Sao Thiên Vương

context: Maskelyne hỏi Herschel "liệu cộng đồng các nhà thiên văn có thể gọi một tên gọi nào đó cho hành tinh của ngài, mà ngài có thể tự đặt tên cho nó, [và] chúng tôi hoàn toàn thừa nhận công lao khám phá ra của ngài." Đáp lại thỉnh cầu của Maskelyne, Herschel quyết định đặt tên cho thiên thể này là Georgium Sidus (Ngôi sao George), hoặc "Hành tinh George" để vinh danh người bảo trợ mới của ông, vua George III. Ông giải thích quyết định này trong một lá thư gửi Joseph Banks:
qas: question: Georgium Sidus có nghĩa là gì?
answers: text: Ngôi sao George

context: Sao Thiên Vương có độ nghiêng trục quay bằng 97,77 độ, cho nên trục quay của nó gần song song với mặt phẳng quỹ đạo trong Hệ Mặt Trời. Nguyên nhân này làm cho sự thay đổi theo mùa hoàn toàn khác hẳn so với những hành tinh còn lại. Các hành tinh khác có thể hình dung như một con quay quay trên mặt phẳng trong Hệ Mặt Trời, trong khi Sao Thiên Vương có thể hình dung như là một bánh xe lăn trên quỹ đạo của nó. Gần khoảng thời gian của điểm chí Sao Thiên Vương, một cực của hành tinh hướng về phía Mặt Trời trong khi cực kia hướng theo hướng ngược lại. Chỉ có một vùng rất hẹp quanh xích đạo của nó là trải qua sự biến đổi chu kỳ ngày - đêm rất nhanh, nhưng với Mặt Trời ở bên dưới rất thấp chân trời như đối với các vùng cực trên Trái Đất. Ở nửa còn lại của quỹ đạo, hướng của hai cực thay đổi cho nhau. Mỗi cực được Mặt Trời chiếu sáng liên tục trong 42 năm, sau đó là 42 năm liên tục trong bóng tối. Gần thời gian của điểm phân, Mặt Trời chiếu thẳng vào vùng xích đạo của Sao Thiên Vương và nó có chu kỳ ngày đêm giống như ở trên các hành tinh khác., Sao Thiên Vương đến điểm phân lần gần đây nhất là ngày 7 tháng 12 năm 2007.
qas: question: Điều gì làm hành tinh này độc đáo?
answers: text: sự thay đổi theo mùa

context: Một hệ quả của sự nghiêng trục quay của hành tinh này là, trung bình trong một năm (84 năm Trái Đất), hai vùng cực nhận được nhiều năng lượng từ Mặt Trời hơn vùng xích đạo. Tuy nhiên, nhiệt độ trung bình của vùng xích đạo cao hơn so với hai vùng cực, do vùng xích đạo liên tục nhận bức xạ Mặt Trời, trong khi vùng cực có tới 42 năm trong bóng tối. Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa biết cơ chế thực sự ẩn dưới điều này. Họ cũng chưa biết tại sao trục tự quay của Sao Thiên Vương lại nghiêng kỳ lạ như vậy, nhưng có một giả thiết chung đó là trong giai đoạn hình thành Hệ Mặt Trời, một tiền hành tinh kích cỡ Trái Đất đã va chạm với Sao Thiên Vương, làm lệch trục quay của hành tinh. Khi con tàu Voyager 2 bay qua Sao Thiên Vương năm 1986, cực nam của hành tinh đang hướng trực tiếp về phía Mặt Trời. Các nhà thiên văn học đã định nghĩa cực này là "cực nam" của hành tinh dựa theo định nghĩa trong một hội nghị của Hiệp hội Thiên văn Quốc tế, rằng cực bắc của một hành tinh hay vệ tinh tự nhiên sẽ là cực chỉ về phía mặt phẳng bất biến của Hệ Mặt Trời (mặt phẳng đi qua khối tâm của Hệ Mặt Trời và vuông góc với vectơ mô men động lượng), bất kể hướng tự quay của hành tinh hay vệ tinh là như thế nào. Một cách thuận tiện khác đôi khi sử dụng để định nghĩa cực bắc hay cực nam của vật thể đó là áp dụng quy tắc bàn tay phải trong liên hệ với hướng tự quay của vật thể/hành tinh. Theo cách sử dụng quy tắc này thì "cực bắc" của Sao Thiên Vương đang được chiếu sáng vào năm 1986.
qas: question: Hành tinh nào có độ nghiêng trục kỳ lạ?
answers: text: Sao Thiên Vương

