1989年，航天飞机2号发现了海王星周围六颗之前未知的卫星。它们中的五颗是小型卫星，轨道位于行星主环的边缘。由于它们的体积小、位置遥远，从地球上对它们的研究非常困难。现在，美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）让科学家们得以更近距离地观察。加州理工学院主导的团队利用韦伯对海王星的环以及其三颗内卫星拉丽莎、伽拉提亚和普罗透斯进行了研究。这些观察揭示了与外太阳系其他天体所识别的化学成分截然不同的组成。这些结果支持了海王星曾经拥有截然不同的卫星家族的观点。这个原始的卫星系统可能在海王星的最大卫星特里同（Triton）被捕获后毁灭，特里同是在太阳系其他地方形成的。研究人员认为，那场剧烈事件后的部分残骸后来聚集在一起，形成了今天绕海王星公转的小内卫星。加州理工学院的前研究生莱利·戴维斯（Ryleigh Davis，博士'26）表示：“如果海王星曾经拥有一个类似于我们今天在天王星所看到的卫星系统，我们预期它会在特里同被捕获的过程中被完全摧毁。这是激动人心的新证据，表明海王星发生了一场灾难，完全摧毁了它的原始卫星，而我们正得以看到这一过程中留下的指纹。” 海王星的异常卫星系统 海王星在行星中独树一帜，因为它没有一个“典型”的大型有序卫星系统。这种不寻常的排列表明，该行星的历史可能与其他巨型行星的历史有很大不同。同样的JWST研究项目中的一项近期研究，由加州理工学院博士后学者马修·贝利亚科夫（Matthew Belyakov，博士'26）领导，独立支持了海王星曾拥有早期卫星系统的观点。那项研究表明，尼瑞伊德（Nereid）可能是唯一幸存于那个原始系统的卫星。 为了寻找可以帮助重建海王星过去的额外证据，戴维斯与她的同事们专注于该行星的内卫星。直到最近，科学家们对这些卫星没有进行过光谱测量。诸如JWST的近红外光谱仪能将入射光分解为不同的波长。这些模式可以揭示遥远物体的化学成分，并使研究人员能够识别其表面的分子和矿物。戴维斯与贝利亚科夫一起设计并共同领导了一项JWST研究项目，旨在确定海王星的小卫星的成分，并且其组成可能揭示其形成的过程。 韦伯探测到意想不到的粘土矿物 观察结果带来了重大惊喜。“在木星以外的外太阳系中从未发现过片状硅酸盐物质，因此这并不在我们要寻找的清单上，”现任加州大学圣地亚哥分校博士后研究员的戴维斯说。“我们很震惊发现观察到的粘土，必须来自于比海王星的小内环卫星大得多的物体。”拉丽莎、伽拉提亚和海王星的环的光谱中含有镁丰富的片状硅酸盐迹象。这些粘土矿物需要液态水才能形成。然而，观察显示，在所检查的三颗卫星及环中没有水冰的证据。这种组合尤其令人困惑，因为冰状物质在太阳系这一地区普遍存在。“这真的让人感到惊讶，因为太阳系这一部分的所有东西都是非常冰冷的，”她说。“因此，我们相当确定它们必须来自于某个足够大的深处，产生足够的热量融化其水冰。我们认为最可能的地方是一个原始的冰冷卫星系统，尽管现在在想冰可能去向何处还是一个谜。” 布朗博士，现任加州理工学院比较行星演化中心的特伦斯·D·巴尔领导主席和主任，回忆起异常的光谱在研究团队中立即引发了同样的问题：“那是什么？” “需要莱利的细致侦探工作，我们才明白我们所看到的是什么，”他说。“有时在科学中你试图找到证据以评估特定的假设，其他时候，你没有想到的事情就直接打到你脸上。” 普罗透斯带来另一个谜团 研究中纳入的最小的卫星普罗透斯并没有显示出相同的片状硅酸盐特征。研究人员表示，这一差异可能意味着普罗透斯是从位于残骸盘另一个部分的材料中再次形成的。另一种可能性是，它后来被加热，摧毁了曾经存在的粘土矿物。