天王星和海王星是我们太阳系中离太阳最远的两颗行星，关于这两颗行星有一个长期存在的谜团:我们不知道它们是如何形成的。

使这些行星如此神秘的是它们的组成。两者都是近90%的冰，主要由碳组成。然而，这也带来了一个问题。太阳系的外缘离太阳非常远，在很长一段时间内都不包含形成这种行星所需的物质或构件，而且在宇宙达到其全部质量之前，这些行星的形成时间肯定不够长。在那之后，天王星和海王星就不可能形成它们的大气层了。

这个难题困扰了科学家们几十年。一些科学家甚至认为，这两颗行星在找到它们目前的位置之前，是在奥尔特云形成的，而奥尔特云是大多数彗星形成的地方。然而，由UTINAM研究所领导的法国和美国研究小组建议这是天王星和海王星形成的另一种方法。他们的新理论关注的是今天太阳系中行星的位置。

利用赫歇尔空间天文台，研究人员收集了两颗行星上特定成分的数据，特别是它们的氘氢比(D/H)。当太阳系达到其全部质量时，这个特殊的比例会对温度变化做出反应。如果行星在彗星起源的同一区域形成的理论是正确的，那么它们的D/H比率将很高。

然而，赫歇尔展示了一个不同的故事:两颗行星的D/H比都比在彗星上测量到的要低得多。这表明，这些行星正是在它们目前在太阳系内的位置形成的。

有了这些信息，研究人员进行了模拟，展示了太阳系形成时水、一氧化碳和氮等元素的分布。模拟显示了固体的“峰值”，温度低到足以使气体凝结(称为冰线)。

模拟结果表明，天王星和海王星都是在一条特定的气体线上形成的，即一氧化碳线。这就解释了为什么它们的成分中含有大量的碳基固体，但却缺乏氮气。反过来看，这也解释了为什么行星的D/H比如此之低。

模拟还显示了更远的地方有一条氮冰线，这就解释了为什么它们的大气中几乎没有氮。

然而，最重要的是，最终的模型表明，这两颗行星都是在它们今天存在的地方形成的。