通过对 NASA 旅行者（Voyager）探测器数据的最新分析显示，天王星（Uranus）最大的四颗卫星可能在其核心和冰壳之间包含着海洋层。总共至少有27 颗卫星环绕天王星，其中四颗最大的卫星直径从 1,160 公里到1,580 公里不等。
该研究首次详细介绍了五颗大卫星 —阿里尔（Ariel）、天卫二-安布瑞尔（Umbriel）、天卫三-泰坦尼亚（Titania）、天卫四-奥伯龙（Oberon） 、和天卫五-米兰达（Miranda）— 的内部构成和结构的演变。这项工作表明，其中四颗卫星可能拥有深达数十英里的海洋。
长期以来，科学家们一直认为，考虑到泰坦尼亚（天王星的最大卫星）的大小，该卫星最有可能保留由放射性元素衰变产生的内部热量。此前人们普遍认为天王星的其他卫星，由于其太小无法保留防止内部海洋结冰所需的热量。并认为由天王星引力产生的热量只是次要的热源。
美国国家科学院（the National Academies） “2023 年行星科学和天体生物学十年调查（2023 Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey）”将探索天王星列为优先事项。
为了准备这样的任务，行星科学家们正在关注这颗冰巨星，以加强他们对神秘的天王星系统的了解。NASA 位于南加州的喷气推进实验室（JPL）的主要作者朱莉·卡斯蒂略-罗杰斯（Julie Castillo-Rogez）说，这项研究成果发表在《地球物理研究杂志（the Journal of Geophysical Research）》上，可以为未来的任务如何调查卫星提供信息，但这篇论文的意义也超越了天王星。
朱莉表示，“研究小天体，包括矮行星和卫星，的行星科学家已经在之前认为不太可能的几个天体发现了海洋的证据，它们包括矮行星谷神星（Ceres）和冥王星（Pluto），以及土星（Saturn）的卫星土卫一（Mimas）。所以有些机制在起作用，但我们并不完全了解。这篇论文研究了它们可能是什么，以及它们与太阳系中可能富含水但内部热量有限的更多天体有何关系。”
这项研究回顾了20世纪80年代NASA的旅行者2号飞掠天王星观测到的结果。作者建立了计算机模型，注入了来自NASA 伽利略号（Galileo）、卡西尼号（Cassini）、黎明号（Dawn）、和新视野号（ New Horizons）的额外发现，包括对土星卫星恩塞拉多斯（Enceladus）、冥王星及其卫星卡戎（Charon）和谷神星的化学和地质的见解，这些都是与天王星卫星大小相似的冰星。
新的模型显示，天王星的四颗主要卫星:阿里尔（Ariel）、天卫二-安布瑞尔（Umbriel）、天卫三-泰坦尼亚（Titania）、天卫四-奥伯龙（Oberon） 可能存在海洋层。天卫五-米兰达（Miranda）太小，无法为海洋层保留足够的热量
冰层的上面和下面都有些什么？
研究人员使用该模型来评估天王星卫星表面的多孔性，发现它们可能足够隔绝外部，以保留容纳海洋所需的内部热量。此外，他们在卫星的岩石地幔中发现了潜在的热源，它会释放出热液，这有助于海洋维持温暖的环境——这种情况对于天卫三-泰坦尼亚（Titania）和天卫四-奥伯伦（Oberon）来说尤其可能发生，那里的海洋甚至可能足够温暖以支持宜居性。
通过研究海洋的成分，科学家们还可以了解可能在卫星冰面上发现的物质，这取决于下面的物质是否被地质活动从冰层下推上来。望远镜提供的证据表明，至少其中一颗卫星阿里尔（Ariel ）的表面上有物质流动，这些物质可能是最近才从冰冷的火山中流出的。
事实上，第五大卫星米兰达也拥有似乎起源于近期的表面特征，这表明它可能在某个时候拥有足够的热量来维持海洋。最近的热模型发现，米兰达不太可能长期保存液态水。由于失去热量的速度太快，现在可能已经全部冻结了。
但内部热量并不是造成月球地下海洋的唯一因素。该研究的一项重要发现表明，这颗冰巨人最大卫星的海洋中可能富含氯化物和氨。人们早就知道氨可以作为防冻剂。此外，该模型表明，水中可能存在的盐分是另一种防冻剂来源，可以维持天体内部的海洋。
当然，关于天王星的大卫星仍然存在很多问题，朱莉表示，“我们还有很多工作要做，需要开发新的模型，以适应关于海洋起源的不同假设，并指导未来的观测计划。”
深入了解这些卫星下方和表面的情况将有助于科学家和工程师选择最好的科学仪器来对其进行调查。例如，确定可能存在氨和氯化物意味着通过反射光检测化合物的光谱仪需要使用涵盖这两种化合物的波长范围。
同样，他们可以利用这些知识来设计可以探测液体深处的仪器。通过天体磁场的电流通常是寻找是否存在深海的最佳方法，就像伽利略探测任务科学家在木星的卫星欧罗巴（Europa）所做的那样。然而，天王星卫星内部海洋中的冷水可能会降低海洋承载这些电流的能力，这将对致力于弄清冰壳下情况的科学家提出一种新的挑战。
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