Найбільший місяць Нептуна, Тритон. Натисніть, щоб збільшити
Місяць Тритона Нептуна є унікальним у Сонячній системі, оскільки це єдиний великий місяць, який обертається в протилежному напрямку до обертання своєї планети. Дослідники розробили комп'ютерну модель, яка пояснює, як Нептун міг захопити Тритона з іншої планети під час пильного наближення. За цим сценарієм Тритон спочатку був частиною бінарної системи з іншою планетою. Вони занадто наблизилися до Нептуна і Тритона відірвали.
Великий місяць Нептуна Тритон, можливо, відмовився від більш раннього партнера, щоб прибути на його незвичайній орбіті навколо Нептуна. Тритон є унікальним серед усіх великих лун Сонячної системи, оскільки він обертається навколо Нептуна в напрямку, протилежному обертанню планети ("ретроградна" орбіта). Навряд чи він сформувався в цій конфігурації і, ймовірно, був захоплений з інших місць.
У випуску журналу Nature від 11 травня планетологи Крейг Агнор з Каліфорнійського університету Санта-Крус та Дуглас Гамільтон з Мерілендського університету описують нову модель для зйомки планетарних супутників, що передбачає гравітаційну зустріч трьох тіл між бінарний і планета. Відповідно до цього сценарію, Тритон спочатку був членом бінарної пари об'єктів, що оберталися навколо Сонця. Гравітаційні взаємодії під час близького наближення до Нептуна потім відтягли Тритона від його бінарного супутника, щоб стати супутником Нептуна.
"Ми знайшли ймовірне рішення давньої проблеми того, як Тритон прибув на своєрідну орбіту. Крім того, цей механізм запроваджує новий шлях для захоплення супутників планетами, який може мати відношення до інших об'єктів Сонячної системи ", - сказав Агнор, дослідник Центру походження, динаміки та еволюції планет UCSC.
Маючи властивості, подібні до планети Плутон і приблизно на 40 відсотків масивніші, Тритон має похилу кругову орбіту, що лежить між групою невеликих внутрішніх лун з оркестровими орбітами та зовнішньою групою малих супутників як з проградовою, так і з ретроградною орбітами. У Сонячній системі є й інші ретроградні місяці, включаючи маленькі зовнішні місяці Юпітера та Сатурна, але всі вони крихітні порівняно з Тритоном (менше кількох тисячних частин його маси) та мають значно більші та ексцентричні орбіти щодо своїх батьківських планет.
Тритон, можливо, походив з двійкової, дуже схожої на Плутон і його місяць Харон, сказав Агнор. Харон порівняно масивний, приблизно одна восьма маса Плутона, пояснив він.
"Харон обертається не лише Плутоном, а обидва рухаються навколо свого взаємного центру мас, який лежить між двома об'єктами", - сказав Агнор.
При тісній зустрічі з такою гігантською планетою, як Нептун, така система може бути розірвана гравітаційними силами планети. Орбітальний рух двійкового зазвичай змушує один член рухатися повільніше, ніж інший. Порушення дії бінарних даних залишає кожен об'єкт залишковими рухами, що може призвести до постійної зміни орбітальних супутників. Цей механізм, відомий як реакція обміну, міг доставити Тритон на будь-яку з різних орбіт навколо Нептуна, сказав Агнор.
Попередній сценарій, запропонований для Тритона, полягає в тому, що він, можливо, зіткнувся з іншим супутником поблизу Нептуна. Але цей механізм вимагає, щоб об'єкт, що бере участь у зіткненні, був достатньо великим, щоб уповільнити Тритон, але досить малим, щоб його не зруйнувати. Імовірність такого зіткнення надзвичайно мала, сказав Агнор.
Ще одна пропозиція полягала в тому, що аеродинамічне перетягування з диска газу навколо Нептуна уповільнило Тритон достатньо, щоб він міг захопити його. Але цей сценарій обмежує терміни події захоплення, яка мала б статися на початку історії Нептуна, коли планету оточив газовий диск, але достатньо пізно, щоб газ розпорошився, перш ніж сповільнити орбіту Тритона достатньо, щоб відправити Місяць врізавшись у планету.
За останнє десятиліття в поясі Койпера та інших місцях Сонячної системи було виявлено багато бінарних даних. Останні дослідження показують, що близько 11 відсотків об'єктів поясу Койпера є бінарними, а також близько 16 відсотків навколоземних астероїдів.
"Ці відкриття показали шлях до нашого нового пояснення захоплення Тритона", - сказав Гамільтон. "Бінарні файли, як видається, є всюдисущою особливістю населення з невеликим рівнем тіла".
Бінарний Плутон та його Місяць Харон та інші двійки в поясі Койпера особливо актуальні для Тритона, оскільки їхні орбіти перебувають у напрямку Нептуна.
"Подібні об'єкти, ймовірно, існують протягом мільярдів років, і їх поширеність свідчить про те, що зустріч бінарної планети, яку ми пропонуємо для захоплення Тритона, не є особливо обмежувальною", - сказав Гамільтон.
Реакція обміну, описана Агнором та Гамільтоном, може мати широке застосування в розумінні еволюції Сонячної системи, яка містить багато нерегулярних супутників. Дослідники планують дослідити наслідки своїх висновків для інших супутникових систем.
Це дослідження було підтримано грантами з програм НАСА «Планетарна геологія та геофізика», «Зовнішні дослідження планет» та «Походження сонячних систем».
Оригінальне джерело: UC Santa Cruz
