Trzy księżyce krążące wokół Neptuna mogą być pozostałościami starożytnych ciał lodowych, które zderzyły się w katastrofalnym wypadku. Nowe badania sugerują, że fragmenty te mogą ujawnić tajemnice wewnętrznej struktury lodowych światów, ukryte przed nami w głębinach kosmosu.
„Wnętrza dużych lodowych księżyców są zwykle przed nami ukryte na zawsze, ukryte pod grubymi warstwami lodowych muszli” – powiedziała Space.com główna autorka badania Riley Davis. “Wewnętrzne księżyce Neptuna mogą być jedynym miejscem w Układzie Słonecznym, gdzie możemy obserwować tę materię. Katastrofalne wydarzenie dosłownie wywróciło te starożytne światy na lewą stronę.”
Efekt „taranowania” Tritona
Triton jest gigantem wśród innych satelitów. Stanowi ponad 99% całkowitej masy układu księżycowego Neptuna. Jest porównywalny pod względem wielkości do Plutona i okrąża planetę w kierunku przeciwnym do obrotu Neptuna. Ta wsteczna ścieżka orbity wskazuje, że Tryton nie powstał wraz z planetą, ale został przechwycony przez jej grawitację, prawdopodobnie z Pasa Kuipera lub podobnych obszarów zewnętrznych.
Kiedy grawitacja Neptuna pochwyciła Trytona, zapanował chaos.
Gdy Triton osiadł na orbicie, jego siły pływowe zadziałały jak ciężki taran. Prawdopodobnie rozbił na kawałki wszystkie księżyce, które pierwotnie należały do Neptuna. Davis i jej zespół badali konsekwencje tej katastrofy, skupiając się na pierścieniach Neptuna i trzech małych księżycach wewnętrznych: Larisie, Galadei i Protei.
Księżyce te zostały odkryte przez sondę Voyager 2 w 1980 roku. Znajdują się blisko planety, tuż za głównymi pierścieniami. Bliskość jasnego dysku Neptuna utrudniała ich badanie z Ziemi.
Glina tam, gdzie się tego nie spodziewałeś
Naukowcy wykorzystali Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) do analizy światła w bliskiej podczerwieni odbitego od tych ciał niebieskich, co pozwoliło im określić ich skład chemiczny.
Minerały ilaste, a mianowicie krzemiany warstwowe bogate w magnez, znaleziono na pierścieniach i dwóch księżycach, Larisie i Galadei. Takie minerały są powszechne w asteroidach i chondrytach węglowych w pobliżu Jowisza, ale nie spodziewano się ich spotkać w zewnętrznych obszarach Układu Słonecznego.
„Najbardziej zaskakujący jest fakt, że odkryto glinę” – powiedział Davis. „Początkowo nawet nie wyobrażaliśmy sobie takiego wyniku”.
Minerały ilaste wymagają ciepła do uformowania. Wymagane jest długotrwałe i mocne ogrzewanie, które najprawdopodobniej miało miejsce w głębinach dużego ciała lodowego. Rozpad radioaktywny i inne wewnętrzne źródła ciepła mogły stopić lód, tworząc warunki ciekłej wody niezbędne do powstania gliny.
Potwierdza to teorię, że Tryton zniszczył pierwotne księżyce Neptuna, a ich szczątki ponownie uformowały się w dzisiejsze księżyce wewnętrzne. Minerały ilaste, które pierwotnie znajdowały się głęboko w tych starożytnych ciałach, zostały wyniesione na powierzchnię po ich zniszczeniu.
Inna hipoteza sugeruje obecność planety karłowatej.
Być może obiekt wielkości Plutona zbliżył się zbyt blisko Neptuna i został rozerwany przez grawitację planety. Powstałe szczątki utworzyły obecne księżyce. W każdym razie źródłem gliny są głębiny dużego, ogrzanego ciała.
Tajemnica znikającej wody
Minerały ilaste wymagają istnienia wody w stanie ciekłym. Jednak na trzech badanych księżycach i pierścieniach nie znaleziono śladów pokrywy lodowej.
„To naprawdę niesamowite” – powiedział Davis. „W tej części Układu Słonecznego wszystkie obiekty rzeczywiście składają się z lodu. Dlatego mamy pewność, że te minerały pochodzą z głębin.”
Materiały prawdopodobnie pochodziły z ciała wystarczająco dużego, aby stopić własny lód. Wydaje się, że źródłem był pierwotny układ lodowych księżyców. Ale gdzie podział się lód? Ta tajemnica wciąż pozostaje nierozwiązana.
Proteus, największy z trzech badanych satelitów, nie zawiera minerałów ilastych. Mógł powstać z gruzu pozbawionego gliny lub późniejsze ogrzewanie go zniszczyło.
Nieznany uwodniony minerał
Wszystkie trzy księżyce i pierścienie również wykazały istnienie uwodnionego minerału, którego zespołowi nie udało się jeszcze zidentyfikować. To jak „duch” w danych.
„Identyfikacja go będzie prawdopodobnie wymagać nowych pomiarów laboratoryjnych w zewnętrznym Układzie Słonecznym” – powiedział Davis. Jest to zadanie trudne technicznie, ale wykonalne.
Jeden przelot w 1989 r. to za mało. Potrzebujemy dedykowanej misji do Neptuna. W ramach badania Planetary Science Survey (Decadal Survey) badanie lodowych gigantów znalazło się już wśród swoich priorytetowych obszarów. Jednakże opracowanie takich misji zajmuje dziesięciolecia, a głównymi przeszkodami są czas i zasoby.
Ale dane teleskopu Webba jasno pokazują: wciąż jest wiele do nauczenia się. A wskazówki są właśnie tutaj, w gruzach zaginionego świata.
