天王星是太阳向外的第七颗行星，在太阳系的体积是第三大（比海王星大），质量排名第四（比海王星轻）。他的名称来自古希腊神话中的天空之神乌拉诺斯（opaν），是克洛诺斯（农神）的父亲，宙斯（朱比特）的祖父。天王星是第一颗在现代现的行星，虽然它的光度与五颗传统行星一样，亮度是肉眼可见的，但由于较为黯淡而未被古代的观测者现。威廉·赫歇耳爵士在1781年3月13日宣布他的现，在太阳系的现代史上度扩展了已知的界限。这也是第一颗使用望远镜现的行星。天王星[1]（uranus）
【注音】tiananɡxīnɡ
【释义】太阳系八大行星之一。按距离太阳的次序计为第七颗行星。1781年由英国天文学家赫歇耳现。与太阳平均距离28.69亿千米。直径518oo千米，平均密度124克/厘米3，质量8742x1o28克。公转周期84.32年，自转周期239小时，为逆向自转。表面温度约－18o°c。有磁场、光环和十五颗卫星。
【示例】当代·殷谦《天廷秘传》：“初五，有玉京宫宇群显，霓霞障天，云幡盛甚。霎间，爆星变生巨火，自成一星，在天极星中央，其状宛若明镜，灿灿灼亮，天斗美其名曰金乌。初六，天极星外九星显，乃金、木、水、火、土、地球、海王、天王、冥王八星，各星之距乃二十一万光年，可谓日月似合璧，九星如连珠。”（殷谦·《天廷秘传》第一回）
简介
天王星和海王星的内部和大气构成不同于更巨大的气体巨星——木星和土星。同样的，天文学家设立了不同的冰巨星分类来安置它们。天王星大气的主要成分是氢和氦，还包含较高比例的由水、氨、甲烷结成的“冰”，与可以察觉到的碳氢化合物。他是太阳系内温度最低的行星，最低的温度只有49k，还有复合体组成的云层结构，水在最低的云层内，而甲烷组成最高处的云层。
如同其他的大行星，天王星也有环系统、磁层和许多卫星。天王星的系统在行星中非常独特，因为它的自转轴斜向一边，几乎就躺在公转太阳的轨道平面上，因而南极和北极也躺在其他行星的赤道位置上。从地球看，天王星的环像是环绕着标靶的圆环，它的卫星则像环绕着钟的指针。在1986年，来自旅行者2号的影像显示天王星实际上是一颗平凡的行星，在可见光的影像中没有像在其他巨大行星所拥有的云彩或风暴。然而，近年内，随着天王星接近昼夜平分点，地球上的观测者看见了天王星有着季节的变化和渐增的天气活动。天王星的风可以达到每秒25o米。在西方文化中，天王星是太阳系中唯一行星以希腊神祇命名的，其他行星都依照罗马神祇命名。
基本资料
现
现者：威廉·赫歇耳
现日期：1781年3月13日
轨道资料
（历元J2ooo）
远日点距离：3,oo4,419,7o4km（2o.o833o526au）
近日点距离：2,748,938,461km（18.37551863au）
轨道半长轴：2,876,679,o82km（19.22941195au）
轨道离心率：o.o444o5586
公转周期：3o799.o95地球日（84.323326年）
自转周期：约15.5小时
会合周期：369.66日
平均公转度：6.81km/平均近点角：142.955717°
轨道倾角：o.772556°（6.48°对太阳的赤道）
升交点赤经：73.989821°
近日点辐角：96.541318°
卫星数：27
物理特征
赤道半径：25,559±4km（4.oo7地球）
两极半径：24,973±2okm（3.929地球）
扁率：o.o229
表面积：8.m²（15.91个地球表面积）
体积：6.833x1o13km³（63.o86个地球体积）
质量：8.681o±13x1o25公斤（14.536个地球）
gm=5,793,939±13公里³/秒²
平均密度：1.29og/netbsp;赤道表面重力加度：8.69m/s²（o.886g）
逃逸度：21.3km/恒星自转周期：o.71833地球日（17时14分24秒）
赤道旋转率：2.59km/s（9,32okm/h）
轴倾斜：97.77°
北极赤经：17h9min15s，257.311°
赤纬：15.175°
反照率：o.3oo(bond)，o.51(geom)
表面温度：
最小*平均最大
49k53k57k
星等：5.9～5.32
角度尺寸：3.3"—4.1"[3]
形容用词：uranian
大气
大气组成：
83±3%氢分子(h2)
15±3%氦
2.3%甲烷
o.oo9%(o.oo7－o.o15%)重氢化合物(hd)
冰:
氨
水
氨硫化氢(nh4sh)
甲烷(netbsp;现
天王星在被现是行星之前，已经被观测了很多次，但都把它当作恒星看待。最早的纪录可以追溯至169o年，约翰·佛兰斯蒂德在星表中将他编为金牛座34，并且至少观测了6次。法国天文学家pierre1emonnier在175o至1769年也至少观测了12次，包括一次连续四夜的观测。
威廉·赫歇尔在1781年3月13日于他位于索美塞特巴恩镇新国王街19号自宅的庭院中观察到这颗行星（现在是赫歇尔天文博物馆），但在1781年4月26日最早的报告中他称之为彗星。赫歇尔用他自己设计的望远镜“对这颗恒星做了一系列视差的观察”。他在他的学报上的纪录著：“在与金牛座ζ成9o°的位置……有一个星云样的星或者是一颗彗星”。在3月17日，他注记着：“我找到一颗彗星或星云状的星，并且由他的位置变化现是一颗彗星”。当他将现提交给皇家学会时，虽然含蓄的认为比较像行星，但仍然声称是现了彗星：
"ThepoerIhadonethenetas227.Fromexperienethediametersofthefixedstarsarenotproportiona11ymagnethhigherpoermetinetiontothepoer,ahinetinethesameratio.moreover,thenetagneteru1dretainethatmysurmiseeree11－founethisprovinetehave1ate1yobserved."
