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作者：@太空生物学 丨 @外空生物学
太阳系八大行星其中的两颗冰巨星 ， 同时也是距离太阳最远的两颗类木行星——天王星和海王星 。
这两颗行星的位置可以说是外太阳系的守住 ， 位于木星和土星之外 ， 分别距离太阳大约29亿到45亿公里 。
理论上 ，
- 【是什么原因导致海王星与天王星的位置互换了？】天王星和海王星是不可能存在的 。
- 也不可能在现在所处的星际空间位置形成 。
- 离太阳那么遥远 ， 它们的体积为什么会如此庞大 。
以下的内容是我对这3个问题的看法 ， 这些问题的答案要从太阳系的形成说起 ， 如果有不对的地方请留言评论 。
冰巨星的形成太阳是一个由气体和尘埃组合的星云塌缩而成 ， 当核聚变被点燃后的那一刻 ， 就等于宣布了一个以太阳为中心的行星系统也即将诞生 ， 因为缔造出太阳后所剩余的边角料是形成形形的原材料 。
太阳系的4颗内行星包括水星、金星、地球、火星 ， 内行星的特点之一就是体积小 ， 要想成为一颗巨大的行星 ， 就需要有大量的气体加成 ， 正所谓“体积不够 ， 气体凑 。 ”
温度极高的太阳风会把较轻的气体分子和尘埃颗粒吹向太阳星云中的「冻结线」区域 ， 这是一个相距原始中心太阳的一个特殊距离 ， 由于冻结线区域的温度较低 ， 使得水、氨和甲烷这些氢的化合物凝固成固态状的冰冻颗粒 ， 根据这些冰冻颗粒的密度可以反推出这个温度大约在150K左右 。
「冻结线」这个词是借用土壤科学中冻结的概念 ， 在天体物理学中冻结线是内行星和外行星的分界线 。
太阳风将氢和氦这两种气体分子吹到冻结线 ， 这里的低温环境足以让氢和氦稳定下来 ， 「冻结线」区域的低温足以让微小的固态状冰冻颗粒吸积成微行星 ， 微行星又不断地吸积 ， 直到形成行星 ， 天王星和海王星就是以这种方式形成的 ， 它们是太阳系里的第一批气体冰行星 ， 值得注意的是这一批的气体冰行星席卷了太阳系大部分的氢和氦 ， 其中：
- 天王星大气成分氢占比83% ， 氦占比15% ， 甲烷占比2% 。
- 海王星大气成分氢占比80% ， 氦占比19% ， 甲烷占比1.5% 。
尽管体积比木星和土星小 ， 但是它们已经吸积了大量的结冰气体 ， 足以让天王星和海王星演化成致密的冰巨星 。
冰巨星的星际空间位置虽然通过吸积可以增大它俩的体积 ， 然而问题就出在这里 ， 即使吸积了大量的结冰气体 ， 理论上也不可能会有目前这么庞大的体积 ， 原因在于刚诞生不久的恒星附近的那些气体和冰盘是不会一直存在的 。
太阳系存在众多的星际物质 ， 事实上这些星际物质相距彼此都是非常遥远的 ， 特别是分布在外太阳系的星际物质就更稀薄了 ， 星际物质都围绕中心太阳公转 ， 虽然这些星际物质在公转的同时会偶尔发生碰撞或吸积 ， 不过发生的概率是非常渺小的 ， 有时公转绕行上万甚至百万年才会发生一次 。
- 天王星以每秒6.81千米的平均轨道速度绕太阳公转一周需要84.32年 。
- 海王星以每秒5.43千米的平均轨道速度绕太阳公转一周需要164.8年 。
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