天王星和它的五個(gè)最大的衛(wèi)星，米蘭達(dá)，衛(wèi)星Ariel，有活躍Umbriel，地下Titania和Oberon的海洋插圖。credit: NASA/Johns Hopkins APL/Mike Yakovlev)
（神秘的天王地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（By Robert Lea）：一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，天王星的衛(wèi)星兩個(gè)衛(wèi)星可能有活躍的海洋，正在向太空輸送物質(zhì)。有活躍
大約40年前，地下美國(guó)宇航局的海洋旅行者2號(hào)飛船經(jīng)過(guò)天王星時(shí)，在收集的天王輻射數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了奇怪的特征，這使得人們意識(shí)到天王星系統(tǒng)中可能比以前認(rèn)為的衛(wèi)星發(fā)生了更多的事情。
關(guān)于衛(wèi)星Ariel和Miranda的有活躍新發(fā)現(xiàn)也支持天王星的五顆最大的衛(wèi)星可能有地下海洋的想法，這是地下旅行者2號(hào)飛越觀測(cè)提出的想法。

1986年1月14日，美國(guó)國(guó)家航空航天局的旅行者2號(hào)探測(cè)器在飛越這個(gè)冰巨人時(shí)拍攝的天王星圖像。(Image credit: NASA/JPL-Caltech)
研究小組檢查了宇宙飛船在1986年收集的輻射和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)在它離開(kāi)太陽(yáng)系之前。
旅行者2號(hào)是目前唯一訪問(wèn)過(guò)天王星的航天器，最新報(bào)道的觀測(cè)結(jié)果顯示，這個(gè)冰巨人的27個(gè)已知衛(wèi)星中有一兩個(gè)正在向天王星系統(tǒng)添加等離子體粒子。這種探測(cè)是以“捕獲”高能粒子的形式出現(xiàn)的，這種粒子是飛船在離開(kāi)冰巨人時(shí)發(fā)現(xiàn)的。
Miranda和/或Ariel可能做到這一點(diǎn)的機(jī)制目前尚不清楚，但有一個(gè)非常誘人的可能原因:一個(gè)或兩個(gè)冰冷的衛(wèi)星可能在其凍結(jié)的表面下?lián)碛幸簯B(tài)海洋，正在積極地向太空噴射物質(zhì)羽狀物。
類(lèi)似的釋放粒子的衛(wèi)星存在于天王星的太陽(yáng)系伙伴冰巨人海王星和氣體巨人木星和土星周?chē)Ｔ谀拘堑男l(wèi)星歐羅巴和土星的土衛(wèi)二的情況下，正是對(duì)粒子和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的研究提供了這些是海洋衛(wèi)星的第一個(gè)線索。
“高能粒子測(cè)量是發(fā)現(xiàn)海洋世界的先驅(qū)，這并不罕見(jiàn)，”該研究的主要作者，馬里蘭州勞雷爾的約翰·霍普金斯應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(APL)的空間科學(xué)家伊恩·科恩在一份聲明中說(shuō)。
科恩補(bǔ)充說(shuō):“我們已經(jīng)做了幾年，高能粒子和電磁場(chǎng)測(cè)量不僅對(duì)理解空間環(huán)境很重要，而且對(duì)更大的行星科學(xué)研究也很重要。”“事實(shí)證明，比我還老的數(shù)據(jù)也是如此。這恰恰表明，去一個(gè)系統(tǒng)并親自探索它是多么有價(jià)值。”
天王星及其衛(wèi)星的另一面
這些發(fā)現(xiàn)只會(huì)加強(qiáng)行星科學(xué)家將航天器送回天王星和海王星以收集更多數(shù)據(jù)的愿望，這導(dǎo)致了一項(xiàng)耗資42億美元的天王星旗艦任務(wù)作為美國(guó)宇航局下一個(gè)主要行星任務(wù)的建議。
這項(xiàng)任務(wù)要到21世紀(jì)30年代初才能準(zhǔn)備好發(fā)射，所以與此同時(shí)，研究人員一直在研究旅行者2號(hào)飛越期間收集的舊數(shù)據(jù)，以獲得新的發(fā)現(xiàn)。
科恩和他的團(tuán)隊(duì)研究的數(shù)據(jù)是由旅行者2號(hào)上的APL建造的低能帶電粒子(LECP)儀器收集的，該儀器描述了被捕獲粒子的數(shù)量。
科恩說(shuō):“有趣的是，這些粒子被限制在天王星的磁赤道附近。”。他解釋說(shuō)，這很奇怪，因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)的磁波通常會(huì)導(dǎo)致粒子擴(kuò)散，但這些粒子在行星的赤道附近擁擠在一起，位于Ariel和Miranda之間。
該小組不得不排除旅行者2號(hào)探測(cè)到的擁擠粒子可能是航天器飛過(guò)天王星磁層尾部的偶然等離子流的結(jié)果。他們確定，如果是這種情況，該特征將具有比旅行者2號(hào)發(fā)現(xiàn)的更廣泛的粒子分布，因此允許他們排除這種對(duì)不尋常數(shù)據(jù)特征的解釋。
科恩和他的團(tuán)隊(duì)隨后開(kāi)始探索簡(jiǎn)單的物理模型，使用自旅行者2號(hào)37年前飛越天王星以來(lái)開(kāi)發(fā)和獲得的海洋衛(wèi)星知識(shí)來(lái)重現(xiàn)航天器收集的數(shù)據(jù)。這向他們表明，這一特征可能只來(lái)自于一個(gè)強(qiáng)大而穩(wěn)定的粒子源，有一個(gè)特定的機(jī)制來(lái)激發(fā)它們。
他們排除了其他可能的解釋?zhuān)贸鲞@樣的理論:被捕獲的粒子至少來(lái)自天王星的一個(gè)衛(wèi)星，Ariel和/或Miranda是主要的嫌疑人。該小組認(rèn)為，這些粒子是以蒸汽羽的形式噴射出來(lái)的，類(lèi)似于從土衛(wèi)二噴發(fā)出來(lái)的蒸汽羽。另一種可能的噴射機(jī)制是“濺射”，這是一種高能粒子與表面碰撞的過(guò)程，引發(fā)其他粒子噴射到太空中。
科恩在提到羽流和濺射假說(shuō)時(shí)說(shuō):“現(xiàn)在，這兩種可能性各占一半。”
無(wú)論天王星系統(tǒng)中是哪種噴射機(jī)制在起作用，給予這些粒子能量的機(jī)制幾乎是相同的。
這種激發(fā)機(jī)制很可能是從衛(wèi)星流入太空的持續(xù)粒子流，產(chǎn)生電磁波。然后這些波將這些粒子中的一小部分加速到足以被LCEP儀器探測(cè)到的能量。這個(gè)過(guò)程也將保持粒子被捕獲，從而被緊緊地限制住，就像旅行者2號(hào)看到的那樣。
科學(xué)家們需要從天王星周?chē)貐^(qū)收集更多的數(shù)據(jù)，才能最終確定這些粒子來(lái)自Ariel和/或Miranda的次表層海洋。
科恩總結(jié)道:“這些數(shù)據(jù)與那里存在活躍海洋衛(wèi)星的令人興奮的潛力相一致。”。“我們總是可以進(jìn)行更全面的建模，但在我們有新數(shù)據(jù)之前，結(jié)論總是有限的。”
該團(tuán)隊(duì)的成果于3月16日在第54屆月球和行星科學(xué)年會(huì)上發(fā)表，并已被《地球物理研究快報(bào)》雜志接受發(fā)表。