国庆泡沫

另一个世界:10太阳系中最奇怪的卫星

就大小而言，卫星不得不向行星屈膝。但在“性格”上，往往比他们相貌平平的“父母”要好。太阳系中被命名的卫星数量与行星数量之比超过20比1，表现出惊人的多样性。其中一些和任何星球一样复杂，比如土卫六。其他的可能是生命的庇护所，比如木卫二，一个覆盖着冰壳的水世界。即使是最小的卫星也充满了神秘，最明显的就是那些围绕土星运行的“飞碟”。

今年是伽利略发现木星四颗卫星400周年。从那时起，人类已知的卫星数量呈指数增长。

冰地狱:木卫一

覆盖着硫磺坑，沐浴着强烈的辐射，火山不断震动着地球，木卫一就像是太阳系里的炼狱。

虽然木卫一冷到可以形成二氧化硫霜，但最靠近木星大卫星的火山最为著名。地球表面不到1/12的区域喷出的熔岩是地球上所有火山总和的100倍以上。木卫一表面散落着冒泡的熔岩湖，其中最大的直径超过200公里。

在其他地方，岩浆可以突然从地下冒出，绵延50多公里。2007年，当美国国家航空航天局的新视野号探测器在前往冥王星的途中经过木星时，它探测到了这些岩浆海释放的热量。

木卫一上的一些火山爆发极其猛烈，产生的羽状气体和尘埃云可以延伸到500公里的太空中。这可能是由于熔岩流将木卫一表面固化的二氧化硫气化或者熔岩中的气体上升并将该物质抛出木卫一表面。

所有这些动荡的火山活动都是木卫一在木星和它的两个兄弟木卫二和木卫三之间的“漩涡”的结果。木卫二和木卫四的轨道周期分别正好是木卫一的两倍和四倍，所以这三颗卫星经常排成一行。随着时间的推移，这种周期性的引力汇聚会将木卫一逐渐推向椭圆轨道。

所以木卫一围绕木星公转时，木星的引力会时强时弱，拉伸扭曲木卫一上的岩石。这些压力和张力将通过一个叫做“潮汐加热”的过程加热木卫一。这种效应对木卫一的影响很大，木卫一可以融化岩石，制造火山。

这种极端的火山活动在宇宙中可能很常见。例如，最近发现的行星COROT-7b的轨道非常接近其主星，因此它也经历了强烈的引力效应。只要它的轨道稍微偏离正圆，那里的潮汐加热就足以让这颗行星有一座火山。因此，木卫一可能为我们提供太阳系外数百万地狱般行星的一瞥。

可能是因为木卫一的轨道在逐渐变圆，它自己似乎也在慢慢冷却。从现在起的几千万年或几亿年内，木卫一、木卫二和木卫三的轨道很可能会逐渐坍缩，这将使木卫一进入一个没有潮汐加热的近圆轨道。之后，木卫一的火山终于要沉睡了。

阴阳:伊帕托斯

你一眼就能发现土星的卫星伊帕托斯的奇异之处。它有一张“阴阳”脸——一半黑一半白。它的形状也挺奇怪的，扁担，扁边。一座山穿过半个赤道，使它看起来像一个核桃。

伊帕托斯“黑暗”表面的物质确实很黑，但它们只有薄薄的一层，厚度不超过1米。它们覆盖了伊帕托斯的主半球——它轨道运行时面向前方的一侧，表明这些黑色物质是伊帕托斯在围绕土星公转时从周围空间获得的。这些物质可能来自土星外小型黑暗卫星碰撞的碎片。

通过加热黑色区域，冰升华，阳光使伊帕托斯之间的差异更加明显。然后水汽会围绕整个卫星运动，温度低了之后和半球一起凝固成一层白霜。

伊帕托斯的形状也很难解释。刚形成的时候还处于熔融状态，有快速的旋转，自然就造就了现在的形状。如果伊帕托斯的外层在那个时候凝固了，那个时候的一些特征可能会被保留下来。但是这个理论并不能很好的解释赤道上的山脉，至今仍是一个谜。

伊帕托斯的构图也很特别。它的低密度意味着它大约80%是冰，只有20%是岩石，比外太阳系的其他大型卫星轻得多。任何试图解释整个太阳系中卫星形成的理论都必须考虑这颗独特的冰卫星。

活雪球:欧罗巴，土卫二和海卫一。

木卫二、土卫二和海卫一表面看似荒凉寒冷，其实是太阳系中最活跃的地方。它们甚至有适合生命的温暖栖息地。

木星的卫星欧罗巴覆盖着碎冰。然而，由于木星椭圆轨道的引力，其岩石核心正在经历潮汐加热(见“冰地狱:木卫一”)。这可能会产生足够的热量来维持木卫二冰冻表面下的液态海洋。

如果这片海洋可以延伸到它的核心，黑暗海底的热液喷口可以提供营养物质，可以支持微生物，甚至是虾大小的食肉动物。

土星的卫星恩克拉多斯更加活跃。其南极的一系列喷口将喷出水蒸气和冰晶。其中一些会落回土卫二表面，就像一件闪亮的冬衣，使其成为太阳系中最白的物体。其余的物质将会逃逸，并在土星周围形成一个雾状环。

这些喷口可能植根于它们下面的内部海洋。如果是这样的话，那么微生物也可能在喷发过程中被喷射出来，飞行探测器可以捕捉到它们。因此，土卫二上的生命将比木卫二冰层下的生命更容易被探测到。

