天王星的磁层是不是和它“躺着”自转一样奇特？

故事 06-25 来源：天文在线

图中展现的是由凯克天文望远镜于2004年7月拍摄的天王星两个半球的红外合成照片。通过这张照片我们可以清楚地看出天王星的两极相比地球暴露在太阳照射下的时间更长。LAWRENCE SROMOVSKY, 威斯康辛大学-麦迪逊/W.W.凯克天文台

在我们的太阳系中，天王星似乎是最受忽视的一个。木星比它大；土星的环也比它的环宽大；同时又不像火星一样会有人考虑在上面造个度假小屋。但是言归正传，它仍然是一颗十分引人瞩目的行星。

其中一点就是，这颗行星是躺着的。它的自转轴与它的公转轨道近乎平行。作为比较，地球的自转轴有大约23.5度的倾斜角度，而天王星的自转轴是98度。这意味着天王星事实上是在自己的公转轨道（大约84个地球年）上翻滚。所以它的极地受到长时间太阳的辐射。事实上，天王星的两极相比它的赤道更加暴露于日照之下。

那为什么天王星的轨道如此清奇？科学家猜测起因是由于亿万年前的一次巨大的撞击。不幸的是，当时没人向太阳系交警报案，所以我们对此也没有官方记录。但不管怎么说，这大概率是天王星没那么周正的原因。

当我们都已经熟知天王星拥有那奇异的倾斜角度时候，佐治亚理工大学的科学家发现了一些新情况：天王星的磁层在一天中会自己启动和关闭。研究人员通过1986年旅行者2号飞越天王星时采集的数据模拟了这颗巨型冰球的磁层。

一颗行星的磁层是指其产生并且环绕自身的磁场，并且不是所有行星都拥有一个明显地磁层。比如地球就有一个强有力的磁层，但是火星的磁层相比较于自己的尺寸就非常小了。一个强磁层的好处就是它可以作为一个力场来驱逐一些太阳发射出的有害的带电粒子。如果没有地球磁层的保护，生命将是个未知数。

另一方面来说，天王星的磁层就像行星自己一样奇特。它与行星的自转轴成一个60度的夹角。磁层角度和行星的自转结合产生了一个奇怪的状况：模拟的模型预测磁层在一天中会有一段时间处于开放状态；即力场关闭，太阳风带来的带电粒子可以肆无忌惮地轰炸行星。但在天王星自转周期的另外一些时间里，磁层处于启动状态并且可以驱离这些带电粒子。

佐治亚理工的科学家表示研究天王星可以帮助我们进一步了解已知的大如天王星、海王星一般的太阳系外行星。最终我们可能会发现天王星的不寻常之处在银河系中是十分常见的，而我们自己在星系中反而是个奇葩。

有趣的常识

不像水星（Mercury）、金星（Venus）、火星（Mars）、木星（Jupiter）、土星（Saturn）和海王星（Neptune），天王星（Uranus）的名字来源于希腊神话而不是罗马神话。而地球（Earth）的名字与两者都无关。

天王星是太阳系中的第七颗行星，拥有第三大的行星半径和第四大的行星质量。天王星的组成与海王星相近，两者的许多组成元素与木星和土星截然不同。因此，科学家通常将天王星和海王星归类为“巨型冰球”，以此来与其他气态巨行星加以区分。

天王星大气层的主要成分——氢和氦虽然与木星和土星相似，但是它拥有更多的“冰”——水、氨、甲烷和少量的烃。天王星的大气层恐怕是太阳系中最寒冷的，最低温度可以低至49K（−224 °C; −371 °F）；它有一个复杂的、多层的云层结构：最下层云层由水组成；最上层云层由甲烷组成。天王星的内核主要是冰和岩石。