【博科园-科学科普】对太阳系众多卫星的研究揭示了过去几十年的大量信息。其中包括木星的卫星——其中69个已经被识别并命名为土星(有62个)和天王星(27)。在这三种情况下，轨道这些气态巨行星的卫星都有进步，低倾角轨道。然而，在Neptunian系统中，天文学家注意到情况完全不同。
特里顿表面可能的样子，图片：ESO
与其他气态巨行星相比，海王星的卫星要少得多，而且大多数系统的质量集中在一颗卫星上，据信这颗卫星已被捕获(即Triton)。根据以色列魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science in Israel)和位于科罗拉多州博尔德(Boulder)的西南研究所(SwRI)的一项新研究，海王星可能曾经拥有更大规模的卫星系统，而这一系统的到来可能会中断。
这项名为“Triton的进化与原始的Neptunian卫星系统”的研究最近在《天体物理学杂志》上发表。研究小组包括来自魏茨曼研究所的天体物理学家和地球物理学家罗尔卡·鲁夫，以及世界资源研究所副副总裁罗宾·m·坎普。他们一起研究了一个原始的Neptunian系统的模型，以及由于Triton的到来，它是如何改变的。
1989年8月28日旅行者2号所拍摄的海王星和它的大卫星Triton。图片：NASA
多年来，天文学家一直认为，特里顿曾经是一颗矮行星，从柯伊伯带被踢出，被海王星的引力俘获。这是基于其逆行,highly-inclined轨道(156.885°海王星的赤道),这与当前模型的气态巨行星及其卫星的形式。这些模型表明，作为巨大的行星，它们的卫星从周围的碎片圆盘中形成。
符合其他气态巨行星,其中最大的卫星会进积,常规的轨道,并不是特别倾向于相对于行星的赤道(通常小于1°)。在这方面，Triton被认为曾经是由两个跨neptunian对象(TNOs)组成的二进制文件的一部分。当它们经过海王星时，Triton会被它的引力捕获，并逐渐进入它的当前轨道。
正如Rufu博士和Canup博士在他们的研究中所指出的那样，这颗巨大的卫星的到来可能会给Neptunian系统造成很大的破坏，并影响到它的进化。这包括他们探索如何在Triton和海王星之前的卫星之间进行相互作用，比如散射或碰撞，从而改变了Triton的轨道和质量，以及整个系统。原始卫星的碰撞是否足以制造出一个碎片盘，以加速Triton的循环，或者是Triton是否会首先经历扰乱的影响。”我们寻求发现原始卫星系统的质量，它将产生Neptunian系统的当前架构。
为了测试Neptunian系统是如何进化的，他们考虑了不同类型的原始卫星系统。这其中包括与天王星目前的系统一致的一种，由与天王星最大的卫星——Ariel、Umbriel、Titania和Oberon——以及一个或多或少或更大的卫星组成的进步卫星组成。然后他们进行了模拟，以确定Triton的到达将如何改变这些系统。
这些模拟是基于破坏尺度定律，该定律考虑了Triton和其他天体之间的非碰撞和运行的影响是如何导致系统中物质的再分配。他们在200次模拟之后发现，一个与当前的Uranian系统(或更小的)质量比类似的系统最有可能产生目前的Neptunian系统。当他们状态：我们发现，一个质量比类似于Uranian系统或更小的卫星系统，有很大可能会重新产生目前的Neptunian系统，而一个更大的系统有很低的可能导致当前的配置。
2001年天王星和海王星的卫星成像成像。图片版权：Rolf Wahl Olsen.
最终这项研究不仅提供了一个可能的解释，解释了为什么海王星的卫星系统与其他气态巨行星不同;它还表明，海王星与柯伊伯带的距离是负责任的。曾几何时海王星可能有一个与木星、土星和天王星非常相似的卫星系统。但由于它的位置很好，它可以从柯伊伯带中挑出矮行星大小的物体，这就改变了。
展望未来，Rufu和Canup指出需要进行额外的研究，以阐明Triton作为Neptunian卫星的早期进化。从本质上讲，关于已经存在的卫星系统对Triton的影响，以及它的不规则进步卫星的稳定性，还有一些悬而未决的问题。
在今年3月的第48次月球和行星科学会议上，这些发现也由Dr、Rufu和Canup博士提出。
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参考：The Astronomical Journal, USRA
作者：Matt Williams
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
