Bantu memahami gambar cincin Titan, Epimetheus, dan Saturnus yang meresahkan ini?

19

Artikel NY Times , Cincin Saturnus Dipahat oleh Awak Mini-Bulan benar-benar menarik dan tautan ke makalah paywall baru-baru ini di Science Close Cassini flybys dari cincin bulan Saturnus Pan, Daphnis, Atlas, Pandora, dan Epimetheus

Tetapi saya benar-benar tidak dapat memahami salah satu foto di artikel NY Times, yang ditunjukkan di bawah ini. Titan tampaknya ...

  1. di belakang cincin Saturnus, dan memang begitu
  2. relatif besar jarak cincin, dan belum
  3. tampaknya tidak fokus sementara cincin dan Epimetheus dalam fokus.

Dapatkah seseorang membantu saya memahami bagaimana semua ini dapat terjadi pada saat yang sama?


Di latar depan, bulan Epimetheus muncul melayang di atas cincin Saturnus. Epimetheus dikerdilkan oleh Titan di latar belakang. CreditNASA / JPL / Space Science Institute

Epimetheus, Titan dan Cincin Saturnus

Epimetheus, Cincin Titan dan Saturnus terpotong

uh oh
sumber
2
Sesuatu yang mungkin berkontribusi pada ilusi ini adalah sudut yang sangat sempit yang digunakan. Saya tahu Titan jauh lebih jauh dari cincin, jadi saya secara intuitif berharap itu terlihat jauh lebih kecil daripada itu, sehingga terlihat sangat besar dalam gambar ini. Karena panjang fokus kamera sangat tinggi, Titan sebenarnya tidak jauh lebih besar daripada yang terlihat.
DarthFennec
1
@DarthFennec ya, tautan ke-2 dalam komentar ini menunjukkan bahwa FOV untuk foto ini hanya sekitar 0,35 derajat.
uhoh
2
Bagaimana cincinnya sangat tipis jika bulan tampak memiliki kecenderungan yang sangat berbeda? Itu yang terlihat aneh bagiku.
Mazura
1
Gambar yang indah dan menakjubkan. Jika Anda belum melihatnya, saya ingin merekomendasikan TED klasik Carolyn Porco tentang Cassini. Layak untuk ditonton; dia menempatkan segala sesuatu dalam perspektif ;-).
Peter - Pasang kembali Monica

Jawaban:

13

JPL Solar System Simulator tidak menunjukkan Epimetheus tetapi menunjukkan Titan di balik celah Encke pada 2006-04-28 08:12 UTC.

Titan pukul 08:12, bidang sempit

Tekstur permukaan yang disimulasikan mungkin terdiri dari gambar VIMS dalam panjang gelombang inframerah di mana atmosfer Titan relatif transparan. Di Titan asli, kabut menyebarkan cahaya yang terlihat begitu kuat sehingga permukaannya tidak jelas dan ujungnya terlihat kabur.

Jika kita memperkecil, kita melihat bahwa kita melihat di dekat tepi luar cincin pada sudut yang sangat dangkal. Inilah sebabnya mengapa mereka menutupi kurang dari setengah dari diameter 10-arcmin Titan.

Karena Epimetheus muncul di atas cincin ketika kita melihat dari bawah, itu pasti ada di depan mereka.

Titan pukul 08:12, lapangan luas

Gambar simulasi adalah milik NASA / JPL-Caltech

Mike G
sumber
1
Wow saya tidak tahu bahwa JPL memiliki situs web Solar System Simulator. Ini berhenti membantu, terima kasih!
uhoh
30

Halaman NASA ini mengatakan foto ini diambil pada 28 April 2006.

