Hồ sơ Sao Thiên Vương

Sao Thiên Vương là hành tinh thứ bảy tính từ Mặt Trời; là hành tinh có bán kính lớn thứ ba và có khối lượng lớn thứ tư trong hệ. Sao Thiên Vương có thành phần tương tự như Sao Hải Vương, và cả hai có thành phần hóa học khác so với hai hành tinh khí khổng lồ lớn hơn là Sao Mộc và Sao Thổ. Vì lý do này, các nhà thiên văn thỉnh thoảng phân chúng vào loại hành tinh khác gọi là "hành tinh băng khổng lồ".

Sao Thiên Vương đặt tên theo vị thần bầu trời của người Hy Lạp cổ Uranus, cha của Cronus (Saturn) và ông của Zeus (Jupiter). Nó là hành tinh duy nhất lấy theo tên từ một vị thần trong thần thoại Hy Lạp thay vì trong thần thoại La Mã.

Mặc dù đối với những ai tin tưởng và bầu trời tối đen vẫn có thể nhìn thấy hành tinh này bằng mắt thường như 5 hành tinh đã biết từ thời cổ đại, Sao Thiên Vương không được người cổ đại phát hiện ra bởi vì nó quá mờ và di chuyển rất chậm trên quỹ đạo. William Herschel thông báo phát hiện ra hành tinh này (lúc đầu ông nghĩ là sao chổi) vào ngày 13/3/1781, mở rộng hiểu biết của con người ra những vùng xa xôi của Hệ Mặt Trời lần đầu tiên trong lịch sử thiên văn. Sao Thiên Vương cũng là hành tinh đầu tiên được phát hiện bằng kính thiên văn.

Một số nhà lịch sử khoa học cho rằng Sao Thiên Vương có thể đã từng được nhìn thấy bởi vài người trước khi nó được phát hiện là một hành tinh, nhưng người ta đã coi là một ngôi sao. Ghi chép sớm nhất về việc quan sát thấy nó đó là năm 1690 khi John Flamsteed đã nhìn thấy hành tinh này ít nhất sáu lần, và ông gọi nó là 34 Tauri. Nhà thiên văn Pierre Lemonnier đã quan sát thấy Sao Thiên Vương ít nhất 12 lần từ 1750 đến 1769.

William Herschel quan sát thấy hành tinh này vào đêm 13/3/1781 khi đang ở vườn nhà của ông tại số 19 đường New King ở thị trấn Bath, Somerset, Vương quốc Anh mà bây giờ là Bảo tàng thiên văn học Herschel, mặc dù thoạt đầu ông thông báo đó là một sao chổi. Ông ghi lại trong tạp chí là "Trong điểm tứ phân vị gần sao Thiên Quan... hoặc là một Ngôi sao mờ hoặc có lẽ là một sao chổi". Ngày 17/3, ông đã viết, "Tôi lại nhìn vào Sao chổi hoặc một Ngôi sao mờ và thấy rằng nó phải là Sao chổi, bởi vì nó đã thay đổi vị trí".

Herschel thông báo cho Nhà thiên văn Hoàng gia, Nevil Maskelyne, về khám phá của ông và nhận được thư phúc đáp một cách bối rối từ ông ngày 23/4: "Tôi không biết phải gọi nó là gì. Nó giống như một hành tinh bình thường chuyển động trên quỹ đạo gần tròn quanh Mặt Trời trong khi sao chổi lại di chuyển trên quỹ đạo có độ lệch tâm lớn. Tôi vẫn chưa nhìn thấy đầu hay đuôi của nó (sao chổi)".

Trong khi Herschel tiếp tục miêu tả một cách thận trọng vật thể ông mới phát hiện là sao chổi, những nhà thiên văn khác đã bắt đầu nghĩ theo cách khác. Nhà thiên văn Anders Johan Lexell là người đầu tiên tính ra quỹ đạo của thiên thể mới này và kết quả của quỹ đạo gần tròn buộc ông kết luận nó là hành tinh hơn là một sao chổi. Nhà thiên văn Johann Elert Bode ở Berlin nói về khám phá của Herschel là "một ngôi sao chuyển động có thể nghĩ đó là một hành tinh chưa biết đến tạm thời-như vật thể quay trên quỹ đạo tròn bên ngoài Sao Thổ", ông cũng kết luận rằng quỹ đạo gần tròn của nó khiến nó là hành tinh hơn là một sao chổi.

