天王星於1781年被英國天文學家威廉·赫歇爾正式發現後，一直以來穩定地作為太陽系的大行星之一。從太陽系行星與太陽的距離來看，從近到遠天王星排在第七位。從體積上看，它小於木星和土星，排行第三。從質量上看，它則小於木星、土星以及它的近鄰海王星，排行第四。
天王星「特立獨行」的特徵
雖然與其它七個行星都屬於太陽系的行星陣營，但是天王星有許多地方，與其它行星有著非常明顯的差異，即使與其它遠日行星相比也顯得格格不入，這也是讓科學家和天文愛好者對之「著迷」的關鍵所在。
天王星距離太陽的平均距離大約為29億公里，質量約為8.7*10^22噸，是地球質量的14倍左右。天王星的外層部分，主要屬於冰質的氣體物質，所以它的平均密度較低，僅為1.24克/立方厘米，要遠遠小於地球，也遜色於海王星，所以，即使天王星的體積比海王星大，但質量卻趕不上它。天王星的表面非常寒冷，平均溫度可以達到零下210攝氏度，由於表面的氣體幾乎全部被凍結，覆蓋在星球的表面，所以看上去非常光滑，對能夠照射到表面的太陽光反射效率也很高，從外界看，呈現出一片淡藍色彩，非常顯眼。
天王星和其它行星不一樣的特徵中，最為突出的莫過於它是「躺著」自轉的。在太陽系中，有幾個星球的自轉軸與黃道平面的交角非常小，比如水星才0.1度，木星3度左右，它們可以說是非常「聽話」的孩子，反觀天王星，其自轉傾角達到了98度之多，也就是「躺平」了。在這種自轉模式下，天王星的晝夜更替不取決於自轉，而是由圍繞太陽公轉所決定。天王星上的一個白天或者黑夜，相當於42個天王星年。
另外一個有趣的特徵，就是它看上去過於「平靜」的表面。由於表面溫度很低，大氣層中的一些氫氣、氦氣和甲烷等氣體紛紛凝固，覆蓋到星球的表面，另外一部分氣體依靠著星體的「內熱」仍然保持著氣體狀態，形成比較濃密折大氣層。而對於甲烷來說，它吸收太陽輻射中的紅色光的能力較強，對藍色綠色光線的反射能力較強，所以從外面看來呈現出「光滑」的淡藍色。而且星體表面看不出任何白雲、明暗反差等特別的「點綴」，也沒有木星大氣層中洶湧的「斑紋」。
天王星上發出了X射線
由於天王星距離地球較遠，所以對它的觀測研究，除了之前旅行者2號近距離從「身旁」飛過所拍攝的一批照片之外，更多地是依靠錢德拉X射線望遠鏡和哈勃太空望遠鏡來實現，與哈勃望遠鏡一樣，錢德拉X射線天文台也是圍繞地球運行的一個太空望遠鏡。
近日，科學家們在一項新的研究中，使用了錢德拉X射線望遠鏡於2002年和2017年所觀測的天王星相關數據，結果發現了來自天王星的X射線。
天王星能夠發出X射線，這個結果其實讓科學家們並不感到意外，因為太陽系的許多天體，諸如地球、火星、土星、木星、海王星甚至一些衛星和彗星等，以前都曾經被監測到發出X射線。科學家們也曾經對天王星、海王星這樣的遠日行星進行過X射線捕捉的諸多探測活動，但是天王星和其它行星表現得不同，它上面並沒有什麼能被觀測到的「閃光點」。
這次天王星上觀測到X射線，反而讓科學家們懸著的心放了下來，太陽系內的星體沒有什麼特殊的，天王星再特殊，最後也被發現了這一個普遍的現象。
什麼原因讓天王星上發出X射線
截至目前，科學家們對於行星上發出X射線的原因，也沒有統一的結論，不過通過深入的研究，倒是有幾種備選的解釋方案。
第一個因素是陽光。太陽系中絕大部分的X射線，都可能來源於太陽。因為太陽光本身是由多種不同頻率的光線所組成，其中就有一部分為頻率較高的X射線，同樣以電磁波的形式傳遞到宇宙空間中。當X射線與行星濃密的大氣層相撞擊時，就會發生散射。另外，高能粒子在與一些行星的「衛星環」中的氧原子發生相互作用，也會產生X射線，並以螢光的形式展現。
雖然天王星不具備像土星那樣的「衛星環」，但是通過監測研究發現，它的周圍仍然被大量的電子、質子等帶電粒子包圍，而且天王星周圍的高能電子強度甚至比土星還要高，這些帶電粒子則多數來源於太陽輻射。當這些帶電粒子與天王星「不明顯」的「衛星環」相撞時，就會產生X射線。
第二個因素是極光。極光現象的產生，是高能粒子與行星大氣層相互作用時，產生的絢麗多彩景象，地球兩極的極光現象讓我們領略了壯觀瑰麗的宇宙之美，其實像木星、火星、土星甚至一些彗星上也會出現極光現象。在多數情況下，極光的產生離不開磁場對帶電粒子的引導作用，在粒子落入大氣層之前，它們中的一部分會被引導從而被磁場線所加速。
與其它行星不同的是，天王星由於自轉軸幾乎平行於公轉軌道平面，自轉軸與磁場的方向從而也不同，表現出偏離行星中心的狀態，這就導致了天王星極光現象更加複雜和多變。這或許能夠解釋為何之前科學家們觀測不到來自天王星的X射線這個現象。
對於天王星進行X射線探測，為這顆本來就非常「特殊」的行星，更加增添了神秘和有趣的色彩。從目前來看，僅依靠現有的觀測設備，是很難取得更為關鍵的信息，也捕捉不了天王星X射線的輻射波動特徵，需要後續發射更多的太空探測器，來更加科學和準確地告訴我們，天王星上大氣和磁場的真正狀況，那裡究竟發生了什麼，並能夠為將來深入探索宇宙中的X射線源打下更加堅實的基礎。
