Księżyc Neptuna Trytona

Planety zewnętrznego Układu Słonecznego znane są z tego, że są dziwne, podobnie jak ich liczne księżyce. Szczególnie dotyczy to Trytona, największego księżyca Neptuna. Oprócz tego, że jest on siódmym co do wielkości księżycem w Układzie Słonecznym, jest on również jedynym księżycem, który ma orbitę wsteczną – tzn. obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu obrotowego planety. Sugeruje to, że Tryton nie uformował się na orbicie wokół Neptuna, ale jest kosmicznym gościem, który pewnego dnia przejechał obok i postanowił zostać.

I tak jak większość księżyców w zewnętrznym Układzie Słonecznym, uważa się, że Tryton składa się z lodowej powierzchni i skalistego jądra. Ale w przeciwieństwie do większości księżyców Układu Słonecznego, Tryton jest jednym z niewielu, o których wiadomo, że są aktywne geologicznie. Efektem tego jest kriowulkanizm, gdzie gejzery okresowo przebijają się przez skorupę i zamieniają powierzchnię Trytona w coś, co z pewnością będzie psychodelicznym doświadczeniem!

Odkrycie i nazewnictwo:

Tryton został odkryty przez brytyjskiego astronoma Williama Lassella 10 października 1846 roku, zaledwie 17 dni po odkryciu Neptuna przez niemieckiego astronoma Johanna Gottfrieda Galle. John Herschel – syn słynnego angielskiego astronoma Williama Herschela, który odkrył wiele księżyców Saturna i Urana – napisał do Lassella i polecił mu obserwację Neptuna, aby sprawdzić, czy ma on również jakieś księżyce.

Lassell tak zrobił i odkrył największy księżyc Neptuna osiem dni później. Trzydzieści cztery lata później, francuski astronom Camille Flammarion nazwał księżyc Trytonem – po greckim bogu morza i synu Posejdona (odpowiednik rzymskiego boga Neptuna) – w swojej książce Astronomie Populaire z 1880 roku. Minęło jednak kilka dekad, zanim nazwa ta przyjęła się na dobre. Do czasu odkrycia drugiego księżyca Nereidy w 1949 roku, Tryton był powszechnie znany po prostu jako „satelita Neptuna.”

Wielkość, masa i orbita:

Przy masie 2,14 × 1022 kg i średnicy ok. 2700 km Tryton jest największym księżycem w układzie Neptuna – zawiera ponad 99,5% całej masy znanej z orbitowania wokół planety. Oprócz tego, że jest siódmym co do wielkości księżycem w Układzie Słonecznym, jest również bardziej masywny niż wszystkie znane księżyce w Układzie Słonecznym mniejsze od niego samego razem wzięte.

Bez nachylenia osiowego i z mimośrodowością praktycznie równą zeru, księżyc krąży wokół Neptuna w odległości 354 760 km (220 438 mil). W tej odległości Tryton jest najdalszym satelitą Neptuna i okrąża planetę co 5,87685 dni ziemskich. W przeciwieństwie do innych księżyców tej wielkości, Tryton ma orbitę wsteczną wokół swojej planety gospodarza.

Większość zewnętrznych nieregularnych księżyców Jowisza i Saturna ma orbity wsteczne, podobnie jak niektóre zewnętrzne księżyce Urana. Jednak wszystkie te księżyce są znacznie bardziej oddalone od swoich księżyców głównych i są raczej małe w porównaniu z nimi. Tryton ma również orbitę synchroniczną z Neptunem, co oznacza, że utrzymuje jedną twarz skierowaną w stronę planety przez cały czas.

Jak Neptun krąży wokół Słońca, bieguny Trytona zmieniają się w kierunku Słońca, co powoduje zmiany sezonowe, jak jeden biegun, a następnie drugi, przesuwa się w kierunku światła słonecznego. Takie zmiany zostały zaobserwowane w kwietniu 2010 roku przez astronomów korzystających z Bardzo Dużego Teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego.

