При температуре около минус 235 градусов поверхность Тритона кажется местом, где всё должно навеки замёрзнуть. Но Voyager 2 увидел над ней тёмные фонтаны высотой до нескольких километров. Ещё страннее орбита спутника: он обходит Нептун в сторону, противоположную вращению планеты.
2. Мир, который Нептун поймал
Тритон — крупнейший спутник Нептуна, диаметром около 2 700 километров. Его орбита ретроградная: если смотреть с северной стороны системы, он движется вокруг планеты не так, как большинство крупных спутников вокруг своих хозяев. Такая орбита плохо согласуется с рождением в обычном диске вещества вокруг Нептуна.
Поэтому ведущая гипотеза считает Тритон захваченным объектом из пояса Койпера — далёкой области ледяных тел за Нептуном. По размерам, плотности и составу он напоминает Плутон. Захват должен был отнять орбитальную энергию, возможно, благодаря взаимодействию с другим телом из первоначальной двойной системы.
После пленения орбита Тритона постепенно стала почти круговой, а приливное нагревание могло сильно изменить его внутренность. Нынешняя поверхность молода и необычна: на ней мало кратеров, есть ледяные равнины, разломы и знаменитый рельеф «дынной корки».
3. Что увидел Voyager 2
В августе 1989 года Voyager 2 прошёл через систему Нептуна и остаётся единственным аппаратом, наблюдавшим Тритон вблизи. На снимках южной полярной области обнаружились активные тёмные шлейфы. По данным раннего анализа, фонтаны поднимались примерно на восемь километров, а затем ветер растягивал материал горизонтально на десятки и даже более ста километров.
Говорить о земном гейзере здесь можно лишь по внешнему сходству. На Земле фонтан обычно выбрасывает горячую воду и пар. На Тритоне рабочим веществом, вероятнее всего, служит азот, а вместе с газом вверх поднимаются тёмные пылевые частицы и ледяные крупинки.
На поверхности остались длинные тёмные полосы — следы вещества, которое ветер отнёс от источников. Тонкая азотная атмосфера Тритона очень разрежена, но всё же способна изгибать верхушки шлейфов и переносить мелкие частицы.
4. Как Солнце запускает фонтан на морозе
Самая известная модель называется твёрдотельным парниковым эффектом. Солнечный свет проходит через полупрозрачный слой азотного льда и нагревает более тёмное основание. Тепло оказывается заперто под льдом, и часть твёрдого азота превращается прямо в газ, минуя жидкую фазу. Этот процесс называется сублимацией.
Давление в полости растёт, пока газ не находит трещину или не проламывает слабое место. Тогда азот устремляется наружу и захватывает тёмный материал. Для запуска не нужна тёплая вода: достаточно повысить температуру всего на несколько градусов относительно окружающего экстремального холода.
Сезон играет важную роль. Во время пролёта Voyager южный полюс был освещён Солнцем, и наблюдаемые активные области находились в пределах полярной шапки. По мере движения Тритона и Нептуна освещение меняется, поэтому нынешняя картина фонтанов может заметно отличаться от увиденной в 1989 году.
5. Что говорит наука
Снимки Voyager 2 подтверждают наличие по меньшей мере нескольких гейзероподобных шлейфов и многочисленных тёмных полос на поверхности. Спектральные данные подтверждают богатый азотом лёд и тонкую атмосферу. Ретроградная орбита Тритона также измерена с высокой точностью.
Классическая работа, опубликованная в Science после пролёта, показала, что модель солнечного нагрева под прозрачным азотным льдом способна поднять шлейф примерно на наблюдаемую высоту. Это наиболее вероятное объяснение известных южнополярных фонтанов.
Но прямого наблюдения процесса под поверхностью нет. Возможны варианты, связанные с сезонным испарением летучих веществ, локальной структурой льда и внутренним теплом. Термин «криовулканизм» иногда употребляют широко, однако для этих конкретных шлейфов солнечная модель не требует магматического очага или глубокого жидкого резервуара.
Захваченное происхождение Тритона тоже является очень сильной, но всё же модельной интерпретацией. Ретроградная орбита почти исключает спокойное формирование рядом с Нептуном, однако точный механизм захвата и судьба прежних спутников планеты остаются предметом расчётов.
6. Почему спутник стреляет азотом
Гейзеры Тритона, скорее всего, работают как сезонные солнечные скороварки. Свет проходит в азотный лёд, нагревает тёмный материал снизу, газ накапливает давление и вырывается через трещину вместе с пылью. Даже на окраине Солнечной системы слабого света хватает, если устроить ему хорошую ловушку.
А Тритон летит «задом наперёд» потому, что, вероятно, родился независимо и был захвачен Нептуном. В одном мире соединились чужая орбита и живая ледяная поверхность — отличный повод когда-нибудь вернуться туда с новой камерой. Поделитесь в комментариях: должен ли следующий аппарат к Нептуну обязательно пройти мимо Тритона?