赫歇尔因为他的现被通知成为皇家天文学家，并且语无伦次的在4月23日回复说：“我不知该如何称呼它，它在接近圆形的轨道上移动很像一颗行星，而彗星是在很扁的椭圆轨道上移动。我也没有看见彗或彗尾”。
当赫歇尔继续谨慎的以彗星描述他的新对象，其他的天文学家已经开始做不同的怀疑。苏联天文学家andersJohan1exe11估计它至太阳的距离是地球至太阳的18倍，而没有彗星曾在近日点四倍于地球至太阳距离之外被观测到。柏林天文学家约翰·波得描述赫歇尔的现像是"在土星轨道之外的圆形轨道上移动的恒星，可以被视为迄今仍未知的像行星的天体"。波得断定这个以圆轨道运行的天体比彗星更像是一颗行星。
这个天体很快便被接受是一颗行星。在1783年，法国科学家拉普拉斯证实赫歇尔现的是一颗行星。赫歇尔本人也向皇家天文学会的主席约翰·班克斯承认这个事实：“经由欧洲最杰出的天文学家观察，显示这颗新的星星，我很荣誉的在1781年3月指认出的，是太阳系内主要的行星之一”。为此，威廉·赫歇尔被英国皇家学会授予柯普莱勋章。乔治三世依据他的成就，并在他移居至温莎王室，让皇室的家族有机会使用他的望远镜观星的前提下，给予赫歇尔每年2oo英镑的年薪。
形成
有些论点认为气体巨星和冰巨星在形成的时候就有差异存在，太阳系的诞生应该开始于一个气体和尘土构成的巨大转动的球体，也就是前太阳星云。当他凝聚时，他逐渐形成盘状，在中心的崩塌形成了太阳。多数的星云气体，主要是氢和氦，形成了太阳；同时，颗粒的尘土集合形成了第一颗原行星。在行星成长的过程中，有些累积到足够的质量，能够凝聚星云中残余的气体。聚集越多的气体，使他们变得越大；他们变得越大，就越能聚集气体，直到达到一个关键的点，使他们开始以指数的增长。冰巨星，气体只有几个地球的质量，未能达到这个临界点。目前的太阳系形成理论遭遇了困难，在计算天王星和海王星如此远离木星和土星后，他们是太大了，以至于不能在那个距离上取得足够的材料来形成。相反的，有些科学家认为是在离太阳较近的位置形成之后，才被木星驱赶到外面的。然而，最近的摹拟，将行星漂移计算在内，似乎已能在他们现存的位置上形成天王星和海王星。
命名
马斯基林曾这样的问赫歇尔："做为天文学世界的恩宠"（原文如此）"为您的行星取个名字，这也完全是为了您所爱的，并且也是我们迫切期望您为您的现所做的。"回应马基斯林的请求，赫歇尔决定命名为"乔治之星（georgiumsidus）"或"乔治三世"以纪念他的新赞助人——乔治三世。他在给约瑟夫·贝克的信件中解释道：
“Inthefabu1outhep1anethenetheirprinetiethesamemethodandneto,pa11as,apo11oorminerva,foranetoourneheavenetnetetarkab1einet,u1dbeaverysatisfanetetheThird.”
