Наблюдения James Webb Space Telescope показали необычный состав у внутренних спутников Нептуна и его колец. Команда Caltech изучила спектры Лариссы, Галатеи, Протея и материала колец. В данных Лариссы, Галатеи и колец появились признаки магний-богатых филлосиликатов, то есть глинистых минералов, которые формируются при участии жидкой воды.
Это странный результат для внешней Солнечной системы. На таких расстояниях исследователи обычно ждут много льда, но в спектрах трех изученных малых спутников и колец не видно водяного льда. По словам авторов, найденные минералы должны были попасть туда изнутри гораздо более крупного тела, которое когда-то могло нагреться достаточно, чтобы растопить лед и запустить водную переработку породы.
Работа связывает этот состав с бурной историей системы Нептуна. Voyager 2 в 1989 году открыл шесть новых спутников планеты, включая несколько небольших тел рядом с главными кольцами. Теперь JWST впервые дал для них спектроскопические данные. Авторы считают, что эти внутренние спутники могут быть остатками древней системы лун, разрушенной после захвата Тритона.
Тритон, крупнейший спутник Нептуна, движется по необычной орбите и, вероятно, был захвачен планетой после формирования в другом месте Солнечной системы. Такой захват должен был сильно нарушить орбиты прежних спутников. В сценарии Caltech исходная система лун была практически перемолота, а часть обломков позже снова собралась в малые внутренние спутники и материал колец.
Особенно важна разница между объектами. На Лариссе, Галатее и в кольцах видны признаки филлосиликатов, а на Протее, крупнейшем из малых изученных спутников, таких признаков нет. Это может означать, что Протей собрался из другой области диска обломков или позднее нагрелся так, что глинистые минералы были разрушены.
Есть и еще одна загадка. Во всех трех малых спутниках команда видит одинаковый гидратированный минерал, но пока не может сопоставить его с известными образцами в спектральных библиотеках. Исследователи описывают его как форму гидратированной породы, но точный состав остается открытым вопросом.
Авторы не исключают альтернативу. Материал мог появиться не только из древних лун Нептуна, но и из крупного дифференцированного объекта пояса Койпера, примерно плутонового масштаба, который подошел слишком близко к планете и был разорван приливными силами. В обоих вариантах ключевой вывод один: нынешние внутренние спутники показывают вещество, которое раньше находилось глубоко внутри большого ледяного мира.
Результат опубликован в Science Advances. Технический интерес здесь не в красивом снимке, а в спектроскопии JWST: по линиям в ближнем инфракрасном диапазоне удалось увидеть химические следы воды и внутреннего строения древних тел там, где обычная геология давно скрыта под льдом или разрушена.
