1787年1月11日,威(wei)(wei)廉·赫(he)歇爾首次觀(guan)測(ce)到(dao)(dao)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)四,同一天(tian)(tian)(tian)他還發現(xian)(xian)了(le)天(tian)(tian)(tian)王星(xing)最(zui)大的(de)衛(wei)星(xing)——天(tian)(tian)(tian)衛(wei)三。不久之后他宣稱又發現(xian)(xian)了(le)四顆衛(wei)星(xing),但(dan)是后來該發現(xian)(xian)被證(zheng)明是偽造的(de)。雖然現(xian)(xian)在(zai)使用(yong)業余望遠鏡(jing)即能在(zai)地球(qiu)上(shang)觀(guan)測(ce)到(dao)(dao)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)四和天(tian)(tian)(tian)衛(wei)三,但(dan)是在(zai)威(wei)(wei)廉·赫(he)歇爾宣稱發現(xian)(xian)這兩顆衛(wei)星(xing)之后的(de)五十(shi)年間,地球(qiu)上(shang)的(de)任何天(tian)(tian)(tian)文觀(guan)測(ce)儀器都沒能再觀(guan)測(ce)到(dao)(dao)它們。
天(tian)王星的(de)(de)(de)(de)所有衛星都以威(wei)廉·莎士比亞和(he)亞歷(li)山大·蒲柏(bo)作品中的(de)(de)(de)(de)人物(wu)命名(ming)(ming)。奧(ao)伯龍(long)即為《仲夏夜之夢》中的(de)(de)(de)(de)仙王。當時已(yi)知(zhi)的(de)(de)(de)(de)天(tian)王星的(de)(de)(de)(de)四(si)顆衛星的(de)(de)(de)(de)名(ming)(ming)字都是在(zai)威(wei)廉·拉(la)塞爾(er)——他在(zai)1851年發(fa)現了另(ling)外兩顆天(tian)王星的(de)(de)(de)(de)衛星天(tian)衛一和(he)天(tian)衛二——的(de)(de)(de)(de)請求(qiu)之下,由赫歇爾(er)的(de)(de)(de)(de)兒子約翰·赫歇爾(er)于1852年所取。
天(tian)衛四的形(xing)容詞格為(wei)Oberonian(發音為(wei)/??b??ro?ni?n/)。
最初(chu),奧伯(bo)龍被稱(cheng)為(wei)“天(tian)(tian)王星(xing)的(de)第二顆(ke)衛(wei)星(xing)”,1848年威廉·拉塞(sai)爾(er)將之命名為(wei)“天(tian)(tian)衛(wei)二”,不過他有(you)時(shi)仍然使用威廉·赫歇爾(er)所取的(de)名稱(cheng)(后者分別稱(cheng)泰(tai)坦(tan)妮亞(ya)和(he)奧伯(bo)龍為(wei)“天(tian)(tian)衛(wei)三”、“天(tian)(tian)衛(wei)四”)。1851年,拉塞(sai)爾(er)按照各衛(wei)星(xing)距離天(tian)(tian)王星(xing)遠近,采用羅馬數字為(wei)當時(shi)已知(zhi)的(de)所有(you)天(tian)(tian)王星(xing)衛(wei)星(xing)命名,從那以(yi)后奧伯(bo)龍即被稱(cheng)為(wei)天(tian)(tian)衛(wei)四。
天(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)距離(li)(li)天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)約58萬4000公里,是天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)五顆大衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)距離(li)(li)最遠(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)一顆。天(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四軌(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)心率和軌(gui)道(dao)(dao)傾角較小。公轉(zhuan)周(zhou)期(qi)和自轉(zhuan)周(zhou)期(qi)一致(zhi),均為(wei)13.5個地球(qiu)日(ri)(ri)。也就是說,天(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四是一顆同步自轉(zhuan)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing),處于(yu)(yu)潮(chao)汐鎖定(ding)狀(zhuang)態——它(ta)永遠(yuan)(yuan)以同一面朝(chao)向(xiang)(xiang)母星(xing)(xing)(xing)(xing)。天(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四軌(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)很大一部分(fen)處于(yu)(yu)天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁(ci)圈(quan)之外,這使(shi)其表面直(zhi)接(jie)遭(zao)受著太(tai)陽風的(de)(de)(de)(de)轟擊。