爱华网
Uranus 天王星
392 天王星是望远镜发现的第一个行星。1781，天文学家威廉·赫歇尔（顺便说他不是那个半吊子音乐家）在他的望远镜里发现了天王星。跟恒星不一样，天王星有一个小的圆盘，赫歇尔起初以为他发现的是彗星。然而经过仔细记录它位置的变化，赫歇尔能绘出天王星的轨道，并且发现它不是依循彗星的长椭圆路径而是行星的近圆路径——根据这个，天王星成为继土星后又一个行星。
393 在良好的情况下，你可以用裸眼看见天王星。在最亮时，天王星的亮度实际上在干净、黑暗、无月的晚上足够被裸眼看见。毫无疑问，好几个世纪以来，很多的人都看到过，但他们没有能成功地注意到这个行星在众多恒星间一晚接着一晚的缓慢运动，所以也就没意识到它是行星。
394 如果赫歇尔坚持他自己的做法，这第七行星就不会有一个无论你怎么念都会让初中生发笑的名字了。赫歇尔，第一个正式发现一颗行星的人，觉得他应该有权利给行星命名。如果坚持他的做法，行星（由内向外）就会是“墨丘利”（水星），“维纳斯”（金星），地球，“玛尔斯”（火星），“朱庇特”（木星），“萨杜恩”（土星）和……“乔治”（天王星）。虽然是在德国出生的，但赫歇尔发现天王星时是在英国生活，并且，作为王的忠诚的子民，他认为把他的发现根据最近的君王—乔治三世—命名为“乔治王之星”是一个英明的决定。在赫歇尔的努力下，他试图成功地让这个几年前丢掉美洲殖民地的人获得了一个完整的新行星（虽然不能否认那是一个很难收税的地方）。其他的天文学家（特别是法国天文学家）不知何故反对英格兰国王得到这个行星，所以，最终这个新地方被命名为“优利纳斯”，罗马神话里“萨杜恩”的父亲。
395 天王星大概是最乏味的行星。即使在地球上最大的天文望远镜里，天王星看上去就跟一个蓝色的小点一样。其实不是这个行星真的小（实际上它的直径大约是地球的四倍），只是因为在18亿英里的平均距离下，任何东西看上去都很小。当旅行者2号1986年靠近天王星时，科学家们希望能看见细节。但是虽然天王星在旅行者2号的相机里变大了，它仍然是一个毫无特色的圆盘。
396 旅行者2号给了我们天王星的第一眼的细节。在离天王星最近的时候，旅行者2号终于能看见类似于地球上的雷暴的复杂的巨大云状物体的顶部（但可能没有雷和闪电）。每一个都差不多有美国这么大。近几年，哈勃有时观察到了类似结构的云，但更多的时候，天王星在视觉仍是很平静的。土星的云上有高空雾层的存在给了它一个比木星更平静的外貌。然而在天王星的情况下，情况更极端。事实上，除了薄雾外，太阳的紫外射线在天王星云上创造了一层厚的乙烷雾，通过这个我们看不见什么细节。
397 天王星是“躺着”绕太阳转的。虽然地球转动轴的倾角有23.5度但天王星的轴是令人难以置信的超过了97.9度。这意味着这颗行星的轴几乎是躺在轨道平面上的。结果，天王星绕太阳运动时就是侧对着太阳的。许多天文学家猜测天王星奇特的倾斜性是大质量物体在太阳系早期碰撞的结果——把天王星撞得“躺”下了的碰撞。
398 天王星有奇怪的白天，奇怪的晚上和奇怪的季节。天王星的轴倾斜97.9度导致每42年指向太阳的磁极会交换。换句话来说，在天王星两个磁极附近的地方，极夜和极昼会分别持续42年。同样的，夏季和冬季会持续等长的时间。然而，由于大气循环的急转，冬天比夏天要稍微暖和一点，虽然两个季节在云顶层温度都是很少超过华氏零下300度的。
399 天王星由于它大气里的甲烷气体而显蓝色。像木星和土星一样，天王星是另一个被由氢和氦组成的运所包围的世界。然而，它的大气也有微量的甲烷气体。甲烷吸收红、橙、黄光同时散射蓝光到我们眼里，因此这让这个行星显现出蓝色。
