「闖入者」海衛一打破海王星衛星隊列—新聞—科學網

2020-11-23 科學網

海王星海衛一繪圖。圖片來源：Mark Garlick/Science Photo Library

它的到來就像一顆落錘球。海王星有著太陽系中最奇特的衛星之一，原因都來自海衛一。這顆行星的最大衛星很可能闖入了海王星的衛星系統，而在它來臨之前那裡很平靜，它的到來讓一切變得不再同步。

行星科學家們長期以來一直懷疑，巨大的海衛一是海王星系統之外的一個「闖入者」。現在，他們已經計算出了在其入侵之前其他衛星的狀態。

太陽系中所有其他氣態巨行星——木星、土星和天王星——都有與此相當類似的衛星系統。在每一個系統中，行星的質量大約是所有衛星質量總和的1萬倍。在大多數情況下，這些行星都有若干個小衛星，它們的軌道都與行星自轉的方向一致。

但海王星不同。它有若干顆要麼離該行星很近，要麼離它很遠的微小衛星，它們大部分都繞著海王星自轉的方向運行，但其中一顆大衛星——海衛一卻繞著與其相反的方向運行。

科羅拉多州西南研究所的Robin Canup和以色列魏茨曼科學研究所的Raluca Rufu使用一系列計算機模擬計算了海衛一到來之前海王星系統的樣子。他們發現，海王星可能曾有一個類似於天王星的衛星系統。但這並未持續太久。「海衛一打亂了原來的隊列。」Canup說，「它摧毀了之前運行良好的衛星系統。」

從一個類似天王星系統的寧靜系統到達今天人們看到的海王星系統，一定要遵循三個條件：早期的衛星體積必須足夠小，從而不至於讓海衛一在撞上它們後被摧毀；它們必須在某種程度上減緩海衛一的速度，從而使其能夠在相對接近海王星的圓形軌道中被捕獲；海王星的外圍衛星必須保持完好無損。

「問題是，如何在一個延長的軌道上捕捉到海衛一，然後把它送入這個圓形軌道呢？」必須消耗一些能量減緩它的速度。」華盛頓卡內基科學研究所的Scott Sheppard說。

Canup和Canup發現，海衛一的引力讓較小衛星環繞在其周圍。它還與其中一些發生碰撞，然後減速並進入現在的圓形軌道。這一過程速度非常快，足以阻止海衛一在海王星系統外圍區域疾馳而過，從而使原本位於那裡的衛星相對未受影響。

「現在，我們對海王星最初的衛星有了一些了解，這可以給我們預測太陽系外的類似行星提供一些線索。」Matija Cuk在SETI研究所說。（晉楠）

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