How Neptune’s Triton Destroyed Nearly All of Its Moons

太陽系の月といえば、私たちの期待にそぐわない惑星が1つだけあります。 海王星です。

• ジャイアント・インパクトの結果、破片を蹴散らして本星に落下するか、1つまたは複数の衛星に合体した結果、月が生じたもの
• または、ガス惑星の周囲にある円盤から形成された、太陽系形成時の名残であるもの
• 。

地球や火星は、巨大な衝突によって月を得た可能性が高く、また、冥王星、ハウメア、エリス、マケマケのような月を持つ大きなカイパーベルト天体もそうである。

しかし、ガス惑星の場合は、ほとんどの場合、早くから円盤状の惑星から月が形成され、同じ平面を周回する大きな月とそれに付随する環状のシステムを備えていました。 木星、土星、天王星はこの図式に当てはまりますが、海王星は例外的です。 海王星の一つの大きな衛星トリトンは、カイパーベルト天体を捕獲したものと思われ、その過程で海王星系をほとんど消滅させてしまったのです。

「典型的な」3つのガス惑星を見てみると、どれも似たようなストーリーを持っています。 木星には、ガリレオ衛星であるイオ、エウロパ、ガニメデ、カリストの4つの大きな衛星があります。 イオの内側には4つの小さな月があり、その4倍の距離にあるカリストの外側にも、たくさんの小さな外側の月が木星の周りを回っている。

土星には巨大な月はタイタン1つだけですが、地球の月の10％以上の質量を持つ月が7つあります。

土星には巨大な月がタイタンしかありませんが、地球の月の10％以上の質量を持つ月がミマス、エンケラドゥス、テティス、ディオーネ、レア、タイタン、イアペトゥスの7つあります。 最後の大きな月であるイアペトゥス以外には、3倍強の距離になるまで追加の月はなく、その後はたくさんの小さな月が土星の周りを回っています。 イアペトゥスの内側にある月は、23個ありますが、すべて互いに同じ平面を回っており、これは土星の自転や印象的なリングシステムと同じ平面です。

次の惑星である天王星には、巨大な5つの主要な衛星があります。 ミランダ、アリエル、ウンブリエル、タイタニア、そしてオベロンです。 オベロンまでの天王星の月は全部で17個あり、天王星の自転に対して軌道が4.2°傾いているミランダだけが1°以上傾いています。 オベロン以外には、これまでに9つの小衛星が知られており、最も近いものでも天王星からオベロンの約7倍の距離があります。

しかし、次に来るのが海王星です。 海王星の衛星は、1つの巨大な月に支配されています。 トリトンは、現在、木星の4つのガリレオ衛星、土星のタイタン、地球の月に次いで、太陽系内で7番目に大きい月です。 海王星の内部には、7つの衛星があり、一番内側のナイアードは海王星の自転に対して4.7°傾いていますが、他の6つの衛星は1°以下しか傾いていませんので、普通に見えます。

しかし、トリトン以降を見ると、他の既知の月システムとは似ても似つかないのです。

まず第一に、トリトンの軌道はすべて間違っています。 地球の月をはじめ、木星、土星、天王星の主な巨大な月など、私たちが知っている他のすべての大きな月は、その軌道にある惑星とほぼ同じ平面を回っています。

しかし、トリトンは違います。

トリトンは、海王星を中心に時計回りに公転していますが、海王星と他のすべての惑星（およびトリトンの内側にあるすべての月）は逆方向（プログレイド）に公転しています（いわゆる逆行方向）。 さらに、トリトンは海王星の軌道と同じ平面上にはなく、またそれに近い平面上にもありません。 海王星が自転する面に対して約23°傾いている上に、自転の方向も違っています。

トリトンのもう1つの興味深い特性はその密度です。 太陽系の他の巨大な月は幅広い密度を示していますが、ほとんどは1立方センチメートルあたり2.0～3.0グラムの範囲で、地球の地殻層の密度に匹敵します。 高いところでは、木星の最内層にある大きな衛星、イオとエウロパがあります。 高くてもイオやエウロパ、低くてもタイタンやガニメデ、カリストなどがあります。 さらに天王星の衛星まで行くと、密度が下がり、1立方センチメートルあたり約1.5グラムになります。

