海卫一

Triton

海卫一是海王星的卫星中最大的一颗,是太阳系中最冷的天体之一。它是以希腊海神崔顿命名的。

海卫一的天体特征

物理特性

海卫一的平均密度为2.05 g/cm³,在地质上估计含有25%固态冰,以及其他岩石物质。它拥有一层稀薄大气,其主要成份是氮,以及含有少量甲烷,整体大气压约为0.01毫巴。它的表面温度低于40K,但是至少为35.6K。这个最低温度的原因在于在这个温度下固体氮的相态发生变化,从六角形的晶体相态变为立方体的晶体相态估计的最高温度的来源在于通过测量氮在海卫一大气中的蒸汽压,在这个蒸汽压下固态与气态平衡的温度低于40K。这说明海卫一的表面温度甚至低于冥王星的表面温度(44K)。虽然如此海卫一地质活跃,其表面非常年轻很少有撞击坑。旅行者2号观测到了多个冰火山或正在喷发的液氮、灰尘或甲烷混合物喷泉,这些喷泉可以达到8000多米的高度。不像木卫一表面的火山,海卫一表面的火山活动可能不是潮汐作用造成的而是季节性的太阳照射所造成的。海卫一表面还有非常错综复杂的山脊和峡谷地形,它们可能是通过不断地融化和冻结所形成的。海卫一的表面面积为2300万平方公里,这相当于与地球表面面积的4.5%或者地球大陆面积的15.5%,

运行轨道

在所有太阳系的大卫星中海卫一的轨道特别,它有一个逆行轨道(轨道公转方向与行星的自转方向相反)。虽然木星和土星的一些外部小卫星以及天王星最外部的三颗卫星也有逆行轨道,但是这些卫星中最大的土卫九的直径只有海卫一的8%,其质量只有海卫一的0.03%。逆行的卫星不可能与其行星同时在太阳星云中产生,它们是被行星捕获的,海卫一可能是被海王星捕获的柯伊伯带天体。这个理论可以解释一系列海王星卫星系统不寻常的地方比如为什么海王星最外部的海卫二的偏心率特别高,以及为什么相比于其它类木行星来说海王星的卫星特别少(在海卫一被捕获的过程中有许多小卫星可能被甩出了海王星系统),以及为什么海卫一内部明显分层(其轨道本一开始的偏心率非常大,所造成的潮汐作用产生的热量使得其内部很长时间里液态)海卫一的大小和组成类似冥王星,冥王星的偏心率使它的轨道与海王星交叉提供了很强的线索说明海卫一本来可能是一颗类似冥王星的天体

由于海卫一的轨道本来就离海王星非常近了,加上它的逆行轨道,它继续受潮汐作用的影响。估计在14到36亿年内它会达到洛希极限。之后它可能与海王星大气层相撞,或者分裂造成一个环。

同样由于海卫一离海王星非常近,加上它自己的体积比较大,其潮汐作用使得它的轨道几乎完全是一个完美的圆其偏心率小于0.0000001,

季节变化

海卫一的轨道与海王星的自转轴之间的倾角达157°,与海王星的轨道之间的倾角达130°。因此它的极几乎可以直对太阳。随着海王星环绕太阳的公转,每82年海卫一的一个极正对太阳,这导致了海卫一表面极端的季节变化其季节变化的大周期每700年重复一次,下一次海卫一的盛夏将于2007年到达。

从海卫一被发现以来它的南极对向太阳。旅行者2号飞跃海王星时发现它的南半球被一层冻结的氮和甲烷覆盖这些甲烷可能正在慢慢蒸发,

这个蒸发和冻结的过程对海卫一的大气有影响。近年来通过掩星的观测证明从1989年到1998年海卫一的气压加倍大多数模型语言这个气压的增高是由于极部的易挥发气体蒸发导致的,但也有些模型认为这些蒸发了的气体会在赤道附近重新冻结起来,因此海卫一气压增高的原因还没有定论,

地质情况

海卫一是一个地质活跃的卫星,其表面年轻复杂海卫一的大小、密度和化学组成与冥王星差不多,由于冥王星的轨道与海王星相交,因此海卫一可能曾经是一颗类似冥王星的行星,被海王星捕获。因此海卫一与海王星可能不是在太阳系的同一地区形成的。它可能是在太阳系的外部形成的。

