詳細資料

基本數據

發(fā)現(xiàn)者 威廉·拉塞爾

發(fā)現(xiàn)日 1846年10月10日

軌道特性

長軸 354,800 km

偏心率 0.0000

軌道周期 -5.877日

(逆行)

傾角 130.267°（相對于黃道）

157.340°（相對于海王星赤道）

130.063°（相對于海王星軌道）

含有空氣：氮氣99% 其他氣體1%

發(fā)現(xiàn)過程

旅行者2號1989年08月24日攝于距離海衛(wèi)一53萬千米處海衛(wèi)一是環(huán)繞海王星運行的一顆衛(wèi)星。它是海王星的衛(wèi)星中最大的一顆。它是太陽系中最冷的天體之一，具有復雜的地質歷史和一個相對來說比較年輕的表面。1846年10月10日威廉·拉塞爾（William Lassell）發(fā)現(xiàn)了海衛(wèi)一（這是海王星被發(fā)現(xiàn)后第17天）。拉塞爾以為他還發(fā)現(xiàn)了海王星的一個環(huán)。雖然后來發(fā)現(xiàn)海王星的確有一個環(huán)，但是拉塞爾的發(fā)現(xiàn)還是值得懷疑，因為實際上海王星的環(huán)太暗了，不可能被拉塞爾用他的儀器發(fā)現(xiàn)。

命名過程

海衛(wèi)一在國際上的名字是Triton，它是以希臘海神崔頓命名的。這個名字是1880年卡爾米·弗拉馬利昂提出的發(fā)現(xiàn)者拉塞爾本人似乎想不出應該怎樣給這顆衛(wèi)星命名但是他給他后來的發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)七和天衛(wèi)一、天衛(wèi)二命名了。

繼弗拉馬利昂后還有一些人建議使用這個名字，但出于各種原因這個名字一直沒有成為正式的名字直到1939年的書里還標記有“不常用的名字”。當時一般將海衛(wèi)一稱為“海王星的衛(wèi)星”，

直到海衛(wèi)二被發(fā)現(xiàn)后特里同才于1949年被定為正式名稱。

物理特性

海衛(wèi)一的平均密度為2.05 g/cm3，在地質上估計含有25%固態(tài)冰，以及其他巖石物質。它擁有一層稀薄大氣，其主要成份是氮，以及含有少量甲烷，整體大氣壓約為0.01毫巴。它的表面溫度低于40K，但是至少為35.6K。這個最低溫度的原因在于在這個溫度下固體氮的相態(tài)發(fā)生變化，從六角形的晶體相態(tài)變?yōu)榱⒎襟w的晶體相態(tài)估計的最高溫度的來源在于通過測量氮在海衛(wèi)一大氣中的蒸汽壓，在這個蒸汽壓下固態(tài)與氣態(tài)平衡的溫度低于40K。這說明海衛(wèi)一的表面溫度甚至低于冥王星的表面溫度（44K）。雖然如此海衛(wèi)一地質活躍，其表面非常年輕很少有撞擊坑。旅行者2號觀測到了多個冰火山或正在噴發(fā)的液氮、灰塵或甲烷混合物噴泉，這些噴泉可以達到8000多米的高度。不像木衛(wèi)一表面的火山，海衛(wèi)一表面的火山活動可能不是潮汐作用造成的而是季節(jié)性的太陽照射所造成的。海衛(wèi)一表面還有非常錯綜復雜的山脊和峽谷地形，它們可能是通過不斷地融化和凍結所形成的。海衛(wèi)一的表面面積為2300萬平方公里,這相當于與地球表面面積的4.5%或者地球大陸面積的15.5%，

