Neptunuksen sisemmät kuut voivat olla muinaisten jäämaailmojen jäänteitä

Savimineraali kertoo suuremmasta emokappaleesta

Webbin infrapunaspektrografi mittaa kappaleista heijastuvan valon eri aallonpituuksia – ikään kuin niiden kemiallisen sateenkaaren. Näin tutkijat pystyivät tekemään ensimmäisen yksityiskohtaisen kemiallisen analyysin Neptunuksen sisemmistä kuista ja renkaista .

Magnesiumrikkaat fyllosilikaatit muodostuvat, kun kivennäisaineet reagoivat nestemäisen veden kanssa pitkän ajan kuluessa . Tällainen prosessi olisi ollut mahdollinen suurten jääkuiden sisällä, missä radioaktiivinen lämpö ja muu sisäinen energia olisivat voineet sulattaa jäätä ja käynnistää kemialliset reaktiot.

Nykyiset Neptunuksen sisemmät kuut ovat kuitenkin liian pieniä tuottaakseen tällaista lämpöä. Siksi tutkijat päättelevät, että savipitoinen aines on syntynyt paljon suurempien emokappaleiden sisällä ja paljastunut vasta niiden hajottua .

Tritonin outo rata antaa ratkaisevan vihjeen

Havainto liittyy Tritoniin, Neptunuksen suurimpaan kuuhun. Triton kiertää planeettaa retrogradisesti eli vastakkaiseen suuntaan kuin Neptunus pyörii . Tämän poikkeuksellisen radan perusteella tähtitieteilijät ovat jo pitkään arvioineet, ettei Triton syntynyt Neptunuksen ympärillä. Sen uskotaan olevan Kuiperin vyöhykkeeltä – Pluton kaltaisten jäisten kappaleiden alueelta – kaapattu kappale .

Caltechin tutkijoiden mukaan Tritonin kaappaus saattoi horjuttaa ja hajottaa Neptunuksen ympärillä aiemmin kiertäneen suurten, jäisten kuiden järjestelmän . Törmäysten ja painovoiman muovaama romu kerääntyi myöhemmin uudelleen yhteen, ja tästä aineksesta syntyivät nykyiset pienemmät sisemmät kuut sekä renkaat .

Miksi jäätä ei näy?

Selitys voi piillä kuiden väkivaltaisessa syntyhistoriassa. Alkuperäisten kuiden jäiset pintakerrokset ovat saattaneet kadota hajotessa, jolloin nykyisten kuiden pinnoille jäi suurempien kappaleiden kemiallisesti käsiteltyä sisäainesta .

Toisin sanoen Webb ei välttämättä näe Neptunuksen kuiden alkuperäisiä pintoja vaan muinaisen tuhon esiin paljastamia sisäosia.

Toinen mahdollinen selitys

Tritonin kaappaus on johtava hypoteesi, mutta tutkijat eivät pidä sitä ainoana vaihtoehtona. Savimineraalit ovat voineet syntyä myös silloin, kun suuri, rakenteeltaan eriytynyt Kuiperin vyöhykkeen kappale – mahdollisesti Pluton kokoluokkaa – joutui liian lähelle Neptunusta ja repeytyi planeetan vuorovesivoimien vaikutuksesta .

Molemmissa vaihtoehdoissa johtopäätös on sama: Neptunuksen nykyisillä sisemmillä kuilla ja renkailla näkyvä aines on peräisin paljon suuremman kappaleen syvyyksistä .

Väkivaltainen historia voi olla yleinen jättiläisplaneetoilla

Tutkimus muuttaa kuvaa Neptunuksen kuujärjestelmästä. Sisemmät kuut eivät ehkä ole alkuperäisiä, lähes muuttumattomia kappaleita, jotka syntyivät Neptunuksen rinnalla. Ne voivat sen sijaan olla jäänteitä kokonaisen kuujärjestelmän tuhoutumisesta ja uudelleenrakentumisesta .

Samanlaisia prosesseja on voinut tapahtua myös Uranuksen ja Saturnuksen ympärillä. James Webb -teleskoopin infrapunahavainnot tarjoavat tutkijoille uuden keinon tutkia näiden himmeiden kuiden mineraaleja ja jäljittää miljardien vuosien takaisia tapahtumia .

Tiivistettynä

• Webb havaitsi Neptunuksen sisemmiltä kuilta ja renkailta magnesiumrikasta savimineraalia .
• Savimineraalit vaativat muodostuakseen nestemäistä vettä, joten niiden on täytynyt syntyä suurempien kappaleiden sisällä .
• Johtavan mallin mukaan Tritonin kaappaus hajotti Neptunuksen alkuperäisen suurten jääkuiden järjestelmän .
• Nykyiset sisemmät kuut ovat todennäköisesti tuhoutuneiden kappaleiden uudelleen kasautunutta romua .
• Vaihtoehtoinen selitys on suuren Kuiperin vyöhykkeen kappaleen repeytyminen Neptunuksen vuorovesivoimissa .