Mặc dù đối với những ai tin tưởng và bầu trời tối đen vẫn có thể nhìn thấy hành tinh này bằng mắt thường như 5 hành tinh đã biết từ thời cổ đại, Sao Thiên Vương không được người cổ đại phát hiện ra bởi vì nó quá mờ và di chuyển rất chậm trên quỹ đạo.[16] William Herschel thông báo phát hiện ra hành tinh này (lúc đầu ông nghĩ là sao chổi) vào ngày 13 tháng 3 năm 1781, mở rộng hiểu biết của con người ra những vùng xa xôi của Hệ Mặt Trời lần đầu tiên trong lịch sử thiên văn. Sao Thiên Vương cũng là hành tinh đầu tiên được phát hiện bằng kính thiên văn.

Phát hiện

Một số nhà lịch sử khoa học cho rằng Sao Thiên Vương có thể đã từng được nhìn thấy bởi vài người trước khi nó được phát hiện là một hành tinh, nhưng người ta đã coi là một ngôi sao. Ghi chép sớm nhất về việc quan sát thấy nó đó là năm 1690 khi John Flamsteed đã nhìn thấy hành tinh này ít nhất sáu lần, và ông gọi nó là 34 Tauri. Nhà thiên văn Pierre Lemonnier đã quan sát thấy Sao Thiên Vương ít nhất 12 lần từ 1750 đến 1769,[17] bao gồm trong bốn đêm liên tiếp.

William Herschel quan sát thấy hành tinh này vào đêm 13 tháng 3 năm 1781 khi đang ở vườn nhà của ông tại số 19 đường New King ở thị trấn Bath, Somerset, Vương quốc Anh (bây giờ là Bảo tàng thiên văn học Herschel),[18] mặc dù thoạt đầu ông thông báo (ngày 26 tháng 4 năm 1781) đó là một "sao chổi".[19] Herschel "say mê thực hiện một loạt các quan sát về thị sai của những ngôi sao cố định",[20] bằng một kính thiên văn do ông tự thiết kế.

Ông ghi lại trong tạp chí là "Trong điểm tứ phân vị gần sao ζ Tauri (Thiên Quan)... hoặc là một Ngôi sao mờ hoặc có lẽ là một sao chổi".[21] Ngày 17 tháng 3, ông đã viết, "Tôi lại nhìn vào Sao chổi hoặc một Ngôi sao mờ và thấy rằng nó phải là Sao chổi, bởi vì nó đã thay đổi vị trí".[22] Khi ông trình bày khám phá của mình tại Hội Hoàng gia, ông tiếp tục nói đó là một sao chổi trong khi cũng ngầm ý nói đó là một hành tinh:[23]

Khi tôi đầu tiên quan sát sao chổi, độ phóng đại của kính thiên văn là 227. Theo kinh nghiệm, tôi biết rằng đường kính của một ngôi sao cố định không phóng lớn tỷ lệ với độ phóng đại cao hơn của kính, nhưng hành tinh thì có; do vậy tôi tăng độ phóng đại của kính thiên văn lên 460 và 932, và thấy rằng đường kính của sao chổi tăng tỉ lệ với độ phóng đại, và như vậy, trên giả thiết nó không phải là một ngôi sao cố định, vì khi tôi so sánh với đường kính của ngôi sao nó đã không tăng theo cùng một tỷ số. Hơn nữa, qua kính thiên văn sao chổi có độ sáng phóng đại nhiều hơn so với lượng ánh sáng mà nó có thể phát ra, nó hiện lên mờ và không rõ với những độ phóng đại lớn này, trong khi đối với những ngôi sao nó vẫn sáng rõ và khác biệt và từ hàng nghìn lần quan sát tôi biết nó vẫn không đổi. Hệ quả đã chỉ ra rằng suy đoán của tôi là chắc chắn, điều này chứng tỏ nó là sao chổi như đã được quan sát sau đó.

Herschel thông báo cho Nhà thiên văn Hoàng gia, Nevil Maskelyne, về khám phá của ông và nhận được thư phúc đáp một cách bối rối từ ông ngày 23 tháng 4: "Tôi không biết phải gọi nó là gì. Nó giống như một hành tinh bình thường chuyển động trên quỹ đạo gần tròn quanh Mặt Trời trong khi sao chổi lại di chuyển trên quỹ đạo có độ lệch tâm lớn. Tôi vẫn chưa nhìn thấy đầu hay đuôi của nó (sao chổi)".[24]

Trong khi Herschel tiếp tục miêu tả một cách thận trọng vật thể ông mới phát hiện là sao chổi, những nhà thiên văn khác đã bắt đầu nghĩ theo cách khác. Nhà thiên văn Anders Johan Lexell là người đầu tiên tính ra quỹ đạo của thiên thể mới này[25] và kết quả của quỹ đạo gần tròn buộc ông kết luận nó là hành tinh hơn là một sao chổi. Nhà thiên văn Johann Elert Bode ở Berlin nói về khám phá của Herschel là "một ngôi sao chuyển động có thể nghĩ đó là một hành tinh chưa biết đến tạm thời-như vật thể quay trên quỹ đạo tròn bên ngoài Sao Thổ".[26] Bode cũng kết luận rằng quỹ đạo gần tròn của nó khiến nó là hành tinh hơn là một sao chổi.[27]

