天王星深内部的成分对流

天王星和海王星具有区别于太阳系其他巨行星的共性，但它们彼此也有差异，尤其体现在相对内部热流上。海王星发出的热量约为天王星所发能量的十倍，且二者发出热量与吸收太阳能量之比也大不相同：天王星二者相当，而海王星则为所有巨行星中最大。因此，天王星内部是否发生热对流值得怀疑。然而，其固有磁场的存在意味着内部必然存在流体运动。在此，我们考虑由深层内部大有机网络形成或金刚石降水所释放的氢所驱动的成分对流。我们使用一组数值旋转对流模型检验该假设，其中对流驱动力在热与成分源之间变化，且足够强烈而不受旋转强约束。在大多数情况下，我们发现发育出类冰巨行星的纬向流，具有三个带，其特征为赤道逆行急流和高纬度顺行急流。大尺度环流胞也随之发育，并导致热通量和质量通量沿赤道面呈现局部极大值。因此，热浮力和成分浮力驱动的对流流之间的这种相似性预测天王星和海王星具有相似的内部动力学，尽管天王星内部热流极小，并由此可能解释为何两颗冰巨行星具有可比较的磁场。