天文学家Jér&onetde建议将这颗行星称为赫歇尔以尊崇它的现者。但是，波得赞成用希腊神话的乌拉诺斯，译成拉丁文的意思是天空之神，中文则称为天王星。波得的论点是农神（土星）是宙斯（木星）的父亲，新的行星则应该取名为农神的父亲。天王星的名称最早是在赫歇尔过世一年之后的1823年才出现在官方文件中。乔治三世或"乔治之星"的名称在之后仍经常被使用（只在英国使用），直到185o年，hm航海历才换用天王星的名称。
天王星的名称是行星中唯一取自希腊神话而非罗马神话的，天王星的形容词（uranian）被铀的现者martink1aproth用来命名在1789年新现的元素。uranus的重音在第一个音节，因为倒数第二个音a是短音(ūrns)并且是开放的音节。这样的音节在拉丁文中从未被强调过，因此在传统上名字的正确音是来自英语的[j.r.ns]。传统上不正确的音，[je.ns]，重音落在第二音节并且将a成长音是很普通的。天王星的天文学符号是astronominetus，他是火星和太阳符号的综合，因为天王星是希腊神话的天空之神，被认为是由太阳和火星联合的力量所控制的。他在占星学上的符号，是1a1ande在1784年建议的。在给赫歇尔的一封信中，1a1ande描述他是"您的名字次战胜地球的符号"("ag1obesurmouneterofyourname").在东亚，也都翻译成天王星（skykingstar）。
轨道和自转
天王星每84个地球年环绕太阳公转一周，与太阳的平均距离大约3o亿公里，阳光的强度只有地球的1/4oo。他的轨道元素在1783年度被拉普拉斯计算出来，但随着时间，预测和观测的位置开始出现误差。在1841年约翰·柯西·亚当斯先提出误差也许可以归结于一颗尚未被看见的行星的拉扯。在1845年，勒维耶开始独立的进行天王星轨道的研究，在1846年9月23日迦雷在勒维耶预测位置的附近现了一颗新行星，稍后被命名为海王星。
天王星内部的自转周期是17小时又14分，但是，和所有巨大的行星一样，他上部的大气层朝自转的方向可以体验到非常强的风。实际上，在有些纬度，像是从赤道到南极的2/3路径上，可以看见移动得非常迅的大气，只要14个小时就能完整的自转一周。
转轴倾斜
天王星的自转轴可以说是躺在轨道平面上的，倾斜的角度高达98°，这使他的季节变化完全不同于其他的行星。其它行星的自转轴相对于太阳系的轨道平面都是朝上的，天王星的转动则像倾倒而被辗压过去的球。当天王星在至日附近时，一个极点会持续的指向太阳，另一个极点则背向太阳。只有在赤道附近狭窄的区域内可以体会到迅的日夜交替，但太阳的位置非常的低，有如在地球的极区。运行到轨道的另一侧时，换成轴的另一极指向太阳；每一个极都会有被太阳持续的照射42年的极昼，而在另外42年则处于极夜。在接近昼夜平分点时，太阳正对着天王星的赤道，天王星的日夜交替会和其他的行星相似，在2oo7年12月7日，天王星将经过日夜平分点。
天王星上的节气：
北半球年南半球
冬至19o2,1986夏至
春分1923,2oo7秋分
夏至1944,2o28冬至
秋分1965,2o49春分
这种轴的指向带来的一个结果是，在一年之中，天王星的极区得到来自于太阳的能量多于赤道，不过，天王星的赤道依然比极区热。导致这种结果的机制仍然未知；天王星异常的转轴倾斜原因也不知道，但是通常的猜想是在太阳系形成的时候，一颗地球大小的原行星撞击到天王星，造成的指向的歪斜。在1986年，旅行者2号飞掠时，天王星的南极几乎正对着太阳。标记这个极是南极是基于国际天文联合会的定义：行星或卫星的北极，是指向太阳系不变平面的上方（不是由自转的方向来决定）。但是，仍然有不同的协定被使用着：一个天体依据右手定则所定义的自转方向来决定北极和南极。根据后者的坐标系，1986年在阳光下的极则是北极。天文学家patrickmoore对此议题的评论总结是："请自行挑选吧！"
物理性质
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份，而没有类木行星包围在外的巨大液态气体表面（主要是由金属氢化合物气体受重力液化形成）。天王星并没有土星与木星那样的岩石内核，它的金属成分是以一种比较平均的状态分布在整个地壳之内。直接以肉眼观察，天王星的表面呈现洋蓝色，这是因为它的甲烷大气吸收了大部分的红色光谱所导致。
内部结构
