海王星的“保镖队长”——海卫一

海卫一绕着自己的轨道运行。

海王星最大的卫星——海卫一的增强视图。(图片来源:NASA/JPL/USGS)

有时候，天文学就像法医调查：我们无法让过去重演，所以必须通过线索来弄清楚到底发生了什么。外太阳系中，就有一个引人注目的“犯罪现场”，其中隐藏着一个巨大的谜团，即海王星周围的环境是如何产生像海卫一这样的卫星的。

海王星有14颗已知的卫星。除了海卫一，其余卫星都非常小，且大致分为两类：规则型和不规则型。规则型卫星的轨道离行星很近，而不规则的通常离行星较远，有着各自独立的轨道。

至于海卫一，英国商人兼业余天文学家威廉·拉塞尔在1846年发现海王星仅仅17天后就发现了这颗卫星。但直到1989年8月25日，当旅行者2号探测器在其历史性的外太阳系“大旅行”的最后一站飞过时，我们才第一次近距离观察了海卫一。尽管旅行者2号只绘制了海卫一表面的40%，但却揭示了这颗卫星的奇怪之处。

首先，海卫一很大。它是太阳系中第七大卫星，且比海王星所有其他卫星加起来还要大200多倍，这就使得它非常引人注目。

其次，海卫一是不规则的卫星之一。它的轨道相对于海王星是向后的，且倾斜了67°，几乎垂直于它的母行星。尽管海卫一的轨道不规则，但它却是令人惊讶的圆形——事实上，它是太阳系中最完美的圆形轨道之一。

至于海卫一的表面，看起来非常像哈密瓜的纹路。在中纬度地区，有很大一部分区域被凹凸不平、褶皱的地形所覆盖，这些地形被恰如其分地称为哈密瓜地形。另一大块区域是广阔而毫无特色的平原，上面点缀着巨大的火山口，而南部则是一个巨大的氮冰帽，拥有几十座冰火山——喷出水流的火山。

海卫一的表面没有很多陨石坑，这表明它有自我修整的能力。这种能力在太阳系中并不常见，是海卫一仍存有部分热量的信号。

头号嫌犯

美国航空航天局的旅行者2号宇宙飞船捕捉到的画面：在海卫一南极地区冰冷的表面，可以看见间歇泉产生的深色条纹。(图片来源：NASA/JPL)

根据已有的线索可知，海卫一比常规的卫星要大得多，有一个完全不稳定的轨道，以一种非传统的方式形成，并有一个年轻、充满活力的表面。

这些奇怪现象的背后有什么故事？最好的答案也许是，海卫一不仅仅是一颗卫星，而是一次“星际绑架”的受害者。也许它真的是一个柯伊伯带天体，像冥王星或阋神星，而不是太阳系中的其他卫星。也许很久以前，海卫一流浪到海王星附近，被后者的引力俘获，被迫在现有轨道上度过数十亿年光阴。

再还原一些细节，要么是海卫一的运气不太好，恰好在错误的轨道上降落在海王星附近，要么是它与海王星的一颗原始卫星发生了致命的碰撞。在这个过程中，海卫一失去了能够维持在原有轨道上的能量。另一种可能性则是，海卫一最初是一个小型双星系统的一份子，就像许多其他柯伊伯带天体一样，与海王星的近距离接触使海卫一的孪生兄弟飞离了，独留海卫一被困在原地。

海卫一被捕获的方式反而能够解释其奇怪的公转轨道。如果它不是在海王星系统中有机形成的，它就没有理由与普通卫星共享轨道平面。此外，如果它被捕获得足够早，它就必须穿过围绕在尚未成型的海王星周围的碎片，这足以将它的轨道塑造成一个近乎完美的圆形。

海卫一之所以是一颗温暖的星球，是因为像柯伊伯带的其他天体一样，它有足够多的放射性元素来释放热量。这种热量将水、二氧化碳和氮冰转化为雪泥，使海卫一的表面保持年轻和活跃(就像冥王星有一个巨大的、泥泞的、氮冰冰川区)。实际上，海卫一可能非常温暖，以至于地壳下存在液态海洋。

自从我们上次与海卫一短暂相遇以来，已经过去了整整一代人。这些由旅行者2号拍摄的图像是我们唯一拥有的。不幸的是，在NASA的计划中，没有任何重返海王星系统的任务在提案阶段取得进展。考虑到该机构对木星和土星的卫星更有兴趣(公平地说，它们也有大量液态水的海洋，而且比海王星近得多)，在我们有生之年可能不会再有海王星的任务了。

海卫一的秘密就留给下一代探险者去探索吧！

BY:Paul Sutter

FY:忙碌的北門

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