天王星—「躺著」圍繞太陽公轉
天王星是位於土星之外第一顆被發現的星體,被發現於1781年,它的發現過程也一度引起了整個世界的震動,改變了普遍的大眾認識。天王星(Uranus),為太陽系八大行星之一,是太陽系由內向外的第七顆行星(18.37~20.08天文單位),其體積在太陽系中排名第三(比海王星大),質量排名第四(小於海王星),幾乎橫躺著圍繞太陽公轉。天王星大氣的主要成分是氫、氦和甲烷。據推測,其內部可能含有豐富的重元素。地幔由甲烷和氨的冰組成,可能含有水。內核由冰和巖石組成。天王星是太陽系內大氣層最冷的行星,最低溫度為49K(-224℃)。天王星的結構,「在中心是巖石的核,中間是冰的地函,最外面是氫/氦組成的外殼。相較之下核非常的小,只有0.55地球質量,半徑不到天王星的20%;地函則是個龐然大物,質量大約是地球的13.4倍;
而最外層的大氣層則相對上是不明確的,大約擴展佔有剩餘20%的半徑,但質量大約只有地球的0.5倍。天王星核的密度大約是9g/cm³,在核和地函交界處的壓力是800萬巴和大約5,000K的溫度。冰的地函實際上並不是由一般意義上所謂的冰組成,而是由水、氨和其他揮發性物質組成的熱且稠密的流體。這些流體有高導電性,有時被稱為水–氨的海洋。天王星和海王星的大塊結構與木星和土星相當的不同,冰的成分超越氣體,因此有理由將她們分開另成一類為冰巨星。天王星自轉一圈只需要17小時14分鐘,其自轉速度僅次於木星與土星;公轉一圈則需要84年,其時間約為土星公轉時間的三倍左右;自轉軸傾斜98度,這導致了天王星的北極圈在南北緯82度,幾乎每一處地方都是極夜或極晝。天王星的質量在巨行星中不大,僅為地球的14.5倍,是巨行星中質量最小的;密度為水的1.32倍,在巨行星中處於中等地位;天王星的重力只有地球的0.89倍,如此低的重力是因為較低的質量,也就是說如果你在地球上重100斤,在天王星上卻只有89斤。
天王星的磁場比土星的還要特殊,其磁心好像不在核中,而是在其內層,並且其磁軸偏離了自轉軸40多度,這有可能是由於其及其傾斜的自轉軸。值得一提的是,天王星的磁場比地球的還弱,居太陽系行星中第五位。長期以來天文學家一直對氣態/冰巨星天王星感到神秘。除了出現一些熱異常和磁場偏離中心之外,這顆行星還有一個獨特之處,那就是它是太陽系中唯一一個側轉的行星(也就是斜著轉),天王星的軸向傾斜98°,行星經歷激進的季節和晝夜循環,兩個單日晝夜持續42年。天王星在它的一邊旋轉,它的軸線幾乎與太陽系其他所有行星的角度一致。這幾乎可以肯定是由巨大的撞擊造成的,但是我們幾乎不知道這到底是怎麼發生的,以及這種暴力事件是如何影響行星。年輕的天王星與一個質量是地球兩倍(如果不是更大的話)的天體發生了災難性碰撞,撞向了它的一側,並導致了我們今天看到的這個行星。