Ледяной гигант — класс планет-гигантов, которые в основном состоят из элементов тяжелее водорода и гелия.

Ледяной гигант — класс планет-гигантов, которые в основном состоят из элементов тяжелее водорода и гелия. В Солнечной системе два ледяных гиганта: Уран и Нептун.

В астрофизике вещества с температурами замерзания выше или порядка 100 °K — в частности, воду, метан и аммиак — называют «льдами». По этой причине и за планетами закрепилось название ледяных гигантов, несмотря на то, что там эти элементы находятся в состоянии сверхкритической жидкости.

сверхкритическая жидкость — состояние вещества, при котором исчезает различие между жидкой и газовой фазой.

Ледяные гиганты являются подтипом планет-гигантов наряду с газовыми гигантами. Ледяные и газовые гиганты различаются главным образом химическим составом.

Относительно формирования планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) и газовых гигантов ( Юпитер и Сатурн) в научном сообществе сложилась более-менее единая точка зрения. Происхождение планет земной группы объясняется аккрецией планетезималей в протопланетном диске, а газовых гигантов — тем же процессом с образованием ядра массой в 10 масс Земли, после которого происходила аккреция окружающего газа.

Аккреция — процесс приращения массы небесного тела путём гравитационного притяжения материи (обычно газа) на него из окружающего пространства.

Планетезима?ль — небесное тело на орбите вокруг протозвезды, образующееся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска.

Протопланетный диск— вращающийся околозвёздный диск плотного газа вокруг молодой, недавно сформированной звезды, протозвезды, звёзды типа T Тельца или звёзды Хербига (Ae/Be), из которого впоследствии образуются планеты.

С ледяными гигантами ситуация обстоит гораздо сложнее: подобным процессом объяснить их формирование не получается, в частности, из-за удалённости от Солнца и влияния Юпитера, а иная полная модель пока не создана. Так, по одной из гипотез, Уран и Нептун зародились между орбитами Юпитера и Сатурна, после чего были выброшены их гравитацией на более удалённые орбиты. Согласно другой, протопланетный диск изначально был неоднородным, и на больших расстояниях от Солнца происходила не аккреция, а гравитационный коллапс более плотных сгустков вещества.

Ледяные гиганты, как правило, менее массивны и меньшего размера, чем газовые гиганты. Температура на их поверхности не превышает -200 °C.

В отличие от газовых гигантов, у ледяных, таких как Уран и Нептун в Солнечной системе, массовая доля водорода и гелия составляет 15-20%, в то время как у Юпитера и Сатурна (газовых гигантов) — более 90%. У ледяных гигантов мантия состоит преимущественно из метана и аммиака, а водород в чистом виде присутствует только ближе к поверхности.

Внутри ледяных гигантов давление достигает нескольких сотен ГПа, а температура — нескольких тысяч °K.

Магнитные поля заметны и наклонены. Их напряжённость меньше, чем у магнитных полей газовых гигантов, и поля Урана и Нептуна сильнее земного в 50 и 25 раз соответственно. Считается, что магнитные поля таких планет вызываются конвективным движением вещества в мантии.

Внешние слои ледяных гигантов имеют много общего с таковыми у газовых. Там наблюдаются долгоживущие сильные ветра на экваторе, полярные вихри и другие явления. Например, на Нептуне наиболее заметным атмосферным явлением было Большое Тёмное Пятно.

Вояджер-2 — первый и пока единственный аппарат, достигший Урана и Нептуна.