在太阳系中，有一对行星，它们的许多数据都十分接近，因此被称为太阳系的“双胞胎”，那就是天王星和海王星。
天王星的半径是25559公里，海王星的半径是24764公里，是天王星的96.89%；海王星的质量大约是地球的17倍，天王星的质量是地球的15倍左右，是海王星的84.77%，也十分接近。而且，两颗行星的主要成分也都基本相同，那就是绝大部分由氢和氦组成，还有一部分是甲烷，所以它们在太空中都呈现出淡蓝色，非常漂亮。
同样是呈现出淡蓝色，两颗行星却又表现出了不同之处。只要你对太阳系行星稍微有些了解、看过一些经典图片，就能够轻松地分辨出这两颗行星。比如下面这张图，就可以很容易看出来，左侧颜色略淡一些的是天王星，右侧颜色稍微深一点的是海王星。
奇怪了，两颗行星如此相似、成分也差不多，为何呈现出两种不同的蓝色呢？
关于这个问题，天文学家们已经思考很久了，却苦于没有太多的信息可供研究。截至目前，除了利用望远镜隔着四十多亿公里远远地观测之外，他们只有一些仅存的近距离探测数据可供使用，那就是旅行者2号探测器传回来的数据。
1977年8月20日，旅行者2号探测器从美国肯尼迪航天中心成功发射升空，前往太阳系边缘。在飞行的过程中，它依次拜访了太阳系的几颗气体行星。1986年1月24日，旅行者2号抵达天王星附近，并在3年后的1989年8月25日来到距离海王星最近的位置。随后，它开始了太阳系边缘的旅行，从此人类的探测器再也没有对这两颗冰巨星进行过近距离探测。
算下来，这已经是三十多年前的事了。在这三十多年的时间里，天文学家们一方面呼吁航天机构重返这两颗冰巨星，一方面用旅行者2号传回的数据反复研究。
最近，来自英国牛津大学的天文学家Patrick Irwin教授及其同事利用旅行者2号的数据以及哈勃太空望远镜以及一些地基望远镜的数据，将其结合起来进行研究，对这两颗行星的大气层有了新的了解。根据他们建立的新模型，我们可以理解为何两颗各方面数据都非常相似的行星，却呈现出不同的颜色。
研究团队在论文中指出：这两颗行星的大气层很相似，大气压超过地球表面的7倍，并且包含了硫化氢、冰和一些光化学烟雾（包含碳氢化合物和氮氢化合物等物质）。我们知道，硫化氢的味道类似于臭鸡蛋，存在于人类的屁中。也就是说，如果你闻一下天王星或者海王星的大气，就会感觉像闻了一个屁一样臭。
其大气上层，是压力约为地表大气压1-2倍的光化学烟雾层，它的上方也是成分相同的光化学烟雾，但是压力还要更低一些。这里会有一些颗粒从高层大气中形成，然后不断下沉，当它们下沉到特定位置的时候，周围的甲烷就会以其为凝结核，结合在一起，像下雪一样继续落下。再之后，这些颗粒就会被释放出来，再成为硫化氢云的凝结核。
其中，甲烷是导致这两颗行星呈现蓝色的主要原因，因为这种气体可以吸收红光，同时反射蓝色的光，所以我们看到的就是蓝色了。
导致蓝色的原因相同，但影响颜色最终呈现的因素却有所不同。在天王星的大气层中，存在着一个比较厚的气溶胶层，它是导致天王星的蓝色看起来比较淡的主要原因。相比之下，海王星的大气层中还有一些甲烷冰粒，它的压力虽然比珠穆朗玛峰的山顶还要低，但却足以进一步加深海王星所呈现的蓝色。
海王星还有一点比较特殊的，那就是颜色不太均匀。当我们看天王星的图片时，会发现它的蓝色通体一致，非常完美。再看看海王星，却有许多黑色的斑点，也就是海王星特有的风暴。甚至还有一个最大的，叫做大暗斑，是太阳系最著名的风暴之一，几乎和地球一样大。不仅仅是旅行者2号，连哈勃太空望远镜在四十多亿公里外都观测到了。
而且，海王星的暗斑并不稳定，时有时无，令人非常困惑。研究人员推测，这或许是海王星大气中的一些气溶胶层内物质比较集中导致的。
总之，天王星和海王星的大气确实非常神秘，然而由于距离过远，我们始终没有进行下一次近距离观测，这更加限制了天文学家的研究。
话说回来，人类目前确实需要考虑重返天王星和海王星了，老是拿着三十多年前的数据来进行研究，很难满足天文学家的好奇心。而且，探测这两颗冰巨星的机会，正在接近我们。
我们知道，天文学探测讲究一个窗口期，在这段时间内发射探测器，可以大幅节省时间成本，并且携带更多科学载荷。天王星和海王星的探测窗口期，大约要等十年才会出现一次，而且下一次即将到来。如果我们能够在未来几年发射探测器，那么就有望在2030年到2034年之间借助木星的引力弹弓效应加速，在40年代时抵达冰巨星进行探测。
不要以为这个时间还很远，因为探测器的研发也需要相当长的一段时间。如果想要把握住下一个窗口期，科学家就需要马上着手。但可惜的是，在美国宇航局21世纪30年代四大重点任务中，最终海王星探测项目落选。
这样看来，未来二十年内，我们恐怕无法看到人类探测器重新回到冰巨星身边了。目前，我国也有科学家讨论过关于冰巨星探测的学术问题，但并没有正式立项。真的很好奇：下一个拜访冰巨星的探测器，到底是来自美国还是来自我国呢？
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