Comme un couple marié depuis longtemps habitué à la cuisine de l'autre, deux des lunes de Neptune sont passées maîtres dans l'art de partager l'espace sans entrer en collision. Et bien que les deux situations puissent sembler étranges à un observateur, elles ont toutes les deux une certaine qualité de danse.
Nous parlons de Thalassa et Naiad, deux lunes néptuniennes découvertes par Voyager 2 en 1989. Les deux lunes sont minuscules, chacune d'environ 60 miles de long, donc elles pourraient être plus précisément appelées moonlets. Ce sont les deux lunes les plus proches de Neptune, Naiad ayant la piste intérieure.
Ils ne sont pas ronds comme des corps plus grands, et ce sont probablement tous les deux des tas de gravats, excrétés à partir de fragments de certaines des plus grandes lunes de Neptune. Ces grosses lunes ont disparu depuis longtemps, probablement détruites par les perturbations gravitationnelles de Triton.
Une nouvelle étude met en lumière l'étrange danse orbitale exécutée par la paire et suggère qu'il n'y a rien d'autre de pareil dans le système solaire. L'étude s'intitule «Orbites et résonances des lunes régulières de Neptune». Il a été publié dans la revue Icarus le 13 novembre. L'auteur principal est Marina Brozovic, experte en dynamique du système solaire au Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
«Il existe de nombreux types de« danses »que les planètes, les lunes et les astéroïdes peuvent suivre, mais celle-ci n'a jamais été vue auparavant.»
Marina Brozovic, auteur principal, JPL.
Brozovic et les autres auteurs ont découvert que Naiad et Thalassa sont enfermés dans une résonance orbitale inhabituelle. Bien que leurs orbites ne soient distantes que d'environ 1850 km (1150 miles), les deux lunes ne sont jamais aussi proches l'une de l'autre. C'est parce que l'orbite de Naiad est inclinée. Naiad voyage plus vite que Thalassa, et quand les deux se croisent, ils sont toujours distants d'environ 3540 km (2200 miles).
Naiad prend sept heures pour orbiter autour de Neptune, tandis que Thalassa prend sept heures et demie. Un communiqué de presse explique bien la situation étrange, en disant: "Un observateur assis sur Thalassa verrait Naiad sur une orbite qui varie énormément en zigzag, passant deux fois d'en haut puis deux fois d'en bas." Ce modèle à deux vers le haut et deux vers le bas se répète chaque fois que la lune intérieure Naiad chevauche Thalassa quatre fois.
«Nous appelons ce motif répétitif une résonance», a déclaré l'auteur principal Brozovic. «Il existe de nombreux types de« danses »que les planètes, les lunes et les astéroïdes peuvent suivre, mais celle-ci n'a jamais été vue auparavant.»
Une cryptozoologie des lunes?
Le système solaire extérieur est l'endroit où vous vous attendez à trouver quelque chose comme ça. Dans le système solaire intérieur, les planètes ont une, deux ou pas de lunes. En fait, il n'y en a que trois, avec les lunes de Mars Phobos et Deimos pas beaucoup plus que des morceaux de pierre de forme étrange, tandis que la lune de la Terre ressemble plus à une lune «correcte». Mais dans le système solaire extérieur, l'environnement est très différent.
Plutôt que le Soleil, qui domine le système solaire intérieur, les planètes gazeuses géantes dominent le système extérieur. Ils disposent de dizaines de lunes de toutes tailles et de tous types. Jupiter a plus de 75 lunes, et Saturne en a plus de 80. Entre les deux, ils ont des lunes gelées avec des océans souterrains, une lune volcanique, une lune avec des hydrocarbures liquides à sa surface et même une lune qui pourrait avoir la sienne anneaux.
Neptune a 14 lunes et Uranus en a 27. La lune de Neptune Triton suit une orbite rétrograde, ce qui signifie qu'elle orbite dans la direction opposée à la rotation de la planète, contrairement au reste des lunes de la planète. Pendant ce temps, Uranus a 9 lunes irrégulières, dont 8 rétrogrades. Certaines des lunes du système solaire externe se sont formées aux côtés de leurs planètes hôtes, et certaines ont été capturées plus tard. Il y a même une lune nommée Neso, dont l'orbite elliptique autour de Neptune l'éloigne jusqu'à 74 millions de kilomètres de sa planète hôte. Et cela prend 27 ans.
Donc c'est un peu bizarre là-bas.
Mais le qualifier d'étrange n'aide pas à l'expliquer. Qu'est-il arrivé à ces deux lunes pour produire cette danse éblouissante?
"Nous soupçonnons que Naiad a été expulsé de son orbite inclinée par une interaction antérieure avec l'une des autres lunes intérieures de Neptune", a déclaré Brozovic. "Ce n'est que plus tard, après que son inclinaison orbitale a été établie, que Naiad a pu s'installer dans cette résonance inhabituelle avec Thalassa."
"Nous sommes toujours ravis de trouver ces co-dépendances entre les lunes", a déclaré Mark Showalter, astronome planétaire au SETI Institute de Mountain View, en Californie, et co-auteur du nouveau document. «Naiad et Thalassa sont probablement enfermés ensemble dans cette configuration depuis très longtemps, car cela rend leurs orbites plus stables. Ils maintiennent la paix en ne se rapprochant jamais trop. »
Dans leur article, les auteurs disent que leur travail est basé sur l'ensemble de données le plus complet disponible pour ces lunes. Les données incluent les observations du Voyager, les observations des télescopes terrestres et les observations du télescope spatial Hubble. Dans l'ensemble, les données s'étendent de 1981 à 2016.
Plus:
- Communiqué de presse: La NASA trouve les lunes de Neptune enfermées dans une «danse de l'évitement»
- Document de recherche: Orbites et résonances des lunes régulières de Neptune
- Space Magazine: L'arrivée de Triton était le chaos pour le reste des lunes de Neptune
