這幾年在對天王星的觀測中取得的最大收獲是發現了天王星的光環。幾個世紀以來,人們一直以為太陽係的大行星中,隻有土星有奇特而美麗的光環。在1977年3月10日的天王星掩恒星的觀測中,發現天王星也有光環,就是太陽係研究中的一個重大的發現,它給這顆遙遠的行星增添了新的光彩。

所謂掩星就是從地球上看去,像發生日蝕或月蝕那樣,隻不過是行星把遠處的恒星遮掩住了。通過行星掩恒星的觀測,能夠給我們提供有關軌道參數、行星直徑、大氣結構等等資料。1977年3月10日天王星遮掩恒星SA0158687,這是一次十分難得的掩星觀測機會,但不是地球上所有地方都能觀測到掩星,我國恰好位於可見到掩星的狹長地區內。這一天夜裏我國酌天文工作者和許多國家的天文工作者都投入到這一觀測中,美國的天文工作者還乘坐著飛機,在13千米的高空觀測了這一次罕見的現象。我國紫金山天文台和北京天文台、印度天文台、澳大利亞的帕斯天文台、南非天文台以及美國的飛行實驗室在觀測掩星的過程中,都發現在天王星的周圍有光環。

飛行實驗室、南非天文台發現天王星有5個光環其中主環E較寬,約100千米,其餘4個環隻有10多千米。我國和印度隻觀測到了主環£。後來我國的科學工作者又對全部資料進行檢測,也發現了其他4個光環。

後來又經過幾次天王星掩星的觀測,到1980年止,共發現天王星有16個光環!

第二個具有光環的行星是天王星。天王星在土星的外麵,距太陽192天文單位,由於它比較暗,肉眼很難看到它(隻有在天氣非常好,天王星剛好在天頂,而且又沒有月亮的夜晚才勉強可以看到它),所以一直到1781年才在望遠鏡裏第一次發現它。天王星呈現出小小的淡綠色圓麵,並且也像木星和土星一樣,在赤道區域有幾條明暗相間的條紋。

天王星也很大,僅次於木星、土星和海王星,其直徑有地球的4倍。天王星的密度很小,隻有水的124倍。

天王星自轉也很快,自轉周期不定,約為24小時。公轉周期為84年。由於快速的自轉,使得天王星的形狀也和木星、土星一樣,非常扁,其扁率為003。

天王星有一個特別的地方,就是它在圍繞太陽公轉時,自轉軸幾乎就在公轉軌道麵上,所以,看上去它好像是躺在那兒公轉。因此,在天王星上一年四季的變化就非常之大,幾乎整個行星表麵都有被太陽直射的機會。隻是每季特別長,大約要20年。

天王星大氣中沒有發現氨,主要是氫和甲烷。表麵溫度更低,平均為零下180℃左右。

1977年3月,天王星發生掩星現象,中外天文學家抓住了這一良機,利用各種手段,對它進行了觀測,發現天王星也有一個光環,隻是光環裏氣體物質極其稀薄。天文學家仔細研究了所得的資料,發現其環帶分成16個環,均為封閉環,主要由冰、鐵物質組成。因為還沒有作更多的研究,詳細情況還不清楚。

天王星共有5顆衛星,都不很大。

飛向天王星

天王星最亮時要比6等星稍亮,當天王星在天頂附近時,眼力好的人還是勉強能看到它的。因此在望遠鏡發明以前,用肉眼是可以發現天王星的,但直到1690年,人們用望遠鏡才觀測到它。天文學家勒蒙尼耶從1750~1769年,曾在他的望遠鏡裏觀測到天王星達12次之多。由於這位天文學家是個粗心急躁的人,沒有花費更多的工夫去整理、研究他的觀測資料,使他錯過了發現天王星的大好機會。不久,有位僑居英國的德國人威廉·赫歇爾,一有空閑,就去閱讀數學、天文學的著作,是一位勤奮追求知識的人;天空的星辰吸引著他,使他產生了迫切需要有一架更大的望遠鏡,去觀測天空奇跡的願望。於是,他開始磨製望遠鏡,在1781年3月13日,赫歇爾用自己製造的口徑為16厘米的望遠鏡,在對雙子座裏的一群小星觀測時,發現了1顆行星,這就是後來把它稱做天王星的行星。天王星的發現,擴大了太陽係的範圍。

天王星距離太陽有1928天文單位。太陽發出的光到達天王星需要2時38分。在天王星上看太陽,太陽是很小的,它的直徑不到2′。若在天王星上看地球,它總是淹沒在太陽的光輝裏。如果從天王星上看水星和金星,就更看不到了,隻有土星和木星出現在晨昏的東方或西方天空。在半夜的天空中,可以看到海王星放射著暗淡的光輝。