Bild wikipedia på Neptunus måne Nereid.
Neptunus själv är en unik planet med en lutad bana av 30 grader. Här finns några ovanliga månar inklusive den Pluto-stora månen Triton. Triton kretsar baklänges kring Neptunus, vilket tyder på att den
inte bildades runt Neptunus utan istället fångats upp av Neptunus gravitation
efter att den bildats någon annanstans i solsystemet. Nya observationer
tillsammans med simuleringar av Neptunus evolutionära historia tyder på att en
ofta förbisedd neptunisk måne Nereid kan avslöja planetens förflutna.
Jupiter, Saturnus och Uranus har alla "typiska" månsystem, där varje planet har flera stora månar som kretsar nära och längs värdplanetens ekvatoriella plan, samt många mindre månar, kallade oregelbundna satelliter, som ligger längre ut på lutande eller "lutande" banor. Neptunus, å andra sidan, har bara en stor måne, Triton, som innehåller 99,9 procent av massanav resterande månar runt Neptunus (summa månar runt planeten är 18 st). Tritons bana är retrograd. Den rör sig medurs, medan Neptunus kretsar runt solen moturs. Detta innebär att Triton inte kunde ha samlats på plats, som Jupiters och Saturnus månar gjorde, ur skivan av materia som kretsar moturs runt sin planet och där det bildas månar. Istället tros Triton vara ett objekt från Kuiperbältet likt Pluto är och som drogs in mot Neptunus och fångades av Neptunus gravitation.
Före Voyager 2:s förbiflygning av Neptunus i augusti
1989 var endast en annan måne känd runt Neptunus förutom Triton, Nereid. Upptäckt av den
nederländske astronomen Gerard Kuiper 1949 sedan dess Nereid sedan dess utgjort ett
mysterium. Månen följer en excentrisk bana, svänger runt Neptunus i en ellips
och är långt från sin planet, men inte alls lika avlägsen som oregelbundna
månar runt de andra jätteplaneterna. Intressant nog har Nereid inte en
retrograd bana som Triton och dess bana är mycket mindre lutande än andra
oregelbundna månar i solsystemet. Med dessa detaljer diskuterade forskare
Nereids ursprung i 70 år, utan att kunna avgöra om månen fångades eller
bildats på plats.
År 2024 använde Caltechs (California Institute of Technology) doktorander Matthew
Belyakov och M. Ryleigh Davis (MS '22) James Webb Space Telescope (JWST) för
att observera Neptunus månsystem där Nereid var ett av målen. Teamet använde
JWST:s närinfraröda spektrograf, som delar upp ljus i dess många olika våglängder för
att få kemisk information om ett objekts mineral. Nereids spektrum verkade ganska
annorlunda än asteroiderna vi känner till i Kuiperbältet. Nereid liknade istället Uranus månar. Med
hjälp av observationsdata, som antydde ett icke-fångat ursprung för Nereid,
utvecklade Belyakov sedan simuleringar av utvecklingen av Neptunus månar.
Simuleringarna visade att när Triton kraschade in i
det neptunska systemet och fångades, kunde befintliga neptunska månar ha
kastats ut på excentriska banor som såg identiska ut med Nereides. Detta tyder
på att Nereid bildades runt Neptunus, snarare än att vara ett infångat
främmande objekt.
"Att förstå vad som hände vid Neptunus är ett
av sätten vi kan lösa vad som hände i det tidiga solsystemet och Nereid är
viktig för att fastställa viktiga händelser som Tritons fångst," beskriver
Belyakov. "Vi hoppas att detta arbete motiverar människor att göra
kreativa observationer av Nereid, även om det är svagt och avlägset. Det är
lika viktigt som Triton historia. Jag hoppas att Nereid kommer att besökas under ett
uppdrag under min livstid." beskriver
Innan ett sådant uppdrag kommer mycket om Nereid
sannolikt att förbli ett mysterium. Voyager-bilder av Nereid är bara några
pixlar i diameter. I fortsättningen på sitt arbete siktar teamet på att bygga
fler simuleringar för att begränsa tidpunkten för Tritons fångst och möjliga
konfigurationer för det initiala månsystemet runt Neptunus.
Forskningen leddes av doktoranden Matthew Belyakov och genomfördes som ett samarbete mellan laboratorierna hos professor i planetvetenskap Konstantin Batygin (PhD '12) och Mike Brown, Richard och Barbara Rosenberg Professor i planetastronomi samt Terence D. Barr Leadership Chair och chef för Center for Comparative Planetary Evolution.
En artikeln har publicerats i Science Advances med titeln "Nereid as a regular satellite of Neptune." Förutom Belyakov, Batygin, Brown och Davis är den tidigare Caltech-doktoranden Ian Wong (PhD '18) numera vid Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland, medförfattare. Finansieringen tillhandahölls av NASA, Europeiska rymdorganisationen och Kanadas rymdmyndighet, som gemensamt driver JWST.
