内容摘要：在這張添加了顏色的照片中，天王星被它的四個主要光環和27個已知衛星中的10個環繞，這張照片使用了哈勃太空望遠鏡在1998年拍攝的數據。一項以新模型為特色的研究表明，天王星的四顆大衛星可能包含內部海洋。

在這張添加了顏色的照片中，天王星被它的四個主要光環和27個已知衛星中的10個環繞，這張照片使用了哈勃太空望遠鏡在1998年拍攝的數據。一項以新模型為特色的研究表明，天王星的四顆大衛星可能包含內部海洋。鳴謝:美國航天局/JPL/STScI
（神秘的地球uux.cn）據美國宇航局：這項工作基於新的模型，探索了海洋如何存在於我們太陽係中不太可能存在的地方。
對美國宇航局旅行者號飛船數據的重新分析，以及新的計算機建模，使美國宇航局的科學家得出結論，天王星的四顆最大的衛星可能在其核心和冰殼之間包含一個海洋層。他們的研究首次詳細描述了所有五顆大衛星的內部組成和結構的演變:Ariel、Umbriel、Titania、Oberon和Miranda。這項工作表明，其中四顆衛星擁有可能有幾十英裏深的海洋。
總的來說，至少有27顆衛星環繞天王星，其中最大的四顆從直徑720英裏(1160公裏)的Ariel到直徑980英裏(1580公裏)的Titania。科學家們一直認為，鑒於二氧化鈦的體積，它最有可能保留由放射性衰變引起的內部熱量。其他衛星此前被廣泛認為太小，無法保持必要的熱量，以防止內部海洋凍結，特別是因為天王星的引力產生的熱量隻是一個較小的熱源。
國家科學院的2023年行星科學和天體生物學十年調查優先探索天王星。為了準備這樣一個任務，行星科學家們正在關注這個冰巨人，以增強他們對神秘的天王星係統的了解。發表在《地球物理研究雜誌》上的這項新工作可以為未來的任務如何調查衛星提供信息，但該論文也具有超越天王星的意義，首席作者，美國宇航局南加州噴氣推進實驗室的朱莉·卡斯蒂略-羅格茲說。
她說:“談到小天體——矮行星和衛星——行星科學家此前已經在幾個不太可能的地方找到了海洋的證據，包括矮行星穀神星和冥王星，以及土星的衛星土衛一。”“所以有一些我們不完全了解的機製在起作用。這篇論文研究了這些可能是什麽，以及它們如何與太陽係中許多可能富含水但內部熱量有限的天體相關聯。”
這項研究重新審視了美國宇航局20世紀80年代旅行者2號飛越天王星和地麵觀測的結果。作者建立了計算機模型，其中注入了美國宇航局伽利略號、卡西尼號、黎明號和新視野號(每個都發現了海洋世界)的額外發現，包括對土星衛星恩克拉多斯、冥王星及其衛星卡戎和穀神星的化學和地質的見解——所有這些冰體的大小都與天王星衛星相同。

新的模型顯示天王星的四顆主要衛星可能有海洋層:Ariel，Umbriel，Titania和Oberon。鹹水海洋位於冰層之下，富水岩石層和幹燥岩石層之上。米蘭達太小，無法為海洋層保留足夠的熱量。鳴謝:美國宇航局/JPL加州理工學院
什麽在上麵和下麵
研究人員使用該模型來衡量天王星衛星表麵的多孔性，發現它們可能足夠絕緣，以保留容納海洋所需的內部熱量。此外，他們在衛星的岩石覆蓋層中發現了潛在的熱源，這些覆蓋層釋放出熱液體，並有助於海洋保持溫暖的環境——這種情況對二氧化鈦和奧伯龍來說尤其可能，那裏的海洋甚至可能足夠溫暖，有可能支持可居住性。
通過調查海洋的組成，科學家們也可以了解衛星冰層表麵可能發現的物質，這取決於下麵的物質是否是由地質活動從下麵推上來的。有來自望遠鏡的證據表明，至少有一顆衛星，Ariel，有物質流到它的表麵，可能是最近從冰火山流出的。
事實上，米蘭達，最裏麵的第五大衛星，也擁有似乎是最近起源的表麵特征，表明它可能擁有足夠的熱量來維持某個時候的海洋。最近的熱模擬發現，米蘭達不太可能長期擁有水:它散熱太快，現在可能已經凍結了。
但是內部熱量並不是形成月球表麵下海洋的唯一因素。研究中的一個關鍵發現表明，氯化物和氨可能在這個冰冷巨人的最大衛星的海洋中非常豐富。人們早就知道氨可以充當防凍劑。此外，該模型表明，水中可能存在的鹽是防凍劑的另一個來源，維持著身體內部的海洋。
當然，關於天王星的大型衛星，仍然有很多問題，卡斯蒂略-羅格茲說，並補充說，還有很多工作要做:“我們需要為衛星起源的不同假設開發新的模型，以指導未來觀測的規劃。”
挖掘這些衛星下麵和表麵的東西將有助於科學家和工程師選擇最好的科學儀器來勘測它們。例如，確定氨和氯化物可能存在意味著通過其反射光檢測化合物的光譜儀將需要使用覆蓋這兩種化合物的波長範圍。
同樣，他們可以利用這些知識來設計能夠探測深層液體的儀器。尋找有助於衛星磁場的電流通常是找到深海的最佳方式，正如伽利略任務科學家在木星的衛星木衛二上所做的那樣。然而，Ariel和Umbriel等衛星內部海洋中的冷水可能會使海洋不太能夠承載這些電流，並將對致力於找出底下存在什麽的科學家提出一種新的挑戰。
格雷琴·麥卡特尼加州帕薩迪納噴氣推進實驗室。
凱倫·福克斯/阿拉娜·約翰遜華盛頓美國宇航局總部