天王星介紹:太陽系最冷的行星有哪些特色?

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天王星是距離太陽第七近的行星,也是一顆以藍綠色外觀、暗淡的行星環和獨特的側躺自轉聞名的冰巨星。2026年11月,天王星位於金牛座,並將於11月25日衝日,因此這個月很適合觀測。它可能不容易找到,但免費的Sky Tonight應用程式可以幫助您在當地天空中定位它。

內容

天王星基本資料

天王星是一顆冰巨星,平均半徑約為地球的四倍,繞太陽公轉一圈約需84個地球年。

  • 行星類型:冰巨星
  • 平均半徑:25,362公里
  • 質量:8.681 × 10^25公斤
  • 遠日點距離:30億公里
  • 近日點距離:27.3億公里
  • 與地球的平均距離:29億公里
  • 大氣最低溫度:−224°C
  • 自轉週期:約17小時15分鐘
  • 一年長度:約84個地球年
  • 年齡:約45億年
  • 英文名稱來源:希臘神話中的天空之神

天王星特色與有趣事實

  • 天王星幾乎是在側躺著繞太陽滾動。它的自轉軸傾斜接近98°,使它擁有太陽系中最極端的季節變化之一。每個極點的白晝大約持續半個天王星年,也就是42個地球年,隨後又迎來差不多同樣漫長的黑夜。
  • 天王星的體積比海王星大,質量卻更小。雖然天王星稍寬一些,海王星的質量更大,因此密度明顯高於這顆相鄰的冰巨星。
  • 天王星的英文名Uranus常被唸錯。YouTube上甚至有專門講解正確發音的影片!
  • 天王星是第一顆透過望遠鏡發現的行星。水星、金星、火星、木星和土星都足夠明亮,用肉眼便能輕鬆看到。
  • 天王星是唯一一顆英文名源自希臘神話的行星。除地球外,其他行星的英文名都來自羅馬神話。

不用望遠鏡或雙筒望遠鏡,能看到天王星嗎?

天王星是太陽系中能在不借助光學裝置的情況下看到的最遠行星。不過,它的亮度接近肉眼可見的極限,因此需要做好準備。首先,尋找遠離大城市和光害的黑暗天空。然後,讓眼睛適應黑暗,以提高視覺靈敏度。至少15至30分鐘內避免接觸明亮光線,包括手機螢幕。如果使用Sky Tonight,請點選主畫面底部快捷設定面板中的星星和月牙圖示,切換到夜視模式。

最後一步是在天空中找到天王星。Sky Tonight使用者只需在搜尋框中輸入「天王星」(搜尋入口是主畫面下方的放大鏡圖示),再點選行星名稱旁的藍色目標圖示。接著,點選螢幕底部的指南針圖示,或將裝置對準天空。跟隨白色箭頭,就能知道天王星在真實夜空中的位置。另一種方法是使用theskylive.com等網站提供的星圖。

何時、何處可以看到天王星?

在2026年11月和12月,天王星位於金牛座。它將於11月25日衝日,屆時亮度接近全年最高,夜間大部分時間都在地平線以上。不過,衝日前後的明亮月光會讓這顆暗淡行星更難辨認,因此建議使用雙筒望遠鏡或小型天文望遠鏡。到了12月,天王星依然適合晚間觀測;選擇月球位於地平線以下的夜晚,能看得更清楚。

想挑選理想的觀測夜晚,可以使用Sky Tonight應用程式。搜尋天王星並點選相應結果,在「事件」標籤頁中即可看到與這顆行星有關的未來天象。

說明:下文列出的最接近與合的時刻、角距均為地心資料,即從地球中心視角計算;時間採用UTC。月球的視位置隨觀測地變化,因此實際角距與最佳觀測時間可能不同。當地觀測時間和角距請參閱表格。

2026年11月24日:月球靠近天王星

  • 最接近時刻:17:14 UTC
  • 最接近角距:5°05′
  • 合的時刻:18:40 UTC
  • 合的角距:5°10′

11月24日前後,幾乎完全被照亮的月球將經過金牛座的天王星附近(星等5.6)。表中臺灣城市選取的觀測時段都在11月24日至25日夜間。

月球用肉眼很容易看到,但要在月光中找出天王星會很困難。請使用雙筒望遠鏡或小型天文望遠鏡,並儘量讓明亮的月面留在視野之外。兩顆天體相距較遠,通常無法同時容納在天文望遠鏡的視野中。

