Som et ektepar som er vant til hverandres kjøkkenvaner, er to av Neptuns måner mestere ved å dele plass uten å kollidere. Og selv om begge situasjoner kan virke rare for en observatør, er det en viss danselignende kvalitet for dem begge.
Vi snakker om Thalassa og Naiad, to Neptuniske måner oppdaget av Voyager 2 i 1989. De to månene er bittesmå, hver om lag 60 mil lang, så de kan bli mer nøyaktig kalt moonlets. De er de to nærmeste månene til Neptune, med Naiad som har det indre sporet.
De er ikke runde som større kropper, og de er antagelig begge hauger som er ødelagt av fragmenter av noen av Neptuns større måner. De større månene er for lengst borte, sannsynligvis ødelagt av gravitasjonsforstyrrelser fra Triton.
En ny studie kaster lys over den rare orbital-dansen utført av paret, og antyder at det ikke er noe annet i solsystemet. Studien har tittelen, "Områder og resonanser for de vanlige månene i Neptun." Den ble publisert i tidsskriftet Icarus 13. november. Hovedforfatter er Marina Brozovic, ekspert på solsystemets dynamikk ved NASAs Jet Propulsion Laboratory.
"Det er mange forskjellige typer 'danser' som planeter, måner og asteroider kan følge, men denne har aldri blitt sett før."
Marina Brozovic, hovedforfatter, JPL.
Brozovic og de andre forfatterne fant ut at Naiad og Thalassa er låst i en uvanlig resonans i banen. Selv om banene deres bare er mellom 1850 km (1150 miles) fra hverandre, kommer de to månene aldri så nær hverandre. Det er fordi Naiads bane vippes. Naiad reiser raskere enn Thalassa, og når de to går forbi hverandre, er de alltid omtrent 3540 km fra hverandre.
Naiad tar syv timer å gå i bane rundt Neptun, mens Thalassa tar syv og en halv time. En pressemelding forklarer den rare situasjonen godt og sier: "En observatør som satt på Thalassa ville se Naiad i en bane som varierer vilt i et sikksakkmønster, som går forbi to ganger ovenfra og deretter to ganger nedenfra." Det to-opp, to-ned-mønsteret gjentar seg hver gang at den indre månen Naiad bortfaller Thalassa fire ganger.
"Vi omtaler dette repetisjonsmønsteret som en resonans," sa hovedforfatter Brozovic. "Det er mange forskjellige typer 'danser' som planeter, måner og asteroider kan følge, men denne har aldri blitt sett før."
En kryptozoologi av måner?
Det ytre solsystemet er der du kan forvente å finne noe lignende. I det indre solsystemet har planeten en, to eller ingen måner. Faktisk er det bare tre av dem, med Mars 'måner Phobos og Deimos ikke mye mer enn rare formede biter av stein, mens Jordens måne er mer som en' ordentlig 'måne. Men i det ytre solsystemet er miljøet mye annerledes.
I stedet for solen, som dominerer det indre solsystemet, dominerer de gigantiske gassplaneter det ytre systemet. De kan skryte av dusinvis av måner i alle størrelser og typer. Jupiter har over 75 måner, og Saturn har over 80. Mellom de to har de frosne måner med havoverflater, en vulkansk måne, en måne med flytende hydrokarboner på overflaten, og til og med en måne som kan ha sin egen ringer.
Neptun har 14 måner og Uranus har 27. Neptuns måne Triton følger en retrograd bane, noe som betyr at den går i motsatt retning av planetens rotasjon, i motsetning til resten av planetens måner. I mellomtiden har Uranus 9 uregelmessige måner, hvorav 8 er retrograd. Noen av månene i det ytre solsystemet dannet seg langs vertsplanetene sine, og noen ble tatt til fange senere. Det er til og med en måne som heter Neso, hvis elliptiske bane rundt Neptun tar den så langt som 74 millioner km (46 millioner miles) fra vertsplaneten. Og det tar 27 år å gjøre det.
Så det er litt rart der ute.
Men å merke det som rart hjelper ikke å forklare det. Hva skjedde med disse to månene for å produsere denne blendende dansen?
"Vi mistenker at Naiad ble sparket i sin vippede bane av et tidligere samspill med en av Neptuns andre indre måner," sa Brozovic. "Først senere, etter at dens banehelling var etablert, kunne Naiad bosette seg i denne uvanlige resonansen med Thalassa."
"Vi er alltid glade for å finne disse medavhengighetene mellom måner," sa Mark Showalter, en planetarisk astronom ved SETI Institute i Mountain View, California, og en medforfatter av den nye artikkelen. “Naiad og Thalassa har sannsynligvis vært låst sammen i denne konfigurasjonen i veldig lang tid, fordi det gjør banene deres mer stabile. De opprettholder freden ved å aldri komme for nær. ”
I papiret sier forfatterne at deres arbeid er basert på det mest komplette settet med data tilgjengelig for disse månene. Dataene inkluderer Voyager-observasjoner, observasjoner fra jordbaserte teleskoper og Hubble-romteleskop-observasjoner. Alt sammen spenner dataene fra 1981 til 2016.
Mer:
- Pressemelding: NASA finner Neptune Moons låst inne i 'Dance of Avoidance'
- Forskningsartikkel: Områder og resonanser fra de vanlige månene i Neptune
- Space Magazine: Tritons ankomst var Chaos for resten av Neptunes måner
