Observações dari teleskop luar angkasa James Webb mengungkapkan bahwa Nereid, bulan terbesar ketiga Netuno, mungkin merupakan satu-satunya satelit utuh yang tersisa dari gugus bulan kuno yang hancur di awal sejarah tata surya. Penemuan ini menantang hipotesis sebelumnya dan menawarkan wawasan baru tentang bagaimana sistem satelit raksasa gas terbentuk dan berevolusi lebih dari 4 miliar tahun lalu.
Matthew Belyakov, Instituto dari Tecnologia dari mahasiswa pascasarjana ilmu planet Califórnia, memimpin penelitian yang diterbitkan Rabu di jurnal Science Advances. Berdasarkan penelitian Segundo, Nereid akan menjadi satu-satunya yang selamat dari proses bencana yang melibatkan penangkapan Triton, bulan terbesar Netuno, yang datang dari wilayah jauh di tata surya. Penangkapan Essa akan memicu tabrakan berantai yang menghancurkan hampir seluruh sistem bulan asli Netuno.
Keunikan Netuno di antara raksasa gas
Netuno menonjol di antara planet-planet terluar tata surya karena memiliki kumpulan satelit yang tidak biasa dan kacau. Urano, Saturno, dan Júpiter menampilkan sistem bulan yang teratur, dengan beberapa satelit yang lebih besar mengorbit ke arah yang sama dengan rotasi planet tuan rumah. Sebaliknya, Netuno memiliki koleksi yang jauh lebih kecil dan tidak terorganisir.
Triton, bulan terbesar Netuno, menguasai sistem aneh ini. Dengan ukuran yang sebanding dengan Lua Bumi, Triton mengorbit berlawanan arah dengan rotasi planetnya, satu-satunya satelit besar di tata surya yang melakukannya. Fitur anomali Essa telah membuat penasaran para astronom selama beberapa dekade dan mengarah pada pengembangan hipotesis yang sudah mapan: Triton tidak berasal dari sisa-sisa pembentukan Netuno, tetapi ditangkap dari luar.
Cientistas percaya bahwa Triton berasal dari Cintura dari Kuiper, wilayah berbentuk lingkaran benda es di tepi tata surya, dan memasuki lingkungan Netuniano lebih dari 4 miliar tahun yang lalu setelah pendekatan jarak dekat. Gravitasi Netuno akan menangkap satelit tersebut, melemparkannya ke daratan dan menyebabkan dampak buruk terhadap sistem satelit primordial planet ini.
Dampak Triton dan kekacauan kosmik
Se Netuno memang memiliki sekumpulan bulan asli yang mirip dengan planet tetangganya, kedatangan Triton akan menjadi bencana besar. Dengan diameter yang lebih kecil dari Lua, Triton akan bertabrakan dengan satelit lain, sehingga menghancurkan banyak satelit dalam prosesnya. Karakteristik sistem Netuniano saat ini menguatkan skenario ini, dengan tujuh bulan bagian dalam tampaknya merupakan sisa-sisa tabrakan kuno ini.
Belyakov menjelaskan: “Nereid adalah satu-satunya yang selamat dari proses ini. Yang selamat lainnya adalah bulan-bulan terdalam dari Netuno, namun bulan-bulan tersebut tidak utuh karena kami memiliki gambar bulan-bulan tersebut dari Voyager 2, dan bulan-bulan tersebut tampak seperti tumpukan puing-puing yang terganggu. São adalah material yang bertahan dari sistem awal, namun bulan-bulan tersebut bukanlah bulan yang sepenuhnya utuh.”
Kesimpulan Essa berbeda dengan penelitian sebelumnya yang berasumsi Nereid merupakan objek yang ditangkap dari Cintura milik Kuiper, serta Triton dan beberapa bulan lainnya Netunianas. Data James Webb baru mengungkapkan bahwa komposisi Nereid tidak sesuai dengan apa yang diketahui para ilmuwan tentang objek Cintura dari Kuiper, sehingga mematahkan hipotesis sebelumnya.
Nereid: bulan yang sulit dipahami dan tidak dapat dijelaskan
Astrônomos mengetahui sedikit tentang Nereid karena lemah dan jauh dari Terra dan Sol. Satu-satunya gambar yang diperoleh para ilmuwan berasal dari foto buram yang diambil pada tahun 1989 oleh wahana Voyager 2 milik NASA saat terbang melintas singkat di Netuno. Nereid adalah bulan terluar yang diketahui dari Netuno dan memiliki salah satu orbit paling eksentrik (non-lingkaran) di seluruh tata surya, membutuhkan waktu 360 hari Bumi untuk menyelesaikan satu revolusi mengelilingi planet ini.
Nomeada Dinamakan setelah Nereids dalam mitologi Yunani, Nereid diyakini berdiameter sekitar 210 mil (338 kilometer). Dimensi Essa menjadikannya dua kali lebih besar dari Febe, bulan tak beraturan terbesar berikutnya, yang terletak di sekitar Saturno. Dentre merupakan objek satelit tidak beraturan yang orbitnya miring, mundur, atau jauh dari planet induknya, menunjukkan adanya tangkapan eksternal, Nereid adalah outlier yang menonjol.
