Tanz der Vermeidung: Der innerste Neptunmond Naiad vollführt einen einzigartigen Tanz um seinen nahen Nachbarn Thalassa, wie neue Daten des Hubble-Teleskops enthüllen. Dabei kreuzt Naiad den Orbit von Thalassa in einer regelmäßigen Schlangenlinie – zweimal kommt er dabei von oben, dann zweimal von unten. Diese Resonanz vierter Ordnung wurde zuvor noch nie bei einem planetaren Mond beobachtet, wie die Astronomen berichten.
Die 14 Monde des Neptun sind eine vielgestaltige Mischung aus eingefangenen Trabanten, Trümmern früherer Monde und ursprünglichen Satelliten. Ihre Größe reicht von 34 Kilometern beim kleinsten, erst 2016 entdeckten Mond Hippocamp bis zum 2.700 Kilometer großen Triton. Während Triton gegenläufig, aber auf einer fast perfekten Kreisbahn um den Neptun kreist, folgen einige kleinere Monde wie Nereid einer stark elliptischen Bahn.
Innere Neptunmonde neu vermessen
Eine weitere lunare Eigenheit des Neptunsystems haben nun Marina Brozovic vom Jet Propulsion Laboratory der NASA und ihre Kollegen aufgedeckt. Im Rahmen ihrer Studie hatten sie mithilfe von Daten des Weltraumteleskops Hubble die Orbits der innersten sieben Monde neu vermessen. Diese bilden eine enge Gruppe aus eher kleinen Monden, die zwischen den dünnen Ringen des Neptun kreisen. Zwar wurden die meisten von ihnen schon im Jahr 1989 von der Raumsonde Voyager 2 entdeckt, ihre Bahn war aber nur näherungsweise bekannt.
Jetzt enthüllen die Hubble-Daten eine ungewöhnliche Wechselwirkung zwischen den beiden innersten Monden Naiad und Thalassa. Sie sind länglich geformt wie ein Tictac und nur rund 100 Kilometer groß. Beide kreisen zudem nur rund 1.850 Kilometer voneinander entfernt um den Neptun, Naiad benötigt sieben Stunden für einen Umlauf, Thalassa siebeneinhalb – so weit, so bekannt.
In Schlangenlinien um den Nachbarn
Das Ungewöhnliche jedoch: Naiad und Thalassa bewegen sich in einem einzigartigen Tanz umeinander, wie Brozovic und ihr Team entdeckten. Naiad vollführt dabei eine Art Schlangenlinien-Bewegung um seinen Nachbarn Thalassa. Auf seiner leicht geneigten Bahn kreuzt er den Orbit von Thalassa zweimal nacheinander von oben, dann zweimal von unten. Die Forscher sprechen bei einer solchen Konfiguration von einer Bewegungsresonanz der vierten Ordnung.
„Es gibt viele verschiedene Arten von Resonanzen, denen Planeten, Monde und Asteroiden folgen können – aber diese haben wir noch nie gesehen“, sagt Brozovic. Denn generell seien Resonanzen, die durch Bahnneigungen entstehen, eher selten. Der „Tanz“ von Naiad und Thalassa sei der allererste Fall einer solchen Resonanz der vierten Ordnung bei planetaren Trabanten, so die Forscher. Gleichzeitig ist diese 73:69-Resonanz bei den beiden Monden ungewöhnlich stark ausgeprägt – wahrscheinlich aufgrund der starken Bahnneigung von Naiad gegenüber Thalassa.
„Tanz der Vermeidung“ macht Orbits stabil
Doch wie kam es zu diesem merkwürdigen „Tanz“? Die Astronomen vermuten, dass die turbulente Geschichte der Neptunmonde dahintersteckt. Als der große Mond Triton eingefangen wurde, brachte seine Schwerkraft auch die Bahnen der anderen Trabanten durcheinander, einige wurden dadurch zerstört. Aus den Trümmern entstanden auch Naiad und Thalassa.
„Wir vermuten, dass Naiad durch eine Wechselwirkung mit einem anderen dieser Trümmermonde in seine Bahn geriet“, sagt Brozovic. „Erst später, als sich seine Bahnneigung etabliert hatte, entwickelte Naiad dann diese ungewöhnliche Resonanz mit Thalassa.“ Diese trug vermutlich dazu bei, dass die Bahnen dieser beiden Monde trotz ihrer Nähe so lange stabil blieben.
„Sie halten den Frieden, indem sie sich nie zu nahe kommen“, sagt Koautor Mark Showalter vom SETI-Institute. Die schlängelnde Bewegung Naiads sorgt dafür, dass sich beide Monde trotz ihrer vielen Bahnkreuzungen nie näher kommen als 3.540 Kilometer. (Icarus, 2019; doi: 10.1016/j.icarus.2019.113462)
Quelle: NASA
