天王星の衛星内の地下海を求めて

天王星を周回する過程で衛星の近傍をフライバイして磁場の変動を記録解析すれば海の厚さと導電率はお見通しだ。と言う事らしい。以下、機械翻訳。
天王星の衛星内の地下海を求めて
2021年5月13日に提出
木星へのガリレオミッションは、磁気誘導の現象を使用して、衛星エウロパとカリストの隠された地下の海に関連する磁気の特徴を発見しました。これらの誘導磁場は、衛星内の導電層から発生し、木星の強力な時変磁場によって駆動されます。天王星型惑星とその衛星は、磁気誘導研究にとって理想的な実験室でもあります。天王星と海王星はどちらも、スピン軸に対して強く傾斜した磁気軸を持っており、主要な衛星の軌道に動的で大きく変化する磁場環境を作り出しています。ボイジャー2号は、1980年代に天王星型惑星を訪れましたが、磁気誘導の兆候を検出するのに十分なほど衛星の近くを通過しませんでした。しかしながら、ボイジャー2号は、これらの衛星のいくつかが、おそらく地下の海に関連する、最近の地質学的活動を示唆する表面の特徴を示すことを明らかにしました。したがって、天王星型惑星への将来の任務は、地下の海を発見することができるかもしれません、それによって私たちの太陽系の既知の海洋世界の家族に追加します。ここでは、天王星の主要衛星内の地下海洋を調査するための手法として、磁気誘導を評価します。さらに、海の厚さ、導電​​率、深さ、電離層コンダクタンスなど、誘導応答に関連するさまざまな内部特性によって作成された誘導応答を区別する機能を確立します。ここで報告された結果は、ミランダ、アリエル、ウンブリエルの衛星内でのシングルパス海洋検出と制約付き特性評価の可能性を示しています。

キーポイント：
•天王星システムの好ましい形状により、磁気誘導の調査が容易になります。一次衛星内の潜在的な海
•これらの範囲内で、地下の海洋検出と制約付きの特性評価が可能です。電離層の存在下でも衛星

図1.（左）特定の場所での、強度によって色分けされた天王星の磁力線のシミュレーション磁気双極子軸の傾き、オフセット、および高次構造を強調する瞬間。
（右）北極から見た天王星の磁力線のより遠いビュー。 また、示されているのは、惑星の周りの衛星とその軌道です。


図2.ミランダ、アリエル、ウンブリエル、チタニア、および
それぞれの固定座標系のオベロン。 シノディック期間が強調表示されます
青で、公転周期は黄色で強調表示されます。 広い周波数応答
ミランダとオベロンのプロットの非常に低い周波数に関連するのは、スペクトルによるものです
リーク、フーリエ変換の計算から生じるアーティファクト。


図3.各衛星から天王星の磁気赤道（黒い線）までの距離と角度
天王星の磁場と共回転プラズマの流れの方向の間（青い線、の5つの主要衛星の1つの完全な公転周期の時間の関数としてのフィールドフロー角度）
惑星。 赤い水平バーは、磁気軸の周りの±1の厚さの領域を示します。プラズマ電流は、局所場の最大の摂動を生み出すと予想されます。


図4：私たちの研究で使用されたマルチシェル内部シェルモデル。 モデルには、非導電性の岩のコア、導電性の海、非導電性の氷の殻、および均一に導電性の氷の殻が含まれています
電離層。 氷殻の厚さ、海の厚さ、海の伝導率、電離層　コンダクタンスはすべて調整可能なパラメータです。


図5.（一番上の行）さまざまな複雑な応答をフォワードモデル化するために使用されるパラメーター空間
ミランダ、アリエル、ウンブリエルに関連する機能。ドットのサイズは海を示します
厚さ（最小のドットは最も薄い海を表します）およびカラーコードは海を表します　導電率。
（中段）の衛星の複素応答関数の振幅　ミランダ、アリエル、ウンブリエル。各モデルは、その上のパラメーター空間に基づいて色付けされています。注意
複素応答の振幅は体の表面に対して正規化されているため、振幅は次のようになります。導電性の高い電離層の場合は1より大きい。 （下の行）に対応する位相遅延
上記の各振幅。電離層のみのモデル（海洋伝導なしなど）はマゼンタ色で、
最短周期での高振幅と常に位相応答によって識別できます　90°まで漸近線。垂直線は、支配的な磁気に関連する期間を表します
この作品でモデル化された波。主要な滑膜周期と公転周期は赤とシアンに着色されています。
それぞれ。示されているように、ウンブリエル用にモデル化された7つの期間、アリエル用に6つの期間、および14の期間があります。
ミランダの期間（間隔が狭すぎてこれで表示できないため、一部は表示されていません）規模）。


図6.調査したスイートの複素応答関数の複素平面表現
2つの主要な離散シノディックおよび軌道で評価された内部および電離層モデルの比較
ミランダ、アリエル、ウンブリエルの周波数。 海洋モデルのカラーリングはに対応しています
図5のカラーリングコード。 マゼンタの円は電離層のみのモデルに対応します。 注意
複素応答の振幅は体の表面に対して正規化されているため、振幅は次のようになります。
導電性の高い電離層の場合は1より大きい。


図7.（上段）] C対]天王星のシノディック（黒）での磁場の5つの成分、
各衛星のシノディック第2高調波（シアン）および軌道（灰色）周期。 注意してください
優勢と比較した軌道およびシノディック第2高調波応答の重要性
公転周期。 ？および？Pラベルは、シミュレートされた2回の到着を示します。
それぞれ最大] Cと最大] 5に対応します。 （下の行）] C、] 5、および] D
3つの時間の関数としての天王星の磁場の成分（synodicおよびorbital）
衛星。