1781年3月13日,英国天文学家威廉·赫歇尔爵士发现了天王星,这是第一颗使用望远镜发现的行星。构成天王星的物质主要是岩石和各种成分不同的水冰。天王星大气层的主要元素是氢,大约占83%,还有15%左右的氦,其余的是由水、氨、甲烷结成的“冰”及碳氢化合物。
当时仅发现的5颗较大的天王星卫星均属规则卫星。它们的环形山下常覆盖有一层富含碳的有机物,很可能是由岩石与固态的甲烷、氨冰的混合物所构成的。
科学家们推测天王星上可能有一个深约10000千米,温度高达6650℃的液态海洋,它的主要成分是水、硅、镁、含氮分子等,沉重的大气压力令这些物质的分子紧密挤靠在一起。所以,尽管“海洋”温度极高,但并没有沸腾,也没有蒸发。
与其他气体行星相比,天王星的气候非常平静。1986年,“旅行者2号”探测器飞越天王星,总共发现了10个云带特征,而且没有发现云彩和风暴。
在天王星绕太阳公转的84年里,它的南北两个极点分别会有长达21年的日照和长达21年的黑暗,这真是漫长的“极昼”和“极夜”。在其余的42年里,天王星就用两个极点之间的侧面绕太阳公转。
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