海卫一

表面特征
物理特征 冰火山
冰帽、平原、山脊 哈密瓜地形
物理特征
有关海卫一表面的所有详细信息，都来源于旅行者2号在1989年飞掠时，从40000千米的距离获得的数据。 旅行者2号拍摄了海卫一40％的表面，显示有块状的暴露岩层，山脊，低谷，沟壑，凹陷，高原，冰原以及少量 撞击坑。海卫一相对平坦，可以观察到的地形变化不会超过一千米。 观察到的撞击坑几乎全部集中在海卫一的 前导半球。 对陨石坑密度和分布的分析表明，就地质学而言， 海卫一的表面非常年轻，不同区域年龄估计从 5000万年到600万年不等。 海卫一55％的表面被氮冰覆盖，水冰占15％至35％，二氧化碳冰占剩余的10％至20 ％。 表面显示有托林沉积物，这是一种可能有关生命起源的前导有机化合物。
公转
公转
海卫一在太阳系的所有大型卫星中都是特立独行的，因为它绕着海王星的逆行（即绕行星自转的方向旋转）。 木星和土星的大部分外层不规则卫星，包括天王星的一些外层卫星，也具有逆行轨道。然而，这些卫星都离它们 的行星相距甚远，并且相对很小，其中最大的土卫九（Phoebe）仅有海卫一直径的8％（质量的0.03％）。
由于海卫一的表面显示出长期熔融的历史，因此假设海卫一的内部模型像地球一样被区分为固态核、幔和壳。 水是太阳系中最丰富的挥发性物质，构成了海卫一的幔，包裹岩石和金属构成的核。 海卫一内部有足够多的产生 放射性衰变的岩石，使其一直维持液态的地下海洋，这与木卫二和许多其他太阳系外层冰质天体类似。......
靠近利维坦火山的区域，破火山口在其中心 海卫一上发现的最大的冰火山特征之一是利维坦火山 （Leviathan Patera）， 一种类似于破火山口的特征，它在海卫一赤道附近，直径大约100千米。该破火山口周 围是一个火山穹丘，沿其最长轴延伸约2000千米，利维坦火山是继火星的亚拔山（Albs Mons）之后太阳系中面 积第二大的火山。此地质特征还与火山口西北部看到的两个巨大的冰熔岩湖相连。其中较小的一个冰熔岩湖就在 右图左上方。由于相信海卫一上的冰熔岩主要是含少量氨的水冰，因此这些湖泊在融化时将成为稳定的表面液态 水体。这是除地球之外首次发现此类水体的地方， 已知冰质天体中仅有海卫一有冰熔岩湖，尽管在天卫一 （Ariel），木卫三（Ganymede），冥卫一（Charon）和土卫六（Titan）上也可以看到类似的冰熔岩现象。
起源
起源
逆行轨道上的卫星不可能与行星一起在太阳星云的同一区域形成，因此海卫一是从其他地方捕获的。海卫一 可能起源于柯伊伯带 柯伊伯带是一团冰质小天体组成的环状区域，从海王星的轨道内部延伸到距太阳约50天文 单位。该带被认为是从地球上观测到的大多数短周期彗星的起源地，也是一些类似行星的较大天体的家园，其中 包括冥王星。冥王星被认为是柯伊伯带中最大的天体，与海王星在共振轨道上锁定。 海卫一仅比冥王星略大且成 分几乎相同，科学家认为两者有共同的起源。
自转
自转
海卫一的自转被潮汐锁定，位于围绕海王星的同步轨道上，始终保持一个面朝向海王星。它的赤道几乎与其 轨道平面完全对准。 海卫一的自转轴与海王星的轨道平面成40度角，因此海王星一年中的某个时刻，每个极点 都非常接近正对太阳，就像天王星侧倾的极轴一样。当海王星绕太阳公转时， 海卫一的极地区域交替朝向太阳， 导致极地区域一个接着一个照射到阳光，从而产生季节变化。科学家在2010年观测到了这种变化。
大气
大气
旅行者2号拍摄的海卫一表面的云层 海卫一的氮气大气层非常脆弱，靠近表面还有微量一氧化碳和少量甲烷。 像冥王星的大气一样， 海卫一的大气被认为是表面氮冰蒸发的结果。 它的表面温度至少为35.6 K（−237.6°C）， 因为海卫一的氮冰处于温度更高的六角形晶态，六角形氮冰和立方体氮冰会在此温度下发生相变。 表面温度上 限40K可以通过海卫一大气中氮气的平衡蒸气压计算得出。 这比冥王星的平均平衡温度44 K（-229.2°C）还要 低。海卫一的表面大气压力仅为1.4-1.9 Pa（0.014-0.019毫巴）。 海卫一表面的湍流产生了一个对流层（“天 气区域”），可以上升到8千米的高度。间歇泉羽流在海卫一表面留下的条纹表明，对流层受到季风的驱动，能够 移动超过一微米大小的物体。 与其他大气层不同， 海卫一的大气层没有平流层，而是有一个高度在8到950千米 之间的热层，在热层上方有一个外逸层。 由于能从太阳辐射和海王星磁层吸收热量，海卫一高层大气的温度为 95±5 K，高于其表面温度。 薄雾笼罩着大部分的海卫一对流层，主要由阳光和甲烷作用产生的碳氢化合物和腈 类物质组成。海卫一的大气层中还存在冷凝氮气构成的云，距其表面1至3千米之间。