Innym ważnym aspektem orbity Trytona jest to, że ulega ona rozpadowi. Naukowcy szacują, że za około 3,6 miliarda lat przejdzie on poniżej granicy Roche’a Neptuna i zostanie rozerwany.

Kompozycja:

Tryton ma promień, gęstość (2,061 g/cm3), temperaturę i skład chemiczny podobny do Plutona. Z tego powodu, oraz faktu, że okrąża Neptuna na orbicie wstecznej, astronomowie uważają, że księżyc powstał w Pasie Kuipera, a później został uwięziony przez grawitację Neptuna.

Inna teoria głosi, że Tryton był kiedyś planetą karłowatą z towarzyszem. W tym scenariuszu, Neptun pochwycił Trytona i odrzucił jego towarzysza, gdy gazowy gigant przeniósł się dalej w głąb Układu Słonecznego, miliardy lat temu.

Podobnie jak Pluton, 55% powierzchni Trytona pokryte jest zamrożonym azotem, z lodem wodnym stanowiącym 15-35% i suchym lodem (aka. zamrożonym dwutlenkiem węgla) tworzącym pozostałe 10-20%. Uważa się, że występują tam również śladowe ilości metanu i tlenku węgla, a także niewielkie ilości amoniaku (w postaci dwuwodzianu amoniaku w litosferze).

Gęstość Trytona sugeruje, że jego wnętrze jest zróżnicowane na stałe jądro zbudowane z materiału skalnego i metali, płaszcz złożony z lodu i skorupę. We wnętrzu Trytona jest wystarczająco dużo skał, aby rozpad radioaktywny mógł napędzać konwekcję w płaszczu, która może być nawet wystarczająca do utrzymania podziemnego oceanu. Podobnie jak w przypadku księżyca Jowisza, Europy, proponowane istnienie tego ciepłowodnego oceanu może oznaczać obecność życia pod lodową skorupą.

Atmosfera i cechy powierzchni:

Tryton ma bardzo wysokie albedo, odbijające 60-95% światła słonecznego, które do niego dociera. Powierzchnia jest również dość młoda, co wskazuje na możliwe istnienie wewnętrznego oceanu i aktywność geologiczną. Księżyc ma czerwonawy odcień, który jest prawdopodobnie wynikiem przekształcenia się lodu metanowego w węgiel w wyniku ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe.

Tryton jest uważany za jedno z najzimniejszych miejsc w Układzie Słonecznym. Temperatura powierzchni księżyca wynosi około -235°C, podczas gdy na Plutonie wynosi średnio około -229°C. Naukowcy twierdzą, że temperatura Plutona może spaść nawet do -240°C w najdalszym punkcie od Słońca na jego orbicie, ale staje się on również znacznie cieplejszy bliżej Słońca, co daje mu wyższą ogólną średnią temperaturę.

Jest to również jeden z niewielu księżyców w Układzie Słonecznym, który jest aktywny geologicznie, co oznacza, że jego powierzchnia jest stosunkowo młoda ze względu na wynurzanie się. Ta aktywność powoduje również kriowulkanizm, gdzie woda amoniakalna i azot wybuchają z powierzchni zamiast płynnej skały. Te gejzery azotu mogą wysyłać pióropusze ciekłego azotu 8 km ponad powierzchnię księżyca.

Z powodu aktywności geologicznej stale odnawiającej powierzchnię księżyca, na Trytonie jest bardzo mało kraterów uderzeniowych. Podobnie jak Pluton, Tryton posiada atmosferę, która, jak się uważa, powstała w wyniku odparowania lodów z jego powierzchni. Podobnie jak lody na powierzchni, delikatna atmosfera Trytona składa się z azotu ze śladowymi ilościami tlenku węgla i niewielkimi ilościami metanu w pobliżu powierzchni.

