海卫一
海卫一（崔顿，Trion）是环绕海王星运行的一颗卫星，也是海王星最大的卫星。在太阳系的所有已知不规则卫星中，海卫一是个头最大的、唯一拥有接近行星级的质量且轨道基本呈圆形的不规则卫星。
海卫一大约有三分之一的表面以卵形波纹为特征，这些卵形约30千米大小，彼此相隔50千米左右；其中心表面粗糙，四周则为光滑的环状物质。海卫一的表层可能是由某些类型的冰组成的，它们是水冰、氨冰和二氧化碳冰。要使海卫一表面形成波纹状地形，下层冰的比重必须比上层冰的比重小；其波纹状地形表明相应 的挤入构造上升了约20千米。
海卫一发现于1846年，直径为2706.8千米，轨道倾角大。海卫一属于不规则卫星，同时也是逆行卫星，其逆行轨道及组成物质都与冥王星十分类似。海卫一表面覆盖着氮冰，能够反射70%的阳光。天文学家一直推测，这颗卫星可能是一个被海王星引力捕获的柯伊伯带天体。
1989年，由美国航空航天局（NASA）发射的旅行者2号探测器（Voyager 2）探测器途经海王星卫星一时，在高达5英里的高空观测到了氮气和一些似尘埃物质的喷发。这些喷发造就了海卫一光滑的表面，因为气体凝结并降落到表面，形成一层似雪状厚层，仿佛其表面铺了一层厚厚的“白地毯”。科学家们认为，太阳辐射穿透了海卫一表面的冰，加热了下面的黑暗质层。这些被困在深部的热量加热地表下的氮气，使其向上蒸发并发生膨胀，最终通过表面的冰层喷发出来。
发现与命名
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（海王星，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，也选用了莎士比亚等作家作品中精灵（Ariel、Umbriel）的名字。
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散逸层不规则卫星，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％）。
海卫一的轨道有两种转轴倾角，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。最近测量的轨道倾角是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。这将导致与海王星大气层的碰撞，或者造成海卫一的破裂，形成类似于土星环的新海王星环。
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。
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。
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，以及与其他气态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。
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，其中一个被抛出系统，另一个（海卫一）被海王星绑定。伴星质量越大，此事件越有可能发生。类似的机制也能用来解释火星捕获其卫星的过程。这一假设得到了几条证据的支持，其中包括双天体系统在大型柯伊伯带天体中非常普遍。这个过程简短而平缓，使海卫一免于碰撞破坏。像这样的事件可能在海王星形成期间很普遍，后来向外发生行星迁移时也是如此。然而，2017年的模拟显示，海卫一被海王星捕获后，在其轨道偏心度下降之前，它可能至少与另外一个美俄卫星相撞事件，并导致其他卫星之间的碰撞。
物理性质
