冰態巨行星

20世紀90年代，天文學家發現天王星和海王星其實與氣態巨行星不同，因它們只有20%的成分是氫氣，而木星和土星等氣態巨行星卻有高達90%的成分都是氫氣。這些冰巨星的主要成分為“冰”，即比氫和氦更重的元素。這些材料在冰巨星的形成過程中是以固體的狀態存在，但現在只存在於某特定情況，如超臨界流體。儘管冰巨星的表層仍然是以氫氣為主，但在這範圍之下的內部區域則大致呈現“冰凍”狀態。這些“冰”主要由水、氨與甲烷組成，因此水的狀態方程對冰巨星的形成佔有非常重要的地位。與氣態巨行星不同的是，這些冰巨星的核心缺乏金屬氫。 ^[1] 

冰巨星的大小比氣態巨行星小，但仍然比類地行星大。冰巨星的大小受到約束源於一個重要因素：氣態巨行星的形成必須比類地行星快，因為它們要防止原行星盤中的氣體消散。根據觀測年輕星團中的原行星盤，冰巨星必須在3-10萬年之內形成，之後原行星盤就會開始消散。 ^[2] 

冰巨星有着變化極大的大氣，其中包括極地渦旋、強烈的緯向風，和大尺度環流。現在還沒有任何模型能夠準確解釋這些氣候系統的形成原因 ^[1]  。因為它們的巨大規模和低熱導率，使得行星內部的壓力可達數百GPa，而温度則可達數千度。2012年3月，天文學家們發現，冰巨星中水的可壓縮性可能少於正常的三分之一。這個數據有助於為冰巨星建模，並能有助於天文學家們對它們有更好的理解。除了天王星和海王星外，太陽系外的其它系統也有冰巨星的存在。 ^[3] 

天王星和海王星的磁場均異常地移位和傾斜。這些冰巨星的磁場強度介乎於氣態巨行星和類地行星之間，即地球磁場強度的數十倍。天王星和海王星的磁場強度分別是地球的50倍和25倍。這些冰巨星的磁場是來自其電離對流熔融冰幔。 ^[1] 

冰巨星的體積明顯比氣態巨行星小得多：木星和土星的赤道半徑分別是71492公里和60268公里，但天王星和海王星僅有25559公里和24764公里。儘管如此，冰巨星仍然比類地行星大得多。而它們的質量、自轉週期、衞星數量等亦介於氣態巨行星與類地行星之間。 ^[4] 

2022年，德國德累斯頓-羅森多夫赫爾姆霍茲中心（HZDR）、羅斯托克大學和法國聯邦理工學院領導的一個國際團隊開展了一項新穎的實驗，證實了他們早先的觀點：在太陽系外圍的冰巨星內確實會下“鑽石雨” ^[5]  。