第一千八百五十一章 天王星（2/2）

天王星是第一颗使用望远镜发现的行星。威廉·赫歇尔在1781年3月13日于自宅庭院中发现了这颗行星。天王星和海王星的内部和大气构成和更巨大的气态巨行星（木星、土星）不同，天文学家设立了冰巨星分类来定义它们。天王星拥有27颗已知天然卫星，其中有5颗规模较大，另外还有13条较为暗弱的行星环。

天王星大气的主要成分是氢、氦、甲烷和氘。据推测，其内部可能含有丰富的重元素。地幔由甲烷和氨的冰组成，可能含有水。内核由冰和岩石组成。天王星是太阳系内大气层最冷的行星，最低温度为49K（-224℃）

天王星主要是由岩石与各种成分不同的水冰物质所组成，其组成主要元素为氢（83%），其次为氦（15%）。在许多方面天王星（海王星也是）与大部分都是气态氢组成的木星与土星不同，其性质比较接近木星与土星的地核部分，而没有类木行星包围在外的巨大液态气体表面。

天王星的质量大约是地球的14.5倍，是类木行星中质量最小的。它的密度是1.29公克/厘米3只比土星高一些，直径虽然与海王星相似（大约是地球的4倍），但质量较低。这些数值显示天王星主要由各种各样挥发性物质，例如水、氨和甲烷组成。天王星内部冰的总含量还不能精确的知道，根据选择的模型不同有不同的含量，但是总在地球质量的9.3至13.5倍之间。氢和氦在全体中只占很小的部分，大约在0.5至1.5地球质量。剩余的质量（0.5至3.7地球质量）才是岩石物质。

天王星的标准模型结构包括三个层面：在中心是岩石的核，中间是冰的地幔，最外面是氢/氦组成的外壳。相较之下核非常的小，只有0.55地球质量，半径不到天王星的20%；地幔则是个庞然大物，质量大约是地球的13.4倍；而最外层的大气层则相对上是不明确的，大约扩展占有剩余20%的半径，但质量大约只有地球的0.5倍。

天王星核的密度大约是9g/cm3，在核和地幔交界处的压力是800万巴和大约5000K的温度。冰地幔实际上并不是由一般意义上所谓的冰组成，而是由水、氨和其他挥发性物质组成的热且稠密的流体。这些流体有高导电性，有时被称为水–氨的海洋。天王星和海王星的大块结构与木星和土星相当的不同，冰的成分多于气体，因此有理由将她们分开另成一类为冰巨星。

上面所考虑的模型或多或少都是标准的，但是其他的模型也能满足观测的结果。例如，如果大量的氢和岩石混合在地幔中，则冰的总量就会减少，并且相对的岩石和氢的总量就会提高；可利用的数据还不足以让我门确认哪一种模型才是正确的。

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天王星内部的流体结构意味着没有固体表面，气体的大气层是逐渐转变成内部的液体层内。但是，为便于扁球体的转动，在大气压力达到1巴之处被定义和考虑为行星的表面时，天王星赤道半径和极半径分别是25559±4和24973±20公里。这样的表面将作为这篇文章中高度的零点。

天王星有27颗已知天然的卫星，这些卫星的名称都出自威廉·莎士比亚和亚历山大·波普的歌剧中的人物。五颗主要卫星的名称是天卫五、天卫一、天卫二、天卫三和天卫四。天卫三和天卫四是威廉·赫歇尔在1787年3月13日发现的第一颗和第二颗天王星卫星，天卫一和天卫二是在1851年被威廉·拉塞尔发现的。

但直到1852年，威廉·赫歇尔的儿子约翰·赫歇尔才为这四颗卫星命名。1948年，杰拉德·柯伊伯发现第五颗卫星天卫五。天王星卫星系统的质量是气态巨星中最少的，五颗主要卫星的总质量还不到海卫一质量的一半。

最大的卫星天卫三半径只有788.9公里，还不到月球的一半，但是比土星第二大的卫星土卫五稍大些。这些卫星的反照率相对也较低，天卫二约为0.2，天卫一约为0.35。这些卫星由冰和岩石组成，大约是50%的冰和50%的岩石，冰也许包含氨和二氧化碳。

赵中遥看着飞飞，给他讲了一些关于天王星的知识。飞飞听了之后，就对这一颗太阳系的气态巨行星有了一个大概的了解。