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（2.061g/cm）、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号探测器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。
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散逸层冰质天体类似。科学家认为这不足以在海卫一冰质地壳中驱动对流，强烈的倾斜潮汐产生了足够的额外热量来完成这一过程，同时也观测到的最近地表地质活动的迹象。海王星卫星一表面喷射出的黑色物质被怀疑含有有机化合物，如果海卫一中存在液态水，那么推测可能存在适合某种生命形式的环境。
大气
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35.6K（−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44K（-229.2°C）还要低。海卫一的表面大气压力仅为1.4-1.9Pa（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±5K，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。
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号探测器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栗色物质沉积的结果。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微小变化敏感。
表面特征
概述
有关海卫一表面的所有详细信息，都来源于旅行者2号探测器在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。
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。
海王星卫星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，已知冰质天河体育中心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。
旅行者2号探测器在1989年观察到了极少量的间歇泉状的氮气喷发，并且夹带着海卫一表面之下的尘埃，这些烟尘高达8千米。因此在太阳系中，海卫一与地球、木卫一、木卫二和土卫二，是观测到某种形式活跃喷发的为数不多的天体之一。最易于观测的间歇泉喷发分别是Hili和Mahilani（分别以祖鲁水精灵和汤加海精灵命名）。
观察到的所有间歇泉都位于南纬50°至57°之间，即海卫一表面被阳光直射的区域。这表明阳光加热虽然在海卫一这种距离太阳很远的地方非常微弱，但却起着至关重要的作用。据认为，海卫一的表面可能由覆盖在较暗基质上的半透明的氮冰层组成，从而产生了一种“固体温室效应”。太阳辐射穿过薄薄的冰盖，缓慢加热并蒸发地下的氮冰，直到积累了足够的气压使其穿透冰壳喷发。只要温度比周围表面温度37K仅仅高上4K，就会产生达到上述观测到的高度的喷发。尽管通常称为“冰火山”，但这种氮气羽状喷流活动与海王星卫星一上较大规模的低温火山喷发以及其他天河体育中心由内部热量驱动的火山过程不同。科学家认为，每个火星年的春季，火星上的二氧化碳间歇泉都会以与海卫一间歇泉相同的方式从南极洲冰帽中喷出。
