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天王星

軌道特性:

天王星的軌道半長軸為19.23AU,繞行太陽需花84.32年,自轉軸的方向傾斜97.77度,是太陽系中唯一「躺著轉」的行星,造成這種轉軸傾斜的原因仍然不明,不過一般認為是早期太陽系剛形成時天王星受到其他天體的撞擊而產生的。

在天王星被發現(1781年),並確認其軌道參數以後,隨著長期的觀測,出現了預測的軌道位置與實際觀測不符的狀況,這有可能是有一顆未被發現的行星,其引力干擾天王星的軌道,1846年勒維耶(Urbain Le Verrier)就此進行了計算,並在距離預測位置不到1度的地方發現了海王星。

物理特性:

天王星的平均半徑約為4個地球半徑,質量則為14.5個地球質量。

天王星是一顆「冰巨行星」,相較於木星、土星這兩顆氣態巨行星,天王星有較高比例的「冰」(並不是指地球上固態水的冰,而是指水、氨、甲烷等混合物),內部推測也有分層的結構與一個岩石的核心,但是缺乏探測資料而有很大的不確定性。

磁場:

天王星的磁場與自轉軸傾斜約60度,並且偏離行星中心1/3的半徑,形成形狀不規則的磁層。就像在地球及其他有磁場以及大氣層的行星一樣,在天王星上也可以觀測到極光。

觀測:

在天王星衝時,天王星的視星等可達5.3等,屬於肉眼可見的極限以內,但是移動得太過緩慢,以及相較於其他明亮的行星而言太不顯眼,因此直到望遠鏡發明的100多年以後才被發現並確認天王星是太陽系內的行星。

天王星的視直徑為3-4角秒,以一般的小型望遠鏡觀看,很難與其他恆星區分,要使用足夠大口徑的望遠鏡才能解析出它是個圓盤狀的天體。

圖一、天王星內部結構

圖一、天王星內部結構

圖片說明:(天王星內部結構,取自https://en.wikipedia.org/wiki/Uranus)

圖二、哈伯太空望遠鏡拍攝的天王星影像

圖二、哈伯太空望遠鏡拍攝的天王星影像

圖片說明:哈伯太空望遠鏡於1998年8月8日拍攝的天王星影像,可見左側南極附近有一圈明亮的特徵,以及散佈在各處的雲

圖三、天王星 攝於2022/11/28南瀛天文館,可見天王星及其周圍的數顆衛星

圖三: 天王星

圖片說明:攝於2022/11/28南瀛天文館,可見天王星及其周圍的數顆衛星