Pētījums par Saules sistēmas daudzajiem pavadoņiem ir atklājis daudz informācijas pēdējās desmitgadēs. Tajos ietilpst Jupitera pavadoņi - no kuriem 69 ir identificēti un nosaukti - Saturns (kuram ir 62) un Urāns (27). Visos trīs gadījumos satelīti, kas riņķo ap šiem gāzes milžiem, ir ar zemu slīpumu orbītā. Tomēr Neptūnas sistēmā astronomi atzīmēja, ka situācija ir pavisam citāda.
Salīdzinot ar citiem gāzes milžiem, Neptūnam ir daudz mazāk satelītu, un lielākā daļa sistēmas masas ir koncentrēta vienā satelītā, kas, domājams, ir notverts (t.i., Triton). Saskaņā ar jaunu pētījumu, ko veica Veizmana Zinātnes institūta Izraēlā un Dienvidrietumu pētniecības institūta (SwRI) komanda Boulderā, Kolorādo, Neptūnā kādreiz varētu būt bijusi masīvāka satelītu sistēma, kuru, iespējams, ir izjaukusi Tritona ierašanās.
Pētījums ar nosaukumu “Triton’s Evolution with a Primordial Neptunian Satellite System” nesen parādījās Astrofizikas žurnāls. Pētījuma komandā bija Raluca Rufu, astrofiziķis un ģeofiziķis no Veizmana institūta, un Robin M. Canup - SwRI asociētais viceprezidents. Kopā viņi izskatīja pirmatnējās Neptūna sistēmas modeļus un to, kā tā varētu būt mainījusies, pateicoties Tritona ierašanās brīdim.
Daudzus gadus astronomi ir uzskatījuši, ka Tritons kādreiz bija punduru planēta, kas tika izmesta no Kuipera jostas un kuru sagūstīja Neptūna gravitācija. Tās pamatā ir tās retrogrāda un ļoti slīpa orbīta (156,885 ° pret Neptūna ekvatoru), kas ir pretrunā ar pašreizējiem modeļiem, kā veidojas gāzes giganti un viņu satelīti. Šie modeļi liek domāt, ka, tā kā milzu planētas uzkrāj gāzi, to pavadoņi veidojas no apkārtējā gružu diska.
Saskaņā ar citiem gāzes milžiem lielākajam no šiem satelītiem būtu programmētas, regulāras orbītas, kas nav īpaši slīpi attiecībā pret to planētas ekvatoru (parasti zemākas par 1 °). Šajā sakarā tiek uzskatīts, ka Tritons kādreiz ir bijis binārā komponenta sastāvs no diviem Trans-Neptūnijas objektiem (TNO). Kad viņi pagāja garām Neptūnam, Tritonu būtu sagūstījis tā smagums un pakāpeniski iekrist pašreizējā orbītā.
Kā Dr Rufu un Dr. Canup norāda savā pētījumā, šī masīvā satelīta ienākšana, iespējams, būtu izraisījusi daudz traucējumus Neptūna sistēmā un ietekmējusi tās attīstību. Tas sastāvēja no tā, lai viņi izpētītu, kā mijiedarbības - piemēram, izkliede vai sadursmes - starp Triton un Neptune iepriekšējiem satelītiem būtu mainījušas Triton orbītu un masu, kā arī sistēmu kopumā. Kā viņi skaidro:
“Mēs novērtējam, vai sadursmes starp pirmatnējiem satelītiem ir pietiekami graujošas, lai izveidotu gružu disku, kas paātrinātu Tritona cirkulāciju, vai arī Tritons vispirms izjutīs graujošu triecienu. Mēs cenšamies atrast pirmatnējās satelītsistēmas masu, kas radītu pašreizējo Neptūna sistēmas arhitektūru. ”
Lai pārbaudītu, kā Neptūna sistēma varētu būt attīstījusies, viņi apsvēra dažādus pirmatnējo satelītu sistēmu veidus. Tas ietvēra tādu, kas saskanēja ar Urāna pašreizējo sistēmu, ko veidoja programmētie pavadoņi ar līdzīgu masas devu kā Urāna lielākie pavadoņi - Ariel, Umbriel, Titania un Oberon -, kā arī tāds, kurš bija vairāk vai mazāk masīvs. Pēc tam viņi veica simulācijas, lai noteiktu, kā Tritona ierašanās būtu mainījusi šīs sistēmas.
Šīs simulācijas bija balstītas uz traucējumus mērogojošiem likumiem, kuros tika apsvērts, kā triecienizturība starp Triton un citām struktūrām būtu izraisījusi vielas pārdali sistēmā. Pēc 200 simulācijām viņi atrada, ka sistēma, kuras masas attiecība ir līdzīga pašreizējai Urāna sistēmai (vai mazāka), visdrīzāk, būtu ieguvusi pašreizējo Neptūnas sistēmu. Kā viņi apgalvo:
"Mēs uzskatām, ka iepriekšējai satelītu sistēmai, kuras masas attiecība ir līdzīga Urāna sistēmai vai mazāka, ir liela iespējamība reproducēt pašreizējo Neptūna sistēmu, savukārt masīvākai sistēmai ir maza iespējamība, ka tā novedīs pie pašreizējās konfigurācijas."
Viņi arī atklāja, ka Triton mijiedarbība ar agrāku satelītu sistēmu piedāvā arī potenciālu izskaidrojumu tam, kā tā sākotnējo orbītu varēja samazināt pietiekami ātri, lai saglabātu mazu neregulāru satelītu orbītas. Šie Nereidiem līdzīgie ķermeņi citādi būtu tikuši izspiesti no savām orbītām, jo plūdmaiņas spēki starp Neptūnu un Tritonu lika Tritonam uzņemties pašreizējo orbītu.
Galu galā šis pētījums piedāvā ne tikai iespējamo izskaidrojumu tam, kāpēc Neptūna satelītu sistēma atšķiras no citu gāzes gigantu sistēmas; tas arī norāda, ka atbildīgais ir Neptūna tuvums Kuipera jostai. Vienā reizē Neptūnam varēja būt pavadoņu sistēma, kas ļoti līdzinājās Jupiteram, Saturnam un Urānam. Bet, tā kā ir izdevīgi uzņemt punduru planētas lieluma objektus, kas tika izmesti no Kuipera jostas, tas mainījās.
Raugoties nākotnē, Rufu un Canup norāda, ka ir nepieciešami papildu pētījumi, lai parādītu Tritona agrīno evolūciju kā Neptūnas satelītam. Būtībā joprojām ir neatbildēti jautājumi par to, kā iepriekšējo satelītu sistēma ietekmēja Tritonu, un par to, cik stabili bija tās neregulārie programmu satelīti.
Šos atklājumus Dr., Rufu un Dr. Canup arī iepazīstināja ar 48. Mēness un planētu zinātnes konferenci, kas notika Vudlendā, Teksasā, pagājušā gada martā.
