Zelfs volgens de wilde maatstaven van het buitenste zonnestelsel, de vreemde banen die de twee binnenste manen van Neptunus dragen zijn ongekend, volgens nieuw gepubliceerd onderzoek.

Orbitale dynamica-experts noemen het een "vermijdingsdans" uitgevoerd door de kleine manen Naiad en Thalassa. De twee zijn echte partners, draait slechts om 1, 150 mijl (1, 850 kilometer) uit elkaar. Maar ze komen nooit zo dicht bij elkaar; De baan van Naiad is gekanteld en perfect getimed. Elke keer dat het de langzamer bewegende Thalassa passeert, de twee zijn ongeveer 2, 200 mijl (3, 540 kilometer) uit elkaar.

In deze eeuwigdurende choreografie, Naiad wervelt elke zeven uur rond de ijsreus, terwijl Thalassa, op de buitenbaan, duurt zeven en een half uur. Een waarnemer die op Thalassa zit, ziet Naiad in een baan die enorm varieert in een zigzagpatroon, twee keer van bovenaf en dan twee keer van onderaf voorbij. Dit boven, omhoog, omlaag, neerwaarts patroon herhaalt zich elke keer dat Naiad vier ronden wint op Thalassa.

Hoewel de dans misschien vreemd lijkt, het houdt de banen stabiel, aldus onderzoekers.

"We verwijzen naar dit herhalende patroon als een resonantie, " zei Marina Brozović, een expert in zonnestelseldynamica bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, en de hoofdauteur van het nieuwe artikel, die op 13 november in Icarus werd gepubliceerd. "Er zijn veel verschillende soorten 'dansen' die planeten, manen en asteroïden kunnen volgen, maar deze is nog nooit eerder gezien."

Ver van de aantrekkingskracht van de zon, de reuzenplaneten van het buitenste zonnestelsel zijn de dominante bronnen van zwaartekracht, en gezamenlijk, ze bogen op tientallen en tientallen manen. Sommige van die manen vormden zich naast hun planeten en gingen nooit ergens heen; anderen werden later gevangen genomen, vervolgens opgesloten in banen gedicteerd door hun planeten. Sommigen draaien in de tegenovergestelde richting waarin hun planeten draaien; anderen wisselen van baan met elkaar alsof ze een botsing willen voorkomen.

Neptunus heeft 14 bevestigde manen. Neso, de verste van hen, draait in een wild elliptische lus die hem bijna 74 miljoen kilometer van de planeet wegvoert en 27 jaar in beslag neemt.

Naiad en Thalassa zijn klein en hebben de vorm van Tic Tacs, die slechts ongeveer 100 kilometer lang is. Het zijn twee van Neptunus' zeven innerlijke manen, onderdeel van een dicht opeengepakt systeem dat is verweven met vage ringen.

Dus hoe kwamen ze samen, maar apart? Er wordt gedacht dat het oorspronkelijke satellietsysteem werd verstoord toen Neptunus zijn gigantische maan veroverde, Triton, en dat deze binnenste manen en ringen gevormd zijn uit het overgebleven puin.

"We vermoeden dat Naiad in zijn gekantelde baan werd geschopt door een eerdere interactie met een van de andere binnenmanen van Neptunus, " zei Brozović. "Pas later, nadat zijn orbitale kanteling was vastgesteld, zou Naiad kunnen wennen aan deze ongewone resonantie met Thalassa."

Brozović en haar collega's ontdekten het ongebruikelijke orbitale patroon met behulp van analyse van waarnemingen door NASA's Hubble Space Telescope. Het werk geeft ook de eerste hint over de interne samenstelling van de binnenste manen van Neptunus. Onderzoekers gebruikten de waarnemingen om hun massa te berekenen en, dus, hun dichtheden - die dicht bij die van waterijs lagen.

"We zijn altijd opgewonden om deze co-afhankelijkheden tussen manen te vinden, " zei Mark Showalter, een planetaire astronoom bij het SETI Institute in Mountain View, Californië, en een co-auteur van het nieuwe artikel. "Naiad en Thalassa zijn waarschijnlijk al heel lang samen in deze configuratie opgesloten, omdat het hun banen stabieler maakt. Ze bewaren de rust door nooit te dichtbij te komen."