טריטון: ירח המסתורין שעשוי להיות האורח האכזרי של נפטון

כוכב הלכת ענק הקרח נפטון הוא כחול ספיר מכושף, הוא כוכב הלכת הגדול ביותר הרחוק מכוכבנו – והוא מוקף גם על ידי ירח גדול ומשונה שאולי בכלל לא נולד כירח. הירח של נפטון, טריטון, עשוי באמת להיות אורח לא מוזמן – הילד המשתנה זר, שנלקח מהקור על ידי כוכב ההורה הנוכחי שלו, נפטון. טריטון מציג תכונות הדומות לרדוף לאלה שנראו על כוכב הלכת הננסי פלוטו, שוכן קפוא של השלט הרחוק חגורת קויפר. ה חגורת קויפר הוא מאגר של שפע של גרעיני שביט קרח נוצצים, כמו גם גופים קפואים אחרים – חלקם גדולים, חלקם קטנים – הממוקמים בטבעת סביב השמש שלנו מעבר למסלולו של נפטון. טריטון ופלוטו חולקים בערך את אותה צפיפות והרכב בתפזורת, כמו גם אטמוספרות דומות – ושניהם נוסעים במסלולים יוצאי דופן. כמו כן, מערכת הירחים של נפטון אינה מצפה לאסטרונומים לכוכב ענק קרח גזי, המאכלס את מערכת השמש החיצונית. בנובמבר 2017 צוות אסטרונומים הודיע ​​כי בחן את האפשרות שנפטון באמת נולד עם מערכת ירחים רגילה שלימים הושמדה כשכבשה את ירח הענק הרצחני שלה, טריטון.

בגלל הדמיון הרב בין טריטון לפלוטו, כבר מזמן חשבו שיש קשר היסטורי כלשהו ביניהם. ואכן, פעם הוצע כי פלוטו הוא באמת ירח נמלט של נפטון, אך כעת זה נחשב כבלתי סביר. כיום נחשב סביר הרבה יותר שטריטון, כמו פלוטו, הקיף את השמש שלנו באופן חופשי, אך היה לו מזל מספיק כדי שנחרץ על ידי נפטון – ואילו פלוטו נותר עצמאי וחופשי לשוטט כרצונו במקום הולדתו הרחוק.

טריטון הוא ייחודי בין ירחי המסה הפלנטרית של מערכת השמש שלנו. הסיבה לכך היא שמסלולו מדרדר לסיבוב של נפטון ונוטה ביחס לקו המשווה של נפטון. זה מצביע על כך שטריטון לא נולד במסלול סביב נפטון, אלא נרתף על ידי כוכב הלכת הענק.

ההבנה הנוכחית של אסטרונומים לגבי לידת כוכבי לכת ענקית מנבאת פרק של צמיחת גז שבסופו של דבר בונה את הגודל העצום של עצמות גזיות אלה. על פי התיאוריה, דיסקי גז סביב-שטח, שמקיפים את כוכבי הלכת היוצרים בתקופה מוקדמת זו, הופכים בסופו של דבר למשתלות המוזרות המייצרות מערכת ירחים של כוכב לכת ענק, וכך נוצרות מערכות של מישוריים ומתקדמים (המקיפים באותו כיוון כמו הפלנטה) לוויינים טבעיים באופן דומה לירחיהם הרבים של צדק ושבתאי.

עם זאת, נפטון מטורף. בעולם הגזי הענק הזה יש רק מספר קטן של ירחים בהשוואה לשלושת כוכבי הלכת הענקיים הגזיים בעולם החיצוני של השמש שלנו: צדק, שבתאי ואורנוס. מבין רביעיית כוכבי הלכת הענקיים השוכנים בממלכתה החיצונית של השמש שלנו, צדק ושבתאי מסווגים כענקי גז, ואילו אורנוס ונפטון הם ענקי קרח. בעוד שארבעת כוכבי הלכת הם עצומים בגודלם, צדק וסטורן גדולים בהרבה מאורנוס ונפטון, ובעלי מעטפות גז מסיביות הרבה יותר. ענקי הקרח, אורנוס ונפטון, הם קטנים יותר, מכילים ליבות מוצקות גדולות יותר, והם מכילים מעטפות גזיות פחות מסיביות משני קרוביהם של כוכב הלכת ענקי הגז.

נפטון מוקף על ידי 14 ירחים בלבד, מספר קטן בהרבה מזה של צדק 70. כמו כן, רוב מירחיו של נפטון קטנים ביותר. טריטון, לעומת זאת, הוא יוצא מן הכלל. למעשה, טריטון מקנה 99.7% ממסת מערכת הירחים כולה של נפטון. הירח הלא סדיר השני בגודלו במערכת השמש שלנו, פיבי של שבתאי, ספורט רק כ -0.03% ממסתו של טריטון. חושבים שטריטון נחטף על ידי כוכב ההורים המאומץ שלה זמן מה לאחר שנפטון כבר הקים מערכת של ירחים. משמעות הדבר היא שלכידת הטריטון הנודד הייתה ככל הנראה אירוע קטסטרופלי עבור הירחים המקוריים של נפטון, שיבש את מסלוליהם וגרם להם להתפוצץ זה בזה – וכך נוצר דיסק הריסות.

