Дослідження багатьох лун Сонячної системи показало велику кількість інформації за останні кілька десятиліть. Сюди входять місяці Юпітера - 69 з яких були визначені та названі - Сатурн (який має 62) та Уран (27). У всіх трьох випадках супутники, які обертаються навколо цих газових гігантів, мають орбіти, орбіти низького нахилу. Однак у межах Нептунової системи астрономи відзначали, що ситуація була зовсім іншою.
Порівняно з іншими газовими гігантами, у Нептуна набагато менше супутників, і більша частина маси системи сконцентрована в одному супутнику, який, як вважають, був захоплений (тобто Тритон). Згідно з новим дослідженням групи Інституту наук Вейцмана в Ізраїлі та Південно-Західного науково-дослідного інституту (SwRI) у Боулдері, штат Колорадо, Нептун, можливо, колись мав більш масивні системи супутників, які, можливо, прихід Тритона зірвав.
Дослідження під назвою "Еволюція тритона з первинною супутниковою системою Нептуна" нещодавно з'явилася в Астрофізичний журнал. До складу дослідницької групи входили Ралука Руфу, астрофізик і геофізик з Інституту Вейцмана, і Робін М. Кануп - асоційований ВП СВРІ. Разом вони розглядали моделі споконвічної Нептунової системи, і як це могло змінитися завдяки приходу Тритона.
Протягом багатьох років астрономи дотримувалися думки, що колись Тритон був карликовою планетою, яку вигнали з поясу Койпера та захопили гравітацією Нептуна. Це ґрунтується на його ретроградної та дуже нахиленій орбіті (156,885 ° до екватора Нептуна), що суперечить сучасним моделям формування газових гігантів та їх супутників. Ці моделі припускають, що планети-гіганти накопичують газ, їхні місяці утворюються з навколишнього дискового сміття.
Відповідно до інших газових гігантів, найбільший із цих супутників мав би програми, регулярні орбіти, не особливо нахилені відносно екватора їх планети (як правило, менше 1 °). В цьому відношенні, як вважається, Тритон колись був частиною двійкової, складеної з двох транснептунівських об'єктів (ТНО). Коли вони промахнулися повз Нептуна, Тритон був би захоплений своєю гравітацією і поступово впав на його поточну орбіту.
Як заявляють доктор Руфу та доктор Кануп у своєму дослідженні, прихід цього масивного супутника, ймовірно, спричинив би великі зриви в Нептунській системі та вплинув на її еволюцію. Вони полягали в тому, що вони вивчали, як взаємодія - як розсіювання чи зіткнення - між попередніми супутниками Тритона та Нептуна могла б змінити орбіту та масу Тритона, а також систему в цілому. Як вони пояснюють:
"Ми оцінюємо, чи є зіткнення між споконвічними супутниками досить руйнівними, щоб створити диск із сміттям, який би прискорив циркуляризацію Тритона, чи спочатку Тритон зазнав би руйнівного впливу. Ми прагнемо знайти масу споконвічної супутникової системи, яка б дала сучасну архітектуру Нептунової системи ».
Щоб перевірити, як могла розвиватися Нептунова система, вони розглядали різні типи споконвічних супутникових систем. Сюди входила та, яка відповідала діючій системі Урана, що складається з супутників-програмістів з аналогічним масовим коефіцієнтом, як найбільші луни Урана - Аріеля, Умбріеля, Титанії та Оберона, - а також тієї, яка була більш-менш масовою. Потім вони провели моделювання, щоб визначити, як прибуття Тритона змінило б ці системи.
Ці симуляції ґрунтувалися на законах про масштабність зривів, які розглядали, як удари між Трітоном та іншими органами без удару і прибігання призведуть до перерозподілу речовини в системі. Після 200 симуляцій вони виявили, що система, яка має масовий коефіцієнт, подібний до нинішньої уранійської системи (або меншої), швидше за все, створить нинішню Нептунову систему. Як вони заявляють:
"Ми виявляємо, що попередня супутникова система з масовим співвідношенням, схожа на уранську або меншу, має велику ймовірність відтворення поточної Нептунової системи, тоді як більш масивна система має низьку ймовірність привести до поточної конфігурації".
Вони також виявили, що взаємодія Тритона з більш ранньою супутниковою системою також пропонує потенційне пояснення того, як його початкова орбіта могла бути знижена досить швидко, щоб зберегти орбіти малих нерегулярних супутників. Ці тіла, подібні до Нереїду, інакше були б викинуті зі своєї орбіти, оскільки припливні сили між Нептуном і Тритоном спричинили Тритон взяти на себе його поточну орбіту.
Зрештою, це дослідження пропонує не лише можливе пояснення того, чому система супутників Нептуна відрізняється від систем інших газових гігантів; це також вказує, що близькість Нептуна до поясу Койпера - це відповідальність. Свого часу у Нептуна, можливо, була система супутників, дуже схожих на Юпітер, Сатурн та Уран. Але оскільки добре розміщувати карликові об’єкти розміру планети, які були вигнані з поясу Койпера, це змінилося.
З погляду на майбутнє Руфу та Кануп вказують, що необхідні додаткові дослідження, щоб пролити світло на ранню еволюцію Тритона як нептунівський супутник. По суті, досі немає невирішених питань щодо впливу попередньо існуючих супутників на Тритон та наскільки стабільними були його нерегулярні супутникові програми.
Ці висновки були також представлені доктором, Руфу та доктором Канупом під час 48-ї конференції з питань місячних і планетарних наук, яка відбулася в березні в Техасі, минулого березня.
