천왕성의 자기장
정확히 알려진 바는 없으나 자기장이 존재합니다.
천왕성의 위성
천왕성의 위성은 현재까지 27개가 발견되었습니다. 중요한 5개의 위성으로는 미란다, 아리엘, 움브리엘, 티타니아, 오베론을 들 수 있습니다. 이 5대 위성들의 이름은 셰익스피어의 희곡과 알렉산더 포프의 시에 나오는 요정들의 이름을 따서 지어진 것입니다. 천왕성의 위성계는 4개의 가스 거대 행성 중 가장 협소하며, 5대 위성의 총질량이 해왕성의 위성인 트리톤 하나의 절반도 못 미칩니다. 가장 큰 위성인 티타니아의 크기는 겨우 788.9km이고, 이것은 달의 절반에도 못 미칩니다. 하지만, 레아라는 토성의 두 번째 큰 위성보다 조금 크기 때문에, 티타니아는 태양계에서 여덟 번째로 큰 위성입니다. 위성들은 대부분 상대적으로 적은 알베도(반사율)를 가지고 있으며, 움브리엘의 0.20부터 아리엘의 0.35까지 분포합니다. 달들은 50% 얼음과 50%의 석질로 대부분 이루어져 있으며, 얼음들은 암모니아와 이산화탄소 등으로 이루어져 있음으로 추정됩니다.
이 위성들 중에 아리엘은 적은 충돌크레이터와 함께 가장 표면이 젊고, 움브리엘이 가장 늙은 표면을 가진 것으로 보입니다. 미란다의 단층 협곡은 20km 정도로 깊으며, 표면 나이와 형질이 혼란스러울 정도로 다양한 위성입니다. 미란다의 과거 지질적 활동성은 궤도가 지금보다 더 타원에 가까웠던 때의 조석 열 때문으로 추정되며, 움브리엘과의 3:1 궤도 공명 구조에 의해 생긴 조석 연으로 추정됩니다. 비슷하게, 아리엘과 티타니아 역시 4:1 궤도 공명을 가지고 있는 것으로 추정됩니다.
천왕성 탐사
미국 항공우주국의 보이저 2호만이 천왕성을 탐사해 보았으며, 다른 탐사 계획 역시 없는 상태입니다. 1977년 발사된 보이저 2호는 1986년 1월 24일 천왕성의 대기 최상단으로부터 81,500 km 지점까지 근접하였습니다. 보이저 2호는 천왕성 대기의 구조와 화학적 성분을 분석하였고, 10개의 새로운 위성을 발견하였으며, 97.77°라는 축 기울기 때문에 생기는 천왕성 특유의 기상 상태를 측정하였고, 고리들과 자기장을 탐사했습니다. 자기장은 보통과 다른 구조를 보여주었습니다. 또한 천왕성의 5대 위성을 처음으로 자세하게 연구하였고, 지금까지 알려진 9개의 고리계를 모두 탐사했고, 2개의 새로운 고리를 찾았습니다.
<해왕성>
해왕성은 태양계의 8개 행성 중 여덟 번째 행성입니다. 해왕(海王)은 ‘바다의 왕’이라는 한자어로, 포세이돈(그리스 신화명) 또는 넵투누스(로마 신화명)를 번역한 것입니다. 해왕성은 8개 행성 중에서 직경으로는 4번째로 크고, 질량으로는 3번째로 큽니다. 해왕성의 질량은 지구의 17배로, 질량이 지구의 15배인 쌍둥이 행성 천왕성보다 약간 더 무겁습니다. 해왕성과 태양의 평균 거리는 45억 1,300만 km(30.1 AU)이며, 지구와 태양 사이 거리의 대략 30배에 해당합니다. 천문 기호는 포세이돈의 트라이던트(삼지창)를 형상화한 것입니다.
해왕성은 맨눈으로 볼 수 없기 때문에 경험적 관측이 아닌 수학적 계산으로 발견된 태양계 행성 중 유일한 행성입니다. 천왕성의 궤도에 예기치 않은 변화가 있자 알레시 부봐르는 천왕성의 궤도가 발견되지 않은 행성의 중력 섭동에 영향을 받고 있다고 추론했습니다. 그 후 1840년대에 위르뱅 르베리에가 그 행성의 궤도를 예측했고, 1846년에 요한 고트프리트 갈레가 르베리에가 예측했던 위치 범위 안에서 해왕성을 관측했습니다. 얼마 뒤에 해왕성의 제1위 성인 트리톤이 발견되었지만, 나머지 13개의 위성들은 19세기가 다 가도록 발견되지 못했습니다. 해왕성을 방문한 우주선은 1989년 8월 25일에 해왕성을 접근 통과한 보이저 2호 하나뿐입니다.
해왕성의 구성 성분은 천왕성과 꽤 비슷하며, 목성이나 토성 같은 거대 가스 행성들과는 구분되는 성분상의 차이가 존재합니다. 목성과 토성은 대기에 수소와 헬륨을 대량 포함하지만 해왕성의 대기는 극미량의 탄화수소와 질소를 포함하고 있으며, 물, 암모니아, 메테인 등이 얼어붙은 얼음질이 높은 비율을 차지합니다. 천문학자들은 이런 차이점을 강조하기 위해 천왕성과 해왕성을 거대 얼음 행성으로 따로 분류하기도 합니다. 해왕성의 내부 구조는 천왕성과 마찬가지로 얼음과 암석으로 이루어져 있는 것으로 추정됩니다. 행성의 가장 바깥층에는 메테인이 미량 존재하여 행성이 밝고 맑은 파란 색깔을 띱니다.
표면상에 아무 특징도 없는 천왕성과 달리 해왕성의 대기에서는 역동적이며 관측 가능한 기상 현상이 측정되고 있습니다. 1989년, 보이저 2호의 해왕성 접근 통과 때 해왕성의 남반구에서 목성의 대적점에 필적하는 대암반이 발견된 것이 그 예들 중 하나입니다. 이런 기상 현상들은 시속 2100 킬로미터 속도의, 태양계에서 가장 강력한 바람으로 유지됩니다. 태양에서 엄청나게 멀리 떨어져 있기 때문에 해왕성의 바깥쪽 대기는 태양계에서 가장 추운 장소들 중 하나이며, 구름층의 꼭대기는 거의 −218 °C(55 K)에 달합니다. 반면 행성 중심부의 온도는 대략 5000 °C(5400 K)입니다. 해왕성에는 파편으로 이루어진 희미한 고리 구조가 있는데, 1960년대에 고리의 존재에 대해 논란이 있었으나 1989년에 보이저 2호의 탐사를 통해 존재가 확인되었습니다.