كشفت دراسة العديد من أقمار النظام الشمسي عن ثروة من المعلومات على مدى العقود القليلة الماضية. وتشمل هذه أقمار المشتري - تم تحديد 69 منها وتسميتها - زحل (الذي يحتوي على 62) وأورانوس (27). في جميع الحالات الثلاث ، تحتوي الأقمار الصناعية التي تدور حول عمالقة الغاز هذه على مدارات ذات ميل منخفض ومنحدر. ومع ذلك ، لاحظ علماء الفلك في النظام النبتون أن الوضع مختلف تمامًا.
بالمقارنة مع عمالقة الغاز الآخرين ، فإن نبتون لديه عددًا أقل من الأقمار الصناعية ، ويتركز معظم كتلة النظام داخل قمر صناعي واحد يُعتقد أنه تم التقاطه (أي تريتون). وفقًا لدراسة جديدة أجراها فريق من معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل ومعهد ساوثويست للأبحاث (SwRI) في بولدر ، كولورادو ، ربما كان لدى نبتون أنظمة أكبر من الأقمار الصناعية ، والتي ربما عطلت وصول تريتون.
ظهرت الدراسة التي تحمل عنوان "تطور Triton مع نظام الأقمار الصناعية النبتوني البدائي" مؤخرًا في المجلة الفيزيائية الفلكية. تألف فريق البحث من رالوكا روفو ، عالمة الفيزياء الفلكية والجيوفيزيائية من معهد وايزمان ، وروبين م. كانوب - نائب الرئيس المساعد لـ SwRI. معا ، نظروا في نماذج لنظام نبتون البدائي ، وكيف يمكن أن يتغير بفضل وصول تريتون.
لسنوات عديدة ، كان الفلكيون يعتقدون أن تريتون كان في السابق كوكبًا قزمًا تم طرده من حزام كويبر واستولت عليه جاذبية نبتون. ويستند هذا إلى مداره الرجعي والمائل للغاية (156.885 درجة إلى خط استواء نبتون) ، والذي يتعارض مع النماذج الحالية لكيفية تشكل عمالقة الغاز وأقمارها الصناعية. تشير هذه النماذج إلى أنه مع تراكم الكواكب العملاقة للغاز ، تتكون أقمارها من قرص حطام محيطي.
بالاتساق مع عمالقة الغاز الآخرين ، سيكون للأكبر من هذه الأقمار الصناعية مدارات منتظمة ومنتظمة لا تكون مائلة بشكل خاص بالنسبة إلى خط الاستواء الخاص بكوكبها (عادة أقل من 1 درجة). في هذا الصدد ، يعتقد أن Triton كان جزءًا من ثنائي يتكون من كائنين عبر نبتون (TNOs). عندما تأرجحوا بعد نبتون ، لكانت تريتون قد أسرت بجاذبيتها وسقطت تدريجياً في مدارها الحالي.
كما ذكر د. روفو والدكتور كانوب في دراستهما ، فإن وصول هذا القمر الصناعي الضخم كان من المحتمل أن يسبب الكثير من الاضطراب في نظام نيبتون ويؤثر على تطوره. كان هذا يتألف من استكشاف كيفية قيام التفاعلات - مثل التشتت أو التصادم - بين الأقمار الصناعية السابقة لتريتون ونبتون بتعديل مدار وكتلة تريتون ، وكذلك النظام ككل. كما يشرحون:
"نحن نقيم ما إذا كانت التصادمات بين الأقمار الصناعية البدائية مدمرة بما يكفي لإنشاء قرص حطام من شأنه تسريع تعميم Triton ، أو ما إذا كان Triton سيواجه تأثيرًا مزعجًا أولاً. نحن نسعى إلى العثور على كتلة النظام الساتلي البدائي الذي من شأنه أن ينتج البنية الحالية للنظام نيبتون. "
لاختبار كيفية تطور نظام نبتون ، نظروا في أنواع مختلفة من أنظمة الأقمار الصناعية البدائية. وشمل ذلك واحدًا كان متسقًا مع نظام أورانوس الحالي ، ويتكون من أقمار صناعية بروغراد ذات حصة جماعية مماثلة لأكبر أقمار أورانوس - أرييل ، أومبريل ، تيتانيا وأوبرون - بالإضافة إلى واحد كان أكثر أو أقل كتلة. ثم أجروا عمليات محاكاة لتحديد كيف كان وصول Triton قد غير هذه الأنظمة.
وقد استندت هذه المحاكاة إلى قوانين تحجيم الاضطراب التي نظرت في الكيفية التي كان من الممكن أن تؤدي بها التأثيرات غير القابلة للهروب بين Triton والهيئات الأخرى إلى إعادة توزيع المادة في النظام. ما وجدوه ، بعد 200 محاكاة ، هو أن النظام الذي لديه نسبة كتلة مشابهة للنظام الحالي في أوران (أو أصغر) كان من المرجح أن ينتج نظام نبتون الحالي. كما يقولون:
"نجد أن وجود نظام قمر صناعي سابق بنسبة كتلة مشابهة للنظام Uranian أو أصغر لديه احتمال كبير في إعادة إنتاج نظام Neptunian الحالي ، في حين أن النظام الأكثر ضخامة لديه احتمال ضئيل يؤدي إلى التكوين الحالي."
ووجدوا أيضًا أن تفاعل Triton مع نظام ساتلي سابق يقدم أيضًا تفسيرًا محتملًا لكيفية انخفاض مداره الأولي بسرعة كافية للحفاظ على مدارات الأقمار الصناعية الصغيرة غير المنتظمة. لولا ذلك لكانت هذه الأجسام الشبيهة بالنيريد قد طُردت من مداراتها لأن قوى المد والجزر بين نبتون وتريتون جعلت تريتون يفترض مداره الحالي.
في نهاية المطاف ، لا تقدم هذه الدراسة فقط تفسيرًا محتملاً لسبب اختلاف نظام سواتل نبتون عن نظام عمالقة الغاز الآخرين ؛ يشير أيضًا إلى أن قرب نبتون من حزام كويبر هو المسؤول. في وقت ما ، ربما كان لدى نبتون نظامًا من الأقمار يشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في المشتري وزحل وأورانوس. ولكن نظرًا لأنها في موقع جيد لالتقاط أجسام قزمة بحجم الكوكب تم طردها من حزام كويبر ، فقد تغير هذا.
بالنظر إلى المستقبل ، يشير كل من Rufu و Canup إلى الحاجة إلى دراسات إضافية من أجل تسليط الضوء على تطور Triton المبكر كقمر نبتون. بشكل أساسي ، لا تزال هناك أسئلة بلا إجابة فيما يتعلق بتأثيرات نظام الأقمار الصناعية الموجودة مسبقًا على Triton ، ومدى استقرار الأقمار الصناعية غير المنتظمة.
تم تقديم هذه النتائج أيضًا من قبل الدكتور ، روفو ، والدكتور كانوب خلال مؤتمر علوم القمر والكواكب الثامن والأربعين ، الذي عقد في وودلاندز ، تكساس ، في مارس الماضي.
