Спутник Нептуна может быть единственным выжившим после «лунного апокалипсиса»

Фото из открытых источников

Нептун, безусловно, выделяется среди газовых гигантов. Он наклонен под странным углом, а его спутники совершенно не похожи ни на один другой известный нам газовый гигант. В новой статье, опубликованной в журнале Science Advances исследователями из Калифорнийского технологического института, предполагается, что это может быть связано с тем, что Тритон, безусловно, самый большой спутник Нептуна, полностью уничтожил существовавшую ранее у него обычную систему спутников, за исключением одного особого исключения — Нереиды.

Начнём с небольшого обзора системы спутников Нептуна. Тритон — это гигантская планета (800 фунтов, или 2,14 х 10²² кг) в системе спутников Нептуна, но она довольно странная. Она вращается в противоположном направлении по отношению к самому Нептуну, а это значит, что она не образовалась естественным образом как часть планетной системы. Более вероятно, что она была частью двойной системы объектов пояса Койпера (KBO), подобной Плутону и Харону, которая была захвачена гравитационной ямой Нептуна.

Но Нереида сама по себе является исключением. Впервые обнаруженная в 1949 году Жераром Койпером (в честь которого назван пояс Койпера), более чем через 100 лет после открытия Тритона, она оставалась единственным известным спутником Нептуна до пролёта космического аппарата «Вояджер-2» в 1989 году. Но её орбита, мягко говоря, эксцентрична. Она имеет ярко выраженную эллиптическую форму и длится 360 дней, заставляя астрономов годами считать её ещё одним захваченным объектом пояса Койпера.

Новое исследование довольно ясно показывает, что это не так. Чтобы доказать это, авторы впервые направили инфракрасную камеру высокого разрешения телескопа JWST на Нереиду. Они обнаружили, что она гораздо больше похожа на ледяной спутник Урана или Сатурна, чем на темный, пыльный захваченный объект пояса Койпера. Сравнивая ее с Фебой, известным захваченным объектом пояса Койпера, богатые водой кратеры Нереиды выглядят совершенно иначе в инфракрасном свете. Как отмечают авторы в статье: «Уникальный спектр Нереиды среди тел внешней Солнечной системы не согласуется со сценарием, согласно которому Нереида была захвачена во время динамической нестабильности ранней Солнечной системы».

Таким образом, практически исключается возможность того, что Нереида является объектом пояса Койпера, и остается только один вариант — естественный спутник Нептуна. Но почему такая странная орбита? Ее расстояние, эллиптичность и другие факторы отличаются от большинства других спутников в Солнечной системе. Чтобы ответить на этот вопрос, авторы обратились к моделированию.

Они использовали динамический симулятор REBOUND, чтобы представить Нептун как серию обычных, круглых спутников. Затем они сопоставили эту красивую, аккуратную модель с Тритоном. Когда захваченный объект пояса Койпера вышел на сильно эксцентричную обратную орбиту, он нанёс сокрушительный удар по существующим системам спутников Нептуна. Большинство первоначальных спутников были разбиты на куски или полностью выброшены из системы в ходе этого процесса. Их обломки в конечном итоге осели, образовав нынешнюю систему колец Нептуна и некоторые крошечные «кольцевые спутники», такие как Протей.

Но моделирование показало и другую особенность. Примерно в 20% всех симуляций Тритон выталкивал один из своих внутренних спутников, существовавших до его прибытия, на стабильную, сильно вытянутую, наклонную орбиту. Точно такую же, как у Нереиды.

Таким образом, по крайней мере в симуляции, Нереида, по-видимому, является первоначальным спутником Нептуна, который попал на свою нынешнюю причудливую орбиту в результате захвата крупнейшего из нынешних обитателей планетной системы. Если это так, то она могла бы дать ценную информацию о формировании системы Нептуна, поскольку её далёкая орбита позволила ей относительно хорошо сохраниться по сравнению с другими спутниками газовых гигантов.

Вероятно, мы не сможем подтвердить эту теорию, пока не отправим туда ещё один зонд. Планетологи уже более десяти лет добиваются этого, но пока безрезультатно. Но пока этого не произойдёт, мы можем изменить своё представление об этом конкретном газовом гиганте: вместо ледяного шара мы будем считать его захваченным истерзанным выжившим после одного из самых жестоких лунных апокалипсисов, которые когда-либо наблюдала Солнечная система.