海卫一:充满间歇泉的海王星卫星

旅行者2号探测器在1989年掠过海王星时,没有人能确定它最大的卫星海卫一会发生什么。从地球上看,它只是最强大望远镜里的微小光点。然而,近距离观察,它展示了一个由间歇泉分裂的水冰表面,这些间歇泉将氮气喷射到稀薄、寒冷的大气中。这不仅很奇怪,冰冷的表面还呈现出前所未有的地形。感谢旅行者2号及其探索任务,它向我们展示了一个遥远的世界是多么奇怪。今天好汉科普就为大家介绍这个遥远的世界。

海王星最大的卫星海卫一
海王星最大的卫星海卫一

海卫一:地质活跃的卫星

太阳系中大部分的卫星都是一些冰凉凉的星球,但是也有一些比较活跃的卫星。比如土星的卫星土卫二虽然只是一颗直径500公里的小卫星,但是其却具有一个巨大的地下海洋,而且还有冰火山的喷发;再比如另外一个更暴力的木星卫星木卫一,表面上散布了超过400多座活火山,而且这些火山喷发的可不是什么冰冻的水汽和物质,而是熔岩和硫磺,和地球上的火山非常类似。

而海卫一同样也是一颗比较活跃的卫星,它的直径超过2700公里,是太阳系第七大卫星,比冥王星的直径都更大。

旅行者2号探测器在海卫一上发现了很多冰火山,其中最大的是位于赤道附近的利维坦火山,直径大约有100公里,是海卫一的最明星的特征之一。

海卫一上的间歇泉
海卫一上的间歇泉

另外海卫一上还有分布广泛的间歇泉,这些间歇泉不断的喷发出各种气体物质,这些物质最高甚至能够喷发到8公里的高空。目前发现的海卫一间歇泉主要分布在南纬50°到57°之间,这里是海卫一收到阳光照射最强烈的部分。

虽然说海卫一距离太阳非常遥远,阳光也很微弱,但是就这么点阳光依然能够对海卫一造成各种影响,当阳光穿越海卫一表面的氮冰层,缓慢加热地表下的氮冰,最终导致压力增大冰喷发出来,形成明显的氮气羽状喷流

这些羽状喷流的形成原因和因为行星引力导致天体内部加热形成的火山不一样,主要动力来源于太阳光。其中一些间歇泉的喷发时间能够长达一年,可以一次性喷发出一亿立方米的氮气冰。这些巨量的物质在海卫一表面上顺风漂流,留下长度长达150公里的黑色物质的可见条纹。

从海卫一上看到的海王星
从海卫一上看到的海王星

一个冰冻的哈密瓜地形世界

海卫一上的冰主要是水冰,其中还夹杂着冰冻的氮和甲烷。至少,这就是这个卫星的南半部所显示的。这就是旅行者2号经过时所看到的一切。海卫一北部处于阴影中。尽管如此,行星科学家怀疑北极看起来与南部地区相似。冰冷的“熔岩”已经沉积在整个星球表面中,形成了坑、平原和山脊等地形。

另外地表也有一些以“哈密瓜地形”形式出现的最奇怪的地貌。之所以这样称呼,是因为裂缝和脊看起来像哈密瓜的表面纹路。它可能是海卫一上最古老的冰面单元,由尘土飞扬的水冰组成。该区域可能是在冰壳下的物质上升然后又下沉时形成的,这使得表面非常活跃。另外冰冻的“洪水”也可能导致这种奇怪的硬壳表面。如果没有后续图像,很难很好地了解哈密瓜地形的可能原因。

天文学家是如何找到海卫一的?

海卫一并不是太阳系探索史上的最新发现。它实际上是由天文学家威廉·拉塞尔在1846年发现的。在海王星被发现后,他正在研究海王星,寻找围绕这颗遥远行星的轨道上可能存在的卫星。因为海王星是以罗马海神(希腊海神波塞冬)命名的,所以用波塞冬所生的另一个希腊海神来命名它的卫星似乎是合适的。

海卫一上看到的海王星
海卫一上看到的海王星

没过多久,天文学家就发现海卫一至少在一个方面很奇怪:它的轨道。它逆行环绕海王星——也就是说,与海王星的自转相反。出于这个原因,当海王星形成时,海卫一很可能没有形成。事实上,它可能与海王星无关,而是在它经过时被这颗行星强大的引力捕获。没有人很确定海卫一最初是在哪里形成的,但它很可能是在柯伊伯带上形成的。它从海王星的轨道向外延伸。柯伊伯带也是寒冷的冥王星的家园,以及一系列矮行星。海卫一的命运不是永远绕着海王星运行。数十亿年后,它将在一个称为罗氏极限的区域内过于靠近海王星。那是卫星由于引力影响而开始破裂的距离。

旅行者2号的后续探索

除了旅行者2号外,目前还没有其他航天器“近距离”研究过海王星和海卫一。然而,在旅行者2号任务之后,行星科学家已经使用基于地球的望远镜通过观察遥远的恒星从它“后面”滑过来测量海卫一的大气层。然后可以研究它们的光,以寻找海卫一薄薄的空气层中气体的迹象。

行星科学家想进一步探索海王星和海卫一,但尚未选择这样做的任务。所以,这对遥远的世界暂时不会被探索,直到有人想出一个着陆器,它可以在海卫一的哈密瓜山之间安顿下来,并传回更多的信息。

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