[科普中国]-海王星卫星终于有了正式的名字：叫“海马”

2月20日，英国《自然》杂志公布了一项天文学最新发现：美国“地外文明搜寻计划”（SETI）团队发现了一颗此前从未曾观测到的海王星卫星，并将其命名为“海马”（Hippocamp，希腊神话中的一种马头鱼尾海怪），它也是海王星的14个卫星中个子最小的一个，其平均直径只有34千米。“海马”(Hippocamp)卫星示意图图片来自NASA“海马”并不是2019年首次被发现“海马”是在2013年由天文学家MarkShowalter首次发现。当时他正在分析哈勃望远镜拍摄的海王星照片，突然发现在距离海王星大约65,400英里的地方有一个之前从未观测到的白点，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。他仔细分析这些照片，发现同样的白点一遍又一遍地出现。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。这颗卫星就是“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年时间里，MarkShowalter继续对S / 2004 N1的运行、成因等进行较为系统的观察研究，包括这颗新卫星较为详细和准确的大小、轨道模式、形成方式等基本数据。当科学家终于把编号S / 2004 N1的基本情况研究清楚之后，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，根据被发现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，最早被发现的是海卫一Triton，它在1846年海王星被发现后仅17天就被发现了，因为它的体积较大，是海王星最大的卫星。直到100年以后，海卫二Nereid才在1949年被发现。又过了32年，海卫七Larissa于1981年被观测到，由于它绕海王星运转速度比较快，当时的天文拍照曝光时间比较长，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作用，当它在1989年飞掠海王星时，发现有6颗内卫星绕其运行，其中包括已经被观测到但被误解的海卫七Larissa。另外新发现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观测到海王星的另外五个外卫星，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：注：按离海王星的距离由近及远而排序，其中前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占据了几乎所有质量，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，其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直处于不平衡状态。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最初也不是围绕海王星运行的，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接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，冥王星就是柯伊伯带天体。柯伊伯带示意图，位于海王星轨道外侧也就是说，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作用非常大，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距离，当两个天体的距离小于洛希极限，天体就会倾向碎散，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会在中途遇到什么意外作用力，而逃离太阳系，避免分裂的厄运呢！