Skąd wziął się Tryton, „dziwny” księżyc Neptuna? Dotychczas wszystkie teorie ma ten temat tłumaczyły jego obecność zaistnieniem specjalnych „zbiegów okoliczności”. Najnowsza teoria mówi, że Tryton pochodzi z Pasa Kuipera. Co ciekawsze, najprawdopodobniej stanowił układ podwójny razem z nieznaną nam planetoidą. Tryton miał zostać przechwycony przez pole grawitacyjne Neptuna, a jego towarzysz wyrzucony w przestrzeń.

Księżyc Neptuna, Tryton, jest jednym ze szczególnych obiektów w Układzie Słonecznym. Co w nim takiego niespotykanego? Po pierwsze, jest wyjątkowo duży – jego masa jest o 40% większa od masy najmniejszej planety Układu Słonecznego, Plutona. Po drugie – Tryton jako jedyny duży księżyc okrąża Neptuna w przeciwnym kierunku niż obraca się planeta.

Astronomowie od dawna podejrzewali, że Neptun i jego „dziwny” księżyc nie zawsze byli parą – na co wskazuje właśnie wielkość Trytona i jego szczególny ruch po orbicie. Tryton wydaje się być obiektem przechwyconym przez pole grawitacyjne Neptuna. Naukowcy mieli jednak trudność z wyjaśnieniem, jak mogło dojść do takiego przechwycenia.

Najwięcej kłopotu sprawiało wytłumaczenie przyczyny znacznego spowolnienia ruchu Trytona, przelatującego obok Neptuna. Żeby bowiem wejść na jego orbitę, Tryton musiał utracić znaczną część swojej prędkości.

Jedna z teorii sugeruje, że Tryton zderzył się z jednym z innych księżyców Neptuna. Jej wadą jest to, że szansa kolizji z innym obiektem w okolicy tej planety jest dość mała.

Inna teoria jako wyjaśnienie podaje zjawisko hamowania aerodynamicznego – które można poczuć na własnej skórze, gdy wystawi się rękę za okno jadącego samochodu. Jego przyczyną mogłoby być pasmo gazu, rozciągające się wokół Neptuna. Miałoby ono spowolnić ruch Trytona w znacznym stopniu, tak, aby mógł wejść na orbitę Neptuna. Jednak aby uzyskać taki efekt, potrzebna byłaby wielka ilość gazu. I nawet gdyby takie gazowe pasmo istniało, spowodowałoby dalsze spowalnianie ruchu Trytona już po jego wejściu na orbitę. Księżyc poruszałby się coraz bliżej planety, aż w końcu uderzyłby w powierzchnię Neptuna.

Craig Agnor z Univeristy of California w Santa Cruz oraz Douglas Hamilton z University of Maryland w College Park proponują nowe podejście do problemu. Według nich, wielki księżyc mógł być kiedyś jedną z pary planetoid, które orbitowały razem w najdalszych krańcach Układu Słonecznego.

Kiedy Tryton i jego nieznany towarzysz zbliżyły się do Neptuna, nastąpiło zjawisko, które astronomowie porównali do „grawitacyjnego przeciągania liny”. Towarzysz Trytona przegrał „walkę” i został wyrzucony w kosmos, podczas gdy Tryton został uwięziony na orbicie planety.

Craig Agnor zauważa, że nowy model przechwycenia Trytona jest wolny od niedoskonałości poprzednich teorii. Poprzednie wyjaśnienia wymagały zaistnienia rzadkich kombinacji kilku wydarzeń. Było więc mało prawdopodobne, że takie teorie tłumaczyły rzeczywisty przebieg zjawiska.

Agnor i Hamilton oparli swoją teorię na niedawnych odkryciach w najdalszych krańcach Układu Słonecznego – w okolicach Pasa Kuipera. Wiadomo, że krąży tam około 1000 obiektów, a niektóre z nich są całkiem pokaźnych rozmiarów, porównywalnych z rozmiarami Trytona. Niedawno odkryto tam ciało niebieskie, nazwane 2003 UB313, które jest nawet większe od Plutona. Nieoficjalnie ochrzczono je imieniem Xena, a jego średnica wynosi 2400 kilometrów – dla porównania, średnica Plutona to 2300 km, a Trytona – 2700 km.

Co ważne, około 10% obiektów w Pasie Kuipera ma swoich towarzyszy, z którymi krąży wokół wspólnego środka masy każdej pary. Pluton i jego księżyc, Charon, o masie równej 1/8 masy Plutona, są dobrym przykładem właśnie takiej pary.

Agnor i Hamilton sądzą, że Tryton początkowo był jednym z obiektów, znajdujących się w Pasie Kuipera i miał swojego towarzysza, z którym tworzył układ podwójny. Naukowcy sugerują, że kiedy para ta zbliżyła się do Neptuna, grawitacja planety rozdzieliła Trytona i jego towarzysza. W wyniku tego ruch Trytona został spowolniony tak, że planetoida ta została przechwycona, a jej towarzysz – wypchnięty w przestrzeń kosmiczną.

Nadal pozostaje tajemnicą, co stało się z towarzyszem Trytona. Agnor dodaje, że nie wiadomo nawet, jaka była jego dokładna masa.

Mimo tych niewiadomych, dotychczasowe obserwacje podobnych par w Pasie Kuipera wydają się potwierdzać taki przebieg zdarzeń.

Renu Malhotra, profesor specjalizująca się w dynamice Układu Słonecznego z Univeristy of Arizona w Tucson zauważa, że nowa teoria przypomina akceptowane modele tego, jak ewoluują układy gwiazd.

Tłumaczy, że najczęściej gwiazdy formują się w gromady, a wysoki procent wszystkich gwiazd stanowią gwiazdy podwójne. Kiedy gromady są młode, gwiazdy podwójne są wystarczająco blisko siebie, aby mogły wzajemnie „podkradać” sobie towarzyszy.

Jednak, jak dotąd, nikt nie próbował przenieść tego mechanizmu na grunt planet i księżyców.

Zanim Agnor i Hamilton opublikowali swoją teorię, najczęściej przytaczanym wyjaśnieniem tego, jak Neptun zyskał swój księżyc, było przechwycenie przez zderzenie z innym obiektem wokół Neptuna. Mimo dużego prawdopodobieństwa ich hipotezy, wciąż nie można jednoznacznie wykluczyć, że faktyczną przyczyną przechwycenia Trytona jest taka kolizja.

Jednak na podstawie danych o liczebności podwójnych obiektów w Pasie Kuipera, Agnor i Hamilton szacują, że ich scenariusz jest ponad sto razy bardziej prawdopodobny. Co ważne, aby zaburzyć układ podwójny, wystarczy zbliżyć się do planety. Duże prawdopodobieństwo tego scenariusza jest kolejnym czynnikiem, który może wskazywać, że Agnor i Hamilton są coraz bliżej prawdy.