天王星的直径大约是32,000英里(51,500公里)，相当于地球的4倍，是太阳系第三大行星。

在太阳系中，天王星是四大气体行星之一。气态巨行星是主要由非固体物质组成的，它们缺少坚实的表面，换言之，核心是非固体的，或者说核心是固态的，只是被厚厚的包裹，所以每个人都看不到。其他三个气态巨行星是海王星，土星和木星。天王星比海王星稍大，但它的直径不及土星和木星的一半。

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观测天王星

1781年，一位 英国天文学家 WilliamHachel用他自制的6英寸口径望远镜观测夜空。他仔细研究每一颗星星，想找出一些不寻常的东西。三月份的一个晚上，他发现有个小圆盘在夜空中闪烁，很明显它并不像星星那样有光。起初他以为这是一颗彗星，不久天文学家就发现了赫歇尔发现的是一颗新的行星。天文学家他们将古希腊的天空之神乌拉诺斯命名为天王星。

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旋转与旋转

在距离太阳18亿英里(29亿公里)的天王星，是离太阳第七远的行星。这颗行星沿椭圆轨道绕太阳运行，一周需要84个地球年。天王星与太阳的距离是土星和地球到太阳距离的2倍和19倍。

天王星每17小时旋转约一周。它的旋转轴与轨道面倾斜98度，这在太阳系中是绝无仅有的，这导致天王星的旋转几乎是横着的。北半球在北极的公转过程中，一半时间是对太阳，另一半时间是南极对太阳。

科学家们认为，在天王星形成之初，被大型物体撞击，这可能是天王星自转轴产生如此倾斜的原因。就像太阳系的其它行星一样，天王星由一种叫做“星子”的小天体的撞击而成。天文学者推测，撞击应该发生在天王星形形成后期，因为一颗特别大的“恒星”撞到了它的侧卧状态。

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阴霾笼罩的天王星

天王星是一颗被烟雾笼罩的气态巨星。这种浓雾太浓了，覆盖在上面的一切细节都无法看到。我们必须使用一些特殊的仪器来探测雾下的云。

对于天王星的具体结构，我们从旅行者2号探测器和哈勃望远镜中了解有限。

在天王星的最外层充满丝缕状气体。地球深处，温度和压力通常会升高。随著位置的不断深入，大气逐渐由气态转变为超临界流体。它是一种特殊的流体，同时具有气液的特性。其密度随着深度的增加而增加，但并没有凝结成明显的液相流体。直到行星的核心，它一直保持着这种介于气体和液体之间的奇异特性。天王星的核心大小与地球相仿，看上去就像由岩石构成。

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构造和外观

在天王星的流体状大气中，主要由氢和氦组成，含有少量的甲烷气体，另外还有水和氨。在地球上，所有这些物质都处于超临界状态。还有一些行星学家认为天王星上的氢气和氦是气态的，其他一些物质是冰晶。所以这些科学家有时称天王星为冰巨星，而非气态巨星。

这并不意味着天王星主要由冻结物质组成。此处的“冰”指沸点比氢和氦高的物质。

用肉眼来看的话，天王星几乎没有什么特点。这场暴风雪在阴霾的遮蔽下肆虐，这里也有各种纬度的带状云，它们在可见光下都无法直接观测到，但在红外波段却中却很明显。红外线测量仪能够识别较热和较冷的区域，并用伪色图对其进行识别。

在天王星最外层的雾气和云之下，一直到大约6000英里(10,000公里)深处才是它的大气层，随着高度的降低，气温逐渐下降，在底部大约是华氏零下355度(摄氏零下215度)。

大气层下是由水甲烷和氨组成的奇特的流体海洋。研究者无法确定这片流体的海洋是否有真正的液体或固体的冰，但他们认为天王星的正中心应该有一个和地球一样直径的岩石核心。

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最接近的一个环离它的中心约23,600英里(37，191公里)，而最远的环距离，38,000英里(51，456公里)与土星环的宽亮不同，天王星环又细又暗。数以亿计的冰块和石头组成了天王星环，而他们为何如此暗淡，其中一个说法是，它们的表面可能覆盖着碳氢化合物。科学家也相信这些石头和冰可能成为天王星的卫星。当陨石撞击时，那些直径小于6英里(10千米)的物体会有微小的颗粒脱落，然后加入行星环。

天王星有五个较大的卫星，也就是五个月亮。他们被称为 Ariel, Umburyhell, Titania, Oberron和 Miranda。Titania的直径大约是1,000英里(1,600公里), Oberron大约有950英里(1,530公里)。Ariel和 Umburriel的直径差不多，分别为725英里(1,168公里)和730英里(1,175公里)。Miranda直径最小，约290英里(470公里)。

天王星也有无数的小卫星，其中许多是旅行者2号探测器发现的。两个行星直径都不到101英里(162公里)，表面非常暗，这可能是因为碳氢化合物覆盖着像天王星环一样。其他的小卫星是用地面和哈勃太空望远镜观测到的。到2004年为止，已有27颗天王星被发现，或许在将来还会发现更多。