Nový scénář původu Neptunova měsíce Triton

Neptunův velký měsíc Triton možná kdysi opustil svého dřívějšího partnera a přistál na neobvyklé oběžné dráze kolem Neptuna. Triton je mezi všemi velkými měsíci sluneční soustavy jedinečný, protože obíhá Neptun v opačném směru, než planeta obíhá okolo Slunce, tedy po tak zvané retrográdní dráze. Je velmi nepravděpodobné, že by mohl vniknout v tomto uspořádání a je tedy pravděpodobné, že byl zachycen odjinud.

Ve vydání časopisu NATURE z 11.května, popisují planetární vědci Craig Agnor z Kalifornské university v Santa Cruz (UCSC) a Douglas Hamilton z Marylandské university nový model gravitačního zachycení družic planet za přítomností tří těles, dvojité soustavy a planety. Podle tohoto scénáře byl Triton původně součástí binárního páru objektů obíhajících kolem Slunce. Vzájemné gravitační ovlivňování se během blízkého přiblížení této dvojice k Neptunu pak přetáhlo Triton od jeho původního společníka směrem k Neptunu, aby se tak stal jeho měsícem.

"Našli jsme pravděpodobné řešení dlouholetého problému jak Triton přišel ke své zvláštní oběžné dráze. Navíc, tento mechanismus představuje nové cesty pro zachycení družic planetami, které se může týkat i dalších objektů ve sluneční soustavě," řekl Agnor, vědecký pracovník UCSC, střediska pro původ, dynamiku a vývoj planet.

S vlastnostmi podobnými planetě Pluto, ale asi o 40 procent větší hmotou má Triton (na snímku) nakloněnou, kruhovou oběžnou dráhu která leží mezi skupina malých vnitřních měsíců s prográdní oběžnou dráhou (ve směru jejich oběžného pohybu) a vnější skupinou malých družic majících jak prográdní tak retrográdní (opačné) oběžné dráhy. Ve sluneční soustavě jsou i další retrográdně obíhající měsíce, třeba malé vnější měsíce Jupiteru a Saturnu, ale všechny jsou ve srovnání s Tritonem jen drobečci s hmotou méně než několik tisícin hmoty Tritonu a mají kolem svých mateřských planet mnohem delší a víc výstředné oběžné dráhy.

Triton možná patřil do dvojitého systému velmi podobného dnešní dvojici Pluto - Charon, tvrdí Agnor. Charon je relativně hmotný s jen jednou osminou hmoty Pluta, vysvětluje dále.

"Není to až tak moc, aby Charon neobíhal kolem Pluta, ale až dost na to, aby se oba objekty pohybovaly kolem společného těžiště, které leží mimo oba objekty," řekl Agnor.

Při blízkém setkání s obří planetou jako je Neptun, ale na takový systém mohou gravitační síly působit odlišně. Orbitální pohyb dvojice obvykle způsobuje, že se jedna z jeho součástí pohybuje pomaleji než druhá. Roztržení takové dvojice pak může mít za následek, že každá z obou částí si zachová určitou zbytkovou hybnost. Tento mechanismus, známý jako výměnná reakce, by mohla Tritona umístit na množství různých oběžných drah kolem Neptuna, říká Agnor.

Dřívější scénář navrhoval, že Triton se možná srazil s dalším satelitem v blízkosti Neptuna. Ale takový mechanismus by vyžadoval objekt, který by byl zároveň dost velký na to, aby zpomalil Triton a zároveň také dost malý na to, aby ho nezničil. Pravděpodobnost takové srážky je tedy extrémně malá, říká Agnor.

Další scénář navrhoval, že aerodynamický odpor v disku plynu kolem Neptuna zpomalil Triton dostatečně na to, aby byl zachycen. Ale takový scénář by mohl proběhnout jen na počátku Neptunovy historie, kdy planeta byla obklopená plynovým diskem a navíc by se během tohoto období musel plyn rozptýlit a to ještě předtím, než by zpomalil Tritona natolik, že by se srazil s planetou.

V posledních deseti letech byla v Kuiperově pásu, ale i jinde ve sluneční soustavě objevena řada binárních dvojic. Nedávné průzkumy navíc naznačují, že asi 11 procent u objektů Kuiperova pásu je dvojitých, stejně jako asi 16 procent z blízko zemských asteroidů.

"Tyto objevy ukázaly cestu pro naše nového vysvětlení zachycení Tritona," říká Hamilton. "Podvojnost se jeví jako všudypřítomný rys populace malých objektů."

Pár Pluto - Charon a dvojice v Kuiper pásu jsou obzvláště významné vysvětlení oběžné dráhy Tritona okolo Neptunu, pokračuje Hamilton.

"Podobné objekty byly pravděpodobně kolem po miliardy let a jejich množství signalizuje, že setkání takové dvojice s planetou, které navrhneme pro vysvětlení zachycení Tritonu, není žádným zvláštním omezením," řekl Hamilton.

Výměnná reakce popisovaná Agnorem a Hamiltonem možná rozšíří porozumění vývoji sluneční soustavy, která obsahuje mnoho "neregulérních" družic. Výzkumníci proto plánují prozkoumat důsledky svých objevů pro další systémy satelitů.