海卫一围绕海王星的公转轨道近乎正圆形，其离心率几乎为零。自海王星系统形成以来，仅潮汐产生的粘弹 性阻尼无法使海卫一的轨道圆形化，顺行的碎片盘产生的气体阻力可能起了重要作用。潮汐减速效应还导致海卫 一的轨道逐渐下落， 海卫一到海王星的轨道高度已经小于地月距离。预测36亿年后， 海卫一将进入海王星的洛 希极限。王星环。
海卫一捕获理论的提出可以解释海王星系统的几个特征，包括海卫二（Nereid）极度偏心的轨道，以及与其 他巨行星相比较少的卫星数。 海卫一最初的偏心轨道将与不规则卫星的轨道相交，并干扰较小的规则卫星的轨道， 并通过引力相互作用将它们驱散。
海卫一被捕获后偏心的轨道还将导致其内部发生潮汐加热，这可能会使海卫一保持流体状态长达十亿年， 海卫一内部分化的证据支持了这一推论。这种内部热量的来源在潮汐锁定和轨道圆化之后消失了。
海卫一的轨道有两种倾角，海王星的自转相对于海王星的轨道倾斜30°， 海卫一的轨道相对于海王星的自转 角度157°（超过90°的倾角表示逆行运动）。 海卫一的轨道相对于海王星的自转向前运动，周期约为678地球年 （4.1海王星年）， 这使得海卫一相对海王星轨道的倾角在127°和173°之间变化。最近测量的倾角是130°，海 卫一的轨道已接近与海王星轨道平面的最大偏离。 海卫一的轨道（红色）与其他卫星（绿色）及海王星自转方向 相反
海卫一
环绕海王星运行的一颗卫星
目录
01 发现与命名
03 自转
02 公转 04 起源
05 物理性质
07 表面特征
目录
06 大气 08 观察和探测
基本信息
海卫一（Triton，崔顿）是海王星（Neptune）最大的天然卫星，也是首个被发现的海王星卫星。1846年 10月10日，英国天文学家威廉·拉塞尔（William Lassell）发现海卫一。它是太阳系中仅有的具有逆行轨道的大 卫星，其轨道与行星的自转方向相反。 海卫一的直径为2706.8千米， 是太阳系中第七大卫星，是海王星卫星中 仅有的质量足以达到流体静力平衡的，并且按与主行星的质量比来算是第二大卫星，仅次于月球与地球的质量比。 由于其逆行轨道和类似于冥王星的物质构成，海卫一被认为是从柯伊伯带捕获的矮行星。
物理性质
物理性质
海卫一在海王星卫星中占据绝对主导地位 海卫一是太阳系中第七大卫星，也是第十六大天体，比矮行星冥 王星和阋神星略大。它占围绕海王星公转的所有质量的99.5％以上，包括海王星环和其他13个已知的卫星，甚至 比太阳系中所有小于它的已知卫星的质量总和都大。海卫一的直径是海王星的5.5％，相对于其行星而言，它是气 态巨行星中相对于行星而言体积最大的卫星，尽管土卫六在质量上相对于土星要更大一些。它的密度（2.061 g/cm3）、半径、表面温度、化学组成都与冥王星相似。
海卫一的表面覆盖有一层透明的氮冰。旅行者2号仅观察和研究了海卫一表面的40％，但海卫一表面有可能 完全覆盖在如此薄的氮冰下。像冥王星的一样， 海卫一的地壳由55％的氮冰和其他冰混合而成。水冰占15-35％， 冰冻二氧化碳（干冰）占10-20％。冰块包含微量0.1％的甲烷和0.05％的一氧化碳。 表面也可能存在氨冰，因 为岩石圈中有二水合氨的迹象。海卫一的平均密度意味着它可能由大约30–45％的水冰（包含相对少量的挥发性 冰物质）组成，其余为岩石物质。 海卫一的表面面积为2300万平方公里，这相当于与地球表面积的4.5%或者地 球大陆面积的15.5%。海卫一的反照率异常的高，反射了60–95％的阳光，自首次观测以来，反照率变化很小。 相比之下，月球仅反射11％。 甲烷冰在暴露于紫外线下会转化为托林，导致了海卫一表面的红色。