而當其運行至天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁(ci)圈(quan)內時,其逆軌(gui)道(dao)(dao)方向(xiang)(xiang)一面則遭(zao)受到(dao)磁(ci)圈(quan)等(deng)離(li)(li)子體(ti)的(de)(de)(de)(de)轟擊,這種轟擊可(ke)(ke)能導致(zhi)了(le)星(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)逆軌(gui)道(dao)(dao)方向(xiang)(xiang)一面的(de)(de)(de)(de)暗化,在(zai)(zai)天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)其他衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)上也都(dou)能觀(guan)測到(dao)類似現(xian)(xian)象。由于(yu)(yu)在(zai)(zai)公轉(zhuan)時,天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)基本上都(dou)是以同一面面向(xiang)(xiang)太(tai)陽,而其衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)道(dao)(dao)都(dou)位于(yu)(yu)天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)赤(chi)道(dao)(dao)面上,所以這些(xie)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(包括天(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四)都(dou)經(jing)歷(li)著極端的(de)(de)(de)(de)季節周(zhou)期(qi):其南半球(qiu)和北半球(qiu)都(dou)需經(jing)歷(li)為(wei)時42年(nian)的(de)(de)(de)(de)完全(quan)黑暗時期(qi)以及42年(nian)的(de)(de)(de)(de)連(lian)續(xu)日(ri)(ri)照期(qi)。每隔42年(nian),當天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)運行至晝夜(ye)平分(fen)點且其赤(chi)道(dao)(dao)面切向(xiang)(xiang)地球(qiu)方向(xiang)(xiang)時,就有可(ke)(ke)能出(chu)(chu)現(xian)(xian)天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)之間的(de)(de)(de)(de)掩(yan)星(xing)(xing)(xing)(xing)現(xian)(xian)象。2007年(nian)5月4日(ri)(ri)即出(chu)(chu)現(xian)(xian)了(le)天(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四掩(yan)藏天(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)的(de)(de)(de)(de)現(xian)(xian)象,共持續(xu)了(le)約6分(fen)鐘。
在天(tian)王星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)所有(you)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)中(zhong),天(tian)衛(wei)(wei)四的(de)(de)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)積和質(zhi)(zhi)量(liang)都僅(jin)次于(yu)天(tian)衛(wei)(wei)三,其(qi)質(zhi)(zhi)量(liang)在太陽系(xi)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)中(zhong)也位列第(di)九。天(tian)衛(wei)(wei)四的(de)(de)密度(du)為1.63克/立方(fang)厘米,高于(yu)土星(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)典型密度(du),表(biao)明(ming)其(qi)可(ke)能(neng)是(shi)有(you)近乎等量(liang)的(de)(de)冰(bing)(bing)(bing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)水和非冰(bing)(bing)(bing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)構成,后者包(bao)括(kuo)巖石和密度(du)較(jiao)大的(de)(de)有(you)機化合物(wu)(wu)(wu)。光(guang)譜測定表(biao)明(ming)在該星(xing)(xing)(xing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)表(biao)面(mian)(mian)存在著晶體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)狀(zhuang)的(de)(de)冰(bing)(bing)(bing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)水,進一(yi)步證明(ming)了冰(bing)(bing)(bing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)水的(de)(de)存在。另外,天(tian)衛(wei)(wei)四同(tong)軌道方(fang)向(xiang)一(yi)面(mian)(mian)的(de)(de)冰(bing)(bing)(bing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)水吸收譜帶(dai)強于(yu)逆軌道方(fang)向(xiang)一(yi)面(mian)(mian),這與(yu)其(qi)他天(tian)王星(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)上的(de)(de)觀(guan)測結果正好相反。