Belyakov menunjukkan: “Satelit ini tidak terlalu jauh dari planet induknya dibandingkan dengan banyak satelit tidak beraturan lainnya.” Karakteristik Algumas dari Nereid telah lama membuat para astronom meragukan asal usulnya di Cintura dari Kuiper, namun data konkrit masih kurang hingga adanya intervensi James Webb.
Pengungkapan James Webb
Pengamatan sepuluh menit empat puluh detik yang dilakukan khusus untuk penelitian ini, memanfaatkan kemampuan inframerah James Webb, mengungkap komposisi permukaan Nereid dan memberikan bukti yang meyakinkan. Para peneliti menemukan objek yang sangat kaya air di permukaan, lebih terang daripada banyak objek di Cintura dan Kuiper, dengan keberadaan karbon dioksida yang dapat dideteksi.
“Tanda tangan secara keseluruhan lebih mirip dengan satelit biasa di sekitar Urano dibandingkan objek dari Cintura hingga Kuiper,” kata Belyakov. Hasilnya dibandingkan dengan data dari James Webb yang melibatkan 54 badan dari Cintura dan Kuiper, memperkuat kesimpulan tersebut.
Komputasi Simulações mendukung hipotesis tersebut
Belyakov dan rekan-rekannya menjalankan simulasi komputer untuk menguji apakah hipotesis Nereid sebagai bagian dari sistem bulan asli dapat bertahan dalam pengawasan ilmiah. Hasilnya menggembirakan: dalam kasus di mana Triton bertahan dibandingkan dihancurkan atau dikeluarkan ke dalam Netuno, sekitar 25% dari waktu satu atau lebih satelit dapat bertahan menghadapi Triton di orbit yang jauh.
Probabilitas Essa lebih baik dibandingkan dengan kemungkinan Nereid menjadi objek yang ditangkap. Dalam skenario yang diusulkan, selama 100 hingga 200 juta tahun pertama sejarah tata surya, Triton akan bertabrakan dengan sistem Netuniano, menghancurkan beberapa bulan aslinya. Namun Nereid akan terhindar dan dikirim ke orbit eksentrik. Peristiwa ini juga akan memperlambat orbit eksentrik Triton itu sendiri, menempatkannya pada lintasannya saat ini, lebih dekat dengan Netuno.
Masa Depan Perspectivas dan Kebutuhan Eksplorasi
Belyakov menekankan pentingnya penelitian berkelanjutan: “Saya yakin orang-orang sudah menginginkan hal ini menjadi kenyataan. Agora kita dapat memulai putaran umpan balik ilmiah yang sebenarnya. Há lebih banyak data yang harus dikumpulkan tentang komposisi Nereid yang dapat membantu kita lebih memahami pembentukan sistem Netuniano.”
Tambahan Observações dengan James Webb dapat memperkuat kesimpulan tersebut, namun keputusan akhir tentang seperti apa sebenarnya Nereid memerlukan misi ke planet ini. Saat ini tidak ada yang direncanakan. Voyager 2, diluncurkan pada tahun 1977, tetap menjadi satu-satunya pesawat ruang angkasa yang mempelajari sistem Netuniano secara mendetail.
Carolyn Porco, seorang astronom planet Amerika yang bekerja pada misi Voyager dan Cassini NASA, menggambarkan studi baru ini sebagai “pemeriksaan yang elegan dan sederhana tentang bagaimana sistem bulan Netuniano memperoleh tampilannya saat ini.” Segundo dia, “penulis menunjukkan bahwa masuk akal bahwa Nereid beruntung untuk tetap berada di orbit di sekitar Netuno, tetapi pada jarak yang jauh lebih besar daripada Triton. Isso akan menjelaskan mengapa komposisinya, yang diamati oleh James Webb, tidak cocok dengan komposisi benda-benda di Cintura dari Kuiper.”
Implicações untuk memahami sistem bulan
Leigh Fletcher, profesor di Escola dari Física dan Astronomia dari Universidade dari Leicester, di Inglaterra, menyoroti peran James Webb: “Kami telah lama mengetahui bahwa ada sesuatu yang istimewa tentang kumpulan bulan-bulan Netuno, yang telah sangat terganggu oleh kedatangan Triton dan satelit-satelit lain yang ditangkap oleh gravitasi Netuno selama bertahun-tahun.
Namun data James Webb menunjukkan sebaliknya. Teleskop Trabalho di masa depan dapat mengungkap fitur berskala lebih halus dan semakin memperkuat argumen Nereid sebagai satelit asli. Hipotesis ini menarik dan tentunya dapat diuji dengan pengamatan James Webb di masa depan dan, idealnya, dengan misi masa depan yang ambisius untuk sistem Netuniano.