De maan van Neptunus, Triton

De planeten van het buitenste zonnestelsel staan erom bekend vreemd te zijn, net als hun vele manen. Dat geldt in het bijzonder voor Triton, de grootste maan van Neptunus. Het is niet alleen de op zeven na grootste maan van het zonnestelsel, maar ook de enige grote maan die een retrograde baan heeft – dat wil zeggen dat hij in de richting draait die tegengesteld is aan de draaiing van de planeet. Dit suggereert dat Triton niet is ontstaan in een baan rond Neptunus, maar een kosmische bezoeker is die op een dag langskwam en besloot te blijven.

En net als de meeste manen in het buitenste zonnestelsel, wordt aangenomen dat Triton bestaat uit een ijzige oppervlakte en een rotsachtige kern. Maar in tegenstelling tot de meeste manen in het zonnestelsel is Triton een van de weinige waarvan bekend is dat hij geologisch actief is. Dit resulteert in cryovolkanisme, waarbij geisers periodiek door de korst breken en het oppervlak van Triton veranderen in wat zeker een psychedelische ervaring zal zijn!

Ontdekking en naamgeving:

Triton werd ontdekt door de Britse astronoom William Lassell op 10 oktober 1846, slechts 17 dagen na de ontdekking van Neptunus door de Duitse astronoom Johann Gottfried Galle. Nadat hij van de ontdekking had gehoord, schreef John Herschel – de zoon van de beroemde Engelse astronoom William Herschel, die veel manen van Saturnus en Uranus had ontdekt – een brief aan Lassell en raadde hem aan Neptunus te observeren om te zien of deze ook manen had.

Lassell deed dit en ontdekte acht dagen later de grootste maan van Neptunus. Vierendertig jaar later noemde de Franse astronoom Camille Flammarion de maan Triton – naar de Griekse zeegod en zoon van Poseidon (het equivalent van de Romeinse god Neptunus) – in zijn boek Astronomie Populaire uit 1880. Het zou echter nog enige decennia duren voordat de naam bekend werd. Tot de ontdekking van de tweede maan Nereïd in 1949 werd Triton gewoon “de satelliet van Neptunus” genoemd.

Grootte, massa en baan:

Met 2,14 × 1022 kg en een diameter van ca. 2700 km is Triton de grootste maan in het Neptuniaanse stelsel – meer dan 99,5% van alle bekende massa die om de planeet draait. Behalve dat het de op zeven na grootste maan in het zonnestelsel is, is het ook massiever dan alle bekende manen in het zonnestelsel kleiner dan zichzelf bij elkaar.

Met geen axiale kanteling en een excentriciteit van vrijwel nul, draait de maan rond Neptunus op een afstand van 354.760 km (220.438 mijl). Op deze afstand is Triton de verste satelliet van Neptunus, en draait hij elke 5,87685 aarddagen rond de planeet. In tegenstelling tot andere manen van zijn grootte heeft Triton een retrograde baan rond zijn gastplaneet.

De meeste van de buitenste onregelmatige manen van Jupiter en Saturnus hebben retrograde banen, net als sommige van de buitenste manen van Uranus. Deze manen staan echter allemaal veel verder van hun hoofdmanen af, en zijn in vergelijking daarmee vrij klein. Triton heeft ook een synchrone baan met Neptunus, wat betekent dat hij altijd met één kant naar de planeet gericht blijft.

Als Neptunus om de zon draait, zijn de polen van Triton om beurten naar de zon gericht, wat resulteert in seizoensgebonden veranderingen als de ene pool, dan de andere, in het zonlicht komt te staan. Deze veranderingen zijn in april 2010 waargenomen door astronomen met de Very Large Telescope van de European Southern Observatory.

Een ander belangrijk aspect van de baan van Triton is dat deze aan het afnemen is. Wetenschappers schatten dat het over ongeveer 3,6 miljard jaar de Roche-grens van Neptunus zal passeren en uit elkaar zal worden gescheurd.

Samenstelling:

Triton heeft een straal, dichtheid (2,061 g/cm3), temperatuur en chemische samenstelling die vergelijkbaar is met die van Pluto. Hierdoor, en doordat hij in een retrograde baan om Neptunus cirkelt, denken astronomen dat de maan in de Kuipergordel is ontstaan en later door de zwaartekracht van Neptunus gevangen is geraakt.

Een andere theorie gaat ervan uit dat Triton ooit een dwergplaneet was met een metgezel. In dit scenario heeft Neptunus Triton gevangen en zijn metgezel weggeslingerd toen de gasreus miljarden jaren geleden verder het zonnestelsel introk.

Ook net als Pluto is 55% van Tritons oppervlak bedekt met bevroren stikstof, waarvan 15-35% uit waterijs bestaat en de resterende 10-20% uit droog ijs (ook wel bevroren kooldioxide genoemd). Er wordt aangenomen dat er ook sporen van methaan en koolmonoxide-ijs aanwezig zijn, evenals kleine hoeveelheden ammoniak (in de vorm van ammoniakdihydraat in de lithosfeer).

De dichtheid van Triton suggereert dat er in zijn binnenste een onderscheid is tussen een vaste kern van rotsachtig materiaal en metalen, een mantel van ijs, en een korst. Er is genoeg rots in Triton’s interieur voor radioactief verval om convectie in de mantel aan te drijven, wat misschien zelfs voldoende is om een ondergrondse oceaan in stand te houden. Net als bij Jupiters maan Europa zou het bestaan van deze warmwater oceaan kunnen betekenen dat er leven onder de ijzige korsten is.

