ช่วยให้เข้าใจภาพลักษณ์ที่ไม่มั่นคงของไททันเอพิไทเมอุสและวงแหวนของดาวเสาร์หรือไม่

นิวยอร์กไทม์สบทความของดาวเสาร์แหวนแกะสลักโดยลูกเรือของ Mini-ดวงจันทร์เป็นที่น่าสนใจจริงๆและเชื่อมโยงไปยังกระดาษ paywalled ล่าสุดในวิทยาศาสตร์flybys ปิด Cassini ของดาวเสาร์วงแหวนดวงจันทร์แพน Daphnis, Atlas, Pandora, และ Epimetheus

แต่ฉันไม่สามารถเข้าใจหนึ่งในภาพถ่ายในบทความ NY Times ที่แสดงด้านล่าง ดูเหมือนว่าไททันจะเป็น ...

1. ด้านหลังวงแหวนของดาวเสาร์และยังเป็น
2. สัมพัทธ์ขนาดใหญ่ระยะห่างของแหวนและยัง
3. ดูเหมือนจะไม่ได้โฟกัสขณะที่วงแหวนและ Epimetheus อยู่ในโฟกัส

บางคนสามารถช่วยฉันเข้าใจว่าทั้งหมดนี้เป็นจริงได้อย่างไรในเวลาเดียวกัน?

ในเบื้องหน้าดวงจันทร์ Epimetheus ปรากฏขึ้นเหนือวงแหวนของดาวเสาร์ Epimetheus ถูกแคระโดย Titan ในพื้นหลังเครดิต NASA / JPL / สถาบันวิทยาศาสตร์อวกาศ

JPL Solar System Simulatorไม่แสดง Epimetheus แต่แสดง Titan หลังช่องว่าง Encke ที่ 2006-04-28 08:12 UTC

พื้นผิวที่จำลองขึ้นอาจประกอบด้วย ภาพ VIMS ในช่วงความยาวคลื่นอินฟาเรดที่บรรยากาศของไททันค่อนข้างโปร่งใส บนไททันตัวจริงหมอกควันจะกระจายแสงที่มองเห็นได้อย่างรุนแรงจนพื้นผิวมีความไม่ชัดและขอบดูคลุมเครือ

หากเราซูมออกเราจะเห็นว่าเรามองใกล้ขอบด้านนอกของวงแหวนในมุมที่ตื้นมาก นี่คือเหตุผลที่พวกเขาครอบคลุมเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 อาร์คมิวนิกชัดเจนของไททันน้อยกว่าครึ่ง

เนื่องจาก Epimetheus ปรากฏอยู่เหนือวงแหวนในขณะที่เรากำลังมองจากด้านล่างมันจะต้องอยู่ข้างหน้าพวกเขา

ภาพจำลองได้รับความอนุเคราะห์จาก NASA / JPL-Caltech

หน้านาซ่านี้กล่าวว่าภาพถ่ายนี้ถ่ายเมื่อวันที่ 28 เมษายน 2549

เมื่อใช้Celestiaฉันสามารถค้นหารูปภาพจาก Cassini ที่สอดคล้องกับภาพถ่ายได้ดีที่สุด ไม่ตรงกัน แต่คาดว่าน่าจะเป็นองค์ประกอบวงโคจรที่คำนวณได้ของดวงจันทร์เหล่านี้ (และแคสสินี) ในซอฟต์แวร์ไม่จำเป็นต้องตรงกับความเป็นจริงอย่างแน่นอน

ด้านล่างนี้เป็นเวอร์ชั่นย่อของภาพนี้ คุณสามารถเห็นไททันตรงกลางและ Epimetheus เป็นจุดด้านบน และนี่คือช็อตจากบนสุดจากแคสสินีถึงดวงจันทร์ วงกลมคือ Epimetheus และ Titan

ดังนั้นเพื่อตอบคำถามของคุณ: ไททันมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับ epimetheus (ประมาณ 50x) ไททันมีบรรยากาศและดูคลุมเครือ (จริง ๆ แล้วมันเป็นจุดโฟกัสทุกอย่างในอวกาศอยู่ไกลมาก และวงแหวนนั้นเฉียงมากดังนั้นคุณจะเห็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของพวกมัน

หมายเหตุ:นี่คือคำตอบที่เสริมเพิ่มรายละเอียดบางอย่างที่จะ Ingolifs @ คำตอบที่ดี

ที่Cassini คร่าวๆ 2006-Apr-28 08:30 UTCก็คือทั้ง 1,800,000 km จาก Titan และ 667,000 km จาก Epimetheus ในเวลาเดียวกัน

ฉันใช้ขอบเขตอันไกลโพ้นของ JPL และบันทึกตำแหน่งในพิกัดศูนย์กลางของดาวเสาร์ทุก ๆ 5 นาทีจากนั้นก็วิ่งสคริปต์ไพ ธ อนด้านล่างเพื่อพล็อต ฉันไม่แน่ใจว่าจะได้รับระนาบของแหวนด้วยวิธีนี้ได้อย่างง่ายดาย

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()