Новые открытия, сделанные космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), указывают на то, что система спутников Нептуна претерпела полную трансформацию из-за катастрофического события, произошедшего миллиарды лет назад.
Ученые полагают, что небесное тело размером со Плутон спровоцировало серию столкновений, которые привели к разрушению первобытных лун планеты, породив кольца и спутники, видимые в настоящее время.
Этот вывод был сделан на основе анализа трех небольших внутренних лун Нептуна — Протей, Ларисса и Галатея, а также внутренних колец самой планеты. Результаты были опубликованы в научном журнале Science Advances.
Минералы дают подсказки о жестоком прошлом
Используя JWST, исследователи смогли идентифицировать глинистые минералы, богатые магнием, вещества, обычно встречающиеся во внутренних частях некоторых тел Солнечной системы. Эти соединения ранее были обнаружены на карликовой планете Церера, расположенной в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, а также в определенных метеоритах.
По словам ведущего автора исследования, Райли Дэвис, постдокторанта Калифорнийского университета в Сан-Диего (США), эти минералы образуются только после длительного периода взаимодействия между породами и жидкой водой. Исследователь объяснила Reuters, что поскольку луны холодны и слишком малы для естественного возникновения этой химии, глина должна была быть принесена из другого места: из глубокого недр гораздо более древнего и обширного мира.
Для Дэвис присутствие этого материала на маленьких внутренних лунах Нептуна указывает на разрушительное событие, которое обнажило внутренности древних спутников планеты. Впоследствии обломки этого разрушения вновь собрались, образовав существующие сегодня луны и кольца.
Тритон является главным подозреваемым
Исследователи называют Тритон, самую большую луну Нептуна, вероятным виновником этого сценария. Исследование предполагает, что Тритон не образовался на орбите Нептуна; он изначально сформировался в Поясе Койпера, области, расположенной за орбитой Нептуна, где находится также Плутон.
По оценкам, в течение первого миллиарда лет истории Солнечной системы — около 4,5 миллиарда лет назад — Нептун захватил Тритон посредством своего гравитационного притяжения в период, когда газовые гиганты все еще находились в процессе миграции к своим нынешним позициям.
После этого захвата гравитационное влияние Тритона дестабилизировало траектории первоначальных лун Нептуна, вызвав столкновения между ними. Современные внутренние луны впоследствии образовались из этих обломков.
Дэвис прокомментировала, что внутренности больших ледяных лун обычно остаются скрытыми под плотными слоями водяного льда и могут изучаться только с помощью моделей. Она добавила, что внутренние луны Нептуна могут быть единственной точкой в Солнечной системе, где можно напрямую наблюдать этот материал, поскольку катастрофа буквально изменила ориентацию этих древних миров.
Луна, отличная от всех остальных
Тритон также заслуживает внимания благодаря уникальной особенности: это единственная большая луна Солнечной системы, которая вращается вокруг своей планеты в направлении, противоположном ее собственному вращению. Эта особенность укрепляет теорию о том, что Тритон был захвачен гравитацией Нептуна, а не сформировался одновременно с планетой.
В то время как Юпитер, Сатурн и Уран имеют четко определенные системы крупных лун, вращающихся в том же направлении, что и их соответствующие планеты, Нептун демонстрирует иную конфигурацию. Дэвис пояснила, что Нептун — единственный гигант Солнечной системы, у которого нет упорядоченной системы крупных регулярных спутников, а вместо этого у него есть захваченный чужеродный объект, доминирующий в его системе лун.
В настоящее время Тритон концентрирует более 99% всей массы системы спутников Нептуна, включая как луны, так и кольца.
Рассматривается еще одна гипотеза
Исследователи также анализируют вторую возможность, хотя считают ее менее вероятной. В этом альтернативном сценарии другой объект размером с Плутон из Пояса Койпера мог приблизиться к Нептуну слишком близко и быть фрагментирован сильной гравитационной силой планеты, рассеяв обломки, которые дали начало нынешним структурам.
Кроме того, другое исследование, упомянутое авторами, предполагает, что Нереида, одна из самых дальних лун Нептуна, может быть единственным выжившим среди первоначальных лун планеты, сумевшим избежать хаоса, вызванного прибытием Тритона.
В заключение Дэвис подчеркнула, что история лун Нептуна иллюстрирует, как одно событие может полностью изменить планетарную систему, служа ярким примером того, как случайное происшествие может фундаментально изменить структуру планетной системы.
