ZWEI VON NEPTUNS MONDEN TANZEN AUF IHRER UMLAUFBAHN UMEINANDER

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Wie ein langverheiratetes Paar, das an die Küchengewohnheiten des anderen gewöhnt ist, sind zwei von Neptuns Monden Meister darin, Raum zu teilen, ohne zu kollidieren. Und obwohl beide Situationen für einen Betrachter seltsam erscheinen mögen, haben beide eine gewisse tänzerische Qualität.

Wir sprechen von Thalassa und Naiad, zwei neptunischen Monden, die 1989 von Voyager 2 entdeckt wurden. Die beiden Monde sind winzig und jeweils etwa 60 Meilen lang, sodass sie genauer als Moonlets bezeichnet werden könnten. Sie sind die beiden Monde, die Neptun am nächsten liegen, wobei Naiad die innere Spur hat.

Sie sind nicht rund wie größere Körper, und beide sind wahrscheinlich Trümmerhaufen, die aus Fragmenten einiger größerer Monde von Neptun entstanden sind. Diese größeren Monde sind längst verschwunden und werden wahrscheinlich durch Gravitationsstörungen von Triton zerstört.

Eine neue Studie beleuchtet den seltsamen Orbital-Tanz des Paares und legt nahe, dass es im Sonnensystem nichts Vergleichbares gibt. Die Studie trägt den Titel "Umlaufbahnen und Resonanzen der regulären Monde des Neptun". Es wurde am 13. November in der Zeitschrift Icarus veröffentlicht. Die Hauptautorin ist Marina Brozovic, eine Expertin für Dynamik des Sonnensystems am Jet Propulsion Laboratory der NASA.

"Es gibt viele verschiedene Arten von 'Tänzen', denen Planeten, Monde und Asteroiden folgen können, aber diese wurde noch nie zuvor gesehen."
Marina Brozovic, Hauptautorin, JPL.

Brozovic und die anderen Autoren fanden heraus, dass Naiad und Thalassa in eine ungewöhnliche Orbitalresonanz verwickelt sind. Obwohl ihre Umlaufbahnen nur etwa 1850 km voneinander entfernt sind, kommen sich die beiden Monde nie so nahe. Das liegt daran, dass Naiads Umlaufbahn geneigt ist. Naiad reist schneller als Thalassa und wenn die beiden aneinander vorbeikommen, sind sie immer etwa 3540 km voneinander entfernt.

Naiad braucht sieben Stunden, um Neptun zu umkreisen, während Thalassa siebeneinhalb Stunden braucht. In einer Pressemitteilung wird die seltsame Situation gut erklärt: „Ein Beobachter, der auf Thalassa sitzt, würde Naiad in einer Umlaufbahn sehen, die sich in einem Zick-Zack-Muster stark verändert und zweimal von oben und dann zweimal von unten vorbeifährt.“ Dieses Zwei-Auf-Zwei-Ab-Muster wiederholt sich jedes Mal, wenn der innere Mond Naiad vier Mal auf Thalassa schlägt.

"Wir bezeichnen dieses sich wiederholende Muster als Resonanz", sagte der Hauptautor Brozovic. "Es gibt viele verschiedene Arten von 'Tänzen', denen Planeten, Monde und Asteroiden folgen können, aber diese wurde noch nie zuvor gesehen."

Eine Kryptozoologie der Monde?

Im äußeren Sonnensystem erwarten Sie so etwas. Im inneren Sonnensystem haben die Planeten einen, zwei oder keine Monde. Tatsächlich gibt es nur drei von ihnen, wobei die Marsmonde Phobos und Deimos nicht viel mehr als seltsam geformte Felsbrocken sind, während der Mond der Erde eher einem „richtigen“ Mond ähnelt. Aber im äußeren Sonnensystem ist die Umgebung ganz anders.

Anstelle der Sonne, die das innere Sonnensystem dominiert, dominieren die riesigen Gasplaneten das äußere System. Sie verfügen über Dutzende von Monden aller Größen und Typen. Jupiter hat über 75 Monde und Saturn über 80. Zwischen den beiden haben sie gefrorene Monde mit unterirdischen Ozeanen, einen Vulkanmond, einen Mond mit flüssigen Kohlenwasserstoffen auf seiner Oberfläche und sogar einen Mond, der möglicherweise einen eigenen hat Ringe.

Neptun hat 14 Monde und Uranus hat 27. Neptuns Mond Triton folgt einer rückläufigen Umlaufbahn, was bedeutet, dass er im Gegensatz zu den übrigen Monden des Planeten in die entgegengesetzte Richtung zur Rotation des Planeten umkreist. Inzwischen hat Uranus 9 unregelmäßige Monde, von denen 8 rückläufig sind. Einige der Monde im äußeren Sonnensystem bildeten sich neben ihren Wirtsplaneten, andere wurden später gefangen genommen. Es gibt sogar einen Mond namens Neso, dessen elliptische Umlaufbahn um Neptun ihn bis zu 74 Millionen km von seinem Wirtsplaneten entfernt. Und das dauert 27 Jahre.

Es ist also irgendwie komisch da draußen.

Aber es als seltsam zu bezeichnen, hilft nicht, es zu erklären. Was ist mit diesen beiden Monden passiert, um diesen schillernden Tanz zu produzieren?

"Wir vermuten, dass Naiad durch eine frühere Interaktion mit einem der anderen inneren Monde von Neptun in seine geneigte Umlaufbahn getreten wurde", sagte Brozovic. "Erst später, nachdem die Neigung der Umlaufbahn festgestellt worden war, konnte sich Naiad in diese ungewöhnliche Resonanz mit Thalassa einleben."

"Wir freuen uns immer, diese Co-Abhängigkeiten zwischen Monden zu finden", sagte Mark Showalter, Planetarastronom am SETI-Institut in Mountain View, Kalifornien, und Co-Autor des neuen Papiers. „Naiad und Thalassa sind in dieser Konfiguration wahrscheinlich schon sehr lange miteinander verbunden, weil dadurch ihre Umlaufbahnen stabiler werden. Sie erhalten den Frieden, indem sie nie zu nahe kommen. “

In ihrer Arbeit sagen die Autoren, dass ihre Arbeit auf dem vollständigsten Datensatz basiert, der für diese Monde verfügbar ist. Die Daten umfassen Voyager-Beobachtungen, Beobachtungen von erdgestützten Teleskopen und Beobachtungen von Hubble-Weltraumteleskopen. Insgesamt erstrecken sich die Daten von 1981 bis 2016.