Vous aidez à comprendre cette image troublante de Titan, d'Épiméthée et des anneaux de Saturne?


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L'article de New York Times Les anneaux de Saturne sont sculptés par un équipage de mini-lunes est vraiment intéressant et des liens vers le récent article paywalled dans Science Close Cassini survolant les lunes de Saturne Pan, Daphnis, Atlas, Pandora et Epimetheus

Mais je ne peux absolument pas comprendre l'une des photos de l'article du NY Times, ci-dessous. Titan semble être ...

  1. derrière les anneaux de Saturne, et pourtant il est
  2. énorme relative l'espacement des anneaux, et pourtant il
  3. semble être floue alors que les anneaux et Epiméthée sont au point.

Quelqu'un peut-il m'aider à comprendre comment tout cela peut être vrai en même temps?


Au premier plan, la lune Epimetheus semble planer au-dessus des anneaux de Saturne. Epimetheus est éclipsé par Titan en arrière-plan.CreditNASA / JPL / Space Science Institute

Anneaux d'Épiméthée, de Titan et de Saturne

Épiméthée, Titan et anneaux de Saturne recadrés


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Quelque chose qui pourrait contribuer à cette illusion est l'angle extrêmement étroit utilisé. Je sais que Titan est beaucoup plus loin que les anneaux, donc je m'attends intuitivement à ce qu'il paraisse beaucoup plus petit qu'il ne l'est, donc il a l'air énorme sur cette photo. Parce que la distance focale de la caméra est si élevée, Titan n'est pas vraiment beaucoup plus grand qu'il n'y paraît.
DarthFennec

1
@ DarthFennec oui, le 2ème lien dans ce commentaire montre que le FOV de cette photo n'est que d'environ 0,35 degrés.
uhoh

2
Comment les anneaux sont-ils si minces si les lunes semblent avoir des inclinations très différentes? Voilà ce qui me semble étrange.
Mazura

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Belle image magnifique. Au cas où vous ne l'auriez pas vu, je voudrais recommander le discours TED classique de Carolyn Porco sur Cassini. Cela vaut la peine d'être regardé; elle met les choses en perspective ;-).
Peter - Réintègre Monica

Réponses:


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Le JPL Solar System Simulator ne montre pas Epimetheus mais montre Titan derrière l'écart Encke à 2006-04-28 08:12 UTC.

Titan à 08h12, champ étroit

La texture de surface simulée est probablement composée d' images VIMS dans des longueurs d'onde infrarouges où l'atmosphère de Titan est relativement transparente. Sur le vrai Titan, la brume diffuse la lumière visible si fortement que la surface est indistincte et le bord semble flou.

Si nous faisons un zoom arrière, nous voyons que nous regardons près du bord extérieur des anneaux à un angle très peu profond. C'est pourquoi ils couvrent moins de la moitié du diamètre apparent de 10 minutes d'arc de Titan.

Puisque Epimetheus apparaît au-dessus des anneaux pendant que nous regardons d'en bas, il doit être devant eux.

Titan à 08h12, champ large

Images simulées avec la permission de la NASA / JPL-Caltech


1
Wow, je ne savais pas que JPL avait un tel site Web Solar System Simulator. Ces informations sont utiles, merci!
uhoh

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Cette page de la NASA indique que cette photo a été prise le 28 avril 2006.

En utilisant Celestia , j'ai réussi à trouver l'image de Cassini qui correspond le mieux à la photo. Cela ne correspond pas exactement, mais c'est normal car les éléments orbitaux calculés de toutes ces lunes (et cassini) dans le logiciel ne correspondent pas nécessairement à la réalité avec précision. cassini celestia coup de titan

Ci-dessous, la version agrandie de cette photo. Vous pouvez voir Titan au centre et Epiméthée comme un point sur le dessus. entrez la description de l'image ici Et voici le plan descendant de Cassini aux lunes. Épiméthée et Titan sont encerclés. entrez la description de l'image ici

Donc, pour répondre à votre question: Titan est vraiment grand par rapport à Epimetheus (environ 50x), Titan a une atmosphère et semble donc floue (il est en fait au point, tout dans l'espace est très loin et est donc effectivement à l'infini pour se concentrer) , et les anneaux sont très obliques, vous n'en voyez donc qu'une petite tranche.