海卫一每次间歇泉的喷发可持续长达一年，在此期间，会因升华而喷发约1亿立方米的氮冰。扬尘可能会被沉积在顺风下150千米处的可见条纹中，更分散沉积物甚至会飘得更远。旅行者2号探测器拍摄海卫一南半球的影像显示出许多类似的深色物质条纹。从1977年至1989年旅行者2号飞掠，海卫一表面从类似于冥王星的微红色变成了较浅的色调，这表明较轻的氮霜覆盖了较旧的微红色物质。海卫一赤道的挥发物喷发并在两极的沉积，可能会在10000年的过程中重新分配足够的质量，从而引起极移。右图为旅行者2号拍摄的海卫一南极洲冰帽表面的黑色条纹，被认为是氮气间歇泉喷发留下的尘埃沉积物。
海卫一的南极地区被火山口和间歇泉口撒下的高反射率的冰冻氮气和甲烷所构成的冰帽覆盖。对海卫一北极知之甚少是因为它在旅行者2飞掠期间处于暗面，但科学家认为海卫一北极也存在冰盖。海卫一东半球的高原，例如Cipango Planum，覆盖并抹去了较旧的地貌，因此几乎可以肯定是冰熔岩冲刷了原来地貌的结果。平原上分布着一些坑，例如利维坦火山（Leviathan Patera），这些坑可能是熔岩喷口。熔岩的成分未知，怀疑是氨和水的混合物。右图是海卫一两个较大的冰熔岩湖，在利维坦火山西部。它们加起来几乎与土卫六上的克拉肯海（Kraken Mare）的大小相当。这些特征异常地没有月牙洼，表明它们很年轻，近期曾处于融化状态。
在海王星卫星一上已经发现了四个大致呈圆形的“环壁平原”。它们是迄今为止发现的最平坦的区域，高度变化小于200米。科学家认为它们是由冰熔岩喷发形成的。在右图中，Tuonela Planitia（左）和Ruach Planitia（中）是海卫一表面的冰熔岩“环壁平原”中的两个。它们普遍缺乏撞击坑，这是相对较新的地质活动的证据。海卫一东部附近的平原上点缀着一些黑斑（maculae）。一些黑斑是具有弥散边界的简单斑块，而其他黑斑则包括一个黑暗的中央斑块，周围是具有清晰边界的白色光环。黑斑的直径通常约为100千米，光环的宽度在20至30千米之间。
海卫一表面上纵横着许多宽广的山脊和山谷构成的复杂图案，这很可能是冻融循环的结果。许多看来是源于自然地质构造，可能是由地层伸展或走滑断层引起的。长长的带有中央凹槽的双股冰脊，与木卫二上的条纹很相似（尽管木卫二上的规模较大），或许有相似的起源，这可能是沿断层的走滑运动引起的剪力热能，在海卫一轨道完全变圆之前，每日所经历的潮汐应力引起。这些具有平行山脊的断层从内部喷出，穿过复杂的地形，在赤道地区有山谷。山脊、沟壑、裂缝（Sulci，诸如Yasu Sulci，Ho Sulci和Lo Sulci之类），在海卫一的地质历史中处于中等年龄，在许多情况下是同时形成的，往往聚集成组。
海卫一的西半球由一系列奇怪的裂缝和洼地组成，类似于哈密瓜皮，被称为“哈密瓜地形”（Cantaloupe terrain）。尽管这里陨石坑很少，但被认为是海卫一最古老的地形。这种地形可能覆盖了海卫一西半球的大部分地区。哈密瓜地形仅在海卫一上存在，主要是肮脏的水冰构成，包含直径为30–40千米的凹陷。这种凹陷（cavi）不可能是陨石坑，因为它们大小相似且曲线平滑。形成它们的主要假设是底辟作用，即密度较小材料被密度较大材料的地层“聚成团块”（lumps）而发生上升作用。其他形成假设包括塌，或冰火山作用引起的洪水。右图为旅行者2号探测器从130000公里处拍摄的甜瓜地形，其间横贯类似木卫二的双脊冰山，Slidr Sulci（垂直）和Tano Sulci（水平）构成了显眼的“X”。
由于持续进行的地质活动不断擦除和改变，因此在海卫一表面形成的撞击坑相对较少。旅行者2号对海卫一环形山进行的一次数量调查发现，只有179个环形山无可争议地来自撞击源，天卫五（Miranda）观测到的却有835个，而天卫五的表面积只有海卫一的3％。在海卫一上观察到的最大环形山被认为是由撞击造成的，直径为27千米（17英里），称为Mazomba。尽管还观察到更大的环形山，但通常认为它们是火山作用造成的。