海卫一的表面大部分是冰冻的氮，外壳大部分由水冰组成， 拥有冰质地幔，以及主要由岩石和金属构成的 核心。核心占其总质量的三分之二。平均密度为2.061 g/cm3， 说明其中含有约15–35％的水冰。
在1989年飞掠海卫一期间，旅行者2号发现其地表温度为38 K（-235°C），还发现了活跃的间歇泉。航天 器中仅有旅行者2号访问过海卫一。 海卫一是太阳系中少数已知具有活跃地质活动的卫星之一（其他是木卫一、 木卫二、土卫二、土卫六）。地质活动导致海卫一的表面相对年轻，几乎没有明显的撞击坑。复杂的低温火山和 构造地形显示其复杂的地质历史。海卫一表面的部分有间歇泉喷出升华的氮气，从而形成了一个薄弱的氮气大气 层，其气压低于地球海平面上大气压的70000分之一。 旅行者2号仅拍摄到海卫一表面的40％左右，未来重返海 王星的探测任务仍会将海卫一作为重点。
科学家提出两种海卫一捕获机制。如果被行星引力吸引，经过的天体必须损失足够的能量，才能减速到低于 逃逸所需的速度。海卫一如何减慢速度的早期理论是与另一天体碰撞，或者是经过海王星期间碰巧遇到的一个天 体（这不太可能），或者是围绕海王星运转的卫星或原卫星（这很有可能）。 最近的一个假设表明，海卫一在 被捕获之前是一个双天体系统的一部分。当该双天体系统遇到海王星时，被引力相互作用解体，其中一个被......
海卫一地貌的解释性地图
冰火山
海卫一地质活跃，表面年轻，撞击坑相对较少。尽管海卫一的地壳由各种冰物质构成，但其地下过程与在地 球上产生火山和裂谷的过程相似，但与水和氨形成对比的是液态岩石。 海卫一的整个表面被复杂的山谷和山脊 切割，这可能是地质构造和冰火山作用的结果。 海卫一上的绝大多数表面特征都是内源性的，也就是内部地质过 程的结果，而不是外部过程（如撞击）的结果。而且大多数是火山喷发或自然喷发的结果，而不是地质构造的结 果。
发现与命名
发现与命名
威廉·拉塞尔，海卫一的发现者 1846年10月10日，在海王星发现仅17天后，英国天文学家威廉·拉塞尔 （William Lassell）发现了海卫一。 当约翰·赫歇尔（John Herschel）收到海王星发现的消息时，他写信给拉 塞尔，建议他寻找可能的卫星。拉塞尔在收信的8天后就发现海卫一。 拉塞尔在一段时间内还声称发现了海王星 环。 尽管后来证实海王星的确有环，但海王星环非常黑暗，以至于拉塞尔根本无法观测到。拉塞尔本职是一名 酿酒商，他用自己建造的约61厘米（24英寸）孔径的金属镜反射望远镜（也称为“两英尺”反射镜）发现了海卫 一。 该望远镜后来于1880年代捐赠给格林威治皇家天文台，但最终被拆除。 海卫一以希腊海神崔顿（Triton， 波塞冬的儿子）的名字命名。希腊海神波塞冬（Poseidon）与罗马海神尼普顿（Neptune，海王星名称来源）相 对应。这个名字最初是由卡米尔·弗拉马里昂（Camille Flammarion）在其1880年出版的《大众天文学》 （Astronomie Populaire）中提出的， 几十年后才正式被采用。 直到1949年发现海王星的第二颗卫星——海 卫二（Nereid）之前，该卫星通常被称为“海王星卫星”。拉塞尔从没有直接给自己发现的多颗卫星命名。后来 他发现土卫七时，选择了约翰·赫歇尔先前提出的名字Hyperion。 发现天卫一、天卫二时，也选用了威廉·莎士 比亚等作家作品中精灵（Ariel、Umbriel）的名字。
1997年，当海卫一边缘在背景恒星前穿过时，科学家在地球上进行了观测。这些观测表明，海卫一存在比 旅行者2号数据推断的更稠密的大气。 其他观测表明，从1989年到1998年，海卫一表面温度上升了5％。 这些 观察结果表明， 海卫一南半球正处于一个异常温暖的夏季，这种情况每隔几百年发生一次。有关这种变暖的理论， 包括海卫一表面霜冻模式的改变，还有冰的反照率的变化，会导致吸收更多的热量。 另一种理论认为，温度变 化是地质过程中暗红色物质沉积的结果。由于海卫一光谱反照率是太阳系中最高的，因此它对光谱反照率的......