«Семья» лун Нептуна предельно необычна. Почти половина из 16 известных нам спутников обращается вокруг планеты в направлении, противоположном ее вращению. Особенно выделяется среди них Тритон — огромный ледяной шар диаметром около 2700 километров, чуть меньше нашей Луны.
Обычно крупные спутники движутся по орбите в прямом направлении, что указывает на их вероятное происхождение — они формировались из вращающихся облаков пыли и газа, когда планеты были молодыми. Из-за необычной траектории и размеров Тритона астрономы давно предполагают, что он образовался не вместе с Нептуном, а вообще в другом месте. А четыре миллиарда лет назад ворвался в систему словно таран, разбросав все имевшиеся в ту пору спутники и отправив их по расходящимся спиральным траекториям вокруг Солнца, откуда им уже не суждено вернуться.
В этой связи ученых давно занимает вопрос: а не могла ли 340-километровая Нереида остаться единственной уцелевшей в том давнем катаклизме? Это могло бы объяснить необычно широкую и вытянутую орбиту луны — гравитация планеты ее едва удерживает.
В Калифорнийском технологическом институте провели исследование, доказавшее эту гипотезу. Его результаты приведены в журнале Science Advances.
В основу работы легли всего 10 минут наблюдений за Нереидой с помощью телескопа «Джеймс Уэбб». Они показали, что спутник имеет слегка голубоватый оттенок, а объекты в поясе Койпера, откуда предполагалась родом Нереида, красноватые.
«Она просто не очень похожа на все остальное», — констатирует планетолог Мэттью Беляков, руководивший исследованием.
Ученые провели компьютерное моделирование, чтобы восстановить ход событий. Изначально Тритон должен был двигаться по широкой петляющей траектории вокруг планеты. Если бы он оставался в таком положении слишком долго (от 100 миллионов до миллиарда лет), ни одна луна не избежала бы его влияния.
«Нужно, чтобы Тритон достаточно быстро убрался с дороги», — объясняет астроном Матия Чук из Института SETI.
Согласно симуляциям, это могло случиться, если бы в первый миллион лет своего обращения вокруг Нептуна Тритон столкнулся с одним или двумя крупными объектами. «Ему должно было один или два раза подфартить», — говорит Беляков.
Этого было бы достаточно, чтобы «сплющить» орбиту Тритона в окружность, оставив Нереиду на ее сильно вытянутой — но, что важнее, стабильной — орбите вокруг Нептуна, уводящей ее на миллионы километров от планеты.
Результаты этого исследования могут рассказать больше и об Уране, считает астроном Бенджамин Шарки из Мэрилендского университета. Считается, что Уран также пережил страшную катастрофу на раннем этапе, завалившую его набок. «Мы не знаем, как выглядели первоначальные системы ни Нептуна, ни Урана, и Нереида — прекрасный пример этой захватывающей загадки», — подчеркивает ученый.
«Нереида абсолютно незаменима для понимания, как формировались спутники», — подтверждает Беляков.
По всей видимости, большинство своих спутников Нептун захватил уже после грандиозного вторжения Тритона, хотя некоторые близко расположенные объекты могут быть фрагментами первоначальных лун, разрушенных при столкновениях.
«Они могут быть остатками, претерпевшими изменения в ходе устроенного Тритоном разгрома», — допускает Чук.
Чтобы точно узнать происхождение Нереиды, нужно отправить к Нептуну космический аппарат — но на ближайшее время никакие космические миссии туда не запланированы. «Это преступно малоизученная луна», — заключил планетолог Беляков.