是太陽系行星中的怪人。
雖然大多數行星的自轉軸垂直於其軌道平面，但天王星的極端傾斜角為 98 度。它側翻了，可能是由於古代的碰撞造成的。它還有一個逆行軌道，與其他行星相反。
這顆冰巨星與太陽也有著不尋常的關係，這使得它有別於其他行星。
天王星的獨特性延伸到了它的高層大氣，稱為熱層-日冕。該地區的溫度超過攝氏 500 度，其熱源令天文學家感到困惑。
日冕延伸至地表上方 50,000 公里，這也使其與其他行星不同。更奇怪的是，它的溫度正在下降。
1986 年，當航海家 2 號飛越天王星時，它測量了熱層的溫度。在接下來的幾十年裡，望遠鏡不斷測量天王星的溫度。
所有這些測量結果都表明，地球的高層大氣正在冷卻，溫度降低了一半。其他行星都沒有經歷同樣的變化。
科學家知道天王星的熱層是一個脆弱的層次。它有一個嵌入式電離層，可以幫助天文學家測量熱層的溫度。它是一層離子，將低層大氣與行星磁層分開。
電離層中的 H3+ 離子很快就與周圍的中性粒子達到熱平衡。這些離子發射近紅外線（NIR）光子，天文學家可以用地面望遠鏡監測熱層的溫度，因為一些近紅外線波長可以穿過地球大氣層。
這就是他們知道高層大氣正在冷卻的原因，而對低層大氣的觀察顯示沒有冷卻。
降溫令人費解，季節性影響被排除為氣溫下降的原因。太陽的 11 年太陽週期也是如此，太陽的能量水平會發生變化。
發表在《地球物理評論快報》上的新研究對溫度變化做出了解釋。它的標題是“太陽能風能可能控制天王星的熱層溫度” 主要作者是帝國理工學院物理系的 Adam Masters 博士。
根據馬斯特斯和他的同事的說法，太陽風是天王星冷卻的原因。太陽風是來自太陽最外層日冕的帶電粒子流。它是一種主要由電子和質子組成的等離子體，也包含原子核和重離子。
亞當斯說：“太陽風對天王星高層大氣的這種明顯非常強烈的控制與我們在太陽系任何其他行星上看到的情況不同。”
雖然太陽風是不斷的，但它的特性隨著時間尺度的變化而逐漸變化，與天王星高層大氣的變化相符。
大約自 1990 年以來，太陽風的平均向外壓力一直在緩慢但顯著地下降。這一下降與太陽眾所周知的 11 年周期無關，但它確實與天王星的溫度變化密切相關。
這向研究人員表明，與地球不同，天王星的溫度不受光子控制。
眾所周知，來自太陽的光子會加熱地球。這是生命的基礎。雖然我們星球的磁層在很大程度上保護地球免受太陽風的影響，但光子並沒有被阻止。
天王星與太陽的距離比地球遠得多，接近 30 億公里，而地球距離太陽僅約 2.28 億公里。到達天王星的光子數量不足以加熱地球。相反，太陽風的減弱使得天王星的磁層得以擴張。
由於磁層保護天王星免受太陽風的影響，它的膨脹使太陽風更難到達天王星。能量流經地球周圍的空間，最終到達熱層並控制其溫度。
作者在論文中解釋道：“太陽風動能的下降，或者說幾乎相同的太陽風總功率的下降，應該意味著天王星熱層的加熱減弱，導致觀察到的長期溫度下降。”
這意味著，對於像地球這樣距離較近的行星，星光控制熱層的溫度，而對於距離較遠的行星，則由太陽風控制。
這項發現可能會影響未來計畫的天王星任務。
《2023-2032 年行星科學和天體生物學十年調查》將天王星任務確定為首要任務，但到目前為止，尚未批准任何一項任務。這個任務概念被稱為天王星軌道器和探測器（UOP），其主要目標之一是研究這顆冰巨星的大氣層。
任務將解開天王星冷卻之謎，但科學家很難理解它。這些發現意味著任務目標可以更新，問題變成了太陽風的能量如何進入天王星不尋常的磁層。
這項研究不僅回答了有關天王星的令人困惑的問題，而且還擴展到了系外行星。如果這種太陽能風冷卻可以在這裡發生，那麼它也可以在其他地方發生。
「在太陽系之外，對天王星熱層冷卻的這種解釋意味著，系外行星的伴星在沒有強大的局部驅動的情況下與宿主恆星（例如在）並且具有足夠大的磁層將與其母星發生主要的電動相互作用，」作者寫道。
對於這些系外行星，恆星風將強烈控制高層大氣的熱演化，而不是恆星輻射。恆星風也可能驅動某些類型的極光。
亞當斯總結道：“天王星這種強烈的恆星與行星相互作用可能會對確定不同系外行星的內部是否產生強磁場產生影響，這是尋找太陽系外宜居世界的一個重要因素。”
