[科普中國]-海王星衛(wèi)星終于有了正式的名字：叫“海馬”

2月20日，英國《自然》雜志公布了一項天文學最新發(fā)現：美國“地外文明搜尋計劃”（SETI）團隊發(fā)現了一顆此前從未曾觀測到的海王星衛(wèi)星，并將其命名為“海馬”（Hippocamp，希臘神話中的一種馬頭魚尾海怪），它也是海王星的14個衛(wèi)星中個子最小的一個，其平均直徑只有34千米。“海馬”(Hippocamp)衛(wèi)星示意圖圖片來自NASA“海馬”并不是2019年首次被發(fā)現“海馬”是在2013年由天文學家MarkShowalter首次發(fā)現。當時他正在分析哈勃望遠鏡拍攝的海王星照片，突然發(fā)現在距離海王星大約65,400英里的地方有一個之前從未觀測到的白點，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年哈勃太空望遠鏡拍攝的150張海王星照片。他仔細分析這些照片，發(fā)現同樣的白點一遍又一遍地出現。根據這些照片，他繪制出了這顆衛(wèi)星的運行軌道，推算出它每23小時繞海王星一圈。這顆衛(wèi)星就是“海馬”，只不過當時它還沒有正式的名字，只有編號S/ 2004 N 1。“海馬”的觀測圖像（白色方形框內）圖注：以上照片由哈勃望遠鏡依次拍攝于a.2004年，b.2005年，c.2009年，d.2016年。哈勃望遠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年時間里，MarkShowalter繼續(xù)對S / 2004 N1的運行、成因等進行較為系統(tǒng)的觀察研究，包括這顆新衛(wèi)星較為詳細和準確的大小、軌道模式、形成方式等基本數據。當科學家終于把編號S / 2004 N1的基本情況研究清楚之后，這顆差點被忽略的小白點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顆內衛(wèi)星和7顆外衛(wèi)星，根據被發(fā)現的順序進行海衛(wèi)一到海衛(wèi)十四的編號。它們全部都是根據希臘神話中的人物來命名的，如海王星Neptune來自海神，著名的海衛(wèi)一Triton來自古希臘神話中海之信使，是人身魚尾；海衛(wèi)二Nereid是海之女神；海衛(wèi)三Naiad來自居住于溪水、泉水中并統(tǒng)轄這些水澤的仙女“Naiads”等。海王星內衛(wèi)星示意圖圖注：紫色為海王星的環(huán)帶。藍色行星為海王星，藍色小橢圓為內衛(wèi)星，衛(wèi)星相對大小是準確的，但為了更好地顯示“海馬”（Hippocamp)衛(wèi)星，所有運行軌道被放大了20倍。在這14顆衛(wèi)星中，最早被發(fā)現的是海衛(wèi)一Triton，它在1846年海王星被發(fā)現后僅17天就被發(fā)現了，因為它的體積較大，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。又過了32年，海衛(wèi)七Larissa于1981年被觀測到，由于它繞海王星運轉速度比較快，當時的天文拍照曝光時間比較長，當時的科學家一度以為它是一個環(huán)而不是一顆衛(wèi)星。美國的“旅行者2號”探測器天文研究中起了巨大的作用，當它在1989年飛掠海王星時，發(fā)現有6顆內衛(wèi)星繞其運行，其中包括已經被觀測到但被誤解的海衛(wèi)七Larissa。另外新發(fā)現的五顆內衛(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天文臺4米和加拿大-法國-夏威夷3.6米大型地面望遠鏡，兩個小組的科學家又觀測到海王星的另外五個外衛(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)星的詳細信息如下表：注：按離海王星的距離由近及遠而排序，其中前7個為內衛(wèi)星，后7個為外衛(wèi)星。表格數據來自維基百科https://en.wikipedia.org/wiki/Moons_of_Neptune“海馬”從哪里來？此前的研究認為，海王星衛(wèi)星系統(tǒng)的質量分布是太陽系中巨行星衛(wèi)星系統(tǒng)中最不平衡的。海衛(wèi)一Triton占據了幾乎所有質量，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)在捕獲過程中都會被摧毀，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，會在原始海王星內衛(wèi)星的軌道上引起混亂擾動，導致它們碰撞并變?yōu)樗槭?。這意味著海王星目前的內衛(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。這個結論進一步佐證之前的觀點：海王星內衛(wèi)星的形成確實受到了無數次撞擊的影響。有趣的是，海衛(wèi)一Triton最初也不是圍繞海王星運行的，可能是被海王星捕獲的流浪天體，最有可能是一顆來自柯伊伯帶的天體?？乱敛畮翘栂滴挥诤Ｍ跣擒壍劳饨咏栂颠吔绲囊粋€冰封物質密集的區(qū)域，同時也是一個小行星帶，而且是多數短周期運行的彗星的來源所在，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也就是說，海衛(wèi)一Triton在捕獲原始衛(wèi)星系統(tǒng)的同時，自己也在被海王星所捕獲。Triton的軌道離海王星已經非常近了，加上特有的逆行軌道，它受到海王星的引力作用非常大，估計在14到36億年內就會達到洛希極限(一個天體自身的重力與第二個天體造成的潮汐力相等時的距離，當兩個天體的距離小于洛希極限，天體就會傾向碎散，繼而成為第二個天體的環(huán))。之后它可能與海王星大氣層相撞，或者分裂形成一個環(huán)帶。不過，也說不定Triton會在中途遇到什么意外作用力，而逃離太陽系，避免分裂的厄運呢！