天王星
天王星是從太陽系由內向外的第七顆行星，其體積在太陽系中排名第三（比海王星大），品質排名第四（比海王星輕）。
它的英文名稱Uranus來自古希臘神話中的天空之神優拉納斯，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（水星、金星、火星、木星、土星）相比，天王星的亮度也是肉眼可見的，但由於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。
直到1781年3月13日，
威廉·赫歇耳爵士宣佈他發現了天王星，從而在太陽系的現代史上首度擴展了已知的界限。
這也是第一顆使用望遠鏡發現的行星。
天王星和海王星的內部和大氣構成不同於更巨大的氣體巨星，木星和土星。
同樣的，天文學家設立了不同的冰巨星分類來安置她們。
天王星大氣的主要成分是氫和氦，還包含較高比例的由水、氨、甲烷等結成的“冰”，與可以探測到的碳氫化合物。
天王星是太陽系內大氣層最冷的行星，最低溫度只有−224℃。其外部的大氣層具有複雜的雲層結構，
水在最低的雲層內，而甲烷組成最高處的雲層。相比較而言，天王星的內部則是由冰和岩石所構成。
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海王星與天王星外表看起來都很像難以分辨,但是經過分光的拍攝下會現出兩者之差異 |
如同其他的巨行星，天王星也有環系統、
磁層和許多衛星。
天王星的環系統在行星中非常獨特，
因為它的自轉軸斜向一邊，
幾乎就躺在公轉太陽的軌道平面上，
因而南極和北極也躺在其他行星的赤道位置上。
在西方文化中，
天王星是太陽系中唯一行星以希臘神祇命名的，
其他行星都依照羅馬神祇命名。
軌道和自轉
哈柏太空望遠鏡的天王星影像，
可以看見雲帶、環和一些衛星。
天王星每84個地球年環繞太陽公轉一周，
與太陽的平均距離大約30億公里，
行星上陽光的強度只有地球的1/400。
它的軌道要素在1783年首度被拉普拉斯計算出來，
但隨著時間，預測和觀測的位置開始出現誤差。
在1841年約翰·柯西·亞當斯首先提出誤差也許可以歸結於一顆尚未被看見的行星的引力作用的結果。
在1845年，勒維耶開始獨立地進行天王星軌道的研究；1846年9月23日，迦雷在勒維耶預測位置的附近發現了一顆新行星，稍後被命名為海王星。
天王星內部的自轉週期是17小時又14分，但和所有巨行星一樣，其上部的大氣層朝自轉的方向可以產生非常強的風。
實際上，在有些緯度，像是從赤道到南極的2/3路徑上，可以看見移動得非常迅速的大氣，
只要14個小時就能完整的環繞行星一周。
轉軸傾斜
天王星的自轉軸可以說是躺在軌道平面上的，傾斜的角度高達97.77°，這使它的季節變化完全不同於其他的行星。
其他行星的自轉軸相對於太陽系的軌道平面都是朝上的，天王星的轉動則像傾倒滾動的球。
當天王星在至點附近時，一個極點會持續的指向太陽，另一個極點則背向太陽。
只有在赤道附近狹窄的區域內可以體會到迅速的日夜交替，但太陽的位置非常的低，有如在地球的極區。
運行到軌道的另一側時，換成軸的另一極指向太陽；
每一個極都會有被太陽持續的照射42年的極晝，而在另外42年則處於極夜。
在接近分點時，太陽正對著天王星的赤道，天王星的日夜交替會和其他的行星相似。
在2007年12月7日，天王星經過了晝夜平分點。
這種軸的指向帶來的一個結果是，在一年之中，天王星的極區得到來自於太陽的能量多於赤道，
不過，天王星的赤道依然比極極區熱。導致這種結果的機制仍然未知；
天王星異常的轉軸傾斜原因也不知道，但是通常的猜想是在太陽系形成的時候，一顆地球大小的原行星撞擊到天王星，
造成的指向的歪斜。
物理性質
天王星主要是由岩石與各種成分不同的水冰物質所組成，
其組成主要元素為氫（83%），其次為氦（15%）。
在許多方面天王星（海王星也是）與大部分都是氣態氫組成的木星與土星不同，
其性質比較接近木星與土星的地核部份，而沒有類木行星包圍在外的巨大液態氣體表面（主要是由金屬氫化合物氣體受重力液化形成）。
天王星並沒有土星與木星那樣的岩石內核，
它的金屬成分是以一種比較平均的狀態分佈在整個地殼之內。
直接以肉眼觀察，天王星的表面呈現洋藍色，
這是因為它的甲烷大氣吸收了大部分的紅色光譜所導致。
內部結構
地球和天王星大小的比較。天王星的品質大約是地球的14.5倍，
是類木行星中品質最小的，它的密度是1.29公克/釐米³ 只比土星高一些。
直徑雖然與海王星相似（大約是地球的4倍），但品質較低。
這些數值顯示它主要由各種各樣揮發性物質，例如水、氨和甲烷組成。
天王星內部冰的總含量還無法精確的知道，根據選擇模型的不同而有不同的結果，
但是總是在地球品質的9.3至13.5倍之間。氫和氦在全體中只占很小的部份，
大約在0.5至1.5地球品質。剩餘的品質（0.5至3.7地球品質）才是岩石物質。
內熱
