Triton ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของเนปจูน คลิกเพื่อดูภาพขยาย
ไทรทันของเนปจูนมีลักษณะเฉพาะในระบบสุริยะเนื่องจากเป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่เพียงดวงเดียวที่โคจรไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของดาวเคราะห์ นักวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่อธิบายว่าเนปจูนสามารถจับไทรทันจากดาวเคราะห์ดวงอื่นได้อย่างไรในระหว่างการเข้าใกล้ ภายใต้สถานการณ์นี้ไทรทันเคยเป็นส่วนหนึ่งของระบบเลขฐานสองกับดาวเคราะห์ดวงอื่น พวกเขาอยู่ใกล้เนปจูนเกินไปและไทรทันก็ถูกฉีกขาด
ดวงจันทร์ขนาดใหญ่ของดาวเนปจูนไทรทันอาจละทิ้งพันธมิตรก่อนหน้านี้เพื่อมาถึงวงโคจรรอบดาวเนปจูน ไทรทันมีความเป็นเอกลักษณ์ในหมู่ดวงจันทร์ขนาดใหญ่ทั้งหมดในระบบสุริยะเนื่องจากมันโคจรรอบดาวเนปจูนในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของดาวเคราะห์ (วงโคจร "ถอยหลังเข้าคลอง") ไม่น่าจะเกิดขึ้นในการกำหนดค่านี้และอาจถูกจับจากที่อื่น
ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 11 พฤษภาคมนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ Craig Agnor แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาครูซและดักลาสแฮมิลตันแห่งมหาวิทยาลัยแมริแลนด์อธิบายรูปแบบใหม่สำหรับการจับบริวารของดาวเคราะห์ที่เกี่ยวข้องกับการเผชิญหน้าแรงโน้มถ่วงสามตัวระหว่าง ไบนารีและดาวเคราะห์ ตามสถานการณ์นี้ไทรทันเคยเป็นสมาชิกของวัตถุไบนารีคู่หนึ่งที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงระหว่างการเข้าใกล้ดาวเนปจูนจากนั้นดึงไทรทันออกจากคู่หูของมันเพื่อกลายเป็นบริวารของเนปจูน
“ เราพบทางออกที่น่าจะเป็นปัญหาที่ยาวนานของการที่ไทรทันเดินทางมาถึงวงโคจรที่แปลกประหลาด นอกจากนี้กลไกนี้ยังแนะนำเส้นทางใหม่สำหรับการจับดาวเทียมด้วยดาวเคราะห์ที่อาจเกี่ยวข้องกับวัตถุอื่น ๆ ในระบบสุริยจักรวาล” Agnor นักวิจัยในศูนย์กำเนิดต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ UCSC กล่าว
ด้วยคุณสมบัติที่คล้ายกับดาวเคราะห์พลูโตและมีมวลมากกว่า 40% ไทรทันจึงมีวงโคจรเป็นวงกลมที่มีความลาดเอียงซึ่งอยู่ระหว่างกลุ่มของดวงจันทร์ภายในขนาดเล็กที่มีวงโคจรที่เลื่อนระดับและกลุ่มดาวเทียมขนาดเล็กที่มีทั้งวงโคจรและถอยหลังเข้าคลอง มีดวงจันทร์ถอยหลังเข้าคลองดวงอื่นในระบบสุริยะรวมถึงดวงจันทร์ชั้นนอกขนาดเล็กของดาวพฤหัสและดาวเสาร์ แต่ทั้งหมดนั้นมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับไทรทัน (น้อยกว่าสองสามพันในมวล) และมีขนาดใหญ่กว่า
ไทรทันอาจมาจากระบบเลขฐานสองที่คล้ายกับดาวพลูโตและดวงจันทร์ของชารอน Agnor กล่าว Charon ค่อนข้างใหญ่ประมาณหนึ่งในแปดของมวลพลูโตเขาอธิบาย
“ มันไม่มากนักที่ Charon โคจรรอบดาวพลูโต แต่ทั้งคู่เคลื่อนที่รอบจุดศูนย์กลางมวลรวมของพวกมันซึ่งอยู่ระหว่างวัตถุทั้งสอง” Agnor กล่าว
ในการเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดกับดาวเคราะห์ยักษ์อย่างเนปจูนระบบดังกล่าวสามารถถูกดึงออกจากกันด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ การเคลื่อนที่ของไบนารี่มักทำให้สมาชิกรายหนึ่งเคลื่อนที่ช้ากว่าสมาชิกคนอื่น ๆ การกระจัดกระจายของไบนารีทำให้แต่ละวัตถุมีการเคลื่อนไหวที่เหลือซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างถาวรของสหายวงโคจร กลไกนี้หรือที่เรียกว่าปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนสามารถส่งไทรทันไปยังวงโคจรที่แตกต่างหลากหลายรอบเนปจูน Agnor กล่าว
สถานการณ์ก่อนหน้านี้ที่เสนอสำหรับไทรทันคือมันอาจชนกับดาวเทียมดวงอื่นใกล้ดาวเนปจูน แต่กลไกนี้ต้องการวัตถุที่มีส่วนร่วมในการปะทะมีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้ไทรทันช้าลง แต่เล็กพอที่จะไม่ทำลายมัน ความน่าจะเป็นของการปะทะนั้นน้อยมาก Agnor กล่าว
ข้อเสนอแนะอีกประการหนึ่งคือการลากอากาศพลศาสตร์จากดิสก์ของก๊าซรอบดาวเนปจูนทำให้ไทรทันชะลอตัวลงพอที่จะจับมันได้ แต่สถานการณ์นี้ทำให้เกิดข้อ จำกัด เกี่ยวกับช่วงเวลาของเหตุการณ์การดักจับซึ่งจะต้องเกิดขึ้นตั้งแต่ต้นในประวัติศาสตร์ของเนปจูนเมื่อดาวเคราะห์ถูกล้อมรอบด้วยดิสก์ก๊าซ แต่ช้าพอที่ก๊าซจะแยกย้ายกันก่อนที่มันจะชะลอวงโคจรของไทรทันมากพอที่จะส่งดวงจันทร์ บุกเข้ามาในโลก
ในทศวรรษที่ผ่านมามีการค้นพบไบนารีจำนวนมากในแถบไคเปอร์และที่อื่น ๆ ในระบบสุริยะ การสำรวจเมื่อเร็ว ๆ นี้ระบุว่าวัตถุในแถบไคเปอร์ประมาณ 11 เปอร์เซ็นต์นั้นเป็นระบบคู่เช่นเดียวกับที่มีประมาณ 16% ของดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก
“ การค้นพบเหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงวิธีการอธิบายคำอธิบายใหม่เกี่ยวกับการจับกุมของไตรตัน” แฮมิลตันกล่าว “ ไบนารี่ดูเหมือนจะเป็นคุณสมบัติที่แพร่หลายของประชากรตัวเล็ก ๆ ”
ดาวพลูโตไบนารีและดวงจันทร์ชารอนและไบนารีอื่น ๆ ในแถบไคเปอร์นั้นเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับไทรทันเนื่องจากวงโคจรของพวกมันอยู่ติดกับเนปจูนเขากล่าว
“ วัตถุที่คล้ายกันน่าจะมีมานานหลายพันล้านปีและความชุกของพวกเขาบ่งชี้ว่าการเผชิญหน้าดาวเคราะห์สองดวงที่เราเสนอให้จับของไทรตันนั้นไม่ได้ จำกัด โดยเฉพาะ” แฮมิลตันกล่าว
ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนที่อธิบายโดย Agnor และ Hamilton อาจมีการใช้งานที่กว้างขวางในการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของระบบสุริยะซึ่งมีดาวเทียมที่ผิดปกติจำนวนมาก นักวิจัยวางแผนที่จะสำรวจความหมายของการค้นพบของพวกเขาสำหรับระบบดาวเทียมอื่น ๆ
งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนโดยทุนสนับสนุนจากดาวเคราะห์ธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์ของนาซ่าการวิจัยดาวเคราะห์นอกโลกและโปรแกรมต้นกำเนิดของระบบสุริยะ
แหล่งที่มาเดิม: UC Santa Cruz
