太陽系最神秘的兩顆行星，除了下鑽石雨，它們還神秘在哪？

太陽系最遠的地方是冰巨星天王星和海王星。它們平靜的藍色大氣，巨大的不祥風暴，精致的環和冰冷的衛星，這裏有許多未解之謎。

1977年NASA發射的旅行者2 號，分別在1986年和1989年抵達天王星、海王星，是目前人類唯一造訪過這兩顆行星的航天器，訪問時間很短。但是現在科學家們已經了解了關於這兩個行星的一些非常驚人的事情，有一些甚至很難讓人相信。

太陽系中有四個氣態巨行星，與木星和土星不同的是天王星和海王星富含水，這些水大部分以冰的形式存在，現在新的研究發現可能冰層下還有海洋並且富含鎂，不過令人驚訝的是這些海洋不一定是水，它可能完全是由其他東西構成的。

盡管天王星和海王星被認為是氣態行星，但它們也被稱為冰巨星，因為這兩顆星球的核心主要由岩石和冰構成。大多數人可能都聽說這兩顆行星可能會下鑽石雨，然而就在最近關注太陽系的宇宙學家們發現了一些奇怪的事情，他們認為天王星和海王星都可能有液體鑽石海洋。現在聽起來很不可思議，這怎麼可能呢？

首先，來看看天王星，天王星是一個有點淒涼和孤獨的世界，它的名字實際上是對希臘天空之神烏拉諾斯的引用。這個寒冷的世界是威廉·赫歇爾在1781年使用望遠鏡發現的第一顆行星，距離太陽約 29 億公裏。旅行者2 號在距離近 8萬公裏的地方只拍攝到很少的照片。但這些圖像讓天文學家們認為，有可能在太陽系形成初期，有非常大的天體撞擊了天王星，而且至少有兩次，這兩次大撞擊的結果使它開始自轉，同時這顆行星繞太陽一周的時間需要 84 個地球年。

天王星有 27 顆衛星，研究者們推測這都是由撞擊形成。此外，它的磁北極和南極與其極地北極和南極有很大不同，也因此出現了一些非常奇怪的季節性效應。當南極指向太陽時，而北極將籠罩在完全的黑暗中長達 21 年。

2011 年，望遠鏡顯示天王星上發生了奇怪的事情：一個巨大的白色模糊斑點出現在藍色雲頂上，天文學家認為這是一個巨大的甲烷風暴。其大小相當於整個美國國土面積的大小。甲烷和氨雲中的平均溫度為 -192.8°C，風速達每小時 144 公裏。順便說一句，土星並不是太陽系中唯一有光環的行星，天王星有兩組環都在其赤道上方運行。

再來看看海王星，它離太陽更遠，大約有 45 億公裏，繞太陽公轉需要165個地球年。旅行者2號接近到海王星 4,828 公裏探測，這顆行星似乎有也是由“冰”和岩石組成的核心，地核大小約為地球的 1.2 倍，質量約為地球的 10 倍。它的大氣由四分之三的氫和四分之一的氦組成，還有少量的甲烷，這些甲烷可以產生雲層。

這顆行星的藍色是由於光的散射和大氣層中甲烷吸收的紅色波長，和木星標志性的巨大紅眼一樣，海王星也有巨大的黑暗漩渦;一種叫做“大黑點”的反氣旋風暴，直徑11000公裏，幾乎和地球一樣大，它以每小時1100公裏的速度穿過海王星。海王星還擁有整個太陽系中最猛烈和最快的行星風，達到每小時2000公裏，高速風的能量不是來自太陽，而可能來自於接近地核的地方。海王星比天王星離太陽更遠，但它的大氣層溫度卻更高，這似乎代表有某種內部熱源，大氣層還吸收地核內部的輻射能量。

這兩顆行星都有不穩定且奇怪的磁場，它們都嚴重偏離了行星的自轉軸，並且明顯偏離行星的物理中心。這對於研究者一直是個謎，他們不能解釋為什麼會出現這種奇怪表現的磁場。海王星的磁場是地球磁場的27倍，而天王星的磁場強度只有地球的三分之一。盡管這兩個星球看起來都很冷，磁場也很奇特，但兩顆行星表面以下數千公裏處的高溫和高壓可能完全是另一番景象。

這兩個行星的大氣層主要由氫和氦以及少量的甲烷組成，在這些大氣層下面，是一種由水、甲烷和氨等“冰”物質組成的超熱、超密的流體，它包裹著行星的核心。正因如此，研究這兩顆冰巨星的天文學家們得出結論，這兩顆冰巨星可能會在更靠近兩顆行星表面的地方落下鑽石。因為在這兩個冰巨星的內部深處，壓力和熱量不斷積累，直到氣態的氫變成液態的金屬氫，甲烷在大氣中分解，當維系甲烷四個氫原子的化學鍵溶解時，剩下的碳原子在極端壓力下相互結合，形成鑽石。

在核心，海王星的溫度高達7000攝氏度，相當於太陽表面溫度，而天王星的核心溫度高達9000華氏度，那實際上可能是在離行星核心更近的地方下鑽石雨，不僅如此，在這兩個冰巨星的表面下也有可能存在液態鑽石的海洋。

研究是通過對金剛石的熔點進行詳細測量來完成的，當鑽石熔化時，它在凍結和熔化過程中表現得像水一樣，固體漂浮在液態上。顯然，鑽石是一種非常堅硬的材料，因此很難熔化，測量鑽石的熔點也非常困難，因為當它加熱到非常高的溫度，鑽石會變成石墨，但現在變成液體的是鑽石，而不是石墨。

因此，為了解釋這個問題，科學家們所做的就是用激光將鑽石暴露在極高的壓力下，鑽石液化的壓力是地球海平面壓力的四千萬倍，當壓力到地球海平面的1100萬倍時，大塊的鑽石開始出現，但是科學家們沒有預料到的事情發生了，大塊的鑽石沒有下沉，而是漂浮在液體鑽石層的頂部，形成鑽石冰山，在天王星和海王星上也發現了同樣的超高溫度和超高壓力。

據估計，這兩顆行星都由10%的碳組成，因此，一大片液態鑽石海洋可能會使磁場偏轉或傾斜，使其偏離方向，隨著行星的自轉，這就可以解釋磁場行為為什麼這麼奇怪了。

那麼兩顆行星都下過鑽石雨並擁有廣闊的液態鑽石海洋？

要知道這一點，只有通過向那裏發送航天器，可能才會發現。現在，研究人員和科學家正試圖讓美國國家航空航天局(NASA)向這兩個星球發射一艘宇宙飛船，以便對它們進行更深入的研究。這兩顆行星很快就將達到離地球最近的時間，天文學家認為的最佳方案是利用木星的引力，在2030年之前發射航天器，將航天器彈向這兩顆冰巨星，以便在本世紀40年代中期到達。

2021年4月，天文學家利用錢德拉x射線天文台發現了來自天王星的x射線，目前除了海王星之外，太陽系的每一顆行星上都探測到了x射線的發射。一顆行星產生x射線有三種方式：熒光，太陽x射線的反射，以及極光的發射，天王星正在反射太陽的x射線，x射線也是由高能電子或質子與環碰撞產生的，導致環發出x射線，這和地球上美麗而神奇的極光的成因是一樣的。