太陽から遠く離れた天王星は、青緑色の大気から、その組成をうかがうことができます。
「天王星と海王星は太陽系の中でとてもユニークな存在です。 惑星科学者のエイミー・サイモン氏は、NASAのポッドキャスト「グラビティ・アシスト」で、「彼らは、私たちが考える他の惑星とは全く異なる惑星です」と語りました。 「私たちが氷惑星と呼ぶ理由の一つは、実際に水の氷をたくさん持っているからです。 他のガス惑星がほとんど水素とヘリウムであるのに対し、天王星は水とその他の氷が主成分です」
天王星の表面
他のガス惑星と同様、天王星には固いはっきりとした表面はありません。 その代わり、ガスや液体、氷の大気が惑星内部まで広がっています。 そのため、大気が惑星内部へ移行する地点に着陸し、ホバリングしても、地球で感じるような重力は感じないだろう。 天王星の重力は地球の約90％しかなく、もしあなたが自宅で100ポンドの重さを感じているとしたら、天王星では91ポンドしかないのです。 “天王星は、ほとんどの場合、外観が非常に淡白です。 青白い惑星のようなものです。 天王星は、太陽系で2番目に密度が低い惑星で、そのほとんどが氷でできていることがわかります。 水素とヘリウムを主成分とする木星や土星とは異なり、天王星はこれらの軽元素をほんの少ししか含んでいない。 また、地球の0.5倍から1.5倍の質量の岩石質成分も含まれている。 しかし、惑星の大部分は氷でできており、そのほとんどは水、メタン、アンモニアである。
極寒のコア
ほとんどの惑星は岩石の溶けたコアを持つが、天王星の中心には氷の物質があると考えられている。 液体の核は惑星の質量の80％を占め、ほとんどが水、メタン、アンモニアの氷で構成されているが、半径の20％程度までしか広がっていない
天王星の内部熱は天文学者が予想しているより低い。 惑星の核は華氏9000度（摂氏4982度）まで加熱される。 これは熱いように見えますが、他の惑星の核と比較すると、実際にはかなり涼しいのです。 サイモンによると、天王星は、太陽から受け取る以上の熱を核から発していない唯一の世界だそうです。
他のガス惑星が核からエネルギーを得ているのに対し、天王星はほとんど余分な熱を宇宙に放射していません。 その理由のひとつは、惑星が形成されて間もなくの衝突によるものかもしれません。 現在の天王星の自転は横向きで、太陽系の他の惑星と比べ90度の角度で回転していることから、すでに衝突があったことがわかる。
奇妙な磁場
核の中の動きが惑星の磁場を動かす傾向があるが、天王星の周りの磁場は奇妙である。 かなり弱く、NASAのボイジャー2号が1986年に惑星に到着するまで、磁場の兆候は記録されなかった。
一般に、磁場は惑星の極から覆いかぶさっている。 例えば地球では、地理的な北極は磁気的な北極に非常に近い。 しかし、1781年に発見された天王星は横に傾いていて、どちらかの極がほとんど直接太陽に向いている。 天王星の磁場は極から60度近くずれており、片方の極がもう片方より強くなる傾向がある磁場を作り出しています。
天王星の磁場は奇妙ですが、特殊ではありません。 もう1つの氷の巨人である海王星も同様の磁場を誇っており、天文学者は、核が磁場を駆動していないかもしれないと結論付けました。 “それは本当に奇妙です。”
2017年に、研究者は、氷の巨人の周りの磁場が奇妙な、ストロボのような効果を持っているかもしれないことを発見しました。 惑星が回転するたびに（約17.24時間ごと）、偏ったフィールドは約転倒し、磁場が切断され再接続されると開閉します」
「天王星は幾何学の悪夢です」と、ジョージア工科大学の地球&大気科学部の准教授で研究の共著者、キャロルPatyは声明で述べています。 「磁場は非常に速く、まるで子供が坂を転げ落ちるように、真っ逆さまに転げ落ちます。 磁化された太陽風がこの転がる磁場に正しい方法で出会うと、再接続することができ、天王星の磁気圏は日常的に開いたり閉じたりしています」
岩石の輪
すべてのガス惑星と同様に、赤道付近に岩石の輪を運んでいます。 その幅は数マイルで、1メートル以下の小さな岩石や氷のかけらでできています。 この惑星には、2つの系統に少なくとも13のリングがあることが知られている。
天王星の一番外側の環は、明るい青色に輝いています。 土星は、太陽系で唯一青い環を持つ世界です。 土星はエンケラドゥス、天王星はマブというように、両世界の青いリングは月に関連しています。
「土星の外輪は青く、その最も明るい場所にちょうどエンケラドゥスがあり、天王星も驚くほど似ていて、マブの軌道の上にちょうど青いリングがあります」と、カリフォルニア大学バークレー校天文学教授のイムケ・デ・ペーター氏は2006年に声明の中で述べています。
リングの波は、惑星が既知の27以上の月を持つかもしれないことを示唆しています。
「リングの端で…それはほとんど、ものの量が、頂と谷を持つ波のようなものに見える、周期的に上下しているようです」と、当時大学院生だったアイダホ大学のロバート・シャンチアはスペースコムに語っています。 「この波模様の振幅とリングからの距離に基づいて…そして画像で月を見つけるために私たちの試みは、それは基本的に彼らが存在する場合、彼らはかなり小さいに向かって指摘している」とChanciaは言った。 彼は、もし月が存在するならば、おそらく半径3マイル（5キロ）よりも小さいと推定しています。
潜在的に未見の月に向けて指摘することに加えて、細いリングは、研究者が惑星についてより理解するのに役立つことができるのです。 とサイモンは言います。「私たちは、リングがどのように振動し、その形状がどのように変化するかを見て、惑星の内部について少し学ぶことができます」
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