木星和土星系統中的幾個冰雪衛星似乎擁有內部液態水域。我們對Uranian衛星的了解更加有限，但是未來對天王星系統的遊覽有可能檢測地下海洋。為此，需要了解衛星的內部結構（有或沒有海洋）與可觀察的數量有關。得克薩斯大學地球物理學研究所和加利福尼亞大學聖克魯斯分校的新研究表明，其旋轉狀態的某些方面可以診斷出在幾個烏拉尼亞衛星中存在或不存在內部液態水海洋的存在或不存在，例如米蘭達，阿里埃爾和傘，可以與重力場的測量結果相結合，並將其整體結構化為脈衝的脈衝構成。
天王星的四個主要衛星中可能有海洋層：阿里爾，雨傘，泰坦尼亞和奧伯隆；咸（或咸） - 海洋位於冰塊和水上富含水的岩石和乾燥岩石的頂部； Miranda太小了，無法保留足夠的熱量以進行海洋層。圖片來源：NASA / JPL-Caltech。
當NASA的Voyager 2於1986年飛行時，它拍攝了大冰覆蓋的月亮的顆粒狀照片。
現在，NASA計劃將另一個航天器派往天王星，這次能夠查看那些冰冷的衛星是否隱藏了液態水海洋。
該任務仍處於早期計劃階段，但是行星研究人員正在通過建立一種新的計算機模型來為它做準備，該模型可用於使用航天器的攝像機來檢測冰下的海洋。
他們的計算機模型通過分析月球旋轉其父行星時旋轉的方式來分析小振盪或擺動。
從那裡可以計算裡面有多少水，冰和岩石。較少的擺動意味著月亮大部分是固體的，而大的搖擺意味著冰冷的表面漂浮在液態水海洋上。
當與重力數據結合使用時，該模型計算海洋的深度以及上覆冰的厚度。
德克薩斯大學地球物理學研究所的行星科學家道格·海明威（Doug Hemingway）博士說：“如果發現天王星的衛星具有內部海洋，那可能意味著在我們整個銀河系中都有大量潛在的生命困難世界。”
“在天王星衛星內發現液態水海洋將改變我們對生命可能存在的可能性範圍的思考。”
太陽系中的所有大號（包括烏拉尼亞衛星）都被潮汐鎖定。
這意味著重力已經與他們的旋轉相匹配，因此同一側總是在繞著他們的父行星時面對他們的父行星。
但是，這並不意味著他們的旋轉是完全固定的，並且在軌道上來回振蕩的所有潮汐鎖定的月亮。
確定搖擺的程度將是知道天王星的月亮是否包含海洋的關鍵，如果是，它們可能有多大。
衛星在內部晃動的衛星比一直堅固的衛星搖擺不定。但是，即使是最大的海洋也只會產生輕微的搖擺：月球的旋轉可能僅偏離幾百英尺，因為它在其軌道上行駛。
這仍然足以通過航天器檢測。實際上，該技術以前曾被用來確認土星的月球土衛les座具有內部全球海洋。
為了找出同樣的技術在天王星，海明威博士和他的同事，加利福尼亞大學聖克魯斯分校的弗朗西斯·尼莫博士對其五個月亮進行了理論計算，並提出了一系列合理的場景。
檢測較小的海洋將意味著航天器將不得不靠近或打包額外的強大攝像頭。
海明威博士說：“下一步是擴展模型，以包括其他儀器的測量，以查看它們如何改善衛星室內裝飾的情況。”
團隊的工作發表在期刊上地球物理研究信。
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DJ Hemingway和F. Nimmo。 2024年。使用庫和重力尋找天王星衛星內的地下海洋。地球物理研究信51（18）：E2024GL110409; doi：10.1029/2024GL110409
本文是德克薩斯大學提供的新聞發布版本。
