较低。这些数值显示天王星主要由各种各样挥发性物质,例如水、氨和甲烷组成。天王星内部冰的总含量还不能精确的知道,根据选择的模型不同有不同的含量,但是总在地球质量的至倍之间。氢和氦在全体中只占很小的部分,大约在至地球质量。剩余的质量(至地球质量)才是岩石物质。
天王星的标准模型结构包括三个层面:在中心是岩石的核,中间是冰的地幔,最外面是氢/氦组成的外壳。相较之下核非常的小,只有地球质量,半径不到天王星的20%;地幔则是个庞然大物,质量大约是地球的倍;而最外层的大气层则相对上是不明确的,大约扩展占有剩余20%的半径,但质量大约只有地球的倍。
天王星核的密度大约是9g/cm3,在核和地幔交界处的压力是800万巴和大约5000k的温度。冰地幔实际上并不是由一般意义上所谓的冰组成,而是由水、氨和其他挥发性物质组成的热且稠密的流体。这些流体有高导电性,有时被称为水–氨的海洋。天王星和海王星的大块结构与木星和土星相当的不同,冰的成分多于气体,因此有理由将她们分开另成一类为冰巨星。
上面所考虑的模型或多或少都是标准的,但是其他的模型也能满足观测的结果。例如,如果大量的氢和岩石混合在地幔中,则冰的总量就会减少,并且相对的岩石和氢的总量就会提高;可利用的数据还不足以让我门确认哪一种模型才是正确的。
天王星内部的流体结构意味着没有固体表面,气体的大气层是逐渐转变成内部的液体层内。但是,为便于扁球体的转动,在大气压力达到1巴之处被定义和考虑为行星的表面时,天王星赤道半径和极半径分别是25559±4和24973±20公里。这样的表面将作为这篇文章中高度的零点。
天王星有27颗已知天然的卫星,这些卫星的名称都出自威廉·莎士比亚和亚历山大·波普的歌剧中的人物。五颗主要卫星的名称是天卫五、天卫一、天卫二、天卫三和天卫四。天卫三和天卫四是威廉·赫歇尔在1787年3月13日发现的第一颗和第二颗天王星卫星,天卫一和天卫二是在1851年被威廉·拉塞尔发现的。
但直到1852年,威廉·赫歇尔的儿子约翰·赫歇尔才为这四颗卫星命名。1948年,杰拉德·柯伊伯发现第五颗卫星天卫五。天王星卫星系统的质量是气态巨星中最少的,五颗主要卫星的总质量还不到海卫一质量的一半。
最大的卫星天卫三半径只有公里,还不到月球的一半,但是比土星第二大的卫星土卫五稍大些。这些卫星的反照率相对也较低,天卫二约为,天卫一约为。这些卫星由冰和岩石组成,大约是50%的冰和50%的岩石,冰也许包含氨和二氧化碳。
赵中遥看着飞飞,给他讲了一些关于天王星的知识。飞飞听了之后,就对这一颗太阳系的气态巨行星有了一个大概的了解。
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