James Webb-teleskopet afslører Neptuns indre måner som rester af oldgamle isverdener

Observationerne er den første detaljerede kemiske analyse af Neptuns indre måner og ringe . Ved hjælp af James Webb-teleskopets infrarøde spektrograf analyserede forskerne det spektrum – en slags kemisk fingeraftryk – som blev dannet, da infrarødt lys blev reflekteret fra Proteus, Larissa, Galatea og ringene .

Resultatet var overraskende. I stedet for primært at se vandis fandt forskerne tydelige tegn på magnesiumrige fyllosilikater . Fundet er opsigtsvækkende af tre grunde:

• Lermineralerne dannes normalt i længerevarende kontakt med flydende vand .
• Der blev ikke registreret vandis i spektrene fra disse legemer .
• Fyllosilikater var ikke tidligere blevet påvist så langt ude i Solsystemet, uden for Jupiter .

Hvis materialet ikke stammer fra en iskold overflade, må det ifølge forskerne være kommet fra de indre dele af langt større moderlegemer. Sådanne måner ville have været store nok til at udvikle indre varme, smelte is og sætte gang i de kemiske processer, der danner ler .

Tritons mærkelige bane giver et vigtigt fingerpeg

Den kemiske opdagelse passer med et gammelt mysterium i Neptun-systemet. Triton bevæger sig rundt om Neptun i en retrograd bane – altså modsat den retning, som planetens rotation følger .

Astronomer har i årtier tolket den usædvanlige bane som et tegn på, at Triton ikke blev dannet omkring Neptun. I stedet menes månen at være blevet indfanget fra Kuiperbæltet, den fjerne region uden for Neptun, hvor Pluto også befinder sig .

Ifølge Caltech-forskerne kan Tritons indfangning tidligt i Solsystemets historie have haft dramatiske konsekvenser. Tritons tyngdekraft kan have knust Neptuns oprindelige system af store ismåner, som dengang kredsede regelmæssigt og i samme overordnede retning som planetens rotation .

Resterne samlede sig til nye måner

Efter ødelæggelsen har tyngdekraften gradvist trukket noget af materialet sammen igen. Larissa, Galatea, Proteus og andre af Neptuns indre måner kan derfor være genopsamlede rester af de ødelagte verdener .

De nye måner var imidlertid langt mindre end deres forfædre. De kunne derfor ikke udvikle tilstrækkelig indre varme til at smelte is og danne lermineraler. I stedet har de sandsynligvis arvet det lerrige materiale fra de større måners indre dele .

Det kan forklare, hvorfor Webb-teleskopet fandt ler, men ikke vandis: De oprindelige iskapper kan være blevet revet væk under ødelæggelsen, så det bearbejdede materiale fra månernes indre blev blotlagt .

En anden mulighed: et stort legeme blev revet itu

Tritons indfangning er den førende forklaring, men forskerne udelukker ikke et alternativ. Lermineralerne kan også stamme fra et stort, differentieret legeme fra Kuiperbæltet – omtrent på størrelse med Pluto – som kom for tæt på Neptun og blev revet fra hinanden af planetens tidevandskræfter .

Begge scenarier peger dog på den samme hovedkonklusion: Materialet på de nuværende indre måner og i ringene kommer fra de dybe indre dele af noget, der engang var meget større end de måner, vi ser i dag .

Neptuns måner er ikke uberørte urlegemer

Fundet ændrer billedet af Neptuns satellitsystem. De indre måner ligner ikke længere primitive, uberørte legemer, der blot blev dannet sammen med isgiganten. De fremstår snarere som overlevende efter en voldsom omrokering af hele systemet .

En lignende proces kan have fundet sted omkring andre store planeter, blandt andet Uranus og Saturn. Webb-observationerne giver forskerne en ny metode til at undersøge, om også disse planetsystemer bærer kemiske spor efter tidligere ødelæggelser .

James Webb læser Solsystemets fortid

Opdagelsen viser, hvor meget infrarøde observationer kan fortælle om små og svage legemer langt fra Solen. Ved disse bølgelængder kan James Webb-teleskopet registrere mineraler og istyper, som ellers er vanskelige at se. På den måde kan forskerne rekonstruere begivenheder, der fandt sted for milliarder af år siden .

Som en forsker fra Caltech formulerede det: Hvis Neptun engang havde et månesystem med store, regelmæssige måner i cirkulære baner, kan Tritons indfangning have ødelagt dette system og skabt de indre måner, vi ser i dag .

Kort fortalt

• James Webb-teleskopet fandt magnesiumrige lermineraler på Neptuns indre måner og i ringene, uden at der blev registreret vandis .
• Lermineraler kræver flydende vand under dannelsen, hvilket peger på, at de opstod dybt inde i langt større moderlegemer .
• Den førende forklaring er, at Tritons indfangning fra Kuiperbæltet knuste Neptuns oprindelige system af store ismåner .
• Et alternativ er, at et stort Kuiperbælte-legeme blev revet itu af Neptuns tidevandskræfter .
• Neptuns nuværende indre måner kan være genopsamlet materiale fra disse ødelagte verdener .