天王星

在太阳系的所有行星中，天王星是唯一一个光线明亮、颜色湛蓝、除此之外毫无特色的行星。即使旅行者2号宇宙飞船对它进行了近距离的探测，也发现不了别的特征，对于天王星，最引人注目的是天王星是如何出现的。在人类看来，天王星是唯一一颗没有有趣特征的行星。

从地球上看，天王星只是一个很小的蓝绿色圆盘。旅行者2号之前曾揭示了木星和土星上风暴和条纹的前所未有的细节。当它到达天王星时，它看到了一个巨大的、毫无特色的、蓝绿色的球体。即使把图像对比度调得尽可能高，实际上也没什么可看的。天王星似乎是人们能想象到的最无趣的行星。

与土星或木星相比，天王星的体积如此之小，据推测天王星无法产生任何自身的内热，因此只有在太阳加热的情况下，天王星才能达到所期望的温度。天王星是蓝色的，毫无特色，因为它是冷的、遥远的、且不产生自己的热量。它的上层大气是一个常数58k。这似乎就是整个故事。

旅行者2号同时飞越天王星(右)和海王星(左)，揭示了这两个世界的性质、颜色、大气和环系统。它们都有光环、许多有趣的卫星、大气、地表现象，这些都正等着人类去研究。这两个世界之间最大的未知差异是，为什么海王星产生了自己的热量，而天王星没有。

当然，事实并非如此！天王星又冷又远，不会产生太多的内热，这部分是对的。但是天王星在太阳系的所有行星中是独一无二的，因为它有一个特殊的特性：与众不同的自转。其他行星的旋转平面都与太阳的旋转平面成一定的倾斜度，天王星则实际上是在它的一边像桶一样滚动，而不是像陀螺一样旋转。

1986年旅行者2号宇宙飞船飞过天王星的时候是冬至，太阳照射的那一面是天王星的极地之一。但是随着时间的流逝，天王星从冬至移动到春分，这时它的赤道区域会被太阳照亮。阳光没有持续不断地涌入一个半球，而是出现了快速的白天与黑夜切换，这与天王星大约17个小时的自转周期一致。

凯克望远镜的红外图像显示了太阳系第三大行星天王星大气层的细节。在可见光下，天王星看起来就像一个毫无特色的蓝绿色大理石，因为其上层大气中的甲烷吸收红光波长。红外线发射管透过甲烷，可以看到云带和明亮的风暴，它们高高地延伸到周围的云层之上。这两幅图片展示了东半球和西半球。它们也揭示了天王星的窄环。

天王星绕太阳公转需要84地球年，这意味着从冬至到春分需要21地球年。1986年冬至日，旅行者2号飞过它，这意味着下一次观赏它的最佳时间将是2007年的秋分。

天王星上有旋涡云、风暴，甚至是典型的大气带。在不同的天王星纬度，有黑点和亮点，有雾霭和清晰的区域，颜色各异。科学家们终于找到了一直期待的活跃气氛，而不是一个单调乏味的世界。

通过将哈勃太空望远镜2012年和2014年的数据叠加在旅行者2号对天王星的观测之上，可以发现天王星上存在的极光。

天王星在冬至时颜色均匀的原因是由于它在连续的一天中温度很高，会产生甲烷的薄雾。甲烷，在这种物质状态下，吸收红光，这就是为什么反射的太阳光呈现出绿松石的颜色。同时，甲烷烟雾掩盖了它下面的云层，这就是为什么天王星有着毫无特色的外观。

97.7°的轴向倾斜程度，使得冬至时的天王星是一个无聊的天王星。但是，在天王星的高层大气中非常普遍的甲烷烟雾，只代表大气中最上层的1%。在可见光以外的波段进行观察，会发现更多的非均匀性质。

由于春分的天王星在夜间会冷却下来，甲烷烟雾从顶层的气溶胶变成与低层大气混合的颗粒。因此，当白天再次出现时，最上层部分是透明的。

当这种情况发生时，在高层大气中存在着可观察到的变化，这为99%的下层大气提供了线索。甚至在旧的旅行者2号信息中也存在风暴，只有将1000多张图像叠加在一起，寻找帧与帧之间的变化，才能看到风暴。

真彩色(左)和假彩色(右)天王星的图像，由美国宇航局的旅行者2号宇宙飞船在570万英里的范围内描绘。虽然天王星可能看起来是一个单色、无特征的世界，但这在很大程度上是由于旅行者2号在1986年飞过它时，它的方位和轨道特性导致的。通过把天王星的许多不同的图像叠加在一起，重新分析能够揭示原来不可见的特征。

天文学家埃里克·卡考斯卡说：“其中一些特征可能是由上升气流和冷凝引起的对流云。一些明亮的特征看起来像云层延伸数百公里。天王星南纬高纬度不寻常的旋转可能是由于天王星内部的一个不寻常的特征。虽然这一特征及其与大气的相互作用还不为人知，但我发现这一不寻常的旋转为了解一颗巨大行星的内部提供了新的可能性。”

天王星的光环和它的几颗卫星在这颗行星的广域视野中是可见的，它显示了大气中的带状结构、南北两极之间的明显差异、以及在天王星的冬季酝酿的某种风暴。这些图片是用哈勃太空望远镜拍摄的。

通过观察人眼所不能看到的波长，可以构造出增强的彩色图像。当天王星接近春分时，这些揭示了人类肉眼看不到的一系列特征，包括:

大气结构带。

面向太阳和面向空间的两极之间的半球差异。

风暴和云层出现在高层大气中。

存在一个微弱的光环系统，它可能是由破碎或潮汐破坏的卫星造成的。

还有一些风暴只有在红外线下才能看到，它们会增强和减弱。与最初的观察相反，只要以正确的方式看待它，天王星其实是一个特征丰富的世界。

虽然天王星的颜色已经被观察到了很长一段时间，但直到旅行者2号任务，人们才近距离地访问了这个于1781年发现的世界。

关于这个太阳系第二遥远的行星，仍然有很多谜团需要解开。天王星有一个奇怪的磁场，它倾斜但强大，大约是地球磁场强度的50倍，它像螺旋钻一样绕着地球旋转。碳和氢的双重存在表明，在大气的低层，压力会导致钻石雨的降落。天王星在冬至时显示出统一的温度，但在分点时其表面存在严重的温差，这表明它固有的某些东西导致了温度和季节之间的滞后。人们所看到的风暴，也受到季节的影响，暗示着在大气层深处有一个漩涡，比所看到的要远得多。

哈勃望远镜发现的最后两个天王星环。科学家们在旅行者2号飞过的天王星内环中发现了如此多的结构，但是轨道飞行器可以展示更多。这些图片拍摄于2005年，接近春分，显示了许多与旅行者2号拍摄的标志性的冬至照片截然不同的特征。

天王星，对许多人来说，仍然是最无聊的行星。当天王星在冬至时，它确实是八大行星中最无聊、最没有特色的世界。但由于缺乏内部热源，加上它以倾斜轴旋转，这也为人类提供了一个独特的机会，来了解一颗气态巨行星的能量平衡是如何由太阳驱动的。

天王星，曾经被认为是一个毫无特征的世界，结果是令人难以置信的丰富和多样。这个蓝绿色的世界拥有许多神秘的东西，暗示着在容易观察到的高层大气之下有一个复杂的内部结构。只要存在能量差异，无论是在两极之间还是在昼夜之间，肯定会有有趣的现象需要研究。