context: Khối lượng của Sao Thiên Vương lớn hơn của Trái Đất gần 14,5 lần, và là hành tinh khí khổng lồ nhẹ nhất. Đường kính của nó hơi lớn hơn Sao Hải Vương khoảng 4 lần đường kính Trái Đất. Khối lượng riêng trung bình của nó bằng 1,27 g/cm3 và là hành tinh có mật độ trung bình nhỏ thứ hai, chỉ lớn hơn của Sao Thổ. Giá trị này cho thấy nó có thành phần chủ yếu gồm các loại băng, như nước, amoniac, và mêtan. Các nhà khoa học vẫn chưa biết chính xác tổng khối lượng băng bên trong Sao Thiên Vương, do số liệu sẽ khác nhau phụ thuộc vào từng mô hình cấu trúc hành tinh; nó có thể nằm giữa 9,3 đến 13,5 lần khối lượng Trái Đất. Hiđrô và Heli chỉ chứa một phần nhỏ với khối lượng từ 0,5 đến 1,5 M⊕. Phần vật chất còn lại không phải băng có khối lượng 0,5 đến 3,7 M⊕ chủ yếu là đá.Mô hình chuẩn về cấu trúc Sao Thiên Vương chứa ba lớp: một lõi (silicat/sắt-nikel) tại tâm, một lớp phủ băng ở giữa và bầu khí quyển chứa khí hiđrô/heli bên ngoài cùng. Lõi hành tinh tương đối nhỏ, với khối lượng chỉ bằng 0,55 lần khối lượng Trái Đất và bán kính nhỏ hơn 20% bán kính Sao Thiên Vương; lớp phủ chiếm khối lượng nhiều nhất, với khối lượng xấp xỉ 13,4 M⊕, trong khi tầng khí quyển chỉ chiếm 0,5 lần M⊕ và có kích thước mở rộng ít nhất 20% bán kính hành tinh. Khối lượng riêng của lõi hành tinh xấp xỉ bằng 9 g/cm3, với áp suất tại tâm bằng 8 triệu bars (800 GPa) và nhiệt độ xấp xỉ 5000 K. Lớp phủ băng thực tế không hoàn toàn chứa băng theo nghĩa thông thường, đó là một chất lỏng đặc và nóng gồm nước, amoniac và những hợp chất dễ bay hơi khác. Chất lỏng này có độ dẫn điện cao, đôi khi được gọi là đại dương nước–amoniac. Thành phần chủ yếu của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương rất khác so với Sao Mộc và Sao Thổ, hợp chất băng chiếm đa số so với hợp chất khí, và do đó các nhà khoa học còn phân loại hai hành tinh này thành "hành tinh băng đá khổng lồ". Có thể có một lớp nước ion nơi các phân tử nước bị phân ly thành các ion hiđrô và ôxy, và càng sâu xuống dưới đó là nước ở trạng thái siêu ion (superionic water) trong đó các nguyên tử ôxy kết tụ lại thành mạng tinh thể trong khi các ion hiđrô có thể di chuyển tự do trong dàn tinh thể ôxy.Tuy mô hình miêu tả ở trên có thể là tiêu chuẩn, nó không phải là duy nhất; có những mô hình khác cũng phù hợp với quan sát. Ví dụ, nếu lượng lớn hiđrô và vật liệu đá trộn lẫn vào lớp phủ băng, tổng khối lượng của phần băng bên trong sẽ thấp hơn, và tương ứng tổng khối lượng đá và hiđrô sẽ cao hơn. Những dữ liệu hiện tại không cho phép khoa học xác định được mô hình cấu trúc hành tinh nào là đúng. Tồn tại cấu trúc chất lỏng bên trong Sao Thiên Vương có nghĩa là hành tinh này không có bề mặt rắn. Khi đi từ bên ngoài vào trong, các chất khí trong bầu khí quyển dần dần chuyển sang pha lỏng khi tiến tới lớp phủ lỏng bên trong. Để thuận tiện, các nhà khoa học hình dung ra một hình phỏng cầu tự quay với định nghĩa nơi có áp suất khí quyển bằng 1 bar (100 kPa) làm "bề mặt" của nó. Sao Thiên Vương có bán kính tại xích đạo và vùng cực lần lượt là 25559 ± 4 và 24973 ± 20 km. Mặt này được sử dụng trong toàn bài viết với định nghĩa độ cao tại mặt này bằng 0.
qas: question: Hành tinh cô đặc nhất là hành tinh nào?
answers: text: Sao Hải Vương

question: Hai loại bán kính đo được là gì?
answers: text: bán kính tại xích đạo và vùng cực

question: Khối lượng của Sao Thiên Vương lớn hơn Trái Đất bao nhiêu lần?
answers: text: 14,5 lần,