天王星的內熱看上去明顯的比其他的類木行星為低，
在天文的項目中，它是低熱流量。目前仍不瞭解天王星內部的溫度為何會如此低，
大小和成分與天王星像是雙胞胎的海王星，放出至太空中的熱量是得自太陽的2.61倍；
相反的，天王星幾乎沒有多出來的熱量被放出。
天王星在遠紅外（也就是熱輻射）的部份釋出的總能量是大氣層吸收自太陽能量的1.06±0.08倍。
事實上，天王星的熱流量只有0.042±0.047瓦/米2，遠低於地球內的熱流量0.075瓦/米2。
天王星對流層頂的溫度最低溫度紀錄只有49K，使天王星成為太陽系溫度最低的行星，比海王星還要冷。
行星環
天王星的環。最外層是明亮的ε環，
還可以看見另外的8個環。
天王星環系統。天王星有個複雜的行星環系統它是太陽系中繼土星環之後發現第二個環系統。
該環由大小毫米到幾米的極端黑暗粒狀物質組成。
目前已知天王星環有13個圓環，
其中最明亮的是ε環。
所有天王星行星環除兩個以外皆極度狹窄 – 通常只有幾公里寬。天王星環大概還相當年輕；
動力學分析指出它們不是與天王星同時形成的。
環中的物質可能來自被高速撞擊或潮汐力粉碎的衛星。
而來自這些撞擊結果形成的眾多碎片中，
只有少數幾片留存在對應到現今的環的有限數量穩定區域裏。
威廉·赫歇耳聲稱他曾經在1789年看見天王星環，
然而這是值得懷疑的，首先該環相當的黯淡，
而且隨後的兩個世紀沒有一個觀測者曾經注意到環的存在。
儘管如此，赫歇耳正確的描述了ε環大小、其相對於地球間的角度、色澤為紅、以及它隨天王星繞行太陽造成顯著變化。
環確實的發現日期是1977年3月10日，在詹姆斯·L.·艾略特、愛德華·W.·杜漢、和道格拉斯·J.·明克透過柯伊伯機載天文臺觀測時意外的發現。
他們原本的計畫是觀測天王星掩蔽SAO 158687以研究天王星的大氣層。
然而，當他們分析觀測的資料時，他們發現在行星掩蔽的前後，這顆恒星都曾經短暫的消失了五次。
他們認為，必須有個環系統圍繞著行星才能解釋。後來他們又偵測到四個額外的環。
航海家2號在1986年飛掠過天王星時，直接拍下了這些環。航海家2號也發現了兩圈新的黯淡光環，使環的數量增加到11圈。
在2005年12月，哈柏太空望遠鏡偵測到一對早先未曾發現的藍色圓環。
最週邊的一圈與天王星的距離比早先知道的環遠了兩倍，因此新發現的環被稱為環系統的外環，使天王星環的數量增加到13圈。
哈柏同時也發現了兩顆新的小衛星，其中的天衛二十六還與最外面的環共用軌道。
在2006年4月，凱克天文臺 公佈的新環影像中，外環的一圈是藍色的，另一圈則是紅色的。
關於外環顏色是藍色的一個假說是，它由來自天衛二十六的細小冰微粒組成，因此能散射足夠多的藍光。
天王星的內環看起來是呈灰色的。
磁場
航海家2號在1986年觀察到的天王星磁場。在航海家2號抵達之前，天王星的磁層從未被測量過，因此很自然的還保持著神秘。
在1986年之前，因為天王星的自轉軸就躺在黃道上，天文學家盼望能根據太陽風測量到天王星的磁場。
航海家的觀測顯示天王星的磁場是奇特的，
一則是他不在行星的幾何中心，再者他相對於自轉軸傾斜59°。
事實上，磁極從行星的中心偏離往南極達到行星半徑的三分之一。
這異常的幾何關係導致一個非常不對稱的磁層，在南半球的表面，磁場的強度低於0.1高斯，
而在北半球的強度高達1.1高斯；在表面的平均強度是0.23高斯。
相較之下，地球兩極的磁場強度大約是相等的，並且"磁赤道"大致上也與物理上的赤道平行，天王星的偶極矩是地球的50倍。
海王星也有一個相似的偏移和傾斜的磁場，因此有人認為這是冰巨星的共同特點。
一種假說認為，不同於類地行星和氣體巨星的磁場是由核心內部引發的，
冰巨星的磁場是由相對於表面下某一深度的運動引起的，例如水–氨的海洋。
儘管有這樣奇特的准線，天王星的磁層在其他方面與一般的行星相似：
在他的前方，位於23個天王星半徑之處有弓形震波，磁層頂在18個天王星半徑處，徹底發展完成的磁尾和輻射帶。
綜上所論，天王星的磁層結構不同於木星的，而比較像土星的。
天王星的磁尾在天王星的後方延伸至太空中遠達數百萬公里，並且因為行星的自轉被扭曲而斜向一側，
像是拔瓶塞的長螺旋杆。
天王星的磁層包含帶電粒子：質子和電子，還有少量的H2+離子，未曾偵測到重離子。
許多的這些微粒可能來自大氣層熱的暈內。離子和電子的能量分別可以高達4和1.2百萬電子伏特。
在磁層內側的低能量（低於100電子伏特）離子的密度大約是2釐米-3。微粒的分佈受到天王星衛星強烈的影響，
在衛星經過之後，磁層內會留下值得注意的空隙。
微粒流量的強度在100,000年的天文學時間尺度下，足以造成衛星表面變暗或是太空風暴。
這或許就是造成衛星表面和環均勻一致暗淡的原因。在天王星的兩個磁極附近，有相對算是高度發達的極光，
在磁極的附近形成明亮的弧。但是，不同於木星的是，天王星的極光對增溫層的能量平衡似乎是無足輕重的。
（資料來源：維基百科）