В 1989 году «Вояджер-2» открыл у Нептуна шесть новых спутников, включая пять крошечных, вращающихся сразу за главными кольцами планеты. Из-за их малых размеров изучать их с Земли было почти невозможно. Теперь космический телескоп «Джеймс Уэбб» позволил команде исследователей из Калифорнийского технологического института (Калтех) в США заглянуть в их состав. Результаты опубликованы в научном журнале Science Advances.
Ученые наблюдали кольца Нептуна и три его внутренние луны — Лариссу, Галатею и Протея. Спектроскоп NIRSpec «Уэбба» разложил свет, отраженный от этих объектов, на спектры, позволив определить их химический состав.
На всех трех лунах и в кольцах обнаружили филлосиликаты — глинистые минералы, богатые магнием. «Филлосиликаты никогда не обнаруживали во внешней части Солнечной системы за пределами Юпитера, так что это не было в нашем списке того, что мы искали, — говорит Дэвис. — Мы были шокированы, найдя эти глины».
Проблема в том, что филлосиликаты образуются только в присутствии жидкой воды. Но в спектрах ни одной из трех лун не обнаружено водяного льда.
Это действительно удивительно, потому что все в этой части Солнечной системы очень ледяное. Мы вполне уверены, что эти минералы попали на луны изнутри чего-то достаточно крупного, чтобы выделялось достаточно тепла для плавления водяного льда
Исследователи считают, что это «что-то» — исходная система крупных ледяных спутников, похожая на ту, что сегодня есть у Урана. Она была полностью разрушена, когда в систему Нептуна ворвался Тритон — крупнейшая луна планеты. Согласно модели, Тритон сформировался в поясе Койпера и был захвачен гравитацией Нептуна. Этот захват катастрофически нарушил орбиты существовавших лун, вызвав их столкновения и разрушение. Из обломков затем сформировались современные внутренние луны и кольца.
«Если у Нептуна когда-то была система лун, похожая на то, что мы видим у Урана сегодня, мы ожидаем, что она была полностью разрушена в процессе захвата Тритона, — говорит Дэвис. — Это захватывающее новое свидетельство того, что у Нептуна произошла катастрофа, полностью уничтожившая его первоначальные спутники, и мы видим отпечатки, оставленные этим процессом».
Интересно, что филлосиликаты не обнаружились на Протее — самом крупном из исследованных спутников. Это указывает на то, что Протей мог сформироваться из другого региона диска обломков или подвергся нагреву, разрушившему глинистые минералы. Кроме того, на всех трех лунах нашли еще один гидратированный минерал, который команда пока не смогла идентифицировать — он не соответствует ни одному известному в спектральных библиотеках.
Команда рассматривает и альтернативное объяснение: обломки могли образоваться в результате приливного разрушения крупного дифференцированного объекта пояса Койпера (размером с Плутон), который прошел слишком близко к Нептуну.
«В любом случае, то, что мы видим на этих лунах, должно было попасть туда изнутри чего-то гораздо более крупного, — говорит Дэвис. — Внутренние луны Нептуна — единственное место в Солнечной системе, где мы можем напрямую заглянуть в состав глубоких недр крупного ледяного мира. Этот материал обычно навсегда погребен — мы можем только предполагать, что там. Здесь же катастрофическое событие буквально вывернуло эти древние луны наизнанку, и мы видим, что было скрыто внутри».
Открытие подтверждается независимым исследованием того же коллектива, которое предполагает, что луна Нептуна Нерида — единственный уцелевший фрагмент исходной системы. Вместе эти работы переписывают историю системы Нептуна.
Ранее Наука Mail рассказывала, что единственным первоначальным спутником Нептуна была луна Нерида.