यूरैनस और नेपच्यून, खगोलीय पड़ोसी, नीले, गैसीय और बर्फीले होने जैसी विशेषताएं साझा करते हैं, साथ ही सौर मंडल के अन्य सभी पिंडों से अलग चुंबकीय क्षेत्र भी रखते हैं।
इन बर्फीले दिग्गजों के चुंबकीय अनियमितताओं ने हमेशा खगोलविदों के लिए एक पहेली प्रस्तुत की है। इस घटना को समझने में सहायता के लिए, पृथ्वी को संदर्भ के रूप में उपयोग किया जाता है, जहां चुंबकीय क्षेत्र ग्रह के कोर में उत्पन्न होता है, जिससे उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों के बीच एक स्पष्ट अलगाव बनता है, जिसे 'द्विध्रुव' के रूप में जाना जाता है। यह तंत्र सौर मंडल के अन्य ग्रहों, जैसे बृहस्पति और शनि में भी देखा जाता है।
हालांकि, नेपच्यून और यूरैनस उल्लेखनीय अपवाद प्रस्तुत करते हैं। उनके चुंबकीय ध्रुव क्रमशः अपने घूर्णन अक्ष के संबंध में 47 और 59 डिग्री पर झुके हुए हैं, और इन क्षेत्रों की तीव्रता ग्रहों की सतह पर काफी भिन्न होती है। पृथ्वी के विपरीत, उनके क्षेत्र पूरी तरह से झुके हुए और विकेन्द्रीकृत होते हैं।
शोधकर्ताओं ने इस घटना के लिए एक संभावित स्पष्टीकरण पाया है। नई खोजों के आधार पर, सिद्धांत बताता है कि इन ग्रहों पर उच्च तापमान और दबाव की चरम स्थितियों ने पानी का निर्माण करने वाले हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के पुनर्गठन को प्रेरित किया। यह पुनर्गठन बर्फ को अद्वितीय विद्युत और यांत्रिक गुण प्रदान करता है, जो सीधे ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र को प्रभावित करता है।
इन दुनियाओं की बर्फ में महत्वपूर्ण अंतर हाइड्रोजन परमाणुओं की गति में निहित है: जबकि ऑक्सीजन एक ठोस क्रिस्टलीय संरचना बनाए रखता है, हाइड्रोजन तरल के रूप में व्यवहार करता है। इसके परिणामस्वरूप एक ऐसी बर्फ बनती है जिसे सुपरआयनिक व्यवहार प्राप्त होता है, जो इसे अन्य प्रकार की बर्फ की तुलना में बेहतर विद्युत चालक बनाती है।
यूरैनस और नेपच्यून की बर्फ की स्थितियों को दोहराने के लिए, वैज्ञानिकों ने डायमंड एनविल नामक उपकरण का उपयोग किया, जिसका उपयोग इन ग्रहों के वातावरण के समान दबाव में पानी के अणुओं को संपीड़ित करने के लिए किया गया था। इसके अतिरिक्त, टीम ने लेजर से एनविल को गर्म किया जब तक कि नमूने हजारों डिग्री के क्रम के तापमान तक नहीं पहुंच गए।
यदि यह परिकल्पना मान्य होती है, तो यह बर्फीले दिग्गजों के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति की अवधारणा को बदल देगी। पृथ्वी की तरह ग्रह के कोर से व्युत्पन्न होने के बजाय, ये क्षेत्र सतह के पास स्थित सुपरआयनिक बर्फ में मौजूद विद्युत आवेश प्रवाह से उत्पन्न हो सकते हैं।
शोधकर्ताओं का अगला ध्यान इस विशिष्ट प्रकार की बर्फ के व्यवहार की जांच करना होगा, विद्युत और यांत्रिक दोनों तरह से। उनके अनुसार, यह किस प्रकार का चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न कर सकता है, यह न केवल इस बात पर निर्भर करता है कि आवेश कैसे चलता है, बल्कि इस बात पर भी निर्भर करता है कि यह दूर के ग्रहों के आंतरिक भाग में पाए जाने वाले तीव्र दबावों और तापमानों के तहत कैसे विकृत होता है।