Même selon les normes sauvages du système solaire extérieur, les orbites étranges qui portent les deux lunes les plus intimes de Neptune sont sans précédent, selon des recherches récemment publiées.

Les experts en dynamique orbitale appellent cela une "danse d'évitement" exécutée par les minuscules lunes Naiad et Thalassa. Les deux sont de vrais partenaires, en orbite seulement à environ 1, 150 milles (1, 850 kilomètres) l'un de l'autre. Mais ils ne sont jamais aussi proches l'un de l'autre; L'orbite de Naïade est inclinée et parfaitement synchronisée. Chaque fois qu'il passe le Thalassa plus lent, les deux sont environ 2, 200 milles (3, 540 kilomètres) l'un de l'autre.

Dans cette chorégraphie perpétuelle, Naïade tourbillonne autour du géant de glace toutes les sept heures, tandis que Thalassa, sur la piste extérieure, dure sept heures et demie. Un observateur assis sur Thalassa verrait Naïade sur une orbite qui varie énormément en zigzag, passant deux fois d'en haut puis deux fois d'en bas. Ceci vers le haut, en haut, vers le bas, Le schéma de descente se répète à chaque fois que Naiad gagne quatre tours sur Thalassa.

Bien que la danse puisse paraître étrange, il maintient les orbites stables, les chercheurs ont dit.

"Nous appelons ce motif répétitif une résonance, " a déclaré Marina Brozović, un expert en dynamique du système solaire au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, et l'auteur principal du nouveau document, qui a été publié le 13 novembre dans Icarus. "Il existe de nombreux types de "danses" sur les planètes, les lunes et les astéroïdes peuvent suivre, mais celui-ci n'a jamais été vu auparavant."

Loin de l'attraction du Soleil, les planètes géantes du système solaire externe sont les sources dominantes de gravité, et collectivement, ils revendiquent des dizaines et des dizaines de lunes. Certaines de ces lunes se sont formées à côté de leurs planètes et ne sont jamais allées nulle part; d'autres ont été capturés plus tard, puis enfermés dans des orbites dictées par leurs planètes. Certaines orbitent dans la direction opposée à la rotation de leurs planètes; d'autres échangent leurs orbites comme pour éviter une collision.

Neptune a 14 lunes confirmées. Neso, le plus éloigné d'entre eux, orbites dans une boucle follement elliptique qui l'éloigne de près de 46 millions de miles (74 millions de kilomètres) de la planète et prend 27 ans.

Naïade et Thalassa sont petites et en forme de Tic Tac, couvrant seulement environ 60 miles (100 kilomètres) de longueur. Ce sont deux des sept lunes intérieures de Neptune, partie d'un système étroitement emballé qui est entrelacé d'anneaux faibles.

Alors, comment se sont-ils retrouvés ensemble, mais séparés ? On pense que le système satellite d'origine a été perturbé lorsque Neptune a capturé sa lune géante, Triton, et que ces lunes et anneaux intérieurs se sont formés à partir des débris restants.

"Nous soupçonnons que Naïade a été poussée dans son orbite inclinée par une interaction antérieure avec l'une des autres lunes intérieures de Neptune, " a déclaré Brozović. " Ce n'est que plus tard, après que son inclinaison orbitale a été établie, Naïade pourrait-elle s'installer dans cette résonance inhabituelle avec Thalassa."

Brozović et ses collègues ont découvert le modèle orbital inhabituel en utilisant l'analyse des observations du télescope spatial Hubble de la NASA. Le travail fournit également le premier indice sur la composition interne des lunes intérieures de Neptune. Les chercheurs ont utilisé les observations pour calculer leur masse et, Donc, leurs densités, proches de celles de la glace d'eau.

"Nous sommes toujours ravis de trouver ces co-dépendances entre les lunes, " a déclaré Mark Showalter, un astronome planétaire au SETI Institute de Mountain View, Californie, et co-auteur du nouveau document. « Naïade et Thalassa sont probablement enfermées ensemble dans cette configuration depuis très longtemps, car cela rend leurs orbites plus stables. Ils maintiennent la paix en ne s'approchant jamais trop près."