Vật thể mới này sớm được chấp nhận rộng rãi là một hành tinh mới. Cho đến 1783, Herschel đã tự tiếp nhận khẳng định này khi chủ tịch Hội Hoàng gia Joseph Banks nói: "Theo khám phá của nhà thiên văn học hàng đầu châu Âu thì nó hiện lên như là một ngôi sao mới, mà tôi có vinh dự được công bố vào tháng 3 năm 1781, ngôi sao mới đó là một Hành tinh Chính trong Hệ Mặt Trời của chúng ta."[28] Để công nhận thành tựu của ông, Vua George III trao cho Herschel một khoản tiền hàng năm là £200 với điều kiện ông sẽ chuyển đến thị trấn Windsor, Berkshire và do vậy Gia đình Hoàng gia sẽ có cơ hội quan sát bầu trời qua kính thiên văn của ông.[29]

Đặt tên

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."[30] 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.[31] Ông giải thích quyết định này trong một lá thư gửi Joseph Banks:[28]

Trong thế giới thần thoại của người cổ đại danh hiệu Sao Thủy, Sao Kim, Sao Hỏa, Sao Mộc và Sao Thổ đã được đặt cho các hành tinh, đã trở thành tên theo các vị anh hùng và vị thần. Trong kỷ nguyên triết lý hiện tại nó thật khó để chấp nhận theo cùng một phương pháp và gọi nó là Juno, Pallas, Apollo hay Minerva, cho tên gọi của thiên thể mới. Sự xem xét đầu tiên của bất kỳ một sự kiện đặc biệt nào, dường như là niên biểu của nó: nếu một người trong tương lai được hỏi khi nào thì hành tinh mới nhất được khám phá ra? Họ sẽ đưa ra một câu trả lời là, 'Trong triều đại của Vua George đệ Tam'.

Đề xuất của Herschel không phổ biến ở bên ngoài Vương quốc Anh, và đã sớm có những tên gọi khác cho hành tinh. Nhà thiên văn Jérôme Lalande đề xuất tên gọi Herschel để vinh danh chính người đã khám phá ra nó.[32] Trong khi nhà thiên văn Erik Prosperin lại đề xuất tên Neptune mà được một số người khác ủng hộ với ý tưởng kỷ niệm chiến thắng của hạm đội Hải quân Hoàng gia Anh trong Cách mạng Mỹ bằng cách đặt tên cho hành tinh mới là Neptune George III hoặc Neptune Great Britain.[25] Bode nêu ra tên Uranus, cách gọi Latin hóa của vị thần bầu trời, Ouranos. Bode lập luận rằng giống như Saturn là cha của Jupiter, hành tinh mới này nên đặt tên theo cha của Saturn.[29][33][34] Năm 1789, một người bạn cùng Viện hàn lâm của Bode là Martin Klaproth đã đặt tên cho nguyên tố ông mới phát hiện ra là "urani" nhằm ủng hộ lựa chọn của Bode.[35] Cuối cùng, đề xuất của Bode đã được sử dụng rộng rãi, và được chính thức công nhận năm 1850 khi Cơ quan Niên giám Hàng hải HM, chuyển cách sử dụng từ tên gọi Georgium Sidus thành Uranus.[33]

Tên gọi

Sao Thiên Vương đặt tên theo vị thần bầu trời của người Hy Lạp cổ Uranus (tiếng Hy Lạp cổ: Οὐρανός), cha của Cronus (Saturn) và ông của Zeus (Jupiter), trong tiếng Latin viết là "Ūranus".[36] Nó là hành tinh duy nhất lấy theo tên từ một vị thần trong thần thoại Hy Lạp thay vì trong thần thoại La Mã.

Sao Thiên Vương có hai ký hiệu thiên văn. Ký hiệu được đề xuất đầu tiên là, ,[lower-alpha 5] do Lalande đề xuất đầu tiên năm 1784. Trong một lá thư gửi Herschel, Lalande miêu tả "un globe surmonté par la première lettre de votre nom" ("một quả cầu nằm bên dưới chữ cái đầu trong họ của ngài").[32] Đề xuất sau đó, ,[lower-alpha 6] là biểu tượng lai giữa ký hiệu của Sao Hỏa và Mặt Trời bởi vì Uranus là vị thần của bầu trời trong thần thoại Hy Lạp, là con của nữ thần Gaia, và ông cũng lấy chính mẹ của mình để đẻ ra sáu người con trai và sáu người con gái, tạo ra thế hệ thần Titan và Titanides.[37] Trong tiếng Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, và tiếng Việt, tên gọi của hành tinh thường dịch thành Thiên Vương Tinh (天王星).[38][39]