其他資料

運行軌道

在所有太陽系的大衛(wèi)星中海衛(wèi)一的軌道特別，它有一個逆行軌道（軌道公轉方向與行星的自轉方向相反）。雖然木星和土星的一些外部小衛(wèi)星以及天王星最外部的三顆衛(wèi)星也有逆行軌道，但是這些衛(wèi)星中最大的土衛(wèi)九的直徑只有海衛(wèi)一的8%，其質量只有海衛(wèi)一的0.03%。逆行的衛(wèi)星不可能與其行星同時在太陽星云中產生，它們是被行星捕獲的，海衛(wèi)一可能是被海王星捕獲的柯伊伯帶天體。這個理論可以解釋一系列海王星衛(wèi)星系統(tǒng)不尋常的地方比如為什么海王星最外部的海衛(wèi)二的偏心率特別高，以及為什么相比于其它類木行星來說海王星的衛(wèi)星特別少（在海衛(wèi)一被捕獲的過程中有許多小衛(wèi)星可能被甩出了海王星系統(tǒng)），以及為什么海衛(wèi)一內部明顯分層（其軌道本一開始的偏心率非常大，所造成的潮汐作用產生的熱量使得其內部很長時間里液態(tài)）海衛(wèi)一的大小和組成類似冥王星，冥王星的偏心率使它的軌道與海王星交叉提供了很強的線索說明海衛(wèi)一本來可能是一顆類似冥王星的天體

由于海衛(wèi)一的軌道本來就離海王星非常近了，加上它的逆行軌道，它繼續(xù)受潮汐作用的影響。估計在14到36億年內它會達到洛希極限。之后它可能與海王星大氣層相撞，或者分裂造成一個環(huán)。

同樣由于海衛(wèi)一離海王星非常近，加上它自己的體積比較大，其潮汐作用使得它的軌道幾乎完全是一個完美的圓其偏心率小于0.0000001，

季節(jié)變化

海衛(wèi)一的軌道與海王星的自轉軸之間的傾角達157°，與海王星的軌道之間的傾角達130°。因此它的極幾乎可以直對太陽。隨著海王星環(huán)繞太陽的公轉，每82年海衛(wèi)一的一個極正對太陽，這導致了海衛(wèi)一表面極端的季節(jié)變化其季節(jié)變化的大周期每700年重復一次，下一次海衛(wèi)一的盛夏將于2007年到達。

從海衛(wèi)一被發(fā)現(xiàn)以來它的南極對向太陽。旅行者2號飛躍海王星時發(fā)現(xiàn)它的南半球被一層凍結的氮和甲烷覆蓋這些甲烷可能正在慢慢蒸發(fā)，

這個蒸發(fā)和凍結的過程對海衛(wèi)一的大氣有影響。近年來通過掩星的觀測證明從1989年到1998年海衛(wèi)一的氣壓加倍大多數模型語言這個氣壓的增高是由于極部的易揮發(fā)氣體蒸發(fā)導致的，但也有些模型認為這些蒸發(fā)了的氣體會在赤道附近重新凍結起來，因此海衛(wèi)一氣壓增高的原因還沒有定論，

地質情況

海衛(wèi)一是一個地質活躍的衛(wèi)星，其表面年輕復雜海衛(wèi)一的大小、密度和化學組成與冥王星差不多，由于冥王星的軌道與海王星相交，因此海衛(wèi)一可能曾經是一顆類似冥王星的行星，被海王星捕獲。因此海衛(wèi)一與海王星可能不是在太陽系的同一地區(qū)形成的。它可能是在太陽系的外部形成的。

雖然如此海衛(wèi)一與太陽系的其它凍結衛(wèi)星也有區(qū)別。海衛(wèi)一的地形類似天衛(wèi)一、土衛(wèi)二、木衛(wèi)一、木衛(wèi)二和木衛(wèi)三，它還類似火星的極地。

通過分析海衛(wèi)一對旅行者2號軌道的影響可以確定海衛(wèi)一有一層冰的地殼，下面有一個很大的核（可能含有金屬）這個核的質量占整個衛(wèi)星質量的2/3，這樣一來海衛(wèi)一的核是繼木衛(wèi)一和木衛(wèi)二后太陽系里第三大的。海衛(wèi)一的平均密度為2.05g/cm3，它的25%是冰，

海衛(wèi)一的表面主要由凍結的氮組成，但它也含干冰（二氧化碳）、水冰、固態(tài)的一氧化碳和甲烷。估計其表面還含有大量氨。海衛(wèi)一的表面非常亮。60-95%的入射陽光被反射（相比而言月球只反射11%的入射陽光）。

表面形態(tài)

海衛(wèi)一的表面面積相當于地球大陸面積的15.5%或者地球表面面積的4.5%。海衛(wèi)一的表面密度可能不均勻，從2.07至2.3g/cm3不等它的表面有巖石露頭，也有深谷。部分地區(qū)被凍結的甲烷覆蓋，