400 1977年，围绕天王星的环在没有人真正看见的情况下被发现了。1977年，天文学家正在观测天王星，等它从一个遥远的恒星前通过。在这个过程中当恒星被天王星挡住后它的光会变暗，科学家可以趁机推断出一些关于天王星外部大气的结构的结论。然而，在行星和恒星成一条直线之前，恒星的光闪耀了几次。天文学家们恰当地推断出这个现象是因为围绕在行星附近的很薄很暗的环状系统引起的恒星光的“蚀”。这个过程就像期望的一样在恒星通过行星后面时又重复了一次。从闪耀的次数和持续时间，天文学家估计天王星被九个很薄的环围绕。
401 1986年，我们才第一次真正地看见了天王星的环。旅行者2号接近到足够距离去高清晰地绘出天王星的环。在为了能首先看见这个的目的而特别制定的计划下，科学家们仔细地决定旅行者2号的位置让它能看见另一颗恒星从天王星环后面掠过。旅行者2号的照相机确定了蜘蛛网般的很薄的环，并且增加了地球上没发现的特别模糊的第十号环。旅行者2号同时也证实了一个很好的关于为什么这些环在地球上从没被真正观测到过的假设。不仅仅是因为它们很薄，而且它们全跟木炭一样黑。一个可能的假设解释说这些组成环的粒子也许涂上了一层当太阳光照射时就会变暗的甲烷冰外衣。跟木星和土星的环一样，天王星的环被束缚在行星的赤道面上，所以它们跟天王星一样，以一边绕着太阳旋转。
402 天王星有一个我们已经知道怎么摇摆的磁场。地球、木星和土星，它们的磁极非常接近行星的转动轴。但是天王星给我们证明了不是所有都是这样的。天王星的磁极与它的转动轴有59度的夹角，只要天王星转动下去，我们就能重复看到两个磁极。
403 对于天王星，它转动得有多快是根据你所谈论的东西而定的。像木星和土星，天王星上不同纬度的地方旋转速度不一样，所以仅仅是一天有多长就决定于你在哪里。但天王星是完全没有特色以至于科学家们经常用磁极的转动速度当它的转动速度。实际上这也从一个方面说明了这个行星的核转动得有多快，磁极也被这熔融的铁芯所束缚。然而我们不能直接看见内部的核，旅行者2号上叫磁力计的仪器能感应出天王星的磁场并绘出磁场图。
404 一个太空船在几天里发现了是地球上所发现的这颗行星的卫星两倍数量的卫星。1787到1948年，天王星五个最大的卫星在地球上被发现了。1986年，旅行者2号在这个行星的飞越点上发现了十多个以70到不足20英里的距离排列的卫星。
405 “米兰达”（距离天王星最近的天王星卫星）是一个“拼凑的棉被”般的地质奇迹。在太阳系所有的卫星之中，天王星的“米兰达”是最大的无主珍宝。然而“米兰达”直径仅仅大约300英里，在这个微小的地方的边界到处是悬崖、绝壁、峡谷和只能被描述为混乱的地形。科学家们相信在早期“米兰达”至少被一个质量大到可以把它撞成碎片的物体撞过一次。在碎片间的引力作用下它们有重新合在一起了，但不是依照他们原来的排列，因此产生了一个类似于三维七巧板的卫星。
406 “米兰达”的冰的悬崖不仅是地质奇迹，有一天它们也会成为一个巨大的骑车的主题公园。几乎没有地质特征能与“米兰达”上的垂直冰的悬崖相匹敌，其中最高的一个，维罗纳·鲁比，高9英里，并且宣称是太阳系里最峻峭的落差。如果你在山顶跨一步到太空中，你会发现这个小星球的引力是如此的小以至于你得花接近半个小时才能到达谷底。
Neptune 海王星
407 海王星被发现是因为天王星脱离了推算的轨道。在天王星发现后一个世纪里，当这个行星绕太阳运行足够远的距离后，天文学家发现它没有按他们所预计的那个轨道运行。一个叫J·C·亚当斯的刚从剑桥大学毕业的英国天文学家，计算出这颗行星不正常的行为可以解释为在天王星更远处有另外一个行星在用它的引力牵引着天王星。亚当斯甚至算出这个未知的行星可能出现的位置，但是在英格兰没人愿意去找它。一年以后，一个叫U·李维尔的法国天文学家独立地做了同样的计算得出了同样的结果，但是也没有一个法国天文台为他找这个行星。失望之余，李维尔把他的计算结果在1846年秋天带给德国柏林天文台的天文学家J·G·加勒。加勒把他的望远镜指向那片天区，在第一晚就找到了这颗星。
