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作者：蘇黎世大學(xué)（University of Zurich）

編排翻譯：簡稚珉

校譯：牧夫校對(duì)組

后期：王啟儒

原文鏈接：https://knowridge.com/2025/12/uranus-and-neptune-could-be-rock-giants-not-just-ice-worlds/

海王星

Credit：NASA

幾十年來，科學(xué)家們一直覺得天王星和海王星是妥妥的 “冰巨星”—— 主要由水、氨、甲烷這類冰態(tài)物質(zhì)構(gòu)成的行星。

但蘇黎世大學(xué)和瑞士國家行星科學(xué)中心（NCCR PlanetS）的一項(xiàng)新研究，直接挑戰(zhàn)了這個(gè)堅(jiān)守了幾十年的老觀念！

研究團(tuán)隊(duì)表示，這兩顆遠(yuǎn)在太陽系邊緣的行星，核心的巖石含量可能比之前想要更多，內(nèi)部也不完全是冰芯。

傳統(tǒng)分類里，太陽系行星分三類：地球、火星這樣的 “巖石派”，木星、土星這樣的 “氣態(tài)派”，還有就是天王星、海王星專屬的 “冰巨星派”。

它們之所以被貼上 “冰系” 標(biāo)簽，是因?yàn)榇蠹矣X得這倆行星誕生在離太陽老遠(yuǎn)的地方，那兒的冰凍物質(zhì)到處都是，就地取材自然成了 “冰做的”。

但發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上的這項(xiàng)新研究卻直言：“這種分類實(shí)在太籠統(tǒng)啦！” 研究認(rèn)為，天王星和海王星或許是 “巖石占比超高” 的類型，而非 “冰含量說了算”，也可能是介于兩者之間的 “混搭型” 行星。

研究團(tuán)隊(duì)不像傳統(tǒng)模型要么全靠猜，要么純靠觀測數(shù)據(jù)把問題簡化到極致，他們玩了個(gè) “混搭思路”。

先給每顆行星隨機(jī)生成一堆內(nèi)部密度分布模型，再計(jì)算每種模型會(huì)如何影響行星的引力場，最后和探測器實(shí)測的數(shù)據(jù)比對(duì)。

就這么反復(fù)迭代了多次，終于構(gòu)建出既無預(yù)設(shè)偏見、又貼合物理實(shí)際的模型。

海王星“洋蔥圈”結(jié)構(gòu)圖

Credit：牧夫天文

結(jié)果讓人意外：天王星和海王星的內(nèi)部成分，居然有超多可能性。它們不只是 “滿是水冰” 的樣子，還可能藏著巨量巖石。

這想法其實(shí)和其他發(fā)現(xiàn)能對(duì)上 —— 比如冥王星，看著也是個(gè) “遙遠(yuǎn)冰球”，實(shí)則核心全是巖石。

這研究還解開了天王星和海王星 “奇葩磁場” 的部分謎團(tuán)。地球只有兩個(gè)清晰的磁極，但這倆行星的磁場復(fù)雜到離譜，居然有好多個(gè)磁極。

新模型顯示，行星深處可能存在 “離子水”（一種在極端壓力下形成的水形態(tài)），這些離子水層或許就是磁場發(fā)電機(jī)的來源。研究人員還發(fā)現(xiàn)，天王星的磁場發(fā)源地可能比海王星更深，這也能解釋為啥它倆的磁場這么 “非主流”。

太陽系家族合照

Credit：牧夫天文

不過就算有了這些突破，謎團(tuán)還沒完全解開。科學(xué)家們還搞不懂，在巨行星內(nèi)部的極端壓力和溫度下，物質(zhì)會(huì)表現(xiàn)出啥特性。這些未知因素可能會(huì)影響模型的準(zhǔn)確性，研究團(tuán)隊(duì)也盼著有新的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，能進(jìn)一步完善研究。

盡管挑戰(zhàn)還在，但這篇研究給理解天王星和海王星打開了全新思路。

研究人員說，想真正揭開謎底，還得靠更多新的太空任務(wù)。目前的數(shù)據(jù)不夠精細(xì)，沒法確定這倆行星到底是 “巖石為主” 還是 “冰為主”。未來的探測器說不定能穿透它們美麗的藍(lán)色云層，揭開內(nèi)部真相 —— 到時(shí)候，我們對(duì)太陽系外層的認(rèn)知，可能將要徹底改寫！

責(zé)任編輯：王啟儒

牧夫新媒體編輯部

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這張令人驚嘆的圖片展示了著名的"失落星系"(NGC 4535)，一個(gè)距離地球約5000 萬光年的棒旋星系，位于室女座中。

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