科学家们惊讶地发现天王星卫星的“黑暗面”是错误的
一项新的研究仔细研究了天王星的四个最大的卫星，以了解卫星的哪一侧更亮。（图片来源：科学：美国国家航空航天局、欧洲航天局、STScI、克里斯蒂安·索托（STScI）；图像处理：Joseph DePasquale（STScI）
（蜘蛛网eeook.com）据美国生活科学网站（哈里·贝克）：天文学家发现，天王星最大卫星的“暗面”并不是他们最初认为的地方，在某些情况下，它们与冰冷的卫星完全相反。
天王星有28颗已确认的卫星，其中包括5颗主要卫星。这些大型卫星中距离最近的是米兰达，其次是爱丽儿、翁布里亚、泰坦尼亚和奥伯伦，都是以威廉·莎士比亚戏剧中的角色命名的。这些冰体的宽度从293到980英里（472到1578公里）不等，都与天王星“潮汐锁定”，这意味着月球的同一半总是面向天王星，类似于地球的月球绕地球运行的方式。
由于这种潮汐锁定，主要卫星有一个“前侧”，即半球在各自的轨道上朝前，还有一个“后侧”，它总是在卫星的尾迹中向后看。科学家们曾假设，当在紫外线和红外线等不可见波长的电磁光中观察时，每个月球的正面都会更亮。这是因为来自行星磁场或磁层的电子应该被卫星捕获，并自然积聚在它们的后侧，散射辐射，使它们看起来“更暗”，类似于太阳系中的其他一些卫星。
但在一项新的研究中，研究人员将哈勃太空望远镜的紫外线仪器转向Ariel、Umbriel、Titania和Oberon，以测量它们的亮度。令人惊讶的是，没有一颗卫星的前侧比它们各自的后侧更亮，在泰坦尼亚号和奥伯伦号上，后侧比前侧更亮，颠覆了目前的理论。
该团队于周二（6月10日）在阿拉斯加安克雷奇举行的第246届美国天文学会会议上分享了他们的发现。研究结果尚未发表在同行评审期刊上。
研究人员预测，天王星的磁场将有助于使其卫星的后侧变暗。但事实并非如此。（图片来源：美国国家航空航天局/科学可视化工作室/汤姆·布里奇曼）
虽然这一新发现令人震惊，但部分原因是人们对太阳系第七颗行星的磁性感到困惑。马里兰州约翰霍普金斯大学的行星科学家、该研究小组的首席研究员理查德·卡特赖特在一份声明中说：“天王星很奇怪，所以一直不确定磁场实际上与它的卫星相互作用了多少。”。
这种困惑大多来自天王星不同寻常的倾斜。这颗行星的轴线相对于其围绕太阳的轨道倾斜98度，使其看起来像一个滚动的球，而不是一个旋转的陀螺，但它的卫星仍然围绕赤道运行，这意味着它们以59度的角度穿过磁层。最近的研究结果还暗示，科学家目前对磁层大小和强度的假设可能是错误的，因为40年前旅行者2号探测器首次近距离测量该行星时发生了磁异常。
研究人员说，这项新研究并没有真正帮助我们了解天王星的磁层，因为电子的缺乏可以用较弱的磁屏蔽或更强、更混乱的磁屏蔽来解释。
Ariel、Umbriel、Titania和Oberon并没有像预测的那样与天王星的磁场相互作用。（图片来源：科学：美国国家航空航天局、欧洲航天局、STScI、克里斯蒂安·索托（STScI）；图像处理：Joseph DePasquale（STScI）
然而，泰坦尼亚号和奥伯伦号尾部出乎意料的亮度暗示了另一种未知现象，研究人员将其称为“防尘”。研究人员说，天王星周围的微小尘埃正在撞击天王星的前部，这些尘埃是在天王星卫星上数百万年的流星撞击中积累的，“就像你在高速公路上开车时虫子撞到你的汽车挡风玻璃一样”。
“这是我们看到的天王星卫星之间类似物质交换的首批证据之一，”马里兰州太空望远镜科学研究所负责监督哈勃太空望远镜科学操作的支持科学家布莱恩·霍勒补充道。然而，他补充道，在木星和土星的系统中也观察到了类似的交换。
这并不是关于Ariel、Umbriel、Titania和Oberon的唯一令人惊讶的发现。最近的发现还暗示，这四颗主要卫星都可能支持或以前支持地下海洋，类似于欧罗巴、木卫三和土卫二上存在的海洋。
研究人员希望詹姆斯·韦伯太空望远镜能够很快揭开天王星卫星的神秘面纱，该望远镜已经使用其最先进的红外仪器帮助揭示了天王星的许多秘密。
