,但由于較為黯淡以及緩慢的繞行速度而未被古代的觀測者認定為一顆行星。

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