• Baner

Dansen af ​​Neptuns vandsprite -måner

• 2024

Neptun er en interessant planet. Og det er lidt irriterende, fordi det er så langt væk, at det er virkelig svært at observere det i detaljer. Det er 30 gange længere fra Solen end Jorden, hvilket betyder, at det kun får 1/900th så meget lys som vi gør (og så reflekterer det det lys og sender det tilbage til os og dæmper det yderligere). At studere dens måner er endnu sværere, fordi de er så meget mindre og efterfølgende svagere.

Men på trods af det ville nogle astronomer undersøge månerne for at se, hvad de kunne finde ud af om deres kredsløb. Det kan nogle gange fortælle dig meget om månernes historie ( ligesom den gjorde for Neptuns måne Hippocamp ).

I dette tilfælde så et team på dinky Naiad og Thalassa , begge aflange kartofler med en længde på cirka 100 km (og opkaldt efter græske vandguddomme efter Neptuns rolle som havets gud). De er de inderste kendte neptuniske måner med meget næsten cirkulære kredsløb 48.200 og 50.075 km fra Neptuns centrum (som er den sædvanlige måde at måle banestørrelse på; Neptun har en radius lige under 25.000 km). Hvis begge disse måner kredsede i det samme fly, ville de passere mindre end 2000 km fra hinanden. Over tid ville deres tyngdekraftsinteraktion med hinanden, svage som det måtte være, sandsynligvis tvinge dem til forskellige baner. Så hvordan kan de være i de baner, de er?

Størrelses sammenligning mellem Jorden (venstre) og Neptun (højre). Kredit: NASA / jcpag2012 og wikimedia

Forskerne kiggede meget omhyggeligt på banerne , ved hjælp af data fra Hubble, Voyager 2 og jordbaserede ’scopes here on Earth, der stammer fra 1981-2016. Det er en meget lang grundlinje, nok til at få et rigtig godt greb om kredsløbets egenskaber.

Det, de fandt, er ret sejt. Thalassas bane er næsten direkte over Neptuns ækvator, vippet med kun 0,1 °. Men Naiads bane vippes med cirka 4,7 °. Dette har været kendt i et stykke tid, men ved hjælp af de opdaterede tal, de har beregnet, fandt de ud af, at de to objekter er i det, der kaldes en resonans, hvilket betyder, at banerne falder i et regelmæssigt mønster med hinanden.

Hver gang Naiad passerer Thalassa på indersporet, er det på det punkt i det kredsløb, hvor det enten tippes op eller tippes mest. Så i stedet for at passere virkelig tæt på Thalassa er det enten over det (mod Neptuns nord) eller under, maksimere afstanden mellem dem og minimere gravitationsinteraktionen. Banerne flugter lige præcis, så Naiad passerer over den to gange i træk, derefter under den to gange i træk og videre og videre.

Denne video skal hjælpe . Animationen viser dig udsigten, som om du kredser om Neptun sammen med Thalassa, og viser Naiads bevægelse i forhold til den.

Det er som to racerbiler på en cirkulær bane, der bevæger sig med næsten, men ikke helt samme hastighed. Fra blegerne ser du dem begge skrige rundt, den ene ved f.eks. 200 km / t og den anden ved 199. Fra den langsommere bil ville du dog se den anden bil passere dig ved kun 1 km / t, hvilket er ret langsomt.

Forestil dig nu, at indersporet er skråt, med den ene side højere end den anden. Fra den udvendige (langsommere) bil ville du se den indvendige bil langsomt passere dig og vippe op og ned, en gang pr. Bane. Det ville se ret underligt ud, men det er, hvad Naiad og Thalassa gør.

Selvom I måske tager 30 sekunder at cirkulere rundt på banen én gang, ser den ydre bil kun den indre bil bevæger sig lidt hurtigere, end den er, så det ser ud til, at den indre bil tager over en time at cirkulere rundt om sporet i forhold til det! Hastighed er relativ, og det kan være lidt forvirrende for vores dårlige hjerner, især når bevægelsen er cirkulær.

Så alligevel holder denne dans Thalassa og Naiad adskilt og giver dem mulighed for at passere hinanden uden at kollidere eller rykke så hårdt, at kredsløb ændrer sig. Det er en dejlig demonstration af naturens urværk.

Jeg spekulerer på, hvad vi ellers finder ud af om Neptun og dens underlige måner, når vi studerer det mere? Og åh, hvor ville jeg elske at se en orbiter besøge både den og Uranus og se på dem detaljeret og længe, ​​noget der er så meget svært at gøre så tæt på Solen som vi er. Det ydre solsystem rummer en masse hemmeligheder, og det er længe siden, vi begyndte at afdække dem.