大家还记得那张太阳系示意图吗?四个小小的岩石行星,两个巨大的气体行星,再远一点是两颗淡蓝色的“冰巨星”——天王星和海王星。这个分类看起来顺理成章,天王星和海王星比木星、土星含有更多的甲烷、水和其他挥发物,在内部高压作用下,这些物质变成“冰”,所以它们被叫作“冰巨星”,但一项最新研究或将颠覆我们曾经的认知。
冰多还是岩石多?
研究团队并没有直接去测量行星的内部成分,因为做不到。而是换了一种更“开放”的思路,他们不再把内部默认设定为以水为主的“冰层”,而是生成大量随机的密度分布,再计算这些模型对应的引力场,看哪个模型与现有观测数据更吻合。结果显示,在很多合理的解中,天王星和海王星的内部并不一定是以冰为主,反而有不少解更像是“岩石为主、薄冰包裹”的结构。
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为什么这事儿很重要?
你可能会想,这不过是学术上的分类争论罢了。其实不止,行星内部的成分决定了它们的热演化、磁场生成机制,甚至影响我们对系外行星的理解。研究指出,若内部以岩石为主,行星内部可能存在对流循环(类似地球的物质循环),而不是长期静止的分层结构,这就能解释天王星和海王星那种奇怪、多极的磁场了。
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我们对这两颗行星的“近距离”了解,还要来自旅行者2号探测(1986年掠过天王星,1989年掠过海王星)。因此,现有的数据还远远不够,模型里仍有不确定因素,不同的假设会导出不同的“最优解”。所以结论并不是“天王星和海王星就是岩石行星”,而是“在现有观测下,天王星和海王星既可能以冰为主,也可能以岩头为主”。
未来,我们需要更多的探测任务
要想真正弄清楚天王星和海王星的“真面目”,还得靠专门的探测任务。只有更精细的引力场测量、磁场探测和大气成分分析,才能把“最优解”精确化。
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