Neptuns größter Mond, Triton. klicken um zu vergrößern
Neptuns Mond Triton ist einzigartig im Sonnensystem, da es der einzige große Mond ist, der entgegen der Rotation seines Planeten umkreist. Forscher haben ein Computermodell entwickelt, das erklärt, wie Neptun Triton von einem anderen Planeten während einer Annäherung eingefangen haben könnte. In diesem Szenario war Triton ursprünglich Teil eines binären Systems mit einem anderen Planeten. Sie kamen Neptun zu nahe und Triton wurde weggerissen.
Neptuns großer Mond Triton hat möglicherweise einen früheren Partner verlassen, um in seiner ungewöhnlichen Umlaufbahn um Neptun anzukommen. Triton ist unter allen großen Monden im Sonnensystem einzigartig, da es Neptun in einer Richtung umkreist, die der Rotation des Planeten entgegengesetzt ist (eine „retrograde“ Umlaufbahn). Es ist unwahrscheinlich, dass es sich in dieser Konfiguration gebildet hat und wahrscheinlich von einer anderen Stelle erfasst wurde.
In der Ausgabe vom 11. Mai der Zeitschrift Nature beschreiben die Planetenforscher Craig Agnor von der University of California in Santa Cruz und Douglas Hamilton von der University of Maryland ein neues Modell für die Erfassung von Planetensatelliten, bei dem eine Dreikörper-Gravitationsbegegnung zwischen a binär und ein Planet. Nach diesem Szenario war Triton ursprünglich Mitglied eines binären Objektpaars, das die Sonne umkreist. Gravitationswechselwirkungen während einer engen Annäherung an Neptun zogen Triton dann von seinem binären Begleiter weg, um ein Satellit von Neptun zu werden.
"Wir haben eine wahrscheinliche Lösung für das langjährige Problem gefunden, wie Triton in seine eigentümliche Umlaufbahn gelangt ist. Darüber hinaus führt dieser Mechanismus einen neuen Weg für die Erfassung von Satelliten durch Planeten ein, die für andere Objekte im Sonnensystem relevant sein können “, sagte Agnor, ein Forscher im UCSC-Zentrum für Ursprung, Dynamik und Evolution von Planeten.
Mit Eigenschaften ähnlich dem Planeten Pluto und etwa 40 Prozent massereicher hat Triton eine geneigte, kreisförmige Umlaufbahn, die zwischen einer Gruppe kleiner innerer Monde mit progressiven Umlaufbahnen und einer äußeren Gruppe kleiner Satelliten mit progressiven und retrograden Umlaufbahnen liegt. Es gibt andere retrograde Monde im Sonnensystem, einschließlich der kleinen äußeren Monde von Jupiter und Saturn, aber alle sind winzig im Vergleich zu Triton (weniger als einige Tausendstel seiner Masse) und haben viel größere und exzentrischere Umlaufbahnen um ihre Elternplaneten.
Triton könnte von einer Binärdatei stammen, die Pluto und seinem Mond Charon sehr ähnlich ist, sagte Agnor. Charon ist relativ massiv, ungefähr ein Achtel der Masse von Pluto, erklärte er.
"Es ist nicht so sehr, dass Charon Pluto umkreist, sondern beide bewegen sich um ihren gemeinsamen Massenschwerpunkt, der zwischen den beiden Objekten liegt", sagte Agnor.
In einer engen Begegnung mit einem riesigen Planeten wie Neptun kann ein solches System durch die Gravitationskräfte des Planeten auseinandergezogen werden. Die Orbitalbewegung der Binärdatei bewirkt normalerweise, dass sich ein Element langsamer als das andere bewegt. Durch die Unterbrechung der Binärdatei verbleiben bei jedem Objekt Restbewegungen, die zu einem dauerhaften Wechsel der Orbitalbegleiter führen können. Dieser Mechanismus, der als Austauschreaktion bekannt ist, hätte Triton an eine Vielzahl verschiedener Umlaufbahnen um Neptun liefern können, sagte Agnor.
Ein früheres für Triton vorgeschlagenes Szenario ist, dass es möglicherweise mit einem anderen Satelliten in der Nähe von Neptun kollidiert ist. Dieser Mechanismus erfordert jedoch, dass das an der Kollision beteiligte Objekt groß genug ist, um Triton zu verlangsamen, aber klein genug, um es nicht zu zerstören. Die Wahrscheinlichkeit einer solchen Kollision sei äußerst gering, sagte Agnor.
Ein weiterer Vorschlag war, dass der Luftwiderstand einer Gasscheibe um Neptun Triton so stark verlangsamte, dass er erfasst werden konnte. Dieses Szenario schränkt jedoch den Zeitpunkt des Einfangereignisses ein, das früh in der Geschichte von Neptun eintreten musste, als der Planet von einer Gasscheibe umgeben war, aber spät genug, dass sich das Gas zerstreute, bevor es Tritons Umlaufbahn genug verlangsamte, um den Mond zu senden in den Planeten krachen.
In den letzten zehn Jahren wurden viele Binärdateien im Kuipergürtel und anderswo im Sonnensystem entdeckt. Jüngste Umfragen zeigen, dass etwa 11 Prozent der Objekte des Kuipergürtels Binärdateien sind, ebenso wie etwa 16 Prozent der erdnahen Asteroiden.
"Diese Entdeckungen wiesen den Weg zu unserer neuen Erklärung von Tritons Gefangennahme", sagte Hamilton. "Binärdateien scheinen ein allgegenwärtiges Merkmal von Populationen kleiner Körper zu sein."
Der binäre Pluto und sein Mond Charon und die anderen Binärdateien im Kuipergürtel sind für Triton besonders relevant, da ihre Umlaufbahnen an Neptuns angrenzen, sagte er.
"Ähnliche Objekte gibt es wahrscheinlich schon seit Milliarden von Jahren, und ihre Verbreitung zeigt, dass die Begegnung mit binären Planeten, die wir für Tritons Gefangennahme vorschlagen, nicht besonders restriktiv ist", sagte Hamilton.
Die von Agnor und Hamilton beschriebene Austauschreaktion kann breite Anwendung finden, um die Entwicklung des Sonnensystems zu verstehen, das viele unregelmäßige Satelliten enthält. Die Forscher planen, die Auswirkungen ihrer Ergebnisse auf andere Satellitensysteme zu untersuchen.
Diese Forschung wurde durch Zuschüsse aus den Programmen Planetary Geology and Geophysics, Outer Planet Research und Origins of Solar Systems der NASA unterstützt.
Ursprüngliche Quelle: UC Santa Cruz
