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發現

在(zai)古代人們就熟知五顆(ke)(ke)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（水星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、金(jin)(jin)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、火星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)），與它們相比，天(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)亮度(du)也是(shi)肉眼可見的(de)(de)。但天(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)亮度(du)較暗、繞行速(su)度(du)緩慢(man)，并且由于(yu)那時望遠(yuan)鏡觀(guan)(guan)測能力不(bu)足，被古代的(de)(de)觀(guan)(guan)測者(zhe)認定為(wei)是(shi)一顆(ke)(ke)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。天(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)在(zai)被發(fa)現(xian)是(shi)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)之(zhi)前(qian)，已經被觀(guan)(guan)測了很多次(ci)，但都把它當作恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)看待(dai)。最(zui)早的(de)(de)紀(ji)錄可以追溯至1690年約翰·佛蘭斯蒂德（John Flamsteed），在(zai)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)表(biao)中將(jiang)其編為(wei)金(jin)(jin)牛座34（34 Tauri），并且至少(shao)觀(guan)(guan)測了6次(ci)。法國(guo)天(tian)(tian)(tian)文(wen)學(xue)家Pierre Charles Le Monnier在(zai)1750至1769年也至少(shao)觀(guan)(guan)測了12次(ci)，包(bao)括一次(ci)連續四夜的(de)(de)觀(guan)(guan)測。

威廉(lian)·赫(he)歇(xie)爾在(zai)(zai)1781年3月(yue)13日于他(ta)位(wei)(wei)于英(ying)格蘭(lan)薩默塞特郡巴斯(si)城新國王(wang)街(jie)19號（現為赫(he)歇(xie)爾天文博物館）自宅的(de)(de)庭院中(zhong)觀(guan)察到(dao)這(zhe)顆(ke)(ke)行星(xing)(xing)(xing)，但(dan)(dan)在(zai)(zai)1781年4月(yue)26日最早的(de)(de)報告(gao)中(zhong)他(ta)稱之為彗星(xing)(xing)(xing)。赫(he)歇(xie)爾用他(ta)自己設(she)計的(de)(de)望遠鏡“對這(zhe)顆(ke)(ke)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)做了一(yi)系列視差的(de)(de)觀(guan)察”。他(ta)在(zai)(zai)他(ta)的(de)(de)學(xue)報上的(de)(de)記錄(lu)著(zhu)：“在(zai)(zai)與(yu)(yu)金牛座(zuo)ζ成(cheng)(cheng)(cheng)90°的(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)……有一(yi)個星(xing)(xing)(xing)云(yun)樣(yang)(yang)的(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)或者是(shi)一(yi)顆(ke)(ke)彗星(xing)(xing)(xing)。”在(zai)(zai)3月(yue)17日，他(ta)注記著(zhu)：“我(wo)找到(dao)一(yi)顆(ke)(ke)彗星(xing)(xing)(xing)或星(xing)(xing)(xing)云(yun)狀(zhuang)的(de)(de)星(xing)(xing)(xing)，并且(qie)由他(ta)的(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)變化發現是(shi)一(yi)顆(ke)(ke)彗星(xing)(xing)(xing)。”當(dang)他(ta)將發現提交給皇家學(xue)會時，雖(sui)然含蓄的(de)(de)認為比較像行星(xing)(xing)(xing)，但(dan)(dan)仍然聲稱是(shi)發現了彗星(xing)(xing)(xing)：“當(dang)我(wo)首次(ci)(ci)看到(dao)這(zhe)顆(ke)(ke)彗星(xing)(xing)(xing)時，我(wo)所(suo)(suo)(suo)使(shi)用的(de)(de)光(guang)學(xue)倍率(lv)(lv)是(shi)227。從經驗中(zhong)我(wo)知(zhi)道，恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)直徑不會隨光(guang)學(xue)倍率(lv)(lv)成(cheng)(cheng)(cheng)比例(li)放(fang)(fang)大(da)，如(ru)行星(xing)(xing)(xing)那樣(yang)(yang)；因此(ci)我(wo)將倍率(lv)(lv)設(she)成(cheng)(cheng)(cheng)460與(yu)(yu)932，結果發現彗星(xing)(xing)(xing)直徑隨光(guang)學(xue)倍率(lv)(lv)成(cheng)(cheng)(cheng)比例(li)放(fang)(fang)大(da)，如(ru)同(tong)它應該(gai)在(zai)(zai)它不是(shi)顆(ke)(ke)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)推測(ce)下，而我(wo)比較過的(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)直徑不會以相同(tong)比率(lv)(lv)增加(jia)。更進一(yi)步說，被光(guang)學(xue)放(fang)(fang)大(da)的(de)(de)彗星(xing)(xing)(xing)已遠超(chao)過其(qi)光(guang)度所(suo)(suo)(suo)允許，它看來在(zai)(zai)強大(da)倍率(lv)(lv)下朦(meng)朧且(qie)不清楚，而根據我(wo)幾(ji)千次(ci)(ci)觀(guan)測(ce)我(wo)知(zhi)道（在(zai)(zai)這(zhe)情況下）這(zhe)些恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)會保留其(qi)光(guang)澤(ze)與(yu)(yu)清晰。結果顯(xian)示(shi)我(wo)所(suo)(suo)(suo)臆測(ce)的(de)(de)有充(chong)足根據，這(zhe)證明是(shi)我(wo)們最近觀(guan)察的(de)(de)彗星(xing)(xing)(xing)。”

赫(he)(he)歇(xie)(xie)爾(er)將他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)(xian)通知皇家(jia)天(tian)(tian)文(wen)(wen)學(xue)(xue)家(jia)內維爾(er)·馬斯(si)(si)(si)基林（Nevil Maskelyne），4月(yue)(yue)23日收到信件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬斯(si)(si)(si)基林語(yu)無倫(lun)次(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)回復說：“我(wo)不(bu)(bu)知該如(ru)何稱(cheng)呼(hu)它，它在(zai)接近圓(yuan)形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)上(shang)移動(dong)很(hen)(hen)像一(yi)顆(ke)(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)，而彗(hui)(hui)星(xing)(xing)(xing)是在(zai)很(hen)(hen)扁的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)橢(tuo)圓(yuan)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)上(shang)移動(dong)。我(wo)也(ye)沒有看見彗(hui)(hui)發(fa)或彗(hui)(hui)尾。“當赫(he)(he)歇(xie)(xie)爾(er)繼續謹慎的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)以彗(hui)(hui)星(xing)(xing)(xing)描述他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新對象，其他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)文(wen)(wen)學(xue)(xue)家(jia)已經(jing)開始做(zuo)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)懷疑。芬(fen)蘭-瑞典天(tian)(tian)文(wen)(wen)學(xue)(xue)家(jia)安德(de)斯(si)(si)(si)·約翰(han)(han)·萊克塞爾(er)（Anders Johan Lexell）估計它至太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離是地球至太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18倍，而沒有彗(hui)(hui)星(xing)(xing)(xing)曾在(zai)近日點四(si)倍于地球至太(tai)(tai)陽距離之外(wai)被(bei)觀測(ce)到。柏林天(tian)(tian)文(wen)(wen)學(xue)(xue)家(jia)約翰(han)(han)·波得（Johann Elert Bode）描述赫(he)(he)歇(xie)(xie)爾(er)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)(xian)像是“在(zai)土星(xing)(xing)(xing)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)之外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)形軌(gui)道(dao)(dao)(dao)上(shang)移動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)，可以被(bei)視(shi)為迄今仍未知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)像行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)體”。波得斷定這個以圓(yuan)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)運行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)體比彗(hui)(hui)星(xing)(xing)(xing)更像是一(yi)顆(ke)(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)。這個天(tian)(tian)體很(hen)(hen)快便(bian)被(bei)接受是一(yi)顆(ke)(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)。在(zai)1783年，法國科學(xue)(xue)家(jia)皮埃爾(er)-西蒙·拉(la)普拉(la)斯(si)(si)(si)（Pierre-Simon Laplace）證實赫(he)(he)歇(xie)(xie)爾(er)發(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是一(yi)顆(ke)(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)。赫(he)(he)歇(xie)(xie)爾(er)本人也(ye)向英國皇家(jia)學(xue)(xue)會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主席約瑟(se)夫(fu)·班克斯(si)(si)(si)（Joseph Banks）承認這個事(shi)實：“經(jing)由(you)歐(ou)洲最(zui)杰出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)文(wen)(wen)學(xue)(xue)家(jia)觀察，顯示(shi)這顆(ke)(ke)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)，我(wo)很(hen)(hen)榮(rong)譽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)在(zai)1781年3月(yue)(yue)指認出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，是太(tai)(tai)陽系內主要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)之一(yi)。”

為此，威(wei)廉·赫(he)(he)歇爾被英(ying)國(guo)皇家學會(hui)授(shou)予(yu)科普利獎章。英(ying)國(guo)國(guo)王喬(qiao)治三世依據他(ta)的(de)(de)成(cheng)就，給予(yu)赫(he)(he)歇爾每(mei)年(nian)200英(ying)鎊(bang)的(de)(de)年(nian)薪（相當于2019年(nian)的(de)(de)24000英(ying)鎊(bang)），并(bing)要求他(ta)移居(ju)至溫莎城(cheng)堡附(fu)近，好讓(rang)皇室家族成(cheng)員有(you)機會(hui)使(shi)用他(ta)的(de)(de)望遠(yuan)鏡觀星。

命名

馬(ma)斯基林曾這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)問赫歇爾：“幫(bang)天(tian)文學世界(jie)一(yi)個忙，為(wei)(wei)您(nin)的(de)(de)(de)(de)行星取個名(ming)字，這(zhe)也完(wan)全是(shi)為(wei)(wei)了(le)您(nin)所(suo)愛的(de)(de)(de)(de)，并且也是(shi)我(wo)們(men)迫切(qie)期望(wang)您(nin)為(wei)(wei)您(nin)的(de)(de)(de)(de)發(fa)現所(suo)做(zuo)的(de)(de)(de)(de)。”回應(ying)馬(ma)基斯林的(de)(de)(de)(de)請求(qiu)，赫歇爾決定命(ming)名(ming)為(wei)(wei)“喬(qiao)(qiao)治(zhi)(zhi)之星（Georgium Sidus或Georgian Planet）以(yi)紀(ji)(ji)(ji)念他的(de)(de)(de)(de)新贊助人——喬(qiao)(qiao)治(zhi)(zhi)三(san)世。他在給(gei)約瑟夫·班克斯的(de)(de)(de)(de)信件中解釋道：“在古老的(de)(de)(de)(de)神(shen)(shen)話蠻荒世紀(ji)(ji)(ji)，我(wo)們(men)賦予行星名(ming)稱墨丘利（Mercury）、維納斯（Venus）、瑪爾斯（Mars）、朱庇(bi)特（Jupiter）與(yu)薩圖恩（Saturn）以(yi)表(biao)(biao)彰當時最具分量的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)英雄及(ji)神(shen)(shen)祇。在身處(chu)現今(jin)更(geng)為(wei)(wei)理性開化的(de)(de)(de)(de)紀(ji)(ji)(ji)元(yuan)，我(wo)們(men)將很難如(ru)法(fa)泡制將新發(fa)現的(de)(de)(de)(de)天(tian)體稱為(wei)(wei)朱諾（Juno）、帕拉斯（Pallas）、阿(a)波羅（Apollo）或密(mi)涅瓦（Minerva）。如(ru)果任(ren)何未來(lai)世紀(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)天(tian)文學家問我(wo)：當這(zhe)個剛剛找到的(de)(de)(de)(de)行星發(fa)現時，照您(nin)的(de)(de)(de)(de)年表(biao)(biao)有沒有任(ren)何特別顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)事件首(shou)先列入考(kao)慮表(biao)(biao)揚。我(wo)將會很滿意的(de)(de)(de)(de)回答：‘在喬(qiao)(qiao)治(zhi)(zhi)三(san)世（四海升平）的(de)(de)(de)(de)統治(zhi)(zhi)下’。“ 

