Undersøgelsen af solsystemets mange måner har afsløret et væld af information i de sidste par årtier. Disse inkluderer månerne fra Jupiter - hvoraf 69 er identificeret og navngivet - Saturn (som har 62) og Uranus (27). I alle tre tilfælde har satellitterne, der kredser om disse gasgiganter, prograd, lavhældningsbaner. Inden for det Neptuniske system bemærkede astronomer imidlertid, at situationen var en helt anden.
Sammenlignet med de andre gasgiganter har Neptune langt færre satellitter, og det meste af systemets masse er koncentreret inden for en enkelt satellit, der menes at være blevet fanget (dvs. Triton). Ifølge en ny undersøgelse fra et team fra Weizmann Institute of Science i Israel og Southwest Research Institute (SwRI) i Boulder, Colorado, kan Neptune en gang have haft et mere massivt satellitsystemer, som Tritons ankomst muligvis har forstyrret.
Undersøgelsen med titlen "Triton's Evolution with a Primordial Neptunian Satellite System" dukkede for nylig op i The Astrophysical Journal. Forskningsteamet bestod af Raluca Rufu, en astrofysiker og geofysiker fra Weizmann Institute, og Robin M. Canup - associeret vicepræsident for SwRI. Sammen overvejede de modeller af et urbant Neptunisk system, og hvordan det kan have ændret sig takket være Tritons ankomst.
I mange år var astronomer af den opfattelse, at Triton engang var en dværgplanet, der blev sparket ud af Kuiper Belt og fanget af Neptunes tyngdekraft. Dette er baseret på dets retrograd og stærkt skrå bane (156.885 ° til Neptuns ækvator), som modsiger de nuværende modeller for, hvordan gasgiganter og deres satellitter dannes. Disse modeller antyder, at når gigantiske planeter akkrediterer gas, dannes deres måner fra en omgivende affaldsskive.
I overensstemmelse med de andre gasgiganter ville den største af disse satellitter have prograd, regelmæssige kredsløb, der ikke er særlig tilbøjelige i forhold til deres planetes ækvator (typisk mindre end 1 °). I denne henseende antages Triton en gang at have været en del af en binær sammensat af to trans-neptuniske objekter (TNO'er). Da de svingte forbi Neptun, ville Triton være blevet fanget af dens tyngdekraft og gradvist faldet i sin nuværende bane.
Som Dr. Rufu og Dr. Canup anfører i deres undersøgelse, ville ankomsten af denne massive satellit sandsynligvis have forårsaget en stor forstyrrelse i det Neptuniske system og påvirket dens udvikling. Dette bestod af dem, der undersøgte, hvordan interaktioner - som spredning eller kollisioner - mellem Triton og Neptuns tidligere satellitter ville have ændret Tritons bane og masse samt systemet i det store og hele. Som de forklarer:
”Vi vurderer, om kollisionerne mellem de oprindelige satellitter er forstyrrende nok til at skabe en affaldsdisk, der vil fremskynde Tritons cirkularisering, eller om Triton først vil have en forstyrrende indvirkning. Vi søger at finde massen i det primordiale satellitsystem, der ville give den nuværende arkitektur af det Neptuniske system. ”
For at teste, hvordan det Neptuniske system kunne have udviklet sig, overvejede de forskellige typer primordiale satellitsystemer. Dette omfattede et, der var i overensstemmelse med Uranus 'nuværende system, der består af udbredte satellitter med en lignende masseration som Uranus' største måner - Ariel, Umbriel, Titania og Oberon - samt en, der var mere eller mindre massiv. De udførte derefter simuleringer for at bestemme, hvordan Tritons ankomst ville have ændret disse systemer.
Disse simuleringer var baseret på lovgivning om skalering af forstyrrelser, der overvejede, hvordan ikke-hit-and-run-påvirkninger mellem Triton og andre organer ville have ført til en omfordeling af stof i systemet. Hvad de fandt efter 200 simuleringer var, at et system, der havde et masseforhold, der svarede til det nuværende uranske system (eller mindre), mest sandsynligt ville have produceret det nuværende Neptuniske system. Som de siger:
"Vi finder ud af, at et tidligere satellitsystem med et masseforhold, der ligner det uranske system eller mindre, har en betydelig sandsynlighed for at gengive det nuværende Neptunian-system, mens et mere massivt system har en lav sandsynlighed for at føre til den aktuelle konfiguration."
De fandt også, at Tritons interaktion med et tidligere satellitsystem også giver en potentiel forklaring på, hvordan dens oprindelige bane kunne være blevet reduceret hurtigt nok til at bevare bane fra små uregelmæssige satellitter. Disse Nereid-lignende kroppe ville ellers være blevet sparket ud af deres kredsløb, da tidevandsstyrker mellem Neptun og Triton fik Triton til at antage sin nuværende bane.
I sidste ende tilbyder denne undersøgelse ikke kun en mulig forklaring på, hvorfor Neptunes satellitsystem adskiller sig fra andre gasgiganters system; det indikerer også, at Neptunes nærhed til Kuiper Belt er det, der er ansvarlig. På et tidspunkt kan Neptune have haft et månesystem, der meget lignede Jupiter, Saturn og Uranus. Men da det er godt placeret at afhente genstande i planetstørrelse, der blev sparket ud af Kuiper Belt, ændrede dette sig.
Når vi ser på fremtiden, indikerer Rufu og Canup, at der er behov for yderligere undersøgelser for at belyse Tritons tidlige udvikling som en Neptunisk satellit. I det væsentlige er der stadig ubesvarede spørgsmål om virkningerne af systemet fra forudgående eksisterende satellitter på Triton, og hvor stabile dens uregelmæssige progradsatellitter var.
Disse fund blev også præsenteret af Dr., Rufu og Dr. Canup under den 48. Lunar and Planetetary Science-konference, der fandt sted i The Woodlands, Texas, sidste marts.
