第四十三章天王星为什么躺在轨道内部旋转   天王星是从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)。天王星距太阳28.8亿公里,距地球27.3亿公里,太阳光线到达天王星也要2小时38分钟。   威廉·赫歇耳发现天王星有点事出偶然。1781年3月13日晚,他像往常一样用他自制的望远镜巡视天空,在观察双子座的部分天空时,他看到一颗不平常的星,它完全不像是一颗恒星,因为恒星在望远镜中只是一个光点,而这颗星呈现为一只淡绿色圆盘状。连续几个夜晚的观测,他发现那个天体似乎正在恒星背景下缓慢地移动着。赫歇耳以为他发现了一颗彗星。但不久他就发现,这颗星缺少彗星特征——模糊的边界,它看上去边缘总是清晰的。而且它的运行路径是在土星轨道外面的一条近于圆形的轨道。赫歇耳最后认定,他发现的是一颗新行星。   学术界决定新行星的名称是遵守根据希腊神话人物命名行星的传统,把新行星命名为“乌拉诺斯”,他是希腊神话主神宙斯的祖父,翻译成汉语就是“天王星”。   天王星一下子把太阳系的疆界开拓了,打开了人类的视野,启发天文学家继续在广袤的星空中探索。   天王星也使赫歇耳一举成名。在此之前,他是位爱好天文学的音乐家。在发现天王星以后,他荣获了勋章,被选为英国皇家学会会员,从此走上了专业天文学家的道路。直到今天,天文学家依然对他十分尊敬。他在恒星天文学方面有杰出贡献,赢得了“恒星天文学之父”的美誉。   赫歇耳用他自己制作的望远镜研究天空,他最感兴趣的是恒星,他最大的成就也在恒星世界中。1785年,他绘出了我们置身其中的这个恒星系统的外形,呈透镜状——就是今天的银河系,被后人认为是第一个真正发现了银河系的人。   赫歇耳还发现了太阳的运动。1783年,他论证了太阳以每秒17.5公里的速度向武仙座方向前进,这自然使人们得出结论,太阳也不是宇宙的中心。   他于1822年去世,享年84岁,恰好等于他发现的天王星的公转周期——84年。   在赫歇耳发现天王星后六年,在一次试观测他自己新制的望远镜时,又获得了一个有趣的发现——天王星有两颗卫星。它们是天卫三、天卫四。今天,天王星的卫星数已增加到15颗了。另外,土星的两颗卫星,土卫一和土卫二也是赫歇耳发现的。   天王星有一个与众不同的性质,就是它的运行姿态十分奇特。   一般的行星,都是侧着身子绕日运动,它们的自转轴和公转轴轨道平面,全都近似垂直,有一点小的倾斜。地球为23.5°,火星为24°,木星为3°,土星为27°,这正是引起季节变化的原因。可是,天王星的自转情况则与众不同,天王星的自转轴的倾斜度达到98°,它们的自转轴与公转轨道平面近乎平行——仅有2°的夹角。实际上天王星是躺在它的轨道面内旋转的,就跟保龄球滚在球道上的情形差不多。这一事实意味着,天王星的季节也非常奇特。在天王星的一年中(相当于地球上的84年),太阳轮流照射天王星的南极和北极。当太阳照北极,北半球处于夏季,在北极地区,太阳看起来就像悬挂在头顶的上方,而且总不下落。而当冬季来临时,这颗行星一半地方进入漫漫的寒冷冬夜中,一直持续几十年。只有随着太阳渐渐照射到赤道上,天王星的世界,才有白天到黑夜的交替。即使在夏季,表温也很低,-211℃。这样怪异的气候类型,无疑是因为这颗行星的大气层得到奇特的、不均匀加热的结果。天王星为什么以这种姿态运转呢?至今还是天文学当中的一个谜。

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