Menggunakan Celestia , saya berhasil menemukan gambar dari Cassini yang paling sesuai dengan foto itu. Itu tidak cocok dengan tepat, tetapi itu diharapkan sebagai elemen orbital yang dihitung dari semua bulan ini (dan cassini) dalam perangkat lunak tidak akan selalu cocok dengan kenyataan secara tepat. suntikan cassini celestia dari titan

Di bawah ini adalah versi yang diperbesar dari bidikan ini. Anda dapat melihat Titan di tengah dan Epimetheus sebagai titik di atas. masukkan deskripsi gambar di sini Dan inilah tembakan top down dari Cassini ke bulan. Yang dilingkari adalah Epimetheus dan Titan. masukkan deskripsi gambar di sini

Jadi untuk menjawab pertanyaan Anda: Titan sangat besar dibandingkan dengan epimetheus (sekitar 50x), Titan memiliki atmosfer dan tampak kabur (Ini sebenarnya dalam fokus, semua yang ada di ruang sangat jauh dan sangat efektif tanpa batas untuk tujuan pemfokusan) , dan cincinnya sangat miring, jadi Anda hanya melihat sepotong kecil saja.

Ingolif
sumber
Sangat bagus, tapi kami hanya setengah jalan di sana. Saya telah menambahkan versi yang dipotong dan menggambar persegi panjang yang menyoroti cincin yang hampir 40% lebih luas di dekat tungkai kiri Titan daripada tungkai kanan. Apakah Anda dapat menyesuaikan POV simulasi Anda dan mewujudkannya juga? Saat ini bagian dari cincin yang Anda perlihatkan sangat kecil sehingga tidak ada kemiringan.
uhoh
1
Ini bukan tentang POV, ini tentang akurasi data orbital di Celestia. Ada dua konjungsi epimetheus dan Titan pada tanggal 28 April 2006 dari pandangan titan, satu terlalu dini (yang digambarkan) dan satu terlambat (cincin tidak lagi terlihat). AFAIK, Celestia memang menggunakan database informasi orbital yang tepat daripada hanya menggunakan elips keplerian, tapi saya kira bahkan itu tidak cukup akurat untuk membuat ulang foto ini (bulan-bulan saturnus memiliki orbit yang sangat kompleks). Jika ada yang memiliki perangkat lunak lain yang melacak objek-objek ini dengan lebih teliti, mereka dipersilakan untuk mengirim jawaban yang diperbarui.
Ingolifs
Saya melakukan plot cepat . Sepertinya jarak hanya cocok di sekitar 08:30 UTC. Saya punya firasat bahwa melalui FOV kecil 0,35 derajat dari kamera sudut sempit kita sedang melihat ujung terluar dari cincin bagian dalam, itulah sebabnya semakin sempit dengan cepat.
uhoh
2
Seharusnya aku ingat. Epimetheus memiliki [ en.wikipedia.org/wiki/Horseshoe_orbitbaru( orbit kuda betina ). Itu mungkin mengapa itu sangat tidak akurat.
Ingolifs
6

Catatan: Ini adalah jawaban tambahan yang menambahkan beberapa detail pada jawaban luar biasa @ Ingolifs .


Pada kira-kira 2006-Apr-28 08:30 UTC Cassini adalah kedua 1.800.000 km dari Titan dan 667.000 km dari Epimetheus pada waktu yang sama.

Saya menggunakan Horizons JPL dan menyimpan posisi di koordinat Saturnus berpusat setiap 5 menit kemudian menjalankan skrip python di bawah ini untuk plot. Saya tidak yakin bagaimana cara mendapatkan bidang cincin dengan mudah.

masukkan deskripsi gambar di sini

masukkan deskripsi gambar di sini

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()
uh oh
sumber
2
Jika saya mengatur lokasi pengamat ke Epimetheus, maka Titan dan Cassini memiliki lawan RA pada pukul 08:13 UTC. Simulator Tata Surya cocok dengan gambar pada 08:12 .
Mike G
@ MikeG itu kabar baik! Bisakah Anda menambahkan jawaban dengan tangkapan layar?
uhoh