gov-civil-vilareal.ptLa danse des lunes des lutins d'eau de Neptune
>Neptune est une planète intéressante. Et c'est un peu agaçant, car c'est tellement loin qu'il est vraiment difficile de l'observer en détail. Elle est 30 fois plus éloignée du Soleil que la Terre, ce qui signifie qu'elle n'obtient que 1/900e de la lumière que nous (puis elle réfléchit cette lumière et nous la renvoie, l'assombrissant davantage). L'étude de ses lunes est encore plus difficile car elles sont beaucoup plus petites et par conséquent plus faibles.
Mais, malgré cela, certains astronomes voulaient enquêter sur les lunes pour voir ce qu'ils pouvaient comprendre sur leurs orbites. Cela peut parfois vous en dire long sur l'histoire des lunes ( comme pour l'hippocampe de la lune de Neptune ).
Dans ce cas, une équipe a regardé dinky Naïade et Thalassa , les deux pommes de terre allongées d'environ 100 km de long (et nommées d'après les divinités grecques de l'eau, d'après le rôle de Neptune en tant que dieu de la mer). Ce sont les lunes neptuniennes les plus internes connues, avec des orbites presque circulaires à 48 200 et 50 075 km du centre de Neptune (ce qui est la façon habituelle de mesurer la taille orbitale ; Neptune a un rayon d'un peu moins de 25 000 km). Si ces deux lunes tournaient dans le même plan, elles passeraient à moins de 2000 km l'une de l'autre. Au fil du temps, leur interaction gravitationnelle les uns avec les autres, aussi faible soit-elle, les forcerait probablement à emprunter des orbites différentes. Alors, comment peuvent-ils être dans les orbites qu'ils sont ?
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Comparaison de taille entre la Terre (à gauche) et Neptune (à droite). Crédit: NASA / jcpag2012 et wikimedia
Les scientifiques ont regardé très attentivement les orbites , en utilisant les données de Hubble, Voyager 2 et des télescopes au sol ici sur Terre datant de 1981 à 2016. C'est une base de référence très longue, suffisante pour avoir une très bonne idée des caractéristiques orbitales.
Ce qu'ils ont trouvé est plutôt cool. L'orbite de Thalassa est presque directement au-dessus de l'équateur de Neptune, inclinée de seulement 0,1°. Mais l'orbite de Naïade est inclinée d'environ 4,7°. Cela est connu depuis un certain temps, mais en utilisant les nombres mis à jour qu'ils ont calculés, ils ont découvert que les deux objets sont dans ce qu'on appelle une résonance, ce qui signifie que les orbites suivent un modèle régulier l'une avec l'autre.
Chaque fois que Naiad dépasse Thalassa sur la piste intérieure, c'est au point de son orbite où il est le plus bas ou incliné. Ainsi, au lieu de passer très près de Thalassa, c'est soit au-dessus (vers le nord de Neptune) soit en dessous, maximisant la distance entre eux et minimisant l'interaction gravitationnelle. Les orbites s'alignent juste pour que Naïade passe au-dessus d'elle deux fois de suite, puis en dessous deux fois de suite, et ainsi de suite.
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Cette vidéo devrait aider . L'animation vous montre la vue comme si vous étiez en orbite autour de Neptune avec Thalassa, et montre le mouvement de Naïade par rapport à celle-ci.
C'est comme deux voitures de course sur une piste circulaire se déplaçant à peu près mais pas tout à fait à la même vitesse. Depuis les gradins, vous les voyez tous les deux hurler, l'un à 200 km/h et l'autre à 199. De la voiture la plus lente, cependant, vous verriez l'autre voiture vous dépasser à seulement 1 km/h, ce qui est assez lent.
Imaginez maintenant que la piste intérieure est inclinée, avec un côté plus haut que l'autre. De la voiture extérieure (plus lente), vous verriez la voiture intérieure vous dépasser lentement et monter et descendre, une fois par orbite. Cela aurait l'air assez étrange, mais c'est ce que font Naiad et Thalassa.
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Même si vous pouvez mettre tous les deux, disons, 30 secondes pour faire le tour de la piste une fois, la voiture extérieure voit la voiture intérieure se déplacer légèrement plus vite qu'elle ne l'est, il semble donc que la voiture intérieure prenne plus d'une heure pour faire le tour de la piste par rapport à il! La vitesse est relative et peut être un peu déroutante pour notre cerveau chétif, surtout lorsque le mouvement est circulaire.
De toute façon, cette danse maintient Thalassa et Naïade séparés et leur permet de se croiser sans se heurter ni tirer si fort que les orbites changent. C'est une belle démonstration de la nature mécanique de, euh, nature.
Je me demande ce que nous découvrirons d'autre sur Neptune et ses lunes étranges en l'étudiant davantage ? Et oh, comme j'aimerais voir un orbiteur le visiter et Uranus, les regarder en détail et pendant longtemps, quelque chose qui est si difficile à faire aussi près du Soleil que nous le sommes. Le système solaire extérieur recèle de nombreux secrets, et il est grand temps que nous commencions à les découvrir.
