Skip to main content
Budownictwo

Triton: Tajemniczy księżyc, który może być lekkomyślnym gościem Neptuna

By 23 marca 2020No Comments

Gigantyczna lodowa planeta Neptuna jest opasana, piękna i ma czarujący szafirowy błękit. Jest to główna planeta najbardziej oddalona od naszej gwiazdy – a także krąży wokół niej dziwny, duży księżyc, który wcale nie urodził się jako księżyc. Księżyc Neptuna, Triton, może naprawdę być nieproszonym gościem – pozaziemskim, zmieniającym się dzieckiem, zabranym z zimna przez jego obecną planetę macierzystą Neptuna. Triton pokazuje cechy, które są niesamowicie podobne do tych na planecie karłowatej Pluto, lodowatym mieszkańcu pilota Pas Kuipera. To Pas Kuipera jest rezerwuarem wielu iskrzących lodowych jąder komety, a także innych zamrożonych ciał – niektóre duże, niektóre małe – które znajdują się w pierścieniu wokół naszego Słońca za orbitą Neptuna. Triton i Pluto mają w przybliżeniu tę samą gęstość i skład masy, a także podobną atmosferę – i oba poruszają się po niezwykłych orbitach. Ponadto układ księżycowy Neptuna nie jest tym, czego astronomowie oczekują od gazowej gigantycznej lodowej planety, która zamieszkuje zewnętrzny układ słoneczny. W listopadzie 2017 r. Zespół astronomów ogłosił, że badają możliwość, że Neptune rzeczywiście urodził się ze zwykłym układem księżycowym, który został później zniszczony, kiedy podbił morderczy gigantyczny księżyc Triton.

Z powodu wielu podobieństw między Tritonem i Plutonem od dawna uważa się, że istnieje między nimi historyczny związek. Rzeczywiście kiedyś zasugerowano, że Pluton był naprawdę uciekającym księżycem z Neptuna, ale obecnie uważa się to za mało prawdopodobne. Uważa się teraz za znacznie bardziej prawdopodobne, że Triton, podobnie jak Pluton, swobodnie krążył po naszym słońcu, ale miał pecha, by zostać złapanym przez Neptuna – podczas gdy Pluton pozostał niezależny i mógł swobodnie wędrować do woli w swoim odległym miejscu urodzenia.

Triton jest wyjątkowy wśród księżyców masy planetarnej naszego Układu Słonecznego. Wynika to z tego, że jego orbita maleje od rotacji Neptuna i jest nachylona względem równika Neptuna. Wskazuje to, że Tryton nie urodził się na orbicie wokół Neptuna, ale został złapany przez gigantyczną planetę.

Obecne rozumienie astronomów dotyczące narodzin gigantycznej planety przewiduje epizod akrecji gazu, który ostatecznie zbuduje olbrzymi rozmiar tych gazowych gigantów. Zgodnie z teorią Okrągłe planetarne dyski z gazemktóre otaczają kształtujące się planety na tym wczesnym etapie, ostatecznie stają się dziwnymi żłobkami, które wytwarzają układ księżycowy gigantycznej planety, podobnie wytwarzając układy współpłaszczyznowych i postępowych (w tym samym kierunku co planeta) naturalnych satelitów wiele księżyców Jowisza i Saturna.

Jednak Neptun jest szalony. Ten ogromny gazowy świat ma tylko niewielką liczbę księżyców w porównaniu z pozostałymi trzema gazowymi gigantycznymi planetami w zewnętrznym obszarze naszego Słońca: Jowiszem, Saturnem i Uranem. Kwartet gigantycznych planet zamieszkujących zewnętrzne królestwo naszego Słońca klasyfikuje Jowisza i Saturna jako gazowych gigantów, podczas gdy Uran i Neptun są lodowymi gigantami. Podczas gdy wszystkie cztery planety są ogromne, Jowisz i Saturn są znacznie większe niż Uran i Neptun i mają znacznie bardziej masywne koperty gazowe. Lodowe olbrzymy Uran i Neptun są mniejsze, zawierają większe stałe rdzenie i mają mniej masywne gazowe pociski niż ich dwóch krewnych z gazowej gigantycznej planety.

Neptun krąży wokół zaledwie 14 księżyców, czyli znacznie mniej niż 70 Jowisza. większość z nich księżyców Neptuna są bardzo małe. Jednak Triton jest wyjątkiem. W rzeczywistości Triton jest domem dla 99,7% masy całego układu księżycowego Neptuna. Drugi co do wielkości nieregularny księżyc w naszym Układzie Słonecznym, Phoebe z Saturna, stanowi zaledwie około 0,03% masy Trytonu. Uważa się, że Triton został schwytany przez przybraną planetę macierzystą jakiś czas po tym, jak Neptun utworzył już układ księżycowy. Oznacza to, że schwytanie wędrującego Tritona było prawdopodobnie katastrofalnym wydarzeniem dla oryginalnych księżyców Neptuna, niszcząc ich orbity i powodując ich wybuch – tworząc wrak.

