🌌 宇宙变故或致海王星旧卫星倒置 🌌
探索海王星神秘卫星系统的古老秘密
这张由美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯韦布空间望远镜的近红外相机（NIRCam）捕捉到的海王星系统图像，展示了该行星环令人惊叹的景象——这些景象已有三十多年未如此清晰地被观测到——以及这颗行星的内卫星。鸣谢：美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）、加拿大航天局（CSA）、太空望远镜科学研究所（STScI）；图像处理：约瑟夫德帕斯夸莱（STScI）、娜奥米罗格尼（美国宇航局戈达德太空飞行中心）
海王星的小卫星可能是古老的残骸，保存着一场灾难性事件将更大的冰质天体击碎时暴露出来的物质。
🚀 历史探索时间线
1989年，旅行者2号在海王星周围发现了六颗此前未知的卫星。其中五颗是微小的卫星，它们在海王星主环的外侧运行。它们体积小且离地球距离远，这使得详细研究它们格外困难。
🔭 现代探索新突破
如今，美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）让科学家们有了更近距离的观测视角。一个由加州理工学院主导的团队对海王星的环以及它的三颗卫星——拉瑞萨（Larissa）、加拉蒂亚（Galatea）和普罗透斯（Proteus）进行了研究，发现它们的组成似乎与太阳系外已知的其他天体不同。
🔍 被摧毁的卫星系统线索
研究结果支持了海王星曾经拥有一个截然不同的卫星家族这一观点。这个原始的卫星系统可能在海王星最大的卫星特里顿被行星引力捕获后遭到了破坏，特里顿是在太阳系其他地方形成后才被海王星捕获的。
研究人员认为，那次毁灭性事件留下的物质后来可能聚集在一起，形成了如今绕海王星运行的内卫星。
'如果海王星曾经有一个卫星系统，看起来和我们如今在天王星看到的类似，我们预计它会在海卫一被捕获的过程中被完全摧毁'
—— 瑞利戴维斯（加州理工学院前研究生）
这篇论文发表在《科学进展》杂志上。这是令人兴奋的新证据，表明海王星曾发生过一场大灾难，彻底摧毁了它最初的卫星，而我们正在看到这一过程留下的痕迹。
詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）近红外相机（NIRSpec）拍摄的海王星卫星拉瑞萨及其星环图像，这些图像是在两个日期获取的，当时拉瑞萨位于海王星的两侧。亮点是拉瑞萨，明亮的星环清晰可见。海王星本身位于中心位置，图中用灰色叠加显示了海王星星环的计算位置。图片来源：戴维斯等人；美国国家航空航天局（NASA）欧洲航天局（ESA）加拿大航天局（CSA）詹姆斯韦布空间望远镜数据
🌟 关键事实
海王星与其他行星不同，它没有由大型、有序卫星组成的典型卫星系统
这种差异表明，该行星可能经历了一条非常特殊的演化路径
海卫二可能是海王星原始卫星群中唯一完好无损的幸存者
🔬 詹姆斯韦伯太空望远镜揭示卫星的化学组成
为搜寻海王星演化历史的更多证据，曾在迈克布朗教授实验室完成研究生学业的戴维斯，与团队其他成员将研究重点放在了海王星的内层卫星上。
直到最近，科学家们还没有获得这些天体的光谱数据。诸如詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）的近红外光谱仪等仪器，可将接收到的光按不同波长进行分离。这些光谱特征能够揭示遥远天体的化学成分，使研究人员得以识别特定的分子和矿物。
戴维斯与别利亚科夫合作，设计并共同领导了一项研究项目，该项目利用詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）的观测数据来确定这些卫星的组成成分，以及它们的化学特征可能揭示的形成过程。
💫 海王星附近意外发现黏土
光谱显示，拉瑞萨、伽拉忒亚和海王星环上存在富含镁的层状硅酸盐。这些矿物质只有在液态水存在的情况下才会形成。
这一结果还有另一个令人惊讶的原因：所研究的三颗卫星以及行星环的光谱均未显示出存在水冰的明确迹象。
