天王星的直徑大約是32,000英裏(51,500公裏)，相當于地球的4倍，是太陽系第三大行星。

在太陽系中，天王星是四大氣體行星之一。氣態巨行星是主要由非固體物質組成的，它們缺少堅實的表面，換言之，核心是非固體的，或者說核心是固態的，只是被厚厚的包裹，所以每個人都看不到。其他三個氣態巨行星是海王星，土星和木星。天王星比海王星稍大，但它的直徑不及土星和木星的一半。

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觀測天王星

1781年，一位 英國天文學家 WilliamHachel用他自制的6英寸口徑望遠鏡觀測夜空。他仔細研究每一顆星星，想找出一些不尋常的東西。三月份的一個晚上，他發現有個小圓盤在夜空中閃爍，很明顯它並不像星星那樣有光。起初他以爲這是一顆彗星，不久天文學家就發現了赫歇爾發現的是一顆新的行星。天文學家他們將古希臘的天空之神烏拉諾斯命名爲天王星。

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旋轉與旋轉

在距離太陽18億英裏(29億公裏)的天王星，是離太陽第七遠的行星。這顆行星沿橢圓軌道繞太陽運行，一周需要84個地球年。天王星與太陽的距離是土星和地球到太陽距離的2倍和19倍。

天王星每17小時旋轉約一周。它的旋轉軸與軌道面傾斜98度，這在太陽系中是絕無僅有的，這導致天王星的旋轉幾乎是橫著的。北半球在北極的公轉過程中，一半時間是對太陽，另一半時間是南極對太陽。

科學家們認爲，在天王星形成之初，被大型物體撞擊，這可能是天王星自轉軸産生如此傾斜的原因。就像太陽系的其它行星一樣，天王星由一種叫做“星子”的小天體的撞擊而成。天文學者推測，撞擊應該發生在天王星形形成後期，因爲一顆特別大的“恒星”撞到了它的側臥狀態。

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陰霾籠罩的天王星

天王星是一顆被煙霧籠罩的氣態巨星。這種濃霧太濃了，覆蓋在上面的一切細節都無法看到。我們必須使用一些特殊的儀器來探測霧下的雲。

對于天王星的具體結構，我們從旅行者2號探測器和哈勃望遠鏡中了解有限。

在天王星的最外層充滿絲縷狀氣體。地球深處，溫度和壓力通常會升高。隨著位置的不斷深入，大氣逐漸由氣態轉變爲超臨界流體。它是一種特殊的流體，同時具有氣液的特性。其密度隨著深度的增加而增加，但並沒有凝結成明顯的液相流體。直到行星的核心，它一直保持著這種介于氣體和液體之間的奇異特性。天王星的核心大小與地球相仿，看上去就像由岩石構成。

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構造和外觀

在天王星的流體狀大氣中，主要由氫和氦組成，含有少量的甲烷氣體，另外還有水和氨。在地球上，所有這些物質都處于超臨界狀態。還有一些行星學家認爲天王星上的氫氣和氦是氣態的，其他一些物質是冰晶。所以這些科學家有時稱天王星爲冰巨星，而非氣態巨星。

這並不意味著天王星主要由凍結物質組成。此處的“冰”指沸點比氫和氦高的物質。

用肉眼來看的話，天王星幾乎沒有什麽特點。這場暴風雪在陰霾的遮蔽下肆虐，這裏也有各種緯度的帶狀雲，它們在可見光下都無法直接觀測到，但在紅外波段卻中卻很明顯。紅外線測量儀能夠識別較熱和較冷的區域，並用僞色圖對其進行識別。

在天王星最外層的霧氣和雲之下，一直到大約6000英裏(10,000公裏)深處才是它的大氣層，隨著高度的降低，氣溫逐漸下降，在底部大約是華氏零下355度(攝氏零下215度)。

大氣層下是由水甲烷和氨組成的奇特的流體海洋。研究者無法確定這片流體的海洋是否有真正的液體或固體的冰，但他們認爲天王星的正中心應該有一個和地球一樣直徑的岩石核心。

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最接近的一個環離它的中心約23,600英裏(37，191公裏)，而最遠的環距離，38,000英裏(51，456公裏)與土星環的寬亮不同，天王星環又細又暗。數以億計的冰塊和石頭組成了天王星環，而他們爲何如此暗淡，其中一個說法是，它們的表面可能覆蓋著碳氫化合物。科學家也相信這些石頭和冰可能成爲天王星的衛星。當隕石撞擊時，那些直徑小于6英裏(10千米)的物體會有微小的顆粒脫落，然後加入行星環。

天王星有五個較大的衛星，也就是五個月亮。他們被稱爲 Ariel, Umburyhell, Titania, Oberron和 Miranda。Titania的直徑大約是1,000英裏(1,600公裏), Oberron大約有950英裏(1,530公裏)。Ariel和 Umburriel的直徑差不多，分別爲725英裏(1,168公裏)和730英裏(1,175公裏)。Miranda直徑最小，約290英裏(470公裏)。

天王星也有無數的小衛星，其中許多是旅行者2號探測器發現的。兩個行星直徑都不到101英裏(162公裏)，表面非常暗，這可能是因爲碳氫化合物覆蓋著像天王星環一樣。其他的小衛星是用地面和哈勃太空望遠鏡觀測到的。到2004年爲止，已有27顆天王星被發現，或許在將來還會發現更多。