海卫一为数不多的撞击坑几乎都集中在与轨道运动方向相同的前导半球中，其中大部分集中在经度在30°至70°之间的赤道附近，这是由海王星卫星一席卷海王星周围物质造成的。海卫一被潮汐锁定，一侧永远面向行星运行。天文学家们预计，这种情况对前导半球的影响更频繁、更猛烈，对后随半球的影响应该较小。旅行者2号探测器仅拍摄了海卫一表面的40％，因此成因仍然不明。不过，观察到的撞击坑分布不对称性超出了基于撞击数量的解释，这还暗示了无撞击坑地区（≤600万岁）的地表年龄要比有撞击坑地区（≤5000万岁）年轻。
观察和探测
海卫一的轨道参数在19世纪就已经获得高精度测定，具有逆行轨道，相对海王星轨道平面有很大的轨道倾角。但直到1930年，才对海卫一进行了首次详细观测。在1989年旅行者2号飞掠之前，科学家对这颗卫星了解很少。在旅行者2号探测器飞掠之前，天文学家怀疑海卫一可能拥有液态氮海洋，以及密度高达地球的30％的氮/甲烷大气层。就像对火星大气密度的著名高估一样，后来证明是不正确的。与火星一样，海卫一的历史早期也被认为有更浓密的大气。
杰拉德·柯伊伯（GerardKuiper）在1954年首次尝试测量海卫一的直径。他一开始获得了3800千米的测量值，随后的测量尝试得出的数值范围为2500至6000千米，从稍小于月球直径（3474.2千米）到地球直径的一半。 1989年8月25日旅行者2号探测器抵达海王星时的获得数据，使得对海卫一直径（2706千米）的计算更加准确。在1990年代，科学家在地球上利用海卫一对附近恒星的掩星进行了各种观测，确定其存在大气层和奇怪的表面。1997年末的观测结果表明，与旅行者2号在1989年飞掠时相比，海卫一正在升温，并且大气变得更加稠密。
在过去的几十年中，美国航空航天局的科学家多次提出在2010年代对海王星系统执行探测任务的新概念。所有这些任务都将海卫一定为主要目标，这些计划中经常包括一个独立的海卫一着陆器，与惠更斯号着陆器对土卫六的探测相似。但针对海王星和海卫一的任何努力都仅停留在提议阶段，美国国家航空航天局用于外太阳系探测任务的资金主要集中在木星和土星系统上。其中一个海卫一着陆器称为“海卫一跳虫”（Triton Hopper），它将从海卫一的表面提取氮冰，并将氮气加工成小型火箭的推进剂，使着陆器能够在海卫一表面飞行或“跳跃”。2019年正式提出的一个飞掠探测的任务设想，作为美国航空航天局“发现计划”（Discovery Program）的一部分，被名为“三叉戟”（Trident）。
2012年的一项研究计算了海卫一表层冰壳厚度是如何影响潮汐耗散以及地下海洋的结晶化过程，结果显示假如海卫一的冰壳厚度较薄，那么潮汐力作用就很明显加热效应也会越强，反之冰壳较厚的话，海卫一就会更加坚固，潮汐力产生的热效应较弱但即便是液体海洋也将会是富含氮的海洋此外海卫一的岩质核心的具体大小还是个未知数，这将取决于内核放射性同位素衰变释放的热量。
虽然仍然有许多争论，但科学家认为海卫一的地下海洋可以作为外星生命的栖息地。木卫二就是外星生命栖息地的候选者之一，即便海卫一生命出现的概率远小于木卫二，但也不能将其排除。研究人员推测海卫一地下海洋或存在硅基生命，它们并不是以碳元素作为基础，但还没有足够的研究显示硅烷在特殊行星环境下的行为。
太阳系的天然卫星
太阳系的卫星
详细资料
基本数据
发现者威廉·拉塞尔
发现日1846年10月10日
轨道特性
长轴354,800km
偏心率0.0000
轨道周期-5.877日
(逆行)
130.063°（相对于海王星轨道）
