Янус (спутник)

У этого термина существуют и другие значения, см. Янус (значения).

Я́нус (лат. Janus) — внутренний спутник планеты Сатурн. Назван именем бога Януса из древнеримской мифологии. Также обозначается как Сатурн X.

Янус
Спутник Сатурна
Янус (снимок «Кассини»)
Первооткрыватель	О. Дольфюс
Дата открытия	15 декабря 1966
Орбитальные характеристики
Большая полуось	151 460 км
Эксцентриситет	0,0068
Период обращения	0,694 660 342 сут
Наклонение орбиты	0,163° (к экватору Сатурна)
Физические характеристики
Диаметр	193×173×137 км[1]
Средний радиус	89,4 ± 3,0 км[1]
Масса	1,912±0,005⋅1018 кг[2]
Плотность	0,64±0,06 г/см³[1]
Ускорение свободного падения	~0,0137 м/с²
Период вращения вокруг оси	синхронизирован
Альбедо	0,71±0,02 (геометрическое)[3]
Медиафайлы на Викискладе
Информация в Викиданных ?

Движение Януса и Эпиметея относительно друг друга

История

Открытие

Впервые Янус был идентифицирован французским астрономом Одуэном Дольфюсом (фр. Audouin Dollfus) в 1966 году^[4] и получил временное обозначение S/1966 S 2. Незадолго до открытия, 29 октября 1966 года французский астрофотограф Жан Тексеро^[фр.] (фр. Jean Texereau) сфотографировал Янус не подозревая об этом. 18 декабря Ричард Уокер англ. Richard Walker провел наблюдение объекта на орбите Януса, но позиция этого объекта не согласовывалась с предыдущими наблюдениями.

Двенадцать лет спустя, в октябре 1978 Стивен Ларсон англ. Stephen M. Larson и Джон Фаунтен англ. John W. Fountain пришли к выводу что наблюдения 1966 года лучше всего объясняются нахождением двух объектов на близких похожих орбитах (Янус и Эпиметей)^[5]. Первооткрывателем Эпиметея считается Ричард Уокер^[6]. В 1980 году во время миссии Вояджер 1 предположенная орбитальная конфигурация состоящая из двух объектов на близких орбитах была подтверждена.

Имя

Янус назван в честь двуликого бога Януса из древнеримской мифологии. Хотя имя было неформально предложено вскоре после открытия в 1966 году^[7], оно не было официально признано до 1983, когда получил свое название и Эпиметей^[8].

Орбита

Схема взаимодействия Януса и Эпиметея (без соблюдения масштаба)

Расстояние между орбитами спутников составляет лишь 50 км — существенно меньше их размеров. Об основных особенностях этих двух спутников писал В. П. Цесевич в книге «Что и как наблюдать на небе» в 1984 году. В 1997 году астрофизики Лора Бэтт и Пол Девриз из Университета Майами рассчитали траекторию движения уникальной пары спутников Сатурна. Эпиметей и Янус движутся по своим орбитам независимо друг от друга до тех пор, пока внутренний спутник не начинает нагонять внешний. При этом, под действием гравитационных сил Эпиметей выталкивается на более высокую орбиту, а Янус переходит на более близкую к Сатурну, то есть они меняются местами. Этот манёвр 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^[9]:161.

Судя по низкой плотности (ниже плотности воды, около 0,64 г/см³), Янус представляет собой пористое тело, состоящее главным образом изо льда.

Взаимодействие с кольцами

На основании изоображений, полученных с помощью космического аппарата «Кассини» в 2006 году было определено наличие бледного пылевого кольца в области орбит Януса и Эпиметея. Пылевое кольцо имеет радиальную протяженность около 5000 км^[10]. Причиной его возникновения считаются периодические столкновения Януса и Эпиметея с метеороидами, что в свою очередь приводит к формированию следа из обломков вдоль их орбит^[11].

