天文史上的今天：天王星衛星的發現

摘要：

1787年1月11日，一位德裔英國天文學家發現了天王星最大的兩顆衛星。

天衛三（左）和天衛四（右），天王星最大的兩顆衛星

來源：ESA

1787年1月11日，德裔英國天文學家威廉·赫歇爾發現了天王星的兩顆衛星：天衛三和天衛四。

01 威廉·赫歇爾

威廉·赫歇爾（William Herschel，1738~1822）

來源：wiki

威廉·赫歇爾（William Herschel，1738~1822），生於德國漢諾威，在19歲時移居英國。他是一位音樂家，儘管也有不少作品，但在音樂領域並不太出名。它最大的成就還是在天文領域。

1774年，在赫歇爾36歲的時候，他自己製造了第一台大型望遠鏡，並在接下來的九年內對夜空進行了細緻的巡天觀測。他對雙星現象，星雲等都進行過認真觀測和記錄。

但他最大的成就還是在1781年，他43歲的時候發現了天王星。這是數千年來人類新發現的第一顆大行星，從而打破了自古以來「金木水火土」五大行星加上地球的局面。

02 大小與命名

歐洲南方天文台甚大望遠鏡拍攝的天王星及其衛星。左圖中從上往下分別是：天衛二，天衛七，天衛一以及天衛三

來源： VLT

最新數據顯示，天王星擁有27顆得到確認的衛星。其中天衛三（Titania）是天王星最大的衛星，在太陽系所有衛星中排名第八，直徑1578公里；天衛四（Oberon）則是天王星第二大衛星，太陽系衛星中排名第九，直徑約1523公里。而作為對比，月球的直徑是3474公里（排名太陽系第五）。

天衛三，月球與地球的大小對比

來源：wiki

天王星衛星的命名絕大部分都取自莎士比亞的戲劇。天衛三和天衛四在1787年由威廉·赫歇爾首先發現之後當時並沒有專門取名。

直到半個多世紀之後的1852年，隨著另外兩顆天王星衛星被發現，才最終由威廉·赫歇爾的兒子約翰·赫歇爾（John Herschel）進行了命名，約翰·赫歇爾一共為7顆土星衛星以及4顆天王星衛星進行了命名。

天衛三（Titania）和天衛四（Oberon）的名字均取自莎士比亞的喜劇《仲夏夜之夢》

來源：網路

在命名時，約翰首次打破了以古希臘神話傳說人物為命名準則的管理，轉而採用了英國著名劇組家莎士比亞的作品中的人物來為這些衛星命名。其中天衛三（Titania）和天衛四（Oberon）的名字均取自莎士比亞的喜劇《仲夏夜之夢》。

03 探測情況

迄今，僅有一顆人類探測器對天衛三進行過近距離觀察，那就是1986年1月份美國的旅行者2號飛船，那次探測期間拍攝的照片迄今仍是天衛三最清晰的圖像，大約覆蓋了40%的表面。我們對這顆衛星的了解也幾乎全部來自那次探測。

天衛三的軌道距離天王星較近，運行在天王星的磁層範圍之內。從密度和磁場等數據推測，天衛三大致由等比例的水冰和岩石物質組成，並且很有可能已經分異形成了一個岩石為主的核以及一個水冰為主的幔。天衛三地表遍布撞擊坑，並且存在一個巨大的峽谷系統。

旅行者2號飛船，它已經在2012年穿越日球層進入恆星際空間

來源：NASA

在2001年至2005年間開展的紅外光譜觀測確認在天衛三地表存在水冰和二氧化碳乾冰物質，從這一點上可以推斷，在某些溫度較高的時段，天衛三表面可能存在主要成分是二氧化碳的稀薄大氣。

與天衛三一樣，我們對於天衛四的知識也幾乎全部來自1986年美國旅行者2號探測器獲得的圖像和數據。

其密度和重力場數據同樣顯示器成分大致是水冰和岩石各佔一半左右，與天衛三一樣，地表遍布撞擊坑，並存在巨大的裂谷系統。

天衛三，旅行者2號探測器拍攝

來源：NASA

天衛四，旅行者2號探測器拍攝

來源：NASA

非常遺憾的是，在可預見的將來，全球都沒有新的飛往天王星進行考察的探測計劃，因此，很有可能在未來幾十年內，上面展示的這幾張照片仍然將是我們關於這兩顆星球的質量最好的圖像。

編者按：

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