含有空气：氮气99%其他气体1%
发现过程
旅行者2号探测器1989年08月24日摄于距离海卫一53万千米处海卫一是环绕海王星运行的一颗卫星。拉塞尔以为他还发现了海王星的一个环。虽然后来发现海王星的确有一个环，但是拉塞尔的发现还是值得怀疑，因为实际上海王星的环太暗了，不可能被威廉·拉塞尔用他的仪器发现。
命名过程
海卫一在国际上的名字是Triton，它是以希腊海神崔顿命名的。这个名字是1880年卡尔米·弗拉马利昂提出的发现者拉塞尔本人似乎想不出应该怎样给这颗卫星命名但是他给他后来的发现土卫七和天卫一、天卫二命名了
继弗拉马利昂后还有一些人建议使用这个名字，但出于各种原因这个名字一直没有成为正式的名字直到1939年的书里还标记有“不常用的名字”。当时一般将海卫一称为“海王星的卫星”，
直到海卫二被发现后特里同才于1949年被定为正式名称。
物理特性
海卫一的平均密度为2.05g/cm³，在地质上估计含有25%固态冰，以及其他岩石物质。它拥有一层稀薄大气，其主要成份是氮，以及含有少量甲烷，整体大气压约为0.01毫巴。它的表面温度低于40K，但是至少为35.6K。这个最低温度的原因在于在这个温度下固体氮的相态发生变化，从六角形的晶体相态变为立方体的晶体相态估计的最高温度的来源在于通过测量氮在海卫一大气中的蒸汽压，在这个蒸汽压下固态与气态平衡的温度低于40K。这说明海卫一的表面温度甚至低于冥王星的表面温度（44K）。虽然如此海卫一地质活跃，其表面非常年轻很少有撞击坑。旅行者2号探测器观测到了多个冰火山或正在喷发的液氮、灰尘或甲烷混合物喷泉，这些喷泉可以达到8000多米的高度。不象木卫一表面的火山，海卫一表面的火山活动可能不是潮汐作用造成的而是季节性的太阳照射所造成的。海卫一表面还有非常错综复杂的山脊和峡谷地形，它们可能是通过不断地融化和冻结所形成的。海卫一的表面面积为2300万平方公里，这相当于与地球表面面积的4.5%或者地球大陆面积的15.5%，
其他资料
运行轨道
在所有太阳系的大卫星中海卫一的轨道特别，它有一个逆行轨道（轨道公转方向与行星的自转方向相反）。虽然木星和土星的一些外部小卫星以及天王星最外部的三颗卫星也有逆行轨道，但是这些卫星中最大的土卫九的直径只有海卫一的8%，其质量只有海卫一的0.03%。逆行的卫星不可能与其行星同时在太阳星云中产生，它们是被行星捕获的，海卫一可能是被海王星捕获的柯伊伯带天河体育中心。这个理论可以解释一系列海王星卫星系统不寻常的地方比如为什么海王星最外部的海卫二的偏心率特别高，以及为什么相比于其它气态巨行星来说海王星的卫星特别少（在海卫一被捕获的过程中有许多小卫星可能被甩出了海王星系统），以及为什么海卫一内部明显分层（其轨道本一开始的偏心率非常大，所造成的潮汐作用产生的热量使得其内部很长时间里液态）海卫一的大小和组成类似冥王星，冥王星的偏心率使它的轨道与海王星交叉提供了很强的线索说明海卫一本来可能是一颗类似冥王星的天河体育中心
由于海卫一的轨道本来就离海王星非常近了，加上它的逆行轨道，它继续受潮汐作用的影响。估计在14到36亿年内它会达到洛希极限。之后它可能与海王星大气层相撞，或者分裂造成一个环。
同样由于海卫一离海王星非常近，加上它自己的体积比较大，其潮汐作用使得它的轨道几乎完全是一个完美的圆其偏心率小于0.0000001，
季节变化
海卫一的轨道与海王星的自转轴之间的转轴倾角达157°，与海王星的轨道之间的倾角达130°。因此它的极几乎可以直对太阳。随着海王星环绕太阳的公转，每82年海卫一的一个极正对太阳，这导致了海卫一表面极端的季节变化其季节变化的大周期每700年重复一次，下一次海卫一的盛夏将于2007年到达。
