天王星和海王星是太阳系八大行星中最外侧的两颗，与木星和土星一样，体积质量大且主要由气体与冰组成，有光环与众多卫星，一般将之归于“类木行星”，更细致的分类则归为所谓“冰质巨行星”（ice giant）。两颗行星有许多性质类似，但许多又差异甚大，早已成为天文未解之谜之一。
瑞士苏黎世大学（University of Zurich）PlanetS研究学者Christian Reinhardt等人提出一个可能的解释，认为这两颗行星其实是遇到完全不同的撞击作用，才会导致差异甚大。相关论文发布在《英国皇家天文学会月刊》（MNRAS）。
航海家2号太空船拍摄的天王星（左）和海王星（右）。（Source：NASA）
天王星和海王星的质量、大小和组成成分都相差无几，与太阳的距离也都很遥远，这些都是相近之处，但有些特性却不相同，例如：天王星和主要卫星都与黄道面夹角约97度，且相对太阳是逆向自转等。此外，天王星的主要卫星都是规则轨道（regular orbit），与行星成几乎相同的一定轨道倾角，显示应在环绕天王星的同一盘面形成，类似地球与月球；但海王星最大卫星崔顿（Triton，海卫一）的轨道倾斜角非常大，因此很可能是捕获的卫星。最后，两星的热通量（heat flux）和内部结构也非常不一样，海王星似乎有自己的内部热能来源，而天王星只有太阳的热辐射。
由于两星质量、与太阳的距离和化学组成等都近似，一般认为这两颗行星形成途径相同，所以造成许多特性不同的原因，很可能是太阳系早期撞击非常频繁的状况下，一起剧烈撞击事件造成它们有巨大差异。但先前相关的研究工作仅限研究天王星受撞击的结果，或是对撞击计算过于简化，因此所得结果不够清楚。
模拟天王星（上）和海王星（下）受到撞击的结果。（Source：PlanetS）。
Reinhardt等人利用高精度计算机模拟两颗行星都受到不同程度撞击的结果，如上图，先假定两者撞击前的条件非常类似，然后受到质量约1~3倍地球质量的天体撞击后的结果，或能解释现今观察到的这些特性差异。天王星部分，一个擦边过的撞击事件导致天王星自转轴倾斜，但并未影响到天王星内部，撞击溅出的物质多到能在天王星周围形成碎屑盘，进而形成规则卫星。另一方面，海王星受质量密度皆大的天体正面撞击后，使内部深处的结构受到强烈影响，并导致缺乏规则轨道的大型卫星。这样的撞击不仅使撞击天体残余物质沉积在海王星内部，并会重新搅拌混合行星深处物质，因此会得出实际观测显示的海王星热通量偏高现象。
虽然一向认为这两颗行星诞生之初的过程基本相同，但现在看来似乎也没那么相近。天文学家期盼未来有关天王星和海王星有关的太空任务能提供关键线索，缩小假设的可能范围，让天文学家能进一步了解太阳系形成及类似质量的系外行星细节。