天王星及其卫星

第八节 天王星及其卫星

按距离太阳远近排序，天王星是第七颗大行星。通常认为只能用望远镜才能看到天王星；其实，视力好的话无须借助任何手段就能轻易看到天王星，但要知道它的确切方位，以便在众多外观相似的小星星中认出它。

1781年，威廉·赫歇尔爵士发现了天王星，起初他以为是彗星的彗核。但是这颗星的运动很快表明事实并非如此，不久赫歇尔爵士发现它是太阳系的一个新成员。为了感谢其皇家赞助人乔治三世，赫歇尔打算将这颗行星命名为乔治星（Georgian Sidus），这个名字在英国沿用了大约70年。欧洲大陆的一些天文学家提议应该以发现者命名，经常称其为“赫歇尔星”。“天王星”这个名字最初由波德提出，一直在德国使用，到1850年才成为通用名称。

天王星的轨道测定出来后，就能画出其之前的轨迹，从而揭示一些奇特的现象，原来对天王星进行的观测和记录100年前就已经有人做过了。1690~1715年，英国皇家天文学家弗拉姆斯蒂德（Flamsteed）在给恒星编制目录的过程中，曾五次偶然将这颗星记录为恒星。更为特别的是，巴黎天文台的莫尼埃（Lemonnier）曾经在2个月的时间里记录这颗星八次，分别在1768年12月和1769年1月。但是他从未研究自己的发现，直到赫歇尔宣布这是一颗行星，他才意识到一项多么伟大的发现在他手中握了10年。

天王星的公转周期是84年，它在天空中的位置缓慢地发生变化。

天王星到太阳的距离是土星到太阳距离的2倍，用天文单位（astronomical unit）表示是19.2，用我们熟悉的度量是17.82亿英里。(https://www.daowen.com)

由于距离遥远，我们很难在其表面看到任何明确的特征。借助高倍望远镜，天王星看起来苍白而泛着绿色。一些观测者认为他们在其表面看到了微弱的明显特征，但这恐怕是一种错觉。

天王星的卫星

天王星有4颗卫星在各自的轨道上旋转。^[1]外面的两颗用口径为12英寸或者更大的望远镜就能看到，里面的两颗要用倍数更高的望远镜才能看到。按照离天王星从近到远的顺序排列，它们分别是：阿里尔（Ariel）、昂布里特（Umbriel）、提坦亚（Titania）、奥伯伦（Oberon）。它们距离天王星从11.9万英里到36.4万英里不等。

这4颗卫星的历史有点不同寻常。除了其中两颗最亮的卫星，1800年以前赫歇尔认为他不止一次瞥见了另外4颗，因此50多年之间人们一度确信天王星有6颗卫星，因为赫歇尔的望远镜在当时是最好的。

1845年，英国人拉塞尔（Lassell）着手制作反射望远镜，制造出了两个巨型望远镜，其中一个口径为2英尺，另一个口径为4英尺。为了在地中海晴朗的天空下进行观测，拉塞尔把后者带到了马耳他岛。在那里，拉塞尔和他的助手对天王星展开仔细观测，最终断定赫谢尔说的另外几颗卫星并不存在。另外，在天王星近旁新发现了两颗星，此前未曾有人看到过。在随后的20年里，人们用当时欧洲最好的望远镜并没有找到这两颗新发现的星，一些天文学家对二者的存在表示怀疑。但是1873年冬天，刚刚安装完成的口径为26英寸的华盛顿望远镜发现了这两颗星，二者的运动与拉塞尔观测的结果完全一致。

这两颗星最显著的特点是，其轨道与天王星的轨道几乎是垂直的。这种情况导致天王星的轨道上有两个相对的点，在这两个点上看到的是卫星轨道的侧面。当天王星在这两点中任何一点的附近时，从地球上看，这两颗卫星好似在天王星的两边以南北方向上下转动，犹如钟摆的摆锤。接着，随着天王星的移动，卫星轨道在我们眼中慢慢展开。20年后我们又会看到它们垂直了。此时的轨道看起来几乎是圆形的，随着天王星继续移动，卫星轨道在我们眼中将再次合拢。上一次卫星轨道以侧面对着地球是在1924年，下一次在1945年。

[1]截至2003年，已发现27颗卫星。