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內(nèi)容摘要：在這張?zhí)砑恿祟伾恼掌校焱跣潜凰乃膫€主要光環(huán)和27個已知衛(wèi)星中的10個環(huán)繞，這張照片使用了哈勃太空望遠鏡在1998年拍攝的數(shù)據(jù)。一項以新模型為特色的研究表明，天王星的四顆大衛(wèi)星可能包含內(nèi)部海洋。

在這張?zhí)砑恿祟伾恼掌校焱跣潜凰耐跣峭跣撬膫€主要光環(huán)和27個已知衛(wèi)星中的10個環(huán)繞，這張照片使用了哈勃太空望遠鏡在1998年拍攝的星的新研數(shù)據(jù)。一項以新模型為特色的究顯研究表明，天王星的示天四顆大衛(wèi)星可能包含內(nèi)部海洋。鳴謝:美國航天局/JPL/STScI
（神秘的有水地球uux.cn）據(jù)美國宇航局：這項工作基于新的模型，探索了海洋如何存在于我們太陽系中不太可能存在的對天大衛(wèi)地方。
對美國宇航局旅行者號飛船數(shù)據(jù)的王星王星重新分析，以及新的星的新研計算機建模，使美國宇航局的究顯科學(xué)家得出結(jié)論，天王星的示天四顆最大的衛(wèi)星可能在其核心和冰殼之間包含一個海洋層。他們的有水研究首次詳細(xì)描述了所有五顆大衛(wèi)星的內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)的演變:Ariel、Umbriel、對天大衛(wèi)Titania、王星王星Oberon和Miranda。星的新研這項工作表明，其中四顆衛(wèi)星擁有可能有幾十英里深的海洋。
總的來說，至少有27顆衛(wèi)星環(huán)繞天王星，其中最大的四顆從直徑720英里(1160公里)的Ariel到直徑980英里(1580公里)的Titania。科學(xué)家們一直認(rèn)為，鑒于二氧化鈦的體積，它最有可能保留由放射性衰變引起的內(nèi)部熱量。其他衛(wèi)星此前被廣泛認(rèn)為太小，無法保持必要的熱量，以防止內(nèi)部海洋凍結(jié)，特別是因為天王星的引力產(chǎn)生的熱量只是一個較小的熱源。
國家科學(xué)院的2023年行星科學(xué)和天體生物學(xué)十年調(diào)查優(yōu)先探索天王星。為了準(zhǔn)備這樣一個任務(wù)，行星科學(xué)家們正在關(guān)注這個冰巨人，以增強他們對神秘的天王星系統(tǒng)的了解。發(fā)表在《地球物理研究雜志》上的這項新工作可以為未來的任務(wù)如何調(diào)查衛(wèi)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(wèi)星——行星科學(xué)家此前已經(jīng)在幾個不太可能的地方找到了海洋的證據(jù)，包括矮行星谷神星和冥王星，以及土星的衛(wèi)星土衛(wèi)一。”“所以有一些我們不完全了解的機制在起作用。這篇論文研究了這些可能是什么，以及它們?nèi)绾闻c太陽系中許多可能富含水但內(nèi)部熱量有限的天體相關(guān)聯(lián)。”
這項研究重新審視了美國宇航局20世紀(jì)80年代旅行者2號飛越天王星和地面觀測的結(jié)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(fā)現(xiàn)了海洋世界)的額外發(fā)現(xiàn)，包括對土星衛(wèi)星恩克拉多斯、冥王星及其衛(wèi)星卡戎和谷神星的化學(xué)和地質(zhì)的見解——所有這些冰體的大小都與天王星衛(wèi)星相同。

新的模型顯示天王星的四顆主要衛(wèi)星可能有海洋層:Ariel，Umbriel，Titania和Oberon。咸水海洋位于冰層之下，富水巖石層和干燥巖石層之上。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(xué)院
什么在上面和下面
研究人員使用該模型來衡量天王星衛(wèi)星表面的多孔性，發(fā)現(xiàn)它們可能足夠絕緣，以保留容納海洋所需的內(nèi)部熱量。此外，他們在衛(wèi)星的巖石覆蓋層中發(fā)現(xiàn)了潛在的熱源，這些覆蓋層釋放出熱液體，并有助于海洋保持溫暖的環(huán)境——這種情況對二氧化鈦和奧伯龍來說尤其可能，那里的海洋甚至可能足夠溫暖，有可能支持可居住性。
通過調(diào)查海洋的組成，科學(xué)家們也可以了解衛(wèi)星冰層表面可能發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)，這取決于下面的物質(zhì)是否是由地質(zhì)活動從下面推上來的。有來自望遠鏡的證據(jù)表明，至少有一顆衛(wèi)星，Ariel，有物質(zhì)流到它的表面，可能是最近從冰火山流出的。
事實上，米蘭達，最里面的第五大衛(wèi)星，也擁有似乎是最近起源的表面特征，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(fā)現(xiàn)，米蘭達不太可能長期擁有水:它散熱太快，現(xiàn)在可能已經(jīng)凍結(jié)了。
但是內(nèi)部熱量并不是形成月球表面下海洋的唯一因素。研究中的一個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)表明，氯化物和氨可能在這個冰冷巨人的最大衛(wèi)星的海洋中非常豐富。人們早就知道氨可以充當(dāng)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(nèi)部的海洋。
當(dāng)然，關(guān)于天王星的大型衛(wèi)星，仍然有很多問題，卡斯蒂略-羅格茲說，并補充說，還有很多工作要做:“我們需要為衛(wèi)星起源的不同假設(shè)開發(fā)新的模型，以指導(dǎo)未來觀測的規(guī)劃。”
挖掘這些衛(wèi)星下面和表面的東西將有助于科學(xué)家和工程師選擇最好的科學(xué)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范圍。
同樣，他們可以利用這些知識來設(shè)計能夠探測深層液體的儀器。尋找有助于衛(wèi)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(wù)科學(xué)家在木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二上所做的那樣。然而，Ariel和Umbriel等衛(wèi)星內(nèi)部海洋中的冷水可能會使海洋不太能夠承載這些電流，并將對致力于找出底下存在什么的科學(xué)家提出一種新的挑戰(zhàn)。
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