天卫三

天卫三（泰坦妮亚）是天王星最大的卫星，也是太阳系中第八大的天然卫星——一个由岩石和水冰大致等量构成的世界，直径约1,578公里，每8.7天绕这颗侧倾的冰巨星运行一圈。这是一个寒冷、昏暗的地方，太阳照射到那里的距离，是地球与太阳距离的约十九倍，然而它那布满裂痕、断层纵横的表面，却记录着一段剧烈的地质历史：当年它的内部曾经冻结、膨胀，并将自身的地壳撕裂开来。

天卫三的名字并非取自希腊神话中的神祇，而是取自莎士比亚《仲夏夜之梦》中的仙后。它所属的天王星卫星家族，彻底打破了古典命名传统。它只被近距离观测过一次，在一次转瞬即逝的飞掠中，而即便如此，也只有它一半的表面曾被阳光照亮时捕捉到过。

由发现天王星的人所发现

威廉·赫歇尔于1787年1月11日发现了天卫三，与它一同被发现的还有天卫四（奥伯龙）——天王星第二大的卫星——两者在同一晚被发现，距他1781年发现天王星本身，已经过去了六年。数十年间，这两颗卫星一直是这颗行星仅有的已知卫星，直到后来天卫三才被确认为天王星卫星中体积最大的一颗。

这颗卫星的名字，来自天王星独有的一套命名传统。太阳系中大多数天体都以希腊和罗马神话人物命名，而天王星的卫星却取自莎士比亚戏剧和亚历山大·蒲柏诗作中的角色。天卫三、天卫四、天卫五（米兰达）、天卫一（艾瑞尔）和天卫二（乌姆柏里厄尔）都遵循这一文学命名体系，天卫三自身表面地貌的命名也延续了这一传统：它的峡谷和撞击坑分别以厄休拉、格特鲁德、贝尔蒙特和梅西纳等名字命名，均取自莎士比亚戏剧。

岩石、冰，以及可能存在的隐藏海洋

天卫三的半径为788.4公里，质量约3.5×10²¹千克，密度接近1.68克/立方厘米——这一数值表明，这是一个大致由等量岩石和水冰构成的天体。行星科学家将其内部结构建模为已发生分异：一个致密的岩质核心，包裹着一层冰质幔层，两者是在这颗卫星的热量驱使较重物质沉向内部的过程中逐渐分离的。

如果这个内部结构曾经拥有足够的内部热量——来自岩石中的放射性衰变，或许还有氨作为抗冻剂的辅助作用——那么在核幔边界处，或许曾经存在过一层液态水。至于这样一片地下海洋是否至今仍然存在，目前尚不清楚；天卫三体积小、年代久远，也从未被近距离研究到足以给出答案的程度。

被撕裂的地壳：梅西纳峡谷群

天卫三最具代表性的地貌是梅西纳峡谷群，一个横贯这颗卫星南半球、绵延约1,490公里的巨大峡谷系统——几乎相当于整个可见半球的长度。这些并非像地球上由水侵蚀而成的峡谷；它们是“地堑”，是地壳在被拉伸开时，夹在平行断层之间下陷的地块。

这种拉张性断裂，被认为记录了这颗卫星自身的冻结过程。随着天卫三内部的水冰逐渐固化，体积随之膨胀，拉伸外层地壳，直到它沿着长长的、壁面笔直的沟槽处发生断裂。“旅行者2号”拍摄到了这些峡谷朝向太阳一侧的谷壁上附着着明亮的沉积物——很可能是霜——而峡谷切穿撞击坑的方式表明，这次断裂活动发生在这颗卫星历史中相对较晚的阶段，暗示着即便在它形成很久之后，地质活动依然在持续。

撞击坑与陡崖

除了峡谷之外，天卫三还承载着数十亿年间遭受撞击留下的伤痕。它最大的撞击坑格特鲁德坑，直径约326公里，而直径约135公里的厄休拉坑，则坐落在一片被贝尔蒙特地堑切割的、较为平滑的平原之中——这清楚地表明撞击坑的形成早于构造裂谷的出现。长长的悬崖，即“陡崖”（rupes），例如长达402公里的鲁西荣陡崖，标记着地壳发生位移的其他分界线。总体而言，天卫三上的撞击坑密度似乎低于其邻居天卫四，这暗示它的表面在最猛烈的轰击时期之后，或许经历过部分的重新铺设或改造。

一丝二氧化碳的痕迹

天卫三的表面是水冰与颜色更暗的岩质物质的混合体，温度大致徘徊在60到89开尔文之间（约零下213至零下184摄氏度）。21世纪初，来自地球的红外观测还探测到了冻结的二氧化碳，集中分布在这颗卫星的“后随半球”——即沿其轨道运行方向朝后的那一面。

这些二氧化碳冰或许会在阳光照射下轻微升华，从而为天卫三带来一层极其稀薄的季节性大气。恒星掩星观测法测得的数据，只能给出地表气压的一个上限——不超过约1到2毫帕（即10到20纳巴），比地球大气稀薄数千万倍。这几乎算不上是一层大气，但在天王星的卫星中，即便是如此微弱的一丝气体，也已属罕见。

只被看到过一次，而且只看到了一半

我们所拍摄到的天卫三影像，全部来自单独一艘航天器。NASA的“旅行者2号”于1986年1月飞掠天王星系统，与天卫三的最近距离约为365,200公里。由于天王星几乎完全侧躺着，阳光几乎是垂直照射在这些卫星的南半球上，因此“旅行者2号”只能拍摄到天卫三约40%的表面——北半球正处于长达数十年的极夜之中。

此后再未有任务重返那里。天卫三至今仍是一个只被绘制了一半地图的世界，而我们最想了解的许多问题——它的背面、内部的真实状态、液态水是否依然存在——都有待未来一台天王星轨道器来解答，这样一项任务在外行星探测的优先级排名中屡屡名列前茅，却始终尚未成行。