附近還可以找到昴星團(星等1.6)和畢宿五(星等0.9)。

城市時區可見時段開始可見時段結束最佳時刻角距月球高度天王星高度
臺北,臺灣臺灣時間 (UTC+8)11月24日 18:0011月25日 05:2011月25日 03:355.1°38°37°
臺中,臺灣臺灣時間 (UTC+8)11月24日 18:0511月25日 05:2511月25日 03:305.1°40°39°
臺南,臺灣臺灣時間 (UTC+8)11月24日 18:0511月25日 05:2511月25日 03:355.1°39°38°
高雄,臺灣臺灣時間 (UTC+8)11月24日 18:0511月25日 05:2511月25日 03:355.2°39°38°

可見時段:兩顆天體的高度均不低於10°,太陽高度低於−12°。即便如此,明亮月光仍可能妨礙觀測天王星。為確保滿足條件,開始時間向後、結束時間向前取整到5分鐘。 最佳時刻:在地心最接近前後各24小時內的可見時段中,選取從該城市看兩顆天體角距最小的時刻,並在時段內取至最接近的5分鐘。若相鄰時段的最小角距相差不足0.1°,則選擇天體位置較高的時段。 月球高度/天王星高度:所列最佳時刻各天體高出地平線的角度,取至整數度。 角距:所列最佳時刻從該城市看到的兩顆天體之間的角距離,取至0.1°。表中日期均為2026年。

2026年11月25日:天王星衝日

11月25日,天王星將到達衝的位置,從地球上看,它位於太陽的相反方向。它會在日落前後升起,午夜前後升到最高,並在整夜保持可見。

天王星的星等將達到5.6,處於全年最亮的階段。不過,接近滿月的月球會照亮天空,因此請使用雙筒望遠鏡或天文望遠鏡,不要只依靠肉眼。想獲得更暗的天空,可以在幾晚後、虧月升起前嘗試觀測。在金牛座尋找它,位置介於昴星團(星等1.6)和畢宿五(星等0.9)之間。

2026年12月22日:月球靠近天王星

  • 最接近時刻:02:50 UTC
  • 最接近角距:5°10′
  • 合的時刻:04:20 UTC
  • 合的角距:5°15′

12月22日前後,盈凸月將經過金牛座的天王星附近(星等5.6)。表中臺灣城市選取的觀測時段都在12月22日晚至23日。

使用雙筒望遠鏡或小型天文望遠鏡尋找天王星。明亮月光會讓它更難辨認,因此可嘗試將月面放在視野邊緣之外。大多數天文望遠鏡無法同時顯示兩顆天體。

附近還有昴星團(星等1.6)和畢宿五(星等0.9)。

城市時區可見時段開始可見時段結束最佳時刻角距月球高度天王星高度
臺北,臺灣臺灣時間 (UTC+8)12月22日 18:0512月23日 03:4012月22日 18:057.2°35°38°
臺中,臺灣臺灣時間 (UTC+8)12月22日 18:1012月23日 03:4512月22日 18:107.2°35°38°
臺南,臺灣臺灣時間 (UTC+8)12月22日 18:1512月23日 03:4512月22日 18:157.3°35°39°
高雄,臺灣臺灣時間 (UTC+8)12月22日 18:1512月23日 03:4512月22日 18:157.3°35°39°

可見時段:兩顆天體的高度均不低於10°,太陽高度低於−12°。即便如此,明亮月光仍可能妨礙觀測天王星。為確保滿足條件,開始時間向後、結束時間向前取整到5分鐘。 最佳時刻:在地心最接近前後各24小時內的可見時段中,選取從該城市看兩顆天體角距最小的時刻,並在時段內取至最接近的5分鐘。若相鄰時段的最小角距相差不足0.1°,則選擇天體位置較高的時段。 月球高度/天王星高度:所列最佳時刻各天體高出地平線的角度,取至整數度。 角距:所列最佳時刻從該城市看到的兩顆天體之間的角距離,取至0.1°。表中日期均為2026年。

誰發現了天王星?