海衛(wèi)一的南極地區(qū)被凍結的氮和甲烷覆蓋，偶爾有撞擊坑和噴泉。這個地區(qū)的反光率非常高，它吸收的太陽能非常小。由于旅行者飛過時海衛(wèi)一的北極地區(qū)已經在夜區(qū)里了，因此那里的情況不明，但估計那里也有一個極冠。

海衛(wèi)一表面的撞擊坑很少，說明其表面活動劇烈海衛(wèi)一的赤道地區(qū)由長的、平行的、從內部延伸出來的山脊組成這些山脊與山谷交錯。這個地形被稱為溝。這些溝的東部是高原，

南半球的平原周圍有黑色的斑點，這些斑點似乎是冰升華后的遺留物，但是其組成和來源不明。

海衛(wèi)一表面大多數的坑是冰滑動或者倒塌導致的，而不象其它衛(wèi)星上的撞擊坑。旅行者發(fā)現(xiàn)的最大的撞擊坑直徑500千米，它一再被滑動的和倒塌的冰覆蓋。

地形特點

“哈密瓜皮地形”是太陽系里最奇怪的一個地形之一。它的名稱來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華和凝結、倒塌、冰火山的一再掩蓋造成的。雖然這里只有少數撞擊坑，但一般認為這里是海衛(wèi)一表面上最老的地形。北半球有可能大部分被這樣的地形覆蓋。

至今為止這個地形只有在海衛(wèi)一上被發(fā)現(xiàn)。在這個地形上還有直徑30至50千米的洼地。這些洼地可能不是撞擊坑因為它們的形狀非常規(guī)則，弧度平滑。它們可能是由于粘的冰的爆發(fā)造成的，

海衛(wèi)一上的冰火山是以非洲神話里的精靈命名的。海衛(wèi)一是太陽系內少數有火山活動的天體。

觀察和探索

1820年威廉·拉塞爾開始自己磨制望遠鏡鏡面，1846年9月23日他使用自己磨制的望遠鏡發(fā)現(xiàn)了海王星。約翰·弗里德里?！ねず招獱柅@悉后給拉塞爾寫信，讓他注意一下海王星是否有衛(wèi)星。拉塞爾在他開始尋找衛(wèi)星后的第八天（他發(fā)現(xiàn)海王星后的第17天）于10月10日發(fā)現(xiàn)了海衛(wèi)一。他還稱發(fā)現(xiàn)了海王星的環(huán)。雖然后來證明海王星的確有環(huán)，但是它的環(huán)太暗了，不可能被拉塞爾的望遠鏡發(fā)現(xiàn)拉塞爾觀察到的可能是幻覺，

海衛(wèi)一被發(fā)現(xiàn)100多年后天文學家才開始發(fā)現(xiàn)其細節(jié)。他們發(fā)現(xiàn)海衛(wèi)一的公轉方向與海王星的自轉方向相反，而且其傾角非常大，

在旅行者飛越海王星前曾有人懷疑海王星有液氮的海洋和氮/甲烷組成的大氣，這個大氣層可能達地球大氣層密度的1/3但這些估計后來被證明是完全錯誤的。

第一個試圖測量海衛(wèi)一直徑的是杰拉德·柯伊伯，他1954年的測量數據為3800千米。此后不同測量獲得的數據從2500千米到6000千米不等。

但是一直到20世紀末旅行者飛越海王星時人類對海衛(wèi)一才更加細致地有所了解。在最早的旅行者照片上海衛(wèi)一呈粉紅-黃色。1989年8月25日旅行者抵達海王星時它的數據允許科學家正確地估算海衛(wèi)一的直徑。雖然海衛(wèi)一會影響旅行者的軌道但人們還是決定讓旅行者飛越海衛(wèi)一，

1990年代天文學家利用掩星繼續(xù)觀察海衛(wèi)一，他們發(fā)現(xiàn)海衛(wèi)一的大氣比旅行者飛越時加厚了

美國國家航空航天局曾計劃計在2016年到2018年之間發(fā)射一顆飛往海王星和海衛(wèi)一的探測器，它將于2035年到達海王星它可能攜帶兩個可以在海衛(wèi)一上著陸的探測器來研究海衛(wèi)一的大氣層和研究其噴泉的地質化學。