八大行星(xing)中(zhong)僅有(you)天王星(xing)的(de)(de)英文名稱Uranus取自(zi)希(xi)臘(la)神(shen)話而非羅馬(ma)神(shen)話。希(xi)臘(la)神(shen)話中(zhong)的(de)(de)天空之神(shen)烏(wu)拉諾斯（Uranus），是農神(shen)克洛(luo)諾斯（Cronus）的(de)(de)父親，眾神(shen)之王宙斯（Zeus）的(de)(de)祖父，這三代主神(shen)分別相當于羅馬(ma)神(shen)話中(zhong)的(de)(de)凱(kai)路(lu)斯（Caelus，未被天體使用），薩圖恩（Saturn，土星(xing)的(de)(de)名稱），朱庇特（Jupiter，木星(xing)的(de)(de)名稱）。

法國(guo)天(tian)(tian)文學家杰(jie)羅姆·拉(la)蘭德（Jer?me Lalande）曾建議將這顆行星稱為赫歇爾以尊(zun)崇(chong)它的(de)(de)(de)(de)發現者。但(dan)是(shi)(shi)(shi)，德國(guo)天(tian)(tian)文學家約翰·波(bo)得（Johann Elert Bode）贊成(cheng)用希臘(la)神話中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Uranus命名。波(bo)得的(de)(de)(de)(de)觀點是(shi)(shi)(shi)克洛諾(nuo)斯(si)是(shi)(shi)(shi)宙斯(si)的(de)(de)(de)(de)父(fu)親(qin)（薩圖恩是(shi)(shi)(shi)朱庇特的(de)(de)(de)(de)父(fu)親(qin)），新的(de)(de)(de)(de)行星則應該(gai)取(qu)名為克洛諾(nuo)斯(si)的(de)(de)(de)(de)父(fu)親(qin)——烏拉(la)諾(nuo)斯(si)。Uranus的(de)(de)(de)(de)名稱最早(zao)是(shi)(shi)(shi)在赫歇爾過世一年之(zhi)后的(de)(de)(de)(de)1823年才出現于官方文件(jian)中(zhong)。喬(qiao)治三世或“喬(qiao)治之(zhi)星”的(de)(de)(de)(de)名稱在之(zhi)后仍經常被使用（只在英國(guo)使用），直到1850年，英國(guo)航(hang)海(hai)星歷局才換用Uranus的(de)(de)(de)(de)名稱。之(zhi)后，Uranus便成(cheng)為普遍接受的(de)(de)(de)(de)名字。

天王星的(de)(de)形容詞（Uranian）被鈾的(de)(de)發現(xian)者Martin Klaproth用來(lai)命名在1789年新發現(xian)的(de)(de)元素。Uranus的(de)(de)重(zhong)音(yin)(yin)在第一個(ge)(ge)音(yin)(yin)節(jie)，因為倒(dao)數第二(er)(er)個(ge)(ge)音(yin)(yin)a是(shi)短音(yin)(yin)（ūr?n?s）并且是(shi)開放的(de)(de)音(yin)(yin)節(jie)。這樣(yang)的(de)(de)音(yin)(yin)節(jie)在拉(la)丁文中從未被強調(diao)過，因此(ci)在傳統(tong)上(shang)名字(zi)的(de)(de)正確發音(yin)(yin)是(shi)來(lai)自(zi)英語的(de)(de)[?j?.r?.n?s]。傳統(tong)上(shang)不正確的(de)(de)發音(yin)(yin)，重(zhong)音(yin)(yin)落在第二(er)(er)音(yin)(yin)節(jie)并且將a發成長音(yin)(yin)是(shi)很普(pu)通的(de)(de)。

天(tian)(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)天(tian)(tian)(tian)文學符(fu)(fu)號是(shi)?，綜合了(le)火(huo)星(xing)(xing)(xing)和(he)太陽(yang)符(fu)(fu)號，因為(wei)天(tian)(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)是(shi)希臘神話(hua)的(de)(de)天(tian)(tian)(tian)空之(zhi)神，被認(ren)為(wei)是(shi)由太陽(yang)和(he)火(huo)星(xing)(xing)(xing)聯(lian)合的(de)(de)力(li)量所(suo)(suo)控制的(de)(de)。天(tian)(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)在占星(xing)(xing)(xing)學上(shang)的(de)(de)符(fu)(fu)號?，是(shi)拉蘭(lan)德在1784年建議的(de)(de)。在給(gei)赫(he)歇爾(er)的(de)(de)一封信中，拉蘭(lan)德描述道“地球符(fu)(fu)號的(de)(de)上(shang)方放置著您姓氏的(de)(de)首字(zi)母”（"un globe surmonté par la première lettre de votre nom"）。1859年，清代天(tian)(tian)(tian)文學家李善蘭(lan)在翻(fan)譯(yi)約翰(han)·赫(he)歇爾(er)所(suo)(suo)著的(de)(de)《天(tian)(tian)(tian)文學綱(gang)要》的(de)(de)譯(yi)著《談天(tian)(tian)(tian)》中，分別將Uranus與Neptune意(yi)譯(yi)為(wei)天(tian)(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)、海王星(xing)(xing)(xing)，此后廣泛在中國、日本、韓國和(he)越南(nan)等(deng)亞(ya)洲國家使用。

公轉與自轉

公轉軌道

天(tian)(tian)王(wang)星(xing)每84個地球年(nian)環(huan)繞太陽(yang)(yang)公轉(zhuan)一周(zhou)，與太陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平均距離(li)大約(yue)(yue)30億公里，陽(yang)(yang)光的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度只有(you)地球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/400。天(tian)(tian)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道參數在1783年(nian)首(shou)度被(bei)拉(la)普(pu)拉(la)斯計算出來，但隨(sui)著時間，預(yu)測(ce)(ce)和(he)觀(guan)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置開(kai)始出現誤(wu)差(cha)。在1841年(nian)，英國(guo)天(tian)(tian)文學(xue)(xue)家約(yue)(yue)翰(han)·柯西·亞(ya)當(dang)斯（John Couch Adams）首(shou)先提出誤(wu)差(cha)也許(xu)可以(yi)歸結于一顆尚未被(bei)看(kan)見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)擾動。在1845年(nian)，法(fa)國(guo)天(tian)(tian)文教師勒維耶（Urbain Le Verrier）開(kai)始獨立(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)行(xing)天(tian)(tian)王(wang)星(xing)軌(gui)道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究，在1846年(nian)9月(yue)23日，德(de)國(guo)天(tian)(tian)文學(xue)(xue)家約(yue)(yue)翰(han)·格弗(fu)里恩(en)·伽勒（Johann Gottfried Galle）在勒維耶預(yu)測(ce)(ce)位置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)附近(jin)發現了(le)一顆新行(xing)星(xing)，稍后被(bei)命名為海王(wang)星(xing)。天(tian)(tian)王(wang)星(xing)內部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)轉(zhuan)周(zhou)期(qi)是17小時又(you)14分(fen)，但和(he)所有(you)巨(ju)行(xing)星(xing)一樣，天(tian)(tian)王(wang)星(xing)上部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)層(ceng)朝自(zi)轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方向可以(yi)體驗到非常(chang)強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)。實際(ji)上，在有(you)些緯度，像是從赤道到南(nan)極的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2/3緯度上，可以(yi)看(kan)見移動得非常(chang)迅速(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)，只要(yao)14個小時就(jiu)能完整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)繞行(xing)星(xing)自(zi)轉(zhuan)一周(zhou)。

從(cong)1995至(zhi)2006年(nian)，天(tian)王星的(de)(de)視星等在(zai)+5.6至(zhi)+5.9等之間(jian)，勉強在(zai)肉眼(yan)(yan)可見(jian)的(de)(de)+6.0等之上，它的(de)(de)角直徑在(zai)3.4至(zhi)3.7弧秒；比(bi)較土星是16至(zhi)20弧秒，木星則是32至(zhi)45弧秒。在(zai)沖(chong)的(de)(de)時候，天(tian)王星可以用肉眼(yan)(yan)在(zai)黑暗、無光(guang)污染的(de)(de)天(tian)空直接(jie)看見(jian)，即使(shi)在(zai)城市中也能輕(qing)易的(de)(de)使(shi)用雙筒望(wang)遠鏡(jing)看見(jian)。使(shi)用物(wu)鏡(jing)的(de)(de)口徑在(zai)15至(zhi)25厘(li)米(mi)的(de)(de)大(da)型業余(yu)天(tian)文望(wang)遠鏡(jing)，天(tian)王星將呈(cheng)現蒼白的(de)(de)深藍色盤狀與明顯的(de)(de)周邊昏暗；口徑25厘(li)米(mi)或更大(da)的(de)(de)，云的(de)(de)型態和(he)一些大(da)的(de)(de)衛(wei)星，像是天(tian)衛(wei)三和(he)天(tian)衛(wei)四(si)，都有可能看見(jian)。 

