Observações vom Weltraumteleskop James Webb zeigt, dass Nereid, der drittgrößte Mond von Netuno, möglicherweise der einzige intakte Satellit ist, der von einer alten Mondgruppe übrig geblieben ist, die zu Beginn der Geschichte des Sonnensystems zerstört wurde. Die Entdeckung stellt bisherige Hypothesen in Frage und bietet neue Einblicke in die Entstehung und Entwicklung der Satellitensysteme der Gasriesen vor mehr als 4 Milliarden Jahren.
Matthew Belyakov, Instituto oder Tecnologia oder Califórnia Doktorand der Planetenwissenschaften leiteten die am Mittwoch in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichte Studie. Segundo-Forschung zufolge wäre Nereid der einzige intakte Überlebende eines katastrophalen Prozesses, bei dem Triton, der größte Mond von Netuno, aus einer entfernten Region des Sonnensystems eingefangen wurde. Die Aufnahme von Essa hätte eine Kettenkollision ausgelöst, die praktisch das gesamte ursprüngliche Mondsystem von Netuno zerstört hätte.
Die Einzigartigkeit von Netuno unter den Gasriesen
Netuno zeichnet sich unter den äußeren Planeten des Sonnensystems durch eine ungewöhnliche und chaotische Satellitengruppe aus. Urano, Saturno und Júpiter verfügen über geordnete Mondsysteme mit mehreren größeren Satelliten, die in derselben Rotationsrichtung wie der Mutterplanet kreisen. Netuno hingegen verfügt über eine erheblich kleinere und viel unorganisiertere Sammlung.
Triton, der größte Mond von Netuno, herrscht über dieses eigenartige System. Triton hat eine Größe, die mit der des Lua der Erde vergleichbar ist, und kreist als einziger großer Satellit im Sonnensystem in entgegengesetzter Richtung zur Rotation seines Planeten. Das anomale Merkmal von Essa hat Astronomen seit Jahrzehnten fasziniert und zur Entwicklung einer wohlbegründeten Hypothese geführt: Triton entstand nicht aus den Überresten der Entstehung von Netuno, sondern wurde von außen eingefangen.
Cientistas geht davon aus, dass Triton aus Cintura und Kuiper, einer ringförmigen Region aus Eiskörpern am Rande des Sonnensystems, entstand und vor mehr als 4 Milliarden Jahren nach einer engen Annäherung in die Netuniano-Umgebung eintrat. Die Schwerkraft von Netuno hätte den Satelliten erfasst, ihn landeinwärts katapultiert und verheerende Auswirkungen auf das ursprüngliche Satellitensystem des Planeten gehabt.
Tritons Einschlag und kosmisches Chaos
Se Netuno besaß tatsächlich eine ursprüngliche Gruppe von Monden, die denen seiner planetaren Nachbarn ähnelten, die Ankunft von Triton wäre katastrophal gewesen. Mit einem Durchmesser, der nur knapp kleiner als der von Lua ist, würde Triton mit den anderen Satelliten kollidieren und dabei viele von ihnen zerstören. Die aktuellen Eigenschaften des Netuniano-Systems bestätigen dieses Szenario, wobei die sieben inneren Monde Überreste dieser antiken Kollision zu sein scheinen.
Belyakov erklärte: „Nereid ist der einzige intakte Überlebende dieses Prozesses. Die anderen Überlebenden sind die innersten Monde von Netuno, aber sie sind nicht intakt, weil wir Bilder von ihnen von Voyager 2 haben, und sie scheinen gestörte Trümmerhaufen zu sein. São ist überlebendes Material aus dem frühen System, aber es sind keine vollständig intakten Monde.“
Die Schlussfolgerung von Essa steht im Gegensatz zu früheren Untersuchungen, bei denen davon ausgegangen wurde, dass Nereid ein Objekt war, das von Cintura von Kuiper sowie von Triton und einigen anderen Monden Netunianas erfasst wurde. Die neuen James Webb-Daten zeigten, dass die Zusammensetzung von Nereid nicht mit dem übereinstimmt, was Wissenschaftler über Cintura-Objekte von Kuiper wissen, was diese frühere Hypothese entkräftet.
Nereid: der schwer fassbare Mond, der sich jeder Erklärung entzieht
Astrônomos weiß wenig über Nereid, da es schwach und weit von Terra und Sol entfernt ist. Das einzige Bild, über das Wissenschaftler verfügen, stammt von einem verschwommenen Foto, das 1989 von der NASA-Sonde Voyager 2 während ihres kurzen Vorbeiflugs an Netuno aufgenommen wurde. Nereid ist der äußerste bekannte Mond von Netuno und hat eine der exzentrischsten (nicht kreisförmigen) Umlaufbahnen im gesamten Sonnensystem. Für eine Umdrehung um den Planeten benötigt er 360 Erdentage.