从海卫一被发现以来它的南极对向太阳。旅行者2号探测器飞跃海王星时发现它的南半球被一层冻结的氮和甲烷覆盖这些甲烷可能正在慢慢蒸发，
这个蒸发和冻结的过程对海王星卫星一的大气有影响。近年来通过掩星的观测证明从1989年到1998年海卫一的气压加倍大多数模型语言这个气压的增高是由于极部的易挥发气体蒸发导致的，但也有些模型认为这些蒸发了的气体会在赤道附近重新冻结起来，因此海卫一气压增高的原因还没有定论，
地质情况
海卫一是一个地质活跃的卫星，其表面年轻复杂海卫一的大小、密度和化学组成与冥王星差不多，由于冥王星的轨道与海王星相交，因此海卫一可能曾经是一颗类似冥王星的行星，被海王星捕获。因此海卫一与海王星可能不是在太阳系的同一地区形成的。它可能是在太阳系的外部形成的。
虽然如此海卫一与太阳系的其它冻结卫星也有区别。海卫一的地形类似天卫一、土卫二、木卫一、木卫二和木卫三，它还类似火星的极地。
通过分析海卫一对旅行者2号探测器轨道的影响可以确定海卫一有一层冰的地壳，下面有一个很大的核（可能含有金属）这个核的质量占整个卫星质量的2/3，这样一来海卫一的核是继木卫一和木卫二后太阳系里第三大的。海卫一的平均密度为2.05g/cm³，它的25%是冰，
海卫一的表面主要由冻结的氮组成，但它也含干冰（二氧化碳）、水冰、固态的一氧化碳和甲烷。估计其表面还含有大量氨。海卫一的表面非常亮。60-95%的单射阳光被反射（相比而言月球只反射11%的入射阳光）。
表面形态
海卫一的表面面积相当于地球大陆面积的15.5%或者地球表面面积的4.5%。海卫一的表面密度可能不均匀，从2.07至2.3g/cm³不等它的表面有岩石露头，也有深谷。部分地区被冻结的甲烷覆盖，
海卫一的南极地区被冻结的氮和甲烷覆盖，偶尔有撞击坑和喷泉。这个地区的反光率非常高，它吸收的太阳能非常小。由于旅行者飞过时海卫一的北极地区已经在夜区里了，因此那里的情况不明，但估计那里也有一个极冠。
海卫一表面的撞击坑很少，说明其表面活动剧烈海卫一的赤道地区由长的、平行的、从内部延伸出来的山脊组成这些山脊与山谷交错。这个地形被称为沟。这些沟的东部是高原，
南半球的平原周围有黑色的斑点，这些斑点似乎是冰升华后的遗留物，但是其组成和来源不明。
海卫一表面大多数的坑是冰滑动或者倒塌导致的，而不象其它卫星上的撞击坑。旅行者发现的最大的撞击坑直径500千米，它一再被滑动的和倒塌的冰覆盖。
地形特点
“哈密瓜皮地形”是太阳系里最奇怪的一个地形之一。它的名称来自于它看上去象哈密瓜的瓜皮。其成因不明但有可能它是由于固氮的一再升华和凝结、倒塌、冰火山的一再掩盖造成的。虽然这里只有少数撞击坑，但一般认为这里是海卫一表面上最老的地形。北半球有可能大部分被这样的地形覆盖。
至今为止这个地形只有在海卫一上被发现。在这个地形上还有直径30至50千米的洼地。这些洼地可能不是撞击坑因为它们的形状非常规则，弧度平滑。它们可能是由于粘的冰的爆发造成的，
海王星卫星一上的冰火山是以非洲神话里的精灵命名的。海卫一是太阳系内少数有火山活动的天河体育中心。
观察和探索
1820年威廉·拉塞尔开始自己磨制望远镜镜面，1846年9月23日他使用自己磨制的望远镜发现了海王星。约翰·弗里德里希·威廉·赫歇尔获悉后给拉塞尔写信，让他注意一下海王星是否有卫星。拉塞尔在他开始寻找卫星后的第八天（他发现海王星后的第17天）于10月10日发现了海卫一。他还称发现了海王星的环。虽然后来证明海王星的确有环，但是它的环太暗了，不可能被拉塞尔的望远镜发现拉塞尔观察到的可能是幻觉，
海卫一被发现100多年后天文学家才开始发现其细节。他们发现海王星卫星一的公转方向与海王星的自转方向相反，而且其转轴倾角非常大，
在旅行者飞越海王星前曾有人怀疑海王星有液氮的海洋和氮/甲烷组成的大气，这个大气层可能达地球大气层密度的1/3但这些估计后来被证明是完全错误的。