自轉軸

天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)自轉(zhuan)軸(zhou)可以(yi)說是躺在(zai)軌道平(ping)面上的(de)(de)(de)(de)，傾(qing)斜(xie)的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度高達(da)97.77°，這使得它的(de)(de)(de)(de)季節變(bian)化完全不同于其(qi)他的(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)。其(qi)它行星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)自轉(zhuan)軸(zhou)相對于太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)(de)軌道平(ping)面都是朝上的(de)(de)(de)(de)，天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)動則(ze)像球一(yi)樣側著滾(gun)動。當(dang)天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)在(zai)至日(ri)(ri)前(qian)后時(shi)，一(yi)個(ge)極(ji)(ji)點(dian)(dian)會(hui)持續的(de)(de)(de)(de)指向(xiang)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)，另(ling)一(yi)個(ge)極(ji)(ji)點(dian)(dian)則(ze)背向(xiang)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)。只有(you)在(zai)赤(chi)道附近狹窄的(de)(de)(de)(de)區(qu)域(yu)內可以(yi)體會(hui)到迅速的(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)夜交替，但(dan)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)位置非(fei)常的(de)(de)(de)(de)低，有(you)如在(zai)地球的(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)區(qu)；其(qi)余地區(qu)則(ze)是長晝(zhou)(zhou)或長夜，沒有(you)日(ri)(ri)夜交替。運行到軌道的(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)側時(shi)，換成軸(zhou)的(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)極(ji)(ji)指向(xiang)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)；每(mei)一(yi)個(ge)極(ji)(ji)都會(hui)有(you)被太(tai)陽(yang)(yang)(yang)持續的(de)(de)(de)(de)照(zhao)射42年的(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)晝(zhou)(zhou)，而在(zai)另(ling)外42年則(ze)處于極(ji)(ji)夜。在(zai)接近晝(zhou)(zhou)夜平(ping)分(fen)點(dian)(dian)（分(fen)點(dian)(dian)）時(shi)，太(tai)陽(yang)(yang)(yang)正(zheng)對著天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)赤(chi)道，天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)夜交替會(hui)和(he)其(qi)他的(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)相似(si)，在(zai)2007年12月7日(ri)(ri)，天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)經過分(fen)點(dian)(dian)。

物理特性

整體性質

天王星(xing)(xing)主(zhu)要是由巖石(shi)與各(ge)種成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不同(tong)的(de)水冰物(wu)質(zhi)所組(zu)成(cheng)(cheng)，其(qi)組(zu)成(cheng)(cheng)主(zhu)要元素(su)為氫(qing)(qing)（83%），其(qi)次為氦（15%）。在許多方面天王星(xing)(xing)（海王星(xing)(xing)也是）與大部分(fen)(fen)都是氣態氫(qing)(qing)組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)木(mu)星(xing)(xing)與土星(xing)(xing)不同(tong)，其(qi)性質(zhi)比較(jiao)(jiao)接近木(mu)星(xing)(xing)與土星(xing)(xing)的(de)地核部分(fen)(fen)，而沒(mei)有類木(mu)行星(xing)(xing)包圍在外的(de)巨大液態氣體表面（主(zhu)要是由金屬氫(qing)(qing)化(hua)合物(wu)氣體受重力液化(hua)形成(cheng)(cheng)）。天王星(xing)(xing)并沒(mei)有土星(xing)(xing)與木(mu)星(xing)(xing)那樣的(de)巖石(shi)內(nei)核，它的(de)金屬成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)是以一種比較(jiao)(jiao)平均的(de)狀(zhuang)態分(fen)(fen)布(bu)在整(zheng)個地殼(ke)之內(nei)。直接以肉(rou)眼觀察，天王星(xing)(xing)的(de)表面呈現洋藍(lan)色(se)，這是因為它的(de)甲烷大氣吸收了大部分(fen)(fen)的(de)紅色(se)光譜所導致。

內部結構

天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)主(zhu)(zhu)要(yao)是(shi)由巖石與(yu)各(ge)種成(cheng)(cheng)分(fen)不同(tong)的(de)(de)(de)水冰物質(zhi)(zhi)所組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)，其(qi)(qi)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)主(zhu)(zhu)要(yao)元素為氫（83%），其(qi)(qi)次為氦（15%）。在許多方(fang)面天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)（海王(wang)(wang)星(xing)(xing)也是(shi)）與(yu)大(da)部分(fen)都(dou)是(shi)氣態氫組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)木星(xing)(xing)與(yu)土星(xing)(xing)不同(tong)，其(qi)(qi)性質(zhi)(zhi)比(bi)較接近木星(xing)(xing)與(yu)土星(xing)(xing)的(de)(de)(de)地核部分(fen)，而沒有(you)類木行(xing)星(xing)(xing)包圍在外的(de)(de)(de)巨大(da)液態氣體表(biao)面（主(zhu)(zhu)要(yao)是(shi)由金屬氫化合物氣體受重力液化形成(cheng)(cheng)）。天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)大(da)約是(shi)地球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)14.5倍，是(shi)類木行(xing)星(xing)(xing)中質(zhi)(zhi)量(liang)最小的(de)(de)(de)。它的(de)(de)(de)密度是(shi)1.29公(gong)克/厘(li)米3只(zhi)比(bi)土星(xing)(xing)高一些，直(zhi)徑雖然與(yu)海王(wang)(wang)星(xing)(xing)相似(si)（大(da)約是(shi)地球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)4倍），但質(zhi)(zhi)量(liang)較低。這些數值顯示(shi)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)主(zhu)(zhu)要(yao)由各(ge)種各(ge)樣揮發性物質(zhi)(zhi)，例如(ru)水、氨和甲(jia)烷組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)。天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)內(nei)部冰的(de)(de)(de)總含量(liang)還不能(neng)精確的(de)(de)(de)知道，根據選擇的(de)(de)(de)模型不同(tong)有(you)不同(tong)的(de)(de)(de)含量(liang)，但是(shi)總在地球(qiu)(qiu)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)9.3至13.5倍之間。氫和氦在全體中只(zhi)占很(hen)小的(de)(de)(de)部分(fen)，大(da)約在0.5至1.5地球(qiu)(qiu)質(zhi)(zhi)量(liang)。剩(sheng)余的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)（0.5至3.7地球(qiu)(qiu)質(zhi)(zhi)量(liang)）才是(shi)巖石物質(zhi)(zhi)。

天(tian)王星的(de)(de)標(biao)準模型結構(gou)包括(kuo)三個層(ceng)面：在中(zhong)心是(shi)(shi)巖石的(de)(de)核(he)，中(zhong)間是(shi)(shi)冰(bing)的(de)(de)地(di)幔(man)，最(zui)外(wai)面是(shi)(shi)氫/氦組成(cheng)的(de)(de)外(wai)殼。相較之下核(he)非(fei)常的(de)(de)小，只有0.55地(di)球(qiu)質量(liang)(liang)，半徑不到天(tian)王星的(de)(de)20%；地(di)幔(man)則(ze)(ze)是(shi)(shi)個龐然大物，質量(liang)(liang)大約(yue)是(shi)(shi)地(di)球(qiu)的(de)(de)13.4倍；而(er)最(zui)外(wai)層(ceng)的(de)(de)大氣層(ceng)則(ze)(ze)相對上(shang)是(shi)(shi)不明確的(de)(de)，大約(yue)擴展占有剩余(yu)20%的(de)(de)半徑，但(dan)質量(liang)(liang)大約(yue)只有地(di)球(qiu)的(de)(de)0.5倍。天(tian)王星核(he)的(de)(de)密(mi)度(du)大約(yue)是(shi)(shi)9g/cm3，在核(he)和(he)(he)地(di)幔(man)交界(jie)處的(de)(de)壓(ya)力是(shi)(shi)800萬巴和(he)(he)大約(yue)5000K的(de)(de)溫度(du)。冰(bing)地(di)幔(man)實際(ji)上(shang)并不是(shi)(shi)由一般意義上(shang)所謂的(de)(de)冰(bing)組成(cheng)，而(er)是(shi)(shi)由水、氨和(he)(he)其(qi)他揮發性物質組成(cheng)的(de)(de)熱(re)且稠(chou)密(mi)的(de)(de)流體(ti)。這(zhe)些流體(ti)有高導電性，有時被(bei)稱為水–氨的(de)(de)海洋。天(tian)王星和(he)(he)海王星的(de)(de)大塊(kuai)結構(gou)與木星和(he)(he)土星相當的(de)(de)不同，冰(bing)的(de)(de)成(cheng)分多于氣體(ti)，因此有理由將她們分開另成(cheng)一類為冰(bing)巨(ju)星。

上(shang)面(mian)所考(kao)慮的(de)(de)模(mo)(mo)型(xing)(xing)或(huo)多(duo)或(huo)少都是(shi)(shi)(shi)標準(zhun)的(de)(de)，但是(shi)(shi)(shi)其(qi)他(ta)的(de)(de)模(mo)(mo)型(xing)(xing)也能滿足觀(guan)測(ce)的(de)(de)結果(guo)。例如，如果(guo)大量(liang)(liang)的(de)(de)氫和(he)巖(yan)石混合在地幔(man)中(zhong)，則冰的(de)(de)總量(liang)(liang)就(jiu)會(hui)減少，并且相對(dui)的(de)(de)巖(yan)石和(he)氫的(de)(de)總量(liang)(liang)就(jiu)會(hui)提高(gao)；可利用的(de)(de)數據還不足以(yi)讓我(wo)門確(que)(que)認(ren)哪一種模(mo)(mo)型(xing)(xing)才是(shi)(shi)(shi)正確(que)(que)的(de)(de)。天王星內(nei)(nei)部(bu)的(de)(de)流體(ti)結構意味著(zhu)沒(mei)有(you)固體(ti)表(biao)(biao)面(mian)，氣體(ti)的(de)(de)大氣層(ceng)是(shi)(shi)(shi)逐漸轉變成內(nei)(nei)部(bu)的(de)(de)液體(ti)層(ceng)內(nei)(nei)。但是(shi)(shi)(shi)，為便(bian)于扁球體(ti)的(de)(de)轉動(dong)，在大氣壓力達到(dao)1巴之處(chu)被定義和(he)考(kao)慮為行星的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)時，天王星赤道半(ban)徑和(he)極半(ban)徑分別是(shi)(shi)(shi)25559±4和(he)24973±20公里。這樣的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)將作為這篇文章中(zhong)高(gao)度(du)的(de)(de)零點(dian)。

