天王星于1781年被英国天文学家威廉·赫歇尔正式发现后，一直以来稳定地作为太阳系的大行星之一。从太阳系行星与太阳的距离来看，从近到远天王星排在第七位。从体积上看，它小于木星和土星，排行第三。从质量上看，它则小于木星、土星以及它的近邻海王星，排行第四。

天王星“特立独行”的特征

虽然与其它七个行星都属于太阳系的行星阵营，但是天王星有许多地方，与其它行星有着非常明显的差异，即使与其它远日行星相比也显得格格不入，这也是让科学家和天文爱好者对之“着迷”的关键所在。

天王星距离太阳的平均距离大约为29亿公里，质量约为8.7*10^22吨，是地球质量的14倍左右。天王星的外层部分，主要属于冰质的气体物质，所以它的平均密度较低，仅为1.24克/立方厘米，要远远小于地球，也逊色于海王星，所以，即使天王星的体积比海王星大，但质量却赶不上它。天王星的表面非常寒冷，平均温度可以达到零下210摄氏度，由于表面的气体几乎全部被冻结，覆盖在星球的表面，所以看上去非常光滑，对能够照射到表面的太阳光反射效率也很高，从外界看，呈现出一片淡蓝色彩，非常显眼。

天王星和其它行星不一样的特征中，最为突出的莫过于它是“躺着”自转的。在太阳系中，有几个星球的自转轴与黄道平面的交角非常小，比如水星才0.1度，木星3度左右，它们可以说是非常“听话”的孩子，反观天王星，其自转倾角达到了98度之多，也就是“躺平”了。在这种自转模式下，天王星的昼夜更替不取决于自转，而是由围绕太阳公转所决定。天王星上的一个白天或者黑夜，相当于42个天王星年。

另外一个有趣的特征，就是它看上去过于“平静”的表面。由于表面温度很低，大气层中的一些氢气、氦气和甲烷等气体纷纷凝固，覆盖到星球的表面，另外一部分气体依靠着星体的“内热”仍然保持着气体状态，形成比较浓密折大气层。而对于甲烷来说，它吸收太阳辐射中的红色光的能力较强，对蓝色绿色光线的反射能力较强，所以从外面看来呈现出“光滑”的淡蓝色。而且星体表面看不出任何白云、明暗反差等特别的“点缀”，也没有木星大气层中汹涌的“斑纹”。

天王星上发出了X射线

由于天王星距离地球较远，所以对它的观测研究，除了之前旅行者2号近距离从“身旁”飞过所拍摄的一批照片之外，更多地是依靠钱德拉X射线望远镜和哈勃太空望远镜来实现，与哈勃望远镜一样，钱德拉X射线天文台也是围绕地球运行的一个太空望远镜。

近日，科学家们在一项新的研究中，使用了钱德拉X射线望远镜于2002年和2017年所观测的天王星相关数据，结果发现了来自天王星的X射线。

天王星能够发出X射线，这个结果其实让科学家们并不感到意外，因为太阳系的许多天体，诸如地球、火星、土星、木星、海王星甚至一些卫星和彗星等，以前都曾经被监测到发出X射线。科学家们也曾经对天王星、海王星这样的远日行星进行过X射线捕捉的诸多探测活动，但是天王星和其它行星表现得不同，它上面并没有什么能被观测到的“闪光点”。

这次天王星上观测到X射线，反而让科学家们悬着的心放了下来，太阳系内的星体没有什么特殊的，天王星再特殊，最后也被发现了这一个普遍的现象。

什么原因让天王星上发出X射线

截至目前，科学家们对于行星上发出X射线的原因，也没有统一的结论，不过通过深入的研究，倒是有几种备选的解释方案。

第一个因素是阳光。太阳系中绝大部分的X射线，都可能来源于太阳。因为太阳光本身是由多种不同频率的光线所组成，其中就有一部分为频率较高的X射线，同样以电磁波的形式传递到宇宙空间中。当X射线与行星浓密的大气层相撞击时，就会发生散射。另外，高能粒子在与一些行星的“卫星环”中的氧原子发生相互作用，也会产生X射线，并以荧光的形式展现。

虽然天王星不具备像土星那样的“卫星环”，但是通过监测研究发现，它的周围仍然被大量的电子、质子等带电粒子包围，而且天王星周围的高能电子强度甚至比土星还要高，这些带电粒子则多数来源于太阳辐射。当这些带电粒子与天王星“不明显”的“卫星环”相撞时，就会产生X射线。

第二个因素是极光。极光现象的产生，是高能粒子与行星大气层相互作用时，产生的绚丽多彩景象，地球两极的极光现象让我们领略了壮观瑰丽的宇宙之美，其实像木星、火星、土星甚至一些彗星上也会出现极光现象。在多数情况下，极光的产生离不开磁场对带电粒子的引导作用，在粒子落入大气层之前，它们中的一部分会被引导从而被磁场线所加速。

与其它行星不同的是，天王星由于自转轴几乎平行于公转轨道平面，自转轴与磁场的方向从而也不同，表现出偏离行星中心的状态，这就导致了天王星极光现象更加复杂和多变。这或许能够解释为何之前科学家们观测不到来自天王星的X射线这个现象。

对于天王星进行X射线探测，为这颗本来就非常“特殊”的行星，更加增添了神秘和有趣的色彩。从目前来看，仅依靠现有的观测设备，是很难取得更为关键的信息，也捕捉不了天王星X射线的辐射波动特征，需要后续发射更多的太空探测器，来更加科学和准确地告诉我们，天王星上大气和磁场的真正状况，那里究竟发生了什么，并能够为将来深入探索宇宙中的X射线源打下更加坚实的基础。