Baile lunar de Neptuno: esta animación ilustra cómo las extrañas órbitas de las lunas internas de Neptuno, Naiad y Thalassa, les permiten evitarse mientras corren alrededor del planeta.

Créditos: NASA / JPL-Caltech

 

Incluso según los estándares salvajes del sistema solar exterior, las extrañas órbitas que transportan las dos lunas más internas de Neptuno no tienen precedentes, según una investigación recientemente publicada.

Los expertos en dinámica orbital lo llaman un “baile de evasión” realizado por las pequeñas lunas Naiad y Thalassa. Los dos son verdaderos socios, orbitando a solo 1.150 millas (1.850 kilómetros) de distancia. Pero nunca se acercan tanto; La órbita de Naiad está inclinada y perfectamente sincronizada. Cada vez que pasa el Thalassa de movimiento más lento, los dos están separados por unas 2.200 millas (3.540 kilómetros).

En esta coreografía perpetua, Naiad gira alrededor del gigante de hielo cada siete horas, mientras que Thalassa, en la pista exterior, tarda siete horas y media. Un observador sentado en Thalassa vería a Naiad en una órbita que varía enormemente en un patrón de zigzag, pasando dos veces desde arriba y luego dos veces desde abajo. Este patrón de arriba, arriba, abajo, abajo se repite cada vez que Naiad gana cuatro vueltas en Thalassa.

Aunque el baile puede parecer extraño, mantiene las órbitas estables, dijeron los investigadores.

“Nos referimos a este patrón repetitivo como una resonancia”, dijo Marina Brozović, experta en dinámica del sistema solar en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y autora principal del nuevo artículo, que se publicó el 13 de noviembre en Ícaro. “Hay muchos tipos diferentes de ‘bailes’ que los planetas, las lunas y los asteroides pueden seguir, pero este nunca se había visto antes”.

Lejos de la atracción del Sol, los planetas gigantes del sistema solar exterior son las fuentes dominantes de gravedad, y colectivamente, cuentan con docenas y docenas de lunas. Algunas de esas lunas se formaron junto a sus planetas y nunca fueron a ninguna parte; otros fueron capturados más tarde, luego encerrados en órbitas dictadas por sus planetas. Algunas orbitan en la dirección opuesta a la que giran sus planetas; otros intercambian órbitas entre sí como para evitar una colisión.

Neptuno tiene 14 lunas confirmadas. Neso, el más alejado de ellos, orbita en un circuito elíptico que lo lleva a casi 46 millones de millas (74 millones de kilómetros) del planeta y tarda 27 años en completarse.

Naiad y Thalassa son pequeños y tienen la forma de Tic Tacs, que abarcan solo 60 millas (100 kilómetros) de longitud. Son dos de las siete lunas internas de Neptuno, parte de un sistema muy compacto que se entrelaza con anillos débiles.

Entonces, ¿cómo terminaron juntos, pero separados? Se cree que el sistema satelital original se interrumpió cuando Neptuno capturó su luna gigante, Tritón, y que estas lunas y anillos internos se formaron a partir de los restos sobrantes.

“Sospechamos que Naiad fue pateada a su órbita inclinada por una interacción anterior con una de las otras lunas internas de Neptuno”, dijo Brozović. “Solo más tarde, después de que se estableciera su inclinación orbital, Naiad podría establecerse en esta resonancia inusual con Thalassa”.

Brozović y sus colegas descubrieron el patrón orbital inusual utilizando el análisis de las observaciones del telescopio espacial Hubble de la NASA. El trabajo también proporciona la primera pista sobre la composición interna de las lunas internas de Neptuno. Los investigadores utilizaron las observaciones para calcular su masa y, por lo tanto, sus densidades, que estaban cerca de la del hielo de agua.

“Siempre nos entusiasma encontrar estas codependencias entre lunas”, dijo Mark Showalter, astrónomo planetario del Instituto SETI en Mountain View, California, y coautor del nuevo artículo. “Naiad y Thalassa probablemente han estado encerrados juntos en esta configuración durante mucho tiempo, porque hace que sus órbitas sean más estables. Mantienen la paz al no acercarse demasiado”.

La investigación está disponible para leer y descargar aquí:

https://arxiv.org/abs/1910.13612

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington.

Puede encontrar más información sobre las lunas de Neptuno aquí:

https://solarsystem.nasa.gov/moons/neptune-moons/in-depth/