內熱

天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)熱(re)(re)看(kan)上去明顯的(de)(de)(de)(de)比其他的(de)(de)(de)(de)類木行星(xing)(xing)(xing)為(wei)低(di)(di)，在(zai)天(tian)(tian)文的(de)(de)(de)(de)項目(mu)中，它是低(di)(di)熱(re)(re)流量(liang)。仍不了解天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)內(nei)(nei)部的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)何會如此低(di)(di)，大小(xiao)和(he)成(cheng)分(fen)與天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)像是雙(shuang)胞(bao)胎的(de)(de)(de)(de)海王(wang)星(xing)(xing)(xing)，放(fang)出(chu)(chu)至太(tai)空中的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)是得自(zi)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)2.61倍(bei)(bei)；相反的(de)(de)(de)(de)，天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)幾乎沒有(you)多出(chu)(chu)來的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)被放(fang)出(chu)(chu)。天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)在(zai)遠紅外(wai)（也(ye)就是熱(re)(re)輻射）的(de)(de)(de)(de)部分(fen)釋出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)總能(neng)量(liang)是大氣層(ceng)(ceng)吸收自(zi)太(tai)陽(yang)能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)1.06±0.08倍(bei)(bei)。事實上，天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)流量(liang)只有(you)0.042±0.047w/m2，遠低(di)(di)于地球內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)流量(liang)0.075w/m2。天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)對流層(ceng)(ceng)頂的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)最低(di)(di)溫(wen)度(du)(du)(du)紀(ji)錄只有(you)49K，使天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)成(cheng)為(wei)太(tai)陽(yang)系溫(wen)度(du)(du)(du)最低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)(xing)，比海王(wang)星(xing)(xing)(xing)還要冷。在(zai)天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)被超重(zhong)質量(liang)天(tian)(tian)體(ti)撞(zhuang)擊而造成(cheng)自(zi)轉軸(zhou)極度(du)(du)(du)傾斜的(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊假(jia)說中，也(ye)包(bao)含了內(nei)(nei)熱(re)(re)的(de)(de)(de)(de)流失(shi)，因此留(liu)給天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)一個內(nei)(nei)熱(re)(re)被耗(hao)盡的(de)(de)(de)(de)核心溫(wen)度(du)(du)(du)。另一種假(jia)說認為(wei)在(zai)天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部上層(ceng)(ceng)有(you)阻止(zhi)內(nei)(nei)熱(re)(re)傳達到表面的(de)(de)(de)(de)障礙層(ceng)(ceng)存在(zai)，例(li)如，對流也(ye)許僅發(fa)生在(zai)一組(zu)不同的(de)(de)(de)(de)結構之間，也(ye)許禁止(zhi)熱(re)(re)能(neng)向(xiang)上傳遞(di)。

海洋

根據旅行者2號的(de)探測結果，科學家推測天(tian)(tian)(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)上(shang)可(ke)能(neng)有(you)一個(ge)(ge)深度(du)(du)達10000公里、溫(wen)度(du)(du)高(gao)達6650℃，由(you)水、硅、鎂(mei)、含(han)氮分(fen)子(zi)、碳氫(qing)化合物(wu)及離子(zi)化物(wu)質組成(cheng)的(de)液態海(hai)(hai)(hai)洋(yang)。由(you)于天(tian)(tian)(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)上(shang)巨大而沉重(zhong)的(de)大氣(qi)壓力，令分(fen)子(zi)緊靠在一起(qi)，使(shi)得這高(gao)溫(wen)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)未能(neng)沸騰及蒸發。反過來，正(zheng)由(you)于海(hai)(hai)(hai)洋(yang)的(de)高(gao)溫(wen)，恰好阻擋了高(gao)壓的(de)大氣(qi)將(jiang)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)壓成(cheng)固態。海(hai)(hai)(hai)洋(yang)從天(tian)(tian)(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)高(gao)溫(wen)的(de)內核（高(gao)達6650攝氏(shi)度(du)(du)）一直延伸到大氣(qi)層的(de)底部，覆蓋整個(ge)(ge)天(tian)(tian)(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)。必須(xu)強(qiang)調的(de)是，這種(zhong)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)與(yu)我(wo)們所理(li)解(jie)的(de)、地球(qiu)上(shang)的(de)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)完全不同。也(ye)有(you)觀點認為，天(tian)(tian)(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)上(shang)并(bing)不存(cun)在這種(zhong)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)。

液態鉆石

據(ju)2015年(nian)英國《每日(ri)郵報》報道，科(ke)學(xue)家們在(zai)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)和(he)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)研(yan)究方面(mian)取得進展，海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)和(he)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)上(shang)(shang)或覆蓋(gai)有大片(pian)液(ye)態鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)石(shi)(shi)海(hai)(hai)(hai)(hai)，海(hai)(hai)(hai)(hai)面(mian)上(shang)(shang)還漂浮著類似于(yu)冰(bing)山(shan)的(de)、體(ti)積龐(pang)大的(de)固體(ti)鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)石(shi)(shi)。在(zai)進行了(le)一(yi)系列實驗(yan)之(zhi)后(hou)，科(ke)學(xue)家得出上(shang)(shang)述結論，并認為這(zhe)(zhe)一(yi)發現可(ke)能(neng)有助于(yu)解(jie)(jie)釋這(zhe)(zhe)兩個星(xing)(xing)球(qiu)的(de)一(yi)些奇(qi)怪特性。在(zai)其中一(yi)項實驗(yan)中，研(yan)究人員把鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)石(shi)(shi)放在(zai)與海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)上(shang)(shang)一(yi)樣的(de)高溫高壓(ya)環境之(zhi)下，檢測鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)石(shi)(shi)的(de)變(bian)化(hua)。海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)的(de)壓(ya)力(li)為地球(qiu)零(ling)海(hai)(hai)(hai)(hai)拔(ba)的(de)1100萬(wan)(wan)倍，溫度(du)(du)為5萬(wan)(wan)攝氏度(du)(du)。實驗(yan)結果顯示，在(zai)壓(ya)力(li)提高至零(ling)海(hai)(hai)(hai)(hai)拔(ba)1100萬(wan)(wan)倍時，鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)石(shi)(shi)變(bian)成(cheng)液(ye)態；之(zhi)后(hou)再把溫度(du)(du)提高至5萬(wan)(wan)攝氏度(du)(du)后(hou)，部分(fen)液(ye)態鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)石(shi)(shi)會再次(ci)變(bian)成(cheng)固體(ti)。但奇(qi)怪的(de)是(shi)，這(zhe)(zhe)些固態鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)石(shi)(shi)會漂浮在(zai)液(ye)態鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)石(shi)(shi)之(zhi)上(shang)(shang)，就像(xiang)是(shi)“鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)石(shi)(shi)冰(bing)山(shan)”一(yi)樣。科(ke)學(xue)家們認為，鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)石(shi)(shi)海(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)的(de)說法(fa)解(jie)(jie)釋了(le)海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)和(he)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)磁極傾(qing)斜之(zhi)謎，這(zhe)(zhe)兩個星(xing)(xing)球(qiu)的(de)磁極偏(pian)離地理極60度(du)(du)左右。此外，這(zhe)(zhe)也解(jie)(jie)釋了(le)為什么海(hai)(hai)(hai)(hai)王(wang)星(xing)(xing)和(he)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)10%的(de)表(biao)面(mian)成(cheng)分(fen)為碳元素(su)。

磁場

在(zai)(zai)旅(lv)行者2號抵達(da)之(zhi)(zhi)后，天(tian)(tian)王星(xing)的(de)(de)磁層從未被測量過，因(yin)此很自(zi)然的(de)(de)還保持著神(shen)秘。在(zai)(zai)1986年(nian)之(zhi)(zhi)前，因(yin)為(wei)天(tian)(tian)王星(xing)的(de)(de)自(zi)轉軸就躺在(zai)(zai)黃道(dao)上，天(tian)(tian)文學家盼望能根據太陽(yang)風(feng)測量到天(tian)(tian)王星(xing)的(de)(de)磁場。

旅行(xing)(xing)者(zhe)2號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)測顯示天王星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)是(shi)(shi)(shi)奇特的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，一是(shi)(shi)(shi)他不(bu)在(zai)(zai)行(xing)(xing)星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾何中心(xin)，再者(zhe)他相(xiang)對于自(zi)轉軸傾斜(xie)59°。事實(shi)上(shang)，磁(ci)極(ji)從行(xing)(xing)星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中心(xin)偏離往南極(ji)達到行(xing)(xing)星半徑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/3。這異常的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾何關系導致一個非(fei)常不(bu)對稱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)層，在(zai)(zai)南半球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面，磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)低(di)于0.1高斯(si)，而在(zai)(zai)北半球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)高達1.1高斯(si)；在(zai)(zai)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均(jun)強(qiang)度(du)是(shi)(shi)(shi)0.23高斯(si)。與地球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)比較，兩極(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)強(qiang)度(du)大(da)(da)約是(shi)(shi)(shi)相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，并且“磁(ci)赤道(dao)”大(da)(da)致上(shang)也與物(wu)理上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)赤道(dao)平(ping)行(xing)(xing)，天王星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)極(ji)矩(ju)是(shi)(shi)(shi)地球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)50倍(bei)。

海王(wang)(wang)星(xing)也(ye)有(you)一(yi)個(ge)相似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏移和傾斜(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場，因(yin)此有(you)人認(ren)(ren)為這是(shi)冰(bing)巨(ju)(ju)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共同特(te)點。一(yi)種假說認(ren)(ren)為，不同于類(lei)地行(xing)星(xing)和氣體巨(ju)(ju)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場是(shi)由核(he)心內部(bu)引發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，冰(bing)巨(ju)(ju)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場是(shi)由相對于表面下某(mou)一(yi)深度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運動引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，例如(ru)水–氨的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海洋。盡管(guan)有(you)這樣奇特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)準線，天王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)層在其(qi)他方(fang)面與一(yi)般的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)相似：在他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前方(fang)，位(wei)于23個(ge)天王(wang)(wang)星(xing)半(ban)(ban)徑(jing)(jing)之(zhi)處有(you)弓(gong)形震波，磁(ci)層頂在18個(ge)天王(wang)(wang)星(xing)半(ban)(ban)徑(jing)(jing)處，充(chong)分發(fa)展完整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)尾(wei)和輻射帶。綜上所論，天王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)層結構不同于木星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，而比較(jiao)像(xiang)土星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。天王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)尾(wei)在天王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)后(hou)方(fang)延伸至太空(kong)中遠達數(shu)百萬公(gong)里，并且因(yin)為行(xing)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自轉(zhuan)被扭(niu)曲(qu)而斜(xie)向一(yi)側，像(xiang)是(shi)拔瓶塞(sai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長螺(luo)旋桿。