然而，在土卫二上生存并不容易。土卫二的所有活动都可能来自潮汐加热。另一方面，土卫二的轨道具有几亿年以上的周期性变化，这也造成了其显著的气候周期性变化。如果土卫二的海洋在最冷时期完全冻结，无疑将是生命的灾难。

即使是寒冷的欧罗巴和土卫二，平均表面温度也在-170℃和-200℃左右，与海王星最大的卫星海卫一(Triton)的温度一直徘徊在-230℃以下相比，这是一个温暖的天堂。海卫一的表面包含各种各样的冰，包括水、氮和甲烷的混合物。

但即使是这样寒冷的地方，地质活动也异常活跃。当阳光蒸发氮气时，它就会爆发，而海卫一由氮气组成的稀薄大气也具有随季节变化的气候模式。

像欧罗巴和土卫二一样，海卫一是平坦的，很少有陨石坑。这表明它的表面非常年轻——可能不到10亿年，只是其40亿年历史的沧海一粟。海卫一的青春之源被认为是喷出液态水和氨的火山。凝固后，这些新鲜物质会覆盖在海卫一表面，抹去时间的痕迹。

海卫一可能曾经独立于海王星围绕太阳旋转，就像矮行星冥王星一样。实际上，海卫一与冥王星大小相同，成分相似，说明它们有着相似的起源。更有力的证据是，它绕着海王星反方向旋转，也就是与海王星的旋转方向相反。如果海卫一和海王星形成于同一团气体和尘埃中，这种情况就不会发生。相反，它表明海卫一可能被海王星捕获了。

捕捉如此大的天体并不容易。海卫一可能与海王星的现有卫星发生了碰撞，从而在被海王星引力束缚之前急剧减速。更有可能的是，它始于一个矮行星双星系统。其中一颗在与海王星的引力交会中被高速抛出，而海卫一则被留在海王星旁边。

除了是一颗卓越的卫星，海卫一还为我们提供了所有尚未涉足的矮行星的模糊图像。这些矮行星不仅包括冥王星，还包括厄里斯、伯德和怀孕，也许其中有几十颗仍然徘徊在黑暗太阳系的外围。

飞碟:恩克拉多斯18和恩克拉多斯15

大多数卫星要么是圆而光滑的大个子，要么是太空中锯齿状的小岩石。土星的卫星，恩克拉多斯18和恩克拉多斯15，似乎来自外星科幻电影。一个中央凸起的圆盘使它们与飞碟有着不可思议的相似之处。土卫十五两极之间的距离只有18km，但它的腰径却达到了40km。

它们奇怪的形状仍然是个谜。虽然这两颗卫星的快速旋转足以压碎它们，但这并不能解释它们的飞碟形状。

这两颗卫星的轨道可能会提供线索。它们都非常靠近土星环。也许是光环的冰落在他们身上，堆积在赤道上，形成了一个圆盘。这也与观测结果一致，即这些区域相对于极地区域非常温和，这意味着它们是由土星环的细颗粒组成的。

然而，这一理论还远未得到证实，新的观测可能最终解释这两个土星飞碟。但无论如何，应该排除外星科技。

回旋镖:海卫一

当绝大多数卫星缓慢地围绕它们的行星旋转时，恩克拉多斯正在疾驰。海王星，一颗普通的卫星，凹凸不平，大小适中，却有着太阳系卫星中偏心率最大的轨道——就像绕着海王星坐过山车，先爬到最远距离900多万公里，再俯冲到距离海王星不到654.38+0.4万公里的地方。

大多数轨道不规则的卫星通常是被其宿主行星引力捕获的彗星或小行星，土卫二可能也不例外。然而，它的成分并不像位于海王星之外的柯伊伯带天体那样松散。相反，它可能形成于曾经环绕海王星的物质盘中。以这种方式形成的卫星通常以圆形轨道围绕行星旋转，因此海卫一的轨道确实是一个谜。

答案可能来自海卫一的同父异母兄弟海卫一。逆行的海卫一(见《活着的雪球:欧罗巴、土卫二和海卫一》)可能清除了海王星系统中的大部分“原始”卫星，使海卫一有了如此特殊的轨道。

第二个地球:泰坦

它可能是所有卫星中最奇怪的一颗，因为它太熟悉了。新的发现揭示了土卫六有许多与地球相似的特征:湖泊、丘陵、洼地、河谷和泥泞的平原。在它厚厚的氮大气层中有雾、霾和雨云。正如一位天文学家在2005年惠更斯发回第一批图像时所说，它看起来就像英格兰。

但外表也可能具有欺骗性。土卫六绕土星运行，到太阳的距离是地球的10倍。在如此微弱的阳光照射下，它的表面温度只有-180℃。任何水都会形成冰，冰会形成连绵起伏的山脉。

惠更斯看到的雨、河流、湖泊其实都是液态碳氢化合物，在温暖的地球上会变成气体。最近的估计显示，这些湖泊中有80%是乙烷，此外还有丙烷、甲烷和乙炔。有人认为这些物质可以为土卫六上的生命提供食物来源。

最佳原创:月亮

直到400年前伽利略发现了木星的4颗卫星，地球的夜空中才出现了唯一一颗为人所知的卫星——即使是生活在今天灯火通明的城市中的人也对它很熟悉。此后，卫星发现的浪潮席卷了整个太阳系，但地球的这颗伴星依然鹤立鸡群。

原因之一是它是小池塘里的大鱼。在内太阳系，卫星很少。金星和水星没有卫星，火星的两颗卫星和我们的月球相比只能算小石子。事实上，月球似乎在外太阳系找到了家，在这个气态巨行星周围有许多大质量卫星。