8.天王星的磁场

在“旅行者2号”抵达之前，天王星的磁层从未被测量过，因此还很自然的保持着神秘。在1986年之前，因为天王星的自转轴躺在黄道上，天文学家盼望能根据太阳风测量到天王星的磁场。

航海家的观测显示，天王星的磁场非常奇特，一是它不在行星的几何中心，二是它相对于自转轴倾斜59°。事实上，磁极从行星的中心偏离往南极，达到行星半径的1/3。这异常的几何关系，导致一个非常不对称的磁层，在南半球的表面，磁场的强度低于0.1高斯，而北半球的强度高达1.1高斯；表面的平均强度是0.23高斯。与地球的磁场比较，两极的磁场强度大约相等，并且“磁赤道”大致上与物理上的赤道平行，天王星的偶极矩是地球的50倍。海王星也有一个相似的偏移和倾斜的磁场，因此有人认为这是冰巨星的共同特点。

一种假说认为，不同于类地行星和气体巨星的磁场，是由核心内部引发的，冰巨星的磁场是由相对于表面下某一深度的运动引起的，例如水—氨的海洋。尽管有这样奇特的准线，天王星的磁层在其他方面与一般行星相似：在它的前方，位于23个天王星半径之处，有弓形震波，磁层顶在18个天王星半径处，充分发展完整的磁尾和辐射带。综上所论，天王星的磁层结构，不同于木星，却和土星比较像。天王星的磁尾在天王星的后方，延伸至太空中远达数百万千米，并且因为行星的自转被扭曲而斜向一侧，像是拔瓶塞的长螺旋杆。

天王星的磁层，包含带电粒子：质子和电子，还有少量的H²⁺离子，未曾侦测到重离子。许多的这些微粒可能来自大气层热的晕内。离子和电子的能量，分别可以高达4百万和1.2百万电子伏特。在磁层内侧的低能量（低于100 电子伏特）离子的密度，受到天王星卫星强烈的影响，在卫星经过之后，磁层内会留下值得注意的空隙。微粒流量的强度，在10万年的天文学时间尺度下，足以造成卫星表面变暗或是太空风暴。这或许就是造成卫星表面和环均匀一致暗淡的原因。在天王星的两个磁极附近，有相对算是高度发达的极光，在磁极的附近，形成明亮的弧。但是，天王星的极光，对增温层的能量平衡，似乎是无足轻重的。