Drie manen die in een baan om Neptunus draaien, zouden de verpletterde overblijfselen kunnen zijn van oude ijzige lichamen die met geweld op elkaar botsten. Een nieuwe studie suggereert dat deze fragmenten de sleutel kunnen zijn om te begrijpen wat zich in ijswerelden bevindt die we niet kunnen zien.
“De binnenkant van grote ijzige manen is normaal gesproken permanent voor ons verborgen, begraven onder dikke schelpen van waterijs”, vertelde hoofdauteur Ryleigh Davis aan Space.com. ‘De binnenste manen van Neptunus zijn misschien wel de enige plek in het zonnestelsel waar we dat materiaal kunnen waarnemen. Een catastrofale gebeurtenis heeft die oude werelden feitelijk naar binnen gekeerd.’
Het sloopkogeleffect van Triton
Triton is de reus in de kamer. Het is goed voor ruim 99 procent van de totale maanmassa van Neptunus. Hij is ongeveer zo groot als Pluto en draait in de tegenovergestelde richting van de rotatie van Neptunus. Dat achterwaartse pad impliceert dat Triton niet samen met de planeet is gevormd. Waarschijnlijk is het gevangen vanuit de Kuipergordel of soortgelijke buitengebieden.
Toen de zwaartekracht van Neptunus Triton verstrikte, volgde er chaos.
Toen Triton zich in een baan om de aarde vestigde, zouden de getijdenkrachten als een sloopkogel hebben gewerkt. Het heeft waarschijnlijk alle manen die Neptunus oorspronkelijk vasthield, vernietigd. Davis en haar team onderzochten de nasleep. Ze concentreerden zich op de ringen van Neptunus en drie kleine binnenmanen: Larissa, Galatea en Proteos.
Deze manen, ontdekt door Voyager 2 in 1980, bevinden zich dicht bij de planeet, net buiten de hoofdringen. Hun nabijheid tot de schittering van Neptunus maakt het moeilijk om ze vanaf de aarde te bestuderen.
Klei waar niemand het verwachtte
De onderzoekers gebruikten de James Webb-ruimtetelescoop om het nabij-infraroodlicht van deze hemellichamen te analyseren. Dit onthulde hun chemische samenstelling.
Kleimineralen verschenen op de ringen en twee manen: Larissa en Galatea. In het bijzonder magnesiumrijke fyllosilicaten. Deze komen veel voor in asteroïden en koolstofhoudende chondrieten nabij Jupiter. Ze worden niet verwacht in de buitenste delen van het zonnestelsel.
“Het meest verrassende is simpelweg dat we überhaupt klei hebben gevonden,” zei Davis. “Dat stond echt niet op onze lijst.”
Kleimineralen hebben warmte nodig om zich te vormen. Langdurig is grote verwarming nodig. Dit gebeurde waarschijnlijk diep in een groot ijskoud lichaam. Radioactief verval en andere interne warmtebronnen hadden het ijs kunnen doen smelten, waardoor omstandigheden voor vloeibaar water ontstonden die nodig zijn voor klei.
Dit ondersteunt de theorie dat Triton originele manen vernietigde. Het puin vormde de binnenste manen die we vandaag de dag zien. De kleimineralen, diep begraven in de oorspronkelijke manen, kwamen na het uiteenspatten aan de oppervlakte bloot.
Nog een theorie? Een dwergplaneet.
Misschien is een object ter grootte van Pluto te dicht bij Neptunus afgedwaald. De zwaartekracht van de planeet heeft haar misschien uiteengereten. Het resulterende puin vormde de huidige manen. Hoe dan ook, de bron van de klei is het interieur van een groot, verwarmd lichaam.
Het ontbrekende watermysterie
Kleien hebben vloeibaar water nodig om te kunnen bestaan. Toch werd er geen waterijs gedetecteerd op de drie bestudeerde manen of ringen.
“Dat is echt verrassend”, zei Davis. “Alles in dit deel van de zonne-energie is echt ijskoud. We zijn er dus vrij zeker van dat ze van diep binnenin moesten komen.”
Iets dat groot genoeg was om zijn eigen waterijs te smelten moet voor de materialen hebben gezorgd. De bron lijkt het oorspronkelijke systeem van ijzige manen te zijn. Maar waar is het ijs gebleven? Het mysterie blijft.
Proteus, de grootste van de drie onderzochte, vertoont geen kleimineralen. Het zou gevormd kunnen zijn uit puin zonder klei. Of de daaropvolgende verhitting zou ze kunnen hebben vernietigd.
Een onbekend gehydrateerd mineraal
Alle drie de manen en de ringen vertoonden tekenen van een gehydrateerd mineraal dat het team niet kon identificeren. Het is een geest in de gegevens.
“Om het te identificeren zullen waarschijnlijk nieuwe laboratoriummetingen nodig zijn onder de omstandigheden van het buitenste zonnestelsel”, zei Davis. Het is technisch uitdagend. Maar het is te doen.
Eén vlucht in 1989 is niet genoeg. We hebben een speciale missie naar Neptunus nodig. De Planetary Science Decadal Survey heeft een ijsgigantmissie als hoge prioriteit aangemerkt. De ontwikkeling duurt echter tientallen jaren. Tijd en middelen zijn de belangrijkste hindernissen.
Maar de gegevens van Webb zijn duidelijk. Er valt nog veel meer te leren. En de aanwijzingen zijn hier te vinden, in de verbrijzelde overblijfselen van een verloren wereld.
