Neptuns største måne, Triton. Klikk for å forstørre
Neptuns måne Triton er unik i solsystemet fordi det er den eneste store månen som kretser i motsatt retning av planetens rotasjon. Forskere har utviklet en datamaskinmodell som forklarer hvordan Neptune kunne ha fanget Triton fra en annen planet under en nær tilnærming. Under dette scenariet var Triton opprinnelig del av et binært system med en annen planet. De kom for nær Neptun og Triton ble revet bort.
Neptuns store måne Triton kan ha forlatt en tidligere partner for å ankomme sin uvanlige bane rundt Neptune. Triton er unik blant alle de store månene i solsystemet fordi det går i bane rundt Neptun i en retning motsatt av planetens rotasjon (en "retrograd" bane). Det er usannsynlig at den har dannet seg i denne konfigurasjonen og ble sannsynligvis fanget fra andre steder.
I 11. mai-utgaven av tidsskriftet Nature, beskriver planetforskerne Craig Agnor fra University of California, Santa Cruz og Douglas Hamilton fra University of Maryland en ny modell for fangst av planetarsatellitter som involverer et tre-kropps gravitasjonsmøte mellom en binær og en planet. I følge dette scenariet var Triton opprinnelig medlem av et binært par gjenstander som kretser rundt solen. Gravitasjonsinteraksjoner under en nær tilnærming til Neptune trakk deretter Triton bort fra sin binære følgesvenn for å bli en satellitt av Neptun.
"Vi har funnet en sannsynlig løsning på det mangeårige problemet med hvordan Triton ankom sin særegne bane. I tillegg introduserer denne mekanismen en ny bane for fange av satellitter av planeter som kan være relevante for andre objekter i solsystemet, sier Agnor, en forsker i UCSCs Center for the Origin, Dynamics and Evolution of Planets.
Med egenskaper som ligner planeten Pluto og omtrent 40 prosent mer massiv, har Triton en skrå, sirkulær bane som ligger mellom en gruppe små indre måner med prograd bane og en ytre gruppe små satellitter med både prograd og retrograd bane. Det er andre retrograderte måner i solsystemet, inkludert de små ytre månene til Jupiter og Saturn, men alle er bittesmå sammenlignet med Triton (mindre enn noen få tusendeler av dens masse) og har mye større og mer eksentriske baner om sine foreldreplaneter.
Triton kan ha kommet fra en binær som er veldig lik Pluto og dens måne Charon, sa Agnor. Charon er relativt massiv, omtrent en åttedel av massen til Pluto, forklarte han.
"Det er ikke så mye at Charon går i bane rundt Pluto, men heller begge beveger seg rundt det gjensidige massesenteret, som ligger mellom de to objektene," sa Agnor.
I et nært møte med en gigantisk planet som Neptun, kan et slikt system trekkes fra hverandre av planetens gravitasjonskrefter. Den binære orbitalbevegelsen får vanligvis det ene medlemmet til å bevege seg saktere enn det andre. Forstyrrelse av binæren etterlater hvert objekt med resterende bevegelser som kan resultere i en permanent endring av orbital følgesvenner. Denne mekanismen, kjent som en utvekslingsreaksjon, kunne ha levert Triton til hvilken som helst av forskjellige baner rundt Neptun, sa Agnor.
Et tidligere scenario foreslått for Triton er at den kan ha kollidert med en annen satellitt i nærheten av Neptune. Men denne mekanismen krever at gjenstanden som er involvert i kollisjonen, er stor nok til å bremse Triton, men liten nok til å ikke ødelegge den. Sannsynligheten for en slik kollisjon er ekstremt liten, sa Agnor.
Et annet forslag var at aerodynamisk dra fra en gassdisk rundt Neptune bremset Triton ned nok til at den ble fanget. Men dette scenariet setter begrensninger for tidspunktet for fangehendelsen, som måtte oppstå tidlig i Neptuns historie da planeten var omgitt av en bensindisk, men sent nok til at gassen skulle spre seg før den saktet Tritons bane nok til å sende månen krasjer inn i planeten.
Det siste tiåret er det blitt oppdaget mange binære filer i Kuiperbeltet og andre steder i solsystemet. Nyere undersøkelser indikerer at omtrent 11 prosent av Kuiper-belteobjektene er binære arter, og omtrent 16 prosent av nærjorda-asteroider.
"Disse funnene pekte veien til vår nye forklaring på Tritons fangst," sa Hamilton. "Binaries ser ut til å være et allestedsnærværende trekk ved småkroppsbestander."
Den binære Pluto og månen Charon og de andre binærene i Kuiper-beltet er spesielt relevante for Triton, ettersom banene deres støter opp mot Neptun, sa han.
"Lignende gjenstander har sannsynligvis eksistert i milliarder av år, og deres utbredelse indikerer at det binære planetmøtet som vi foreslår for Tritons fangst ikke er spesielt begrensende," sa Hamilton.
Utvekslingsreaksjonen beskrevet av Agnor og Hamilton kan ha brede bruksområder for å forstå utviklingen av solsystemet, som inneholder mange uregelmessige satellitter. Forskerne planlegger å utforske implikasjonene av funnene deres for andre satellittsystemer.
Denne forskningen ble støttet av tilskudd fra NASAs planetariske geologi og geofysikk, Outer Planet Research og Origins of Solar Systems-programmer.
Originalkilde: UC Santa Cruz
