NASA odkryła niezwykłe orbity dwóch najbliższych księżyców Neptuna, które ni jak nie pasują do standardów w Układzie Słonecznym.

Taniec Księżyca Neptuna: Ta animacja ilustruje, w jaki sposób dziwne orbity wewnętrznych księżyców Neptuna, Naiada i Thalassa, pozwalają im się unikać podczas wyścigu wokół planety.
Źródło: NASA / JPL-Caltech

Eksperci od dynamiki orbity nazywają to „tańcem unikania” wykonywanym przez małe księżyce Naiada i Thalassa. Oba księżyce są prawdziwymi partnerami, krążącymi na orbitach w odległości zaledwie 1850 kilometrów od siebie – ale nigdy nie zbliżają się do siebie.

Naiada wiruje wokół lodowego giganta co siedem godzin, podczas gdy Thalassa na zewnętrznym torze zajmuje siedem i pół godziny. Obserwator siedzący na Thalassie widziałby Naiada na orbicie, która zmienia się w zygzakowaty wzór, mijając dwa razy z góry, a następnie dwa razy z dołu. Ten ruch w górę, w górę, w dół, w dół powtarza się za każdym razem, gdy Naiada wykona cztery okrążenia na Thalassie.

Naukowcy twierdzą, że chociaż taniec może wydawać się dziwny, utrzymuje orbity na stałym poziomie.

„Ten powtarzający się wzorzec nazywamy rezonansem” – powiedziała Marina Brozović, ekspert ds. Dynamiki układu słonecznego w Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii i główny autor nowej pracy, która została opublikowana 13 listopada w Icarusie. „Istnieje wiele różnych rodzajów„ tańców ”, którymi mogą podążać planety, księżyce i planetoidy, ale tego nigdy wcześniej nie widziano”.

Dalekie od Słońca gigantyczne planety zewnętrznego układu słonecznego są dominującymi źródłami grawitacji, a łącznie posiadają dziesiątki księżyców. Niektóre z tych księżyców uformowały się obok swoich planet i nigdzie nie odleciały; inne księżyce zostały schwytane, a następnie zablokowane na orbitach podyktowanych przez ich planety.

Neptun ma 14 potwierdzonych księżyców. Neso, najdalszy z nich, krąży w nietypowej eliptycznej pętli, która prowadzi go prawie 74 miliony kilometrów od planety i jej okrążenie zajmuje 27 lat.

Naiada i Thalassa są małe i mają kształt podobny do Tic Taka, o długości jedynie około 100 kilometrów. Są to dwa z siedmiu wewnętrznych księżyców Neptuna, części ściśle ułożonego systemu, który jest przeplatany słabymi pierścieniami.

Uważa się, że oryginalny system satelitarny został zakłócony, gdy Neptun schwytał swojego gigantycznego księżyca, Trytona, i te wewnętrzne księżyce i pierścienie uformowały się z resztek gruzu.

„Podejrzewamy, że Naiada został wyrzucony na swoją przechyloną orbitę w wyniku wcześniejszej interakcji z jednym z innych wewnętrznych księżyców Neptuna” – powiedział Brozović. „Dopiero później, po ustaleniu nachylenia orbity, Naiada mógł osiąść w tym niezwykłym rezonansie z Thalassą”.

Brozović i jej koledzy odkryli niezwykły wzór orbity za pomocą analizy obserwacji wykonanej przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Praca ta stanowi także pierwszą wskazówkę dotyczącą wewnętrznego składu wewnętrznych księżyców Neptuna. Naukowcy wykorzystali te obserwacje do obliczenia ich masy, a tym samym ich gęstości – które były zbliżone do gęstości lodu wodnego.

„Zawsze jesteśmy podekscytowani odkryciem tych współzależności między księżycami” – powiedział Mark Showalter, astronom planetarny z SETI Institute w Mountain View w Kalifornii i współautor nowego artykułu. „Naiada i Thalassa prawdopodobnie były od dawna zamknięte w tej konfiguracji, ponieważ dzięki temu ich orbity są bardziej stabilne. Utrzymują spokój, nigdy nie zbliżając się zbyt blisko.”

 

Badanie można przeczytać i pobrać tutaj: https://arxiv.org/abs/1910.13612

 

 

Źródło: NASA