颠倒的行星世界

天王星是太阳系的第七颗行星，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）。它的名称来自古希腊神话中的天空之神乌拉诺斯，是克洛诺斯（农神）的父亲、宙斯（朱比特）的祖父。天王星是第一颗在现代发现的行星，虽然它的光度与五颗传统行星一样，亮度是肉眼可见的，但由于较为黯淡而未被古代的观测者发现。英国天文学家威廉·赫歇耳爵士在1781年3月13日宣布他发现了这颗星，在太阳系的现代史上首度扩展了已知的界限。这也是第一颗使用望远镜发现的行星。

天王星每84个地球年环绕太阳公转一周，与太阳的平均距离大约30亿公里，阳光的强度只有地球的1/400。它的轨道元素在1783年首度被拉普拉斯计算出来，但随着时间推移，预测和观测的位置开始出现误差。在1841年约翰·柯西·亚当斯首先提出误差也许可以归结于一颗尚未被看见的行星的拉扯。果然，1846年9月23日，迦雷在勒维耶预测位置的附近发现了一颗新行星，这就是后来被命名的海王星。

天王星内部的自转周期是17小时零14分，但是，和所有巨大的行星一样，它上部的大气层朝自转的方向可以体验到非常强的风。实际上，在有些纬度，像是从赤道到南极的2/3路径上，可以看见移动得非常迅速的大气，只要14个小时就能完整地自转一周。

于是，这就使得天王星上的春秋两季有着快速的昼夜交替，约每隔16.8小时太阳就升起一次。而冬夏两季则截然不同，当其南半球对着太阳时，南半球处于夏季，这时的太阳总不落下，整个夏季南半球始终是白昼。这时的北半球则处于冬季，整个冬季要度过长达21年的漫长黑夜。因此，有人把天王星称为“一个颠倒的行星世界”。

天王星上为何会发生如此奇异的现象？这或许与天王星的磁场有关。地球的磁极位于南北两极附近，与南北极存在一个偏角，称为磁偏角，目前二者交角为11.5°，许多行星都与地球类似。但是海王星和天王星的磁场情况却十分特别，它们没有磁极，而且磁偏角很大，分别达到47°和59°。科学家试图解释这些异常的磁场，但仍没有达成共识。

20世纪末，科学家曾猜想，这可能是两个行星的薄外壳循环流动的结果。众所周知，地球的磁场产生于接近地球核心的外核。而天王星和海王星的外壳表面布满由水、甲烷、氨和硫化氢组成的液态“冰”，所以成为了带电的流体，可能正是薄外壳的循环或对流运动，导致了怪异磁场的产生。当然，这仅仅是一种猜测。