Neptunus inre månar kan vara resterna av forntida isvärldar

Resultatet överraskade forskarna:

• Spektren visade tydliga tecken på magnesiumrika fyllosilikater, alltså lermineral .
• Inget vattenis syntes i de analyserade spektren .
• Fyllosilikater hade inte tidigare upptäckts längre ut än Jupiter i det yttre solsystemet .

Sådana mineral kräver flytande vatten under längre tid för att bildas . De små månarna är emellertid inte tillräckligt stora för att ha kunnat skapa den interna värme som krävs för att smälta is och driva processen. Därför talar fynden för att leran kommer från djupet av större moderhimlakroppar .

Tritons bakvända bana ger en viktig ledtråd

Triton kretsar runt Neptunus i en retrograd bana – alltså i motsatt riktning mot planetens rotation . En sådan bana brukar ses som ett tecken på att månen inte bildades tillsammans med Neptunus, utan fångades in efter att ha uppstått någon annanstans i solsystemet. Astronomer tror att Triton ursprungligen var ett objekt från Kuiperbältet, den avlägsna region där även Pluto hör hemma .

När Triton fångades av Neptunus gravitation kan dess stora gravitationspåverkan ha förstört ett tidigare månsystem. Enligt Caltech-forskarna kan de ursprungliga månarna ha varit större isiga världar i regelbundna, framåtriktade banor. Tritons ankomst ska då ha krossat dem och lämnat ett moln av fragment efter sig .

Från kosmisk kollision till dagens månar

Med tiden kan gravitationen ha samlat ihop en del av spillrorna igen. Larissa, Galatea, Proteus och andra små inre månar tros därför vara återbildade rester – så kallade återackumulerade fragment – av de förstörda världarna .

De nya månarna var mycket mindre än sina föregångare och kunde inte längre alstra tillräckligt mycket intern värme för att smälta is. I stället bar de med sig det lerrika materialet från de större kropparnas inre . Det kan förklara varför Webb hittade lermineral men inte vattenis: de ursprungliga isiga ytskikten kan ha försvunnit i kollisionen, medan material från insidan blottlades .

En annan möjlig förklaring

Tritons infångning är den ledande hypotesen, men forskarna utesluter inte ett annat scenario. Lermineralen kan också ha kommit från en stor, differentierad kropp från Kuiperbältet – ungefär i Plutos storleksklass – som passerade för nära Neptunus och slets sönder av planetens tidvattenkrafter .

Oavsett vilket scenario som är korrekt pekar sammansättningen åt samma håll: materialet på dagens inre månar och i ringarna kommer från djupet av något som en gång var mycket större än de kroppar vi ser nu .

Ett nytt kapitel i Neptunus historia

Bilden av Neptunus inre månar förändras därmed i grunden. De framstår inte längre främst som orörda, ursprungliga kroppar som bildades tillsammans med isjätten. I stället kan de vara överlevande rester efter en våldsam omorganisation av hela det neptuniska månsystemet .

Liknande processer kan ha påverkat månsystemen runt andra jätteplaneter, däribland Uranus och Saturnus. Webb-observationerna ger forskarna ett nytt sätt att undersöka sådana system: genom att läsa av mineralerna på små och svaga månar kan de rekonstruera händelser som ägde rum för miljarder år sedan .

Som en Caltech-forskare sammanfattade saken: ”Om Neptunus en gång hade ett månsystem som Uranus – med stora, regelbundna månar i cirkulära banor – kan vi nu säga att Tritons infångning förstörde det systemet och skapade de inre månar vi ser i dag” .

Det viktigaste att ta med sig

• Webb hittade magnesiumrika lermineral på Neptunus inre månar och ringar, men inget vattenis i de analyserade spektren .
• Lermineralen kräver flytande vatten för att bildas och verkar därför ha sitt ursprung djupt inne i större moderhimlakroppar .
• Den mest sannolika förklaringen är att ett ursprungligt system av stora isiga månar förstördes när Neptunus fångade in Triton från Kuiperbältet .
• Ett alternativ är att en stor kropp från Kuiperbältet slets sönder av Neptunus tidvattenkrafter .
• Dagens inre månar kan vara återbildat kosmiskt spillror snarare än ursprungliga månar .