Även enligt det yttre solsystemets vilda standarder, de konstiga banorna som bär Neptunus två innersta månar är utan motstycke, enligt nypublicerad forskning.

Orbitaldynamikexperter kallar det en "undvikandedans" utförd av de små månarna Naiad och Thalassa. De två är sanna partners, kretsar bara omkring 1, 150 miles (1, 850 kilometer) från varandra. Men de kommer aldrig så nära varandra; Naiads bana är lutad och perfekt tidsinställd. Varje gång den passerar den långsammare Thalassa, de två är ungefär 2, 200 miles (3, 540 kilometer) från varandra.

I denna eviga koreografi, Naiad virvlar runt isjätten var sjunde timme, medan Thalassa, på det yttre spåret, tar sju och en halv timme. En observatör som satt på Thalassa skulle se Naiad i en omloppsbana som varierar vilt i ett sicksackmönster, passerar två gånger ovanifrån och sedan två gånger underifrån. Detta upp, upp, ner, nermönstret upprepas varje gång Naiad vinner fyra varv på Thalassa.

Även om dansen kan verka udda, det håller banorna stabila, sa forskare.

"Vi hänvisar till detta upprepande mönster som en resonans, " sa Marina Brozović, en expert på solsystemets dynamik vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, och huvudförfattaren till den nya tidningen, som publicerades 13 nov i Ikaros. "Det finns många olika typer av "danser" som planeter, månar och asteroider kan följa efter, men den här har aldrig setts förut."

Långt från solens drag, de gigantiska planeterna i det yttre solsystemet är de dominerande källorna till tyngdkraften, och kollektivt, de stoltserar med dussintals på dussintals månar. Några av dessa månar bildades vid sidan av deras planeter och gick aldrig någonstans; andra fångades senare, sedan låst in i banor dikterade av deras planeter. Vissa kretsar i motsatt riktning som deras planeter roterar; andra byter omlopp med varandra som för att undvika kollision.

Neptunus har 14 bekräftade månar. Neso, den längst borta av dem, kretsar i en vilt elliptisk slinga som bär den nästan 46 miljoner miles (74 miljoner kilometer) bort från planeten och tar 27 år att slutföra.

Naiad och Thalassa är små och formade som Tic Tacs, som sträcker sig endast cirka 100 kilometer i längd. De är två av Neptunus sju inre månar, del av ett tätt packat system som är sammanvävt med svaga ringar.

Så hur hamnade de tillsammans – men åtskilda? Man tror att det ursprungliga satellitsystemet stördes när Neptunus fångade sin gigantiska måne, Triton, och att dessa inre månar och ringar bildades av det överblivna skräpet.

"Vi misstänker att Naiad sparkades in i sin lutande bana av en tidigare interaktion med en av Neptunus andra inre månar, " sade Brozović. "Först senare, efter att dess orbitallutning fastställdes, kunde Naiad sätta sig in i denna ovanliga resonans med Thalassa."

Brozović och hennes kollegor upptäckte det ovanliga omloppsmönstret med hjälp av analys av observationer från NASA:s Hubble Space Telescope. Verket ger också den första antydan om den inre sammansättningen av Neptunus inre månar. Forskare använde observationerna för att beräkna deras massa och, Således, deras densitet - som låg nära vattenisens.

"Vi är alltid glada över att hitta dessa medberoenden mellan månar, " sa Mark Showalter, en planetarisk astronom vid SETI Institute i Mountain View, Kalifornien, och en medförfattare till den nya tidningen. "Naiad och Thalassa har förmodligen varit sammanlåsta i den här konfigurationen under mycket lång tid, eftersom det gör deras banor mer stabila. De upprätthåller freden genom att aldrig komma för nära."