Разрушенные ледяные миры сформировали внутренние луны и кольца Нептуна

Нептун, восьмая планета нашей Солнечной системы, обладает 16 известными лунами, среди которых самая большая — Тритон, которая составляет более 99,5% от всей массы этих спутников. Ученые предполагают, что Тритон является захваченным объектом из пояса Койпера, что привело к разрушению первоначальной системы лун Нептуна после его захвата и последующего эллиптического орбита. Сегодня некоторые остатки этих оригинальных лун являются частью пыльных колец, окружающих Нептун. Но что же представляла собой эта первоначальная система лун? Были ли это те же небольшие миры, которые мы наблюдаем сегодня, или же это фрагменты когда-то гораздо более крупных тел?

Теперь группа исследователей из Калифорнийского технологического института (Caltech) может быть на шаг ближе к ответу на этот вопрос. Они исследовали возможное происхождение колец Нептуна и трех его меньших лун: Протей, Ларисса и Галатея, диаметры которых составляют примерно 420 километров, 194 километра и 175 километров соответственно. Для сравнения, диаметр Тритона составляет около 2705 километров. Результаты этого исследования были недавно опубликованы в журнале Science Advances и могут помочь ученым лучше понять происхождение не только лун Нептуна, но и других лун внешней солнечной системы.

Image of Neptune, its rings, and several inner moons, taken by the Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) instrument onboard NASA’s James Webb Space Telescope. (Credit: Image: NASA, ESA, CSA, STScI; Image Processing: Joseph DePasquale (STScI), Naomi Rowe-Gurney (NASA-GSFC))

С помощью Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec), установленного на космическом телескопе Джеймса Уэбба, исследователи выяснили, что все три луны и кольца не содержат водяного льда. Это контрастирует с объектами внешней солнечной системы, находящимися на огромном расстоянии от Солнца, что указывает на возможное другое происхождение, отличное от того, с которым они существуют сейчас. Кроме того, две луны (Ларисса и Галатея) и кольца были идентифицированы как содержащие водосодержащие глиняные минералы с магнием, что также указывает на иное происхождение.

В конечном итоге исследователи пришли к выводу, что все три луны и кольца образовались из внутренних частей более крупных лун, возможно, карликовой планеты, которые были разорваны, когда Тритон был захвачен Нептуном много лет назад. После этого этот материал слился вместе (известный как аккреция), чтобы сформировать сегодняшние луны и кольца. Команда также отметила, что отсутствие водосодержащих глиняных минералов с магнием у Протея указывает на то, что этот небольшой спутник образовался из другой части диска обломков.

"Если бы у Нептуна когда-то была система лун, похожая на ту, что мы видим у Урана сегодня, мы ожидаем, что она была бы полностью уничтожена в процессе захвата Тритона," — говорит доктор Райли Дэвис, который завершил свою докторскую диссертацию в Caltech в 2026 году и является ведущим автором исследования. "Это захватывающее новое свидетельство того, что в Нептуне произошло что-то катастрофическое, что полностью разрушило его оригинальные спутники, и мы начинаем видеть следы, оставленные этим процессом."

Нептун был впервые открыт в сентябре 1846 года, а Тритон был обнаружен всего через месяц. Прошло более 100 лет, прежде чем была обнаружена следующая луна Нептуна — Нереида в 1949 году. За ней последовала Ларисса в 1981 году, чье открытие было подтверждено NASA во время исторического пролета Voyager 2 в 1989 году. Во время этого же пролету Voyager обнаружил еще пять лун (Наяда, Таласса, Деспина, Галатея и Протей), но официальные записи указывают на то, что космический аппарат нашел шесть новых лун с подтверждением Лариссы. 2002 год стал еще одним важным этапом в открытии новых лун Нептуна, когда были обнаружены пять дополнительных лун (Халимеда, Сао, Лаомедея, Несо и S/2002 N 5). Луна Псаматия была открыта в 2003 году, за ней последовал Гиппокамп в 2013 году, а затем S/2021 N 1 была открыта в 2021 году.

Какую новую информацию о истории лун Нептуна смогут получить исследователи в ближайшие годы и десятилетия? Время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!

Как всегда, продолжайте заниматься наукой и смотрите вверх!