奇怪的海衛(wèi)一，到底是如何來(lái)到海王星身邊的

海王星的“保鏢隊(duì)長(zhǎng)”——海衛(wèi)一

海衛(wèi)一繞著自己的軌道運(yùn)行。

海王星最大的衛(wèi)星——海衛(wèi)一的增強(qiáng)視圖。(圖片來(lái)源:NASA/JPL/USGS)

有時(shí)候，天文學(xué)就像法醫(yī)調(diào)查：我們無(wú)法讓過(guò)去重演，所以必須通過(guò)線索來(lái)弄清楚到底發(fā)生了什么。外太陽(yáng)系中，就有一個(gè)引人注目的“犯罪現(xiàn)場(chǎng)”，其中隱藏著一個(gè)巨大的謎團(tuán)，即海王星周圍的環(huán)境是如何產(chǎn)生像海衛(wèi)一這樣的衛(wèi)星的。

海王星有14顆已知的衛(wèi)星。除了海衛(wèi)一，其余衛(wèi)星都非常小，且大致分為兩類：規(guī)則型和不規(guī)則型。規(guī)則型衛(wèi)星的軌道離行星很近，而不規(guī)則的通常離行星較遠(yuǎn)，有著各自獨(dú)立的軌道。

至于海衛(wèi)一，英國(guó)商人兼業(yè)余天文學(xué)家威廉·拉塞爾在1846年發(fā)現(xiàn)海王星僅僅17天后就發(fā)現(xiàn)了這顆衛(wèi)星。但直到1989年8月25日，當(dāng)旅行者2號(hào)探測(cè)器在其歷史性的外太陽(yáng)系“大旅行”的最后一站飛過(guò)時(shí)，我們才第一次近距離觀察了海衛(wèi)一。盡管旅行者2號(hào)只繪制了海衛(wèi)一表面的40%，但卻揭示了這顆衛(wèi)星的奇怪之處。

首先，海衛(wèi)一很大。它是太陽(yáng)系中第七大衛(wèi)星，且比海王星所有其他衛(wèi)星加起來(lái)還要大200多倍，這就使得它非常引人注目。

其次，海衛(wèi)一是不規(guī)則的衛(wèi)星之一。它的軌道相對(duì)于海王星是向后的，且傾斜了67°，幾乎垂直于它的母行星。盡管海衛(wèi)一的軌道不規(guī)則，但它卻是令人驚訝的圓形——事實(shí)上，它是太陽(yáng)系中最完美的圓形軌道之一。

至于海衛(wèi)一的表面，看起來(lái)非常像哈密瓜的紋路。在中緯度地區(qū)，有很大一部分區(qū)域被凹凸不平、褶皺的地形所覆蓋，這些地形被恰如其分地稱為哈密瓜地形。另一大塊區(qū)域是廣闊而毫無(wú)特色的平原，上面點(diǎn)綴著巨大的火山口，而南部則是一個(gè)巨大的氮冰帽，擁有幾十座冰火山——噴出水流的火山。

海衛(wèi)一的表面沒(méi)有很多隕石坑，這表明它有自我修整的能力。這種能力在太陽(yáng)系中并不常見(jiàn)，是海衛(wèi)一仍存有部分熱量的信號(hào)。

頭號(hào)嫌犯

航空航天局的旅行者2號(hào)宇宙飛船捕捉到的畫(huà)面：在海衛(wèi)一南極地區(qū)冰冷的表面，可以看見(jiàn)間歇泉產(chǎn)生的深色條紋。(圖片來(lái)源：NASA/JPL)

根據(jù)已有的線索可知，海衛(wèi)一比常規(guī)的衛(wèi)星要大得多，有一個(gè)完全不穩(wěn)定的軌道，以一種非傳統(tǒng)的方式形成，并有一個(gè)年輕、充滿活力的表面。

這些奇怪現(xiàn)象的背后有什么故事？最好的答案也許是，海衛(wèi)一不僅僅是一顆衛(wèi)星，而是一次“星際綁架”的受害者。也許它真的是一個(gè)柯伊伯帶天體，像冥王星或鬩神星，而不是太陽(yáng)系中的其他衛(wèi)星。也許很久以前，海衛(wèi)一流浪到海王星附近，被后者的引力俘獲，被迫在現(xiàn)有軌道上度過(guò)數(shù)十億年光陰。

再還原一些細(xì)節(jié)，要么是海衛(wèi)一的運(yùn)氣不太好，恰好在錯(cuò)誤的軌道上降落在海王星附近，要么是它與海王星的一顆原始衛(wèi)星發(fā)生了致命的碰撞。在這個(gè)過(guò)程中，海衛(wèi)一失去了能夠維持在原有軌道上的能量。另一種可能性則是，海衛(wèi)一最初是一個(gè)小型雙星系統(tǒng)的一份子，就像許多其他柯伊伯帶天體一樣，與海王星的近距離接觸使海衛(wèi)一的孿生兄弟飛離了，獨(dú)留海衛(wèi)一被困在原地。

海衛(wèi)一被捕獲的方式反而能夠解釋其奇怪的公轉(zhuǎn)軌道。如果它不是在海王星系統(tǒng)中有機(jī)形成的，它就沒(méi)有理由與普通衛(wèi)星共享軌道平面。此外，如果它被捕獲得足夠早，它就必須穿過(guò)圍繞在尚未成型的海王星周圍的碎片，這足以將它的軌道塑造成一個(gè)近乎完美的圓形。

海衛(wèi)一之所以是一顆溫暖的星球，是因?yàn)橄窨乱敛畮У钠渌祗w一樣，它有足夠多的放射性元素來(lái)釋放熱量。這種熱量將水、二氧化碳和氮冰轉(zhuǎn)化為雪泥，使海衛(wèi)一的表面保持年輕和活躍(就像冥王星有一個(gè)巨大的、泥濘的、氮冰冰川區(qū))。實(shí)際上，海衛(wèi)一可能非常溫暖，以至于地殼下存在液態(tài)海洋。

自從我們上次與海衛(wèi)一短暫相遇以來(lái)，已經(jīng)過(guò)去了整整一代人。這些由旅行者2號(hào)拍攝的圖像是我們唯一擁有的。不幸的是，在NASA的計(jì)劃中，沒(méi)有任何重返海王星系統(tǒng)的任務(wù)在提案階段取得進(jìn)展?？紤]到該機(jī)構(gòu)對(duì)木星和土星的衛(wèi)星更有興趣(公平地說(shuō)，它們也有大量液態(tài)水的海洋，而且比海王星近得多)，在我們有生之年可能不會(huì)再有海王星的任務(wù)了。

海衛(wèi)一的秘密就留給下一代探險(xiǎn)者去探索吧！

BY:Paul Sutter

FY:忙碌的北門

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