太阳系最神秘的两颗行星，除了下钻石雨，它们还神秘在哪

太阳系最远的地方是冰巨星天王星和海王星。它们平静的蓝色大气，巨大的不祥风暴，精致的环和冰冷的卫星，这里有许多未解之谜。

1977年NASA发射的旅行者2 号，分别在1986年和1989年抵达天王星、海王星，是目前人类唯一造访过这两颗行星的航天器，访问时间很短。但是现在科学家们已经了解了关于这两个行星的一些非常惊人的事情，有一些甚至很难让人相信。

太阳系中有四个气态巨行星，与木星和土星不同的是天王星和海王星富含水，这些水大部分以冰的形式存在，现在新的研究发现可能冰层下还有海洋并且富含镁，不过令人惊讶的是这些海洋不一定是水，它可能完全是由其他东西构成的。

尽管天王星和海王星被认为是气态行星，但它们也被称为冰巨星，因为这两颗星球的核心主要由岩石和冰构成。大多数人可能都听说这两颗行星可能会下钻石雨，然而就在最近关注太阳系的宇宙学家们发现了一些奇怪的事情，他们认为天王星和海王星都可能有液体钻石海洋。现在听起来很不可思议，这怎么可能呢？

首先，来看看天王星，天王星是一个有点凄凉和孤独的世界，它的名字实际上是对希腊天空之神乌拉诺斯的引用。这个寒冷的世界是威廉·赫歇尔在1781年使用望远镜发现的第一颗行星，距离太阳约 29 亿公里。旅行者2 号在距离近 8万公里的地方只拍摄到很少的照片。但这些图像让天文学家们认为，有可能在太阳系形成初期，有非常大的天体撞击了天王星，而且至少有两次，这两次大撞击的结果使它开始自转，同时这颗行星绕太阳一周的时间需要 84 个地球年。

天王星有 27 颗卫星，研究者们推测这都是由撞击形成。此外，它的磁北极和南极与其极地北极和南极有很大不同，也因此出现了一些非常奇怪的季节性效应。当南极指向太阳时，而北极将笼罩在完全的黑暗中长达 21 年。

2011 年，望远镜显示天王星上发生了奇怪的事情：一个巨大的白色模糊斑点出现在蓝色云顶上，天文学家认为这是一个巨大的甲烷风暴。其大小相当于整个美国国土面积的大小。甲烷和氨云中的平均温度为 -192.8°C，风速达每小时 144 公里。顺便说一句，土星并不是太阳系中唯一有光环的行星，天王星有两组环都在其赤道上方运行。

再来看看海王星，它离太阳更远，大约有 45 亿公里，绕太阳公转需要165个地球年。旅行者2号接近到海王星 4,828 公里探测，这颗行星似乎有也是由“冰”和岩石组成的核心，地核大小约为地球的 1.2 倍，质量约为地球的 10 倍。它的大气由四分之三的氢和四分之一的氦组成，还有少量的甲烷，这些甲烷可以产生云层。

这颗行星的蓝色是由于光的散射和大气层中甲烷吸收的红色波长，和木星标志性的巨大红眼一样，海王星也有巨大的黑暗漩涡;一种叫做“大黑点”的反气旋风暴，直径11000公里，几乎和地球一样大，它以每小时1100公里的速度穿过海王星。海王星还拥有整个太阳系中最猛烈和最快的行星风，达到每小时2000公里，高速风的能量不是来自太阳，而可能来自于接近地核的地方。海王星比天王星离太阳更远，但它的大气层温度却更高，这似乎代表有某种内部热源，大气层还吸收地核内部的辐射能量。

这两颗行星都有不稳定且奇怪的磁场，它们都严重偏离了行星的自转轴，并且明显偏离行星的物理中心。这对于研究者一直是个谜，他们不能解释为什么会出现这种奇怪表现的磁场。海王星的磁场是地球磁场的27倍，而天王星的磁场强度只有地球的三分之一。尽管这两个星球看起来都很冷，磁场也很奇特，但两颗行星表面以下数千公里处的高温和高压可能完全是另一番景象。

这两个行星的大气层主要由氢和氦以及少量的甲烷组成，在这些大气层下面，是一种由水、甲烷和氨等“冰”物质组成的超热、超密的流体，它包裹着行星的核心。正因如此，研究这两颗冰巨星的天文学家们得出结论，这两颗冰巨星可能会在更靠近两颗行星表面的地方落下钻石。因为在这两个冰巨星的内部深处，压力和热量不断积累，直到气态的氢变成液态的金属氢，甲烷在大气中分解，当维系甲烷四个氢原子的化学键溶解时，剩下的碳原子在极端压力下相互结合，形成钻石。

在核心，海王星的温度高达7000摄氏度，相当于太阳表面温度，而天王星的核心温度高达9000华氏度，那实际上可能是在离行星核心更近的地方下钻石雨，不仅如此，在这两个冰巨星的表面下也有可能存在液态钻石的海洋。

研究是通过对金刚石的熔点进行详细测量来完成的，当钻石熔化时，它在冻结和熔化过程中表现得像水一样，固体漂浮在液态上。显然，钻石是一种非常坚硬的材料，因此很难熔化，测量钻石的熔点也非常困难，因为当它加热到非常高的温度，钻石会变成石墨，但现在变成液体的是钻石，而不是石墨。

因此，为了解释这个问题，科学家们所做的就是用激光将钻石暴露在极高的压力下，钻石液化的压力是地球海平面压力的四千万倍，当压力到地球海平面的1100万倍时，大块的钻石开始出现，但是科学家们没有预料到的事情发生了，大块的钻石没有下沉，而是漂浮在液体钻石层的顶部，形成钻石冰山，在天王星和海王星上也发现了同样的超高温度和超高压力。

据估计，这两颗行星都由10%的碳组成，因此，一大片液态钻石海洋可能会使磁场偏转或倾斜，使其偏离方向，随着行星的自转，这就可以解释磁场行为为什么这么奇怪了。

那么两颗行星都下过钻石雨并拥有广阔的液态钻石海洋？

要知道这一点，只有通过向那里发送航天器，可能才会发现。现在，研究人员和科学家正试图让美国国家航空航天局(NASA)向这两个星球发射一艘宇宙飞船，以便对它们进行更深入的研究。这两颗行星很快就将达到离地球最近的时间，天文学家认为的最佳方案是利用木星的引力，在2030年之前发射航天器，将航天器弹向这两颗冰巨星，以便在本世纪40年代中期到达。

2021年4月，天文学家利用钱德拉x射线天文台发现了来自天王星的x射线，目前除了海王星之外，太阳系的每一颗行星上都探测到了x射线的发射。一颗行星产生x射线有三种方式：荧光，太阳x射线的反射，以及极光的发射，天王星正在反射太阳的x射线，x射线也是由高能电子或质子与环碰撞产生的，导致环发出x射线，这和地球上美丽而神奇的极光的成因是一样的。