Впервые используя космический телескоп NASA «Джеймс Уэбб», астрономы исследовали состав колец Нептуна и двух его малых спутников — Ларисы и Галатеи. И вместо ожидаемого водяного льда они обнаружили минералы, которые могли сформироваться только при длительном контакте с жидкой водой. Однако на таких крошечных объектах условий для жидкой воды не существует и никогда не могло существовать.
Выходит, что эти спутники когда-то были частью более крупных небесных тел (или одного тела), где давление и радиоактивный разогрев позволяли воде оставаться жидкой.
Тайна внутренней системы Нептуна
Внутренняя система Нептуна — кольца и малые спутники, обращающиеся наиболее близко к планете — до сих пор остается одной из наименее изученных областей в Солнечной системе. Ученые десятилетиями пытались понять: сформировались ли эти объекты одновременно с планетой или возникли позже, из обломков более крупных тел? До сих пор прямых доказательств не было.
Для поиска ответа астрономы направили «Джеймс Уэбб» на систему Нептуна и с помощью инфракрасной спектроскопии проанализировали свет, отраженный от поверхности спутников Протей, Лариса и Галатея, а также от частиц колец. Каждый минерал поглощает свет по-своему, оставляя характерные «отпечатки» в спектре. Это дает возможность определить состав объекта даже на расстоянии почти 4,5 миллиарда километров от Земли.
Результаты оказались неожиданными. В спектрах Ларисы, Галатеи и частиц колец обнаружились признаки гидратированных силикатов — минералов, образующихся при взаимодействии горных пород с жидкой водой.
На малых спутниках вроде Ларисы (диаметр около 200 километров) и Галатеи (диаметр около 180 километров) таких условий быть не может. Их гравитации недостаточно, чтобы удержать тепло и создать давление, необходимое для сохранения воды в жидком состоянии. Если бы они сформировались сами по себе, их поверхность должна была бы состоять из чистого водяного льда и небольшого количества горных пород.
Но спектры говорят о более драматичной истории зарождения.
Разрушенная система
Единственное возможное объяснение заключается в том, что вещество, из которого состоят нынешние малые спутники и кольца, когда-то находилось внутри гораздо более крупных ледяных тел — возможно, размером с Тритон или больше. Внутри таких объектов вполне могли существовать зоны, где лед плавился, вода взаимодействовала с породами, и формировались гидратированные минералы.
Затем эти крупные тела были разрушены, а позже из их обломков сформировались современные внутренние спутники и кольца.
Что могло вызвать такую катастрофу? Наиболее вероятный кандидат — Тритон, крупнейший спутник Нептуна. Астрономы давно подозревают, что Тритон не родился в системе планеты, а был захвачен ею из пояса Койпера. Его орбита ретроградна — он движется в обратном направлении по сравнению с вращением Нептуна. Это явный признак захвата.
Когда Тритон вошел в систему Нептуна, его гравитация могла дестабилизировать орбиты существовавших тогда крупных спутников, вызвав их столкновения и разрушение. То, что мы видим сегодня — кольца и малые спутники — это, вероятно, следы древней катастрофы.
Интересно, что Протей — крупнейший из внутренних спутников Нептуна (диаметр около 420 километров) — демонстрирует спектр, отличающийся от спектров Ларисы и Галатеи. Его поверхность не содержит явных следов гидратированных минералов.
Это говорит о том, что Протей мог сформироваться иначе или позже остальных спутников, либо его поверхность была значительно обновлена каким-то пока неизвестным процессом, скрывшим древние минералы от «Джеймса Уэбба».
Ценность удивительного открытия
Данное открытие дает понять, что внутренняя система Нептуна представляет собой единственное известное место в Солнечной системе, где мы можем изучать вещество из недр давно разрушенных крупных ледяных тел без необходимости отправлять туда дорогостоящий космический аппарат. Обломки этих древних тел доступны для дистанционного анализа прямо сейчас.
Более того, результаты показывают, что даже крошечные спутники способны хранить ценнейшую информацию о событиях, произошедших миллиарды лет назад. Так что внутренняя система Нептуна — это по сути архив, изучая который мы можем узнать много нового о формировании и эволюции Солнечной системы.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Читайте также: У крошечного мира за Нептуном нашли атмосферу, которой там не должно быть.
