1781年，德国裔英国天文学家威廉·赫歇尔用望远镜发现了天王星，这颗冰冷的星球成为第一颗用望远镜发现的行星。243年后的今天，这颗太阳系第三大行星依然充满了谜团，而我们曾经认为了解的一些信息也正在被推翻。
天王星磁场的误解
我们对天王星的大部分了解都来自于1986年美国宇航局（NASA）的“旅行者2号”探测器在该星球上进行的为期五天的飞掠考察。然而，科学家们现在发现，探测器访问时正值异常情况——一场强烈的太阳风事件——导致对天王星，特别是其磁场的观测结果存在误导性。
太阳风是由太阳发出的一种高速带电粒子流。研究人员重新分析了“旅行者2号”探测器访问期间前后八个月的数据，发现探测器在太阳风将天王星磁层——这颗行星的保护性磁场泡——压缩到其正常体积的20%后仅几天就到达了天王星。
“我们发现，‘旅行者2号’探测器飞掠期间出现的太阳风条件只占时间的4%。探测器在整个八个月期间太阳风强度达到最大峰值时进行了飞掠，”NASA喷气推进实验室的太空等离子体物理学家杰米·贾辛斯基说，他是周一发表在《自然天文学》杂志上的这项研究的主要作者。
“如果‘旅行者2号’早一个星期到达，我们就会观察到一个更大的磁层，”贾辛斯基说。
研究人员表示，这样的访问很可能表明，天王星的磁层与太阳系的另外一颗巨型行星——木星、土星和海王星的磁层相似。磁层是围绕行星的一个空间区域，在这个区域里，行星的磁场占主导地位，形成一个保护带，抵御太阳和宇宙粒子的辐射。
“旅行者2号”的观测结果让人对天王星磁层的印象是，它缺乏等离子体，并且拥有异常强烈的、高能电子带。
等离子体是继固体、液体和气体之后的物质第四态，是一种原子被分解成高能亚原子粒子的气体。等离子体是其他行星磁层中的常见特征，因此在天王星周围观测到的等离子体浓度低，令人费解。
“任何行星磁层的等离子体环境通常由太阳风中的等离子体、磁层内任何卫星中的等离子体以及行星大气中的等离子体组成，”贾辛斯基说。
“在天王星，我们没有看到来自太阳风或卫星的等离子体。而且，测量的等离子体非常稀薄，”贾辛斯基说。
天王星的独特特征
天王星的颜色呈蓝绿色，这是因为它的大气中含有甲烷，主要成分是氢和氦，直径约为31,500英里（50,700公里）。它足够大，可以容纳63个地球。在太阳系的八颗行星中，只有木星和土星比它大。
它独特的倾斜使得天王星看起来像一个滚动的球体绕着太阳运行。天王星的轨道距离太阳的距离是地球的近20倍，它有28颗已知的卫星和两组光环。
“旅行者2号”的观测结果表明，它最大的两颗卫星——天卫三和天卫四——经常在磁层外运行。新的研究表明，它们往往会留在保护性泡内，这使得科学家更容易用磁性方法探测潜在的地下海洋。
“由于它们相对于其他主要卫星的大小，这两颗卫星都被认为是天王星系统中存在液态水海洋的最佳候选者，”喷气推进实验室行星科学家、该研究的合著者科里·科赫伦说。
对未来任务的启示
科学家们渴望了解外太阳系卫星上的地下海洋是否拥有支持生命的合适条件。NASA于10月14日发射了一艘宇宙飞船，执行前往木星的卫星木卫二的任务，以回答这个问题。
“未来对天王星的任务对于了解这颗行星和磁层，以及它的大气、光环和卫星至关重要，”贾辛斯基说。
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