تلسکوپ فضایی جیمز وب موفق به شناسایی مواد معدنی رسیِ تغییریافته توسط آب در دو قمر کوچک داخلی نپتون و حلقههای آن شده است. این کشف علمی نشان میدهد که قمرها و حلقههای امروزی این سیاره احتمالاً آوار بهجامانده از یک سیستم قمری باستانی و بزرگتر هستند؛ سیستمی که میلیاردها سال پیش در پی ورود و اسارت قمر غولپیکر «تریتون»، از هم پاشیده و نابود شده است.
پژوهشگران با استفاده از طیفسنج فروسرخ نزدیک جیمز وب (NIRSpec)، قمرهای داخلی پروتئوس، لاریسا و گالاتیا و همچنین حلقههای آدامز، آراگو و لووریه را مورد بررسی دقیق قرار دادند. بر اساس پژوهش منتشرشده در نشریه ساینس ادونسز و نسخه دسترسی آزاد آن، این مشاهدات نشاندهنده وجود پیوندهای هیدروکسیل در این اجرام است. اما نکته غافلگیرکننده، شناسایی نوعی رس غنی از منیزیم (فیلوسیلیکاتها) در لاریسا، گالاتیا و حلقههای نپتون بود؛ مواد معدنی خاصی که تنها در حضور طولانیمدت آب مایع شکل میگیرند.
دما در این بخش از منظومه شمسی بسیار پایین و در حدود ۵۰ کلوین است و آب مایع نمیتواند در چنین شرایطی دوام بیاورد. از سوی دیگر، قمرهای لاریسا و گالاتیا با قطری در حدود ۲۰۰ کیلومتر، بسیار کوچکتر از آن هستند که بتوانند گرمای درونی لازم برای ذوب کردن یخها را در طول میلیونها سال تأمین کنند. بنابراین، این مواد معدنی رسی باید پیش از شکلگیری قمرهای فعلی و در اعماق قمرهای اولیه بسیار بزرگتر به وجود آمده باشند.
بر اساس فرضیه غالب، ورود تریتون به مدار نپتون باعث آشفتگی شدید گرانشی در قمرهای بومی این سیاره شد و برخوردهای سهمگینی را میان آنها رقم زد. این برخوردها قمرهای اولیه را متلاشی کرد و مواد معدنی درون آنها را در فضا پراکنده ساخت که بعدها بخشی از این آوار، قمرهای کوچک و حلقههای امروزی نپتون را تشکیل دادند. با این حال، احتمال دیگری نیز وجود دارد؛ اینکه یک جرم یخی بزرگ دیگر از کمربند کویپر به نپتون نزدیک و توسط گرانش آن متلاشی شده باشد. هرچند تیم کشفکننده فرضیه قمرهای اولیه را ترجیح میدهد، زیرا سناریوی اول به فرضیات کمتری نیاز دارد.
بررسی سایر قمرهای این سیاره نیز اطلاعات ارزشمندی درباره این تاریخچه پرآشوب ارائه میدهد. برای نمونه، یافتههای این مطالعه به سرپرستی کلتک نشان میدهد که قمر نریید احتمالاً یکی از بازماندگان سالم قمرهای اولیه نپتون است که در جریان این هرجومرج گرانشی به مداری دورتر پرتاب شده است. در مقابل، قمر پروتئوس نشانه بسیار ضعیفی از این ماده رسی دارد که نشان میدهد توزیع آوار حاصل از این فروپاشی در فضا کاملاً یکنواخت نبوده است.
بازخوانی تاریخچه زمینشناختی نپتون
دادههای جدید جیمز وب، در ادامه تصاویری که پیش از این به عنوان نخستین تصویر ثبتشده از نپتون منتشر شده بود، قمرها و حلقههای نپتون را از اهدافی صرفاً تصویری به نمونههای زمینشناختی ارزشمند تبدیل کرده است. هرچند لاریسا و گالاتیا امروزه قمرهایی کوچک و تاریک هستند، اما مواد معدنی روی سطح آنها تاریخچه حرارتی جهانهایی بزرگتر و داستان نابودی خشونتبار آنها را در خود ثبت کردهاند.
