[科普中國(guó)]-海王星衛(wèi)星終于有了正式的名字：叫“海馬”

2月20日，英國(guó)《自然》雜志公布了一項(xiàng)天文學(xué)最新發(fā)現(xiàn)：美國(guó)“地外文明搜尋計(jì)劃”（SETI）團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一顆此前從未曾觀測(cè)到的海王星衛(wèi)星，并將其命名為“海馬”（Hippocamp，希臘神話中的一種馬頭魚(yú)尾海怪），它也是海王星的14個(gè)衛(wèi)星中個(gè)子最小的一個(gè)，其平均直徑只有34千米。“海馬”(Hippocamp)衛(wèi)星示意圖圖片來(lái)自NASA“海馬”并不是2019年首次被發(fā)現(xiàn)“海馬”是在2013年由天文學(xué)家MarkShowalter首次發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)他正在分析哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的海王星照片，突然發(fā)現(xiàn)在距離海王星大約65,400英里的地方有一個(gè)之前從未觀測(cè)到的白點(diǎn)，位于海衛(wèi)七Larissa和海衛(wèi)八Proteus的軌道之間。于是Showalter又找出2004年到2009年哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的150張海王星照片。他仔細(xì)分析這些照片，發(fā)現(xiàn)同樣的白點(diǎn)一遍又一遍地出現(xiàn)。根據(jù)這些照片，他繪制出了這顆衛(wèi)星的運(yùn)行軌道，推算出它每23小時(shí)繞海王星一圈。這顆衛(wèi)星就是“海馬”，只不過(guò)當(dāng)時(shí)它還沒(méi)有正式的名字，只有編號(hào)S/ 2004 N 1。“海馬”的觀測(cè)圖像（白色方形框內(nèi)）圖注：以上照片由哈勃望遠(yuǎn)鏡依次拍攝于a.2004年，b.2005年，c.2009年，d.2016年。哈勃望遠(yuǎn)鏡的靈敏度和清晰度非常高，能夠捕獲比用肉眼能看到的最微弱的恒星還要黯淡一億倍的星體。在此后的6年時(shí)間里，MarkShowalter繼續(xù)對(duì)S / 2004 N1的運(yùn)行、成因等進(jìn)行較為系統(tǒng)的觀察研究，包括這顆新衛(wèi)星較為詳細(xì)和準(zhǔn)確的大小、軌道模式、形成方式等基本數(shù)據(jù)。當(dāng)科學(xué)家終于把編號(hào)S / 2004 N1的基本情況研究清楚之后，這顆差點(diǎn)被忽略的小白點(diǎn)也總算有了正式的名字——“海馬”（Hippocamp)?！昂ｑR”的兄弟們加上“海馬”，海王星的這14顆衛(wèi)星可以分為兩類，7顆內(nèi)衛(wèi)星和7顆外衛(wèi)星，根據(jù)被發(fā)現(xiàn)的順序進(jìn)行海衛(wèi)一到海衛(wèi)十四的編號(hào)。它們?nèi)慷际歉鶕?jù)希臘神話中的人物來(lái)命名的，如海王星Neptune來(lái)自海神，著名的海衛(wèi)一Triton來(lái)自古希臘神話中海之信使，是人身魚(yú)尾；海衛(wèi)二Nereid是海之女神；海衛(wèi)三Naiad來(lái)自居住于溪水、泉水中并統(tǒng)轄這些水澤的仙女“Naiads”等。海王星內(nèi)衛(wèi)星示意圖圖注：紫色為海王星的環(huán)帶。藍(lán)色行星為海王星，藍(lán)色小橢圓為內(nèi)衛(wèi)星，衛(wèi)星相對(duì)大小是準(zhǔn)確的，但為了更好地顯示“海馬”（Hippocamp)衛(wèi)星，所有運(yùn)行軌道被放大了20倍。在這14顆衛(wèi)星中，最早被發(fā)現(xiàn)的是海衛(wèi)一Triton，它在1846年海王星被發(fā)現(xiàn)后僅17天就被發(fā)現(xiàn)了，因?yàn)樗捏w積較大，是海王星最大的衛(wèi)星。直到100年以后，海衛(wèi)二Nereid才在1949年被發(fā)現(xiàn)。