天王星：太陽系の第7惑星

天王星（Uranus）は、太陽から7番目の軌道を公転する惑星です。木星や土星に次ぐ巨大な半径を持ち、太陽系の惑星の中で4番目に重い質量を有しています。その組成や内部構造から、木星型惑星とは区別され「氷の巨大惑星（アイス・ジャイアント）」に分類されます。

発見の歴史

天王星は、1781年3月13日にイギリスの天文学者ウィリアム・ハーシェルによって発見されました。それ以前にも恒星として観測された記録はありましたが、惑星として認識されたのはハーシェルの観測が初めてです。当初、ハーシェルは新天体を彗星と考えましたが、その後の軌道計算により、土星の外側を公転する惑星であることが判明しました。

物理的性質と自転軸

天王星の最大の特徴は、自転軸が約98度傾いていることです。これにより、公転面に対してほぼ横倒しの状態で公転しています。この極端な傾きにより、極地方では約42年間昼が続き、その後約42年間夜が続くという特異な季節変化が生じます。この傾斜の原因については、形成初期の巨大天体との衝突（ジャイアント・インパクト）が有力な説として挙げられています。

大気と磁場

天王星の大気は主に水素とヘリウムで構成されており、メタンが含まれているため青緑色に見えます。ボイジャー2号の観測により、地球と同程度の強さを持つ磁場の存在が確認されました。ただし、磁場の中心は惑星の中心から大きくずれており、自転軸に対しても約60度傾いているという複雑な構造をしています。

衛星と環

天王星には29個の衛星が発見されており、その多くはウィリアム・シェイクスピアやアレキサンダー・ポープの作品の登場人物にちなんで命名されています。また、天王星には暗い物質で構成された薄い環が存在します。この環は1977年に恒星の掩蔽観測によって発見されましたが、その存在は18世紀のハーシェルによっても示唆されていました。