虽然如此海卫一与太阳系的其它冻结卫星也有区别。海卫一的地形类似天卫一、土卫二、木卫一、木卫二和木卫三,它还类似火星的极地。

通过分析海卫一对旅行者2号轨道的影响可以确定海卫一有一层冰的地壳,下面有一个很大的核(可能含有金属)这个核的质量占整个卫星质量的2/3,这样一来海卫一的核是继木卫一和木卫二后太阳系里第三大的。海卫一的平均密度为2.05g/cm³,它的25%是冰,

海卫一的表面主要由冻结的氮组成,但它也含干冰(二氧化碳)、水冰、固态的一氧化碳和甲烷。估计其表面还含有大量氨。海卫一的表面非常亮。60-95%的入射阳光被反射(相比而言月球只反射11%的入射阳光)。

表面形态

海卫一的表面面积相当于地球大陆面积的15.5%或者地球表面

海卫一表面千疮百孔

面积的4.5%。海卫一的表面密度可能不均匀,从2.07至2.3g/cm³不等它的表面有岩石露头,也有深谷。部分地区被冻结的甲烷覆盖,

海卫一的南极地区被冻结的氮和甲烷覆盖,偶尔有撞击坑和喷泉。这个地区的反光率非常高,它吸收的太阳能非常小。由于旅行者飞过时海卫一的北极地区已经在夜区里了,因此那里的情况不明,但估计那里也有一个极冠。

海卫一表面的撞击坑很少,说明其表面活动剧烈海卫一的赤道地区由长的、平行的、从内部延伸出来的山脊组成这些山脊与山谷交错。这个地形被称为沟。这些沟的东部是高原,

南半球的平原周围有黑色的斑点,这些斑点似乎是冰升华后的遗留物,但是其组成和来源不明。

海卫一表面大多数的坑是冰滑动或者倒塌导致的,而不象其它卫星上的撞击坑。旅行者发现的最大的撞击坑直径500千米,它一再被滑动的和倒塌的冰覆盖。

地形特点

“哈密瓜皮地形”是太阳系里最奇怪的一个地形之一。它的名称来自于它看上去象哈密瓜的瓜皮。其成因不明但有可能它是由于固氮的一再升华和凝结、倒塌、冰火山的一再掩盖造成的。虽然这里只有少数撞击坑,但一般认为这里是海卫一表面上最老的地形。北半球有可能大部分被这样的地形覆盖。

至今为止这个地形只有在海卫一上被发现。在这个地形上还有直径30至50千米的洼地。这些洼地可能不是撞击坑因为它们的形状非常规则,弧度平滑。它们可能是由于粘的冰的爆发造成的,

海卫一上的冰火山是以非洲神话里的精灵命名的。海卫一是太阳系内少数有火山活动的天体。

海卫一的发现过程

旅行者2号1989年08月24日摄于距离海卫一53万千米处海卫一是环绕海王星运行的一颗卫星。它是海王星的卫星中最大的一颗。它是太阳系中最冷的天体之一,具有复杂的地质历史和一个相对来说比较年轻的表面。1846年10月10日威廉·拉塞尔(William Lassell)发现了海卫一(这是海王星被发现后第17天)。拉塞尔以为他还发现了海王星的一个环。虽然后来发现海王星的确有一个环,但是拉塞尔的发现还是值得怀疑,因为实际上海王星的环太暗了,不可能被拉塞尔用他的仪器发现。

海卫一的命名过程

海卫一在国际上的名字是Triton,它是以希腊海神崔顿命名的。这个名字是1880年卡尔米·弗拉马利昂提出的发现者拉塞尔本人似乎想不出应该怎样给这颗卫星命名但是他给他后来的发现土卫七和天卫一、天卫二命名了

继弗拉马利昂后还有一些人建议使用这个名字,但出于各种原因这个名字一直没有成为正式的名字直到1939年的书里还标记有“不常用的名字”。当时一般将海卫一称为“海王星的卫星”,

直到海卫二被发现后特里同才于1949年被定为正式名称。

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