天王星是太陽系的第三大行星（按體積算），也是太陽系最奇怪的行星——因為天王星是躺著圍繞太陽執行的。天王星的自轉軸和它的公轉軌道面幾乎平行。天王星的環和27個已知衛星的公轉軌道面，與天王星的公轉軌道面幾乎垂直。

天王星是一個古怪的行星。Lawrence Sromovsky, University of Wisconsin-Madison / W.W. Keck Observatory / NASA

天王星的這一奇特姿態讓人費解。流行的理論認為，多年以前，天王星曾經被另外一顆天體猛烈地撞擊過，是被撞歪的。

這是比較合理的一種解釋，但是天王星究竟是怎麼被撞歪的，仍是個謎。許多計算機模擬得出的結果與事實不符，現實中天王星環和衛星品質加起來，並沒有模擬結果那麼大。

但是最近以井田茂教授為首的日本天文學家建立的一個新模型，成功地解釋了天王星衛星的形成機制。這個模型成功的關鍵只有一個字——冷。

發生在外太陽系的撞擊和發生在內太陽系的撞擊有許多不同。製造出月球的那次撞擊是在原始地球和另外一個火星般大的天體——忒伊亞之間發生的。而這兩者都是巖質天體（主要成分是岩石）。巖質天體之間的撞擊發生後，飛濺入太空的物質會快速凝固，並在引力的作用下形成新生的月球。

但天王星被撞後產生的物質碎片大多是易揮發的物質——比如水和氨，它們會在很長一段時間內保持氣態。這導致原始天王星能夠攫取它們中的大部分，只留下少量可供環和衛星形成。

新的模擬結果表明，撞擊天王星的天體品質大約相當於現代地球品質的1至3倍，其成分大部分是冰。

天王星的自轉軸與公轉軌道面幾乎平行，它的環和衛星公轉軌道面與天王星公轉軌道面幾乎垂直。ELSI

參考：

Mysteries of Uranus' oddities explained by Japanese astronomers

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-04/tiot-mou040120.php