context: Nội nhiệt của Sao Thiên Vương dường như thấp hơn so với các hành tinh khác; theo thuật ngữ thiên văn học, nó có thông lượng nhiệt thấp. Các nhà thiên văn vẫn chưa hiểu được tại sao nhiệt độ bên trong hành tinh này lại thấp như thế. Sao Hải Vương, là một hành tinh gần giống về đường kính và thành phần, lại phát nhiệt năng vào không gian vũ trụ cao gấp 2,61 lần năng lượng bức xạ mà nó nhận được từ Mặt Trời. Sao Thiên Vương, ngược lại khó có thể phát ra lượng nhiệt nhiều hơn nó nhận được. Tổng năng lượng phát ra từ hành tinh trong bước sóng hồng ngoại gần (như là nhiệt năng) trong phổ bức xạ bằng 1,06 ± 0,08 lần năng lượng Mặt Trời nó hấp thụ qua khí quyển. Thực tế, thông lượng nhiệt Sao Thiên Vương chỉ bằng 0,042 ± 0,047 W/m2, thấp hơn cả thông lượng nội nhiệt của Trái Đất bằng 0,075 W/m2. Nhiệt độ thấp nhất đo được trong khoảng lặng tầng đối lưu (tropopause) của Sao Thiên Vương là 49 K (−224 °C), hay nó là hành tinh lạnh nhất trong Hệ Mặt Trời.Một trong những giả thuyết giải thích cho sự khác biệt này là Sao Thiên Vương đã từng bị va chạm với một tiền hành tinh khối lượng lớn, và cú va chạm đã lấy đi phần lớn nội nhiệt nguyên thủy của nó để lại một lõi lạnh bên trong. Một giả thuyết khác đó là có một lớp ngăn chặn nội nhiệt phát vào không gian tồn tại trong tầng thượng quyển Sao Thiên Vương. Ví dụ, sự đối lưu có thể xảy ra trong một số lớp có thành phần khác nhau, và ngăn cản sự dẫn nhiệt ra bên ngoài hành tinh; có khả năng sự đối lưu khuếch tán giữa hai lớp (double diffusive convection) là một yếu tố giới hạn nội nhiệt hành tinh phát ra bên ngoài.
qas: question: Uranus được biết là phát ra rất nhiều năng lượng vào không gian, trong đó bao nhiêu phần là nhiệt lượng?
answers: text: 1,06 ± 0,08 lần năng lượng Mặt Trời

