冰巨行星

冰巨行星（，又稱類海行星）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、氮和硫等。在太阳系中，天王星和海王星均是典型的冰巨行星。在它們的質量大約只有20%是氫和氦，而氣態巨行星（木星和土星）的質量中通常主要是含有90%以上的氫和氦。在1990年代，人們意識到天王星和海王星是另一類獨特的巨行星，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，因為它們只有20%的成份是氫氣，而木星和土星等氣態巨行星卻有高達90%的成份都是氫氣。這些冰巨行星的主要成份為「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，因此水的状态方程對冰巨行星的形成佔有非常重要的地位。Seeing Deep Inside Icy Giant Planets與氣態巨行星不同的是，這些冰巨行星的核心缺乏金属氢。

氣候
冰巨行星有著變化極大的大氣模式，其中包括极地涡旋、強烈的，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。NATURE AND ORIGIN OF PLANETARY MAGNETIC FIELDS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。

比較
冰巨行星的大小明顯比氣態巨行星小得多：木星和土星的赤道半徑分別是71492公里和60268公里，但天王星和海王星僅有25559公里和24764公里。儘管如此，冰巨行星仍然比類地行星大得多（地球的赤道半徑僅為6378公里）。而它們的質量、自轉周期、卫星数量等亦介乎於氣態巨行星與類地行星之間。

 比較表 
亮灰色為冰巨行星淡棕色為類木行星水藍色為類地行星

 +比較表天体赤道半径（km）赤道重力地球=1體積地球=1质量地球=1平均密度（g/cm）轨道半径（AU）赤道傾角（度）公转周期（地球年）自转周期（地球日）已发现卫星数天王星255590.8963    14.54 1.2719.218497.9 84.01年 17小时14分钟27海王星247641.1158    17.15 1.6430.110427.8 164.82年16小时06分钟14木星  714922.481321 317.8321.33 5.2026 3.0811.86年9小时50分钟95土星  602680.94755   95.16 0.69 9.554926.7 29.46年 10小时39分钟83地球   63781.001.00   1.0005.52 1.000023.441年 23小时56分钟1

參見
太陽系流體靜力平衡天體列表
迷你海王星
第九行星

參考文獻

外部連結

 Sandia experiments may force revision of astrophysical models of the universe - Sandia Labs

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