英國天文學家威廉·赫歇爾於1781年3月13日發現天王星,起初認為它可能是一顆彗星。後續觀測表明它是一顆行星,赫歇爾到1783年也接受了這一結論。

歷史上,天王星曾多次被人看到,但直到18世紀之前,都沒有觀測者認出它是一顆行星。公元前128年,希臘天文學家喜帕恰斯可能將其當作恆星記入星表。數百年後的1690年,英國天文學家約翰·弗拉姆斯蒂德也犯了同樣的錯誤,將天王星登記為金牛座34(34 Tauri)。

天王星英文是什麼?Uranus中文意思與發音

天王星的英文名稱是Uranus,中文翻譯為「天王星」。 Uranus這個名字來自古希臘神話中的天空之神Ouranos。它的英文發音有幾種常見方式,其中「YOOR-un-us」經常出現在天文學相關的介紹中。

說實話,Uranus的英文發音常讓人忍俊不禁。很多人從小就學會了聽起來像「your-anus」(意為「你的肛門」)的讀法。討論天王星富含甲烷的大氣或熾熱的核心時,這個諧音尤其好笑,也可能令人尷尬。承認吧,您剛才可能也笑了。

但若想採用科學界慣用的讀法並保持嚴肅,NASA和多數天文學家更傾向於「YOOR-un-us」,重音在第一個音節。學術場合通常會聽到這種讀法;有趣的是,由於它在科學圈之外不那麼常見,有時反而更引人注意。

Uranus這個名字源自Ouranos,即古希臘的天空之神、泰坦諸神之父。希臘語原名的發音更接近「oo-rah-NOHSS」,與兩種常見的英文讀法都相當不同。

天王星大小:直徑、半徑、質量與體積

天王星大小比較:地球、天王星與木星
天王星的直徑約為地球的四倍,但比木星小得多。這張插圖比較了三顆行星的大小,直觀呈現這顆冰巨星究竟有多大。

天王星屬於巨行星。可以這樣想像:如果地球是一個大蘋果,天王星就是一個籃球。不過,從地球上看,這顆冰巨星並不顯得很大:天王星的視直徑為3.3″至4.1″,而最小的行星水星,視直徑也可達到4.5″至13″。

天王星和海王星哪顆比較大?

按半徑計算,天王星是太陽系第三大行星;按質量計算,則排第四。這顆藍綠色行星的半徑只比海王星略大:兩者分別為25,362公里和24,622公里。

天王星能裝下多少個地球?

天王星的體積約為地球的63倍,也就是說,它可以容納63個地球。這顆冰巨星的直徑也約為地球的四倍。想更直觀地瞭解它的大小,請檢視NASA展示各行星相對大小的圖片。

天王星自轉與公轉:方向、週期與自轉軸

天王星繞太陽公轉一圈約需84個地球年,而自轉一圈約需17小時15分鐘。其自轉軸的特殊傾斜使它看起來像側躺著旋轉,也造成了極端的季節變化。

天王星為什麼側躺著自轉?

天王星為什麼會側躺著自轉?
這張示意圖比較了地球與天王星的自轉軸。地球的自轉軸傾角約為23.4°,而天王星的傾角高達97.77°,因此看起來像是側躺著自轉。

天王星的軸傾角為97.77°,意味著它的自轉軸幾乎平行於繞太陽公轉的軌道平面。它是唯一一顆呈這種側躺姿態的行星;相比之下,鄰近的海王星軸傾角約為28.3°。

因此,在至日前後,天王星的一個極點會持續朝向太陽,形成極不尋常的晝夜變化。在兩極,42個地球年的白晝之後,是42年的黑夜。而在分日前後,太陽正對行星赤道,平均晝夜循環會變得與其他行星相似。

我們還不能確定這種極端軸傾角的成因。科學家推測,約30億至40億年前的一次或多次撞擊使這顆冰巨星側翻。這些撞擊也可能造成它的逆向自轉:與金星一樣,天王星按順時針方向旋轉,而太陽系的其他行星則按通常的逆時針方向旋轉。

天王星上的一年有多長?

天王星每84個地球年繞太陽公轉一圈。到2033年,它將完成自1781年被發現以來的第三次完整公轉。

天王星上的一天有多長?

根據2025年的一項研究,天王星相對於遙遠恆星自轉一圈,即一個恆星日,約需17小時14分鐘52秒。太陽日是連續兩次正午之間的間隔,其長度也幾乎相同,因為每次自轉期間,天王星在長達84年的公轉軌道上只前進很短的距離。

天王星距離:距離地球和太陽有多遠?

