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Nuove osservazioni del telescopio spaziale James Webb hanno trovato sulle piccole lune interne di Nettuno Larissa e Galatea, e negli anelli del pianeta, tracce di minerali che potrebbero essersi formati in presenza di acqua liquida. La scoperta è difficile da spiegare considerando le caratteristiche attuali di questi corpi, e potrebbe fornire nuovi indizi sulla storia del sistema di satelliti di Nettuno.
I ricercatori hanno analizzato le osservazioni nel vicino infrarosso ottenute con lo strumento NIRSpec del Webb, trovando caratteristiche compatibili con fillosilicati ricchi di magnesio, minerali che sulla Terra e su altri corpi del Sistema Solare sono associati all’alterazione delle rocce da parte dell’acqua.
Il problema è che Larissa e Galatea sono oggi troppo piccole e fredde perché al loro interno possano essere avvenuti facilmente processi di questo tipo. E nelle osservazioni considerate non è stato rilevato ghiaccio d’acqua sulle loro superfici.
Una possibile spiegazione proposta dagli autori è che il materiale non si sia formato nelle lune che vediamo oggi. Larissa, Galatea e parte degli anelli potrebbero contenere frammenti provenienti dall’interno di lune molto più grandi, esistite attorno a Nettuno nelle prime fasi della storia del Sistema Solare, e successivamente distrutte. A provocare questo sconvolgimento potrebbe essere stata la cattura di Tritone, la più grande luna del pianeta.
Cosa ha trovato JWST sulle piccole lune di Nettuno
I fillosilicati si formano quando le rocce vengono modificate chimicamente dall’interazione con acqua liquida. Trovarne possibili tracce nel sistema interno di Nettuno sembra quindi suggerire che il materiale osservato abbia attraversato condizioni molto diverse da quelle presenti oggi sulle piccole lune.
Secondo gli autori, questi minerali potrebbero essersi formati all’interno di un corpo più grande, dove il calore avrebbe permesso la presenza di acqua liquida e l’interazione tra questa e il materiale roccioso. Processi simili sono stati osservati, per esempio, nei materiali associati a Cerere e ad alcuni grandi asteroidi della Fascia principale.
Almeno una delle antiche lune di Nettuno potrebbe quindi essere stata abbastanza grande da sviluppare una struttura interna differenziata. Dopo la sua distruzione, parte del materiale proveniente dagli strati interni sarebbe rimasto attorno al pianeta, contribuendo alla formazione delle piccole lune e degli anelli che osserviamo oggi.
Se l’interpretazione dello studio fosse corretta, Larissa e Galatea conserverebbero quindi sulla loro superficie materiale che un tempo si trovava all’interno di corpi molto più grandi. Le osservazioni spettroscopiche non permettono però di ricostruire direttamente quale fosse l’aspetto del sistema originario. Per farlo bisogna considerare anche uno degli elementi più insoliti del sistema di Nettuno: Tritone.
Il possibile ruolo della cattura di Tritone
Tritone contiene da solo oltre il 99% della massa complessiva delle lune di Nettuno e segue un’orbita retrograda, cioè si muove attorno al pianeta nella direzione opposta rispetto alla sua rotazione. Questa caratteristica è uno dei principali indizi del fatto che non si sia formato insieme a Nettuno, ma sia stato catturato successivamente.
L’ipotesi più accreditata è che Tritone fosse in origine un oggetto della Fascia di Kuiper. La sua cattura avrebbe modificato profondamente l’ambiente attorno a Nettuno: nelle prime fasi, Tritone avrebbe seguito un’orbita molto diversa da quella attuale, interagendo gravitazionalmente con eventuali satelliti già presenti.
Queste interazioni avrebbero potuto portare a collisioni e alla distruzione di una parte dell’antico sistema di lune. I detriti rimasti avrebbero poi formato almeno alcuni degli attuali satelliti interni e gli anelli. La composizione osservata dal Webb su Larissa e Galatea sarebbe compatibile con questa ricostruzione.
Gli stessi autori considerano comunque un’altra possibilità: i minerali potrebbero provenire dall’interno di un diverso e grande oggetto della Fascia di Kuiper, distrutto dopo essersi avvicinato a Nettuno, senza essere quindi materiale delle lune originarie.
A favore dell’esistenza di un precedente sistema di satelliti c’è però anche Nereide, la terza luna più grande di Nettuno. Altre osservazioni di Webb mostrano che Nereide ha una superficie ricca di ghiaccio d’acqua, diversa da quella degli oggetti della Fascia di Kuiper osservati finora. Questo potrebbe indicare che Nereide faceva parte del sistema di lune che orbitava attorno a Nettuno prima dell’arrivo di Tritone, rafforzando l’ipotesi che la sua cattura abbia modificato profondamente il sistema.