天王盖地虎，统统985——天王星

2020-08-29

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天文

天王两字自带光环和神秘感，毕竟并不是所有人都敢自称天王。

众天王

然而，神秘感再强、光环再多，也比不上地球人。这颗小小蓝色星球上的“天王”为数众多，比如：

四大天王

以及为我们报时的：

天王表

偶尔“天王”还被用来做身份认证，比如著名的“天王盖地虎，宝塔镇河妖”。

林海雪原

天王星

目光放到天上，距离我们28亿千米之外，有一颗天体，叫天王星。

天王星

天王星是太阳系第七颗行星，与木星、土星一样属于气体巨星行，行星中体积排行第三，质量却比海王星小，排行第四。天王星目前共发现了 27 颗卫星，而且和其它气体巨行星一样有自己的星环。

天王星的大气主要由氢和氦组成，以及由水、氨、甲烷形成的冰。大气中的甲烷成分是其呈现蓝绿色的主要原因，抵达天王星的阳光中红色谱部分被吸收，反射回来的就是蓝绿色了。

HST拍摄的天王星

此外，天王星大气是太阳系内最冷的，最低仅有 49K（-224℃）。考虑到海王星距离太阳更远，从太阳得到辐射能更小，海王星大气应该比天王星更低才是。这是个很有趣的发现，比如研究发现海王星辐射至太空中的热量是其从太阳接受到热量的两倍，而天王星却几乎没有额外的热量被释放出来。

天王星最特立独行的当属其轨道倾角。我们之前介绍过黄赤交角，即黄道面与赤道面的夹角。地球的黄赤交角 23 度，导致地球上不同区域的四季变化和地球气候的多样性。如果我们把黄赤交角不停的增加，也就是地球倾斜度越来越大，就会发现极圈变大，直到太阳变为北极星或南极星，想象一样那样的话，地球是什么样子呢？很难想象？没关系，天王星便是这样特立独行的天体。

红外天王星

天王星的轨道倾角（黄赤交角）达到97.7°，也就是说，天王星平常都是躺在黄道面上，果然是天王。这样躺着有什么毛病呢？没毛病，只是导致天王星上永远都是一个极点指向太阳，此时该极点所在半球就是极昼，而另一半球则是极夜。这样导致只有在天王星赤道上附近才能体验到日夜交替，而且太阳的位置会非常低。

这么想也没毛病，不就是极昼极夜而已嘛。不过考虑到天王星公转周期84年，也就是说平均42年左右极点才会交替，极昼极夜都是42年为周期。OMG……“人生短短几十年啊，不要不在乎”。

目前有理论认为天王星在形成的时候受到过地球质量大小的天体撞击，导致其倾角变得这么奇特。

天王星的发现

天王星是太阳系内第一颗用望远镜发现的行星。自古以来，人们便知道金木水火土等几颗行星的存在，而天王星距离地球实在太远，视星等仅5.9左右，实在有点欺负肉眼。

天王星月牙

时间回到 18 世纪，伽利略发明望远镜已经过去了一百多年，不管是专业望远镜还是自制望远镜，天文学家们已经玩的很溜了。英国天文学家 William Herschel（威廉·赫歇耳）在自家后院连续观测几天后，报告这颗星是一颗彗星或星云状恒星（行星状星云即使反过来的意思）。经过众多天文学家的观测和探讨，很快这颗像彗星一样移动却没有彗尾且轨道离心率并不那么大的星被确认了是太阳系的成员之一，位于土星轨道外的行星，而赫歇耳也就成为了天王星的发现人。

William Herschel

根据当时的估算，这颗行星距离太阳的距离至少是日地距离的 18 倍。因此天王星的发现和确认极大的拓展了人类对太阳系的认知，也是人类走向宇宙的一大步。基于此，英王给赫歇耳发特殊津贴，这样他终于可以全职看星星了。

旅行者2号天王星

既然发现了行星，接下来就要给它起名了。有意思的是，赫歇耳并不认为用神话人物给行星起名是好事，因为那代表了人类莽荒时代的无知和野蛮。因此他提议使用英王的名字乔治三世来给这颗行星命名。马屁拍上天了，照样响呱呱，呵呵。好在这个名字在英国之外并不受欢迎，最终希腊神话人物 Uranus，也就是天王被正式赋予这颗行星。若非如此，今天在报太阳系行星时就是这样的：……火星、木星、土星、乔治三世星……囧。当然，放在 18 世纪科学主义盛行的时代背景下，这一切都能得到很好的解释。