408 海王星是一个深蓝色的奇观。海王星是深蓝色的，所以用海神的名字命名。像天王星一样，它的大气包含了甲烷气体，这种气体吸收太阳光谱中的红光并把其它的反射到我们这里，让海王星成为了深蓝色世界。然而，与天王星不一样的是海王星的大气不是被一层厚厚的雾挡住的，有时会显示出一种难以置信的动态排列特征。
409 1989年，旅行者2号飞过了海王星并拍到了一个巨大的盯着右后方的黑蓝色“眼睛”。被称为“大黑斑”的这个东西足足有太平洋般大，并且已经确定它是一个巨大的暴风系统，在海王星顶部的云盘弄了一个很深的“井”，让我们能通过这里窥探到更下面的更暗的深蓝色云层。旅行者号单独成像的大黑斑的定式影像显示了它的流动性。实际上，随着时间的流逝，它也会改变形状，时而长时而短，时而圆时而扁，总之，看上去像一条“巨大的蛞蝓”。
410 巫师之眼和海王星风暴是海王星上更有意思的两个特征。除了大黑斑，旅行者2号也发现了一个被科学家们称为“小黑斑”的一个比较小的黑斑。更进一步地受海王星大气上白色的云一直聚集在这深蓝色“井”中间的启发，科学家们给这个现象取了一个“巫师之眼”的绰号。由甲烷冰晶体构成的白色的云跟地球大气上部的卷云（就是所谓的马尾云）很相似。另一个突出的白色云因为它绕着海王星跑得比其它的云都快，被取了“海王星风暴”的绰号。
411 海王星有甲烷冰风暴。旅行者号拍到了投影在深蓝色云层顶部的白色条纹。它们是可以从纽约延伸到巴黎的由甲烷冰晶体构成的巨大云层。
412 海王星上还发现了太阳系里最快的风。木星上的急流速度在每小时300英里以上，在土星上的则超过了每小时1000英里，然而海王星的喷流最高速达到了令人惊骇的每小时1400英里——太阳系里最快的风。如果地球上有这么强的急流，它会在仅仅两个小时内横扫美国，但商业喷气式飞机可以在更短的时间横跨两边海岸。
413 哈勃最近记录到了一个海王星天气系统值得注意的改变。1994年，维修过的哈勃提供了自从1989年旅行者2号飞过海王星以后的第一张海王星的特写图案。这幅图显示了很多戏剧性的变化，包括海王星北半球完全消失的大黑斑和南半球突然出现的一个同等大小的黑暗风暴！一同消失的还有巫师之眼和海王星风暴。哈勃所得到的更多的最近的照片暗示海王星不知为什么可以在几周这么短的时间里经受如此猛烈的变化。
414 但是最新的图片显示海王星在变得更安静更温和。哈勃1995到1996年的照片显示所有的，大的小的暗斑全消失了，海王星大气里只有那些很亮的云还在。
415 云层可能是海王星的气候和太阳黑子周期之间的联系。当1989年旅行者号到达海王星发现非常活跃、有好几个黑暗风暴的大气层时，太阳正处于太阳黑子周期的极大年。到九十年代中期，海王星的大气已经没有风暴时，太阳黑子周期也正处于极小年。这之间有联系吗？接下来这几年哈勃更多的观测会告诉我们答案的。
416 伽利略事实上也许已经观测到海王星了，不过他不知道那是行星。从1612年12月开始，在伽利略的笔记本里有一幅木星和它四个最大的卫星的素描图。同样包括了一个他认为是恒星的物体。如果他更仔细地观测一下，他会发现这个物体每晚上在缓慢移动进而意识到这是一个行星。如果这一切发生了，这个太阳系第八号行星就会在第七号行星之前被发现了。
417 “特赖登”（海卫一）是处于太阳系边缘的令人吃惊的一个卫星。在海王星和它的卫星所处的离太阳30亿英里的没有太阳温暖刺激的地方，科学家们几乎不期望能找到有活动迹象的地方。然而，海王星和它最大的卫星“特赖登”没有让科学家们失望。旅行者2号和“特赖登”相遇后，喷射推进实验室的地质学家Larry Soderblum 在记者招待会上以“太阳系尽头是多么遥远啊！”作为开场白。这个直径1700英里的粉红和灰白的世界有变化多样的地形。在几处有宽300英里的的交叉过陨石坑地形的冰封谷，并且整个半球看上去是被一种像哈密瓜外皮一样的地形所覆盖。它的形成原因仍然困惑着科学家们。