天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁層(ceng)(ceng)(ceng)包(bao)含帶電(dian)粒(li)子(zi)(zi)：質子(zi)(zi)和(he)電(dian)子(zi)(zi)，還有少量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)H2+離(li)子(zi)(zi)，未曾偵測到重(zhong)離(li)子(zi)(zi)。許多的(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)些(xie)微粒(li)可能(neng)來自大氣層(ceng)(ceng)(ceng)熱的(de)(de)(de)(de)(de)暈內(nei)。離(li)子(zi)(zi)和(he)電(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)分(fen)別可以高(gao)(gao)達(da)4和(he)1.2百萬(wan)電(dian)子(zi)(zi)伏特(te)。在(zai)磁層(ceng)(ceng)(ceng)內(nei)側的(de)(de)(de)(de)(de)低能(neng)量(liang)（低于(yu)100電(dian)子(zi)(zi)伏特(te)）離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)密度大約是(shi)2厘米-3。微粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)布受到天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)衛星(xing)(xing)(xing)強(qiang)烈的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，在(zai)衛星(xing)(xing)(xing)經過之后，磁層(ceng)(ceng)(ceng)內(nei)會(hui)留下值得注(zhu)意的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)隙。微粒(li)流量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度在(zai)10萬(wan)年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)文(wen)學時間尺度下，足以造成衛星(xing)(xing)(xing)表面變暗(an)或是(shi)太空(kong)風暴。這(zhe)或許就是(shi)造成衛星(xing)(xing)(xing)表面和(he)環均勻(yun)一致暗(an)淡的(de)(de)(de)(de)(de)原因。在(zai)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)兩個(ge)磁極(ji)附(fu)近，有相對算是(shi)高(gao)(gao)度發達(da)的(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)光(guang)，在(zai)磁極(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)附(fu)近形成明(ming)亮的(de)(de)(de)(de)(de)弧。但(dan)是(shi)，不同于(yu)木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)光(guang)對增溫層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)平衡似(si)乎(hu)是(shi)無足輕(qing)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)。 

大氣

與其它的(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)巨(ju)星(xing)(xing)(xing)，甚至(zhi)是(shi)(shi)與相(xiang)似的(de)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)比(bi)較，天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)大氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)是(shi)(shi)非(fei)常平(ping)靜的(de)。當(dang)旅行(xing)者2號在(zai)1986年飛掠過(guo)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)時，總共觀(guan)察到了10個橫跨過(guo)整個行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)云(yun)帶特(te)征。有人提(ti)出解釋認為(wei)這種特(te)征是(shi)(shi)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)內熱(re)低于其他巨(ju)大行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)結果。在(zai)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)記錄到的(de)最(zui)(zui)低溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)是(shi)(shi)49K，比(bi)海(hai)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)還要冷(leng)，使天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)成為(wei)太陽系溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)最(zui)(zui)低的(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)。雖然在(zai)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)內部(bu)沒有明確的(de)固體(ti)表面(mian)，天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)最(zui)(zui)外(wai)面(mian)的(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)包(bao)殼，也就是(shi)(shi)被稱(cheng)為(wei)大氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)的(de)部(bu)分，卻很(hen)容易以(yi)遙傳(chuan)感(gan)量。遙傳(chuan)感(gan)量的(de)能力(li)可以(yi)從1帕(pa)(pa)(pa)之處為(wei)起(qi)點向(xiang)(xiang)(xiang)下深入至(zhi)300公(gong)里，相(xiang)當(dang)于100帕(pa)(pa)(pa)的(de)大氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)力(li)和(he)320K的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)。稀薄的(de)暈從大氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)力(li)1帕(pa)(pa)(pa)的(de)表面(mian)向(xiang)(xiang)(xiang)外(wai)延伸擴展至(zhi)半徑兩倍之處，天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)大氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)可以(yi)分為(wei)三層(ceng)：對(dui)流層(ceng)，從高度(du)(du)300至(zhi)50公(gong)里，大氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)100帕(pa)(pa)(pa)至(zhi)0.1帕(pa)(pa)(pa)；平(ping)流層(ceng)（同溫(wen)(wen)(wen)層(ceng)），高度(du)(du)50至(zhi)4000公(gong)里，大氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)力(li)0.1帕(pa)(pa)(pa)至(zhi)10-1?帕(pa)(pa)(pa)；熱(re)層(ceng)（增溫(wen)(wen)(wen)層(ceng)或暈），從4000公(gong)里向(xiang)(xiang)(xiang)上延伸至(zhi)距離表面(mian)50,000公(gong)里處。沒有中間層(ceng)和(he)散逸層(ceng)。

天(tian)王星(xing)大氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成分和(he)天(tian)王星(xing)整體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成分不同，主要是(shi)(shi)氫(qing)分子(zi)和(he)氦(hai)。氦(hai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)摩爾(er)分數(shu)(shu)，這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)每摩爾(er)中(zhong)所含有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)原子(zi)數(shu)(shu)量(liang)(liang)(liang)，是(shi)(shi)0.15±0.03；在(zai)(zai)(zai)對(dui)流層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上層(ceng)，相當于0.26±0.05質量(liang)(liang)(liang)百分比(bi)。這(zhe)(zhe)個數(shu)(shu)值很(hen)接(jie)近(jin)0.275±0.01的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原恒(heng)星(xing)質量(liang)(liang)(liang)百分比(bi)。顯示在(zai)(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨星(xing)中(zhong)，氦(hai)在(zai)(zai)(zai)行星(xing)中(zhong)是(shi)(shi)不穩定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)天(tian)王星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)中(zhong)，含量(liang)(liang)(liang)占第三位的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)（CH?）。甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)在(zai)(zai)(zai)可(ke)見和(he)近(jin)紅外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸收帶為天(tian)王星(xing)制造了明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)藍綠或深藍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)。在(zai)(zai)(zai)大氣(qi)(qi)(qi)壓力1.3帕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)云頂之下，甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)在(zai)(zai)(zai)大氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)摩爾(er)分數(shu)(shu)是(shi)(shi)2.3%，這(zhe)(zhe)個量(liang)(liang)(liang)大約是(shi)(shi)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)20至(zhi)30倍。混(hun)合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)率在(zai)(zai)(zai)大氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上層(ceng)由于極端的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫，降低了飽合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平并(bing)且造成多余的(de)(de)(de)(de)(de)(de)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)結(jie)冰。對(dui)低揮發性物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)豐富度(du)，像(xiang)是(shi)(shi)氨、水和(he)硫化(hua)氫(qing)，在(zai)(zai)(zai)大氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)深處的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)所知有限，但是(shi)(shi)大概也(ye)會高于太(tai)陽(yang)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)。除甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)之外，在(zai)(zai)(zai)天(tian)王星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上層(ceng)大氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)中(zhong)可(ke)以追(zhui)蹤到各(ge)種各(ge)樣微量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)氫(qing)化(hua)合物，被認為是(shi)(shi)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紫外線輻射導致甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)光解(jie)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。包括乙(yi)(yi)烷(wan)（C?H?）、乙(yi)(yi)炔(gui)（C?H?）、甲(jia)(jia)(jia)基乙(yi)(yi)炔(gui)（CH?C?H）、聯乙(yi)(yi)炔(gui)（C?HC?H）。光譜(pu)也(ye)揭露了水蒸汽(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蹤影，一氧(yang)化(hua)碳(tan)和(he)二氧(yang)化(hua)碳(tan)在(zai)(zai)(zai)大氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上層(ceng)，但可(ke)能(neng)只是(shi)(shi)來自于彗星(xing)和(he)其他外部天(tian)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)落(luo)塵。

對流層

對(dui)流層(ceng)(ceng)(ceng)是大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)最(zui)低(di)(di)和(he)密度(du)(du)最(zui)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)部(bu)分，溫(wen)度(du)(du)隨著高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)增加(jia)而降低(di)(di)，溫(wen)度(du)(du)從有名(ming)無(wu)實(shi)的(de)(de)底部(bu)大(da)約320K，300公里(li)，降低(di)(di)至(zhi)(zhi)53K，高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)50公里(li)。在對(dui)流層(ceng)(ceng)(ceng)頂(ding)實(shi)際的(de)(de)最(zui)低(di)(di)溫(wen)度(du)(du)在49至(zhi)(zhi)57K，依(yi)在行星上的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)來(lai)決定。對(dui)流層(ceng)(ceng)(ceng)頂(ding)是行星的(de)(de)上升(sheng)暖氣(qi)流輻(fu)射遠(yuan)紅外線最(zui)主要的(de)(de)區域，由此處測量到(dao)的(de)(de)有效溫(wen)度(du)(du)是59.1±0.3K。對(dui)流層(ceng)(ceng)(ceng)應(ying)該還(huan)有高(gao)(gao)(gao)度(du)(du)復雜的(de)(de)云系結構，水(shui)云被假設在大(da)氣(qi)壓(ya)力(li)50至(zhi)(zhi)100帕，氨氫硫化物(wu)云在20至(zhi)(zhi)40帕的(de)(de)壓(ya)力(li)范圍內(nei)，氨或氫硫化物(wu)云在3和(he)10帕，最(zui)后(hou)是直接偵測到(dao)的(de)(de)甲烷(wan)云在1至(zhi)(zhi)2帕。對(dui)流層(ceng)(ceng)(ceng)是大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)內(nei)非常活躍的(de)(de)部(bu)分，表(biao)現出強風(feng)、亮云和(he)季節性的(de)(de)變化。

平流層

天(tian)(tian)王星(xing)大(da)氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)中層(ceng)(ceng)(ceng)是(shi)(shi)平(ping)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)，此處的(de)(de)溫度(du)(du)逐漸增加(jia)，從(cong)對(dui)(dui)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)頂(ding)的(de)(de)53K上升至(zhi)增溫層(ceng)(ceng)(ceng)底的(de)(de)800至(zhi)850K。平(ping)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)加(jia)熱來(lai)自甲(jia)烷(wan)和其(qi)他(ta)碳(tan)(tan)氫化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物吸(xi)收的(de)(de)太陽紫外線(xian)和紅(hong)外線(xian)輻射(she)，大(da)氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)這種形式是(shi)(shi)甲(jia)烷(wan)的(de)(de)光解造成(cheng)的(de)(de)。來(lai)自增溫層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)熱也許也值得注(zhu)意。碳(tan)(tan)氫化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物相對(dui)(dui)來(lai)說(shuo)只(zhi)是(shi)(shi)很窄的(de)(de)一層(ceng)(ceng)(ceng)，高度(du)(du)在100至(zhi)280公里，相對(dui)(dui)于氣(qi)(qi)壓是(shi)(shi)10微帕(pa)至(zhi)0.1微帕(pa)，溫度(du)(du)在75K和170K之(zhi)間。含量最多的(de)(de)碳(tan)(tan)氫化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物是(shi)(shi)乙(yi)炔和乙(yi)烷(wan)，相對(dui)(dui)于氫的(de)(de)混合(he)(he)(he)比(bi)率(lv)(lv)是(shi)(shi)×10?，與(yu)(yu)甲(jia)烷(wan)和一氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)在這個(ge)(ge)高度(du)(du)上的(de)(de)混合(he)(he)(he)比(bi)率(lv)(lv)相似。更(geng)重的(de)(de)碳(tan)(tan)氫化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物、二氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)和水蒸氣(qi)(qi)，在混合(he)(he)(he)的(de)(de)比(bi)率(lv)(lv)上還要低(di)(di)三個(ge)(ge)數量級。乙(yi)烷(wan)和乙(yi)炔在平(ping)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)內溫度(du)(du)和高度(du)(du)較(jiao)低(di)(di)處與(yu)(yu)對(dui)(dui)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)頂(ding)傾(qing)向于凝聚而形成(cheng)數層(ceng)(ceng)(ceng)陰霾的(de)(de)云(yun)層(ceng)(ceng)(ceng)，那些也可能(neng)被視為出天(tian)(tian)王星(xing)上的(de)(de)云(yun)帶。然而，碳(tan)(tan)氫化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物集中在在天(tian)(tian)王星(xing)平(ping)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)陰霾之(zhi)上的(de)(de)高度(du)(du)比(bi)其(qi)他(ta)類木(mu)行(xing)星(xing)的(de)(de)高度(du)(du)要低(di)(di)是(shi)(shi)值得注(zhu)意的(de)(de)。

