Sao Hải Vương lớn nhất mặt trăng, Triton. Nhấn vào đây để phóng to
Mặt trăng Sao Hải Triton là duy nhất trong Hệ Mặt Trời vì nó Mặt trăng lớn duy nhất quay quanh hướng ngược lại với hành tinh quay của hành tinh. Các nhà nghiên cứu đã phát triển một mô hình máy tính giải thích sao Hải Vương có thể bắt được Triton từ một hành tinh khác trong một cách tiếp cận gần. Theo kịch bản này, Triton ban đầu là một phần của hệ thống nhị phân với một hành tinh khác. Họ đã đến quá gần Sao Hải Vương và Triton đã bị xé tan.
Mặt trăng lớn của sao Hải Vương Triton có thể đã từ bỏ một đối tác trước đó để đến quỹ đạo bất thường của nó xung quanh sao Hải Vương. Triton là duy nhất trong số tất cả các mặt trăng lớn trong hệ mặt trời vì nó quay quanh Sao Hải Vương theo hướng ngược lại với hành tinh quay của hành tinh (một quỹ đạo ngược dòng ngược dòng). Nó không có khả năng hình thành trong cấu hình này và có thể đã bị bắt từ nơi khác.
Trong số ra ngày 11 tháng 5 của tạp chí Nature, các nhà khoa học hành tinh Craig Agnor thuộc Đại học California, Santa Cruz và Douglas Hamilton của Đại học Maryland đã mô tả một mô hình mới để chụp các vệ tinh hành tinh liên quan đến cuộc chạm trán hấp dẫn ba cơ thể giữa một nhị phân và một hành tinh. Theo kịch bản này, Triton ban đầu là thành viên của một cặp đối tượng nhị phân quay quanh Mặt trời. Các tương tác hấp dẫn trong một cách tiếp cận gần với Sao Hải Vương sau đó kéo Triton ra khỏi người bạn đồng hành nhị phân của nó để trở thành một vệ tinh của Sao Hải Vương.
Chúng tôi đã tìm thấy một giải pháp khả thi cho vấn đề lâu dài về cách Triton đến quỹ đạo đặc biệt của nó. Ngoài ra, cơ chế này còn giới thiệu một con đường mới để thu giữ các vệ tinh bởi các hành tinh có thể liên quan đến các vật thể khác trong hệ mặt trời, theo ông Agnor, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nguồn gốc, Động lực học và Sự tiến hóa của Hành tinh UCSC.
Với các tính chất tương tự Sao Diêm Vương và có khối lượng lớn hơn khoảng 40%, Triton có quỹ đạo tròn, nghiêng nằm giữa một nhóm các mặt trăng nhỏ bên trong có quỹ đạo tiến và một nhóm vệ tinh nhỏ bên ngoài có cả quỹ đạo tiến và lùi. Có các mặt trăng thụt lùi khác trong hệ mặt trời, bao gồm các mặt trăng nhỏ bên ngoài Sao Mộc và Sao Thổ, nhưng tất cả đều nhỏ bé so với Triton (chưa đến vài phần nghìn khối lượng) và có quỹ đạo lớn hơn và lệch tâm hơn về các hành tinh mẹ của chúng.
Triton có thể đến từ một nhị phân rất giống với Sao Diêm Vương và mặt trăng Charon của nó, Agnor nói. Charon tương đối đồ sộ, khoảng một phần tám khối lượng của Sao Diêm Vương, ông giải thích.
Căng Nó không quá nhiều đến nỗi Charon quay quanh Sao Diêm Vương, mà cả hai đều di chuyển xung quanh trung tâm khối lượng chung của chúng, nằm giữa hai vật thể, theo ông Agnor.
Trong một cuộc chạm trán gần gũi với một hành tinh khổng lồ như Sao Hải Vương, một hệ thống như vậy có thể bị kéo ra bởi lực hấp dẫn của hành tinh. Chuyển động quỹ đạo của nhị phân thường khiến một thành viên di chuyển chậm hơn so với thành viên khác. Sự gián đoạn của nhị phân khiến mỗi đối tượng có các chuyển động còn lại có thể dẫn đến sự thay đổi vĩnh viễn của các bạn đồng hành trên quỹ đạo. Cơ chế này, được gọi là phản ứng trao đổi, có thể đã đưa Triton đến bất kỳ quỹ đạo khác nhau nào xung quanh Sao Hải Vương, Agnor nói.
Một kịch bản trước đó được đề xuất cho Triton là nó có thể đã va chạm với một vệ tinh khác gần Sao Hải Vương. Nhưng cơ chế này đòi hỏi vật thể tham gia vào vụ va chạm phải đủ lớn để làm chậm Triton, nhưng đủ nhỏ để không phá hủy nó. Xác suất của một vụ va chạm như vậy là vô cùng nhỏ, Agnor nói.
Một đề nghị khác là lực cản khí động học từ một đĩa khí xung quanh sao Hải Vương làm chậm Triton xuống đủ để nó bị bắt. Nhưng kịch bản này đặt ra những hạn chế về thời gian của sự kiện bắt giữ, điều sẽ xảy ra sớm trong lịch sử của sao Hải Vương khi hành tinh được bao quanh bởi một đĩa khí, nhưng đủ muộn để khí phân tán trước khi nó làm chậm quỹ đạo của Triton đủ để gửi mặt trăng đâm vào hành tinh.
Trong thập kỷ qua, nhiều nhị phân đã được phát hiện trong vành đai Kuiper và các nơi khác trong hệ mặt trời. Các khảo sát gần đây chỉ ra rằng khoảng 11% các vật thể trong vành đai Kuiper là nhị phân, cũng như khoảng 16% các tiểu hành tinh gần Trái đất.
Những khám phá này đã chỉ ra cách giải thích mới của chúng tôi về việc bắt Triton, ông Hamilton Hamilton nói. Bin Binaries dường như là một đặc điểm phổ biến của dân số cơ thể nhỏ.
Sao Diêm Vương nhị phân và mặt trăng Charon của nó và các nhị phân khác trong vành đai Kuiper đặc biệt phù hợp với Triton, vì quỹ đạo của chúng tiếp giáp với Hải vương tinh, ông nói.
Các đối tượng tương tự có lẽ đã tồn tại hàng tỷ năm và mức độ phổ biến của chúng cho thấy cuộc chạm trán hành tinh nhị phân mà chúng tôi đề xuất cho việc bắt Triton không bị hạn chế đặc biệt, Drake Hamilton nói.
Phản ứng trao đổi được mô tả bởi Agnor và Hamilton có thể có những ứng dụng rộng rãi trong việc tìm hiểu sự phát triển của hệ mặt trời, nơi chứa nhiều vệ tinh bất thường. Các nhà nghiên cứu có kế hoạch khám phá ý nghĩa của những phát hiện của họ đối với các hệ thống vệ tinh khác.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ từ Địa chất hành tinh và Địa vật lý của NASA, Nghiên cứu Hành tinh ngoài và Nguồn gốc của các chương trình Hệ mặt trời.
Nguồn gốc: UC Santa Cruz
