1787年1月11日，赫歇尔发现了天王星的两颗卫星：天卫四和天卫三。
当时，赫歇尔声称自己已经发现天王星的六颗卫星，还有一个神秘的环系统。在此后的半个世纪内，赫歇尔的观测设备是唯一一种可观测到天王星卫星的装置。19世纪40年代，更先进的观测仪器被发明，天卫四和天卫三被再次获得确认。
威廉·赫歇尔被誉为恒星天文学之父。他特别注重对恒星世界的观测。经过许多年艰苦的计数恒星工作，他提出了第一个银河系模型，得出了银河系有限、银河系内恒星可数的正确结论。在观测中，赫歇尔发现了太阳的运动。他仅仅选择了七颗星便定出了太阳的运动方向，并通过计算得出太阳以每秒17.5公里的速度往武仙座方向运动的结论。这个结论与现代测定的太阳以每秒19.7公里的速度往武仙座—天琴座方向运动的事实相差无几。
1786年，赫歇尔根据自己大量的天文观测记录，发表了《一千个星云和星团表》。1789年，又发表了《又一千个星云和星团表》。1800年，赫歇尔发现并研究了红外辐射的性质，这是人类第一次发现大自然中除可见光之外还存在着其他辐射。
时间到了1851年，天卫一和天卫二被威廉·拉塞尔观测到，进一步拓展了天王星的卫星群。1852年，赫歇尔的儿子约翰·赫歇尔为四颗已经发现的天王星卫星进行了命名，参考了威廉·莎士比亚等人经典名著的人物，天卫一和天卫二被赋予了教皇的角色，天卫四和天卫三被命名为妖精女王和国王。1948年，另一位科学家杰拉德·柯伊伯发现天王星的第五颗卫星，至此，天王星轨道上运行的大质量卫星基本都被发现了，一些块头较小的卫星只能由深空探测器和更先进的望远镜来观测。
其实，天王星庞大的卫星群几乎都由冰物质构成，当然还有氨和二氧化碳，碳质材料构成岩石。科学家发现天卫三可能存在液态水海洋，天卫二上拥有该系统最古老的环形山。
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作者： 孔祥宇 [责任编辑: 李浩]
