数十年来，科学家们始终困惑于天王星为何比预期更寒冷。如今，休斯顿大学领导的国际研究团队解开了这个谜团：天王星向外散发的热量超过了它从太阳吸收的热量，这意味着这颗星球仍保留着远古形成时期的内热。这一发现改写了科学界对这颗冰巨星历史的认知，为NASA即将开展的任务提供了更强有力的依据，并为研究行星演化动力——包括地球未来气候变迁——提供了全新视角。
这一发现解开了关于这颗巨行星的长期科学谜团，因为1986年旅行者2号的观测分析并未显示存在显著内部热量——这与科学家对巨行星形成演化机制的理解相矛盾。
论文第一作者、休斯顿大学自然科学与数学学院地球与大气科学系前博士生王新月表示，通过分析数十年航天器观测数据和计算机模型，研究团队发现天王星释放的热量远超其吸收的太阳辐射。
"这说明它仍在缓慢释放形成初期残留的热量，这个关键线索能帮助我们理解其起源与演化历程。"她解释道。
该论文7月14日发表于美国地球物理学会顶级期刊《地球物理研究快报》。该发现与牛津大学Patrick Irwin教授团队开展的独立研究结论一致。
但合著者、地球与大气科学系教授蒋迅指出，天王星内部热活动弱于太阳系其他巨行星，其释放热量仅比吸收的太阳辐射多12.5%，远低于木星、土星和海王星普遍超过100%的热通量值。
"从科学角度看，这项研究深化了我们对天王星及其他巨行星的认知。就未来太空探索而言，我认为它强化了实施天王星探测任务的必要性。"
休斯顿大学地球与大气科学系 王新月
研究人员表示，虽然成因尚不明确，但天王星可能具有与其他巨行星不同的内部结构或演化历史。
该研究另一个重要发现是，天王星的能量水平会随其长达20年的季节周期变化。王新月认为这种季节性变化可能源于该行星的偏心轨道与倾斜自转轴。
合著者、休斯顿大学物理系教授李黎明表示，该研究将助力NASA规划其旗舰级天王星环绕探测任务——这项被美国国家科学院、工程院和医学院列为2023-2032十年最高优先级的工作。
"从科学角度看，这项研究深化了我们对天王星及其他巨行星的认知，"王新月说，"就未来太空探索而言，我认为它强化了实施天王星探测任务的必要性。"
李黎明指出，该团队建立的方法论提出的可验证理论与模型，还可用于探索太阳系内外其他行星的辐射能量，甚至可能影响地球技术创新与气候认知。
"通过揭示天王星储存与流失热量的机制，我们获得了塑造行星大气、天气系统与气候系统的基础过程的重要见解，"李黎明说，"这些发现有助于拓宽我们对地球大气系统及气候变化挑战的认知视野。"