海王星这“一年”

张唯诚

1781年3月，威廉·赫歇耳发现了天王星。天王星被发现后，人们又发现它的运行与根据牛顿理论推导的情形并不一致，这暗示在天王星轨道附近可能还有一颗行星影响着它的运行。1846年，35岁的法国数学家勒维耶计算出了那颗假想行星所在的位置和质量，他把计算结果告诉了他的朋友——柏林天文台的天文学家约翰·格弗里恩·伽勒。伽勒接到计算结果后即把天文望远镜指向了勒维耶指定的方位，果然在那里发现了一颗行星，这就是海王星。

从海王星被发现到现在，岁月过去了165年，这恰恰是海王星绕太阳运行一周的时间。2011年7月12日，这颗用笔尖发现的蓝色行星又回到了165年前所在的位置，也就是说，海王星自被发现起刚好运行了它自己的“一年”。在海王星的这“一年”里，人类对海王星有了怎样的认识呢？

有一块大黑斑

海王星是气态行星，内部有一个石质内核，外面是一层高密度的大气，大气的主要成分是氢、氦和甲烷。1989年，“旅行者2号”飞越海王星时发现了海王星上的大气很不安定，它上面有一块大黑斑，其直径与地球相当。研究表明，这块斑点和木星上的大红斑性质相同，是一块高气压气旋，移动速度达每秒300米。1994年，哈勃太空望远镜发现海王星的大黑斑消失了；几个月后，北半球又出现了新的大黑斑。在如此短暂的时间里大黑斑失而复得，可见海王星的上层大气是动荡不安的。

可能有过大幅位移

美国亚利桑那大学的天文学家通过计算机模型演算后认为，海王星和天王星在太阳系中所处的位置曾经发生过互换。这些科学家说，通过计算当时太阳系星云的密度，他们得出海王星形成时与太阳的距离比现在近一半，而天王星则大致处在海王星的位置上，只是由于后来天王星和海王星的质量发生了变化才导致它们交换了运行轨道。科学家说，在太阳系刚刚形成的6.5亿万年里，海王星与太阳的距离远远小于天王星；但是后来，它们完全颠倒了过来。当然，那件事发生在大约40亿年前，那时太阳系刚刚形成不久，所以上述观点很难获得证明。

光环很奇特

1846年10月10日，即海王星被发现后的第17天，英国天文学家威廉·拉塞尔使用自己磨制的望远镜发现了海王星的一颗卫星——海卫一。拉塞尔还声称发现了海王星的环，但是人们到现在都不认为拉塞尔发现了海王星的环，认为那是他的错觉，因为拉塞尔的望远镜不可能发现海王星的环。

但海王星确实有光环，只是很暗淡，这些环在航天时代才被观测到，后来多以海王星及其卫星发现者的名字命名，如勒维耶环、伽勒环、拉塞尔环等。海王星最外层的环叫亚当斯环，它似乎是由密度很高的块状物构成的，那些块状物形成了三段明显的“弧”，人们分别为它们命名为“自由”“平等”和“博爱”。“弧”的存在令人费解，因为按理说它们应该逐渐变成分布均匀的环才对。1998年，天文学家们用哈勃太空望远镜观测那些“弧”时，发现它们与理论的预测有了一些位移，这种奇怪的运动和“弧”的成因都还是一个谜。

卫星很“纠结”

海王星最重要的卫星是海卫一和海卫二。海卫一是一颗逆行卫星，即它绕海王星的公转方向和海王星自转方向是相反的。而海卫二的轨道也很怪异，它离海王星最远的时候，其距离为900万千米，最近时又只有1.4万千米，这样的运行很有坐过山车的感觉。科学家解释说，海卫一很可能是一个双星系统中的一员，来自于海王星轨道之外的柯依伯带。当双星系统与海王星近距离相遇时，海王星的引力便破坏了它们的体系，其中的一个星体被海王星“俘获”了，这就是海卫一。由于双星系统的残余影响和海王星引力的共同作用，海卫一便成了逆行卫星。

科学家推测，当海卫一和它所在的双星系统贸然闯入到海王星系统中时，它们的引力又把海卫二弹出了正常轨道，于是海卫二的运行状态被改变了，才形成今天这种怪异的样子。所以，海卫一和海卫二看来是两颗很“纠结”的卫星。

海卫一正在经历“全球变暖”

科学家在1997年发现，海卫一的表面温度已从1989年“旅行者2号”造访时的零下236摄氏度上升到了零下234摄氏度，这表明海卫一正在经历着一场旷日持久的全球变暖。为什么它会变得暖和些了呢？一种观点认为，海卫一正在迎接一个极端的夏天的到来，由于海卫一的轨道和海王星的轨道之间存在着倾角，它在绕海王星公转的过程中会有一个明显的季节变化过程，温度升高正是它进入夏季的表现，不过这个季节的转换过程很长，大约有好几百年。还有一种观点认为，海卫一表面的冰的构成发生了变化，从而使它从太阳那里吸收了更多的热量，海卫一正在经历一次气温上升的过程。

以往人们只知道地球在遭遇全球变暖，而现在看来，全球变暖并不只是地球的命运。

计划重访海王星

科学家还认为，海卫一的内部可能有一个液态的水层，就如同一个地下的海洋，原始的生命有可能存在于这样一个地下的海洋里。2003年，有科学家提出了一个比较完备的探测海王星和海卫一的太空计划。他们设想建造一艘大型海王星探测飞船，其上载有三枚探测器，两枚用于探测海王星大气，另一枚着陆海卫一后用于研究海卫一的表面，其具体的着陆地点选在南北两极地区，因为在那里有可能找到大量的水冰。假若这艘飞船能够按计划成行，它将于启程十几年后抵达海王星并释放海卫一着陆器。当然，实施这样一次太空任务需要花很多钱，估计耗资达30～40亿美元。