天卫二

天卫二（乌姆柏里厄尔）是从内向外数天王星五颗主要卫星中的第三颗，也是其中的“异类”。它的四个“兄弟姐妹”——天卫五（米兰达）、天卫一（艾瑞尔）、天卫三（泰坦妮亚）和天卫四（奥伯龙）——都留有过往地质活动的伤痕：新鲜的冰质平原、高耸的悬崖，或是内部挠曲、断裂时刻下的峡谷系统。天卫二却几乎没有这些特征。它是一个暗色、静谧、撞击坑密度已达饱和的球体，直径约1,170公里，是天王星大型卫星中反照率最低的一颗，从各方面来看，也是过去四十亿年间表面变化最小的一颗。

这种暗色本身就是一个真正的科学谜题。天卫二只反射约16%照射到它表面的阳光——大致与沥青相当，与我们月球高地的反照率相近——而它的邻居天卫一反射的阳光量大约是它的两倍。至今没有人能令人信服地解释，一个富含冰的世界，为何会均匀地覆盖上如此暗色的物质，而由于航天器仅造访过天王星系统一次，这个谜题自1986年以来，基本上一直悬而未决。

发现历程与一首讽刺诗中的名字

天卫二于1851年10月24日由英国酿酒商出身的天文学家威廉·拉塞尔发现，他用自己的反射望远镜，在同一晚发现了它和更明亮的邻居天卫一。天王星本身自1781年威廉·赫歇尔发现以来早已为人所知，其最大的两颗卫星也自1787年起便被观测到，但这对更暗淡的内侧卫星，却让观测者们苦寻了六十多年。

天王星的卫星打破了天文学的传统命名方式：它们不取自古典神话人物，而是取自英国文学作品。天卫二这个名字，源自亚历山大·蒲柏1712年的讽刺史诗《夺发记》，书中的乌姆柏里厄尔是一个“阴郁、忧伤的精灵”，坠入了地府——对这组卫星中最暗的一颗而言，这个名字恰如其分，也呼应了拉丁语中意为“阴影”的词umbra。这一命名方案由赫歇尔之子约翰提议。

一个暗色、撞击饱和的表面

天卫二的表面几乎呈现出一致的灰色，布满密集的撞击坑，几乎看不到这个系统中其他天体所展现出的那种色彩或亮度变化。它的撞击坑规模很大——许多直径在100到200公里之间——而这种规模的撞击特征，正是太阳系早期的标志，那时体积如星子般的天体仍在太空中大量相互碰撞。这些撞击坑得以保存下来，告诉地质学家们，天卫二的地壳从未被内部热量或构造运动重新铺设过；我们所看到的，几乎就是它原始的模样。

至于表面为何如此暗淡，至今仍未有定论。一种观点认为，罪魁祸首是一层薄薄的、覆盖全球的富碳物质，或许经过漫长岁月中辐射和微陨石轰击的作用而逐渐变暗。可以确定的是，天卫二缺少其他天王星卫星表面那种明亮的溅射物射纹，这正是它的反照率显得如此平淡、低下的原因。

旺达坑：赤道附近的明亮光环

在这一片暗淡之中，唯一引人瞩目的例外是旺达坑，一个位于天卫二赤道附近、宽约131公里的撞击坑。“旅行者2号”捕捉到旺达坑坑底有一圈醒目的明亮物质环——这一特征在周围的昏暗背景衬托下如此与众不同，以至于成为了这颗卫星的视觉标志。由于飞掠期间的观测几何条件，旺达坑当时正好位于被照亮圆盘的边缘附近，其真实性质至今仍有争议。

目前的主流猜测是，这圈明亮物质是霜——可能是二氧化碳冰，它通过辐射化学作用在整个表面形成，随后迁移并在撞击坑坑底形成冷阱、被“捕获”固定下来。天卫二上其他已命名的地貌，延续了诗歌与民间传说的主题——例如沃维尔坑、斯凯恩德坑、沃科洛坑、马林吉坑和塞蒂博斯坑——但以“旅行者号”的分辨率来看，其中大多数不过是一些暗色的圆形斑块。

冰、岩石，以及一个被锁定的轨道

天卫二的平均半径约585公里，质量约1.3×10²¹千克，密度接近1.5克/立方厘米——与一个按体积计算略超过一半是水冰、包裹着一个占其质量约40%的可观岩质内部的天体相符。它是天王星第三大的卫星，体积略大于天卫一，但颜色暗淡得多。

天卫二绕天王星运行的距离约为266,000公里，每4.14天完成一圈公转，与大多数大型卫星一样，它处于潮汐锁定状态，因此始终以同一半球朝向这颗行星。由于天王星几乎完全侧躺着，天卫二的轨道也随之倾斜，这意味着这颗卫星会经历极端的季节变化：一极连续数十年沐浴在阳光之下，随后又要经历数十年的黑暗。

一次造访，以及重返的理由

我们对天卫二表面的全部认知，都来自唯一一次邂逅。NASA的“旅行者2号”于1986年1月飞掠天王星系统，与天卫二的最近距离约为325,000公里，拍摄到了这颗卫星约40%的表面——但其中只有约一半的分辨率，足以支撑真正的地质测绘工作。此后再未有航天器造访，目前也没有任务正在飞往那里。

正是这一空白，让行星科学家们一再将一台专门的天王星轨道器列为未来探测任务中最优先的选项之一。这样一项任务，最终或许能揭开天卫二为何如此暗淡的谜团，绘制出“旅行者号”从未见过的那半个半球，并检验天王星的卫星中是否有哪一颗藏有地下水。就目前而言，天卫二仍是太阳系中我们了解最少的大型卫星之一——一个以“阴影”命名、曾被匆匆一瞥、此后便独自留在外太阳系寒冷黑暗中的世界。