ظلّ أورانوس ونبتون يحيران علماء الكواكب لفترة طويلة: فمجالاتهما المغناطيسية تميل بشدة عن محور الدوران وتتميز ببنية متعددة الأقطاب معقدة، لا تشبه إطلاقًا ثنائي القطب البسيط نسبيًا لمجال الأرض. يكمن الحل في طور غير عادي من الماء — وهو الجليد فائق الأيونية، الذي وفقًا للنماذج يملأ أعماق هذين العملاقين الجليديين.
هذا التشبيه بالسائل يبسّط الصورة؛ ففي الواقع لا تتحرك البروتونات بشكل عشوائي، بل تحت تأثير تدرّج حراري.
الفرق في درجة الحرارة بين اللب الحارق والسطح البارد للوشاح يدفع البروتونات إلى الهجرة من المنطقة الساخنة إلى الباردة، حاملة معها الإنتروبيا. تدفقها الاتجاهي يمثل تيارًا كهربائيًا، وهذا بدوره يولّد مجالًا مغناطيسيًا — وهكذا يعمل الجليد فائق الأيونية كمزدوجة حرارية طبيعية، محوّلًا الطاقة الحرارية مباشرة إلى مغناطيسية. تحدد شدة المجال بمدى انحدار التدرج الحراري؛ وهو يختلف بين أورانوس ونبتون، ولهذا فإن المجالات المغناطيسية المرصودة لهذين الكوكبين ليست متطابقة. اختبر العلماء هذه الفرضية ببناء نماذج رقمية مبنية على تدفق البروتونات، وكانت حساباتهم مطابقة تمامًا لبيانات الأرصاد.
من الجدير بالذكر أن المبدأ نفسه — نشوء جهد كهربائي بسبب اختلاف درجات الحرارة — هو أساس عمل مقياس حرارة المطبخ ذي الإبرة؛ فهناك يُحدث الوصيل الساخن جهدًا كهربائيًا في الموصلات المعدنية. لكن في أعماق الكواكب، حاملات الشحنة ليست إلكترونات في معدن، بل بروتونات في جليد صلب (إطار الأكسجين) وسائل في نفس الوقت (البروتونات "المنصهرة").
الضغط داخل أورانوس ونبتون أعلى بملايين المرات من الضغط الأرضي، مما يحوّل الماء إلى جليد فائق الأيونية — مادة صلبة وسائلة في آن واحد.