天王星的衛星 Ariel 的表面覆蓋著大量的二氧化碳冰，尤其是在其「尾半球」，該半球始終背對著衛星的軌域運動方向。這一事實令人驚訝，因為即使在天王星系統的寒冷地區（距離太陽比地球遠 20 倍），二氧化碳也很容易變成氣體並散失到太空中。
科學家推測有某種東西正在向天王星表面輸送二氧化碳。一些人支持這樣一種觀點，即天王星表面與天王星磁層帶電粒子之間的相互作用透過一種稱為輻射分解的過程產生了二氧化碳，在這個過程中，分子被致電離輻射分解。
但是7 月 24 日發表在【天體物理學雜誌快報】上的一項新研究卻支持另一種理論：二氧化碳和其他分子是從 Ariel 內部湧現出來的，甚至可能是來自地下的液態海洋。
利用美國太空總署的占士·韋伯太空望遠鏡收集衛星的化學光譜，然後將其與實驗室中模擬化學混合物的光譜進行比較，由馬里蘭州勞雷爾市約翰霍普金斯套用物理實驗室 (APL) 的李察·卡特韋特領導的研究小組
發現，艾里爾擁有太陽系中二氧化碳含量最豐富的沈積物，在衛星後半球累計厚度估計達 10 毫米（0.4 英寸）或更多。
在這些沈積物中還有另一個令人費解的發現：一氧化碳的第一個清晰訊號。他補充說，輻射分解仍可能是部份補充的原因。實驗室實驗表明，對混有富碳物質的冰水進行輻射轟擊可以產生二氧化碳和一氧化碳。因此，輻射分解可以提供補充來源，並解釋 Ariel 後半球這兩種分子的豐富程度。
但關於天王星磁層及其與衛星相互作用的程度仍有許多疑問。甚至在近 40 年前旅行者 2 號飛越天王星時，科學家就懷疑這種相互作用可能有限，因為天王星的磁場軸與其衛星的軌域平面相互偏移約 58 度。最近的模型支持了這一預測。
相反，大部份碳氧化物可能來自衛星阿里爾冰冷表面下水海洋中發生（或仍在發生）的化學過程，這些化學過程要麽透過衛星冰冷外部的裂縫逸出，要麽甚至可能透過噴發羽流逸出。
此外，新的光譜觀測暗示阿里爾小行星的表面可能還含有碳酸鹽礦物，這種鹽只有透過液態水與巖石相互作用才能形成。
「如果我們對碳酸鹽特征的解釋是正確的，那麽這是一個相當重要的結果，因為這意味著它必須在內部形成，」卡特韋特說。「這是我們絕對需要證實的事情，無論是透過未來的觀察、建模還是某種技術的組合。」
由於阿利爾衛星的表面布滿了裂痕狀的峽谷、縱橫交錯的溝槽和光滑的斑點，這些被認為是由冰火山泄漏造成的，研究人員已經懷疑該衛星曾經或現在可能處於活躍狀態。
2023 年，由 APL 的伊恩·科恩 (Ian Cohen) 領導的一項研究甚至表明，天王星衛星艾里爾和/或其姊妹衛星米蘭達可能會向天王星的磁層發射物質，包括可能透過羽流發射。
科恩說：「所有這些新見解都凸顯了天王星系統的吸重力。無論是為了揭開太陽系如何形成的謎團，還是為了更好地了解這顆行星復雜的磁層，或者為了確定這些衛星是否是潛在的海洋世界，行星科學界的許多人都十分期待未來探索天王星的任務。」
2023 年，行星科學界透過行星科學和天體生物學十年調
查，優先考慮首次專門前往天王星的任務，讓人們希望很快就能對這顆綠松石色的冰巨星進行科學航行。
卡特韋特認為這是一個收集有關太陽系冰巨星及其可能蘊含海洋的衛星的寶貴數據的機會，這些數據都可以套用於在其他恒星系統中發現的世界。
但這也是最終獲得只有身處該系統才有可能得到的具體答案的機會。例如，Ariel 上觀察到的大多數凹槽（疑似其內部開口）都位於其尾端。如果二氧化碳和一氧化碳以某種方式從這些凹槽中泄漏出來，那麽這可以解釋為什麽它們在 Ariel 的尾端更為豐富。
「這有點牽強，因為我們還沒有看到太多月球表面，」卡特韋特警告說。旅行者 2 號在短暫的飛越中只捕捉到了艾里爾表面的 35% 左右。「除非我們進行更深入的觀察，否則我們不會知道，」他說。
如果您與我一樣，對科學科普感興趣，可以進去主頁私信我訂閱專業郵件，也可以進入粉絲群與大家一起討論科學新聞與最新技術突破，專業郵件每天30篇文章，助您遊覽全球科學技術資訊。