Nomeada Benannt nach den Nereiden der griechischen Mythologie, soll Nereid einen Durchmesser von etwa 210 Meilen (338 Kilometer) haben. Aufgrund seiner Abmessungen ist Essa doppelt so groß wie Febe, der nächstgrößere unregelmäßige Mond, der sich um Saturno befindet. Dentre sind die unregelmäßigen Satellitenobjekte, deren Umlaufbahnen geneigt, retrograd oder weit von ihren Wirtsplaneten entfernt sind, was auf eine externe Erfassung hindeutet. Nereid ist ein bemerkenswerter Ausreißer.
Belyakov betonte: „Im Vergleich zu vielen anderen irregulären Satelliten ist er nicht so weit von seinem Heimatplaneten entfernt.“ Die Eigenschaften von Algumas und Nereid haben Astronomen lange Zeit an der Herkunft von Cintura durch Kuiper zweifeln lassen, doch bis zum Eingreifen von James Webb fehlten konkrete Daten.
Die Enthüllung von James Webb
Eine speziell für die Studie durchgeführte zehnminütige und 40-sekündige Beobachtung unter Nutzung der Infrarotfähigkeiten von James Webb enthüllte die Oberflächenzusammensetzung von Nereid und lieferte überzeugende Beweise. Die Forscher entdeckten ein sehr wasserreiches Objekt auf der Oberfläche, das heller als viele Objekte in Cintura und Kuiper ist und in dem Kohlendioxid nachweisbar ist.
„Die Gesamtsignatur ähnelte eher regulären Satelliten um Urano als Objekten von Cintura bis Kuiper“, sagte Belyakov. Die Ergebnisse wurden mit Daten von James Webb verglichen, an denen 54 Körper von Cintura und Kuiper beteiligt waren, was die Schlussfolgerung untermauerte.
Simulações rechnerische Unterstützung der Hypothese
Belyakov und seine Kollegen führten Computersimulationen durch, um zu testen, ob die Hypothese, dass Nereid Teil eines ursprünglichen Mondsystems sei, einer wissenschaftlichen Prüfung standhalten würde. Die Ergebnisse waren ermutigend: In Fällen, in denen Triton überlebt, anstatt zerstört oder in Netuno geschleudert zu werden, können ein oder mehrere Satelliten in etwa 25 % der Fälle die Begegnung mit Triton in entfernten Umlaufbahnen überleben.
Die Wahrscheinlichkeit von Essa ist im Vergleich zu der Wahrscheinlichkeit, dass Nereid ein erfasstes Objekt ist, günstig. Im vorgeschlagenen Szenario wäre Triton in den ersten 100 bis 200 Millionen Jahren der Geschichte des Sonnensystems mit dem Netuniano-System kollidiert und dabei mehrere ursprüngliche Monde zerstört. Nereid wäre jedoch verschont geblieben und auf eine exzentrische Umlaufbahn geschickt worden. Das Ereignis hätte auch die exzentrische Umlaufbahn von Triton selbst verlangsamt und es auf seine aktuelle Flugbahn näher an Netuno gebracht.
Perspectivas Zukunftsaussichten und Forschungsbedarf
Belyakov betonte die Bedeutung fortgesetzter Forschung: „Ich glaube, die Leute wollten bereits, dass dies wahr ist. Agora können wir die echte wissenschaftliche Rückkopplungsschleife starten.
Zusätzliche Observações mit James Webb könnten die Schlussfolgerungen untermauern, aber das letzte Wort darüber, wie Nereid tatsächlich aussieht, würde eine Mission zum Planeten erfordern. Derzeit sind keine geplant. Voyager 2 wurde 1977 gestartet und ist nach wie vor die einzige Raumsonde, die das Netuniano-System im Detail untersucht hat.
Carolyn Porco, ein amerikanischer Planetenastronom, der an den NASA-Missionen Voyager und Cassini arbeitete, beschrieb die neue Studie als „eine elegante und einfache Untersuchung, wie das Mondsystem Netuniano zu seinem aktuellen Aussehen gelangte“. Segundo sie: „Die Autoren zeigen, dass es plausibel ist, dass Nereid das Glück hatte, im Orbit um Netuno zu bleiben, aber in einer viel größeren Entfernung als Triton. Isso würde erklären, warum seine von James Webb beobachtete Zusammensetzung nicht mit der der Körper in Cintura von Kuiper übereinstimmt.“
Implicações zum Verständnis von Mondsystemen
Leigh Fletcher, Professor an Escola von Física und Astronomia von Universidade von Leicester, an Inglaterra, hob die Rolle von James Webb hervor: „Wir wissen seit langem, dass die Mondsammlung von Netuno etwas Besonderes ist, da sie durch die Ankunft von Triton und anderen Satelliten erheblich gestört wurde.“ im Laufe der Jahre von der Schwerkraft von Netuno eingefangen.
Die James Webb-Daten deuten jedoch auf etwas anderes hin. Das zukünftige Trabalho-Teleskop könnte feinere Merkmale offenbaren und die Argumente für Nereid als Originalsatelliten weiter stärken. Die Hypothese ist überzeugend und kann sicherlich mit zukünftigen Beobachtungen von James Webb und im Idealfall mit einer ehrgeizigen zukünftigen Mission zum Netuniano-System überprüft werden.