周一 · 知古通今| 周二 · 牧夫专栏
周三 · 视频天象 | 周四 · 观测指南
周五 · 深空探测 | 周六 · 茶余星话 | 周日 · 太空探索
翻译：蔡贺菁
校对：王婧彧申振宇
审阅：牧夫审阅组
美编：徐玖坤
后台：胡永葳
1986年1月24日，旅行者2号宇宙飞船拍摄了这张天王星卫星米兰达的照片。新的研究表明，米兰达表面下可能有海洋。
图片来源：NASA / JPL-Caltech / Johns Hopkins
天王星卫星米兰达可能拥有海洋
天王星是距离太阳第7远的行星，围绕太阳运行的距离是地球的19倍。天王星的其中一颗卫星米兰达，大小只有我们月球的七分之一，而且正如唯一到访过的航天器旅行者 2 号在1986 年所看到的那样，它有着一个由陡坡和陨石坑组成的混乱表面。2024 年 10 月 28 日，来自约翰-霍普金斯大学的研究人员表示，他们已经对这颗外星卫星的内部结构进行了建模，以找出它是如何创造出这些奇异的表面图案的。结果令人振奋！最佳拟合模型暗示在大约1亿到5亿年前米兰达冰层下存在一个巨大的海洋。那片隐藏的海洋今天可能依然存在。共同作者、约翰霍普金斯大学的汤姆-诺德海姆说：
“在米兰达这样的小天体中发现海洋存在的证据是非常令人惊讶的。它有助于进一步说明天王星的一些卫星可能真的很有趣......太阳系中最遥远的行星之一周围可能有几个“海洋世界”！这既令人兴奋，又很奇异。”
海洋存在的证据
米兰达上我们唯一能看到的部分是它的南半球。科学家们认为，凹槽地形（坑坑洼洼的坑）是这颗卫星内部潮汐力加热的结果。科学家团队再次查看了旅行者 2 号的图像，并决定尝试倒推：
“以揭示这颗卫星的内部结构是如何在潮汐作用下形成这样的地质的。”
这项研究的主要作者卡莱布-斯特罗姆是北达科他大学的一名研究生，他与亚利桑那州行星科学研究所的科学家们合作，绘制了米兰达的表面特征，然后使用计算机模型将应力模式与这个卫星相匹配。
他们发现最好的匹配条件是米兰达表面下有一个巨大的海洋。海洋必须位于其冰壳下不超过19英里（30千米）的地方。海洋本身至少要有 62 英里（100 千米）深。而这颗小卫星的直径只有 292 英里（470 千米）。因此，海洋将占据其内部的很大一部分。斯特罗姆说：
“这个结果让团队成员们大吃一惊。”
科学家们说，这样的环境可能与木卫二和土卫二等其他地表下有海洋的卫星一样，成为太阳系中外星生命的主要候选者。
米兰达冰层下可能仍有一片薄薄的海洋
天王星有 28 颗已知的卫星。米兰达卫星和它的一些邻近卫星在运行过程中会相互拉扯。这将导致变形和摩擦，使卫星内部变暖。科学家们发现，米兰达号及其附近的卫星曾经很可能有过所谓的轨道共振。例如，一颗卫星绕天王星运行一圈的时间可能与另一颗卫星绕天王星运行两圈的时间相同。
但如今，这些卫星不再具有这种同步性。这意味着它们的内部正在冷却和冻结。但是科学家们说米兰达还没有完全冷却。如果它完全冷却了，他们就能在其表面看到液体变成冰时因膨胀而产生的裂缝。因此，米兰达今天可能仍有海洋。剩下的海洋可能比一亿年到五亿年前要小。尽管如此，斯特罗姆说：
“在太阳系中最遥远的卫星之一内部存在海洋的说法仍然是非常引人注目的。”
天王星及其6颗卫星。左起第2颗卫星是米兰达。图片来自 NASA/维基共享资源（公共领域）。
太阳系中可能存在海洋的其他卫星
这一发现的一个引人注目之处是，太阳系中的海洋卫星是科学家们认为可能存在生命的地方。目前，木星的木卫二和土星的土卫二是隐藏着海洋的冰卫星的“夺冠热门”。2024 年 10 月 14 日，NASA 向木星的冰卫星木卫二发射了木卫二快船。科学家们想更多地了解这颗大卫星的宜居性——即使某种形式的生命存在的能力。
还有欧空局的 JUICE 任务——JUICE 是木星冰卫星探测器（JUpiter Icy Moons Explorer）的缩写——于 2023 年发射，2031年抵达后将探索冰冷的木卫二卫星。土星的卫星土卫二也是欧空局未来任务的首要目标。行星科学研究所的亚历克斯-帕特霍夫是这项研究的共同作者，他将米兰达的惊喜与科学家们之前从土卫二获得的惊喜进行了比较。帕特霍夫说：
“很少有科学家预料到土卫二会有活跃的地质活动。然而，就在我们谈话之间，它正从南半球喷射出水蒸气和冰。”
也许有一天，米兰达和天王星的其他卫星也会有自己的任务。
总而言之，遥远的天王星卫星米兰达有着疯狂而混乱的表面地形。科学家们说，它的表面表明，今天可能仍然存在地下海洋。
原文链接：
https://earthsky.org/space/evidence-ocean-on-uranuss-moon-miranda/
『天文湿刻』 牧夫出品
微信公众号：astronomycn
艺术家对天王星及其五个最大卫星（从最内到最外）的艺术想象图：米兰达、阿里尔、翁布里埃尔、泰坦尼亚和奥伯龙。
图片来源：NASA/约翰霍普金斯APL/Mike Yakovlev
谢谢阅读
