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天衛四

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中文名 ：天衛四 發現者 ：威廉·赫歇爾 質量 ：3.014 ± 0.075×1021 千克

天衛四（英語：Oberon，常譯為奧伯龍）是距離天王星最遠的大衛星，其體積和質量在天王星所有衛星中均位列次席，同時也是太陽系質量第九大的衛星。英國天文學家威廉·赫歇爾在1787年首次觀測到該衛星。天衛四的名稱奧伯龍來自於莎士比亞戲劇《仲夏夜之夢》當中的一個角色。天衛四的公轉軌道有一部分位於天王星磁層之外。

天衛四由近乎等量的冰體水和岩石構成，其內部可能分化出岩石內核及冰質地幔。此外，在內核和地幔之間可能還存在着一層液態水。天衛四的表面呈暗紅色，其主要地形是小行星和彗星撞擊後所形成的，並有許多直徑達到210千米的撞擊坑存在。天衛四表現存在峽谷（地塹）地形，該地形是天體演化初期因內部膨脹而形成的。

旅行者2號於1986年1月近距離飛掠該衛星，也是人類對天王星系統進行過僅有的近距離觀測。旅行者2號拍攝了數張天衛四照片，涵蓋該天體40%的表面。

發現

1787年1月11日，英國天文學家威廉·赫歇爾首次觀測到天衛四，他在同一天還發現了天王星最大的衛星——天衛三。他在不久之後宣稱又發現了四顆天王星衛星，但是後來天文學家發現該聲明是錯誤的。雖然人們使用現代業餘望遠鏡就能在地球上觀測到天衛四和天衛三，但是在威廉·赫歇爾宣稱發現這兩顆衛星之後的五十年間，地球上的任何天文觀測儀器都沒能再觀測到它們。

命名

天王星的所有衛星都以威廉·莎士比亞和亞歷山大·蒲柏作品中的人物來命名，而天衛四即為《仲夏夜之夢》中的仙王。當時已知的四顆天王星衛星（他在1851年發現另外兩顆天王星衛星天衛一和天衛二）的名字都是在威廉·拉塞爾的請求之下，由赫歇爾的兒子約翰·赫歇爾於1852年所命名的。

天衛四最初被稱為「天王星的第二顆衛星」，威廉·拉塞爾於1848年將之命名為「Uranus II」，不過他有時仍然使用威廉·赫歇爾所命名的名稱（他分別稱天衛三和天衛四為「Uranus II」及「UranVus I」）。1851年，拉塞爾按照各衛星距離天王星遠近，採用羅馬數字為當時已知的所有天王星衛星來命名，從此天衛四即被稱為「Uranus IV」。

軌道

天衛四的軌道距離天王星約584,000千米，是天王星五顆大衛星中距離天王星最遙遠的一顆。天衛四軌道的離心率和軌道傾角（相對於天王星赤道）比較小。公轉周期和自轉周期一致，均為13.5個地球日。也就是說，天衛四是一顆同步自轉衛星，處於潮汐鎖定狀態，故它永遠以同一個面朝着天王星。天衛四軌道的很大一部分處於天王星磁圈之外，這使其表面直接遭受着太陽風的轟擊。而當其運行至天王星磁圈內時，其逆軌道半球則遭受到磁圈等離子體的轟擊。這種轟擊可能導致了星體逆軌道方向一面的暗化，在天王星的其他衛星上也都能觀測到類似現象。由於在公轉時，天王星基本上都是以同一面面向太陽，而其衛星軌道都位於天王星的赤道面上，所以這些衛星（包括天衛四）都經歷着極端的季節周期：其南半球和北半球都需經歷為時42年的完全黑暗時期以及42年的連續日照期。每隔42年，當天王星運行至晝夜平分點且其赤道面切向地球方向時，就有可能出現天王星衛星之間的掩星現象。2007年5月4日即出現了天衛四掩食天衛二的現象，共持續了約6分鐘。

物質構成和內部結構

天衛四是天王星第二大衛星，體積和質量都僅次於天衛三，其質量在太陽系衛星中也名列第九。天衛四的密度為1.63克/立方厘米，[16]高於土星衛星一般的密度，顯示該天體可能是由近乎等量的水冰和非水冰物質所構成，而土星衛星則內含岩石和密度較大的有機化合物。光譜測定表明該星體表面存在晶體狀的水冰，進一步證明了水冰的存在。另外，水冰吸收帶在天衛四同軌道半球比逆軌道半球還強，與其他天王星衛星的觀測結果正好相反。天文學家還不確定水冰分布不對稱的原因，可能與星體表面的撞擊過程（即通過撞擊產生土壤）有關，該過程在同軌道半球較為劇烈：星體表面的冰在撞擊過程中四散濺出，只留下暗色的非冰體物質。這種暗色物質可能包括岩石、二氧化碳、多種鹽類和有機化合物，而其他化合物還未發現。