天王星是距離太陽第七近的行星。在行星之中,只有海王星比它更遠;這裡不計入矮行星冥王星。

天王星距離太陽多遠?

天王星與太陽的平均距離約為29億公里,即約19天文單位(AU)。一個天文單位約等於地球與太陽之間的平均距離。天王星在近日點,也就是軌道上最靠近太陽的位置,距離約為27.3億公里;在最遠的遠日點,約為30.0億公里。檢視我們的資訊圖表,進一步瞭解如何測量宇宙中的距離。

天王星距離地球多遠?

太陽系的行星始終在運動,所以彼此之間的距離每天都在變化。地球與天王星最近時相距26億公里,最遠時相距32億公里。

地球到天王星要多久?

NASA的航海家2號飛行了約八年半才到達天王星。它於1977年8月20日發射,並在1986年1月24日飛掠這顆行星。其他任務所需的時間取決於發射日期、飛行軌跡和推進系統。

探索天王星的任務

航海家2號是唯一訪問過天王星的太空探測器。經過近十年的太空旅行,這艘NASA探測器僅用六個小時便收集了有關這顆巨行星、其行星環和衛星的重要資訊。

科學家也使用哈伯太空望遠鏡、詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,以及地面天文臺來觀測和研究天王星。

天王星組成與內部結構:有固體表面嗎?

天王星由什麼構成?冰巨星的內部結構
這張插圖展示天王星的三個主要層次:由氫、氦和甲烷組成的外層大氣;富含水、氨和甲烷的深層地函;以及緻密的中心核心。與地球不同,天王星沒有可以站立的固體表面。

天王星與鄰近的海王星一起,構成太陽系的兩顆冰巨星。從總體上說,天王星是一顆由氣體和冰類物質構成的球體。

天王星有多少歲?

天王星形成於約45億年前,與太陽系其他成員大致同時誕生。構成天王星和其他類木行星的冰類物質十分豐富,使這些巨行星得以積累龐大質量。天王星很可能最初形成於更靠近太陽的地方,並在約40億年前遷移到太陽系外側,成為距離太陽第七近的行星。

天王星的成分與內部結構

天王星的常見模型包含三個主要區域:岩石核心;富含水、氨和甲烷的深層內部;以及以氫和氦為主的外部大氣。不過,這些區域的邊界和具體成分仍不確定。

天王星表面:有地面嗎?可以登陸嗎?

天王星沒有固體表面可供太空探測器著陸。它的氣態大氣會逐漸過渡到內部更緻密的流體。太空探測器若向下深入這些層次,將遭遇越來越極端的壓力和溫度,最終被摧毀。

天王星溫度有多低?為什麼是最冷的行星?

天王星保持著行星大氣實測最低溫度紀錄:約−224°C。這甚至低於離太陽更遠的海王星已測得的最低大氣溫度。不過,海王星的平均溫度略低,因此天王星是否算「最冷」,取決於採用哪種溫度指標。

天王星如此寒冷的一個原因是,它釋放的內部熱量遠少於海王星。數十年來,科學家曾認為天王星幾乎不釋放內部熱量。然而,一項2025年獲NASA支持的研究發現,天王星輻射的熱能比它吸收的太陽能約多15%。這說明它確實會釋放內部熱量,只是遠少於海王星。天王星為何如此寒冷,仍然是個謎。

天王星的大氣

天王星有厚厚的大氣層,主要由氫(83%)和氦(15%)組成,另有少量甲烷(約2.3%)。甲烷吸收太陽光中的紅光,是天王星呈現獨特藍綠色的原因之一。與地球不同,天王星沒有固體表面將大氣與下方物質分隔開,氣體在深處逐漸過渡為更緻密的流體。

天王星上層雲層之下含有大量「冰」。它們並不是地球上常見的凍結物質,而是水(H₂O)、氨(NH₃)等分子在高壓高溫下的狀態。這些物質影響天王星內部的物理與化學性質,使它不同於木星和土星這樣的氣巨星。

天王星的核心

科學家認為,天王星中心可能有一個富含矽酸鹽和金屬的岩石區域,但其大小、邊界和物理狀態仍不確定。一些模型顯示,行星深處的溫度可能達到約5,000°C。

天王星的衛星

和其他巨行星一樣,天王星也擁有衛星系統。已經命名的天王星衛星,其名字來自威廉·莎士比亞和亞歷山大·蒲柏作品中的人物。

天王星有多少顆衛星?