第一个试图测量海卫一直径的是杰拉德·柯伊伯，他1954年的测量数据为3800千米。此后不同测量获得的数据从2500千米到6000千米不等。
但是一直到20世纪末旅行者飞越海王星时人类对海卫一才更加细致地有所了解。在最早的旅行者照片上海市卫一呈粉红-黄色。1989年8月25日旅行者抵达海王星时它的数据允许科学家正确地估算海卫一的直径。虽然海卫一会影响旅行者的轨道但人们还是决定让旅行者飞越海卫一，
1990年代天文学家利用掩星继续观察海王星卫星一，他们发现海卫一的大气比旅行者飞越时加厚了
美国航空航天局曾计划计在2016年到2018年之间发射一颗飞往海王星和海卫一的探测器，它将于2035年到达海王星它可能携带两个可以在海卫一上着陆的探测器来研究海卫一的大气层和研究其喷泉的地质化学。
生命可能性
像土卫六一样海卫一的大气由氮和甲烷组成。氮气也是地球大气层的主要成分。在地球上甲烷主要是通过生物活动产生的。但象土卫六一样海卫一非常冷，因此其表面的甲烷不太可能是生命的迹象。此外海卫一的大气非常稀薄因此不可能支持任何我们今天已知的生命，
从另一方面来看海卫一的地质活动和可能的内部热量有可能使得它内部有一个液态的水层。氨等抗冻剂的存在提高液态水的可能性。在这样的一个地下海洋中有可能可以有原始的生命存在，
据国外媒体报道，科学家发现海王星最大的卫星海卫一察东（Triton）最有可能是一颗来自柯伊伯带的天河体育中心表面冰冷的海王星卫星一由于海王星潮汐力的作用可使得其拥有较为温暖的地下海洋，根据最新的研究表明，海卫一上仍然可能存在地下海洋。这颗海王星最大的卫星在1864年由英国天文学家威廉·拉塞尔（WilliamLassell）发现但是至今这颗大型卫星依然是个迷，
在1989年，旅行者2号探测器行星际探测器飞掠海卫一时拍摄到这颗卫星的真实画面，发现其表面主要由水冰等物质构成当然也有氮气、甲烷以及二氧化碳等，但海卫一的密度特别大，使得科学家们怀疑其拥有一个较大的硅酸盐岩质核心结构，并由此推测在海卫一硅酸盐核结构的外围与寒冷的表层壳体之间存在一个液态海洋，海卫一的轨道距离海王星较近，较强的潮汐作用加热了部分表层下的物质，科学家通过调查认为如果这里是一片液态海洋的话那么现在还存在于海卫一的表层之下，
海卫一具有一个与太阳系中其他行星的卫星不同的特性，即它的轨道是逆行的，根据行星形成理论，年轻恒星周围环绕的尘埃和气体结构以相同的方向旋转，此后该恒星周围演化出的行星系统的轨道应该与这个方向相同这样的轨道被称为顺行轨道，反之则为逆行轨道，其产生于行星捕获的流浪天河体育中心，这就意味着海卫一最初并不是围绕海王星运行的，
早期的太阳系中有着比较混乱的空间环境，很多天体发生相互碰撞并改变了对方的轨道，科学家推测海卫一起源于柯伊伯带，这是一个位于海王星轨道之外的中空圆盘状宇宙空间，当巨大的天体进入海王星的引力范围之内时被其引力所捕获。在最初捕获海卫一时，其运行在一个高椭圆、偏心率的轨道上，较大的偏心率使得海卫一受到较强的行星潮汐力作用，该机制中会造成能量的损失。
而这些损失的能量就转化为热量并作用于海卫一，可以融化海卫一内部一定深度的冰冷物质，形成位于表面冰封世界下的海洋。能量损失同时也会改变海卫一的轨道，使其偏心率降低，接近一个较为完美的圆轨道。除了行星潮汐作用对海卫一某个深度的冰物质进行加热外，科学家还发现其内部存在另一个加热源，即天河体育中心内部放射性同位素衰变过程所释放出的能量，这个热源甚至可维持数十亿年之久。科学家通过计算发现放射性同位素衰变产生的能量是潮汐作用加热机制的数倍，但该热量还不足以维持海卫一固态表面下的海洋保持45亿年的液态环境
