Studien av solsystemets mange måner har avslørt et vell av informasjon de siste tiårene. Disse inkluderer månene til Jupiter - hvorav 69 er identifisert og navngitt - Saturn (som har 62) og Uranus (27). I alle de tre tilfellene har satellittene som går i bane rundt disse gassgigantene prograd, med lave tilbøyelighetsbaner. Innenfor det Neptuniske systemet bemerket astronomer imidlertid at situasjonen var ganske annerledes.
Sammenlignet med de andre gassgigantene har Neptune langt færre satellitter, og mesteparten av systemets masse er konsentrert i en enkelt satellitt som antas å ha blitt fanget (dvs. Triton). I følge en ny studie fra et team fra Weizmann Institute of Science i Israel og Southwest Research Institute (SwRI) i Boulder, Colorado, kan Neptun en gang ha hatt et mer massivt satellittsystem, som Tritons ankomst kan ha forstyrret.
Studien, med tittelen “Triton’s Evolution with a Primordial Neptunian Satellite System”, dukket nylig opp i The Astrophysical Journal. Forskningsteamet besto av Raluca Rufu, en astrofysiker og geofysiker fra Weizmann Institute, og Robin M. Canup - assisterende VP for SwRI. Sammen vurderte de modeller av et urbant neptunisk system, og hvordan det kan ha endret seg takket være ankomsten av Triton.
I mange år var astronomer av den oppfatning at Triton en gang var en dvergplanet som ble sparket ut av Kuiper-beltet og tatt til fange av Neptuns tyngdekraft. Dette er basert på den retrogradede og sterkt tilbøyelige bane (156.885 ° til Neptuns ekvator), som motsier gjeldende modeller for hvordan gassgiganter og deres satellitter dannes. Disse modellene antyder at når gigantiske planeter anskaffer gass, dannes månene deres fra en omkringliggende ruskeskive.
I samsvar med de andre gassgigantene, vil den største av disse satellittene ha progredierte, vanlige baner som ikke er særlig tilbøyelige i forhold til klodens ekvator (vanligvis mindre enn 1 °). I denne forbindelse antas Triton å ha vært en del av et binært sammensatt av to trans-neptuniske objekter (TNO). Da de svingte seg forbi Neptun, ville Triton blitt fanget av dens tyngdekraft og gradvis falt i sin nåværende bane.
Som Dr. Rufu og Dr. Canup oppgir i sin studie, ville ankomsten av denne massive satellitten sannsynligvis ha forårsaket mye forstyrrelse i det Neptuniske systemet og påvirket dens utvikling. Dette besto av dem som undersøkte hvordan interaksjoner - som spredning eller kollisjoner - mellom Triton og Neptuns tidligere satellitter ville ha endret Tritons bane og masse, så vel som systemet for øvrig. Som de forklarer:
"Vi evaluerer om kollisjonene mellom de eldgamle satellittene er forstyrrende nok til å lage en ruskeskive som vil fremskynde Tritons sirkulering, eller om Triton først vil få en forstyrrende innvirkning. Vi søker å finne massen til det primordiale satellitt-systemet som vil gi den nåværende arkitekturen i det Neptuniske systemet. ”
For å teste hvordan det Neptunian-systemet kunne ha utviklet seg, vurderte de forskjellige typer primordiale satellitt-systemer. Dette inkluderte et som var i samsvar med Uranus 'nåværende system, bestående av progradsatellitter med en lignende masserasjon som Uranus' største måner - Ariel, Umbriel, Titania og Oberon - samt en som var mer eller mindre massiv. De gjennomførte deretter simuleringer for å bestemme hvordan Tritons ankomst ville ha endret disse systemene.
Disse simuleringene var basert på lovgivninger om skalering av forstyrrelser som vurderte hvordan ikke-hit-and-run innvirkning mellom Triton og andre organer ville ha ført til en omfordeling av materien i systemet. Det de fant, etter 200 simuleringer, var at et system som hadde et masseforhold som tilsvarte det gjeldende uranske systemet (eller mindre), mest sannsynlig ville ha produsert det nåværende Neptuniske systemet. Som de oppgir:
"Vi finner ut at et tidligere satellittsystem med et masseforhold som ligner på det uranske systemet eller mindre, har en betydelig sannsynlighet for å reprodusere det nåværende Neptunian-systemet, mens et mer massivt system har liten sannsynlighet for å føre til den nåværende konfigurasjonen."
De fant også at interaksjonen mellom Triton og et tidligere satellittsystem også gir en potensiell forklaring på hvordan dens opprinnelige bane kunne ha blitt redusert raskt nok til å bevare banene til små uregelmessige satellitter. Disse Nereid-lignende kroppene ville ellers blitt kastet ut av banene sine da tidevannskrefter mellom Neptun og Triton fikk Triton til å innta sin nåværende bane.
Til syvende og sist tilbyr denne studien ikke bare en mulig forklaring på hvorfor Neptuns satellitt-system er forskjellig fra andre gassgiganter. det indikerer også at Neptuns nærhet til Kuiper Belt er det som er ansvarlig. På en gang kan Neptune ha hatt et system med måner som liknet veldig på Jupiter, Saturn og Uranus. Men siden det er godt plassert å plukke opp dverg planetstore gjenstander som ble sparket ut fra Kuiper Belt, endret dette seg.
Når vi ser på fremtiden, indikerer Rufu og Canup at det er behov for ytterligere studier for å belyse Tritons tidlige evolusjon som en neptunisk satellitt. I hovedsak er det fortsatt ubesvarte spørsmål angående virkningene systemet til eksisterende satellitter hadde på Triton, og hvor stabile dens uregelmessige progresatellitter var.
Disse funnene ble også presentert av Dr, Rufu og Dr. Canup under den 48. Lunar and Planetary Science Conference, som fant sted i The Woodlands, Texas, siste mars.
