Som ett sedan länge gift par som är vana vid varandras köksvanor är två av Neptunus månar mästare på att dela utrymme utan att kollidera. Och även om båda situationerna kan verka konstiga för en observatör, finns det en viss dansliknande kvalitet hos dem båda.
vi pratar om Thalassa och Naiad , två neptuniska månar som upptäcktes av Voyager 2 1989. De två månarna är små, var och en cirka 60 miles lång, så de kan mer exakt kallas månar. De är de två månarna som ligger närmast Neptunus, med Naiad som har det inre spåret.
De är inte runda som större kroppar, och de är antagligen båda kroppar med stenhögar, samlade av fragment av några av Neptunus större månar. De större månarna är borta för länge sedan, förmodligen förstörda av gravitationsstörningar från Triton .
Naiad och Thalassa upptäcktes av Voyager 2 1989. Bildkredit: NASA/JPL-Caltech.
En ny studie kastar lite ljus över den märkliga orbitaldansen som paret utför, och antyder att det inte finns något annat liknande det i solsystemet. Studien har titeln ' Banor och resonanser för Neptunus regelbundna månar .” Den publicerades i tidskriften Icarus den 13 november. Huvudförfattaren är Marina Brozovic, expert på solsystemsdynamik vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory.
'Det finns många olika typer av 'danser' som planeter, månar och asteroider kan följa, men den här har aldrig setts förut.'
Marina Brozovic, huvudförfattare, JPL.
Brozovic och de andra författarna fann att Naiad och Thalassa är låsta i en ovanlig orbital resonans. Även om deras banor är bara cirka 1850 km (1150 miles) från varandra, kommer de två månarna aldrig så nära varandra. Det beror på att Naiads bana lutar. Naiad reser snabbare än Thalassa, och när de två passerar varandra är de alltid cirka 3540 km (2200 miles) från varandra.
En observatör som satt på Thalassa skulle se Naiad i en omloppsbana som varierar vilt i ett sicksackmönster, passerar två gånger ovanifrån och sedan två gånger underifrån. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Naiad tar sju timmar att kretsa runt Neptunus, medan Thalassa tar sju och en halv timme. A pressmeddelande förklarar den udda situationen bra och säger: 'En observatör som sitter på Thalassa skulle se Naiad i en omloppsbana som varierar vilt i ett sicksackmönster, passera två gånger ovanifrån och sedan två gånger underifrån.' Det där två-upp, två-ner-mönstret upprepar sig varje gång som den inre månen Naiad slår Thalassa fyra gånger.
'Vi hänvisar till detta upprepande mönster som en resonans,' sade huvudförfattaren Brozovic. 'Det finns många olika typer av 'danser' som planeter, månar och asteroider kan följa, men den här har aldrig setts förut.'
Månarnas kryptozoologi?
Det yttre solsystemet är där du förväntar dig att hitta något liknande. I det inre solsystemet har planeten en, två eller inga månar. I själva verket finns det bara tre av dem, med Mars månar Phobos och Deimos inte mycket mer än udda formade stenbitar, medan jordens måne är mer som en 'riktig' måne. Men i det yttre solsystemet är miljön mycket annorlunda.
Istället för solen, som dominerar det inre solsystemet, dominerar de gigantiska gasplaneterna det yttre systemet. De ståtar med dussintals månar av alla storlekar och typer. Jupiter har över 75 månar och Saturnus har över 80. Mellan de två har de frusna månar med hav under ytan, en vulkanisk måne , en måne med flytande kolväten på dess yta , och till och med en måne som kan ha sin egna ringar .
Vi har blivit bättre och bättre på att hitta månar. Bildkredit: Av StewartIM – Eget arbete, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=82963024
Neptunus har 14 månar och Uranus har 27. Neptunus måne Triton följer en retrograd bana, vilket betyder att den kretsar i motsatt riktning mot planetens rotation, till skillnad från resten av planetens månar. Samtidigt har Uranus 9 oregelbundna månar , varav 8 är retrograda. 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 Neptunus tar den så långt som 74 miljoner km (46 miljoner miles) bort 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 Neptunus andra inre månar,' sa Brozovic. 'Först senare, efter att dess orbitallutning hade etablerats, kunde Naiad sätta sig in i denna ovanliga resonans med Thalassa.'
'Vi är alltid glada över att hitta dessa samberoenden mellan månar', säger Mark Showalter, en planetarisk astronom vid SETI Institute i Mountain View, Kalifornien, och en medförfattare till den nya tidningen. 'Naiad och Thalassa har förmodligen varit sammanlåsta i den här konfigurationen under mycket lång tid, eftersom det gör deras banor mer stabila. De upprätthåller freden genom att aldrig komma för nära.”
I sin uppsats säger författarna att deras arbete är baserat på den mest kompletta uppsättningen data som finns tillgänglig för dessa månar. Data inkluderar Voyager-observationer, observationer från jordbaserade teleskop och Hubble Space Telescope-observationer. Sammantaget sträcker sig uppgifterna från 1981 till 2016.
Mer:
- Pressmeddelande: NASA hittar Neptune Moons låsta i 'Dance of Avoidance'
- Uppsats: Banor och resonanser för Neptunus regelbundna månar
- Universum idag: Tritons ankomst var kaos för resten av Neptunus månar