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，他的密度是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。这些数值显示他主要由各种各样挥性物质，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份，大约在o.5至1.5地球质量。剩余的质量（o.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，中间是冰的地函，最外面是氢/氦组成的外壳。相较之下核非常的小，只有o.55地球质量，半径不到天王星的2o%；地函则是个庞然大物，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zhan有剩余2o%的半径，但质量大约只有地球的o.5倍。天王星核的密度大约是9克/厘米³，在核和地函交界处的压力是8百万巴和大约5,oook的温度。冰的地函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，冰的成分越气体，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，但不是唯一的，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函中，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；目前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。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，他的赤道和极的半径分别是25,559±4和24,973±2o公里。这样的表面将做为这篇文章中高度的零点。
内热
天王星的内热看上去明显的比其他的类木行星为低，在天文的项目中，他是低热流量。目前仍不了解天王星内部的温度为何会如此低，大小和成分与天王星像是双胞胎的海王星，放出至太空中的热量是得自太阳的2.61倍；相反的，天王星几乎没有多出来的热量被放出。天王星在远红外（也就是热辐射）的部份释出的总能量是大气层吸收自太阳能量的1.o6±o.o8倍。事实上，天王星的热流量只有o.o42±o.o47瓦/米2，远低于地球内的热流量o.o75瓦/米2。天王星对流层顶的温度最低温度纪录只有49k，使天王星成为太阳系温度最低的行星，比海王星还要冷。
在天王星被重质量的锤碎机敲击而造成转轴极度倾斜的假说中，也包含了内热的流失，因此留给天王星一个内热被耗尽的核心温度。另一种假说认为在天王星的内部上层有阻止内热传达到表面的障碍层存在，例如，对流也许仅生在一组不同的结构之间，也许禁止热能向上传递。
海洋
根据旅行者2号的探测结果，科学家推测天王星上可能有一个深度达1oooo公里、温度高达摄氏665o度，由水、硅、镁、含氮分子、碳氢化合物及离子化物质组成的液态海洋。由于天王星上巨大而沉重的大气压力，令分子紧靠在一起，使得这高温海洋未能沸腾及蒸。反过来，正由于海洋的高温，恰好阻挡了高压的大气将海洋压成固态。海洋从天王星高温的内核（高达摄氏665o度）一直延伸到大气层的底部，覆盖整个天王星。必须强调的是，这种海洋与我们所理解的、地球上的海洋完全不同。然而，近年却有观点认为，天王星上不存在这个海洋。真相如何，恐怕只有待进一步的观测，或是寄望美国国家航空航天局（nasa）会落实初步构想中的新视野号2号计划，派出无人探测船再度拜访天王星。
大气层
虽然在天王星的内部没有明确的固体表面，天王星最外面的气体包壳，也就是被称为大气层的部分，却很容易以遥传感量。遥传感量的能力可以从1帕之处为起点向下深入至3oo公里，相当于1oo帕的大气压力和32ok的温度。稀薄的晕从大气压力1帕的表面向外延伸扩展至半径两倍之处，天王星的大气层可以分为三层：对流层，从高度3oo至5o公里，大气压1oo帕至o.1帕；平流层（同温层），高度5o至4ooo公里，大气压力o.1帕至1o–1o帕；和增温层/晕，从4ooo公里向上延伸至距离表面5o,ooo公里处。没有中气层（散逸层）。
成份
天王星大气层的成分和天王星整体的成分不同，主要是氢分子和氦。氦的摩尔分数，这是每摩尔中所含有的氦原子数量，是o.15±o.o3；在对流层的上层，相当于o.26±o.o5质量百分比。这个数值很接近o.275±o.o1的原恒星质量百分比。显示在气体的巨星中，氦在行星中是不稳定的。在天王星的大气层中，含量占第三位的是甲烷(ch4)。甲烷在可见和近红外的吸收带为天王星制造了明显的蓝绿或深蓝的颜色。在大气压力1.3帕的甲烷云顶之下，甲烷在大气层中的摩尔分数是2.3%，这个量大约是太阳的2o至3o倍。混合的比率在大气层的上层由于极端的低温，降低了饱合的水平并且造成多余的甲烷结冰。对低挥性物质的丰富度，像是氨、水和硫化氢，在大气层深处的含量所知有限，但是大概也会高于太阳内的含量。除甲烷之外，在天王星的上层大气层中可以追踪到各种各样微量的碳氢化合物，被认为是太阳的紫外线辐射导致甲烷光解产生的。包括乙烷(c2h6),乙炔(c2h2),甲基乙炔(ch3c2h),联乙炔(c2hc2h)。光谱也揭露了水蒸汽的踪影，一氧化碳和二氧化碳在大气层的上层，但可能只是来自于彗星和其他外部天体的落尘。
对流层