熱層

天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)最外(wai)層(ceng)(ceng)(ceng)是熱(re)層(ceng)(ceng)(ceng)（增(zeng)溫(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)或暈），有著(zhu)(zhu)均勻(yun)一(yi)致的(de)(de)溫(wen)度，大(da)約在800至850K。仍不(bu)了解是何種熱(re)源(yuan)支撐著(zhu)(zhu)如此的(de)(de)高溫(wen)，雖(sui)然低(di)效率的(de)(de)冷卻(que)作用(yong)(yong)和(he)平流層(ceng)(ceng)(ceng)上層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)碳氫(qing)(qing)化合物(wu)也(ye)能(neng)貢獻一(yi)些(xie)(xie)能(neng)源(yuan)，但(dan)即使是太(tai)陽的(de)(de)遠紫外(wai)線(xian)和(he)超紫外(wai)線(xian)輻射，或是極光活動(dong)都(dou)不(bu)足以提供所需的(de)(de)能(neng)量。除(chu)此之外(wai)，氫(qing)(qing)分子和(he)增(zeng)溫(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)與暈擁(yong)有大(da)比(bi)例的(de)(de)自(zi)由氫(qing)(qing)原(yuan)子，她(ta)們(men)的(de)(de)低(di)分子量和(he)高溫(wen)可以解釋為何暈可以從行星(xing)擴展(zhan)至50000公(gong)里，天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)半徑(jing)的(de)(de)倆倍遠。這個(ge)延伸的(de)(de)暈是天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)一(yi)個(ge)獨特的(de)(de)特點。他的(de)(de)作用(yong)(yong)包(bao)括阻尼環(huan)繞(rao)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)小顆(ke)粒(li)，導致一(yi)些(xie)(xie)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)環(huan)中(zhong)塵粒(li)的(de)(de)耗損。天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)增(zeng)溫(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)平流層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)上層(ceng)(ceng)(ceng)對應著(zhu)(zhu)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)電(dian)離層(ceng)(ceng)(ceng)。觀測顯(xian)示電(dian)離層(ceng)(ceng)(ceng)占據(ju)2000至10000公(gong)里的(de)(de)高度。天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)電(dian)離層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)密度比(bi)土(tu)星(xing)或海王(wang)(wang)星(xing)高，這可能(neng)肇因于碳氫(qing)(qing)化合物(wu)在平流層(ceng)(ceng)(ceng)低(di)處的(de)(de)集中(zhong)。電(dian)離層(ceng)(ceng)(ceng)是承受太(tai)陽紫外(wai)線(xian)輻射的(de)(de)主(zhu)要區域，它的(de)(de)密度也(ye)依據(ju)太(tai)陽活動(dong)而(er)改變。極光活動(dong)不(bu)如木(mu)星(xing)和(he)土(tu)星(xing)的(de)(de)明(ming)顯(xian)和(he)重(zhong)大(da)。 

氣候

在(zai)紫(zi)外線與可(ke)見(jian)光波段下與其(qi)他(ta)(ta)的(de)(de)氣體巨(ju)星(xing)(xing)，甚至是(shi)與相似的(de)(de)海王(wang)星(xing)(xing)比較，天王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)大(da)氣層是(shi)非常平靜的(de)(de)。當旅行(xing)(xing)(xing)者(zhe)2號在(zai)1986年飛掠(lve)過天王(wang)星(xing)(xing)時，總共觀察到了10個(ge)橫跨過整個(ge)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)云(yun)帶特(te)征。有人提出解釋認為(wei)這種特(te)征是(shi)天王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)內(nei)熱低(di)(di)于其(qi)他(ta)(ta)巨(ju)大(da)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)結果。記錄到天王(wang)星(xing)(xing)對流層頂的(de)(de)最低(di)(di)溫度是(shi)49K，比海王(wang)星(xing)(xing)還要(yao)冷，使天王(wang)星(xing)(xing)成為(wei)太陽(yang)系溫度最低(di)(di)的(de)(de)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)（原(yuan)來九大(da)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)中(zhong)溫度最低(di)(di)的(de)(de)冥(ming)王(wang)星(xing)(xing)已不再是(shi)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)）。

帶狀云

在(zai)1986年，旅行者2號(hao)發(fa)現可見(jian)的(de)(de)(de)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)南(nan)半(ban)(ban)(ban)球可以被(bei)(bei)細(xi)分(fen)成(cheng)兩個(ge)區(qu)(qu)域：明亮(liang)(liang)的(de)(de)(de)極(ji)區(qu)(qu)和(he)暗(an)淡的(de)(de)(de)赤道(dao)帶狀(zhuang)(zhuang)區(qu)(qu)。兩這區(qu)(qu)的(de)(de)(de)分(fen)界(jie)大(da)(da)約在(zai)緯(wei)度-45°的(de)(de)(de)附(fu)近。一條跨越在(zai)-45°至-50°之間的(de)(de)(de)狹窄帶狀(zhuang)(zhuang)物是(shi)(shi)在(zai)行星(xing)(xing)表面上能夠看見(jian)的(de)(de)(de)最亮(liang)(liang)的(de)(de)(de)大(da)(da)特征，被(bei)(bei)稱(cheng)為南(nan)半(ban)(ban)(ban)球的(de)(de)(de)“衣(yi)(yi)領(ling)”。極(ji)冠(guan)和(he)衣(yi)(yi)領(ling)被(bei)(bei)認為是(shi)(shi)甲(jia)烷云(yun)密集(ji)的(de)(de)(de)區(qu)(qu)域，位置在(zai)大(da)(da)氣壓力1.3至2帕的(de)(de)(de)高度。很不(bu)幸的(de)(de)(de)是(shi)(shi)，旅行者2號(hao)抵達時正是(shi)(shi)盛(sheng)夏，而且觀(guan)察不(bu)到北(bei)半(ban)(ban)(ban)球的(de)(de)(de)部分(fen)。不(bu)過，從21世紀開(kai)始之際，北(bei)半(ban)(ban)(ban)球的(de)(de)(de)“衣(yi)(yi)領(ling)”和(he)極(ji)區(qu)(qu)就可以被(bei)(bei)哈勃太空望遠(yuan)鏡和(he)凱克望遠(yuan)鏡觀(guan)測(ce)到。結果，天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)看起來是(shi)(shi)不(bu)對稱(cheng)的(de)(de)(de)：靠近南(nan)極(ji)是(shi)(shi)明亮(liang)(liang)的(de)(de)(de)，從南(nan)半(ban)(ban)(ban)球的(de)(de)(de)“衣(yi)(yi)領(ling)”以北(bei)都(dou)是(shi)(shi)一樣的(de)(de)(de)黑暗(an)。天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)上之后(hou)可能出現的(de)(de)(de)季節變(bian)化，將會被(bei)(bei)詳細(xi)的(de)(de)(de)討論。天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)可以觀(guan)察到的(de)(de)(de)緯(wei)度結構(gou)和(he)木星(xing)(xing)與土(tu)星(xing)(xing)是(shi)(shi)不(bu)同的(de)(de)(de)，它們展現出許多條狹窄但色彩(cai)豐富(fu)的(de)(de)(de)帶狀(zhuang)(zhuang)結構(gou)。

1990年代的(de)(de)(de)(de)高(gao)分辨率成(cheng)像觀(guan)測表明(ming)(ming)，亮(liang)云(yun)(yun)(yun)特征的(de)(de)(de)(de)數量有(you)(you)著明(ming)(ming)顯(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)增長。它(ta)們多(duo)(duo)數都出現于北(bei)半(ban)球開始成(cheng)為可以看見的(de)(de)(de)(de)區(qu)域。早(zao)期的(de)(de)(de)(de)解釋—認為是亮(liang)云(yun)(yun)(yun)在(zai)(zai)行星黑暗的(de)(de)(de)(de)部分比(bi)較容易被(bei)分辨出來(lai)，而在(zai)(zai)南半(ban)球則被(bei)明(ming)(ming)亮(liang)的(de)(de)(de)(de)“衣領(ling)”掩(yan)蓋掉(diao)—被(bei)證明(ming)(ming)是錯誤的(de)(de)(de)(de)，實際上(shang)特征數量已確實顯(xian)(xian)著增加(jia)。不過，兩個半(ban)球的(de)(de)(de)(de)亮(liang)云(yun)(yun)(yun)是有(you)(you)區(qu)別的(de)(de)(de)(de)，北(bei)半(ban)球的(de)(de)(de)(de)亮(liang)云(yun)(yun)(yun)較小(xiao)(xiao)、較尖銳和較明(ming)(ming)亮(liang)。它(ta)們看上(shang)去都躺在(zai)(zai)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)高(gao)度(du)。亮(liang)云(yun)(yun)(yun)的(de)(de)(de)(de)生命期有(you)(you)著極(ji)大(da)的(de)(de)(de)(de)差異，一些小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)只有(you)(you)幾小(xiao)(xiao)時，而南半(ban)球至少有(you)(you)一個從旅行者飛(fei)掠過后仍(reng)一直存在(zai)(zai)著。最近的(de)(de)(de)(de)觀(guan)察(cha)也發現，雖然天王(wang)星的(de)(de)(de)(de)氣候較為平靜(jing)，但天王(wang)星的(de)(de)(de)(de)亮(liang)云(yun)(yun)(yun)有(you)(you)許多(duo)(duo)特性與海(hai)王(wang)星相(xiang)同。