至今還不(bu)確(que)定這種不(bu)對稱分布的(de)(de)原因,但是(shi)可(ke)能(neng)與(yu)星(xing)(xing)(xing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)“撞擊(ji)生土”(impact gardening)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(即通過(guo)(guo)撞擊(ji)產(chan)生土壤(rang))有(you)關——該過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)在同(tong)軌道方(fang)向(xiang)一(yi)面(mian)(mian)較(jiao)為劇烈:即在撞擊(ji)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong),星(xing)(xing)(xing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)冰(bing)(bing)(bing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)四散濺(jian)出,只留(liu)下暗色的(de)(de)非冰(bing)(bing)(bing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。這種暗色物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)可(ke)能(neng)包(bao)括(kuo)巖石、二氧化碳、多(duo)種鹽類和有(you)機化合物(wu)(wu)(wu),而除此之外的(de)(de)其(qi)他化合物(wu)(wu)(wu)還未被發現(xian)。
天(tian)(tian)(tian)衛(wei)四(si)內(nei)(nei)(nei)部(bu)可(ke)能(neng)分化出了(le)一(yi)顆巖石內(nei)(nei)(nei)核(he)和一(yi)層(ceng)冰(bing)(bing)質地(di)(di)幔,如果該猜想屬實,那么(me)(me)其內(nei)(nei)(nei)核(he)的(de)(de)(de)(de)(de)半徑(jing)將達(da)(da)到(dao)(dao)480公里,大(da)約是星體半徑(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)63%,其質量(liang)(liang)約占星體質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)54%——具體數值將取決于星體的(de)(de)(de)(de)(de)物質構成。天(tian)(tian)(tian)衛(wei)四(si)的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)部(bu)壓力達(da)(da)到(dao)(dao)了(le)5億帕(5千(qian)巴)。現在還不知道天(tian)(tian)(tian)衛(wei)四(si)的(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)(bing)質地(di)(di)幔的(de)(de)(de)(de)(de)狀況。如果該冰(bing)(bing)層(ceng)中含有(you)足量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)氨或其他抗凍劑(ji),那么(me)(me)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)四(si)就可(ke)能(neng)擁有(you)一(yi)層(ceng)液態海洋,位于內(nei)(nei)(nei)核(he)和地(di)(di)幔之間。如果該海洋確實存在,其厚度將會(hui)達(da)(da)到(dao)(dao)40公里,溫度達(da)(da)180K。不過(guo)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)四(si)的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)部(bu)結構很大(da)程(cheng)度上取決于其過(guo)去的(de)(de)(de)(de)(de)熱量(liang)(liang)活動過(guo)程(cheng),而這(zhe)個過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)細節(jie)已經很難為人所知。
天(tian)衛(wei)(wei)(wei)四(si)是(shi)(shi)除天(tian)衛(wei)(wei)(wei)二(er)之外,天(tian)王星(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)中(zhong)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)最暗(an)的(de)(de)(de)大衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)。它的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)顯(xian)示了強烈的(de)(de)(de)反增益效果:當相(xiang)位角為(wei)(wei)(wei)0時,其(qi)幾何反照率(lv)為(wei)(wei)(wei)0.31,當相(xiang)位角為(wei)(wei)(wei)1°時,幾何反照率(lv)驟減為(wei)(wei)(wei)0.20;其(qi)球(qiu)面(mian)反照率(lv)約為(wei)(wei)(wei)0.14。天(tian)衛(wei)(wei)(wei)四(si)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)呈(cheng)現出微(wei)微(wei)的(de)(de)(de)紅(hong)色(se),但在(zai)(zai)某些剛形成(cheng)的(de)(de)(de)撞擊(ji)坑地(di)(di)(di)形區(qu),則呈(cheng)現出淡藍(lan)色(se)。