Très bien, mais nous ne sommes qu'à mi-chemin. J'ai ajouté une version recadrée et dessiné un rectangle qui met en évidence les anneaux étant presque 40% plus larges près du membre gauche de Titan que du membre droit. Pouvez-vous ajuster le PDV de votre simulation et y arriver également? En ce moment, la section des anneaux que vous montrez est si petite qu'il n'y a pas de pente.
uhoh


1
Il ne s'agit pas du POV, mais de la précision des données orbitales dans Celestia. Du point de vue de Titan, il y a eu deux conjonctions d'épiméthée et de Titan le 28 avril 2006, une trop tôt (celle illustrée) et une trop tard (les anneaux n'étaient plus en vue). AFAIK, Celestia utilise une base de données d'informations orbitales précises plutôt que de simplement utiliser des ellipses kepleriennes, mais je suppose que même cela n'est pas assez précis pour recréer cette photo (les lunes de Saturne ont des orbites très complexes). Si quelqu'un a un autre logiciel qui suit ces objets avec plus de précision, il est le bienvenu pour poster une réponse mise à jour.
Ingolifs

J'ai fait un petit complot . Il semble que les distances ne correspondent que autour 08:30 UTC. J'ai l'impression qu'à travers le minuscule FOV de 0,35 degré de la caméra à angle étroit, nous regardons le bord très extérieur d'un anneau intérieur, c'est pourquoi il se rétrécit si rapidement.
uhoh

2
J'aurais dû m'en souvenir. Epiméthée a une orbite [ en.wikipedia.org/wiki/Horseshoe_orbit diplomée ( horseshoe ). C'est probablement pourquoi c'est si inexact.
Ingolifs

6

note: Ceci est une réponse supplémentaire ajoutant quelques détails à l' excellente réponse de @ Ingolifs .


À peu près 2006-Apr-28 08:30 UTC Cassini était à la fois 1 800 000 km de Titan et 667 000 km d'Épiméthée en même temps.

J'ai utilisé Horizons de JPL et enregistré les positions dans les coordonnées centrées du corps de Saturne toutes les 5 minutes, puis j'ai exécuté le script python ci-dessous pour tracer. Je ne sais pas comment obtenir facilement le plan des anneaux.

entrez la description de l'image ici

entrez la description de l'image ici

class Body(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

fnames = ['Titan photo Cassini horizons_results.txt',
          'Titan photo Titan horizons_results.txt',
          'Titan photo Epimetheus horizons_results.txt' ]

names  = ['Cassini', 'Titan', 'Epimetheus']

bodies = []

for name, fname in zip(names, fnames):

    with open(fname, 'r') as infile:

        lines = infile.read().splitlines()

    iSOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$SOE" in line][0]
    iEOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$EOE" in line][0]

    print iSOE, iEOE, lines[iSOE], lines[iEOE]

    lines = zip(*[line.split(',') for line in lines[iSOE+1:iEOE]])

    JD  = np.array([float(x) for x in lines[0]])
    pos = np.array([[float(x) for x in lines[i]] for i in 2, 3, 4])
    vel = np.array([[float(x) for x in lines[i]] for i in 5, 6, 7])

    body = Body(name)
    bodies.append(body)
    body.JD  = JD
    body.pos = pos
    body.vel = vel

Cassini, Titan, Epimetheus = bodies

r_Titan      = np.sqrt(((Cassini.pos - Titan.pos     )**2).sum(axis=0))
r_Epimetheus = np.sqrt(((Cassini.pos - Epimetheus.pos)**2).sum(axis=0))

hours = 24 * (JD - JD[0])

r_Titan_target      = 1.8E+06 
r_Epimetheus_target = 6.67E+05

hours_Titan      = hours[np.argmax(r_Titan < r_Titan_target)]
hours_Epimetheus = hours[np.argmax(r_Epimetheus[30:] > r_Epimetheus_target)+30]

print hours_Titan, hours_Epimetheus
if True:    
    fig = plt.figure()

    plt.subplot(2, 1, 1)
    plt.plot(hours, r_Titan)
    plt.plot(hours, 1.8E+06 * np.ones_like(r_Titan), '-k')
    plt.ylabel('Cassini-Titan distance (km)', fontsize=16)

    plt.subplot(2, 1, 2)
    plt.plot(hours, r_Epimetheus)
    plt.plot(hours, 6.67E+05 * np.ones_like(r_Epimetheus), '-k')
    plt.ylabel('Cassini-Epimetheus distance (km)', fontsize=16)
    plt.xlabel('2006-Apr-28 hours', fontsize=16)

    plt.show()

2
Si je fixe la position de l'observateur à Epiméthée, alors Titan et Cassini ont RA opposé à 08:13 UTC. Solar System Simulator correspond à l'image à 08:12 .
Mike G

@MikeG c'est une bonne nouvelle! Pouvez-vous ajouter une réponse avec une capture d'écran?
uhoh
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