Vật thể mới này sớm được chấp nhận rộng rãi là một hành tinh mới. Cho đến 1783, Herschel đã tự tiếp nhận khẳng định này khi chủ tịch Hội Hoàng gia Joseph Banks nói: "Theo khám phá của nhà thiên văn học hàng đầu châu Âu thì nó hiện lên như là một ngôi sao mới, mà tôi có vinh dự được công bố vào tháng 3/1781, ngôi sao mới đó là một Hành tinh Chính trong Hệ Mặt Trời của chúng ta".

Maskelyne hỏi Herschel "liệu cộng đồng các nhà thiên văn có thể gọi một tên gọi nào đó cho hành tinh của ngài, mà ngài có thể tự đặt tên cho nó, chúng tôi hoàn toàn thừa nhận công lao khám phá ra của ngài." Đáp lại thỉnh cầu của Maskelyne, Herschel quyết định đặt tên cho thiên thể này là Georgium Sidus (Ngôi sao George), hoặc "Hành tinh George" để vinh danh người bảo trợ mới của ông, vua George III.

Đề xuất của Herschel không phổ biến ở bên ngoài Vương quốc Anh, và đã sớm có những tên gọi khác cho hành tinh. Nhà thiên văn Jérôme Lalande đề xuất tên gọi Herschel để vinh danh chính người đã khám phá ra nó. Trong khi nhà thiên văn Erik Prosperin lại đề xuất tên Neptune mà được một số người khác ủng hộ với ý tưởng kỷ niệm chiến thắng của hạm đội Hải quân Hoàng gia Anh trong Cách mạng Mỹ bằng cách đặt tên cho hành tinh mới là Neptune George III hoặc Neptune Great Britain. Bode nêu ra tên Uranus, cách gọi Latin hóa của vị thần bầu trời, Ouranos. Bode lập luận rằng giống như Saturn là cha của Jupiter, hành tinh mới này nên đặt tên theo cha của Saturn. Năm 1789, một người bạn cùng Viện hàn lâm của Bode là Martin Klaproth đã đặt tên cho nguyên tố ông mới phát hiện ra là "urani" nhằm ủng hộ lựa chọn của Bode. Cuối cùng, đề xuất của Bode đã được sử dụng rộng rãi, và được chính thức công nhận năm 1850 khi Cơ quan Niên giám Hàng hải HM, chuyển cách sử dụng từ tên gọi Georgium Sidus thành Uranus.

Khí quyển của Sao Thiên Vương, mặc dù tương tự như của Sao Mộc và Sao Thổ về những thành phần cơ bản như hiđrô và heli, nhưng chúng chứa nhiều "hợp chất dễ bay hơi" như nước, amoniac, và mêtan, cùng với lượng nhỏ các hiđrôcacbon. Hành tinh này có bầu khí quyển lạnh nhất trong số các hành tinh trong Hệ Mặt Trời, với nhiệt độ cực tiểu bằng -224°C. Nó có cấu trúc tầng mây phức tạp, với khả năng những đám mây thấp nhất chứa chủ yếu nước, trong khi mêtan lại chiếm chủ yếu trong những tầng mây phía trên. Ngược lại, cấu trúc bên trong Thiên Vương Tinh chỉ chứa chủ yếu một lõi băng và đá.

Giống như những hành tinh khí khổng lồ khác, Sao Thiên Vương có một hệ thống vành đai, từ quyển, và rất nhiều vệ tinh tự nhiên. Hệ thống Sao Thiên Vương có cấu hình độc nhất bởi vì trục tự quay của hành tinh bị nghiêng rất lớn, gần như song song với mặt phẳng quỹ đạo của hành tinh. Do vậy cực bắc và cực nam của hành tinh này gần như tại vị trí xích đạo so với những hành tinh khác. Năm 1986, những ảnh chụp của tàu không gian Voyager 2 cho thấy Sao Thiên Vương qua ánh sáng khả kiến hiện lên với một màu gần như đồng nhất mà không có các dải mây hay cơn bão như những hành tinh khí khổng lồ khác. Các nhà thiên văn thực hiện quan sát từ mặt đất phát hiện ra dấu hiệu của sự thay đổi mùa và sự gia tăng hoạt động thời tiết trong những năm gần đây khi nó tiếp cận đến vị trí điểm phân trên quỹ đạo. Tốc độ gió trên Sao Thiên Vương đạt tới 900km/h.