行星潮汐力的效应位置处于海卫一冰层壳体的底部，由于早期海卫一的轨道具有较大的偏心率，因此潮汐作用比现在更强，由此得出的过去的某个时期，海卫一内环境的受热效应是较为强大的。科学家对海卫一建立了一个内环境模型，该卫星由70%至80%的岩质构成，其余物质为水冰等，在最散逸层就是甲烷和氮冰物质，这个情况与冥王星较为类似。当海卫一被海王星引力捕获之后，科学家调查了该天体的轨道是如何转变为几乎圆形的轨道，通过对轨道演化的时间计算，发现如果海卫一冰壳之下是液态海洋的话，那么至今这片海洋依然存在。
最新的研究计算了海卫一表层冰壳厚度是如何影响潮汐耗散以及地下海洋的结晶化过程，结果显示假如海卫一的冰壳厚度较薄，那么潮汐力作用就很明显加热效应也会越强，反之冰壳较厚的话，海卫一就会更加坚固，潮汐力产生的热效应较弱但即便是液体海洋也将会是富含氮的海洋此外海卫一的岩质核心的具体大小还是个未知数，这将决定内核放射性同位素衰变释放的热量
科学家认为海卫一的地下海洋可以作为外星生命的栖息地，虽然目前仍然有许多争论，比如木卫二就是外星生命栖息地的候选者之一，即便海卫一生命出现的概率远小于木卫二木卫二，但也不能将其排除。研究人员推测海卫一地下海洋或存在硅基生命，它们并不是以碳元素作为基础，目前还没有足够的研究揭示硅烷在特殊行星环境下的行为，
扩展知识
海王星俘获
海卫一大小与冥王星相仿，围绕海王星旋转的方向和海王星自转的方向相反，所处的位置恰好在海王星的内层卫星和散逸层卫星轨道之间。太阳系中的其他行星也有逆行卫星，但大小都比不上海卫一，轨道也没这么独特。因此，海卫一的来源成为一个谜。
美国天文学家10日报告说，海卫一很可能原先是围绕太阳旋转的一个双星系统的一部分，遇到海王星后被其俘获。这一观点发表在新一期《自然》杂志上。加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的艾格诺和马里兰大学的汉密尔顿认为，海卫一原先所属的双星系统，类似于冥王星与其卫星冥卫一的关系，即双方质量相差不太大，无所谓谁围绕谁旋转，实际上是双星围绕它们的公共质心旋转，而这个公共质心又围绕太阳旋转。
但是，当这个双星系统与海王星近距离相遇时，海王星的引力便破坏了双星体系，其中的一个星体被海王星俘获。由于双星系统的残余影响和海王星的引力共同作用，海卫一的轨道旋转方向就变成和海王星自转方向相反。研究人员指出，近年来天文学家在太阳系中发现了多个双星系统，特别是在太阳系外围盛产小行星的柯伊伯带有11%的小行星构成双星系统，地球附近的小行星也有16%属于双星系统，小行星双星系统遇到海王星这样的大质量行星的概率相当大。
此前曾有天文学家猜测，海卫一的奇特运行轨道可能是它和海王星的其他卫星碰撞所致。但艾格诺等人指出这种碰撞既要大到足以改变海卫一的轨道，又不能太大以致海卫一被撞毁，其发生概率很小，
海王星
行星海王星
物理特性
平均直径2706.8±1.8km
表面面积23,018,000km²
体积10,384,000,000km³
质量2.147×10²²kg
平均密度2.05g/cm³
表面引力加速度0.78m/s²
逃逸速度1.5km/s
自转周期5日21小时2分钟28秒
同步公转
轴倾斜度0
反照率0.76
表面温度
-最高
-平均
-最低
34.5K
大气特性
气压0.001kPa
氮99.9%
甲烷0.1%
参考资料
我们在国科大拍罕见天象!.微信公众平台 中国科学院大学.2024-03-15
太阳系10颗最大的卫星.微信公众平台 你好太空.2024-03-15
猎户座流星雨、海卫一掩星……深圳10月天象预报来了!.深圳新闻网.2024-03-15
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