context: Tầng giữa của khí quyển Sao Thiên Vương là tầng bình lưu, với nhiệt độ nói chung tăng theo độ cao từ 53 K bắt đầu tại khoảng lặng đối lưu đến 800 hoặc 850 K tại nơi tiếp giáp với tầng nhiệt. Nhiệt độ của tầng bình lưu do các phân tử mêtan và hiđrôcacbon hấp thụ bức xạ UV và IR đến từ Mặt Trời, trong đó các hiđrôcacbon hình thành từ quá trình quang ly của mêtan dưới tác dụng của ánh sáng. Năng lượng nhiệt cũng được dẫn từ tầng nhiệt nóng bên trên. Các hiđrôcacbon nằm ở phạm vi cao độ tương đối hẹp giữa 100 và 300 km tương ứng với áp suất 10 giảm tới 0,1 mBar (1000 xuống 10 kPa) và nhiệt độ trong khoảng 75 tới 170 K. Những hiđrôcacbon phổ biến nhất là mêtan, axetylen và êtan với tỉ số trộn bằng xấp xỉ 10−7 so với hiđrô. Tỉ số trộn của cacbon mônôxít là cũng giống như thế ở những độ cao này. Những hiđrôcacbon nặng hơn và cacbon điôxít có tỉ số trộn gấp ba bậc độ lớn so với hiđrôcacbon nhẹ hơn. Tỉ số của nước bằng 7×10-9. Êtan và axetylen có xu hướng ngưng tụ lại trong những vùng lạnh hơn của tầng bình lưu và ở khoảng lặng đối lưu (với mức áp suất dưới 10 mBar) tạo nên những đám mây mờ mịt, đây chính là một phần trong những dải mây xuất hiện trên hình ảnh của Sao Thiên Vương. Độ tập trung của các hiđrôcacbon trong tầng bình lưu bên trên lớp mây mờ mịt nhỏ hơn so với độ tập trung của các hợp chất này trong tầng bình lưu của những hành tinh khí khổng lồ khác.Tầng ngoài cùng của khí quyển Sao Thiên Vương là tầng nhiệt và vành nhật hoa (corona) của hành tinh, chúng có nhiệt độ đồng đều xung quanh 800 đến 850 K. Các nhà thiên văn vẫn chưa hiểu nguồn nhiệt năng nào duy trì giá trị nhiệt độ cao như vậy, hoặc là từ nguồn bức xạ nhiệt tia tử ngoại Mặt Trời hoặc là do hoạt động của cực quang cung cấp nguồn năng lượng cần thiết cho tầng ngoài cùng khí quyển. Ảnh hưởng của sự lạnh đi cũng nhỏ do thiếu hụt những hiđrôcacbon trong tầng bình lưu ở mức áp suất trên 0,1 mBar cũng có thể là yếu tố làm cho nhiệt độ của tầng nhiệt cao như thế. Ngoài phân tử hiđrô, tầng nhiệt và corona còn chứa rất nhiều nguyên tử hiđrô tự do. Do chúng có khối lượng nhỏ kết hợp với nhiệt độ cao tại tầng này có thể giải thích tại sao vành nhật hoa hành tinh lại mở rộng xa đến 50.000 km hay gấp hai lần bán kính Sao Thiên Vương. Vành nhật hoa (corona) mở rộng là một đặc điểm chỉ có ở hành tinh này. Ảnh hưởng của vành này bao gồm nó kéo những hạt nhỏ quay quanh Sao Thiên Vương, dẫn đến suy giảm dần những hạt bụi trong vành đai hành tinh. Tầng nhiệt Sao Thiên Vương, cùng với phần phía trên của tầng bình lưu, tương ứng chính là tầng ion của hành tinh. Quan trắc cho thấy tầng ion nằm ở độ cao từ 2.000 đến 10.000 km. Tầng ion của Thiên Vương Tinh có mật độ dày đặc hơn so với của Sao Thổ và Sao Hải Vương, mà những tầng này xuất hiện từ sự bay lên của những hiđrôcacbon phân bố thưa thớt trong tầng bình lưu của Sao Thổ và Sao Hải Vương. Tầng ion của Sao Thiên Vương được duy trì chủ yếu bởi bức xạ UV và mật độ của tầng phụ thuộc vào cường độ hoạt động của gió Mặt Trời. Hoạt động cực quang trên hành tinh là không đáng kể so với của Sao Mộc và Sao Thổ.
qas: question: Tại sao ảnh hưởng của sự lạnh đi nhỏ? 
answers: text: do thiếu hụt những hiđrôcacbon trong tầng bình lưu

context: Thommes et al lập luận rằng sự khác nhau giữa hành tinh băng đá và hành tinh khí khổng lồ có thể bao gồm trong cả quá trình hình thành lên chúng. Một giả thuyết cho rằng Hệ Mặt Trời hình thành từ một đám khí và bụi mà người ta gọi là tinh vân tiền Mặt Trời. Đa số các đám tinh vân này chứa chủ yếu là hiđrô và heli, thành phần chủ yếu của Mặt Trời, trong khi các hạt bụi và thiên thạch cũng như tiểu hành tinh tụ tập lại hình thành lên những tiền hành tinh. Theo thời gian, một số bồi tụ đủ vật chất để lực hấp dẫn của nó có thể bắt giữ được khí trong tinh vân nguyên thủy. Chúng bắt giữ càng nhiều khí thì càng trở lên lớn hơn; hành tinh càng lớn hơn thì lại càng thu hút nhiều khí về phía nó cho đến một điểm giới hạn, thì kích thước hành tinh bắt đầu tăng theo hàm mũ. Những hành tinh băng đá, với khối lượng chỉ vài lần cho đến khoảng vài chục lần khối lượng Trái Đất, không bao giờ đạt đến điểm giới hạn này. Những mô phỏng gần đây về quá trình hình thành Hệ Mặt Trời cho thấy các hành tinh băng đá từng có quỹ đạo gần Mặt Trời hơn so với hiện tại, trong quá trình hình thành và bồi tụ khí chúng có bán quỹ đạo tăng dần đẩy chúng ra xa khỏi quỹ đạo ban đầu sau khi hình thành. Những giả thuyết này được miêu tả chi tiết trong "mô hình Nice" về sự hình thành và động lực của Hệ Mặt Trời, do "Observatoire de la Côte d'Azur" ở Nice phát triển.
qas: question: Điều gì xảy ra khi các hành tinh thêm khí?
answers: text: hành tinh càng lớn hơn

question: Những mô phỏng gần đây về quá trình hình thành hệ Mặt trời cho thấy điều gì? 
answers: text: hành tinh băng đá từng có quỹ đạo gần Mặt Trời hơn so với hiện tại,