Lucht- en oppervlaktekenmerken:

Triton heeft een aanzienlijk hoog albedo, dat 60-95% van het zonlicht weerkaatst dat het bereikt. Het oppervlak is ook vrij jong, wat een aanwijzing is voor het mogelijke bestaan van een oceaan in het binnenste van de maan en geologische activiteit. De maan heeft een roodachtige tint, die waarschijnlijk het gevolg is van de omzetting van methaanijs in koolstof door de blootstelling aan ultraviolette straling.

Triton wordt beschouwd als een van de koudste plaatsen in het zonnestelsel. De oppervlaktetemperatuur van de maan is ongeveer -235°C, terwijl Pluto gemiddeld zo’n -229°C is. Wetenschappers zeggen dat Pluto op het verste punt van de zon in zijn baan wel -240°C kan worden, maar dat het dichter bij de zon ook veel warmer wordt, waardoor hij een hoger algemeen temperatuurgemiddelde heeft.

Het is ook een van de weinige manen in het zonnestelsel die geologisch actief is, wat betekent dat zijn oppervlak relatief jong is als gevolg van het weer opduiken. Deze activiteit resulteert ook in cryovolkanisme, waarbij water-ammoniak en stikstofgas uit het oppervlak spatten in plaats van vloeibaar gesteente. Deze stikstofgeisers kunnen pluimen van vloeibare stikstof 8 km boven het oppervlak van de maan uitstoten.

Door de geologische activiteit die het oppervlak van de maan voortdurend vernieuwt, zijn er maar weinig inslagkraters op Triton. Net als Pluto heeft Triton een atmosfeer die vermoedelijk is ontstaan door de verdamping van ijs van zijn oppervlak. Net als het ijs aan het oppervlak bestaat de ijle atmosfeer van Triton uit stikstof met sporen van koolmonoxide en kleine hoeveelheden methaan aan het oppervlak.

Deze atmosfeer bestaat uit een troposfeer die oploopt tot een hoogte van 8 km, waar hij overgaat in een thermosfeer die zich uitstrekt tot 950 km van het oppervlak. De temperatuur van de bovenste atmosfeer van Triton bedraagt 95-100 K (ca. -175 °C/-283 °F) is hoger dan die aan het oppervlak, als gevolg van de invloed van zonnestraling en de magnetosfeer van Neptunus.

Een nevel doordringt het grootste deel van Tritons troposfeer, die vermoedelijk grotendeels bestaat uit koolwaterstoffen en nitrillen die ontstaan door de inwerking van zonlicht op methaan. De atmosfeer van Triton heeft ook wolken van gecondenseerde stikstof die tussen 1 en 3 km van het oppervlak liggen.

Observaties vanaf de aarde en met het Voyager 2-ruimtevaartuig hebben aangetoond dat Triton om de paar honderd jaar een warm zomerseizoen beleeft. Dit zou het gevolg kunnen zijn van een periodieke verandering in het albedo van de planeet (d.w.z. dat hij donkerder en roder wordt), die veroorzaakt zou kunnen zijn door vorstpatronen of geologische activiteit.

Door deze verandering zou meer warmte kunnen worden geabsorbeerd, gevolgd door een toename van sublimatie en atmosferische druk. Gegevens verzameld tussen 1987 en 1999 wezen erop dat Triton een van deze warme zomers naderde.

Voyager 2:

Toen NASA’s Voyager 2 in augustus 1989 een fly-by van Neptunus maakte, besloten de missieleiders ook een fly-by van Triton te maken – vergelijkbaar met de ontmoeting van de Voyager 1 met Saturnus en Titan. Op het moment van de flyby was het grootste deel van het noordelijk halfrond in duisternis gehuld en ongezien door de Voyager.

Door de snelheid van Voyager’s bezoek en de langzame rotatie van Triton, was slechts één halfrond van dichtbij duidelijk te zien. De rest van het oppervlak was ofwel in duisternis ofwel te zien als wazige markeringen. Niettemin slaagde het Voyager 2-ruimtevaartuig erin om verschillende beelden van de maan vast te leggen en zag geisers van vloeibare stikstof die uit twee verschillende kenmerken op het oppervlak spoten.

In augustus van 2014, in afwachting van New Horizons op handen zijnde ontmoeting met Pluto, herstelde NASA deze foto’s en gebruikte ze om de eerste wereldwijde kleurenkaart van Triton te maken. Geproduceerd door Paul Schenk, een wetenschapper aan het Lunar and Planetary Institute in Houston, werd de kaart ook gebruikt om een film te maken (hieronder te zien) waarin de historische Voyager 2 ontmoeting werd nagespeeld, op tijd voor de 25e verjaardag van het evenement.

Ja, Triton is inderdaad een ongewone maan. Afgezien van zijn tamelijk unieke kenmerken (retrograde beweging, geologische activiteit) is het landschap van de maan waarschijnlijk een verbazingwekkend gezicht. Voor iemand die op het oppervlak staat, omringd door kleurrijk ijs, pluimen van stikstof en ammoniak, een stikstofnevel en de grote blauwe schijf van Neptunus die aan de hemel hangt, zou de ervaring iets weg hebben van een hallucinatie.

Het is uiteindelijk jammer dat het zonnestelsel op een dag afscheid zal nemen van deze maan. Door de aard van zijn baan zal de maan uiteindelijk in de zwaartekrachtput van Neptunus vallen en uit elkaar vallen. Op dat moment zal Neptunus een enorme ring krijgen, net als Saturnus, totdat ook die deeltjes op de planeet neerstorten.

Dat zou ook iets zijn om te aanschouwen. We kunnen alleen maar hopen dat de mensheid er over 3,6 miljard jaar nog is om dat mee te maken!