NASA finder Neptun-måner fastlåst i undvigelsesdans

Selv efter de vilde standarder for det ydre solsystem, de mærkelige baner, der bærer Neptuns to inderste måner, er uden fortilfælde, ifølge nyligt offentliggjort forskning.

Eksperter i kredsløbsdynamik kalder det en "undgåelsesdans" udført af de små måner Naiad og Thalassa. De to er ægte partnere, kredser kun omkring 1, 150 miles (1, 850 kilometer) fra hinanden. Men de kommer aldrig så tæt på hinanden; Naiads bane er skråtstillet og perfekt timet. Hver gang den passerer den langsommere Thalassa, de to er omkring 2, 200 miles (3, 540 kilometer) fra hinanden.

I denne evige koreografi, Naiad hvirvler rundt om isgiganten hver syvende time, mens Thalassa, på yderbanen, tager syv en halv time. En observatør, der sad på Thalassa, ville se Naiad i en bane, der varierer vildt i et zigzag-mønster, forbi to gange ovenfra og derefter to gange nedefra. Dette op, op, ned, down-mønsteret gentages, hver gang Naiad vinder fire omgange på Thalassa.

Selvom dansen kan virke underlig, det holder banerne stabile, sagde forskere.

"Vi omtaler dette gentagne mønster som en resonans, " sagde Marina Brozović, en ekspert i solsystemets dynamik ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, og hovedforfatteren af ​​det nye papir, som udkom 13. november i Ikarus. "Der er mange forskellige typer af 'danse', som planeter, måner og asteroider kan følge efter, men denne er aldrig set før."

Langt fra solens træk, de gigantiske planeter i det ydre solsystem er de dominerende kilder til tyngdekraften, og i fællesskab, de kan prale af snesevis på snesevis af måner. Nogle af disse måner dannede sig sammen med deres planeter og gik aldrig nogen vegne; andre blev fanget senere, derefter låst ind i baner dikteret af deres planeter. Nogle kredser i den modsatte retning, hvor deres planeter roterer; andre bytter kredsløb med hinanden, som for at undgå kollision.

Neptun har 14 bekræftede måner. Neso, den fjerneste af dem, kredser i en vildt elliptisk løkke, der fører den næsten 46 millioner miles (74 millioner kilometer) væk fra planeten og tager 27 år at fuldføre.

Naiad og Thalassa er små og formet som Tic Tacs, spænder kun omkring 60 miles (100 kilometer) i længden. De er to af Neptuns syv indre måner, del af et tætpakket system, der er sammenvævet med svage ringe.

Så hvordan endte de sammen - men hver for sig? Det menes, at det originale satellitsystem blev forstyrret, da Neptun fangede sin kæmpemåne, Triton, og at disse indre måner og ringe er dannet af resterne.

"Vi formoder, at Naiad blev sparket ind i sin skrå bane af en tidligere interaktion med en af ​​Neptuns andre indre måner, " sagde Brozović. "Kun senere, efter at dens kredsløbshældning blev etableret, kunne Naiad finde sig til rette i denne usædvanlige resonans med Thalassa."

Brozović og hendes kolleger opdagede det usædvanlige kredsløbsmønster ved hjælp af analyse af observationer fra NASAs Hubble-rumteleskop. Værket giver også det første hint om den indre sammensætning af Neptuns indre måner. Forskere brugte observationerne til at beregne deres masse og, dermed, deres tætheder - som var tæt på vandis.

"Vi er altid spændte på at finde disse co-afhængigheder mellem måner, " sagde Mark Showalter, en planetarisk astronom ved SETI Institute i Mountain View, Californien, og medforfatter til det nye papir. "Naiad og Thalassa har sandsynligvis været låst sammen i denne konfiguration i meget lang tid, fordi det gør deres baner mere stabile. De opretholder freden ved aldrig at komme for tæt på."