Incluso para los estándares extremos del sistema solar exterior, las dos lunas más internas de Neptuno presentan unas extrañas órbitas entrecruzadas que no tienen precedentes.

Los expertos en dinámica orbital lo llaman un "baile de evasión" realizado por las pequeñas lunas Naiad y Thalassa. Los dos son verdaderos socios, orbitando a solo 1.850 kilómetros de distancia. Pero nunca se acercan tanto; la órbita de Naiad está inclinada y perfectamente sincronizada. Cada vez que pasa a Thalassa de con un movimiento más lento, las dos están separadas por unas 3.540 kilómetros.

En esta coreografía perpetua, Naiad gira alrededor del gigante de hielo cada siete horas, mientras que Thalassa, en la pista exterior, tarda siete horas y media. Un observador sentado en Thalassa vería a Naiad en una órbita que varía enormemente en un patrón de zigzag, pasando dos veces desde arriba y luego dos veces desde abajo. Este patrón de arriba, arriba, abajo, abajo se repite cada vez que Naiad da cuatro vueltas sobre Thalassa.

Aunque el baile puede parecer extraño, mantiene las órbitas estables, dijeron los investigadores.

"Nos referimos a este patrón repetitivo como una resonancia", dijo Marina Brozovic, experta en dinámica del sistema solar en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "Hay muchos tipos diferentes de 'bailes' que los planetas, las lunas y los asteroides pueden seguir, pero este nunca se había visto antes".

Lejos de la atracción del Sol, los planetas gigantes del sistema solar exterior son las fuentes dominantes de gravedad, y colectivamente, cuentan con docenas y docenas de lunas. Algunas de esas lunas se formaron junto a sus planetas y nunca fueron a ninguna parte; otras fueron capturadas más tarde y luego encerradas en órbitas dictadas por sus planetas. Algunas orbitan en la dirección opuesta a la que giran sus planetas; otras intercambian órbitas entre sí como para evitar una colisión.

Neptuno tiene 14 lunas confirmadas. Neso, la más alejada, orbita en un circuito elíptico que la lleva a casi 74 millones de kilómetros del planeta y tarda 27 años en completarse.

Naiad y Thalassa son pequeñas y tienen la forma de Tic Tacs, que abarcan solo 100 kilómetros de longitud. Son dos de las siete lunas internas de Neptuno, parte de un sistema muy compacto que se entrelaza con anillos débiles.
Entonces, ¿cómo terminaron juntas, pero separadas? Se cree que el sistema satelital original se alteró cuando Neptuno capturó su luna gigante, Tritón, y que estas lunas y anillos internos se formaron a partir de los restos sobrantes.

"Sospechamos que Naiad fue pateada a su órbita inclinada por una interacción anterior con una de las otras lunas internas de Neptuno", dijo Brozovic. "Solo más tarde, después de que se estableciera su inclinación orbital, Naiad podría establecerse en esta resonancia inusual con Thalassa".

Brozovic y sus colegas descubrieron el patrón orbital inusual utilizando el análisis de las observaciones del telescopio espacial Hubble de la NASA. El trabajo también proporciona la primera pista sobre la composición interna de las lunas internas de Neptuno. Los investigadores utilizaron las observaciones para calcular su masa y, por lo tanto, sus densidades, que estaban cerca de la del hielo de agua.