由西南研究所高級研究科學家Jason Hofgartner博士領導的一項合作調查揭示了圍繞木星和土星運行的冰冷衛星令人困惑的雷達特徵。這些天體獨特的雷達屬性，與岩石行星和地球上大多數冰塊的雷達屬性有相當大的偏差，長期以來一直令研究人員感到困惑。

圍繞木星和土星運行的冰衛星的雷達特徵與岩石世界和地球上大多數冰的雷達特徵有很大不同，長期以來一直是科學界的一個困擾。

這項研究的第一作者Hofgartner說：”六種不同的模型已經發表，試圖解釋圍繞木星和土星運行的冰衛星的雷達特徵，這些天體散射雷達的方式與岩石世界，如火星和地球，以及小行星和彗星等較小的天體的散射方式截然不同。”該研究發表在《自然-天文學》上。

“這些天體也非常明亮，甚至在它們應該比較暗的地方也這樣表現。當我們抬頭看地球的月亮時，它看起來像一個圓形的圓盤，儘管我們知道它是一個球體。行星和其他衛星通過望遠鏡看起來也類似於圓盤，在進行雷達觀測時，圓盤的中心非常明亮，邊緣則暗得多。對於這些冰冷的衛星來說，從中心到邊緣的變化與岩石世界的變化非常不同。”

Hofgartner與美國宇航局噴氣推進實驗室的Kevin Hand博士合作，認為這些衛星非同尋常的雷達特性，例如它們的反射性和偏振性（光波在空間傳播時的方向）很可能是由相干反向散射反對效應（CBOE）解釋的。

“當你處於對立面時，太陽在你和一個物體之間的直線上位於你的正後方，表面看起來比其他地方要亮得多，”Hofgartner說。”這就是所謂的對射效應。在雷達的情況下，一個發射器代表太陽，一個接收器代表你的眼睛。”

一個冰冷的表面具有比正常情況下更強的對抗效應。對於通過冰面反彈的每一條散射光路，在對立面都有一條完全相反的路徑。由於這兩條路徑的長度完全相同，它們會連貫地結合起來，從而導致進一步增亮。

在20世紀90年代，有研究報告指出，CBOE是對冰衛星的異常雷達信號的一種解釋，但其他解釋同樣可以解釋這些數據。兩人改進了CBOE模型的偏振描述，還表明他們修改後的CBOE模型是唯一公佈的可以解釋所有冰衛星雷達特性的模型。

“這告訴我們，這些物體的表面和它們低至許多米的子表面是非常扭曲的，”Hofgartner說。”它們不是很均勻。冰冷的岩石佔據了整個景觀，也許看起來有點像山體滑坡後的混亂局面。這將解釋為什麼光線會在這麼多不同的方向上反彈，給我們帶來這些不尋常的偏振特徵。”

Hofgartner與Hand使用的雷達觀測數據來自阿雷西博天文台，它是僅有的兩台對冰衛星進行雷達觀測的望遠鏡之一，直到它因支撐結構、天線和圓頂組件的倒塌而嚴重受損，隨後退役。研究人員希望在可能的情況下進行後續觀測，併計劃研究更多的檔案數據，這些數據可能會對冰衛星和CBOE，以及對水星、月球和火星兩極的冰的雷達研究帶來更多的啟示。