生命可能性

像土衛(wèi)六一樣海衛(wèi)一的大氣由氮和甲烷組成。氮氣也是地球大氣層的主要成分。在地球上甲烷主要是通過生物活動產生的。但象土衛(wèi)六一樣海衛(wèi)一非常冷，因此其表面的甲烷不太可能是生命的跡象。此外海衛(wèi)一的大氣非常稀薄因此不可能支持任何我們今天已知的生命，

從另一方面來看海衛(wèi)一的地質活動和可能的內部熱量有可能使得它內部有一個液態(tài)的水層。氨等抗凍劑的存在提高液態(tài)水的可能性。在這樣的一個地下海洋中有可能可以有原始的生命存在，

據國外媒體報道，科學家發(fā)現(xiàn)海王星最大的衛(wèi)星海衛(wèi)一察東（Triton）最有可能是一顆來自柯伊伯帶的天體表面冰冷的海衛(wèi)一由于海王星潮汐力的作用可使得其擁有較為溫暖的地下海洋，根據最新的研究表明，海衛(wèi)一上仍然可能存在地下海洋。這顆海王星最大的衛(wèi)星在1864年由英國天文學家威廉·拉塞爾（William Lassell）發(fā)現(xiàn)但是至今這顆大型衛(wèi)星依然是個迷，

在1989年，旅行者2號行星際探測器飛掠海衛(wèi)一時拍攝到這顆衛(wèi)星的真實畫面，發(fā)現(xiàn)其表面主要由水冰等物質構成當然也有氮氣、甲烷以及二氧化碳等，但海衛(wèi)一的密度特別大，使得科學家們懷疑其擁有一個較大的硅酸鹽巖質核心結構，并由此推測在海衛(wèi)一硅酸鹽核結構的外圍與寒冷的表層殼體之間存在一個液態(tài)海洋，海衛(wèi)一的軌道距離海王星較近，較強的潮汐作用加熱了部分表層下的物質，科學家通過調查認為如果這里是一片液態(tài)海洋的話那么還存在于海衛(wèi)一的表層之下，

海衛(wèi)一具有一個與太陽系中其他行星的衛(wèi)星不同的特性，即它的軌道是逆行的，根據行星形成理論，年輕恒星周圍環(huán)繞的塵埃和氣體結構以相同的方向旋轉，此后該恒星周圍演化出的行星系統(tǒng)的軌道應該與這個方向相同這樣的軌道被稱為順行軌道，反之則為逆行軌道，其產生于行星捕獲的流浪天體，這就意味著海衛(wèi)一最初并不是圍繞海王星運行的，

早期的太陽系中有著比較混亂的空間環(huán)境，很多天體發(fā)生相互碰撞并改變了對方的軌道，科學家推測海衛(wèi)一起源于柯伊伯帶，這是一個位于海王星軌道之外的中空圓盤狀宇宙空間，當巨大的天體進入海王星的引力范圍之內時被其引力所捕獲。在最初捕獲海衛(wèi)一時，其運行在一個高橢圓、偏心率的軌道上，較大的偏心率使得海衛(wèi)一受到較強的行星潮汐力作用，該機制中會造成能量的損失。

而這些損失的能量就轉化為熱量并作用于海衛(wèi)一，可以融化海衛(wèi)一內部一定深度的冰冷物質，形成位于表面冰封世界下的海洋。能量損失同時也會改變海衛(wèi)一的軌道，使其偏心率降低，接近一個較為完美的圓軌道。除了行星潮汐作用對海衛(wèi)一某個深度的冰物質進行加熱外，科學家還發(fā)現(xiàn)其內部存在另一個加熱源，即天體內部放射性同位素衰變過程所釋放出的能量，這個熱源甚至可維持數十億年之久?？茖W家通過計算發(fā)現(xiàn)放射性同位素衰變產生的能量是潮汐作用加熱機制的數倍，但該熱量還不足以維持海衛(wèi)一固態(tài)表面下的海洋保持45億年的液態(tài)環(huán)境

行星潮汐力的效應位置處于海衛(wèi)一冰層殼體的底部，由于早期海衛(wèi)一的軌道具有較大的偏心率，因此潮汐作用更強，由此得出的過去的某個時期，海衛(wèi)一內環(huán)境的受熱效應是較為強大的?？茖W家對海衛(wèi)一建立了一

