Istraživanje više mjeseci Sunčevog sustava otkrilo je mnoštvo informacija u posljednjih nekoliko desetljeća. Tu spadaju Mjeseci Jupitera - od kojih je 69 identificirano i nazvano - Saturn (kojih ima 62) i Uran (27). U sva tri slučaja, sateliti koji kruže oko ovih plinskih divova imaju probodene orbite niskog nagiba. Međutim, unutar Neptunovog sustava astronomi su primijetili da je situacija sasvim drugačija.
U usporedbi s drugim plinskim divovima, Neptun ima daleko manje satelita, a većina mase sustava koncentrirana je unutar jednog satelita za koji se vjeruje da je zarobljen (tj. Triton). Prema novoj studiji tima s Weizmannovog instituta za znanost u Izraelu i Jugozapadnog istraživačkog instituta (SwRI) u Boulderu, Colorado, Neptun je možda nekada imao masivniji sistem satelita, što je dolazak Tritona možda poremetio.
Studija pod naslovom "Tritonova evolucija s primordijalnim Neptunovim satelitskim sustavom" nedavno se pojavila u The Astrophysical Journal. Istraživački tim sastojao se od Raluca Rufua, astrofizičara i geofizičara iz Weizmannovog instituta, i Robina M. Canupa - suradnika VP SwRI-a. Zajedno su razmatrali modele iskonskog neptunskog sustava i kako se on mogao promijeniti zahvaljujući dolasku Tritona.
Dugi niz godina astronomi su smatrali da je Triton nekada bio patuljasti planet koji je izbačen iz Kuiperovog pojasa i uhvaćen gravitacijom Neptuna. Temelji se na njegovoj retrogradnoj i visoko nagnutoj orbiti (156,885 ° do Neptunovog ekvatora), što je u suprotnosti s trenutnim modelima formiranja plinskih divova i njihovih satelita. Ovi modeli sugeriraju da njihovi planeti, kao divovski planeti, stvaraju plin iz okolnog diska.
U skladu s ostalim plinskim divovima, najveći od ovih satelita imao bi rakete, pravilne orbite koje nisu posebno nagnute u odnosu na ekvator njihove planete (obično manje od 1 °). U tom pogledu, vjeruje se da je Triton nekoć bio dio binarne faze koja je sastavljena od dva transneptunijska objekta (TNO). Kad bi se zavrtjeli pokraj Neptuna, Triton bi bio zarobljen njegovom gravitacijom i postepeno je pao u svoju trenutnu orbitu.
Kako dr. Rufu i dr. Canup navode u svojoj studiji, dolazak ovog masivnog satelita vjerojatno bi izazvao velike poremećaje u Neptunovom sustavu i utjecao na njegov razvoj. To se sastojalo od njih koji su istraživali kako bi interakcije - poput rasipanja ili sudara - između prethodnih satelita Tritona i Neptuna izmijenile Tritonovu orbitu i masu, kao i sustav u cjelini. Kako objašnjavaju:
"Procjenjujemo jesu li sudari iskonskih satelita dovoljno razorni da bi stvorili disk otpada koji bi ubrzao Tritonovu cirkulaciju ili će Triton najprije osjetiti razaranje. Nastojimo pronaći masu prvobitnog satelitskog sustava koja bi dala trenutnu arhitekturu Neptunovog sustava. "
Da bi testirali kako se neptunski sustav mogao razvijati, razmotrili su različite vrste iskonskih satelitskih sustava. Ovo je uključivalo onaj koji je bio u skladu s Uranovim trenutnim sustavom, sastavljen od prograde satelita sličnog masnog omjera kao najveći Uronovi Mjeseci - Ariel, Umbriel, Titania i Oberon - kao i onaj koji je bio ili više ili manje masivan. Zatim su izveli simulacije kako bi utvrdili na koji bi način Tritonov dolazak promijenio te sustave.
Te su se simulacije temeljile na zakonima o skaliranju poremećaja koji su smatrali kako bi utjecaji koji nisu bili pogođeni između Tritona i drugih tijela doveli do preraspodjele materije u sustavu. Nakon 200 simulacija otkrili su da će sustav koji ima omjer mase sličan trenutnom uranonskom sustavu (ili manji) najvjerojatnije proizvesti sadašnji neptunski sustav. Kako navode:
"Otkrivamo da prethodni satelitski sustav s omjerom mase sličan uranskom ili manjem sustavu ima značajnu vjerojatnost reprodukcije postojećeg Neptunovog sustava, dok masivniji sustav ima malu vjerojatnost da će dovesti do trenutne konfiguracije."
Također su otkrili da interakcija Tritona i ranijeg satelitskog sustava nudi i potencijalno objašnjenje kako se njegova početna orbita mogla smanjiti dovoljno brzo da sačuva orbite malih nepravilnih satelita. Ova tijela slična Nereidu inače bi bila izbačena iz svojih orbita jer su plimne sile između Neptuna i Tritona natjerale Tritona da preuzme svoju trenutnu orbitu.
Konačno, ova studija ne nudi samo moguće objašnjenje zašto se Neptunov sustav satelita razlikuje od sustava ostalih plinskih divova; to također ukazuje da je odgovornost Neptuna do Kuiperovog pojasa. Svojedobno je Neptun imao sustav Mjeseca koji su bili vrlo slični onima Jupitera, Saturna i Urana. Ali budući da je dobro pokupiti patuljaste predmete planetarne veličine koji su izbačeni iz pojasa Kuiper, to se promijenilo.
Gledajući u budućnost, Rufu i Canup pokazuju da su potrebne dodatne studije kako bi se osvijetlilo Tritonovo rano razvijanje kao neptunski satelit. U suštini, još uvijek nema neodgovorenih pitanja koja se tiču utjecaja sustava postojećih satelita na Triton i koliko su bili stabilni njegovi sateliti nepravilnog rada.
Ova otkrića su također predstavili dr. Rufu i dr. Canup tijekom 48. konferencije o Lunarnoj i planetarnoj znanosti koja se održala u Woodlandsu u Teksasu prošlog ožujka.