这真的很令人惊讶，因为太阳系这一区域的所有物质都富含冰，她说，所以，我们相当确信，它们一定来自某个足够大的天体内部，这个天体产生的热量足以融化其内部的水冰。我们认为最有可能的来源是一个由冰卫星组成的原始系统，不过冰可能去了哪里仍是个谜。
同时担任特伦斯D巴尔领导力主席以及加州理工学院比较行星演化中心主任的布朗回忆说，光谱数据一出来，团队成员立刻都冒出了同一个问题：那是什么？
在瑞利努力的侦探工作之后，我们才理解了我们所看到的东西，他说。有时候在科学中，你是在寻找证据来评估一个特定的假设，而有时候，一些你从未想过的东西会突然出现在你面前。
🔄 普罗透斯讲述了一个不同的故事
海卫八是已观测的小型卫星中体积最大的一颗，但并未发现类似的层状硅酸盐。这一差异可能表明海卫八是由周围碎片盘中其他区域的物质重新聚集形成的；另一种可能是该卫星曾经历后期加热，导致其原本存在的黏土矿物被破坏。
研究人员还在这三颗卫星上均检测到了同一种未知的水合矿物。到目前为止，他们还无法将其光谱特征与参考数据库中的任何物质进行匹配。
我们看到了一些在太阳系中看起来与我们此前确认过的任何物质都不太一样的东西；它与我们光谱库中的任何物质都不匹配。戴维斯说，我们推测它也是来自卫星的某种含水岩石，但仍有许多谜团待解。
🌌 远古世界可能曾被撕裂
研究人员目前倾向于认为海王星原有的卫星已遭破坏，但他们也不能排除另一种可能性。
一颗与冥王星大小相近的大型、有差异的柯伊伯带天体可能过于靠近海王星。强大的潮汐力随后可能将它撕裂，分散的物质后来形成了海王星的内卫星和环。
不管怎样，我们在这些卫星上所看到的物质肯定来自某个更大天体的深处，戴维斯说。他指出，海王星的内卫星是太阳系中唯一一处我们能够直接观测到大型冰质天体内部深层构成的地方。这种物质通常会被永久掩埋——我们只能推断其成分。而在这里，一场灾难性事件实际上让这些古老的卫星内部物质翻了出来，我们得以一窥其内部隐藏的东西。
因此，这一发现提供了一个难得的机会。通常会隐藏在一个巨大冰质天体表面之下的物质，似乎因一次剧烈事件而暴露，并被保存在较小的天体中。
🔧 重构海王星的动荡历史
这些结果还引发了关于海王星卫星系统究竟如何被摧毁并重建的新问题。
戴维斯表示，未来的研究可以更详细地探索这一过程的动态，包括海卫一进入该系统后碎片的表现，以及有多少物质存留了足够长的时间以形成新的卫星。
如果你引入了特卫一，并且你摧毁了你的大型卫星，我们认为只有大约1％的物质留在了系统中，戴维斯说。但如果特卫一仍然存在，并在很长一段时间内搅动事物，那么这些物质的实际行为可能会有很大不同。因此，展望未来，了解这一过程如何实际进行将很有趣。从那里，问题就变成了：'我们能否了解初始卫星必须有多大，才能形成并提供这些物质？'
参考文献10.1126/sciadv.aeb1437
除了别利亚科夫、布朗和戴维斯外，博士后学者扎卡里亚米尔比（预计2026年获得博士学位）以及加州理工学院前研究生伊恩黄（2018年获得博士学位，现就职于马里兰州巴尔的摩市的太空望远镜科学研究所）也是共同作者。资金由美国国家航空航天局（NASA）通过一笔授予太空望远镜科学研究所的赠款提供，该研究所由大学天文研究协会运营。
📚 相关知识
海王星是太阳系八大行星之一，处于太阳系最外侧。它是一颗气态巨行星，直径小于天王星，但质量更大。海王星表面呈现蓝色，由氢气、氦气和甲烷组成。其有强烈风暴和复杂的气候系统，拥有众多卫星，围绕太阳公转周期约164.8年。
BY: Katie Neith， Caltech
FY: AI
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自： https://scitechdaily.com/a-cosmic-catastrophe-may-have-turned-neptunes-ancient-moons-inside-out/
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