又過(guò)了32年，海衛(wèi)七Larissa于1981年被觀測(cè)到，由于它繞海王星運(yùn)轉(zhuǎn)速度比較快，當(dāng)時(shí)的天文拍照曝光時(shí)間比較長(zhǎng)，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家一度以為它是一個(gè)環(huán)而不是一顆衛(wèi)星。美國(guó)的“旅行者2號(hào)”探測(cè)器天文研究中起了巨大的作用，當(dāng)它在1989年飛掠海王星時(shí)，發(fā)現(xiàn)有6顆內(nèi)衛(wèi)星繞其運(yùn)行，其中包括已經(jīng)被觀測(cè)到但被誤解的海衛(wèi)七Larissa。另外新發(fā)現(xiàn)的五顆內(nèi)衛(wèi)星分別是：海衛(wèi)三Naiad、海衛(wèi)四Thalassa、海衛(wèi)五 Despina、海衛(wèi)六Galatea和海衛(wèi)八Proteus。2002-2003年，借助智利托洛洛山美洲際天文臺(tái)天文臺(tái)4米和加拿大-法國(guó)-夏威夷3.6米大型地面望遠(yuǎn)鏡，兩個(gè)小組的科學(xué)家又觀測(cè)到海王星的另外五個(gè)外衛(wèi)星，分別是：海衛(wèi)九Halimede、海衛(wèi)十Psamathe、海衛(wèi)十一Sao、海衛(wèi)十二Laomedeia和海衛(wèi)十三Neso。各衛(wèi)星的詳細(xì)信息如下表：注：按離海王星的距離由近及遠(yuǎn)而排序，其中前7個(gè)為內(nèi)衛(wèi)星，后7個(gè)為外衛(wèi)星。表格數(shù)據(jù)來(lái)自維基百科https://en.wikipedia.org/wiki/Moons_of_Neptune“海馬”從哪里來(lái)？此前的研究認(rèn)為，海王星衛(wèi)星系統(tǒng)的質(zhì)量分布是太陽(yáng)系中巨行星衛(wèi)星系統(tǒng)中最不平衡的。海衛(wèi)一Triton占據(jù)了幾乎所有質(zhì)量，所有其他衛(wèi)星一起僅占百分之三的百分之三。海王星原始衛(wèi)星系統(tǒng)形成后被海衛(wèi)一Triton所捕獲，其中大部分系統(tǒng)在捕獲過(guò)程中都會(huì)被摧毀，因此海王星衛(wèi)星系統(tǒng)一直處于不平衡狀態(tài)。Triton在捕獲原始衛(wèi)星系統(tǒng)時(shí)，會(huì)在原始海王星內(nèi)衛(wèi)星的軌道上引起混亂擾動(dòng)，導(dǎo)致它們碰撞并變?yōu)樗槭?。這意味著海王星目前的內(nèi)衛(wèi)星可能不是與海王星形成的原始衛(wèi)星，而是一些撞擊后的碎石。而本文所述的研究認(rèn)為“海馬”可能是由海衛(wèi)七Proteus被一顆大型彗星撞擊后噴射的碎片形成的。這個(gè)結(jié)論進(jìn)一步佐證之前的觀點(diǎn)：海王星內(nèi)衛(wèi)星的形成確實(shí)受到了無(wú)數(shù)次撞擊的影響。有趣的是，海衛(wèi)一Triton最初也不是圍繞海王星運(yùn)行的，可能是被海王星捕獲的流浪天體，最有可能是一顆來(lái)自柯伊伯帶的天體。柯伊伯帶是太陽(yáng)系位于海王星軌道外接近太陽(yáng)系邊界的一個(gè)冰封物質(zhì)密集的區(qū)域，同時(shí)也是一個(gè)小行星帶，而且是多數(shù)短周期運(yùn)行的彗星的來(lái)源所在，冥王星就是柯伊伯帶天體。柯伊伯帶示意圖，位于海王星軌道外側(cè)也就是說(shuō)，海衛(wèi)一Triton在捕獲原始衛(wèi)星系統(tǒng)的同時(shí)，自己也在被海王星所捕獲。Triton的軌道離海王星已經(jīng)非常近了，加上特有的逆行軌道，它受到海王星的引力作用非常大，估計(jì)在14到36億年內(nèi)就會(huì)達(dá)到洛希極限(一個(gè)天體自身的重力與第二個(gè)天體造成的潮汐力相等時(shí)的距離，當(dāng)兩個(gè)天體的距離小于洛希極限，天體就會(huì)傾向碎散，繼而成為第二個(gè)天體的環(huán))。之后它可能與海王星大氣層相撞，或者分裂形成一個(gè)環(huán)帶。不過(guò)，也說(shuō)不定Triton會(huì)在中途遇到什么意外作用力，而逃離太陽(yáng)系，避免分裂的厄運(yùn)呢！