Neptuns største måne, Triton. Klik for at forstørre
Neptuns måne Triton er unik i solsystemet, fordi det er den eneste store måne, der kredser i den modsatte retning af planetens rotation. Forskere har udviklet en computermodel, der forklarer, hvordan Neptune kunne have fanget Triton fra en anden planet under en tæt tilgang. Under dette scenarie var Triton oprindeligt en del af et binært system med en anden planet. De kom for tæt på Neptune, og Triton blev revet væk.
Neptuns store måne Triton har måske forladt en tidligere partner for at ankomme i sin usædvanlige bane omkring Neptune. Triton er unik blandt alle de store måner i solsystemet, fordi det kredser rundt om Neptun i en retning modsat planetens rotation (en "retrograd" bane). Det er usandsynligt, at det er dannet i denne konfiguration og blev sandsynligvis fanget andetsteds.
I udgivelsen af 11. maj af tidsskriftet Nature beskriver planetforskere Craig Agnor fra University of California, Santa Cruz og Douglas Hamilton fra University of Maryland en ny model til indfangning af planetarsatellitter, der involverer et tre-krops gravitationsmøde mellem en binær og en planet. I henhold til dette scenarie var Triton oprindeligt medlem af et binært par objekter, der kredsede rundt om Solen. Gravitationsinteraktioner under en tæt tilgang til Neptune trak derefter Triton væk fra sin binære ledsager for at blive en satellit af Neptune.
”Vi har fundet en sandsynlig løsning på det langvarige problem med, hvordan Triton ankom i sin særegne bane. Derudover introducerer denne mekanisme en ny vej til indfangning af satellitter af planeter, der kan være relevante for andre objekter i solsystemet, ”sagde Agnor, en forsker i UCSC's Center for Origin, Dynamics og Evolution of Planets.
Med egenskaber svarende til planeten Pluto og omkring 40 procent mere massiv har Triton en skråt, cirkulær bane, der ligger mellem en gruppe af små indre måner med progradbaner og en ydre gruppe af små satellitter med både prograd og retrograd bane. Der er andre retrogravede måner i solsystemet, inklusive de små ydre måner fra Jupiter og Saturn, men alle er små sammenlignet med Triton (mindre end et par tusindedele af dens masse) og har meget større og mere excentriske baner omkring deres forælderplaneter.
Triton er muligvis kommet fra en binær, der meget ligner Pluto og dens måne Charon, sagde Agnor. Charon er relativt massiv, cirka en ottendedel af Pluto-massen, forklarede han.
”Det er ikke så meget, at Charon kredser om Pluto, men snarere begge bevæger sig rundt om deres gensidige massecenter, der ligger mellem de to objekter,” sagde Agnor.
I et tæt møde med en gigantisk planet som Neptune kan et sådant system trækkes fra hinanden af planetens tyngdekræfter. Den binære orbitalbevægelse får normalt et medlem til at bevæge sig langsommere end det andet. Forstyrrelse af den binære efterlader hvert objekt med resterende bevægelser, der kan resultere i en permanent ændring af orbital ledsagere. Denne mekanisme, kendt som en udvekslingsreaktion, kunne have afgivet Triton til en hvilken som helst af en række forskellige kredsløb omkring Neptun, sagde Agnor.
Et tidligere scenario, der blev foreslået for Triton, er, at det kan have kollideret med en anden satellit nær Neptune. Men denne mekanisme kræver, at genstanden, der er involveret i kollisionen, er stor nok til at bremse Triton ned, men lille nok til ikke at ødelægge den. Sandsynligheden for en sådan kollision er ekstremt lille, sagde Agnor.
Et andet forslag var, at aerodynamisk træk fra en gasskive omkring Neptune bremsede Triton nok til, at det kunne fanges. Men dette scenario sætter begrænsninger for tidspunktet for indfangningshændelsen, som skulle ske tidligt i Neptunes historie, da planeten var omgivet af en gasskive, men sent nok til, at gassen ville sprede sig, før den bremsede Tritons bane nok til at sende månen styrter ned i planeten.
I det sidste årti er der blevet opdaget mange binære filer i Kuiper-bæltet og andre steder i solsystemet. Nylige undersøgelser viser, at ca. 11 procent af Kuiper-bælteobjekter er binære grupper, ligesom ca. 16 procent af nærjordiske asteroider.
”Disse opdagelser pegede på vejen til vores nye forklaring af Tritons indfangning,” sagde Hamilton. "Binære ser ud til at være et allestedsnærværende træk ved små legemspopulationer."
Den binære Pluto og dens måne Charon og de andre binære filer i Kuiper-bæltet er især relevante for Triton, da deres baner støder op til Neptunes, sagde han.
”Lignende genstande har sandsynligvis eksisteret i milliarder af år, og deres udbredelse indikerer, at det binære planetmøde, som vi foreslår til Tritons indfangning, ikke er særlig restriktivt,” sagde Hamilton.
Udvekslingsreaktionen beskrevet af Agnor og Hamilton kan have brede anvendelser til forståelse af solsystemets udvikling, der indeholder mange uregelmæssige satellitter. Forskerne planlægger at undersøge konsekvenserne af deres fund for andre satellitsystemer.
Denne forskning blev støttet af tilskud fra NASAs planetariske geologi og geofysik, Outer Planet Research og Origins of Solar Systems-programmer.
Original kilde: UC Santa Cruz
