Som ett långt gift par som är vana vid varandras köksvanor, är två av Neptuns månar mästare att dela utrymme utan att kollidera. Och även om båda situationerna kan vara konstiga för en iakttagare, finns det en viss dansliknande kvalitet för dem båda.
Vi talar om Thalassa och Naiad, två Neptuniska månar som upptäcktes av Voyager 2 1989. De två månarna är små, var och en ungefär 60 mil långa, så de kan vara mer exakta kallade månkronor. De är de två närmaste månarna till Neptune, med Naiad som har inre spåret.
De är inte runda som större kroppar, och de är antagligen båda sopor, som är förknippade med fragment av några av Neptuns större månar. Dessa större månar är länge borta, troligen förstörda av gravitationsstörningar från Triton.
En ny studie kastar lite ljus på den konstiga omloppsdansen som utförs av paret och föreslår att det inte finns något annat i solsystemet. Studien har titeln "Omlopp och resonans för de vanliga månarna i Neptune." Den publicerades i tidskriften Icarus den 13 november. Huvudförfattaren är Marina Brozovic, expert på solsystemdynamik vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory.
"Det finns många olika typer av" danser "som planeter, månar och asteroider kan följa, men den har aldrig sett förut."
Marina Brozovic, huvudförfattare, JPL.
Brozovic och de andra författarna fann att Naiad och Thalassa är inlåsta i en ovanlig omloppsresonans. Även om deras bana bara är cirka 1850 km (1150 miles) från varandra, kommer de två månarna aldrig så nära varandra. Det beror på att Naiads bana är lutad. Naiad reser snabbare än Thalassa, och när de två passerar varandra är de alltid cirka 3540 km (2200 miles) från varandra.
Naiad tar sju timmar att kretsa runt Neptunus, medan Thalassa tar sju och en halv timme. Ett pressmeddelande förklarar den udda situationen och säger: "En observatör som sitter på Thalassa skulle se Naiad i en bana som varierar vitt i ett sicksackmönster, som passerar två gånger uppifrån och sedan två gånger underifrån." Det två-upp, två-ner-mönstret upprepar sig varje gång att den inre månen Naiad hoppar Thalassa fyra gånger.
"Vi hänvisar till detta upprepande mönster som en resonans," sa huvudförfattaren Brozovic. "Det finns många olika typer av" danser "som planeter, månar och asteroider kan följa, men den har aldrig sett förut."
En kryptozoologi av månar?
Det yttre solsystemet är där du kan förvänta dig att hitta något liknande. I det inre solsystemet har planeten en, två eller inga månar. I själva verket är det bara tre av dem, med Mars 'månar Phobos och Deimos, inte mycket mer än udda-formade bitar av sten, medan jordens måne är mer som en "riktig" måne. Men i det yttre solsystemet är miljön mycket annorlunda.
I stället för solen, som dominerar det inre solsystemet, dominerar de jätte gasplaneterna det yttre systemet. De kan skryta med dussintals månar i alla storlekar och typer. Jupiter har över 75 månar, och Saturnus har över 80. Mellan de två har de frysta månar med hav under jord, en vulkanisk måne, en måne med flytande kolväten på ytan och till och med en måne som kan ha sin egen ringar.
Neptun har 14 månar och Uranus har 27. Neptuns måne Triton följer en retrograd bana, vilket betyder att den kretsar i motsatt riktning till planetens rotation, till skillnad från resten av planetens månar. Under tiden har Uranus 9 oregelbundna månar, varav 8 är retrograderade. Några av månarna i det yttre solsystemet bildades tillsammans med sina värdplaneter, och några fångades senare. Det finns till och med en måne som heter Neso, vars elliptiska bana runt Neptun tar den så långt som 74 miljoner km (46 miljoner miles) från sin värdplanet. Och det tar 27 år att göra det.
Så det är lite konstigt där ute.
Men att märka det som konstigt hjälper inte att förklara det. Vad hände med dessa två månar för att producera denna bländande dans?
"Vi misstänker att Naiad sparkades in i sin lutande bana av en tidigare interaktion med en av Neptuns andra inre månar," sa Brozovic. "Först senare, efter att dess omloppsvinkling hade fastställts, kunde Naiad bosätta sig i denna ovanliga resonans med Thalassa."
"Vi är alltid glada över att hitta dessa samberoende mellan månar," säger Mark Showalter, en planetarisk astronom vid SETI-institutet i Mountain View, Kalifornien, och en medförfattare till det nya tidningen. ”Naiad och Thalassa har förmodligen varit inlåsta i denna konfiguration under mycket lång tid, eftersom det gör deras banor mer stabila. De upprätthåller freden genom att aldrig komma för nära. ”
I sitt papper säger författarna att deras arbete är baserat på den mest kompletta uppsättning data som finns tillgängliga för dessa månar. Uppgifterna inkluderar Voyager-observationer, observationer från jordbaserade teleskoper och Hubble Space Telescope-observationer. Sammantaget sträcker sig data sig från 1981 till 2016.
Mer:
- Pressmeddelande: NASA hittar Neptune Moons Locked in 'Dance of Undvik'
- Forskningsdokument: Banor och resonanser från de vanliga månarna i Neptune
- Space Magazine: Tritons ankomst var kaos för resten av Neptuns månar
