冰巨行星

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冰巨行星（英語：ice giant、類海行星），是一種主要由比氫和氦更重的氣體組成的巨行星，例如氧，碳，氮，和硫。在太陽系裡，天王星和海王星均是典型的冰巨行星。它們的質量包括約20%的氫和氦，而氣態巨行星（木星和土星）的質量中都含有90%以上的氫和氦。但近期有證據顯示第三個冰巨行星第九行星存在於太陽系中。在1990年代，人們認識到，天王星和海王星是一類獨特的巨行星，獨立於其他的巨行星。

結構

於1990年代，天文學家發現天王星和海王星其實與氣態巨行星不同，全因它們只有20%的成分是氫氣，而木星和土星等氣態巨行星卻有高達90%的成分都是氫氣。這些冰巨行星的主要成分為「冰」，即比氫和氦更重的元素。這些材料在冰巨行星的形成過程中是以固體的狀態存在，但現在只存在於某特定情況，如超臨界流體。儘管冰巨行星的表層仍然是以氫氣為主，但在這範圍之下的內部區域則大致呈現「冰凍」狀態。這些「冰」主要由水、氨與甲烷組成，因此水的狀態方程對冰巨行星的形成占有非常重要的地位。與氣態巨行星不同的是，這些冰巨行星的核心缺乏金屬氫。

氣候

冰巨行星有着變化極大的大氣模式，其中包括極地渦旋、強烈的緯向風，和大尺度環流。現在還沒有任何模型能夠準確解釋這些氣候系統。因為它們的巨大規模和低熱導率，行星內部的壓力可達數百GPa，而溫度則可達數千K。於2012年3月，天文學家們發現，冰巨行星中的水的可壓縮性可能少於正常的三分之一。這個數據有助於為冰巨行星建模，並能有助天文學家們對它們的理解。除了天王星和海王星外，太陽系外也有冰巨行星的存在。

形成

冰巨行星的大小比氣態巨行星小，但仍然比類地行星大。冰巨行星大小受到約束，源於一個重要因素：氣態巨行星的形成必須比類地行星快，因為它們要防止原行星盤中的氣體消散。根據觀測年輕星團中的原行星盤，冰巨行星必須在3-10萬年之內形成，之後原行星盤就會開始消散。

磁場

天王星和海王星的磁場均異常地移位和傾斜。這些冰巨行星的磁場強度介乎於氣態巨行星和類地行星之間，即地球磁場強度的數十倍。天王星和海王星的磁場強度分別是地球的50倍和25倍。這些冰巨行星的磁場是來自其電離對流熔融冰幔。

視頻

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