天(tian)衛(wei)(wei)(wei)四(si)的(de)(de)(de)同(tong)軌(gui)道方向一(yi)面(mian)和(he)(he)逆軌(gui)道方向一(yi)面(mian)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)特征并(bing)不一(yi)致,后者較之前(qian)者顯(xian)得更紅(hong),可能是(shi)(shi)由(you)(you)于前(qian)者含有較少(shao)的(de)(de)(de)暗(an)色(se)物(wu)質。這種(zhong)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)紅(hong)化(hua)可能是(shi)(shi)幾十億年(nian)來由(you)(you)帶電(dian)粒子(zi)和(he)(he)微(wei)隕星(xing)(xing)(xing)對星(xing)(xing)(xing)體(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)轟擊(ji)所引起(qi)的(de)(de)(de)太空風化(hua)造成(cheng)的(de)(de)(de)。天(tian)衛(wei)(wei)(wei)四(si)由(you)(you)近乎等量(liang)的(de)(de)(de)冰體(ti)水(shui)和(he)(he)巖石(shi)構(gou)成(cheng),其(qi)內部可能分(fen)化(hua)出了一(yi)個巖石(shi)內核和(he)(he)一(yi)個冰質地(di)(di)(di)幔。此外,在(zai)(zai)內核和(he)(he)地(di)(di)(di)幔之間可能還存在(zai)(zai)著(zhu)一(yi)層液態水(shui)。天(tian)衛(wei)(wei)(wei)四(si)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)呈(cheng)暗(an)紅(hong)色(se),其(qi)主要地(di)(di)(di)形是(shi)(shi)遭受(shou)小行星(xing)(xing)(xing)和(he)(he)彗星(xing)(xing)(xing)撞擊(ji)后形成(cheng)的(de)(de)(de),分(fen)布有大量(liang)直徑(jing)達到210公里的(de)(de)(de)撞擊(ji)坑。天(tian)衛(wei)(wei)(wei)四(si)上存在(zai)(zai)著(zhu)峽(xia)谷(地(di)(di)(di)塹(qian))地(di)(di)(di)形,該地(di)(di)(di)形是(shi)(shi)在(zai)(zai)星(xing)(xing)(xing)體(ti)演(yan)化(hua)初期由(you)(you)于內部膨(peng)脹而(er)形成(cheng)的(de)(de)(de)。
科學家在天(tian)衛(wei)四表(biao)(biao)面共發現了兩類(lei)地(di)質構(gou)造:撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)和(he)峽(xia)(xia)谷。在天(tian)王星所有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星中(zhong),天(tian)衛(wei)四的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面遭受過(guo)最(zui)猛烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)隕石轟擊(ji),其撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)密度(du)接近飽和(he)——任(ren)何(he)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成都可(ke)能破壞舊撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)。撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)小則幾公(gong)(gong)里,大則數百公(gong)(gong)里,其中(zhong)最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)——哈(ha)姆(mu)雷特撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)達(da)(da)到206公(gong)(gong)里。較(jiao)大型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)周圍都分(fen)布(bu)有(you)明(ming)亮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)、成輻射狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)噴出(chu)物(wu),其構(gou)成物(wu)質為(wei)形(xing)成時間(jian)相(xiang)對較(jiao)晚(wan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰體。最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾個撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)——哈(ha)姆(mu)雷特撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)、奧賽羅(luo)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)和(he)麥克(ke)白(bai)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)——的(de)(de)(de)(de)(de)(de)坑(keng)(keng)底分(fen)布(bu)著大量暗色物(wu)質,這(zhe)(zhe)些物(wu)質是(shi)(shi)在撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)形(xing)成之后(hou)覆蓋上去的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。