Atmosfera składa się z troposfery wznoszącej się na wysokość 8 km, gdzie ustępuje miejsca termosferze, która sięga 950 km od powierzchni. Temperatura górnej atmosfery Trytona, wynosząca 95-100 K (ok. -175 °C/-283 °F) jest wyższa od tej na powierzchni, ze względu na wpływ promieniowania słonecznego i magnetosfery Neptuna.

Większość troposfery Trytona przenika mgiełka, która, jak się uważa, składa się głównie z węglowodorów i nitryli powstałych w wyniku działania światła słonecznego na metan. Atmosfera Trytona posiada również chmury skondensowanego azotu, które znajdują się w odległości od 1 do 3 km od powierzchni.

Obserwacje wykonane z Ziemi oraz przez sondę kosmiczną Voyager 2 wykazały, że Tryton doświadcza ciepłego lata co kilkaset lat. Może to być wynikiem okresowej zmiany albedo planety (tj. jej ciemniejszego i bardziej czerwonego koloru), która może być spowodowana albo wzorcami mrozu albo aktywnością geologiczną.

Ta zmiana pozwoliłaby na zaabsorbowanie większej ilości ciepła, po czym nastąpiłby wzrost sublimacji i ciśnienia atmosferycznego. Dane zebrane między 1987 a 1999 rokiem wskazywały, że Tryton zbliża się do jednego z takich ciepłych lat.

Voyager 2:

Kiedy należący do NASA Voyager 2 wykonał przelot obok Neptuna w sierpniu 1989 roku, kontrolerzy misji postanowili również przeprowadzić przelot obok Trytona – podobny do tego, jaki Voyager 1 wykonał podczas spotkania z Saturnem i Tytanem. W czasie przelotu większość północnej półkuli była pogrążona w ciemności i niewidziana przez Voyagera.

Z powodu prędkości Voyagera i powolnego obrotu Trytona, tylko jedna półkula była wyraźnie widoczna z bliska. Reszta powierzchni była albo pogrążona w ciemności, albo widoczna jako niewyraźne ślady. Mimo to, sonda Voyager 2 zdołała uchwycić kilka obrazów księżyca i zauważyła gejzery ciekłego azotu wydobywające się z dwóch różnych miejsc na powierzchni.

W sierpniu 2014 roku, w oczekiwaniu na zbliżające się spotkanie New Horizons z Plutonem, NASA przywróciła te zdjęcia i wykorzystała je do stworzenia pierwszej globalnej kolorowej mapy Trytona. Stworzona przez Paula Schenka, naukowca z Lunar and Planetary Institute w Houston, mapa została również wykorzystana do nakręcenia filmu (pokazanego poniżej), który odtworzył historyczne spotkanie Voyagera 2 na czas 25. rocznicy tego wydarzenia.

Tak, Tryton jest rzeczywiście niezwykłym księżycem. Pomijając jego dość unikalne cechy (ruch wsteczny, aktywność geologiczna), krajobraz księżyca może być niesamowitym widokiem. Dla każdego, kto stoi na jego powierzchni, otoczony kolorowymi lodami, pióropuszami azotu i amoniaku, mgiełką azotową i wielkim niebieskim dyskiem Neptuna wiszącym na niebie, doświadczenie to będzie wyglądało jak coś w rodzaju halucynacji.

W końcu szkoda, że Układ Słoneczny pewnego dnia pożegna się z tym księżycem. Ze względu na charakter jego orbity, księżyc w końcu wpadnie w studnię grawitacyjną Neptuna i rozpadnie się. W tym momencie, Neptun będzie miał ogromny pierścień jak Saturn, dopóki te cząsteczki nie rozbiją się o planetę, jak również.

To również byłoby coś do oglądania. Można mieć tylko nadzieję, że ludzkość nadal będzie w pobliżu za 3,6 miliarda lat, aby być tego świadkiem!