|
Спутники Нептуна - обломки древних миров
|
|
|
|
В 1989 году миссия «Вояджер-2» обнаружила шесть новых спутников, вращающихся вокруг Нептуна, в том числе пять крошечных, расположенных непосредственно за пределами основных колец планеты. Из-за своих малых размеров и расположения эти спутники было трудно изучать с Земли. Теперь, используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) НАСА, группа исследователей из Калифорнийского технологического института наблюдала за кольцами Нептуна и тремя из этих спутников — Ларисой, Галатеей и Протеем — и обнаружила, что их состав уникален среди тел внешней Солнечной системы.
|
|
|
|
Эти результаты указывают на существование первоначальной лунной системы, которая была разрушена, когда Тритон, крупнейший спутник Нептуна, вероятно, был захвачен гравитацией планеты после того, как он образовался в другом месте Солнечной системы. Исследователи полагают, что остатки, оставшиеся после этого столкновения, затем объединились, образовав внутренние спутники, которые мы видим сегодня. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
|
|
|
|
«Если бы у Нептуна когда-то была система спутников, похожая на ту, что мы видим сегодня на Уране, мы предполагаем, что она была бы полностью уничтожена в результате захвата Тритона», — говорит бывший аспирант Калифорнийского технологического института Райли Дэвис (доктор философии, 2026 г.), ведущий автор статьи.
|
|
|
|
«Это захватывающее новое свидетельство того, что на Нептуне произошло нечто катастрофическое, что полностью уничтожило его первоначальные спутники, и мы видим следы, оставленные этим процессом».
|
|
|
|
|
|
|
Нептун — любопытная планета, поскольку это единственная в Солнечной системе, у которой отсутствует «типичная» система спутников из крупных, упорядоченных объектов, а это значит, что его эволюционный путь также может быть уникальным. Фактически, другое недавнее исследование той же исследовательской программы JWST, проведенное постдокторантом Калифорнийского технологического института Мэтью Беляковым (доктор философии, 2026 г.), предоставляет независимые доказательства существования первоначальной системы спутников, предполагая, что спутник Нептуна, Нереида, может быть единственным сохранившимся неповрежденным членом этой системы.
|
|
|
|
Чтобы найти дополнительные подсказки, которые могли бы помочь реконструировать историю Нептуна, Дэвис, которая училась в аспирантуре в лаборатории Майка Брауна, профессора планетарной астрономии имени Ричарда и Барбары Розенберг в Калифорнийском технологическом институте, и её команда обратились к внутренним спутникам планеты.
|
|
|
|
До недавнего времени спектроскопических данных для этих спутников не существовало. Спектрографы, такие как ближнеинфракрасный прибор на телескопе JWST, разделяли свет на множество длин волн, чтобы получить информацию о химическом составе астрономических объектов, что позволяло учёным идентифицировать присутствующие молекулы.
|
|
|
|
В сотрудничестве с Беляковым Дэвис разработала и возглавила исследовательскую программу, используя данные JWST для определения состава спутников и изучения возможности получения дополнительной информации о том, как могли образоваться эти объекты.
|
|
|
|
«Филлосиликаты никогда не были обнаружены нигде во внешней части Солнечной системы за пределами Юпитера, поэтому они не входили в наш список объектов для поиска», — говорит Дэвис, которая сейчас является постдокторантом в Калифорнийском университете в Сан-Диего. «Мы были потрясены, обнаружив эти глины, которые, должно быть, произошли от объектов, намного, намного больших, чем небольшие спутники Нептуна во внутренних кольцах».
|
|
|
|
Один из интересных результатов, по словам Дэвис, заключается в том, что в спектрах Лариссы, Галатеи и колец были обнаружены признаки богатых магнием филлосиликатов — минералов, которые образуются только в присутствии жидкой воды. И тем не менее, спектры ни одного из трех изученных спутников или колец не указывают на наличие водяного льда.
|
|
|
|
«Это действительно удивительно, потому что всё в этой части Солнечной системы покрыто льдом», — говорит она. «Поэтому мы достаточно уверены, что они должны были появиться из глубин чего-то достаточно большого, чтобы генерировать достаточно тепла для растапливания водяного льда. Мы считаем, что наиболее вероятным местом является первоначальная система ледяных спутников, хотя остается загадкой, куда мог деться лед».
|
|
|
|
Браун, который также является обладателем стипендии имени Теренса Д. Барра и директором Центра сравнительной эволюции планет Калифорнийского технологического института, вспоминает, что у всех членов команды, когда они увидели спектры спутников, возник один и тот же главный вопрос: «Что это?»
|
|
|
|
«Потребовалась кропотливая работа детектива от Дэвиса, прежде чем мы поняли, что видим», — говорит он. «Иногда в науке вы пытаетесь найти доказательства для проверки конкретной гипотезы, а иногда что-то, о чем вы раньше не думали, просто обрушивается вам в лицо».
|
|
|
|
Кроме того, филлосиликаты отсутствовали на Протее, самом крупном из исследованных малых спутников, что позволяет предположить, что он мог образоваться из другого участка обломочного диска или подвергся последующему нагреву, разрушившему все присутствующие глинистые минералы. Также команда обнаружила, что на каждом из трёх спутников присутствует один и тот же гидратированный минерал, который команда не смогла идентифицировать.
|
|
|
|
«Мы видим нечто, что не похоже ни на что другое, что мы обнаружили в Солнечной системе; это не соответствует ничему из того, что есть в наших спектральных библиотеках», — говорит Дэвис. «Мы предполагаем, что это также какая-то форма гидратированной породы со спутников, но всё ещё остаётся много загадок».
|
|
|
|
Хотя команда склоняется к сценарию первоначального разрушения спутника, они отмечают, что нельзя исключать и альтернативное объяснение: приливное разрушение крупного, дифференцированного объекта пояса Койпера, похожего по размеру на Плутон, который прошёл слишком близко к Нептуну и был разорван гравитацией планеты.
|
|
|
|
«В любом случае, то, что мы видим на этих спутниках, должно было произойти из глубин чего-то гораздо большего», — говорит Дэвис, отмечая, что внутренние спутники Нептуна — единственное место в Солнечной системе, где мы можем непосредственно наблюдать за составом недр большого ледяного мира. «Этот материал обычно навсегда погребен — мы можем лишь предполагать, что там находится. Здесь же катастрофическое событие, по сути, вывернуло эти древние спутники наизнанку, и мы можем увидеть, что было скрыто внутри».
|
|
|
|
Она отмечает, что результаты исследований команды оставляют больше открытых вопросов, чем ответов; будущие проекты, по ее словам, могут изучить динамику эволюции процесса разрушения и воссоздания спутников.
|
|
|
|
«Если вы привлечете Тритон и разобьете его большие спутники, мы думаем, что в системе останется лишь около 1% этого материала», — говорит Дэвис. «Но фактическое поведение этого материала может быть совсем другим, если Тритон будет существовать и вносить изменения в течение длительного времени. Поэтому, если смотреть в будущее, было бы интересно понять, как именно протекает этот процесс. Отсюда возникает вопрос: «Можем ли мы узнать что-нибудь о том, насколько большими должны были быть первоначальные спутники, чтобы сформироваться и предоставить этот материал?»
|
|
|
|
Источник
|
