
天卫二,翁布里尔Umbriel。
神话故事
以英国诗人亚历山大·波普 (Alexander Pope) 18 世纪诗歌《夺发记》(Rape of the Lock)中的一只“昏暗的忧郁精灵”。拉丁语中的umbra指的是阴影、影子的意思。Umbriel这个名字是由威廉·赫歇尔的儿子约翰·赫歇尔经威廉·拉塞尔的请求而推荐的。

《夺发记》
探索发现
英国天文学家威廉·拉塞尔在1851年10月24号发现天卫二。旅行者2号在1986年1月飞越天王星时,拍下天卫二的照片。因为当时拍下照片时,旅行者2号距离天卫二325000千米,这些照片的空间分辨率只有5.2千米。天卫二表面有40%被旅行者2号拍到,但只有20%能供描绘地质图参考。飞越天卫二时,它的南半球正对着太阳,因此天卫二的北半球是完全黑暗的,无法被研究。除了旅行者2号外,没有航天器曾经或计划要到天卫二探测。
轨道周期
天卫二环绕天王星的平均距离为266000千米,在天王星五大卫星中距天王星第三远。离心率和轨道倾角都很小,分别只有0.0039和0.128。轨道周期约为4.1个地球日,与它的自转周期相同,也就是说,它被潮汐锁定了。轨道完全在天王星的磁层里。旅行者2号在1977年经过天卫二时,卫星上的磁层等离子体远比预测数量多,显示出天卫二可能会吸收天王星磁层里的等离子体。
天卫二是在天王星的赤道面上运转的。因此天卫二有很极端的季节周期。天卫二的两极,都会有连续42年的黑暗。黑暗过后,会有连续42年的阳光照射。在至日时,太阳会在其中一极的天顶。

Umbriel 的 3D 模型
2007年8月15日天卫二掩食天卫三。8月19日天卫二掩食天卫一。12月8日天卫二掩食天卫三。
天卫二尚未与其他天王星的卫星发生过轨道共振。但在早期可能与天卫五呈1:3的共振。
内部结构
天卫二是天王星的卫星中直径第三和质量第四的卫星。质量1.275✕10*21 kg(±0.028)。直径1169.4 km,比天卫一大10千米。它的密度为1.39克/立方厘米。主要由水冰所组成,与另一种高密度的成分构成天卫二40%的质量。有专家推测后这可能为岩石、碳和其他有机化合物所组成的的一种物质。利用红外光谱多次的分析后,发现天卫二表面上存在结晶状态的冰。天卫二同轨道半球的冰吸收带比逆轨道半球的还要强,原因不明,但可能与天王星磁层里的带电粒子相关。
科学家推测天卫二的内部的岩石核心被一层冰质地幔环绕。如果这是真的,天卫二内核(314千米)的半径约为月球的54%,而质量则是月球的40%。天卫二的压强为0.24 GPa。天卫二的地幔结构尚不清楚,但天卫二底下似乎不存在地下海洋。

这张航海者 2 号图像中,翁布里尔南半球显示出严重的陨石坑,拍摄于 1986 年 1 月 24 日,距离为 557,000 公里
地形地貌
天卫二是所有天王星卫星中最暗的。它反射的光是只有其大小相当的天卫一的一半。与天卫一(23%)相比,天卫二的光谱反照率很低(10%)。当天卫二的相位角改变,它的几何反照率会减小。当天卫二的相位角为0度时,反射率是26%。当其相位角为1度时,反射率会减至19%。这种情况是一种叫相对效应的光学现象。天卫二的表面是微蓝色的,但撞击坑等地方较蓝。
天卫二的同轨道半球和逆轨道半球甚至可能颜色不同(前者比后者红)。天卫二红色表面的原因有很多说法,其中一个理论是天卫二红色的表面可能是由带电粒子和微流星体造成的轰炸并使天卫二太空风化的结果。但较有可能是因为早期天卫二形成时,吸积盘里含一种红色的物质所造成的结果。
科学家只承认天卫二上的一种地质特征——撞击坑。天卫二的撞击坑比天卫一和天卫四的撞击坑更大更多。在所有天王星的卫星中,只有天卫三的撞击坑比天卫二的多。天卫二的撞击坑最小只有几千米,但最大的撞击坑——沃科洛陨石坑直径却有210千米。天卫二所有被命名的撞击坑都有中央峰,但都没有射纹系统。

