SPACEWAY. Тритон: карликовая планета, ставшая спутником Нептуна

Изображение Тритона, созданное путем объединения нескольких снимков, которые были получены 25 августа 1989 года космическим аппаратом NASA «Вояджер-2». В момент фотосъемки «Вояджер-2» находился на расстоянии около 189 000 километров от поверхности Тритона / © NASA/JPL

На задворках Солнечной системы, на расстоянии около 4,5 миллиарда километров от Земли, вокруг ледяного гиганта Нептуна вращается загадочный спутник с удивительной историей. Тритон — не просто еще одна луна в нашей огромной космической семье. Это небесное тело с необычной историей, которое, исходя из имеющихся данных, когда-то было самостоятельной карликовой планетой, пока не попало в гравитационный плен Нептуна.

Тритон — карликовая планета?

Тритон выделяется среди других крупных спутников Солнечной системы своей необычной орбитой. Он вращается в направлении, противоположном вращению Нептуна, то есть демонстрирует ретроградное движение. Этот факт сразу же вызывает подозрения астрономов: естественные спутники, сформировавшиеся вместе с материнской планетой, практически всегда вращаются в том же направлении, что и она сама.

Современная научная теория предполагает захватывающий сценарий: Тритон родился не рядом с Нептуном, а в поясе Койпера — далекой области Солнечной системы, где обитают ледяные карликовые планеты вроде Плутона, Эриды, Хаумеа и Макемаке.

Что заставляет ученых считать, что Тритон — пришелец из далекого пояса Койпера? На сегодняшний день существует несколько весомых доказательств:

Ретроградная орбита

Как уже упоминалось, Тритон — единственный крупный спутник в Солнечной системе, который движется в направлении, противоположном вращению своей планеты. Такая орбита не могла сформироваться естественным путем в протопланетном диске Нептуна.

Химический состав

Изучение поверхности Тритона показывает удивительное сходство с Плутоном. Оба небесных тела преимущественно состоят из горных пород, азотного льда, водяного льда и метанового льда. Это наводит на мысль о схожем происхождении.

Нептун и Тритон «глазами» зонда NASA «Вояджер-2». Изображение было получено 31 августа 1989 года. Расстояние до Нептуна составляло 8 988 249 километров / © NASA/JPL

Атмосферное сходство

Тритон обладает чрезвычайно разреженной атмосферой, состоящей в основном из азота с небольшими примесями метана и угарного газа. Удивительно, но атмосфера Плутона имеет практически идентичный состав.

Геологическая активность

И Тритон, и карликовые планеты пояса Койпера демонстрируют признаки криовулканизма — извержений, при которых вместо расплавленной лавы на поверхность выбрасываются замерзшие газы и жидкости.

Как произошло «похищение»?

Каким образом карликовая планета, находящаяся в отдаленном поясе Койпера, могла стать спутником Нептуна? Согласно моделям планетарной эволюции, в ранней Солнечной системе происходили глобальные перестройки орбит планет.

Одна из наиболее популярных гипотез — модель Ниццы — предполагает, что газовые гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) сформировались гораздо ближе к Солнцу, чем они находятся сейчас. Затем, из-за гравитационных взаимодействий между собой и с оставшимся диском планетезималей, они мигрировали на свои нынешние орбиты.

Во время этого хаотичного периода Нептун мог пройти через пояс Койпера, нарушив орбиты множества объектов. При таком сценарии Тритон мог оказаться слишком близко к Нептуну и попасть в его гравитационные объятия.

Альтернативная гипотеза предполагает, что Тритон изначально был частью двойной системы (как Плутон и Харон), путешествовавшей по поясу Койпера. Когда эта пара проходила слишком близко к Нептуну, произошло сложное гравитационное взаимодействие: компаньон Тритона был выброшен из системы, а сам Тритон был подхвачен мощным притяжением Нептуна. Такой механизм захвата объясняет, почему Тритон движется по ретроградной орбите.

Еще один портрет Тритона от «Вояджера-2» / © NASA/JPL

Уникальные особенности бывшей карликовой планеты

Статус Тритона как плененной карликовой планеты делает его одним из самых интересных объектов для изучения:

Размер: Тритон — седьмой по величине спутник в Солнечной системе (и самый крупный спутник Нептуна), диаметром около 2 700 километров (больше, чем карликовая планета Эрида).

Экстремальные температуры: поверхность Тритона — одна из самых холодных в Солнечной системе со средней температурой около −235°C. При таком экстремальном холоде азот, преобладающий в атмосфере, конденсируется и замерзает, покрывая большую часть поверхности ледяной коркой.

«Дынная кожура«: характерный ландшафт поверхности (снимок ниже), напоминающий кожуру дыни, не имеет аналогов в Солнечной системе.

Активные гейзеры: несмотря на экстремальный холод, на Тритоне наблюдаются извержения азотных гейзеров, выбрасывающих материал на высоту до восьми километров.

Возможное наличие подповерхностного океана: ученые предполагают, что под ледяной корой Тритона может скрываться океан, поддерживаемый в жидком состоянии благодаря внутреннему теплу, создаваемому приливными силами Нептуна и радиоактивным распадом элементов в его недрах. Это делает Тритон потенциальным кандидатом на поиски внеземной жизни, что значительно повышает научную ценность его исследования.

Трагическое будущее

Поскольку Тритон движется по ретроградной орбите, его вращение постепенно замедляется из-за приливных взаимодействий. В результате он медленно, но неизбежно приближается к Нептуну.

Ландшафт канталупы — это особенность Тритона, которую иногда называют «землей дыни» из-за ее сходства с кожурой дыни. Изображение от «Вояджера-2» / © NASA/JPL

Астрономы подсчитали, что примерно через 3,6 миллиарда лет Тритон подойдет к Нептуну настолько близко, что достигнет предела Роша — критической границы, где гравитация планеты буквально разорвет спутник на части. Когда это произойдет, бесчисленное множество фрагментов Тритона образуют вокруг Нептуна впечатляющую систему колец, которая, вероятно, затмит даже кольца Сатурна.

Исследования системы Нептуна

С момента исторического пролета «Вояджера-2» в 1989 году ни один космический аппарат не приближался к Тритону — это была единственная миссия, которая когда-либо исследовала его вблизи. Однако научный интерес к этому уникальному объекту пояса Койпера только растет.

NASA рассматривает миссию Trident, которая может отправиться в систему Нептуна в октябре 2025 года (крайне маловероятно) или в октябре 2026 года. Прибытие в систему ледяного гиганта намечено на конец июня 2038 года.

Выбор даты запуска не случаен: она связана с уникальным астрономическим окном, которое открывается лишь раз в 13 лет, когда Земля и Юпитер выстраиваются в оптимальную позицию. Это позволило бы космическому аппарату использовать гравитационное поле Юпитера как гравитационную пращу, которая направила бы его прямо к Тритону, сэкономив огромное количество топлива и времени.

Источник

Подпишитесь на наш телеграм-канал https://t.me/history_eco

Публикация на Тelegra.ph

Еще по теме:

Хвост, чешуя, метановый снег и другие загадки Плутона

Планета Kepler-438b: почти Земля