顛倒的行星世界——天王星

天王星是太陽系的第七顆行星，在太陽系的體積是第三大（比海王星大），質量排名第四（比海王星輕）。它的名稱來自古希臘神話中的天空之神烏拉諾斯，是克洛諾斯（農神）的父親、宙斯（朱比特）的祖父。天王星是第一顆在現代發現的行星，雖然它的光度與五顆傳統行星一樣，亮度是肉眼可見的，但由於較為黯淡而未被古代的觀測者發現。英國天文學家威廉·赫歇耳爵士在1781年3月13日宣布他發現了這顆星，在太陽系的現代史上首度擴展了已知的界限。這也是第一顆使用望遠鏡發現的行星。

天王星每84個地球年環繞太陽公轉一周，與太陽的平均距離大約30億公里，陽光的強度只有地球的1/400。它的軌道元素在1783年首度被拉普拉斯計算出來，但隨著時間推移，預測和觀測的位置開始出現誤差。在1841年約翰·柯西·亞當斯首先提出誤差也許可以歸結於一顆尚未被看見的行星的拉扯。果然，1846年9月23日，迦雷在勒維耶預測位置的附近發現了一顆新行星，這就是後來被命名的海王星。

天王星內部的自轉周期是17小時零14分，但是，和所有巨大的行星一樣，它上部的大氣層朝自轉的方向可以體驗到非常強的風。實際上，在有些緯度，像是從赤道到南極的2/3路徑上，可以看見移動得非常迅速的大氣，只要14個小時就能完整地自轉一周。

於是，這就使得天王星上的春秋兩季有著快速的晝夜交替，約每隔16.8小時太陽就升起一次。而冬夏兩季則截然不同，當其南半球對著太陽時，南半球處於夏季，這時的太陽總不落下，整個夏季南半球始終是白晝。這時的北半球則處於冬季，整個冬季要度過長達21年的漫長黑夜。因此，有人把天王星稱為「一個顛倒的行星世界」。

天王星上為何會發生如此奇異的現象？這或許與天王星的磁場有關。地球的磁極位於南北兩極附近，與南北極存在一個偏角，稱為磁偏角，目前二者交角為11.5°，許多行星都與地球類似。但是海王星和天王星的磁場情況卻十分特別，它們沒有磁極，而且磁偏角很大，分別達到47°和59°。科學家試圖解釋這些異常的磁場，但仍沒有達成共識。

20世紀末，科學家曾猜想，這可能是兩個行星的薄外殼循環流動的結果。眾所周知，地球的磁場產生於接近地球核心的外核。而天王星和海王星的外殼表面布滿由水、甲烷、氨和硫化氫組成的液態「冰」，所以成為了帶電的流體，可能正是薄外殼的循環或對流運動，導致了怪異磁場的產生。當然，這僅僅是一種猜測。