Studiul asupra multor luni ale Sistemului Solar a dezvăluit o mulțime de informații în ultimele decenii. Acestea includ lunile lui Jupiter - 69 dintre care au fost identificate și numite - Saturn (care are 62) și Uranus (27). În toate cele trei cazuri, sateliții care orbitează acești giganti ai gazelor au orbite prograde, cu înclinație scăzută. Cu toate acestea, în cadrul sistemului Neptunian, astronomii au remarcat că situația era cu totul alta.
Față de ceilalți giganti ai gazelor naturale, Neptun are mult mai puțini sateliți, iar cea mai mare parte a masei sistemului este concentrată într-un singur satelit despre care se crede că a fost capturat (adică Triton). Conform unui nou studiu realizat de o echipă a Institutului de Știință din Weizmann din Israel și a Institutului de Cercetare din Sud-Vest (SwRI) din Boulder, Colorado, Neptun ar fi putut avea cândva un sistem mai masiv de sateliți, pe care sosirea Triton ar fi putut să-l perturbe.
Studiul, intitulat „Evoluția lui Triton cu un sistem de satelit primordial Neptunian”, a apărut recent în Jurnalul Astrofizic. Echipa de cercetare a fost formată din Raluca Rufu, astrofizicist și geofizician de la Institutul Weizmann, și Robin M. Canup - VP asociat al SWRI. Împreună, au luat în considerare modele ale unui sistem primordial Neptunian și cum s-a putut schimba datorită sosirii lui Triton.
Timp de mai mulți ani, astronomii au fost de părere că Triton a fost cândva o planetă pitică care a fost scoasă din Centura Kuiper și capturată de gravitația lui Neptun. Aceasta se bazează pe orbita sa retrogradă și extrem de înclinată (156.885 ° față de ecuatorul lui Neptun), ceea ce contrazice modelele actuale ale modului în care se formează giganții de gaz și sateliții lor. Aceste modele sugerează că pe măsură ce planetele uriașe acumulează gaze, lunile lor se formează dintr-un disc de resturi înconjurătoare.
În concordanță cu ceilalți giganți ai gazelor, cel mai mare dintre acești sateliți ar avea orbite progresive, regulate, care nu sunt înclinate în special în raport cu ecuatorul planetei lor (de obicei mai puțin de 1 °). În acest sens, se crede că Triton a făcut parte dintr-o dată binară formată din două obiecte trans-Neptuniene (TNO). Când au trecut prin Neptun, Triton ar fi fost capturat de gravitatea sa și a căzut treptat pe orbita sa actuală.
După cum afirmă dr. Rufu și Dr. Canup în studiul lor, sosirea acestui satelit masiv ar fi provocat probabil o întrerupere a sistemului Neptunian și a afectat evoluția sa. Aceasta a constat în explorarea modului în care interacțiunile - cum ar fi împrăștierea sau coliziunile - dintre sateliții anteriori Triton și Neptun ar fi modificat orbita și masa lui Triton, precum și sistemul în general. După cum explică:
„Evaluăm dacă coliziunile dintre sateliții primordiali sunt suficient de perturbatoare pentru a crea un disc de resturi care ar accelera circulația Tritonului sau dacă Triton ar întâmpina un impact perturbator. Căutăm să găsim masa sistemului primordial prin satelit, care să producă arhitectura actuală a sistemului Neptunian. ”
Pentru a testa modul în care sistemul Neptunian ar fi putut evolua, au considerat diferite tipuri de sisteme prin satelit primordiale. Aceasta a inclus unul care a fost în concordanță cu sistemul actual Uranus, alcătuit din sateliți prograde cu o rație de masă similară ca lunile cele mai mari ale lui Uranus - Ariel, Umbriel, Titania și Oberon - precum și unul care a fost mai mult sau mai puțin masiv. Apoi au efectuat simulări pentru a determina modul în care sosirea lui Triton ar fi modificat aceste sisteme.
Aceste simulări s-au bazat pe legi de scalare a perturbărilor, care au considerat modul în care impacturile non-hit-and-run între Triton și alte corpuri ar fi dus la o redistribuire a materiei în sistem. Ceea ce au descoperit, după 200 de simulări, a fost că un sistem care avea un raport masic similar cu sistemul actual Uranian (sau mai mic) ar fi fost cel mai probabil să producă actualul sistem Neptunian. După cum afirmă:
„Constatăm că un sistem satelit anterior cu un raport de masă similar cu sistemul uranian sau mai mic are o probabilitate substanțială de a reproduce sistemul actual Neptunian, în timp ce un sistem mai masiv are o probabilitate scăzută de a conduce la configurația actuală.”
Ei au descoperit, de asemenea, că interacțiunea Triton cu un sistem satelit anterior oferă, de asemenea, o explicație potențială pentru modul în care orbita sa inițială ar fi putut fi redusă suficient de rapid pentru a păstra orbitele micilor sateliți neregulati. Aceste corpuri asemănătoare cu Nereid ar fi fost altfel scoase din orbitele lor, deoarece forțele de maree dintre Neptun și Triton au determinat Triton să-și asume orbita actuală.
În cele din urmă, acest studiu nu oferă doar o posibilă explicație a motivului pentru care sistemul de sateliți al lui Neptun diferă de cel al altor giganți de gaz; de asemenea, indică faptul că apropierea lui Neptun de Centura Kuiper este cea care este responsabilă. La un moment dat, este posibil ca Neptun să fi avut un sistem de luni care se aseamănă foarte mult cu cele ale lui Jupiter, Saturn și Uranus. Dar, întrucât este bine situat să ridice obiecte pitice de dimensiuni ale planetei care au fost scoase din Centura Kuiper, acest lucru s-a schimbat.
Privind spre viitor, Rufu și Canup indică faptul că sunt necesare studii suplimentare pentru a arunca lumină asupra evoluției timpurii a lui Triton ca satelit Neptunian. În esență, există încă întrebări fără răspuns cu privire la efectele pe care sistemul sateliților preexistenți le-a avut asupra Triton și cât de stabile au fost sateliții săi proveniți neregulat.
Aceste descoperiri au fost, de asemenea, prezentate de Dr, Rufu și Dr. Canup în cadrul celei de-a 48-a Conferințe de știință lunară și planetară, care a avut loc în The Woodlands, Texas, în luna martie trecută.
