Observações fra romteleskopet James Webb avslører at Nereid, den tredje største månen til Netuno, kan være den eneste intakte satellitten som er igjen fra en gammel klynge av måner som ble ødelagt tidlig i solsystemets historie. Oppdagelsen utfordrer tidligere hypoteser og gir ny innsikt i hvordan gassgigantenes satellittsystemer dannet og utviklet seg for mer enn 4 milliarder år siden.
Matthew Belyakov, Instituto of Tecnologia of Califórnia planetary science graduate student, ledet studien publisert onsdag i tidsskriftet Science Advances. Segundo-forskning, Nereid ville være den eneste intakte overlevende fra en katastrofal prosess som involverte fangst av Triton, den største månen til Netuno, som kommer fra en fjern region av solsystemet. Essa-fangst ville ha utløst en kjedekollisjon som ødela praktisk talt hele Netunos originale månesystem.
Det unike med Netuno blant gassgiganter
Netuno skiller seg ut blant de ytre planetene i solsystemet for å ha et uvanlig og kaotisk sett med satellitter. Urano, Saturno og Júpiter har ordnede systemer av måner, med flere større satellitter som kretser i samme retning som vertsplanetens rotasjon. Netuno har derimot en betydelig mindre og mye mer uorganisert samling.
Triton, den største månen til Netuno, hersker over dette særegne systemet. Med en størrelse som kan sammenlignes med jordens Lua, går Triton i bane i motsatt retning av planetens rotasjon, den eneste store satellitten i solsystemet som gjør det. Essas uregelmessige funksjon har fascinert astronomer i flere tiår og ført til utviklingen av en veletablert hypotese: Triton stammet ikke fra restene av dannelsen av Netuno, men ble fanget utenfra.
Cientistas mener at Triton stammet fra Cintura fra Kuiper, et ringformet område av isete kropper ved kanten av solsystemet, og kom inn i Netuniano-miljøet for mer enn 4 milliarder år siden etter en nær tilnærming. Netunos tyngdekraft ville ha fanget satellitten, slynget den inn i landet og forårsaket ødeleggende støt mot planetens primordiale satellittsystem.
Tritons innvirkning og kosmiske kaos
Se Netuno hadde faktisk et originalt sett med måner som ligner på sine planetariske naboer, Tritons ankomst ville ha vært katastrofal. Med en diameter som bare er mindre enn Lua, ville Triton kollidere med de andre satellittene, og ødelegge mange av dem i prosessen. De nåværende egenskapene til Netuniano-systemet bekrefter dette scenariet, med de syv indre månene som ser ut til å være rester av denne eldgamle kollisjonen.
Belyakov forklarte: “Nereid er den eneste intakte overlevende av denne prosessen. De andre overlevende er de innerste månene til Netuno, men de er ikke intakte fordi vi har bilder av dem fra Voyager 2, og de ser ut til å være forstyrrede steinhauger. MVXN4XV er ikke fullt overlevende i systemet, men de er ikke fullt ut fra systemet. måner.”
Essas konklusjon står i kontrast til tidligere forskning som antok at Nereid var et objekt fanget fra Cintura av Kuiper, samt Triton og noen andre måner Netunianas. De nye James Webb-dataene avslørte at sammensetningen av Nereid ikke samsvarer med det forskerne vet om Cintura-objekter fra Kuiper, noe som ugyldiggjør denne forrige hypotesen.
Nereid: den unnvikende månen som trosser forklaringen
Astrônomos vet lite om Nereid fordi den er svak og fjernt fra Terra og Sol. Det eneste bildet forskerne har kommer fra et uskarpt bilde tatt i 1989 av NASAs Voyager 2-sonde under den korte forbikjøringen av Netuno. Nereid er den ytterste kjente månen til Netuno og har en av de mest eksentriske (ikke-sirkulære) banene i hele solsystemet, og det tar 360 jorddager å fullføre én omdreining rundt planeten.
Nomeada Oppkalt etter nereidene i gresk mytologi, antas Nereid å være omtrent 210 miles (338 kilometer) i diameter. Essas dimensjon gjør den dobbelt så stor som Febe, den nest største uregelmessige månen, som ligger rundt Saturno. Dentre de uregelmessige satellittobjektene hvis baner er vippet, retrograd eller fjernt fra vertsplanetene, noe som tyder på ekstern fangst, Nereid er en bemerkelsesverdig avviker.
