在太陽系中，有一對行星，它們的許多數據都十分接近，因此被稱為太陽系的“雙胞胎”，那就是天王星和海王星。

天王星的半徑是25559公裡，海王星的半徑是24764公裡，是天王星的96.89%；海王星的質量大約是地球的17倍，天王星的質量是地球的15倍左右，是海王星的84.77%，也十分接近。而且，兩顆行星的主要成分也都基本相同，那就是絕大部分由氫和氦組成，還有一部分是甲烷，所以它們在太空中都呈現出淡藍色，非常漂亮。

同樣是呈現出淡藍色，兩顆行星卻又表現出了不同之處。隻要你對太陽系行星稍微有些了解、看過一些經典圖片，就能夠輕松地分辨出這兩顆行星。比如下面這張圖，就可以很容易看出來，左側顔色略淡一些的是天王星，右側顔色稍微深一點的是海王星。

奇怪了，兩顆行星如此相似、成分也差不多，為何呈現出兩種不同的藍色呢？

關于這個問題，天文學家們已經思考很久了，卻苦于沒有太多的信息可供研究。截至目前，除了利用望遠鏡隔着四十多億公裡遠遠地觀測之外，他們隻有一些僅存的近距離探測數據可供使用，那就是旅行者2号探測器傳回來的數據。

1977年8月20日，旅行者2号探測器從美國肯尼迪航天中心成功發射升空，前往太陽系邊緣。在飛行的過程中，它依次拜訪了太陽系的幾顆氣體行星。1986年1月24日，旅行者2号抵達天王星附近，并在3年後的1989年8月25日來到距離海王星最近的位置。随後，它開始了太陽系邊緣的旅行，從此人類的探測器再也沒有對這兩顆冰巨星進行過近距離探測。

算下來，這已經是三十多年前的事了。在這三十多年的時間裡，天文學家們一方面呼籲航天機構重返這兩顆冰巨星，一方面用旅行者2号傳回的數據反複研究。

最近，來自英國牛津大學的天文學家Patrick Irwin教授及其同事利用旅行者2号的數據以及哈勃太空望遠鏡以及一些地基望遠鏡的數據，将其結合起來進行研究，對這兩顆行星的大氣層有了新的了解。根據他們建立的新模型，我們可以理解為何兩顆各方面數據都非常相似的行星，卻呈現出不同的顔色。

研究團隊在論文中指出：這兩顆行星的大氣層很相似，大氣壓超過地球表面的7倍，并且包含了硫化氫、冰和一些光化學煙霧（包含碳氫化合物和氮氫化合物等物質）。我們知道，硫化氫的味道類似于臭雞蛋，存在于人類的屁中。也就是說，如果你聞一下天王星或者海王星的大氣，就會感覺像聞了一個屁一樣臭。

其大氣上層，是壓力約為地表大氣壓1-2倍的光化學煙霧層，它的上方也是成分相同的光化學煙霧，但是壓力還要更低一些。這裡會有一些顆粒從高層大氣中形成，然後不斷下沉，當它們下沉到特定位置的時候，周圍的甲烷就會以其為凝結核，結合在一起，像下雪一樣繼續落下。再之後，這些顆粒就會被釋放出來，再成為硫化氫雲的凝結核。

其中，甲烷是導緻這兩顆行星呈現藍色的主要原因，因為這種氣體可以吸收紅光，同時反射藍色的光，所以我們看到的就是藍色了。

導緻藍色的原因相同，但影響顔色最終呈現的因素卻有所不同。在天王星的大氣層中，存在着一個比較厚的氣溶膠層，它是導緻天王星的藍色看起來比較淡的主要原因。相比之下，海王星的大氣層中還有一些甲烷冰粒，它的壓力雖然比珠穆朗瑪峰的山頂還要低，但卻足以進一步加深海王星所呈現的藍色。

海王星還有一點比較特殊的，那就是顔色不太均勻。當我們看天王星的圖片時，會發現它的藍色通體一緻，非常完美。再看看海王星，卻有許多黑色的斑點，也就是海王星特有的風暴。甚至還有一個最大的，叫做大暗斑，是太陽系最著名的風暴之一，幾乎和地球一樣大。不僅僅是旅行者2号，連哈勃太空望遠鏡在四十多億公裡外都觀測到了。

而且，海王星的暗斑并不穩定，時有時無，令人非常困惑。研究人員推測，這或許是海王星大氣中的一些氣溶膠層内物質比較集中導緻的。

總之，天王星和海王星的大氣确實非常神秘，然而由于距離過遠，我們始終沒有進行下一次近距離觀測，這更加限制了天文學家的研究。

話說回來，人類目前确實需要考慮重返天王星和海王星了，老是拿着三十多年前的數據來進行研究，很難滿足天文學家的好奇心。而且，探測這兩顆冰巨星的機會，正在接近我們。

我們知道，天文學探測講究一個窗口期，在這段時間内發射探測器，可以大幅節省時間成本，并且攜帶更多科學載荷。天王星和海王星的探測窗口期，大約要等十年才會出現一次，而且下一次即将到來。如果我們能夠在未來幾年發射探測器，那麼就有望在2030年到2034年之間借助木星的引力彈弓效應加速，在40年代時抵達冰巨星進行探測。

不要以為這個時間還很遠，因為探測器的研發也需要相當長的一段時間。如果想要把握住下一個窗口期，科學家就需要馬上着手。但可惜的是，在美國宇航局21世紀30年代四大重點任務中，最終海王星探測項目落選。

這樣看來，未來二十年内，我們恐怕無法看到人類探測器重新回到冰巨星身邊了。目前，我國也有科學家讨論過關于冰巨星探測的學術問題，但并沒有正式立項。真的很好奇：下一個拜訪冰巨星的探測器，到底是來自美國還是來自我國呢？

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