Вместе с Эпиметеем, Янус является спутником-пастухом, вместе они оказывают влияние на Кольцо А и формируют его острый внешний край. Данный эффект наиболее ярко выражен в периоды нахождения более массивного Януса на резонантной (внутренней) орбите. Орбитальный резонанс между Янусом и Эпиметеем равен 7:6^[12].

Галерея

• 
  Эпиметей (ниже слева) и Янус (справа) 20 марта 2006 года. Луны кажутся близкими из-за ракурса
• 
  Янус на фоне Сатурна. Космический аппарат «Кассини»
• 
  Янус с борта «Кассини»
• 
  Полумесяц Януса
• 
  Янус (выше) и Прометей (ниже) на фоне колец Сатурна
• 
  Янус и Тефия (на переднем плане) около колец Сатурна

Примечания

1. Porco, C. C. et al. Physical Characteristics and Possible Accretionary Origins for Saturn's Small Satellites (англ.) // Bulletin of the American Astronomical Society^[англ.] : journal. — American Astronomical Society, 2006. — Vol. 37. — P. 768. Архивировано 12 июля 2007 года.
2. Spitale, J. N. et al. The orbits of Saturn's small satellites derived from combined historic and Cassini imaging observations (англ.) // The Astronomical Journal : journal. — IOP Publishing, 2006. — Vol. 132, no. 2. — P. 692—710. — doi:10.1086/505206. Архивировано 13 апреля 2016 года.
3. Verbiscer, A.; French, R.; Showalter, M.; and Helfenstein, P. Enceladus: Cosmic Graffiti Artist Caught in the Act Архивная копия от 13 августа 2010 на Wayback Machine, Science, Vol. 315, No. 5813 (February 9, 2007), p. 815 (supporting online material, table S1)
4. IAUC 1987: Prob. NEW Sat OF SATURN; 1966e; 1965d  (неопр.). www.cbat.eps.harvard.edu. Дата обращения: 16 июня 2021. Архивировано 25 июля 2011 года.
5. Saturn's ring and nearby faint satellites (англ.) // Icarus. — 1978-10-01. — Vol. 36, iss. 1. — P. 92–106. — ISSN 0019-1035. — doi:10.1016/0019-1035(78)90076-3. Архивировано 24 июня 2021 года.
6. IAUC 1991: 1967a; Poss. NEW Sat OF SATURN  (неопр.). www.cbat.eps.harvard.edu. Дата обращения: 16 июня 2021. Архивировано 29 сентября 2017 года.
7. IAUC 1995: SATURN X (JANUS); DEFINITIVE ORBITS OF COMETS; 1967a  (неопр.). www.cbat.eps.harvard.edu. Дата обращения: 16 июня 2021. Архивировано 25 июля 2011 года.
8. IAUC 3872: GX 1+4; Sats OF JUPITER AND SATURN  (неопр.). www.cbat.eps.harvard.edu. Дата обращения: 16 июня 2021. Архивировано 25 июля 2011 года.
9. «Так как периоды их обращения отличаются, а движение происходит практически по одной и той же орбите, то они должны встречаться друг с другом через каждые 4 года. При встрече они обмениваются скоростями движения. Не составляли ли эти два спутника в прошлом одно тело?» Цитата из:Цесевич В. П. Что и как наблюдать на небе. — 6-е изд. — М.: Наука, 1984. — 304 с.
10. Catalog Page for PIA08328  (неопр.). photojournal.jpl.nasa.gov. Дата обращения: 16 июня 2021. Архивировано 11 июня 2020 года.
11. Cassini Solstice Mission: NASA Finds Saturn's Moons May Be Creating New Rings  (неопр.). web.archive.org (12 февраля 2012). Дата обращения: 16 июня 2021. Архивировано из оригинала 12 февраля 2012 года.
12. Maryame El Moutamid, Philip D. Nicholson, Richard G. French, Matthew S. Tiscareno, Carl D. Murray. How Janus' Orbital Swap Affects the Edge of Saturn's A Ring? // Icarus. — 2016-11. — Т. 279. — С. 125–140. — doi:10.1016/j.icarus.2015.10.025. Архивировано 27 июня 2021 года.