这张天王星五颗最大卫星的“全家福”是根据旅行者 2 号宇宙飞船于 1986 年 1 月 20 日发回的照片汇编而成的
天卫二最著名的表面特征旺达撞击坑位于天卫二的赤道上,它的直径有131千米。旺达撞击坑最低点有一圈明亮的光环,最有可能是冲淤变动的结果。在天卫二的晨昏圈上有两个撞击坑:乌维(Vuver)和史金德(Skynd)两个撞击坑都没有光圈,但都有中央峰。科学家在研究天卫二的地形时,发现天卫二早期可能有一个直径400千米、深5千米的撞击坑。
与天王星其他卫星一样,天卫二的表面穿插著很多峡谷。但它们因照片的画质太差而并没有被正式承认。而照片的画质正是研究天卫二地质图的天文学家的绊脚石。
天卫二的表面在后期重轰炸期后趋于稳定。天卫二早期地表变化的线索只剩峡谷及多边形地形,后者是一种上百千米宽的有复杂形状的暗班。根据旅行者2号当时拍下的测光照片,可以看出天卫二上的多边形分布不均匀,从卫星的东北部走向西南部。有些多边形地形与其他洼地相对应,这种现象可能由天卫二早期的地质活动造成。天文学家对为什么天卫二如此暗淡和平整并没有合理的解释。天卫二的表面可能被一层从陨石撞击掊出或冰火山爆发喷发出来的暗色物质覆盖。另外,天卫二的地壳可能完全由这种暗色物质所组成,并阻止射纹系统形成。但旺达(Wunda)撞击坑的光圈与此假说产生矛盾。

显示多边形的翁布里尔地图
天卫二上的撞击坑多以神话中的邪恶、黑暗之神或神灵命名。
起源问题
普遍认为天卫二是由吸积盘或亚星云形成的;这个气体和尘埃盘可能在天王星形成后就存在了,也可能是由使天王星产生巨大倾斜的巨大撞击产生的。组成天卫二的星云的成分不明,但天王星卫星的密度比土星的卫星大,可得知那团星云缺少水分。大量的氮元素和碳元素可能以一氧化碳和氮分子,而不是以氨或甲烷的形式存在。由星云组成的卫星会含较少冰并含较多岩石,这能解释天卫二的高密度。
天卫二的吸积过程持续了几千年,与吸积同一时间发生的陨石撞击使天卫二的地壳发热。天卫二被陨石撞击后,最高温度曾达180K,造成撞击的撞击坑深达8千米。在天卫二吸积完后,天卫二地下开始冷却,但因内部放射性元素衰变,天卫二内部仍然是热的。当天卫二近表面的地方开始收缩,它的地核和地幔开始膨胀。天卫二的这些运动使它的地壳受到很强的拉伸应力,并导致地壳裂开。这个过程大概持续了两百万年,显示出天卫二所有内源性的活动在几十亿年前就停止了。

天卫二的南极地形
若天卫二早期有氨(以水合物存在)或盐等抗冻剂存在,早期的吸积造成的热能及元素放射性衰变会造成该卫星部分的冰融化。天卫二的冰融化后,导致地表下的冰与岩石分层,使天卫二的地幔由冰组成,地核由岩石组成一层液态水可能存在于冰与岩石的边界之间,但可能早已冻结。冰、岩石和水,这种混和物的共晶温度176K,相当于-97.15摄氏度。