Три місяці, що обертаються навколо Нептуна, можуть бути уламками древніх крижаних тіл, що зіткнулися в катастрофічній аварії. Нове дослідження припускає, що ці фрагменти здатні розкрити таємниці внутрішньої будови крижаних світів, прихованих від нас у глибинах космосу.
“Внутрішня будова великих крижаних супутників зазвичай надовго прихована від нас, прихована під товстими шарами крижаної оболонки”, – розповів провідний автор дослідження Райлі Девіс виданню Space.com. «Внутрішні місяці Нептуна, можливо, — єдине місце в Сонячній системі, де ми можемо спостерігати цей матеріал. Катастрофічна подія буквально вивернула ці стародавні світи навпроти».
Ефект «тарана» Тритона
Тритон – велетень серед інших супутників. На його частку припадає понад 99% від загальної маси місячної системи Нептуна. За розміром він порівняний з Плутоном і обертається навколо планети у протилежному напрямку обертання Нептуна. Цей ретроградний орбітальний шлях свідчить про те, що Тритон не сформувався разом із планетою, а був захоплений її гравітацією, мабуть, з пояса Койпера чи подібних зовнішніх областей.
Коли гравітація Нептуна захопила Тритона, настав хаос.
У міру того як Тритон укладався на орбіту, його приливні сили діяли подібно до важкого тарана. Ймовірно, він розніс у тріски всі місяці, які спочатку належали Нептуну. Девіс та її команда вивчили наслідки цієї катастрофи, зосередивши увагу на кільцях Нептуна та трьох малих внутрішніх місяцях: Ларисі, Галадеї та Протеї.
Ці супутники були виявлені зондом Voyager 2 у 1980 році. Вони знаходяться близько до планети, трохи зовнішнє основних кілець. Їхня близькість до яскравого диска Нептуна ускладнювала їх вивчення із Землі.
Глина там, де її не очікували
Дослідники використали космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) для аналізу ближнього інфрачервоного світла, відбитого від цих небесних тіл, що дозволило визначити їхній хімічний склад.
На кільцях і двох місяцях — Ларисі та Галадеї — було виявлено мінерали глини, а саме багаті на магній філосилікати. Такі мінерали звичайні для астероїдів та вуглецевих хондритів поблизу Юпітера, але їх не очікували побачити у зовнішніх регіонах Сонячної системи.
“Найдивніше – це сам факт виявлення глини”, – сказала Девіс. «Спочатку ми навіть не припускали такого результату».
Для утворення глинистих мінералів потрібно тепло. Потрібне тривале і сильне нагрівання, яке, найімовірніше, відбувалося в надрах великого крижаного тіла. Радіоактивний розпад та інші внутрішні джерела тепла могли розплавити лід, створивши умови рідкої води, необхідні формування глини.
Це підтверджує теорію, що Тритон знищив початкові місяця Нептуна, які уламки переформувалися в сьогоднішні внутрішні супутники. Глинисті мінерали, що спочатку були глибоко всередині цих стародавніх тіл, опинилися на поверхні після їх руйнування.
Інша гіпотеза передбачає наявність карликової планети.
Можливо, об’єкт розміром з Плутон підібрався надто близько до Нептуна, і гравітація планети роздерла його на частини. З уламків, що утворилися, сформувалися поточні місяця. У будь-якому випадку, джерелом глини є надра великого, нагрітого тіла.
Загадка зниклої води
Для існування глинистих мінералів потрібна рідка вода. Однак на трьох вивчених місяцях та в кільцях не було виявлено слідів крижаного покриву.
“Це дійсно дивно”, – зазначила Девіс. «У цій частині Сонячної системи всі об’єкти справді складаються з льоду. Тому ми впевнені, що ці мінерали прийшли із глибоких надр».
Матеріали, мабуть, надійшли від тіла, досить великого, щоб розплавити свій лід. Джерелом, мабуть, послужила первісна система крижаних місяців. Але куди подівся лід? Ця загадка поки що залишається невирішеною.
Протей, найбільший із трьох досліджених супутників, не містить глинистих мінералів. Можливо, він сформувався з уламків, позбавлених глини, або подальше нагрівання знищило їх.
Невідомий гідратований мінерал
На всіх трьох місяцях та в кільцях також виявились ознаки гідратованого мінералу, який команда поки що не змогла ідентифікувати. Це ніби «привид» у даних.
“Для його ідентифікації, ймовірно, будуть потрібні нові лабораторні вимірювання в умовах зовнішніх областей Сонячної системи”, – сказала Девіс. Це технічно складне завдання, але здійсненне.
Одного прольоту повз 1989 року недостатньо. Нам потрібна спеціалізована місія до Нептуна. Огляд планетарної науки (Decadal Survey) вже включив дослідження крижаних гігантів до пріоритетних напрямків. Однак розробка таких місій займає десятиліття, і головні перешкоди – це час та ресурси.
Але дані телескопа Вебба свідчать ясно: є ще багато чого навчитися. А ключі до розгадки знаходяться прямо тут, уламки втраченого світу.
