Проучването на много луни на Слънчевата система разкри богата информация през последните няколко десетилетия. Те включват луните на Юпитер - 69 от които са идентифицирани и кръстени - Сатурн (който има 62) и Уран (27). И в трите случая сателитите, които обикалят около тези газови гиганти, имат програмирани орбити с нисък наклон. В рамките на Нептуновата система обаче астрономите отбелязват, че ситуацията е съвсем различна.
В сравнение с другите газови гиганти, Нептун има далеч по-малко спътници и по-голямата част от масата на системата е концентрирана в един спътник, който се смята, че е бил заловен (т.е. Тритон). Според ново проучване на екип от Института за наука Вайцман в Израел и Югозападния изследователски институт (SwRI) в Боулдър, Колорадо, Нептун някога е имал по-масивни системи от спътници, които пристигането на Тритон може да е нарушило.
Изследването, озаглавено „Еволюцията на Тритон с първична нептунова спътникова система“, наскоро се появи в The Astrophysical Journal. Изследователският екип се състоеше от Ралука Руфу, астрофизик и геофизик от института Вайцман, и Робин М. Кануп - асоциираният вицепрезидент на SWRI. Заедно те разгледаха модели на изначална Нептунова система и как тя може да се промени благодарение на пристигането на Тритон.
Дълги години астрономите са на мнение, че някога Тритон е бил планета джудже, която е била изхвърлена от пояса на Койпер и превзета от гравитацията на Нептун. Това се основава на неговата ретроградна и силно наклонена орбита (156,885 ° до екватора на Нептун), което противоречи на съвременните модели за това как се образуват газови гиганти и техните спътници. Тези модели предполагат, че тъй като гигантските планети аккретират газ, луните им се образуват от заобикалящия диск отломки.
В съответствие с другите газови гиганти, най-големият от тези спътници ще има програмирани, редовни орбити, които не са особено наклонени спрямо екватора на тяхната планета (обикновено по-малко от 1 °). В това отношение се смята, че Тритон някога е бил част от двоичен файл, съставен от два транснептунови обекта (ТНО). Когато замахнат покрай Нептун, Тритон щеше да бъде пленен от своята гравитация и постепенно да падне в сегашната си орбита.
Както д-р Руфу и д-р Кануп заявяват в своето проучване, пристигането на този масивен спътник вероятно би причинило много смущения в Нептуновата система и ще се отрази на нейната еволюция. Това се състоеше от тях, които изследваха как взаимодействията - като разсейване или сблъсъци - между предишните спътници на Тритон и Нептун биха променили орбитата и масата на Тритон, както и цялата система. Както обясняват:
„Ние оценяваме дали сблъсъците между изначалните спътници са достатъчно разрушителни, за да създадат диск за отломки, който да ускори циркуларизацията на Тритон, или дали Тритон ще изпита първо разрушително въздействие. Ние се стремим да намерим масата на изначалната сателитна система, която да даде настоящата архитектура на Нептуновата система. "
За да проверят как може да се развие Нептуновата система, те разгледаха различни видове първични сателитни системи. Това включваше една, която беше в съответствие с настоящата система на Уран, съставена от програмидни спътници с подобен масов коефициент като най-големите луни на Уран - Ариел, Умбриел, Титания и Оберон - както и една, която беше или повече, или по-малко масивна. След това проведоха симулации, за да определят как пристигането на Тритон би променило тези системи.
Тези симулации се основаваха на закони за мащабиране на прекъсвания, които отчитаха как въздействието на Triton и други тела върху удари и пускане би довело до преразпределение на материята в системата. Това, което откриха, след 200 симулации, беше, че една система, която има съотношение на маса, подобна на сегашната уранова система (или по-малка), най-вероятно ще произведе настоящата Нептунова система. Както те заявяват:
„Откриваме, че предишна сателитна система с масов коефициент, подобна на урановата или по-малка, има голяма вероятност да възпроизведе сегашната Нептунова система, докато по-масивната система има малка вероятност да доведе до текущата конфигурация.“
Те откриха също, че взаимодействието на Тритон с по-ранна сателитна система също предлага потенциално обяснение за това как първоначалната му орбита би могла да бъде намалена достатъчно бързо, за да запази орбитите на малки нередовни спътници. Тези тела, подобни на Нерейд, в противен случай щяха да бъдат изхвърлени от орбитите си, тъй като приливните сили между Нептун и Тритон накараха Тритон да поеме сегашната си орбита.
В крайна сметка това проучване предлага не само възможно обяснение защо системата на спътниците на Нептун се различава от тази на други газови гиганти; също така показва, че близостта на Нептун до пояса на Койпер е отговорната. По едно време Нептун може би е имал система от луни, които много приличаха на тези на Юпитер, Сатурн и Уран. Но тъй като е добре да вземете джудже планети, които са изхвърлени от пояса на Койпер, това се промени.
В бъдеще Руфу и Кануп посочват, че са необходими допълнителни проучвания, за да се хвърли светлина върху ранната еволюция на Тритон като нептунов спътник. По същество все още няма въпроси, които се отнасят до въздействието на системата от съществуващи сателити върху Тритон и доколко стабилни са били неговите нередовни програмидни спътници.
Тези открития бяха представени и от д-р, Руфу и д-р Кануп по време на 48-ата конференция за лунната и планетарната наука, която се проведе в The Woodlands, Тексас, миналия март.
