1989 entdeckte Voyager 2 sechs bis dahin unbekannte Monde um Neptun — fünf davon winzige Satelliten, die knapp außerhalb der Hauptringe des Planeten kreisen. Ihre geringe Größe und abgelegene Position machten sie von der Erde aus fast unmöglich zu untersuchen. Nun hat das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA den Wissenschaftlern einen ersten echten Blick ermöglicht — und was es zeigt, deutet auf eine Katastrophe hin, die eine ganze Familie uralter Welten zerschmetterte.
Ein von Caltech geleitetes Team nutzte das Nahinfrarot-Spektrographen von Webb, um Neptuns Ringe und drei seiner inneren Monde — Larissa, Galatea und Proteus — zu beobachten. Die Spektren von Larissa, Galatea und den Ringen zeigten Anzeichen magnesiumreicher Phyllosilikate: Tonminerale, die nur in Gegenwart von flüssigem Wasser entstehen. Doch die Beobachtungen fanden auf keinem der drei Monde und in den Ringen Wasserstoffeis — eine Kombination, die im äußeren Sonnensystem noch nie gesehen wurde. "Phyllosilikate wurden noch nie irgendwo im äußeren Sonnensystem jenseits von Jupiter nachgewiesen, das stand also nicht auf unserer Liste", sagte Ryleigh Davis, Hauptautorin der in Science Advances veröffentlichten Studie.
Da Tonminerale dieser Art ein großes, erhitztes Inneres erfordern, argumentiert das Team, dass das Material aus dem tiefen Inneren viel größerer Körper stammen muss — wahrscheinlich aus einem ursprünglichen System eisiger Monde, das zerstört wurde, als Triton, Neptuns größter Mond, nach seiner Entstehung anderswo im Sonnensystem von der Schwerkraft des Planeten eingefangen wurde. "Das ist ein aufregender neuer Beleg dafür, dass bei Neptun etwas Katastrophales geschah, das seine ursprünglichen Satelliten völlig zerstörte — und wir sehen jetzt die Fingerabdrücke dieses Prozesses", sagte Davis, die ihre Doktorarbeit im Labor von Mike Brown am Caltech verfasste.
Proteus, der größte der untersuchten kleinen Monde, zeigte keine Tonsignatur — möglicherweise, weil er aus einem anderen Teil der Trümmerscheibe wieder akkretierte oder später erhitzt wurde. Das Team entdeckte außerdem ein nicht identifiziertes hydratisiertes Mineral auf allen drei Monden, das "mit nichts übereinstimmt, was wir in unseren Spektralbibliotheken haben", so Davis. Eine alternative Erklärung — die Gezeitenzerstörung eines Pluto-großen Objekts aus dem Kuipergürtel, das Neptun zu nahe kam — kann noch nicht ausgeschlossen werden; in beiden Fällen muss das Material jedoch tief unter der Oberfläche eines viel größeren Körpers entstanden sein.
Das macht Neptuns innere Monde einzigartig wertvoll: Sie sind der einzige Ort im Sonnensystem, an dem Wissenschaftler die tiefe innere Zusammensetzung einer großen Eiswelt direkt untersuchen können. "Ein katastrophales Ereignis hat diese uralten Monde geradezu von innen nach außen gekehrt, und wir können sehen, was im Inneren verborgen war", sagte Davis. Eine Begleitstudie aus demselben JWST-Forschungsprogramm unter der Leitung von Matthew Belyakov (Caltech) legt unabhängig davon nahe, dass Neptuns Mond Nereid der einzige Überlebende des ursprünglichen Satellitensystems sein könnte.