418 “特赖登”也有一个不受控制的“油田”。在“特赖登”背面半球上，有一个很大的几十英里长的暗条纹群。在一些条纹内部的运动被看见以前，这些奇怪的特征一直令科学家们困惑。旅行者2号发现了大量的喷出8或者更高的氮烟雾的活动喷泉。这些烟雾被风吹着形成了很长的暗条纹外貌。
419 “特赖登”，太阳系最冷的地方，同时也是最亮的地方。在华氏零下400度左右，“特赖登”的表面是到现在为止太阳系里最冷的地方。表面覆盖着冰的地表也反射90%多的照射到这上面的微弱太阳光，使“特赖登”成了太阳系里最亮的地方。
420 科学家们再次让旅行者2号去获取关于海王星和“特赖登”的更多图片。当旅行者2号最初于1977年从地球发射时，它的主要目标是木星和土星。科学家们知道可以利用非常难得的行星相对位置的机会把旅行者号送到天王星和海王星那里去，但他们不相信用60年代末的技术在70年代初建造的太空船到了这些行星附近时还可以工作。然而，到1986年为止，当它到海王星时，旅行者号工作状态仍然良好。然而，在旅行者号从天王星传回有用的信息以前，有一个需要解决的问题：由于离太阳太遥远，在海王星上的光强仅仅是地球的0.025倍。为了得到效果较好的照片，必须进行长时间曝光，照相机必须要在太空船运动时对行星进行跟踪。
421 在旅行者2号到达海王星时奇特的照相是可靠的。当旅行者号离开地球时，它仅仅带了刚好够它这漫长旅行的燃料。但科学家们利用170年以上才会出现一次的巨行星罕见的位置排列和重力援助技术。重力援助是在太空船以恰当的距离和角度经过行星时起作用的，让太空船改变航线，到通往下一颗行星的航向上。
旅行者号经过木星时恰好以一个特殊的航向，可以让这颗巨行星的引力改变它的轨道，把它送上当它到土星轨道时正好遇到土星的轨道。轮到土星时，土星也扮演同样的角色，把它送到五年后几十亿英里远与天王星相遇的航道。天王星也同样如此让太空船和海王星相遇。所有这一切仅仅需要一点点的火箭助推来微微调整飞行方向就可以实现了。在电脑精确导航的情况下根本不需要发动机来进行调整。在这样精确的设计下，天文学家看见了四颗行星和更多的卫星，而不是两颗。做到这一切的技术相当于在22英里长的台球桌上打台球。
Pluto 冥王星
422 冥王星发现的过程跟海王星一样。19世纪40年代中期，天王星奇怪的偏离正常轨道的行为导致了海王星的发现。然而到了20世纪早期，天文学家们测量出海王星的轨道也偏离了正常轨道，所以大家自然就假设在海王星外还有一个行星。经过长时间系统地寻找，小小的冥王星被美国亚利桑那州弗拉格斯塔夫市的罗尼尔观察站的天文学家Clyde Tombaugh找到。起初，Tombaugh简单的把它叫做X行星。全世界的人们给它提了很多正式的名称，但国际天文联合会最后把它正式定为“普路托”（冥王星）。“普路托”事实上是英格兰的一个小女孩起的，不是来自米老鼠里那只狗的名字。但因为“普路托”是希腊神话里地狱的神，因此看上去很适合作在如此遥远如此黑暗的地方的行星的名字。
423 冥王星是最小的行星。半径仅仅略多于1400英里（比纽约到丹佛的距离还要短），冥王星成立太阳系里最小的行星。事实上，冥王星比月球、伊娥、欧罗巴、盖尼米得、卡利斯托、泰坦和特赖登这七颗卫星还要小。
424 到现在为止，哈勃只给了我们很少的关于冥王星的细节。冥王星实在是太远太小了，以至于在地球上最大的望远镜里看上去跟一个斑点差不多。在我们地球纷乱的大气层外的哈勃最近能分辨出冥王星地表的一些细节。在这里，地表上最大的特征也被描述为明暗的光斑。它们真正的地质特点要等某一天太空船去观测。
