Уран и Нептун долго озадачивали планетологов: их магнитные поля сильно наклонены относительно оси вращения и имеют сложную многополюсную структуру, совсем не похожую на сравнительно простой диполь земного поля. Разгадка скрывалась в необычной фазе воды — суперионном льде, который, согласно моделям, заполняет недра этих ледяных гигантов.

Эта аналогия с жидкостью упрощает картину: на деле протоны движутся не хаотично, а под действием градиента температуры.

Перепад температуры от раскалённого ядра к холодной поверхности мантии заставляет протоны мигрировать от горячей области к холодной, перенося с собой энтропию. Их направленный поток представляет собой электрический ток, а тот, в свою очередь, генерирует магнитное поле — так суперионный лёд выступает в роли природной термопары, напрямую преобразуя тепловую энергию в магнетизм. Интенсивность поля определяется крутизной температурного градиента: он различен на Уране и Нептуне, поэтому и наблюдаемые магнитные поля у этих планет неодинаковы. Учёные проверили гипотезу, построив численные модели, основанные на протонном течении, и их расчёты точно совпали с данными наблюдений.

Примечательно, что тот же принцип — возникновение электрического напряжения из-за разницы температур — лежит в основе бытового кухонного термометра-щупа: там горячий спай создаёт напряжение в металлических проводниках. Только в недрах планет носителями заряда служат не электроны в металле, а протоны во льду, который одновременно и твёрд (кислородный каркас), и текуч (протонный «расплав»).