Cercetătorii au folosit Telescopul spaţial James Webb al NASA pentru a analiza compoziţia a trei dintre micile luni interioare ale lui Neptun — Proteus, Larissa şi Galatea — precum şi a inelelor interioare prăfuite ale planetei.
Observaţiile au indicat prezenţa unor minerale argiloase despre care astrofizicienii consideră că se formează în interiorul anumitor corpuri cereşti din regiunile exterioare ale Sistemului Solar.
Mineralele bogate în magneziu au fost identificate şi pe planeta pitică Ceres, care orbitează în centura principală de asteroizi dintre Marte şi Jupiter, precum şi în unii meteoriţi.
„Aceste minerale necesită un contact prelungit între apa lichidă şi rocă pentru a se forma”, a declarat Ryleigh Davis, specialistă în ştiinţe planetare şi cercetătoare postdoctorală la Universitatea California din San Diego.
Davis este autoarea principală a studiului publicat în revista Science Advances.
Potrivit acesteia, lunile interioare analizate sunt prea mici şi prea reci pentru ca mineralele să se fi format pe suprafaţa sau în interiorul lor.
„Lunile în sine sunt mult prea mici şi reci pentru ca acea reacţie chimică să fi avut loc la faţa locului, aşa că argila a trebuit să provină de altundeva — din interiorul profund al unui corp străvechi mult mai mare”, a explicat cercetătoarea.
Descoperirea sugerează că sistemul de sateliţi al lui Neptun a fost afectat de un eveniment violent, care a distrus vechile luni ale planetei şi a expus materialele din interiorul acestora.
„Descoperirea acestui material pe lunile interioare ale lui Neptun indică un eveniment catastrofal din trecutul lui Neptun, care a distrus acele corpuri cereşti străvechi şi le-a expus interiorul profund, iar micile luni şi inele pe care le vedem astăzi s-au reformat din acele rămăşiţe”, a declarat Ryleigh Davis.
Aceasta a lucrat la studiu în perioada în care era cercetătoare la Caltech.
Conform cercetătorilor, principalul responsabil pentru catastrofă ar fi Triton, cea mai mare lună actuală a lui Neptun, care s-ar fi format iniţial în Centura Kuiper, o regiune îndepărtată a Sistemului Solar.
La un moment dat în primul miliard de ani după formarea Sistemului Solar, produsă în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani, Triton ar fi fost capturat de atracţia gravitaţională a lui Neptun.
În acea perioadă, marile planete gazoase încă migrau către orbitele lor actuale.
Triton este puţin mai mare decât Pluto, un alt corp din Centura Kuiper, dar mai mic decât Luna, satelitul natural al Pământului.
După capturare, influenţa gravitaţională a lui Triton ar fi destabilizat lunile originale ale lui Neptun, iar majoritatea acestora s-ar fi ciocnit unele de altele. Lunile interioare observate în prezent s-ar fi format ulterior dintr-o parte a resturilor rezultate.
„Interiorul lunilor mari îngheţate ne este, de obicei, ascuns permanent, îngropat sub straturi groase de gheaţă de apă şi accesibil doar prin modele şi deducţii. Lunile interioare ale lui Neptun ar putea fi singurul loc din Sistemul Solar unde putem observa direct acel material, deoarece acest eveniment catastrofal a dus, practic, la întoarcerea pe dos a acelor corpuri cereşti străvechi”, a afirmat Davis.
Triton este singura lună mare din Sistemul Solar care orbitează în direcţia opusă rotaţiei planetei sale.
Această caracteristică reprezintă un argument suplimentar în favoarea ipotezei că satelitul a fost capturat după ce s-a format într-o altă regiune, în loc să fi apărut împreună cu lunile originale ale lui Neptun.
Jupiter, Saturn şi Uranus au fiecare sisteme de luni mari formate în jurul planetelor, care urmează orbite aproximativ circulare şi se deplasează în aceeaşi direcţie cu rotaţia planetelor gazdă.
„Neptun este singura planetă gigantică din Sistemul Solar fără un sistem ordonat de sateliţi mari şi regulaţi. Aşadar, Neptun s-a trezit cu un intrus capturat care îi domină sistemul de sateliţi, în loc de familia ordonată de luni pe care o vedem la celelalte planete gigantice”, a explicat Ryleigh Davis.
Triton reprezintă peste 99% din masa totală a sistemului de sateliţi şi inele al lui Neptun.
Neptun, aflat la o distanţă de Soare de aproximativ 30 de ori mai mare decât Pământul, are 16 luni cunoscute.
Nereida, una dintre cele mai îndepărtate luni ale planetei, are una dintre cele mai eliptice orbite întâlnite în Sistemul Solar.
Potrivit cercetătorilor, compoziţia Nereidei, analizată într-un alt studiu, sugerează că aceasta ar putea fi singura lună originală a lui Neptun care a supravieţuit destabilizării provocate de Triton.
Pe suprafaţa lui Triton, despre care se consideră că are o compoziţie asemănătoare cu cea a lui Pluto, se găsesc gheaţă de azot, gheaţă de metan şi dioxid de carbon. Satelitul are şi o atmosferă subţire de azot.
Cercetătorii iau în calcul şi o altă ipoteză, considerată însă mai puţin probabilă: un corp din Centura Kuiper, de dimensiunea lui Pluto, ar fi trecut prea aproape de Neptun şi ar fi fost distrus de gravitaţia planetei.
Ryleigh Davis a afirmat că istoria lunilor lui Neptun evidenţiază caracterul violent al evoluţiei Sistemului Solar.
„Este un exemplu elocvent al modului în care un singur eveniment întâmplător poate modifica fundamental arhitectura unui sistem planetar”, a concluzionat cercetătoarea.