風速

追蹤這些有特征的(de)(de)(de)亮云，可以測(ce)量出(chu)天王星(xing)對(dui)流層(ceng)(ceng)上方(fang)(fang)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)是如何在(zai)(zai)(zai)(zai)極區咆(pao)哮。在(zai)(zai)(zai)(zai)赤道(dao)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)是退行的(de)(de)(de)，意(yi)味著它(ta)(ta)們吹的(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)與自轉的(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)相反(fan)，它(ta)(ta)們的(de)(de)(de)速(su)度(du)從(cong)?100至?50米/秒。風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)隨著遠離(li)赤道(dao)的(de)(de)(de)距(ju)離(li)而增加，大(da)(da)約在(zai)(zai)(zai)(zai)緯度(du)±20°靜止不動(dong)，這兒(er)也是對(dui)流層(ceng)(ceng)溫(wen)度(du)最(zui)低之處(chu)。再往(wang)極區移(yi)動(dong)，風(feng)(feng)(feng)(feng)向(xiang)(xiang)也轉成與行星(xing)自轉的(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)一致(zhi)，風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)則持續增加，在(zai)(zai)(zai)(zai)北緯60°處(chu)達到(dao)最(zui)大(da)(da)值(zhi)，然后下降至極區減弱(ruo)為0。在(zai)(zai)(zai)(zai)南緯40°附近，風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)從(cong)150到(dao)200米/秒，因(yin)為“衣領(ling)”蓋過(guo)了所有平行的(de)(de)(de)亮云，無(wu)法測(ce)量從(cong)哪兒(er)到(dao)南極之間的(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)。與北半球對(dui)照，風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)在(zai)(zai)(zai)(zai)緯度(du)+50°達到(dao)最(zui)大(da)(da)值(zhi)，速(su)度(du)高達240米/秒。

季節變化

2004年(nian)3月(yue)到5月(yue)這一短暫期(qi)間(jian)，很多片大(da)塊亮云出現(xian)天王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)大(da)氣(qi)層里(li)，這讓(rang)天王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)有著類似海王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)般的(de)(de)外觀(guan)。觀(guan)察到229米/秒（824公里(li)/時）的(de)(de)破表(biao)風(feng)速，和(he)被稱為(wei)“7月(yue)4日(ri)煙火”的(de)(de)雷雨風(feng)暴。2006年(nian)8月(yue)23日(ri)，科羅拉多州(zhou)博爾德(de)市(shi)太空科學(xue)學(xue)院和(he)威(wei)斯康辛大(da)學(xue)的(de)(de)研究員觀(guan)察到天王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)表(biao)面有一個大(da)黑斑，讓(rang)天文學(xue)家對(dui)天王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)大(da)氣(qi)層的(de)(de)活動有更(geng)多的(de)(de)了解。雖然(ran)為(wei)何(he)(he)這突(tu)如(ru)其來活動暴漲的(de)(de)發生原(yuan)因仍未被研究員所明(ming)了，但是它呈(cheng)現(xian)了天王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)極度傾斜的(de)(de)自轉軸所帶來的(de)(de)季節(jie)性(xing)(xing)的(de)(de)氣(qi)候變化(hua)(hua)。要確認這種季節(jie)變化(hua)(hua)的(de)(de)本質是很困難的(de)(de)，因為(wei)對(dui)天王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)大(da)氣(qi)層堪(kan)用的(de)(de)觀(guan)察數(shu)(shu)據(ju)仍少于(yu)84年(nian)，也就是一個完整的(de)(de)天王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)年(nian)。雖然(ran)已經有了一定數(shu)(shu)量的(de)(de)發現(xian)，光度學(xue)的(de)(de)觀(guan)測已經累積了半(ban)個天王(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)年(nian)（從1950年(nian)代起算），在(zai)(zai)兩個光譜帶上的(de)(de)光度變化(hua)(hua)已經呈(cheng)現(xian)了規律性(xing)(xing)的(de)(de)變化(hua)(hua)，最大(da)值出現(xian)于(yu)至(zhi)點，最小值出現(xian)于(yu)晝夜平分點。從1960年(nian)開始(shi)的(de)(de)微波觀(guan)測，深入對(dui)流(liu)層的(de)(de)內部(bu)，也得到相(xiang)(xiang)似的(de)(de)周期(qi)變化(hua)(hua)，最大(da)值也在(zai)(zai)至(zhi)點。從20世紀70年(nian)代開始(shi)對(dui)平流(liu)層進(jin)行的(de)(de)溫度測量也顯示最大(da)值出現(xian)于(yu)1986年(nian)的(de)(de)至(zhi)日(ri)附近。多數(shu)(shu)的(de)(de)變化(hua)(hua)相(xiang)(xiang)信(xin)與可觀(guan)察到的(de)(de)幾何(he)(he)變化(hua)(hua)相(xiang)(xiang)關。

然而，有(you)某些理由相信天(tian)(tian)王星(xing)(xing)物理性的(de)(de)(de)季節(jie)(jie)變(bian)(bian)化(hua)(hua)也在發生。當南極(ji)(ji)區域變(bian)(bian)得(de)明亮(liang)時，北極(ji)(ji)相對的(de)(de)(de)呈現(xian)黑暗，這(zhe)與上(shang)述概要性的(de)(de)(de)季節(jie)(jie)變(bian)(bian)化(hua)(hua)模型是(shi)(shi)不(bu)符合的(de)(de)(de)。在1944年抵達(da)北半(ban)球(qiu)的(de)(de)(de)至(zhi)(zhi)點(dian)之前(qian)，天(tian)(tian)王星(xing)(xing)亮(liang)度(du)急(ji)遽提升，顯示北極(ji)(ji)不(bu)是(shi)(shi)永(yong)遠黑暗的(de)(de)(de)。這(zhe)個(ge)現(xian)象意味著可(ke)以看見(jian)的(de)(de)(de)極(ji)(ji)區在至(zhi)(zhi)日之前(qian)開始(shi)變(bian)(bian)亮(liang)，并(bing)且在晝夜平分點(dian)之后開始(shi)變(bian)(bian)暗。詳細的(de)(de)(de)分析可(ke)見(jian)光和微波的(de)(de)(de)資料(liao)，顯示亮(liang)度(du)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)周期(qi)在至(zhi)(zhi)點(dian)的(de)(de)(de)附近不(bu)是(shi)(shi)完全的(de)(de)(de)對稱，這(zhe)也顯示出在子午圈上(shang)反照率(lv)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)模式。最后，在20世紀90年代，在天(tian)(tian)王星(xing)(xing)離開至(zhi)(zhi)點(dian)的(de)(de)(de)時期(qi)，哈柏(bo)太空望(wang)遠鏡和地基的(de)(de)(de)望(wang)遠鏡顯示南極(ji)(ji)冠出現(xian)可(ke)以察覺的(de)(de)(de)變(bian)(bian)暗（南半(ban)球(qiu)的(de)(de)(de)“衣(yi)領”除外(wai)，它依然明亮(liang)），同時，北半(ban)球(qiu)的(de)(de)(de)活動(dong)也證實(shi)是(shi)(shi)增強了，例如云層的(de)(de)(de)形(xing)成和更強的(de)(de)(de)風，支持期(qi)望(wang)的(de)(de)(de)亮(liang)度(du)增加應該很快就會開始(shi)。

天(tian)王星(xing)(xing)物理變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)機制還不是(shi)很清楚，在接近至(zhi)點(dian)，天(tian)王星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)一個半(ban)球沐浴(yu)在陽光之下，另一個半(ban)球則(ze)對(dui)(dui)向幽(you)暗的(de)(de)(de)(de)(de)深空。受光半(ban)球的(de)(de)(de)(de)(de)明亮曾被(bei)認為(wei)是(shi)對(dui)(dui)流(liu)(liu)層里來(lai)(lai)(lai)自甲烷云與(yu)陰(yin)霾層局部增(zeng)厚的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果。在緯度-45°的(de)(de)(de)(de)(de)明亮“衣(yi)領(ling)”也與(yu)甲烷云有所關聯(lian)。在南半(ban)球極區的(de)(de)(de)(de)(de)其他變(bian)(bian)化(hua)，也可以用低(di)層云的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)來(lai)(lai)(lai)解釋。來(lai)(lai)(lai)自天(tian)王星(xing)(xing)微波發(fa)射譜線上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，或許是(shi)在對(dui)(dui)流(liu)(liu)層深處的(de)(de)(de)(de)(de)循(xun)環變(bian)(bian)化(hua)造成的(de)(de)(de)(de)(de)，因為(wei)厚實的(de)(de)(de)(de)(de)極區云層和霧霾可能會阻礙(ai)對(dui)(dui)流(liu)(liu)。天(tian)王星(xing)(xing)春天(tian)和秋(qiu)天(tian)的(de)(de)(de)(de)(de)晝夜平(ping)分點(dian)即將來(lai)(lai)(lai)臨(lin)，動(dong)力(li)學上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)和對(dui)(dui)流(liu)(liu)可能會再發(fa)生。

在1986年(nian)，旅行者2號飛掠時，天王星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)南極幾(ji)乎正對著太(tai)陽(yang)。標記這(zhe)個極是(shi)(shi)南極是(shi)(shi)基于國(guo)際天文聯合會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)(ding)義：行星(xing)或衛星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)北(bei)極，是(shi)(shi)指向太(tai)陽(yang)系不變平面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上方(fang)(fang)（不是(shi)(shi)由自(zi)(zi)轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向來(lai)決定(ding)(ding)）。但(dan)是(shi)(shi)，仍然有不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)協定(ding)(ding)被使用著：一(yi)個天體依據(ju)右手定(ding)(ding)則所(suo)定(ding)(ding)義的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)轉(zhuan)方(fang)(fang)向來(lai)決定(ding)(ding)北(bei)極和南極。根據(ju)后(hou)者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)坐標系，1986年(nian)在陽(yang)光下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極則是(shi)(shi)北(bei)極。

行星環

天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)有一個暗淡的(de)(de)行星(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)系統(tong)，由(you)直(zhi)徑約十米(mi)的(de)(de)黑暗粒狀物(wu)組成。這是繼(ji)土星(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)之(zhi)后，在(zai)太(tai)陽系內發現的(de)(de)第二個環(huan)(huan)(huan)系統(tong)。天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)包含13個已命名的(de)(de)小環(huan)(huan)(huan)，其中最(zui)明亮(liang)的(de)(de)是ε環(huan)(huan)(huan)（Epsilon），其他的(de)(de)環(huan)(huan)(huan)都非常(chang)黯淡。天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)光環(huan)(huan)(huan)像木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)光環(huan)(huan)(huan)一樣(yang)暗，但又像土星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)光環(huan)(huan)(huan)那樣(yang)有相當大的(de)(de)直(zhi)徑。天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)被認為是相當年輕的(de)(de)，在(zai)圓環(huan)(huan)(huan)周(zhou)圍的(de)(de)空隙和不透明部分的(de)(de)區別，暗示她(ta)們不是與天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)同時形成的(de)(de)，環(huan)(huan)(huan)中的(de)(de)物(wu)質可(ke)能(neng)來自被高(gao)速撞擊或(huo)潮汐力粉碎(sui)的(de)(de)衛星(xing)(xing)(xing)。而最(zui)外面的(de)(de)第5個環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)成分大部分是直(zhi)徑為幾米(mi)到幾十米(mi)的(de)(de)冰塊。除此(ci)之(zhi)外，天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)可(ke)能(neng)還存在(zai)著大量(liang)的(de)(de)窄環(huan)(huan)(huan)，寬(kuan)度僅有50米(mi)，單環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)環(huan)(huan)(huan)反射率非常(chang)低。

