海王星的卫星

飞过3天后所拍海王星(上)和海卫一的照片。]]

截至2024年2月,海王星已知拥有16颗天然卫星,而之前长期已知的卫星总数为14颗,这些卫星都是以希腊和罗马神话中的水神命名。其中最大的一颗仍然是威廉·拉塞尔在發現海王星之後僅17天,于1846年10月10日发现的海卫一;第二颗卫星海卫二(勒德)则在超过一世纪后才发现。

海衛一是唯一擁有行星質量的不規則衛星,也就是說它的軌道與海王星的自轉方向相反,軌道相對於赤道也是傾斜的。這顯示它不是與海王星同時形成,而是被海王星的引力捕獲的。太陽系第二大的被捕獲衛星是土衛九(費比),但它的質量僅有海衛一的萬分之三。海衛一的捕獲,可能發生在海王星與它的衛星系統形成一段時間之後,對海王星原始的衛星系統而言是一場毀滅性的災難。擾亂了它們原有的軌道,所以它們相互撞擊形成碎石礫的盤面。海衛一的質量夠大,可以達到流體靜力平衡的狀態,並能夠保留稀薄的大氣層,可以形成雲層和霧靄。

海卫一的轨道内側还有7颗规则卫星,其运行轨道与海王星相同,並且靠近海王星的赤道面;在海王星环内也有一些衛星,这些卫星中最大的是海卫八(普羅秋斯),它們都是在海王星捕获海卫一,并且在海卫一的轨道变圆后从之前的碎石礫盤面中重生的。在海卫一的外层,海王星还拥有6颗不规则卫星,海卫二也是其中之一,其运行轨道距离海王星要远得多,并且倾角也很大:其中有3颗卫星拥有顺行轨道,其餘几颗则是逆行轨道。从不规则卫星的角度来说,海卫二的轨道很不尋常,它的离心率异常之大,距海王星最近的点也异常之近,表明它很可能曾是规则卫星,但其运行轨道在海王星捕获海卫一之際发生了根本性的变化。海卫十 (普薩瑪忒)和海卫十三 (Neso)是海王星最外层的两颗不规则卫星,其运行轨道也是迄今在太阳系中所有卫星里最大的。

发现和命名
发现
1846年10月10日,威廉·拉塞尔发现了海卫一,这时距海王星的發現才只不过17天。过了一个多世纪后,杰拉德·柯伊伯于1949年发现了海卫二。1981年5月24日,哈罗德··雷西玛()、威廉··哈伯德()、拉里··勒博夫斯坦()和大衛·J·托倫发现了第三颗卫星,这颗卫星之后命名为海卫七(拉里薩)。這几位天文学家当时在观测一颗恒星靠近海王星的現象,类似于4年前找到天王星环的觀測。如果有环存在,那么恒星的光度会在到达最接近海王星之前略微下降。但实际上恒星的光度只出现了几秒钟的衰減,这表明该位置并没有行星环,而較可能有一颗卫星。

1989年,旅行者2号飞过海王星,除再次发现海卫七外,还发现了5颗内圈卫星:海卫三、海卫四、海卫五、海卫六和海卫八。2001年,人类两次采用大型地面望远镜一共发现了5颗外层卫星,海王星的卫星总数由此上升到13颗。并且2002和2003年分别进行的两次跟进调查都确认了这5颗外层卫星的存在,分别是海卫九、海卫十一、海卫十、海卫十二和海卫十三。2002年的观测中还发现了第六颗可能的卫星,但此后再也没能重新发现,有可能这并不是卫星,而是一颗半人马小行星,但由于这颗星体与海王星的相对位置在超过一个月的时间里都没有大幅变化,所以还是有可能是一颗卫星

2024年2月,由卡内基科学中心的Scott Sheppard团队,利用夏威夷和智利的大型地面望远镜观测到两颗新卫星,目前只有临时编号,暂未正式定名。其中较暗的一颗有目前已知最长的轨道周期。

命名
海卫一直到20世纪才拥有正式的名称,卡米伊·弗拉马利翁在1880年出版的著作《大众天文学》中建议以“”一词为其命名,不过这个名称至少要到20世纪30年代才获得普遍接受。这以前,人们通常会直接把海卫一称为“海王星的卫星”。海王星的其它卫星有些是以罗马水神命名,以呼应海王星尼普顿作为海神王的地位;还有些是源于希腊神话,通常是海神波塞冬儿女的名字(海卫一、海卫八、海卫五和海卫四都是如此),还包括希腊神话中的低级水神(那伊阿得斯代表海卫三,涅瑞伊得斯代表海卫二)和某位海仙女(海卫九、海卫六、海卫十三、海卫十一、海卫十二、海卫十一)

规则卫星
根据与海王星的距离从近到远排列,该行星的所有规则卫星分别是:海卫三、海卫四、海卫五、海卫六、海卫七、海衛十四和海卫八。距行星最近的海卫三在所有内层卫星中只比海衛十四大,而海卫八则是海王星最大的规则卫星和第二大卫星。这些内圈卫星与海王星环密切相关。海卫三和海卫四这两颗距行星最近的卫星轨道位于伽勒环和勒威耶环之间。

海卫六的轨道位于海王星最显眼的亚当斯环以内,内嵌有5条光亮的环弧。海卫八的直径有约400公里,比土星的卫星土卫一要大,但土卫一却完全是椭圆形。这种差异可能是因海卫八过去受到的碰撞破坏导致。海卫八的表面坑坑洼洼,还显示有多条线状特征。其上最大的坑直径超过150公里。光谱分析结果表明,这些卫星都是由冰和一些非常暗的物质(可能是复杂的有机化合物)组成。从这个角度上来说,这些卫星与天王星的内层卫星类似,卫星表面气压约为14微巴,几何反照率很高,超过70%。海卫一的表面有大规模的南极冠,有地堑和陡坎纵横穿插的古老陨石坑平原,以及类似于冰火山内生过程形成的年代较近的地表特征。

海卫二
海卫二的质量在海王星的所有卫星中排第三。其轨道虽为顺行,但离心率非常高,科学家认为这本是颗规则卫星,但在海王星捕获海卫一期间经引力相互作用转移到现有轨道。经光谱分析表明,海卫二的表面有冰存在。卫星表面存在大规模且不规则的变化,这可能是因为其形状细长、表面存在亮点和暗点,并且旋转过程混乱或是被迫进动导致。

其它不规则卫星
海卫十一和海卫十二拥有顺行轨道,海卫九、海卫十和海卫十三拥有逆行轨道。海卫十和海卫十三的轨道非常接近,这表明两者很有可能是由另一颗更大的卫星分裂而来

被海王星捕获后,海卫一的轨道离心率一直很高,这会造成原有的内层海王星卫星轨道混乱,令其发生碰撞并形成碎石盘。

多年来,各种学说对海卫一的捕获原理提出了不同的理解。其中一种假说属于三体问题,认为海卫一之前可能是柯伊伯带一对双小行星天体的组成部分,这对双小行星一起遇到了海王星,海卫一得以幸存下来并从此被海王星捕获。

表格
下表中列出了所有海王星的已知卫星,默认按轨道周期从短到长排行。不规则卫星的表格中有颜色。海卫一是唯一一个大到足以实现流体静力平衡的卫星,令其表面坍缩成类球面,这颗卫星的名称将以加粗字体显示。

参见

  • 各大行星的衛星:地球、火星、木星、土星、天王星
  • 衛星發現時間列表
  • 衛星的命名

注释说明
参考资料
外部链接

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