Belyakov påpekte: “Det er ikke så langt fra vertsplaneten sammenlignet med mange av de andre irregulære satellittene.” Algumass egenskaper ved Nereid har lenge fått astronomer til å tvile på opprinnelsen i Cintura fra Kuiper, men konkrete data manglet frem til intervensjonen av James Webb.
Avsløringen av James Webb
En observasjon på ti minutter og førti sekunder utført spesielt for studien, ved å bruke James Webbs infrarøde evner, avslørte overflatesammensetningen til Nereid og ga overbevisende bevis. Forskerne oppdaget en svært vannrik gjenstand på overflaten, lysere enn mange gjenstander i Cintura og Kuiper, med en påviselig tilstedeværelse av karbondioksid.
“Den generelle signaturen var mer lik vanlige satellitter rundt Urano enn objekter fra Cintura til Kuiper,” sa Belyakov. Resultatene ble sammenlignet med data fra James Webb som involverte 54 kropper fra Cintura og Kuiper, noe som forsterker konklusjonen.
Simulações beregningsbasert støtte hypotesen
Belyakov og hans kolleger kjørte datasimuleringer for å teste om hypotesen om Nereid som en del av et originalt månesystem ville tåle vitenskapelig gransking. Resultatene var oppmuntrende: i tilfeller der Triton overlever i stedet for å bli ødelagt eller kastet ut i Netuno, kan omtrent 25 % av tiden en eller flere satellitter overleve møtet med Triton i fjerne baner.
Essa-sannsynlighet sammenligner gunstig med sjansene for at Nereid er et fanget objekt. I det foreslåtte scenariet, i løpet av de første 100 til 200 millioner årene av solsystemets historie, ville Triton ha kollidert med Netuniano-systemet og ødelagt flere originale måner. Nereid ville imidlertid blitt spart og sendt til en eksentrisk bane. Hendelsen ville også ha bremset den eksentriske banen til selve Triton, og plassert den på sin nåværende bane, nærmere Netuno.
Perspectivas Futures og behov for leting
Belyakov understreket viktigheten av fortsatt forskning: “Jeg tror folk allerede ønsket at dette skulle være sant. Agora vi kan starte den virkelige vitenskapelige tilbakemeldingssløyfen. Há mer data som skal samles inn om sammensetningen av Nereid som kan hjelpe oss bedre å forstå dannelsen av Netuniano-systemet.”
Ytterligere Observações med James Webb kan styrke konklusjonene, men det siste ordet om hvordan Nereid faktisk ser ut ville kreve et oppdrag til planeten. Ingen er foreløpig planlagt. Voyager 2, lansert i 1977, er fortsatt det eneste romfartøyet som har studert Netuniano-systemet i detalj.
Carolyn Porco, en amerikansk planetarisk astronom som jobbet på NASAs Voyager- og Cassini-oppdrag, beskrev den nye studien som “en elegant og enkel undersøkelse av hvordan Netuniano-månesystemet fikk sitt nåværende utseende.” Segundo hun, “forfatterne demonstrerer at det er plausibelt at Nereid var heldig som forble i bane rundt Netuno, men på mye større avstand enn Triton. Isso ville forklare hvorfor sammensetningen, observert av James Webb, ikke samsvarer med MVX0-kroppene i MVX0. Kuiper.”
Implicações for å forstå månesystemer
Leigh Fletcher, professor ved Escola of Física og Astronomia of Universidade of Leicester, ved Inglaterra, fremhevet rollen til James Webb: “Vi har lenge visst at det er noe spesielt med MVM’XN8 som har blitt forstyrret av MVM’XN8 sev. ankomsten av Triton og andre satellitter fanget av Netunos gravitasjon gjennom årene.
James Webb-dataene indikerer imidlertid noe annet. Fremtidige Trabalho-teleskop kan avsløre funksjoner i finere skala og ytterligere styrke saken for Nereid som en original satellitt. Hypotesen er overbevisende og kan absolutt testes med fremtidige observasjoner av James Webb og, ideelt sett, med et ambisiøst fremtidig oppdrag til Netuniano-systemet.