JWST paljasti: Neptunuksen sisemmät kuut ovat tuhoutuneiden valtamerimaailmojen jäänteitä

"Fylosilikaatteja ei ollut koskaan havaittu missään ulomassa aurinkokunnassa Jupiterin jälkeen, joten se ei ollut listallamme asioista, joita etsiä", sanoi Caltechin planeettatutkija Ryleigh Davis, tutkimuksen johtava kirjoittaja .

Triton-katastrofi: Kuinka vangittu eksynyt kuu tuhosi kokonaisen kuusukupolven

Löytö liittyy suoraan Neptunuksen suurimpaan kuuhun, Tritoniin, joka on pitkään hämmentänyt tähtitieteilijöitä. Triton kiertää Neptunusta taaksepäin (retrogradisesti) eli vastakkaiseen suuntaan planeetan pyörimiselle, mikä on johtanut päätelmään, ettei se syntynyt Neptunuksen kiertoradalla vaan joutui sinne vangiksi Kuiperin vyöhykkeeltä miljardeja vuosia sitten .

Kun Triton vangittiin, sen valtava painovoima ja kaoottinen, hidastuva kiertorata repivät Neptunuksen alkuperäisen, olemassa olleen säännöllisten kuiden perheen kappaleiksi. Osa tästä kivivyörystä myöhemmin yhdistyi painovoiman vaikutuksesta muodostaen pienet sisemmät kuut, joita näemme tänään (Proteus, Larissa, Galatea, Naiad, Thalassa, Despina) ja renkaat . Tämä selittää, miksi nämä kuut ovat paljon pienempiä ja epäsäännöllisempiä kuin Neptunuksen alkuperäiset satelliitit olisivat olleet.

Mistä savimineraalit tulivat: Kadonneiden valtamerimaailmojen sisuksista

Savimineraalien esiintyminen näillä pienillä, kylmillä kuilla on arvoitus: fylosilikaatit vaativat pitkäkestoista kosketusta nestemäisen veden ja kiven välillä muodostuakseen. Ne eivät voi muodostua pienten, ilmakehättömien kappaleiden pinnalle ulommassa aurinkokunnassa – ne tarvitsevat kohonneita lämpötiloja ja paineita, joita esiintyy vain paljon suurempien maailmojen syvyyksissä .

"Kuut, joita tutkimme – Larissa ja Galatea – ovat liian pieniä ja kylmiä, jotta tällainen kemia olisi koskaan voinut kehittyä niissä paikan päällä", Davis selitti . "Saven on täytynyt olla peräisin muualta: todennäköisesti paljon suuremman kappaleen syvältä sisuksista."

Tutkijat tulkitsevat savimineraalit paljon suurempien emokappaleiden – todennäköisesti jäisten maailmojen, jotka olivat kooltaan joidenkin Saturnuksen tai Uranuksen kuiden kokoisia – sisäosien materiaaliksi. Näillä maailmoilla oli pinnanalaisia nestemäisiä valtameriä ja aktiivisia sisuksia. Kun Triton tuhosi nämä alkuperäiset kuut, se paljasti niiden syvät sisukset, ja tuo savirikas kivivyöry myöhemmin kasaantui uudelleen nykyisiksi sisemmiksi kuiksi ja renkaiksi .

Tutkimuksen otsikko – "Neptunuksen sisemmät kuut ja renkaat ovat paljastuneita jäisten kappaleiden sisuksia" – kuvaa näitä kappaleita tuhoutuneiden valtamerimaailmojen syvän sisäosan materiaalin säilyneinä näytteinä, harvinaisena tilaisuutena tutkia materiaalia, joka muuten olisi haudattu kilometrien syvyyteen suuremman kuun pinnan alle .

Laajemmat vaikutukset Neptunuksen planeettahistorialle

Löydöillä on merkittäviä vaikutuksia Neptunuksen ainutlaatuisen kehityksen ymmärtämiseen:

• Toisen sukupolven kuujärjestelmä. Neptunuksen sisemmät kuut eivät ole alkuperäisiä. Ne syntyivät katastrofin jälkimainingeissa, mikä tekee Neptunuksesta perustavanlaatuisesti erilaisen verrattuna Saturnukseen, Jupiteriin ja Uranukseen, joiden sisempien kuiden uskotaan muodostuneen planeettojensa kanssa .
• Aikaraja Tritonin vangitsemiselle. Koska tuhoutuneiden alkuperäisten kuiden kivivyöryn täytyi kasaantua uudelleen nykyisiksi sisemmiksi kuiksi, Tritonin vangitsemisen on täytynyt tapahtua riittävän varhain aurinkokunnan historiassa, jotta kivivyöry ehti tiivistyä – todennäköisesti ensimmäisten muutaman sadan miljoonan vuoden aikana . Tämä antaa uuden kellon jääjättiläisten kehityksen ymmärtämiseen.
• Ainutlaatuinen koostumus ulommassa aurinkokunnassa. Näillä kuilla ja renkailla havaittu fylosilikaattipiirre ei muistuta mitään muuta tunnettua ulomman aurinkokunnan kappaletta, korostaen Tritonin katastrofaalisen saapumisen poikkeuksellista kemiaa .

Lyhyesti sanottuna JWST:n löytö savimineraaleista näillä kuilla ja pinnan jään huomiota herättävä puuttuminen tarjoaa suoran kemiallisen todisteen siitä, että Neptunuksen sisemmät kuut ovat paljon suurempien, muinaisten valtamerimaailmojen uudelleen kasaantunutta kivivyöryä – tuhoutuneita, kun Kuiperin vyöhykkeen kohde Triton vangittiin takautuvalle kiertoradalleen miljardeja vuosia sitten .