航海者 2 号档案揭示天王星冰冷的卫星可能曾经隐藏过水的秘密

天王星冰冷的卫星米兰达的表面特征表明曾经存在过深海，而且今天可能仍然存在。

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在过去的几十年里，行星科学家一直在稳步增加太阳系中目前或过去某个时刻可能拥有内部海洋的卫星名单。在大多数情况下，这些卫星（例如木卫二或土卫二）都被引力束缚在气态巨行星木星或土星上。

不过，最近行星科学家将注意力转向更远的地方，转向太阳系中最冷的行星——冰巨星天王星。现在，基于航行者 2 号宇宙飞船拍摄的图像的新研究表明，米兰达（天王星的一颗冰冷卫星）可能曾经在其表面下方拥有深层液态水海洋。

更重要的是，那片海洋的遗迹今天可能仍然存在于米兰达上。

1986 年，航海家 2 号宇宙飞船巡航经过米兰达时，拍摄到了南半球的图像。由此产生的图片显示了其表面的一些不同地质特征，包括凹槽地形、粗糙的陡坡和坑坑洼洼的区域。

约翰霍普金斯大学应用物理实验室 (APL) 的行星科学家汤姆·诺德海姆 (Tom Nordheim) 等研究人员希望通过对表面特征进行逆向工程来解释米兰达的奇异地质学，找出哪种类型的内部结构最能解释月球的样子今天确实如此。

该团队绘制了月球的各种表面特征，例如旅行者 2 号看到的裂缝和山脊，然后开发了一个计算机模型来测试月球内部的一系列可能的成分，这些成分可以最好地解释月球表面所见的应力模式。

计算机模型发现，表面应力模式与月球实际表面地质最匹配的内部成分是米兰达表面下方存在的深海，该深海存在于 100 至 5 亿年前。根据他们的模型，海洋曾经可能深达 62 英里（100 公里），埋藏在 19 英里（30 公里）的表层冰层之下。

米兰达的半径仅为 146 英里（235 公里），这意味着海洋几乎占据了月球整个身体的一半。这也意味着找到这样一片海洋的可能性不大。诺德海姆在关于这项新研究的声明中说：“在像米兰达这样的小天体内部发现海洋的证据令人难以置信。”

“这有助于建立这样一个故事：天王星的一些卫星可能非常有趣——我们太阳系中最遥远的行星之一周围可能存在几个海洋世界，这既令人兴奋又奇怪，”他继续说道。

研究人员推测，米兰达和附近其他卫星之间的潮汐焦点对于保持米兰达内部足够温暖以维持液态海洋至关重要。米兰达的引力拉伸和压缩，由于过去与其他卫星的轨道共振而放大，可能会产生足够的摩擦能，使其保持足够温暖，免于结冰。

同样，木星的卫星木卫一和木卫二也有 2:1 的共振（木卫一绕木星每绕两圈，木卫二就绕一圈），这会产生足够的潮汐力来维持木卫二表面下的海洋。

米兰达最终与其他天王星卫星之一失去同步，使其内部保持温暖的机制失效。研究人员认为米兰达还没有完全冻结，因为它应该已经膨胀，在其表面造成明显的裂缝。

“在我们回去收集更多数据之前，我们无法确定它是否有海洋，”诺德海姆说。

“我们正在从航行者 2 号的图像中获取最后一点科学信息。目前，我们对这种可能性感到兴奋，并渴望返回深入研究天王星及其潜在的海洋卫星。”

这项新研究于 10 月 15 日发表在《行星科学杂志》上。