旅行者2號拍攝(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)照片顯示(shi)在天(tian)衛(wei)四東南部存在著一(yi)(yi)座高(gao)達(da)(da)11公(gong)(gong)里的(de)(de)(de)(de)(de)(de)山(shan)峰,其可(ke)能是(shi)(shi)一(yi)(yi)個直(zhi)徑(jing)達(da)(da)375公(gong)(gong)里的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大型(xing)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)央(yang)山(shan)峰。天(tian)衛(wei)四表(biao)(biao)面還縱橫交錯著一(yi)(yi)系列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)峽(xia)(xia)谷地(di)形(xing),不過(guo)較(jiao)之天(tian)衛(wei)三(san)表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)峽(xia)(xia)谷地(di)形(xing),其分(fen)布(bu)范圍較(jiao)窄(zhai)。這(zhe)(zhe)些峽(xia)(xia)谷可(ke)能屬(shu)于正斷層地(di)形(xing)或地(di)塹(qian),后(hou)一(yi)(yi)種地(di)形(xing)常橫切于大型(xing)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)明(ming)亮沉積帶之上,這(zhe)(zhe)表(biao)(biao)明(ming)其形(xing)成時間(jian)較(jiao)晚(wan)。天(tian)衛(wei)四上最(zui)引(yin)人注目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)峽(xia)(xia)谷是(shi)(shi)莫(mo)姆(mu)爾峽(xia)(xia)谷。
天衛(wei)四的(de)(de)地(di)(di)(di)質構(gou)造是(shi)(shi)在(zai)外部的(de)(de)撞擊坑形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程和(he)內源(yuan)(yuan)性的(de)(de)地(di)(di)(di)表(biao)更(geng)新過(guo)程的(de)(de)此(ci)消彼長中(zhong)(zhong)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de),前(qian)者(zhe)的(de)(de)作用貫穿于天衛(wei)四的(de)(de)整個歷(li)史,是(shi)(shi)該衛(wei)星現今地(di)(di)(di)貌的(de)(de)主要作用力;而后(hou)(hou)者(zhe)的(de)(de)作用時間則是(shi)(shi)在(zai)該星體形(xing)成(cheng)(cheng)之后(hou)(hou)的(de)(de)一段時期。內源(yuan)(yuan)性作用主要表(biao)現為地(di)(di)(di)質構(gou)造活動(dong),最終形(xing)成(cheng)(cheng)了(le)峽(xia)(xia)谷(gu)地(di)(di)(di)形(xing)——即冰質地(di)(di)(di)殼(ke)中(zhong)(zhong)的(de)(de)大(da)裂縫(feng),峽(xia)(xia)谷(gu)地(di)(di)(di)形(xing)抹去(qu)了(le)部分的(de)(de)古(gu)老地(di)(di)(di)形(xing),這(zhe)種裂縫(feng)是(shi)(shi)在(zai)天衛(wei)四的(de)(de)星體膨脹過(guo)程中(zhong)(zhong)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de),該星體膨脹率達(da)到了(le)0.5%。
另外,在同軌道方向一(yi)面和撞擊坑中經常出現一(yi)種暗斑(ban),這種地質構(gou)造(zao)的(de)(de)性質還不(bu)為(wei)人知。一(yi)些科學家認為(wei)它們是(shi)冰火山(shan)的(de)(de)噴發點(類似于(yu)月海),另一(yi)些科學家則(ze)認為(wei)它們是(shi)在隕石(shi)撞擊之(zhi)后(hou)露出來的(de)(de)暗色(se)物質——其(qi)原本埋藏于(yu)純冰體之(zhi)下(xia)。在后(hou)一(yi)種假設(she)中,天衛(wei)四內部(bu)結構(gou)應該至少發生了部(bu)分(fen)(fen)的(de)(de)分(fen)(fen)化,使得冰質巖石(shi)圈能夠位于(yu)其(qi)未分(fen)(fen)化的(de)(de)內部(bu)結構(gou)之(zhi)上(shang)。
深谷
天衛四上的深谷,以(yi)莎士比亞作品中出現的地名命名。
