Neptunův největší měsíc, Triton. Klikni pro zvětšení
Neptunův Měsíc Triton je ve sluneční soustavě jedinečný, protože je to jediný velký měsíc, který obíhá v opačném směru než rotace planety. Vědci vyvinuli počítačový model, který vysvětluje, jak Neptun mohl zachytit Tritona z jiné planety během blízkého přístupu. Podle tohoto scénáře byl Triton původně součástí binárního systému s jinou planetou. Dostali se příliš blízko k Neptunu a Triton byl odtržen.
Neptunův velký měsíc Triton možná opustil dřívějšího partnera, aby se dostal na jeho neobvyklou oběžnou dráhu kolem Neptunu. Triton je jedinečný mezi všemi velkými měsíci sluneční soustavy, protože obíhá Neptun ve směru opačném k rotaci planety („retrográdní“ oběžná dráha). Je nepravděpodobné, že by se v této konfiguraci vytvořilo a pravděpodobně bylo zachyceno odkudkoli.
V čísle časopisu Nature z 11. května popsali planetární vědci Craig Agnor z Kalifornské univerzity v Santa Cruz a Douglas Hamilton z University of Maryland nový model pro zachycení planetárních satelitů, který zahrnuje gravitační setkání tří těl mezi binární a planeta. Podle tohoto scénáře byl Triton původně členem binární dvojice objektů obíhajících kolem Slunce. Gravitační interakce během blízkého přístupu k Neptunu pak odtáhly Tritona od jeho binárního společníka, aby se stal Neptunovým satelitem.
"Našli jsme pravděpodobné řešení dlouhodobého problému, jak Triton dorazil na svou zvláštní dráhu. Tento mechanismus navíc zavádí novou cestu pro zachycení satelitů planetami, které mohou být relevantní pro jiné objekty ve sluneční soustavě, “řekl Agnor, výzkumník v Centru pro původ, dynamiku a vývoj planet UCSC.
S vlastnostmi podobnými planetě Pluto a asi o 40 procent masivnější má Triton nakloněnou kruhovou oběžnou dráhu, která leží mezi skupinou malých vnitřních měsíců s progradskými drahami a vnější skupinou malých satelitů s progresivními i retrográdními dráhami. Ve sluneční soustavě jsou další retrográdní měsíce, včetně malých vnějších měsíců Jupiteru a Saturn, ale všechny jsou malé ve srovnání s Tritonem (méně než několik tisícin své hmotnosti) a mají mnohem větší a excentričtější oběžné dráhy kolem svých mateřských planet.
Triton může pocházet z binárního velmi podobného Plutu a jeho měsíci Charonu, řekl Agnor. Charon je poměrně masivní, asi osmina hmotnosti Pluta, vysvětlil.
"To není tak moc, že Charon obíhá Pluto, ale spíše se oba pohybují kolem svého společného středu hmoty, které leží mezi dvěma objekty," řekl Agnor.
V těsném střetu s obří planetou, jako je Neptun, může takový systém gravitační síly planety rozebrat. Orbitální pohyb binární obvykle způsobuje, že se jeden člen pohybuje pomaleji než druhý. Při narušení binárního kódu zanechává každý objekt zbytkové pohyby, které mohou vést k trvalé změně orbitálních společníků. Tento mechanismus, známý jako výměnná reakce, mohl dodat Tritona kterémukoli z různých oběžných drah kolem Neptunu, řekl Agnor.
Dřívější scénář navržený pro Tritona je, že se mohl srazit s jiným satelitem poblíž Neptunu. Tento mechanismus však vyžaduje, aby objekt zapojený do srážky byl dostatečně velký, aby zpomalil Tritona, ale dostatečně malý, aby ho nezničil. Pravděpodobnost takové kolize je extrémně malá, řekl Agnor.
Dalším návrhem bylo, že aerodynamický odpor z disku plynu kolem Neptunu zpomalil Tritona natolik, aby ho bylo možné zachytit. Tento scénář však omezuje načasování záchytné události, k níž by muselo dojít brzy v historii Neptunu, když byla planeta obklopena plynovým diskem, ale natolik pozdě, aby se plyn rozptýlil dříve, než zpomalí Tritonovu dráhu natolik, aby poslal měsíc narazil na planetu.
V posledním desetiletí bylo v Kuiperově pásu a jinde ve sluneční soustavě objeveno mnoho binárních souborů. Nedávné průzkumy naznačují, že asi 11 procent Kuiperových pásových objektů jsou binární soubory, stejně jako asi 16 procent asteroidů blízkých Zemi.
"Tyto objevy ukázaly cestu k našemu novému vysvětlení Tritonova zajetí," řekl Hamilton. "Binární soubory se zdají být všudypřítomným rysem populací malých těl."
Binární Pluto a jeho Měsíc Charon a další binární soubory v kuiperském pásu jsou pro Tritona obzvláště důležité, protože jejich oběžné dráhy přiléhají k Neptunu.
"Podobné objekty pravděpodobně existují už miliardy let a jejich prevalence naznačuje, že setkání s binárními planetami, které navrhujeme pro Tritonovu zajetí, není nijak zvlášť omezující," uvedl Hamilton.
Výměnná reakce popsaná Agnorem a Hamiltonem může mít široké uplatnění v porozumění evoluci sluneční soustavy, která obsahuje mnoho nepravidelných satelitů. Vědci plánují prozkoumat důsledky svých zjištění pro další satelitní systémy.
Tento výzkum byl podporován granty z programů NASA Planetary Geology and Geophysics, Outer Planet Research a Origins of Solar Systems.
Původní zdroj: UC Santa Cruz