במבט פנימה מטריטון, ישנם שבעה ירחים רגילים, אשר כולם מציגים מסלולים מתקדמים במישורים הממוקמים קרוב למישור המשווי של נפטון, וחלק מהירחים הקטנים האלה מקיפים בתוך טבעות נפטון. חושבים ששבעת הירחים הקטנים הללו הצטברו מחדש מטבעת ההריסות שנוצרה לאחר שנפטון הסגר את טריטון. זה היה מתרחש זמן מה לאחר שהמסלול של טריטון הפך מעגלי. בנוסף, נפטון מוקף על ידי שישה ירחים לא סדירים חיצוניים נוספים פרט לטריטון, כולל נריד, שמסלוליו רחוקים במידה ניכרת מנפטון ובנטייה גבוהה: שלישיית ירחים אלה מפעילה מסלולים מתקדמים, ואילו לשאר מסלולים רטרוגרפיים. ואכן, לנריד יש מסלול קרוב ואקסצנטרי בצורה יוצאת דופן לירח לא סדיר. זה מצביע על כך שייתכן שנריד היה פעם ירח רגיל שהופרע קשות ודחף למיקומו הנוכחי כשטריטון נחרך מכוח המשיכה של נפטון. לצמד הירחים הלא סדירים הנפטוניים החיצוניים ביותר, פסאמאת'ה ונסו, יש את המסלולים הגדולים ביותר של לוויינים טבעיים שהיו ידועים עד כה במערכת השמש שלנו.

טריטון היה הירח השני במערכת השמש שלנו שנמצא שיש בו אווירה משמעותית, המורכבת בעיקר מחנקן – עם כמויות קטנות יותר של פחמן חד חמצני ומתאן. התגלה על ידי ויליאם לאסל בשנת 1846, רק שבעה עשר ימים לאחר גילוי נפטון, טריטון הוא אחד העולמות הקפואים ביותר במערכת השמש שלנו, עם טמפרטורת שטח של כ -38 קלווין בלבד. המשטח הקפוא של טריטון מצופה על ידי חנקן, פחמן דו חמצני, מתאן ומים, ויש לו אלבדו גיאומטרי גבוה של יותר מ -70%. מאפייני פני השטח כוללים כיפה קוטבית דרומית גדולה, מישורים מכתשים קדומים שנחתכים על ידי צעיפים וכבושים, כמו גם תכונות צעירות בהרבה שחשבו שנוצרו על ידי תהליכים אנדוגניים כמו קריואולקניזם (הרי געש קרח).

וויאג'ר 2 טס על ידי נפטון עוד בשנת 1989, ותצפיותיו חשפו מספר גייזרים פעילים, הממוקמים בתוך מכסה הקוטב המחומם על ידי השמש. הגייזרים מטיחים את הפלומות לגובה המרשים של עד 8 קילומטרים. לטריטון צפיפות גבוהה יחסית המציינת כי סלעים מהווים כשני שליש ממסתו, וכרדים (בעיקר קרח מים) מהווים את השליש הנותר.

התפלגות ההמונים של ירחי נפטון משוללת. למעשה, זוהי מערכת הלוויין העקומה ביותר מבין כוכבי הלכת הענקיים השוכנים במערכת השמש שלנו. טריטון מהווה כמעט את כל מסת המערכת, כאשר כל הירחים האחרים מהווים יחד שליש אחד בלבד. הדבר דומה מאוד למערכת הירחים שמקיפה את כוכב הלכת שבתאי, שם הירח הגדול והמעושן והכתום טיטאן – הירח השני בגודלו במשפחת השמש שלנו (אחרי גאנימד של צדק) – מהווה מעל 95%. של המסה הכוללת של מערכת הירחים של שבתאי.

זמן קצר לאחר שנפטון סגר אותו, מסלולו של טריטון היה אקסצנטרי מאוד. זה מצביע על כך שלכידתו של טריטון הייתה גורמת לבלגן של הפרעות כאוטי במסלולי הירחים הפנימיים המקוריים של נפטון – ובכך לגרום להם להתנגש זה בזה, וייצר דיסק של הריסות שנוצרו מהתמוטטות קטסטרופליות אלה. מסיבה זו, סביר להניח שהירחים הפנימיים הנוכחיים של נפטון אינם הדור המקורי של הירחים שנוצרו יחד עם נפטון.