天王星有29顆已知衛星。在巨行星的衛星系統中,它們的總質量最小。例如,五顆主要衛星——天衛五、天衛一、天衛二、天衛三和天衛四——的總質量,仍不到海王星最大衛星海衛一質量的一半。即使是最大的天衛三,其表面積也只比澳洲略大。

天王星內側的衛星大約一半是水冰、一半是岩石。外側衛星的成分仍未知,但它們可能是被捕獲的小行星。

天王星最大的衛星是哪一顆?

天王星最大的衛星是天衛三。它的直徑為1,578公里,約為地球月球的一半,也是太陽系第八大衛星。和月球一樣,天衛三處於潮汐鎖定狀態,始終以同一面朝向天王星。它微紅的表面遍佈峽谷和陡崖,眾多撞擊坑的直徑最大可達326公里。

天王星有環嗎?天王星環的數量與成分

天王星的行星環:詹姆斯·韋伯太空望遠鏡影像
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的近紅外線影像揭示了環繞天王星的行星環。天王星目前已知有13道環,其中大多數又窄又暗,因此難以在可見光下觀測。

天王星環是繼土星環之後被發現的第二套行星環系統。這一發現幫助天文學家認識到,行星環是行星的一種常見特徵。

天王星有多少道環?

天王星有13道已知行星環。按離行星由近到遠的順序,它們依次為1986U2R/ζ、6、5、4、α、β、η、γ、δ、λ、ε、ν和μ。大部分內環狹窄且呈深灰色;兩道暗淡的外環分別偏紅(ν)和偏藍(μ)。

天王星環由什麼組成?

天王星各環的成分並不相同。2026年的一項研究發現,外側μ環含有細小的水冰顆粒,而ν環含有富含有機化合物的塵埃物質。

2016年的一項研究提出,天王星、土星和海王星的環可能含有類似冥王星的矮行星被巨行星潮汐力撕裂後留下的碎片。這仍只是可能的形成機制之一,並非所有這些行星環都已獲證實的起源。

關於天王星的常見問題

以下解答涵蓋天王星的顏色、名稱、分類,以及可能存在的鑽石雨。

天王星顏色:為什麼呈現藍綠色?

天王星大氣中的甲烷讓它看起來呈藍綠色。這顆冰巨星與海王星相似,但顏色更偏綠。

天王星的名字是怎麼來的?

德國天文學家約翰·埃勒特·波得建議,以古希臘天空之神的名字為天王星命名。威廉·赫歇爾最初曾提議稱其為「喬治之星」,以紀念國王喬治三世。

天王星是氣巨星還是冰巨行星?

天王星屬於冰巨星,因為它所含的較重物質,包括水、氨和甲烷,比例高於木星和土星。這些物質被稱為「冰」,但在天王星內部,它們並不是普通的凍結固體。木星和土星則以氫和氦為主,因此被稱為氣巨星。

天王星上會下鑽石雨嗎?

有可能!科學家認為,天王星深處可能形成鑽石。那裡極端的壓力和高溫能分解甲烷及其他富碳化合物。釋放出的碳隨後可能結晶成鑽石,並緩慢沉向行星中心,形成一種不同尋常的「雨」。

這可不只是科幻!研究人員已經在模擬冰巨星內部條件的實驗室實驗中製造出微小鑽石。不過,人類從未直接在天王星上觀測到鑽石雨,因此它仍是一項科學假說。

天王星知識總結

天王星是太陽系中最奇特的行星之一,以藍色外觀、行星環和獨特軸傾角聞名,看起來彷彿側躺著。它也是肉眼能看到的最暗行星。使用Sky Tonight和Star Walk 2,可以更輕鬆地在天空中找到它。如果喜歡本文,歡迎分享到社群媒體,也別忘了觀看我們的天王星動畫!

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希望您喜歡這篇天王星文章!您還可以閱讀我們介紹太陽系其他行星的文章:

  • 水星:最小、運行最快的行星;
  • 金星:地球的「邪惡雙胞胎」;
  • 火星:我們未來可能的家園;
  • 木星:最大的行星;
  • 土星:「指環王」,也是衛星眾多的行星!
  • 海王星:最遠的行星;
  • 以及冥王星:因被取消行星資格而廣為人知;自2006年以來,這項決定一直是天文學界討論的話題。

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