新研究:天王星、海王星或為「岩漿海洋巨星」



長期以來,天王星與海王星被分類為「冰巨星」(Ice Giants),認為它們內部由大量「冰」(水、氨、甲烷等揮發性物質)組成。然而,最新研究提出不同看法,認為這兩顆行星的內部結構可能與傳統認知大不相同,更接近「岩漿海洋巨星」(magma-ocean giants)。

傳統三層結構模型認為:

  • 最外層是氫與氦的大氣層
  • 中間是主要由「冰」組成的地函
  • 中心是岩石核心

但最新研究指出,這樣的模型可能無法完整解釋天王星與海王星的觀測特性。研究團隊提出,兩顆行星的內部可能存在大規模岩漿海洋,且岩漿中溶解了大量氫氣,最上層則是富含氫的大氣層。


這項新觀點主要來自以下幾個線索:

密度與組成模擬
研究人員透過高壓條件下的模擬發現,氫氣在極高壓力下可以大量溶解進入岩漿中,形成均勻的流體狀態。這種「岩漿 + 溶解氫」的結構,能更好地符合目前對天王星與海王星密度與重力場的觀測數據。

古柏帶天體的組成
科學家認為古柏帶天體保留了天王星與海王星形成時期的原始物質。而這些天體的組成以岩石為主,而非冰,這與傳統「冰巨星」形成於富含冰的區域的假說有所矛盾。

航海家2號的有限數據
目前我們對天王星與海王星的了解,主要來自1980年代航海家2號的單次飛掠。當時的觀測顯示兩顆行星內部相當活躍且複雜,傳統冰巨星模型難以完全解釋這些現象。

如果這項新假說成立,將對行星科學帶來幾項重要影響:

  • 重新定義「冰巨星」類別:天王星與海王星可能需要新的分類方式,而非單純以「冰」為主。
  • 幫助理解系外行星:銀河系中存在大量「亞海王星」(sub-Neptune)類型的系外行星,目前它們的內部結構仍屬謎團。這項研究可能提供新的解釋框架。
  • 形成理論的調整:可能需要重新思考天王星與海王星在太陽系早期的形成位置與過程。


這項研究目前仍屬理論模擬與推論階段,尚未有直接的探測數據可以證實。科學家表示,未來若有專門的「冰巨星探測任務」(例如 NASA 曾討論過的天王星軌道器任務),將能提供更多關鍵數據來驗證這項新模型。


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