רק לאחר שמסלולו של טריטון הפך מעגלי, סביב כוכב ההורים המאומץ שלו, יכול היה חלק מההריסות להצטבר מחדש וליצור את ירחי נפטון שהאסטרונומים צופים בהם כיום. הפלישה המופרעת ביותר של טריטון למערכת נפטון עשויה להיות הסיבה לכך שירחי נפטון אינם תואמים את יחס המסה של 10,000: 1 בין כוכב-האם לצאצאי הירח, שממש כל הירחים שנצפו במערכות הלוויין של האחר כוכבי הלכת הענקיים במערכת השמש שלנו תואמים.

במהלך השנים הוצעו כמה תיאוריות להסביר את המנגנון הכרוך בלכידתו של טריטון על ידי נפטון. תיאוריה אחת מרמזת כי טריטון נחטף במפגש בן שלוש גופות. על פי תרחיש זה, טריטון הוא הניצול הבודד של בינארי אובייקט חגורת קויפר (CBE) שנדחקו אנושות במהלך מפגש קרוב והרסני עם נפטון.

נערכו סימולציות מספריות המראות כי קיימת סבירות 0.41 שהירח של נפטון חלימדה פוצץ לניריד בעבר. למרות שלא ידוע אם התנגשות זו אכן התרחשה, שני הירחים מציגים צבעים אפורים דומים. זה מרמז על כך שחלימדה יכול להיות גוש של נרייד שהתנתק במהלך ההתנגשות.

ברור שטריטון הוא עולם ירח מוזר, שמקיף את כוכב ההורים הענק שלו בכיוון הלא נכון. כשטריטון נדד ממקום הולדתו באזור חגורת קויפר, במהלך מסעו בחשכת החלל הבין-כוכבי, הוא סוף סוף העז קרוב מספיק לנפטון כדי לחוש את הפיתוי החזק של חיבוק הכבידה שלו. כשנפטון קירב את ילד הירח המאומץ שלו קרוב יותר ויותר, השוטט הקפוא של המרחוק חווה שינוי ימי של תושב שביט דמוי שביט חגורת קויפר, לירח של אחד מכוכבי הלכת העיקריים במערכת השמש שלנו. אז, עכשיו, טריטון מאכלס את ביתו החדש, ומקיף את כוכב הלכת נפטון, אך מקיף אותו לאחור. וכמו כל הירחים, באשר הם, כעת הוא תלוי בכוכב-האם שלו. ואכן, טריטון קיבל את שמו כרמיזה לתלותו של האיליק טריטון באל הים נפטון במיתולוגיה היוונית.

האורח חסר הרחמים של נפטון

כיצד רכש טריטון כל כך הרבה מאפיינים מוזרים, ומדוע מערכת הלוויינים של נפטון שונה כל כך מאלה שנחזו לכוכב ענק גזי? שני מדענים פלנטריים, ד"ר רלוקה רופו (מכון ויצמן למדע, ישראל) וד"ר רובין קאנופ (מכון למחקר דרום-מערב, ארה"ב) מדגימים כיצד טריטון הטיל הרס קטסטרופלי על הדור הראשון של ירח אומלל מאוד של נפטון.

ד"ר רופו וד"ר קאנופ בחנו את התרחיש בו הייתה פעם לנפטון, כשהיה צעיר, מערכת התקדמות טיפוסית של ירחים המקיפים אותה, הדומה לאלה של ענקיות הגז האחרות במערכת השמש שלנו. שני הכותבים מציעים שטריטון יכול היה להיות במקור KBO שנדד מביתו ב חגורת קויפר, רק שנפטון ייסגר. האינטראקציות שנבעו מלכידת הטריטון בין ירחים רטרוגרדיים לירחים המקוריים והמתקדמים של נפטון, אולי גרמו אז להרס מערכת מסודרת זו, ולהשאיר בעקבותיה רק ​​את ירחי טריטון ונפטון האכזריים שנמצאים עד היום.

באמצעות גוף N סימולציות המדגמות טריטון שנחרץ לאחרונה, ומערכת פרוגרסיבית קדומה ככל הנראה של ירחים, ד"ר רופו וד"ר קאנופ מראים שאם הירחים מציגים יחס מסה השווה לזה של מערכת הירחים של אורנוס ומטה, לריקוד ההרסני של טריטון איתם את הסבירות הטרגית להעתיק את המערכת שעכשיו אסטרונומים צופים בה. הסימולציות אף מדגימות כי האינטראקציות מקטינות את הציר החצי-מרכזי המקורי של טריטון במהירות מספקת בכדי למנוע את הפינוי של ירחים קטנים וחיצוניים יותר כמו נריד מהמערכת.

אם הצעת המחברים נכונה, היא מסבירה בהצלחה מדוע מערכת הירח של נפטון נראית כל כך מוזרה בהשוואה לזו של צדק או סטורן – מה שאומר שמודלים של אסטרונומים לאופן שבו מערכות קדמוניות אלה נוצרות סביב עולמות ענק גזיים עדיין מחזיקים.

כתיבת תגובה