個內環(huán)境模型，該衛(wèi)星由70%至80%的巖質構成，其余物質為水冰等，在最外層就是甲烷和氮冰物質，這個情況與冥王星較為類似。當海衛(wèi)一被海王星引力捕獲之后，科學家調查了該天體的軌道是如何轉變?yōu)閹缀鯃A形的軌道，通過對軌道演化的時間計算，發(fā)現(xiàn)如果海衛(wèi)一冰殼之下是液態(tài)海洋的話，那么至今這片海洋依然存在。

最新的研究計算了海衛(wèi)一表層冰殼厚度是如何影響潮汐耗散以及地下海洋的結晶化過程，結果顯示假如海衛(wèi)一的冰殼厚度較薄，那么潮汐力作用就很明顯加熱效應也會越強，反之冰殼較厚的話，海衛(wèi)一就會更加堅固，潮汐力產生的熱效應較弱但即便是液體海洋也將會是富含氮的海洋此外海衛(wèi)一的巖質核心的具體大小還是個未知數，這將決定內核放射性同位素衰變釋放的熱量

科學家認為海衛(wèi)一的地下海洋可以作為外星生命的棲息地，雖然仍然有許多爭論，比如木衛(wèi)二就是外星生命棲息地的候選者之一，即便海衛(wèi)一生命出現(xiàn)的概率遠小于木衛(wèi)二歐羅巴，但也不能將其排除。研究人員推測海衛(wèi)一地下海洋或存在硅基生命，它們并不是以碳元素作為基礎，還沒有足夠的研究揭示硅烷在特殊行星環(huán)境下的行為。

其他相關

海王星俘獲

海衛(wèi)一大小與冥王星相仿，圍繞海王星旋轉的方向和海王星自轉的方向相反，所處的位置恰好在海王星的內層衛(wèi)星和外層衛(wèi)星軌道之間。太陽系中的其他行星也有逆行衛(wèi)星，但大小都比不上海衛(wèi)一，軌道也沒這么獨特。因此，海衛(wèi)一的來源成為一個謎。

美國天文學家10日報告說，海衛(wèi)一很可能原先是圍繞太陽旋轉的一個雙星系統(tǒng)的一部分，遇到海王星后被其俘獲。這一觀點發(fā)表在新一期《自然》雜志上。加州大學圣克魯斯分校的艾格諾和馬里蘭大學的漢密爾頓認為，海衛(wèi)一原先所屬的雙星系統(tǒng)，類似于冥王星與其衛(wèi)星冥衛(wèi)一的關系，即雙方質量相差不太大，無所謂誰圍繞誰旋轉，實際上是雙星圍繞它們的公共質心旋轉，而這個公共質心又圍繞太陽旋轉。

但是，當這個雙星系統(tǒng)與海王星近距離相遇時，海王星的引力便破壞了雙星體系，其中的一個星體被海王星俘獲。由于雙星系統(tǒng)的殘余影響和海王星的引力共同作用，海衛(wèi)一的軌道旋轉方向就變成和海王星自轉方向相反。研究人員指出，近年來天文學家在太陽系中發(fā)現(xiàn)了多個雙星系統(tǒng)，特別是在太陽系外圍盛產小行星的柯伊伯帶有11%的小行星構成雙星系統(tǒng)，地球附近的小行星也有16%屬于雙星系統(tǒng)，小行星雙星系統(tǒng)遇到海王星這樣的大質量行星的概率相當大。

此前曾有天文學家猜測，海衛(wèi)一的奇特運行軌道可能是它和海王星的其他衛(wèi)星碰撞所致。但艾格諾等人指出這種碰撞既要大到足以改變海衛(wèi)一的軌道，又不能太大以致海衛(wèi)一被撞毀，其發(fā)生概率很小，

海王星

行星海王星

物理特性

平均直徑 2706.8±1.8 km

表面面積 23,018,000 km2

體積 10,384,000,000 km3

質量 2.147×1022 kg

平均密度 2.05 g/cm3

表面引力加速度 0.78 m/s2

逃逸速度 1.5 km/s

自轉周期 5日21小時2分鐘28秒

同步公轉

軸傾斜度 0

反照率 0.76

表面溫度

- 最高

- 平均

- 最低

34.5 K

大氣特性

氣壓 0.001 kPa

氮 99.9%

甲烷 0.1%