Patrząc do wnętrza Trytona, znajduje się siedem regularnych księżyców, z których wszystkie mają postępujące orbity w płaszczyznach bliskich płaszczyźnie równikowej Neptuna, a niektóre z tych małych księżyców krążą wokół orbit Neptuna. Uważa się, że te siedem małych księżyców zebrano ponownie z pierścienia gruzu, który powstał po zdobyciu Trytona przez Neptuna. Stałoby się to jakiś czas po tym, jak orbita Tritona stała się okrągła. Ponadto Neptun jest orbitowany przez sześć innych zewnętrznych nieregularnych księżyców innych niż Tryton, w tym Nereid, których orbity znajdują się znacznie dalej od Neptuna i są bardzo nachylone: ​​trzy z tych księżyców mają postępowe orbity, podczas gdy pozostałe mają orbity wsteczne. Rzeczywiście, Nereid ma niezwykle wąską i ekscentryczną orbitę dla nieregularnego księżyca. Sugeruje to, że Nereid mógł kiedyś być normalnym księżycem, poważnie zaniepokojonym i zepchniętym na swoje obecne położenie, gdy Triton został złapany przez grawitację Neptuna. Duet ekstremalnych nieregularnych księżyców Neptuna, Psamathe i Neso, ma największe orbity spośród wszystkich znanych dotychczas naturalnych satelitów w naszym Układzie Słonecznym.

Triton był drugim księżycem w naszym Układzie Słonecznym, który wykrył znaczną atmosferę składającą się głównie z azotu – z mniejszymi ilościami tlenku węgla i metanu. Triton został odkryty przez Williama Lassella w 1846 roku, zaledwie siedemnaście dni po odkryciu Neptuna, i jest jednym z najzimniejszych światów w naszym Układzie Słonecznym o temperaturze powierzchni wynoszącej jedynie około 38 Kelvinów. Zamarznięta powierzchnia Triton jest pokryta azotem, dwutlenkiem węgla, metanem i lodem wodnym i ma wysoką geometryczną albedo wynoszącą ponad 70%. Cechy powierzchni obejmują dużą południową czapę polarną, stare obszary krateru przecięte stromymi zboczami i rowami oraz znacznie nowsze cechy, które, jak się uważa, są spowodowane przez procesy endogenne, takie jak Kriowulkanizm (Lodowe wulkany).

Voyager 2 poleciał z Neptuna w 1989 roku, a jego obserwacje ujawniły szereg aktywnych gejzerów znajdujących się w ogrzewanej przez słońce czapce polarnej. Gejzery rzucają piórami na imponującą wysokość do 8 kilometrów. Triton ma stosunkowo wysoką gęstość, co wskazuje, że skały stanowią około dwóch trzecich jego masy, a lód (głównie lód wodny) stanowi pozostałą trzecią część.

Rozkład masy księżyców Neptuna jest krzywy. W rzeczywistości jest to najbardziej jednostronny system satelitarny ze wszystkich gigantycznych planet, które żyją w naszym Układzie Słonecznym. Triton stanowi prawie całą masę układu, a wszystkie inne księżyce stanowią zaledwie jedną trzecią 1%. Jest to bardzo podobne do układu księżycowego, który okrąża planetę pierścieniową Saturn, gdzie duży, smogowy, pomarańczowy księżyc Tytan – drugi co do wielkości księżyc w naszej rodzinie Słońca (po Ganymede z Jowisza) – stanowi ponad 95% całkowitej masy układu księżycowego Saturn.

Wkrótce po tym, jak został złapany przez Neptuna, orbita Tritona była bardzo ekscentryczna. To sugeruje, że schwytanie Tritona spowodowałoby chaos chaotycznych zakłóceń na orbitach pierwotnych wewnętrznych księżyców Neptuna – powodując ich zapadnięcie się i utworzenie dysku gruzu, który powstał w wyniku tych katastrofalnych starć. Z tego powodu prawdopodobne jest, że obecne księżyce wewnętrzne Neptuna nie są oryginalną generacją księżyców, które powstały razem z Neptunem.

