https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2026/02/UN_Rock_Giant-1-300×185-1.jpg太阳系的行星“天王星”与“海王星”，其主要成分被认为是冰（后述），被分类为“巨大冰行星”。看向太阳系外，认为存在许多与这两颗行星类似的巨大冰行星。但由于观测数据不足，这两颗行星的性质尚未准确探明。
苏黎世大学的Luca Morf与Ravit Helled研究团队，构建了假设最少的行星模型以计算两颗行星的内部结构，结果显示除传统的“巨大冰行星”结论外，还能得到“质量50%以上为岩石的巨大岩石行星（Rock Giant）”这一结论。本次研究结果指出了传统行星模型的问题，表明需要探测器获取额外观测数据。
### 天王星和海王星的分类“巨大冰行星”是什么？
太阳系公转的8颗行星，根据主要成分物质分为“岩石行星”“巨大冰行星”“巨大气体行星”3类。这里的“岩石”“冰”“气体”是行星科学术语，与日常印象含义不同，先回顾这点。
行星科学中，岩石·冰·气体从“挥发度（汽化温度）”角度分类：岩石是高温下仍保持固体的难挥发性物质，金属也包含在内；气体仅指氢和氦（因稍受热就汽化）；介于两者之间的是冰——日常指水的固态，但行星科学中是氨、甲烷、二氧化碳等“-170℃（100K）附近固化、更高温度易汽化的挥发性物质”总称，有时为避免误解用“水冰”表述。
综上，“巨大冰行星”是“以冰为主要成分的巨大行星”，太阳系中天王星和海王星属此类。最初这两颗行星与木星、土星同属（巨大）气体行星，但因望远镜性能提升、探测器接近观测、行星形成理论研究、高压下物质行为理解等进展，发现它们以气体为主的假设不合理，矛盾最少的模型便是“以冰为主的巨大冰行星”分类。
### 巨大岩石行星的可能性？
苏黎世大学团队指出：传统行星模型基于大量假设，假设需逐一验证，多假设模型易产生极端结果。因此团队从“最小假设”构建模型：准备模型行星，随机设置内部物质密度，计算重力场并与观测数据对照，逐步修正为与实际密度、重力场偏差小的组成。
本次计算用氢、氦、水、岩石、铁5种物质，可在最小假设下算出内部构成，推定行星的组成、密度、温度、压力。团队得到天王星、海王星各4个模型，结果差异显著：既有与传统一致、水占比7~8成的模型，也有岩石占比5~6成、水占比2~3成（岩石多于冰）的模型——说明两颗行星即使是“巨大岩石行星”，也与传统观测结果不矛盾。
内部对流状态也差异极大：有的模型中对流层与稳定层交替，有的几乎全对流，两种分类（冰/岩石）中均存在此类情况（如稳定层占比大的巨大冰行星模型、全对流的巨大岩石行星模型）。这种内部动力学过程，会影响天王星、海王星“横倒且多极”的复杂磁场结构来源的识别。
### 促进天王星、海王星新探测的研究
需注意：本次结果并非“提出新学说”，而是“促进对传统分类的再探讨”。团队论文指出：“称天王星、海王星为巨大冰行星，更可能是历史产物而非确切实体分类”——这是基于“最小假设研究下，巨大冰行星的可能性本身可能被否定”的结果。
但仅本次研究不足以将分类从巨大冰行星改为巨大岩石行星，因传统分类的可能性未被否定。本次模型物质构成较简单，未考虑实际大气中观测到的氨、甲烷，且高压下物质行为仍有诸多谜团。
综上，本次“巨大岩石行星”的主张有被未来研究推翻的可能，但目前两颗行星的分类仍存在“巨大冰行星”和“巨大岩石行星”两种可能性。行星主成分是冰还是岩石，影响对“行星诞生成长位置、原始行星盘组成”的解释。
太阳系外行星中存在大量与天王星、海王星大小类似的行星，准确了解这两颗行星的内部结构，也会影响系外行星性质与诞生过程的研究。但现有观测数据难以进一步“验证结论”，团队呼吁实施新的天王星、海王星探测任务。
（一句评论：天王星、海王星的准确描述对准确观测系外行星至关重要，后续研究不可或缺！）
文/彩恵りり 编/sorae编辑部
发表回复
要发表评论，您必须先登录。