对美国宇航局航海者号航天器数据和新计算机模型的重新分析使美国宇航局科学家得出结论，天王星最大的四颗卫星可能在其核心和冰壳之间包含一层海洋层。

天王星大卫星的新研究表明4月可能会存水

他们的研究首次详细介绍了所有五颗大卫星的内部构成和结构的演变：Ariel、Umbriel、Titania、Oberon和Miranda。这项工作表明，四颗卫星拥有可能深达数十英里的海洋。

总共至少有27颗卫星环绕天王星，其中四颗最大的卫星从720英里(1,160公里)宽的Ariel到980英里(1,580公里)宽的Titania。长期以来，科学家们一直认为，考虑到二氧化钛的大小，二氧化钛最有可能保留由放射性衰变引起的内部热量。

此前人们普遍认为其他卫星太小，无法保留防止内部海洋结冰所需的热量，尤其是因为天王星引力产生的热量只是次要的热源。

美国国家科学院的2023年行星科学和天体生物学十年调查将探索天王星列为优先事项。为了准备这样的任务，行星科学家们正在关注这颗冰巨星，以加强他们对神秘的天王星系统的了解。

美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室的主要作者朱莉·卡斯蒂略-罗杰斯说，这项新工作发表在《地球物理研究杂志》上，可以为未来的任务如何调查卫星提供信息，但这篇论文的意义也超越了天王星。

“谈到小天体——矮行星和卫星——行星科学家之前已经在几个不太可能的地方发现了海洋的证据，包括矮行星谷神星和冥王星，以及土星的卫星土卫一，”她说。

“所以有些机制在起作用，但我们并不完全了解。这篇论文研究了它们可能是什么，以及它们与太阳系中可能富含水但内部热量有限的许多天体有何关系。”

该研究重新审视了1980年代美国宇航局航海者2号飞越天王星和地面观测的发现。

作者构建了计算机模型，其中融合了美国宇航局伽利略号、卡西尼号、黎明号和新视野号(每艘都发现了海洋世界)的额外发现，包括对土星卫星土卫二、冥王星及其卫星卡戎和谷神星的化学和地质学的深入了解–所有与天王星卫星大小相同的冰体。

上面和下面的东西

研究人员使用该模型来衡量天王星卫星表面的多孔性，发现它们可能足够绝缘以保留容纳海洋所需的内部热量。

此外，他们还在卫星的岩石地幔中发现了潜在的热源，它会释放出热液体，并有助于海洋维持温暖的环境——这种情况对于Titania和Oberon来说尤其可能发生，那里的海洋甚至可能足够温暖以支持宜居性。

通过研究海洋的成分，科学家们还可以了解可能在卫星冰面上发现的物质，这取决于下面的物质是否被地质活动从下面推上来。望远镜提供的证据表明，至少其中一颗卫星Ariel的表面上有物质流动，这些物质可能是最近才从冰冷的火山中流出的。

事实上，最内层和第五大卫星米兰达也拥有似乎是最近起源的表面特征，这表明它可能在某个时候拥有足够的热量来维持海洋。最近的热模型发现，米兰达不太可能长期存水：它失去热量的速度太快，现在可能已经结冰了。

但内部热量并不是造成月球地下海洋的唯一因素。该研究的一项重要发现表明，这颗冰巨人最大卫星的海洋中可能富含氯化物和氨。人们早就知道氨可以作为防冻剂。此外，该模型表明，水中可能存在的盐分是另一种防冻剂来源，可以维持人体内部的海洋。

当然，关于天王星的大卫星仍然存在很多问题，Castillo-Rogez说，并补充说还有很多工作要做：“我们需要开发新的模型，以适应对月球起源的不同假设。为了指导未来观测的计划。”

深入了解这些卫星下方和表面的情况将有助于科学家和工程师选择最好的科学仪器来对其进行调查。例如，确定可能存在氨和氯化物意味着通过反射光检测化合物的光谱仪需要使用涵盖这两种化合物的波长范围。

同样，他们可以利用这些知识来设计可以探测液体深处的仪器。寻找有助于月球磁场的电流通常是寻找深海的最佳方法，就像伽利略任务科学家在木星的卫星欧罗巴所做的那样。

然而，Ariel和Umbriel等卫星内部海洋中的冷水可能会降低海洋承载这些电流的能力，这将对致力于弄清海底情况的科学家提出一种新的挑战。