科學(xue)家(jia)們認(ren)為天(tian)衛(wei)四是在次星(xing)云(yun)(yun)的(de)吸(xi)(xi)積盤(pan)中(zhong)形成(cheng)(cheng)的(de),該吸(xi)(xi)積盤(pan)由氣(qi)體和(he)塵埃構成(cheng)(cheng),它(ta)可(ke)能在天(tian)王(wang)星(xing)形成(cheng)(cheng)之后就已(yi)形成(cheng)(cheng),也可(ke)能是在一次造成(cheng)(cheng)天(tian)王(wang)星(xing)如今(jin)(jin)極(ji)大的(de)軌道傾(qing)角的(de)撞擊事(shi)件中(zhong)形成(cheng)(cheng)的(de)。現(xian)今(jin)(jin)還無法得(de)知(zhi)次星(xing)云(yun)(yun)的(de)確切物質(zhi)構成(cheng)(cheng),但是相(xiang)較于土星(xing)衛(wei)星(xing),天(tian)衛(wei)四和(he)其他天(tian)王(wang)星(xing)衛(wei)星(xing)的(de)較高密度表(biao)明該次星(xing)云(yun)(yun)中(zhong)所含的(de)水(shui)份可(ke)能較少。其間存在著大量的(de)氮(dan)元素(su)和(he)碳(tan)元素(su),不過最后形成(cheng)(cheng)的(de)物質(zhi)主要是一氧化碳(tan)和(he)氮(dan)氣(qi),而(er)非氨和(he)甲(jia)烷。所以在該次星(xing)云(yun)(yun)中(zhong)形成(cheng)(cheng)的(de)衛(wei)星(xing)所含的(de)水(shui)分也較少(一氧化碳(tan)和(he)氮(dan)氣(qi)都(dou)形成(cheng)(cheng)了包合物),巖石較多,這與該衛(wei)星(xing)的(de)較高密度相(xiang)吻合。
天衛四的(de)(de)(de)形成過(guo)程(cheng)可(ke)能(neng)(neng)持(chi)續了(le)(le)數千年時間。伴(ban)隨形成過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)撞(zhuang)擊事件在星(xing)體外(wai)層(ceng)產生(sheng)(sheng)了(le)(le)大量熱(re)能(neng)(neng),當時在深達60公里(li)的(de)(de)(de)地(di)層(ceng)中溫(wen)度高達230K。天衛四形成之后,地(di)下巖(yan)層(ceng)逐(zhu)漸冷(leng)卻,而(er)(er)其內(nei)(nei)部(bu)(bu)則由于(yu)蘊藏于(yu)巖(yan)石中的(de)(de)(de)放射性(xing)(xing)元素衰變產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)而(er)(er)被加熱(re)。冷(leng)卻的(de)(de)(de)外(wai)部(bu)(bu)巖(yan)層(ceng)出現(xian)(xian)了(le)(le)收縮現(xian)(xian)象,而(er)(er)內(nei)(nei)部(bu)(bu)則向外(wai)膨脹。這在星(xing)體地(di)殼中產生(sheng)(sheng)了(le)(le)強大的(de)(de)(de)應力,導致裂(lie)縫的(de)(de)(de)形成。該(gai)過(guo)程(cheng)持(chi)續了(le)(le)大約200萬年,現(xian)(xian)今(jin)的(de)(de)(de)峽谷地(di)形可(ke)能(neng)(neng)即是這一過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)產物。這說明該(gai)星(xing)體上(shang)的(de)(de)(de)任(ren)何(he)內(nei)(nei)源性(xing)(xing)構(gou)造(zao)活(huo)動都(dou)發(fa)生(sheng)(sheng)于(yu)數十億年前。
如(ru)果(guo)在(zai)冰層(ceng)(ceng)中(zhong)存(cun)在(zai)著如(ru)氨(以(yi)氨水(shui)合(he)物(wu)形(xing)式存(cun)在(zai))這類(lei)的(de)抗凍劑,那么最(zui)初的(de)潮汐熱效應(ying)和持續進(jin)行中(zhong)的(de)放射性元(yuan)素(su)衰變產(chan)生的(de)熱能(neng)(neng)就可能(neng)(neng)足以(yi)融化冰層(ceng)(ceng)。進(jin)一步的(de)融化過程(cheng)可能(neng)(neng)導致(zhi)冰體(ti)和巖(yan)石的(de)分(fen)化,從(cong)而形(xing)成(cheng)一個(ge)巖(yan)石內核和一層(ceng)(ceng)冰質地幔。而在(zai)內核和地幔之間則可能(neng)(neng)存(cun)在(zai)著一層(ceng)(ceng)富(fu)含溶解氨的(de)液態海(hai)(hai)洋(yang)。這層(ceng)(ceng)氨水(shui)混合(he)物(wu)的(de)低共熔點為176K。如(ru)果(guo)溫度低于該數(shu)值,那么現在(zai)這層(ceng)(ceng)海(hai)(hai)洋(yang)可能(neng)(neng)又(you)會重新結凍。結凍過程(cheng)進(jin)而一起(qi)內部結構的(de)膨脹,這也能(neng)(neng)導致(zhi)星體(ti)表面峽谷地形(xing)的(de)形(xing)成(cheng)。但是,迄今(jin)為止人類(lei)所知關于天衛四演化的(de)細節仍十分(fen)有限。
至今為止(zhi)只(zhi)有旅行者(zhe)(zhe)2號在(zai)1986年1月飛掠(lve)(lve)天(tian)(tian)衛(wei)(wei)四(si)時拍(pai)攝(she)了該(gai)衛(wei)(wei)星(xing)的(de)特寫照片。盡管但是旅行者(zhe)(zhe)2號距(ju)離(li)(li)天(tian)(tian)衛(wei)(wei)四(si)的(de)最近(jin)距(ju)離(li)(li)僅47萬公(gong)里,但是其中質量最好的(de)照片的(de)空間(jian)分辨率(lv)也(ye)只(zhi)有6公(gong)里。在(zai)飛掠(lve)(lve)期間(jian),天(tian)(tian)衛(wei)(wei)四(si)的(de)南(nan)半球(qiu)朝向太陽,所(suo)以未(wei)能(neng)對北半球(qiu)(暗面(mian))進行探(tan)(tan)(tan)測(ce)。迄今為止(zhi)還未(wei)有其他探(tan)(tan)(tan)測(ce)器光臨過天(tian)(tian)王(wang)星(xing)和天(tian)(tian)衛(wei)(wei)四(si),在(zai)可(ke)預見的(de)未(wei)來也(ye)沒(mei)有探(tan)(tan)(tan)測(ce)該(gai)行星(xing)的(de)計劃。