Орбитальное танго

Две луны Сатурна - Эпиметей и Янус - регулярно совершают этакий танцевальный маневр, меняясь орбитами. Радиусы орбит этих двух спутников отличаются всего-навсего на пятьдесят километров, и эта дистанция меньше радиусов самих лун.

На фотографии, сделанной исследовательским аппаратом "Кассини" 8 сентября 2005 года, оба спутника позируют на своих орбитах в компании с фрагментом сатурнианского кольца F.

Слева направо: кольцо F, Эпиметей, Янус

Эпиметей и Янус были открыты в 1966 г. Уокером и Дольфусом, при чем в 1978 году Ларсон и Фаунтен предположили, что это не одно тело, а две луны на одной орбите. Однако только в 1980 г. аппаратом "Вояджер" окончательно было подтверждено, что это два спутника, составляющих уникальную интерактивную пару.

Эпиметей - пятая луна Сатурна. В греческой мифологии титан Эпиметей - сын Япета и брат Прометея и Атланта. В переводе с греческого его имя означает пресловутый "задний ум" из известной поговорки о непредусмотрительности.

Эпиметей - неправильный сфероид с габаритами 144 x 108 x 98 километров в диаметре. На его поверхности отмечены крупные и небольшие ложбины, впадины и хребты, а также несколько крупных кратеров, насчитывающих свыше 30 километров в поперечнике.

Янус (назван в честь двуликого римского бога врат и дверей, с месяца его имени люди теперь отсчитывают начало каждого года) - шестая луна Сатурна. Он также представляет собой тело неправильной формы с размерами 196 x 192 x 150 км.

Эпиметей

По обилию кратеров на поверхности возраст спутников оценивается в несколько миллиардов лет. На снимке вверху видна тень от сатурнианского кольца F на поверхности Эпиметея.

Эпиметей и Янус занимают практически одну и ту же орбиту в 151472 километрах от центра Сатурна и в 91000 км от облачного покрова газового гиганта. Две луны друг от друга отделяет ничтожное расстояние всего в 50 километров.

Янус

В 1997 году астрофизики Лора Бэтт и Пол Девриз из Университета Майами рассчитали симуляцию движения уникальной пары спутников Сатурна. При средней разнице орбит пятой и шестой лун меньше диаметра любого из спутников и приблизительно равных орбитальных скоростях Эпиметей и Янус движутся по своим орбитам независимо друг от друга до тех пор, пока внутренний спутник не начинает нагонять внешний. При этом Эпиметей выталкивается на более высокую орбиту, а Янус переходит на более близкую к Сатурну. Этот маневр осуществляется примерно раз в четыре года. По всей видимости, обе луны составляли в прошлом единое целое и на раннем этапе формирования системы Сатурна разделились на два спутника.

Схема взаимодействия пятой и шестой лун Сатурна

Для простоты решения сложнейшей задачи движения многих тел американские ученые вели расчет для двухмерной закрытой системы с учетом взаимодействий Сатурна с каждой из лун и обоих спутников между собой. Составленная на языке FORTRAN программа графически подтвердила интерактивное поведение Эпиметея и Януса на орбите. Математически рассчитанное время маневра спутников было впоследствии подтверждено визуальными наблюдениями.