Спутник Нептуна Нереида десятилетиями считался «чужаком», захваченным из пояса Койпера. При этом именно он может оказаться единственным уцелевшим фрагментом древней спутниковой системы планеты. Новое исследование меняет представления о бурной истории Нептуна и помогает понять, как гигантские миры перестраивали свои окрестности на заре Солнечной системы.
Астрономы считают крупнейший спутник Нептуна Тритон аномалией. Дело в том, что движется он по ретроградной орбите, то есть вращается вокруг планеты в противоположную сторону (по сравнению с большинством крупных лун). По этой причине в планетологии много лет доминирует сценарий, в котором Тритон сформировался отдельно, как объект пояса Койпера, а затем был захвачен Нептуном. После его орбита постепенно стабилизировалась, а первоначальная система спутников планеты разрушилась.
На этом фоне Нереида выглядела еще одной жертвой космического хаоса. Поскольку эта третья по величине луна Нептуна с крайне вытянутой орбитой, ее относили к так называемым неправильным спутникам — объектам, захваченным извне. Нереида, однако, всегда выбивалась из этого класса: она слишком крупная, расположена очень близко к Нептуну и в целом необычна по своим характеристикам.
Теперь, изучив Нереиду с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», исследовательская группа под руководством Мэттью Белякова (Matthew Belyakov) из Калифорнийского технологического института (США) обнаружила, что ее происхождение, вероятно, совсем иное. Результаты научной работы представлены в журнале Science Advances.
Анализ инфракрасного спектра луны показал, что ее поверхность богата водяным льдом, но не похожа ни на один известный объект пояса Койпера. Из-за органических соединений и космического выветривания поверхность таких тел обычно более темная и красноватая. Нереида же оказалась заметно ярче и «синее» в инфракрасном диапазоне. Сравнив эту луну с десятками транснептуновых объектов и со спутником Сатурна Феба — классическим примером захваченного тела из пояса Койпера, — совпадений ученые не нашли.
Новый сценарий, предложенный в статье, показал, что изначально Нереида могла быть обычным спутником, сформировавшимся рядом с планетой. Затем в систему вторгся Тритон. Пока его орбита менялась после захвата, он гравитационно раскидывал остальные луны: часть была уничтожена, а другая выброшена в космос. Нереида же чудом уцелела и получила сильно вытянутую орбиту. Такой сценарий, как показало моделирование, воспроизводит современное положение спутника.
Авторы нового исследования описали Тритон в рамках традиционной для американской школы модели — как уже сформированный объект, захваченный Нептуном при гравитационном взаимодействии в ранней Солнечной системе.
Другие работы, однако, рисуют иную картину: формирование и эволюция Тритона, судя по всему, была куда сложнее и могла включать несколько этапов динамической перестройки системы планеты. Одна из версий гласит, что Тритон не был целиком захвачен гравитацией Нептуна и сформировался на орбите вокруг планеты-гиганта, о чем Naked Science рассказывал ранее.