海王星是太阳系最外侧的行星之一,被描述为寒冷的蓝色冰巨星。其与太阳的距离约为地球的近30倍,环境温度接近零下200摄氏度;海王星绕太阳公转一周约相当于165个地球年。尽管位置遥远,海王星仍以太阳系中最快的风速以及一颗特征突出的卫星而受到关注。
行星自转轴相对公转轨道面的倾斜角(轴倾角)在太阳系中普遍存在。地球约23度的轴倾角带来四季变化,天王星的轴倾角则大到几乎“侧躺”绕日运行。相比之下,海王星约28度的轴倾角长期以来令行星科学界困惑:这颗外层冰巨星为何会呈现这一特定倾角。

圣保罗州立大学研究人员罗德尼·戈麦斯(Rodney Gomes)在最新研究中提出,海王星的轴倾角可能与其卫星特里同(Triton)有关。相关成果已发表于arXiv预印本服务器。
特里同被认为是太阳系中最特殊的卫星之一。它是唯一一颗以逆行方式绕母行星运行的巨大卫星,即其公转方向与海王星自转方向相反。研究普遍认为,特里同可能曾是柯伊伯带的一颗矮行星,在太阳系早期某个阶段被海王星引力捕获。戈麦斯指出,这一捕获事件可能触发连锁效应,并持续影响海王星系统的演化。

该研究提出,海王星当前的轴倾角可能源于特里同在潮汐作用下的轨道演化与海王星自转轴之间的相互作用,并与太阳系中被称为“s8”的特定频率产生共振。研究描述称,随着特里同在数百万年尺度上逐步向内螺旋并接近现有轨道,行星与卫星之间的引力相互作用可能使海王星自转轴偏离其原始方向。
模拟结果显示,特里同最初可能处于倾斜且高度偏心的轨道,随后在潮汐相互作用下逐渐演化至当前轨道。研究称,在部分情形下,海王星轴倾角超过50度也可能出现;约四分之一的模拟产生了超过20度的倾斜幅度,研究认为这足以解释海王星目前约28度的轴倾角。

研究还提到,特里同目前的轨道距离海王星比地球的月球距离地球更近,并仍在潮汐作用下继续向内螺旋。按研究给出的时间尺度推算,约36亿年后特里同可能进入海王星的罗氏极限,届时可能与海王星发生碰撞,或解体并形成新的环系统。
研究认为,特里同作为被捕获的天体,其持续的轨道演化可能仍在海王星系统中留下影响;若相关机制成立,特里同不仅是“来到”海王星附近的卫星,也可能在更深层次上改变了海王星的自转状态。
