奇特的水形式，可能有助解释天王星的混乱磁场

天王星及海王星最特别的地方是磁场，尤其是天王星，磁轴与自转轴倾斜方向不同，其他行星找不到类似状况，然而目前科学家也不完全清楚原因。

中国及俄罗斯的研究团队可能发现新解释，一种新阳离子水形式水合二阳离子（H4O2+），存在于这些冰冷世界的内部极高压深处。是由一个普通的水分子和两个质子组成，带正电，如果数量够多，推测可以产生天王星或海王星那样的行星磁场。

地球磁场是由铁镍合金组成的地核旋转、对流、导电，与发电机几乎相同而产生;木星及土星的磁场，多数科学家认为是液态金属氢的电子流动产生的了磁场，而这两者的共同点在于，它们都有著相对整齐的磁场，而且沿著行星自转轴旋转，不会有太多的紊乱区。

然而天王星及海王星的磁极分别与自转轴倾斜59°和47°，磁力线在不断地变形和移动，因此一般认为磁场的来源可能并非来自行星核心的中心，而是被认为来自于离子导电介质的流动。了解特定离子的结构及比例可能有助于解释为何这些冰巨行星的磁层与它们的自转轴不对齐。

问题就在于是哪些离子?例如：铵根离子，但这比例或许较低，毕竟天王星及海王星的水分子比例极高，水是否在这过程中发挥了更大的作用呢?中国南开大学的研究团队回顾了原子的化学轨域问题，混成轨域能够以新的方式结合原子，从而形成不同的性质，这里我们考虑的是sp3混成轨域。在sp3混成轨域中会形成一个四面体的排列方式，四面体的每一个点都有一个能与另一个原子成键的单一电子或是有不能与其它原子键结的电子对。

在一般条件下，有的时候质子会附著在水上，形成水合氢离子（H3O+），如果再加一个质子符合sp3混成轨域的形式也许能解释类海行星的磁场，但在正常条件下，这种结构是非常不稳定且极耗能量的，然而，类海行星的内部似乎都符合需要的条件：极高压以及大量存在的质子。

研究团队针对类海行星的内部存在条件进行数值模拟，在大约3,000℃及150万大气压力下，质子与水合氢离子（H3O+）会再结合形成水合二阳离子（H4O2+），这种水的独特新形式对于整个化学也有影响，“对于传统的物理和化学理论，如价壳层电子对互斥理论模型（VSEPR）、质子耦合电子转移反应（PCET）和酸碱质子理论（acid–basetheory），是一个重要的补充”，该研究发表于《物理评论B》上。