Dopiero po tym, jak orbita Tritona wokół jej przybranej planety macierzystej stała się okrągła, niektóre szczątki mogły się ponownie gromadzić i tworzyć księżyce Neptuna, które obserwują dziś astronomowie. Bardzo destrukcyjna inwazja Tritona na układ Neptuna może być przyczyną, dla której księżyce Neptuna nie odpowiadają stosunkowi masy 10 000: 1 między planetą macierzystą a potomstwem księżycowym, co dosłownie wszystkie księżyce zaobserwowane w układach satelitarnych drugiego człowieka odpowiadają naszym gigantycznym planetom w naszym Układzie Słonecznym.

Przez lata proponowano różne teorie, aby wyjaśnić mechanizm schwytania Tritona przez Neptuna. Jedna z teorii mówi, że Triton został złapany na trzy ciała. Zgodnie z tym scenariuszem Triton jest jedynym ocalałym z pliku binarnego Obiekt pasa Kuipera (KBO) które zostały śmiertelnie zgniecione podczas niszczycielskiego bliskiego spotkania z Neptunem.

Przeprowadzono symulacje numeryczne pokazujące, że istnieje szansa 0,41, że księżyc Neptuna Halimede został wysadzony w przeszłości w Nereid. Chociaż nie wiadomo, czy rzeczywiście doszło do tej kolizji, oba księżyce mają podobne szare kolory. Oznacza to, że Halimede może być kawałkiem Nereida, który zerwał się podczas zderzenia.

Triton jest wyraźnie dziwnym księżycowym światem krążącym wokół swojej gigantycznej planety macierzystej w złym kierunku. Jako Triton z jego miejsca urodzenia w Pas Kuipera, Podczas podróży przez ciemność przestrzeni międzyplanetarnej w końcu zaryzykował wystarczająco blisko Neptuna, aby poczuć silną siłę przyciągania grawitacyjnego. Kiedy Neptune coraz bliżej przybliżał swoje adoptowane dziecko księżycowe, zimny wędrowiec zobaczył zasadniczą zmianę z daleka od podobnego do komety mieszkańca Pas Kuiperana księżyc jedną z głównych planet naszego Układu Słonecznego. Teraz Triton mieszka w swoim nowym domu, krąży wokół planety Neptuna, ale krąży wokół niej wstecz. I jak wszystkie księżyce, gdziekolwiek się znajdują, jest teraz zależne od planety macierzystej. Triton faktycznie ma swoją nazwę jako aluzja do zależności półboga Tritona od boga morza Neptuna w mitologii greckiej.

Bezwzględny gość Neptuna

W jaki sposób Triton osiągnął tak wiele dziwnych właściwości i dlaczego system satelitarny Neptuna tak różni się od tych przewidywanych dla gigantycznej planety gazowej? Dwóch planetologów, Dr. Raluca Rufu (Weizmann Institute for Science, Izrael) i Dr. Robin Canup (Southwest Research Institute, USA) pokazują, jak Triton zniszczył pierwszą generację bardzo niefortunnych księżyców Neptuna.

Dr. Rufu and Dr. Canup zbadał scenariusz, w którym Neptune w młodym wieku krążył wokół typowego progresywnego układu księżycowego, podobnego do innych gazowych gigantów w naszym Układzie Słonecznym. Obaj autorzy sugerują, że Triton mógł być pierwotnie jednym KBO który migrował z jego domu w Pas Kuipera, żeby zostać złapanym przez Neptuna. Interakcje, które powstały w wyniku schwytania Trytona między wstecznymi księżycami i pierwotnymi progresywnymi księżycami Neptuna, mogły zniszczyć ten uporządkowany system, pozostawiając jedynie bezwzględne księżyce Tryton i Neptuna, które istnieją do dziś.

Korzystanie z Ciało N. Symulacje modelujące niedawno schwytanego Trytona i prawdopodobnie pierwotny progresywny układ księżyców pokazują Dr. Rufu and Dr. Można stwierdzić, że niszczycielski taniec Tritona istnieje wraz z nimi, gdy księżyce mają stosunek masy porównywalny do tego z układu księżycowego Urana lub mniej, tragiczne prawdopodobieństwo odtworzenia tego układu obserwują teraz astronomowie. Symulacje pokazują nawet, że interakcje zmniejszają oryginalną półpoważną oś Tritona wystarczająco szybko, aby zapobiec wypędzeniu mniejszych księżyców zewnętrznych, takich jak Nereid, z systemu.

Jeśli propozycja autorów jest poprawna, to z powodzeniem wyjaśnia, dlaczego układ księżycowy Neptuna wygląda tak dziwnie w porównaniu z układem Jowisza lub Saturna – co oznacza, że ​​modele astronomów przedstawiające, w jaki sposób te pierwotne układy formują się wokół gigantycznych światów gazowych, są nadal silne są.

[ff id=”2″]