天王星的四颗最大卫星很可能在其冰冷的岩石外壳和深层核心之间拥有一层数十英里深的海洋。美国宇航局发表在《地球物理学研究杂志》(Journal of Geophysical Research) 上的一项新分析，可能有助于确定未来前往这颗从太阳算起第七颗行星的卫星的任务将如何进行探测，同时也对超越天王星的领域具有重要意义。
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至少有27颗卫星绕天王星运行。其中四颗最大的卫星比地球的月球小两到三倍，其中阿里埃尔的直径约为720英里，而最大的泰坦尼亚直径为980英里。泰坦尼亚的大小长期以来一直让科学家们认为，它是最有可能保留因放射性衰变而产生的内部热量的卫星。天王星的其他卫星被认为太小，无法保留维持内部海洋不结冰所需的热量，因为天王星引力产生的加热只是一个微小的热源。
这项新分析使用了旅行者2号探测器的数据和一些新的计算机模型，对这颗行星的五颗大卫星进行了研究：阿里埃尔、乌姆布里尔、泰坦尼亚、奥伯伦和米兰达。在这几颗大卫星中，泰坦尼亚和奥伯伦距离天王星最远，而它们的潜在海洋可能隐藏在表面以下30英里处。阿里埃尔和乌姆布里尔的海洋可能深达19英里。
“在矮行星和小行星这类小天体方面，行星科学家之前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三（Mimas），”论文的合著者、美国宇航局喷气推进实验室的行星科学家Julie Castillo-Rogez在一份声明中表示。“因此，存在一些我们尚未完全理解的机制。这篇论文探讨了这些机制可能是什么，以及它们与太阳系中许多可能富含水但内部热量有限的天体有什么关系。”
这项新研究重新审视了旅行者2号在20世纪80年代飞掠天王星时的数据以及最近的地面观测数据。作者随后构建了计算机模型，使用了来自NASA的伽利略号、卡西尼号、黎明号和新视野号任务（这些任务都发现了海洋世界）的额外发现，以及对土星的卫星恩赛拉多斯、冥王星及其卫星卡戎、以及谷神星的化学和地质学的见解。这些冥王星和土星的卫星都是与天王星卫星大小相近的冰质天体。
该团队利用模型来评估天王星卫星表面的多孔性，并发现它们很可能具有足够的隔热能力来维持维持海洋所需的内部热量。此外，模型在卫星的岩石地幔中发现了一个潜在的热源。这些热源会释放出炽热的液体，有助于海洋维持温暖的环境。这种变暖情景在泰坦尼亚和奥伯伦卫星上尤其可能发生，那里的海洋甚至可能足够温暖，能够支持某种生命形式。
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研究这些海洋的成分，将有助于科学家们了解这些卫星的冰冷表面可能存在的物质，具体取决于地下的物质是否是由于内部地质活动从下方被推上来的。来自望远镜的证据表明，至少其中一颗卫星（阿里埃尔）的表面有近期形成的物质，这可能源于冰火山。
作为最内层、第五大的天王星卫星，米兰达的表面也可能具有近期形成的特征，这表明它可能曾拥有足够的温度来维持海洋。然而，最近的热模型发现，米兰达的海洋可能存在的时间不长，因为这颗卫星散失热量的速度太快，现在的海洋可能已经结冰。
这项新研究的另一个关键发现表明，氯化物和氨可能在这些海洋中含量丰富。氨可以起到防冻剂的作用，作者的模型表明，水中可能存在的盐分是维持行星内部海洋温度的另一个重要因素。
深入研究卫星表面的内部运作，将有助于科学家和工程师选择未来任务的最佳探测仪器，但关于天王星的大卫星仍有许多问题需要解答，工作也仍需继续。
“我们需要为不同的关于卫星起源的假设制定新的模型，以指导未来观测的规划，”Castillo-Rogez说。