天王星環(huan)(huan)的(de)(de)發(fa)現日(ri)期是1977年(nian)3月10日(ri)，在(zai)James L. Elliot、Edward W. Dunham、和Douglas J.Mink使用柯伊伯(bo)機載天文臺觀測時(shi)(shi)。這(zhe)個(ge)發(fa)現是很意(yi)外的(de)(de)，他們原本的(de)(de)計(ji)劃(hua)是觀測天王星掩蔽SAO158687以研(yan)究(jiu)天王星的(de)(de)大氣層。然而，當他們分(fen)析觀測的(de)(de)資(zi)料時(shi)(shi)，發(fa)現行(xing)星遮(zhe)掩的(de)(de)前后(hou)，這(zhe)顆恒星都曾經短暫的(de)(de)消失了五次。他們認為，必須有個(ge)環(huan)(huan)系統圍繞著(zhu)行(xing)星才能解釋。后(hou)來他們又偵測到四(si)個(ge)額外的(de)(de)環(huan)(huan)。旅(lv)行(xing)者2號(hao)在(zai)1986年(nian)飛掠過(guo)天王星時(shi)(shi)，直接看見了這(zhe)些環(huan)(huan)。旅(lv)行(xing)者2號(hao)也發(fa)現了兩圈新的(de)(de)光(guang)環(huan)(huan)，使環(huan)(huan)的(de)(de)數量(liang)增加到11圈（不包括2003年(nian)發(fa)現的(de)(de)）。

在2005年12月(yue)(yue)，哈(ha)勃太空望遠鏡偵測(ce)到一(yi)(yi)(yi)(yi)對早(zao)先未曾(ceng)發(fa)現的(de)藍(lan)(lan)色圓環(huan)。最外圍的(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)圈(quan)(quan)與天王星的(de)距離比早(zao)先知(zhi)道的(de)環(huan)遠了(le)兩(liang)倍，因(yin)此(ci)新發(fa)現的(de)環(huan)被稱為環(huan)系統的(de)外環(huan)，使天王星環(huan)的(de)數量增(zeng)加(jia)到13圈(quan)(quan)。哈(ha)柏(bo)同時也發(fa)現了(le)兩(liang)顆新的(de)小(xiao)(xiao)衛星，其中的(de)天衛二十(shi)(shi)六還(huan)與最外面的(de)μ環(huan)共享軌道。在2006年4月(yue)(yue)，凱(kai)克天文臺(tai)公(gong)布的(de)新環(huan)影像中，外環(huan)的(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)圈(quan)(quan)是(shi)(shi)藍(lan)(lan)色的(de)，另一(yi)(yi)(yi)(yi)圈(quan)(quan)則是(shi)(shi)紅色的(de)。關(guan)于外環(huan)顏色是(shi)(shi)藍(lan)(lan)色的(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)個假(jia)說是(shi)(shi)，它由來自天衛二十(shi)(shi)六的(de)細(xi)小(xiao)(xiao)冰微粒組成，因(yin)此(ci)能散射足夠多的(de)藍(lan)(lan)光。天王星的(de)內環(huan)看起來是(shi)(shi)呈灰色的(de)。

衛星

天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)27顆已知天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)然的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，這(zhe)(zhe)些(xie)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)名稱都(dou)出自威廉(lian)·莎士(shi)比亞(ya)和(he)(he)(he)(he)亞(ya)歷山大(da)·波普的(de)(de)(de)(de)(de)歌(ge)劇(ju)中的(de)(de)(de)(de)(de)人物。五(wu)(wu)(wu)顆主要衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)名稱是(shi)(shi)天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)(wu)(wu)（Miranda）、天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)（Ariel）、天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)（Umbriel）、天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三（Tatania）和(he)(he)(he)(he)天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)四（Obeon）。天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三和(he)(he)(he)(he)天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)四是(shi)(shi)威廉(lian)·赫(he)(he)歇(xie)爾(er)在(zai)1787年(nian)3月13日發(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)第一(yi)(yi)顆和(he)(he)(he)(he)第二(er)(er)顆天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)和(he)(he)(he)(he)天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)是(shi)(shi)在(zai)1851年(nian)被威廉(lian)·拉塞爾(er)發(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)。但(dan)直到(dao)1852年(nian)，威廉(lian)·赫(he)(he)歇(xie)爾(er)的(de)(de)(de)(de)(de)兒子約(yue)(yue)翰·赫(he)(he)歇(xie)爾(er)才為(wei)這(zhe)(zhe)四顆衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)命名。1948年(nian)，杰拉德·柯伊(yi)伯發(fa)現第五(wu)(wu)(wu)顆衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)(wu)(wu)。天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)質量是(shi)(shi)氣態巨星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)中最(zui)少的(de)(de)(de)(de)(de)，五(wu)(wu)(wu)顆主要衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)總質量還不到(dao)海衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)質量的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)半(ban)(ban)。最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三半(ban)(ban)徑(jing)只有(you)788.9公里，還不到(dao)月球的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)半(ban)(ban)，但(dan)是(shi)(shi)比土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)第二(er)(er)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)土衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)(wu)(wu)（Rhea）稍大(da)些(xie)。這(zhe)(zhe)些(xie)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)反照率相對(dui)也(ye)較低，天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)約(yue)(yue)為(wei)0.2，天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)約(yue)(yue)為(wei)0.35（在(zai)綠色光譜(pu)上）。這(zhe)(zhe)些(xie)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)由(you)冰(bing)和(he)(he)(he)(he)巖(yan)(yan)石組成，大(da)約(yue)(yue)是(shi)(shi)50%的(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)和(he)(he)(he)(he)50%的(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)(yan)石，冰(bing)也(ye)許包(bao)含氨和(he)(he)(he)(he)二(er)(er)氧化(hua)碳。

在(zai)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)中，天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一有著最年輕(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)，上(shang)面(mian)(mian)只有少許的(de)(de)(de)(de)(de)隕石坑(keng)，天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)看起(qi)來是(shi)(shi)最古老(lao)的(de)(de)(de)(de)(de)。天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五擁有深達20公里的(de)(de)(de)(de)(de)斷層(ceng)峽谷，梯田狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)層(ceng)次和(he)混亂的(de)(de)(de)(de)(de)變化，形成令人混淆的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)年齡和(he)特征。天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五過去的(de)(de)(de)(de)(de)地質活動被(bei)認為(wei)是(shi)(shi)在(zai)某段時候當(dang)其軌(gui)(gui)道比當(dang)前更偏心時受到潮汐加熱(re)的(de)(de)(de)(de)(de)影響，偏心的(de)(de)(de)(de)(de)原因大(da)概是(shi)(shi)跟天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)軌(gui)(gui)道共(gong)振(zhen)(zhen)（過去與當(dang)今3:1比例）的(de)(de)(de)(de)(de)結果。與地幔上(shang)涌并擠入相關的(de)(de)(de)(de)(de)外部(bu)加工很可(ke)能是(shi)(shi)天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五上(shang)如同“賽馬場”形狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)冕狀(zhuang)物(wu)（詳見金星(xing)冕狀(zhuang)物(wu)）的(de)(de)(de)(de)(de)起(qi)源。同樣的(de)(de)(de)(de)(de)，天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一被(bei)認為(wei)曾(ceng)經處于(yu)與天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三4:1軌(gui)(gui)道共(gong)振(zhen)(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)位置。旅行(xing)者2號探測器于(yu)1986年1月飛(fei)掠(lve)天(tian)王星(xing)，在(zai)隨后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)照(zhao)片研究(jiu)中，天(tian)文學家發現了天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六至天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十五以(yi)及天(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)十五共(gong)11顆小(xiao)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)。后(hou)來使(shi)用地面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡也證實(shi)了這些(xie)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)。

觀測與探測

天(tian)(tian)(tian)王(wang)星的(de)(de)體積約(yue)為地球的(de)(de)64倍，其大氣中包含83%的(de)(de)氫氣，15%的(de)(de)氦(hai)氣，2%的(de)(de)甲烷(wan)氣體，表面溫度平均為零下215℃。2014年8月6日，美國(guo)國(guo)家(jia)航空航天(tian)(tian)(tian)局(ju)（NASA）和歐(ou)洲航天(tian)(tian)(tian)局(ju)（ESA）在夏威夷凱克天(tian)(tian)(tian)文(wen)臺（W.M.Keck Observatory），利用哈勃太空望遠鏡(jing)成功(gong)的(de)(de)觀測并記錄了一(yi)場最大規模(mo)的(de)(de)風暴。因為天(tian)(tian)(tian)王(wang)星具(ju)備氣態(tai)行星的(de)(de)特質，所以經常爆發風暴，此(ci)前觀測到的(de)(de)一(yi)次(ci)最大規模(mo)的(de)(de)風暴被命名為Berg。Berg發生(sheng)在2000年，其引(yin)起(qi)的(de)(de)巨大影響(xiang)一(yi)直持續到2009年才(cai)消失殆盡(jin)。

1986年1月，美國國家航(hang)空航(hang)天(tian)(tian)局(ju)的(de)(de)旅行(xing)者(zhe)2號拜訪了天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)。這是(shi)對天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)僅有的(de)(de)近距離(li)探測，之(zhi)后一直沒有新的(de)(de)探測計(ji)劃。旅行(xing)者(zhe)2號在(zai)1977年發(fa)射，在(zai)繼續前往海王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)旅程之(zhi)前，旅行(xing)者(zhe)2號在(zai)1月24日最接(jie)近天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)，距離(li)近達81500公里。旅行(xing)者(zhe)2號研(yan)究(jiu)了天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)大氣層的(de)(de)結構(gou)和化學(xue)組成，發(fa)現(xian)(xian)了10顆新衛(wei)星(xing)(xing)，還研(yan)究(jiu)了天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)因(yin)為自轉軸傾斜(xie)97.77°所造成的(de)(de)獨特氣候，并(bing)觀察了天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)環系(xi)統(tong)。它也研(yan)究(jiu)了天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)磁場。它對最大的(de)(de)五顆衛(wei)星(xing)(xing)做了首度的(de)(de)詳細調查，并(bing)研(yan)究(jiu)當時已(yi)知的(de)(de)九(jiu)圈光環，也新發(fa)現(xian)(xian)了另外兩道光環。