天王星与海王星的热演化 I：绝热模型

海王星的亮度常被认为符合绝热内部，而天王星的低光度对这一假设提出了挑战。本文应用氢、氦和水的修正状态方程数据，并在绝热内部假设下计算天王星与海王星的热演化。为此，我们开发了新的行星模型与演化代码。我们研究了反照率、太阳能量输入以及 H、He 和水的状态方程对冷却时间的影响。我们得到的冷却时间约为天王星 $\tau_\text{U}=5.1\times 10^9\text{ years}$、海王星 $\tau_\text{N}=3.7\times 10^9\text{ years}$，包络了行星已知年龄 $4.56\times 10^9\text{ years}$，意味着两行星当前的光度均无法用绝热冷却解释。我们还发现，诸如辐照水平等输入参数的不确定性对天王星通常比海王星影响更大。我们的结果表明，与通常假设相反，两行星在较深内部均非完全绝热。