425 在太空船还没去访问冥王星时，科学家们认为可以从“特赖登”身上获得冥王星的概况。在1989年“特赖登”的大量数据开始从旅行者号传回来时，科学家很快注意到了“特赖登”和冥王星之间的一些基本的相似之处。“特赖登”直径大约1700英里，同时冥王星半径是1400英里多一点。它们的密度也十分接近（都是水的两倍）。另外，这两个天体大部分的轨道上离太阳的平均距离差不多。所有的这些导致的结论是如果有一天我们我们发射一个太空船到冥王星去，我们会发现一个跟“特赖登”差不多的天体。讽刺的是，当旅行者号和“特赖登”相遇后，科学家们多多少少开始认识到冥王星的不同。现在“特赖登”已经证明它自己有迷人的，多种多样的地形和活跃的地质与气候。冥王星也开始被很多人认为是潜在的更有趣的地方。几个发射小型太空船到冥王星去的计划已经提到议事日程上了。在21世纪前20年里，我们也许可以与这个遥远的天体作第一次亲密接触。
426 有时从太阳开始由远及近的说出全部行星的名字需要你改换一下思维。如果你叫70年代入学的人一次说出全部行星的名字，他们很可能会说：“水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星”。然而，这个答案彻彻底底是错的。还有一种情况。冥王星的轨道是十分扁的椭圆以至于这颗小卫星会周期性的比海王星离太阳还近。从1977年开始，冥王星已经比海王星更接近于太阳了，直到1999年海王星再次处于第二远的地位。所以在1999年，小记忆术“My Very Educate Mother Just Send Us Nine Pizzas”将再次帮助你以正确的顺序记住九大行星的名字。（然而应该注意的一点是，海王星和冥王星的轨道并不交叉。因此，说近期它们会相碰是不可能的）
427 冥王星既不像原来认为的那样大，也不像原来认为的那样亮。70年代以前印刷的天文教科书都把水星列为最小的行星。但这是建立在对冥王星不正确的假设上的。天文学家假设冥王星没有卫星，所以把来自天空中那个斑点的所有光线都认为是来自冥王星的。然而在1978年，一颗围绕着冥王星旋转的卫星被发现了。科学家们意识到以往部分归于冥王星的光线和体积现在必须轨道它的卫星身上。冥王星“普路托”是以地狱的神来命名的，所以它的卫星当然就命名为“卡戎”—把死去的灵魂摆渡过冥河的艄公。
428 冥王星和“卡戎”看上去更像小型的双行星系统而不是一个行星和它的卫星。直径分别为1430和745英里，冥王星和“卡戎”在体积上比太阳系里其它行星和它们的卫星都接近。此外，它们间的距离只有12000英里，使它们看上去向一个由一个无形的轴连接着在太空里翻滚的小杠铃。
429 在冥王星外有第十行星吗？在发现冥王星后不久，一些科学家们提出疑问说冥王星的质量太小了，不足以解释天王星和海王星所有的轨道偏移。他们猜测冥王星外还有一颗第十行星。既然九号行星现在有了名字，在第十颗行星就应该被称为X行星，并开始搜索。几十年间，世界各地的天文学家们仔细的搜索了天空来找这个难以捉摸的物体，但都失败了。最终，在1992年他们知道原因了。加利福利亚喷射推动实验室的一个科学家复查了一下旧的天王星和海王星的资料，发现它们没有被正确分析。修正这个错误后，他发现天王星、海王星和冥王星的存在恰好解释外层行星的轨道偏移。再也没有人有好的理由去找第十号行星了，因为它根本就没存在过。
430 然而，一些科学家仍然相信在冥王星外有被冰覆盖的物体。那些物体直径不是几十就是上百英里，就像冥王星和“卡戎”一样。你可以叫它们小行星、“冰侏儒”或者其它的更带有口头语言的名字。如果它们存在，冥王星也许某一天会被看作这些太阳系里的流浪者里的最大和最近的一个而已。1996年，一个被命名为1996TL66的这样的物体被发现了。它的直径300英里。更多的发现很可能接踵而来。
