“海马”(Hippocamp)卫星示意图 图片来自NASA

海王星卫星终于有了正式的名字叫海马

“海马”并不是2019岁首年月次被创造

“海马”是在2013年由天文学家Mark Showalter首次创造。
当时他正在剖析哈勃望远镜拍摄的海王星照片,溘然创造在间隔海王星大约65,400英里的地方有一个之前从未不雅观测到的白点,位于海卫七Larissa和海卫八Proteus的轨道之间。

于是Showalter又找出2004年到2009年哈勃太空望远镜拍摄的150张海王星照片。
他仔细剖析这些照片,创造同样的白点一遍又一各处涌现。
根据这些照片,他绘制出了这颗卫星的运行轨道,推算出它每23小时绕海王星一圈。
这颗卫星便是“海马”,只不过当时它还没有正式的名字,只有编号S / 2004 N 1。

“海马”的不雅观测图像(白色方形框内)

图注:以上照片由哈勃望远镜依次拍摄于a.2004年,b.2005年,c.2009年,d.2016年。

哈勃望远镜的灵敏度和清晰度非常高,能够捕获比用肉眼能看到的最微弱的恒星还要黯淡一亿倍的星体。

在此后的6年韶光里,Mark Showalter连续对S / 2004 N 1的运行、成因等进行较为系统的不雅观察研究,包括这颗新卫星较为详细和准确的大小、轨道模式、形成办法等基本数据。

当科学家终于把编号S / 2004 N 1的基本情形研究清楚之后,这颗差点被忽略的小白点也总算有了正式的名字——“海马”(Hippocamp)。

“海马”的兄弟们

加上“海马”,海王星的这14颗卫星可以分为两类,7颗内卫星和7颗外卫星,根据被创造的顺序进行海卫一到海卫十四的编号。

它们全部都是根据希腊神话中的人物来命名的,如海王星Neptune来自海神,著名的海卫一Triton来自古希腊神话中海之信使,是人身鱼尾;海卫二Nereid是海之女神;海卫三Naiad来自居住于溪水、泉水中并统辖这些水泽的仙女“Naiads”等。

海王星内卫星示意图

图注:紫色为海王星的环带。
蓝色行星为海王星,蓝色小椭圆为内卫星,卫星相对大小是准确的,但为了更好地显示“海马”(Hippocamp)卫星,所有运行轨道被放大了20倍。

在这14颗卫星中,最早被创造的是海卫一Triton,它在1846年海王星被创造后仅17天就被创造了,由于它的体积较大,是海王星最大的卫星。
直到100年往后,海卫二Nereid才在1949年被创造。
又过了32年,海卫七Larissa于1981年被不雅观测到,由于它绕海王星运转速率比较快,当时的天文拍照曝光韶光比较长,当时的科学家一度以为它是一个环而不是一颗卫星。

美国的“旅行者2号”探测器天文研究中起了巨大的浸染,当它在1989年飞掠海王星时,创造有6颗内卫星绕其运行,个中包括已经被不雅观测到但被误解的海卫七Larissa。
其余新创造的五颗内卫星分别是:海卫三Naiad、海卫四 Thalassa、海卫五 Despina、海卫六Galatea和海卫八Proteus。

2002-2003年,借助智利托洛洛山美洲际天文台天文台4米和加拿大-法国-夏威夷3.6米大型地面望远镜,两个小组的科学家又不雅观测到海王星的其余五个外卫星,分别是:海卫九Halimede、海卫十Psamathe、海卫十一Sao、海卫十二Laomedeia和海卫十三 Neso。

各卫星的详细信息如下表:

顺序

编号名称均匀直径/千米首次创造韶光创造者1海卫三Naiad661989Voyager Science Team2海卫四Thalassa821989Voyager Science Team3海卫五Despina1501989Voyager Science Team4海卫六Galatea1761989Voyager Science Team5海卫七Larissa1941981Reitsema et al.6海卫十四Hippocamp34.82013Showalter et al.7海卫八Proteus4201989Voyager Science Team8海卫一Triton2705.2±4.81846Lassell9海卫二Nereid340 ± 501949Kuiper10海卫九Halimede622002Holman et al.11海卫十一Sao442002Holman et al.12海卫十二Laomedeia422002Holman et al.13海卫十Psamathe402003Sheppard et al.14海卫十三Neso602002Holman et al.

注:按离海王星的间隔由近及远而排序,个中前7个为内卫星,后7个为外卫星。

表格数据来自维基百科https://en.wikipedia.org/wiki/Moons_of_Neptune

“海马”从哪里来?

此前的研究认为,海王星卫星系统的质量分布是太阳系中巨行星卫星系统中最不平衡的。
海卫一Triton霸占了险些所有质量,所有其他卫星一起仅占百分之三的百分之三。
海王星原始卫星系统形成后被海卫一Triton所捕获,个中大部分系统在捕获过程中都会被摧毁,因此海王星卫星系统一贯处于不平衡状态。

Triton在捕获原始卫星系统时,会在原始海王星内卫星的轨道上引起混乱扰动,导致它们碰撞并变为碎石。
这意味着海王星目前的内卫星可能不是与海王星形成的原始卫星,而是一些撞击后的碎石。

而本文所述的研究认为“海马”可能是由海卫七Proteus被一颗大型彗星撞击后喷射的碎片形成的。
这个结论进一步佐证之前的不雅观点:海王星内卫星的形成确实受到了无数次撞击的影响。

有趣的是,海卫一Triton最初也不是环绕海王星运行的,可能是被海王星捕获的流浪天体,最有可能是一颗来自柯伊伯带的天体。
柯伊伯带是太阳系位于海王星轨道外靠近太阳系边界的一个冰封物质密集的区域,同时也是一个小行星带,而且是多数短周期运行的彗星的来源所在,冥王星便是柯伊伯带天体。

柯伊伯带示意图,位于海王星轨道外侧

也便是说,海卫一Triton在捕获原始卫星系统的同时,自己也在被海王星所捕获。
Triton的轨道离海王星已经非常近了,加上特有的逆行轨道,它受到海王星的引力浸染非常大,估计在14到36亿年内就会达到洛希极限(一个天体自身的重力与第二个天体造成的潮汐力相等时的间隔,当两个天体的间隔小于洛希极限,天体就会方向碎散,继而成为第二个天体的环)。
之后它可能与海王星大气层相撞,或者分裂形成一个环带。

不过,也说不定Triton会在中途碰着什么意外浸染力,而逃离太阳系,避免分裂的恶运呢!