そして、トリトンです。

トリトンの密度は1立方センチメートルあたり約2.06グラムで、密度が異常に大きいです。 冥王星の組成と同じように、二酸化炭素（ドライアイス）と水氷のマントルの上に、凍った窒素というさまざまな氷に覆われています。 しかし、より密度の高い岩石と金属の核を持っているはずなので、冥王星よりもはるかに高い密度を持っているのです。 トリトンに匹敵する天体として、私たちが知っているものは？

最後に、海王星の外側の月を見ると、トリトンは極端に外れた存在です。 確かに、天王星と同じように、海王星の外側を回る膨大な数の小さな衛星があり、過去30年間に専用のミッションがなかったために検出できなかったという可能性もあります。

しかし、トリトンと海王星の場合は違います。

トリトンは海王星に比較的近く、平均公転距離はわずか35万5千kmで、月が地球に近づくよりも約10%近い距離にあります。 しかし、次の月であるネレイドは、なんと550万kmも離れており、距離比は15.5対1です。 さらに悪いことに、ネレイドの次の月に行くとハリメデになりますが、その距離は1,660万kmと、圧倒的に遠いのです。 つまり、海王星の月は14個しか知られておらず、ガス惑星としては最も少ない数なのです。

さらに、トリトンには他の月とは異なる「奇妙な」性質があります。

質量的には、海王星の衛星をすべて合わせると、トリトンは海王星を周回するすべてのもの（月、月面、環を含む）の質量の99.5%を占めます。

また、色の面でも、海王星、天王星、土星、木星の他の衛星とは似ても似つかない。 それどころか、冥王星やエリスのような、カイパーベルトの大きな天体にぴったりなのです。

これらの証拠はすべて、1つの魅力的な結論を示しています。 トリトンは、ガス惑星の他の大きな衛星のようには形成されず、太陽系初期にさかのぼる周回惑星ディスクから生じたものではありません。 それどころか、トリトンはもともとカイパーベルトの天体であり、かつてのカイパーベルトの王者である冥王星やエリスよりも大きくて巨大な天体だったようです。

もしこれが本当なら、海王星はかつて、巨大で大きな月がいくつも周回する豊かな月系を持っていた可能性が高いということになります。 そして、数億年（あるいは数十億年）の間に、カイパーベルトの中の物体がわずかに繰り返し引っ張られ、その中の最大の物体が、海王星の重力の影響を受ける領域であるヒル圏に入ってきたのです。

海王星の内側にあるナイアードからプロテウスまでの7つの（小さな）月は、海王星の形成時に残された唯一の海王星の月である可能性が高く、元々の円盤状の惑星である。 これらの月はいずれも小さく、質量も小さく、海王星の自転と同じ平面上を公転し、海王星の周りを27時間以内に一周します。

その先には、私たちが知ることのできない豊かな月系があった可能性があります。

その先には、私たちが知ることのできない豊かな月のシステムがあったはずです。 重力相互作用、角運動量の移動、海王星からの潮汐力の組み合わせにより、トリトンは最終的に以下のようになりました：

• 内側に移動し、
• 既存の海王星の外側の月をすべて排出し、
• 海王星の周りを回る潮汐ロックされた円軌道に入りました。

海王星の月システムは、他のどの要素よりもトリトンが太陽系の世界の中でユニークな存在となっていますが、その意味するところはとても興味深いものです。

これまでに学んだことを総合すると、太陽系が形成され、その周りには地球型惑星（岩石質）とガス惑星（水素・ヘリウムを含む）が混在していることがわかります。 最後に形成される惑星の外側、つまり軌道を確保できる最も遠い大質量の惑星には、現在のカイパーベルトに相当する一連の氷天体が存在するはずです。

太陽系の惑星の中で、元々の月のシステムがこのように破壊されたのは海王星だけです。

海王星は、私たちの太陽系の惑星の中で、このように本来の月システムを破壊された唯一の惑星です。かつて「カイパーベルトの王」であったトリトンは、はるか昔に海王星に重力で捕獲され、海王星の最内層の衛星以外はすべて消滅しました。 そのうちのいくつかはケンタウルスや長周期彗星として今も存在しているのでしょうか？ 海王星の外側の衛星の中には、もともとあった円盤の名残があるのだろうか。 まだ発見されていない月があるのでしょうか？

これらはすべて未解決の問題であり、惑星天文学者たちは、さらなるデータや新しいミッションを待っています。 しかし、トリトンが海王星の既存の衛星システムを破壊したことは確かなようです。 太陽系の混沌とした重力のダンスの中で、生き残った者だけがその物語を語ることができるのです。