Допоможіть зрозуміти цей неспокійний образ кілець Титана, Епіметея та Сатурна?

Стаття NY Times Кільця Сатурна скульптовані екіпажем міні-лун дуже цікаво і посилається на недавній розроблений папір у науковій статті Закрити Кассіні-флігелі кілець Сатурна з Пан, Дафніс, Атлас, Пандора та Епіметей

Але я абсолютно не можу зрозуміти одну із фотографій у статті NY Times, показану нижче. Титан, здається, ...

1. за кільцями Сатурна, і все-таки це
2. величезний відносний відстань кілець, і все ж це
3. виявляється поза увагою, коли кільця та Епіметей перебувають у фокусі.

Чи може хтось допомогти мені зрозуміти, як все це може бути правдою одночасно?

На передньому плані місяць Епіметей, що з'являється, нависає над кільцями Сатурна. Епіметей карликовий Титаном на задньому плані. CreditNASA / JPL / Інститут космічної науки

Симулятор сонячної системи JPL не показує Епіметея, але показує "Титан" за розривом Енке на 2006-04-28 08:12 UTC.

Модельована текстура поверхні, ймовірно, складається із зображень VIMS в інфрачервоних довжинах хвиль, де атмосфера Титана відносно прозора. На справжньому Титані серпанок розсіює видиме світло настільки сильно, що поверхня невиразна, а край виглядає нечітким.

Якщо ми зменшуємо масштаб, ми бачимо, що ми дивимось біля зовнішнього краю кілець під дуже неглибоким кутом. Ось чому вони охоплюють менше половини 10-арциметрового видимого діаметра Титану.

Оскільки Епіметей з'являється над кільцями, поки ми дивимося знизу, він повинен бути перед ними.

Модельовані зображення люб’язно надано NASA / JPL-Caltech

На цій сторінці NASA йдеться, що ця фотографія зроблена 28 квітня 2006 року.

Використовуючи Celestia , мені вдалося знайти зображення від Кассіні, яке найкраще поєднується з фотографією. Це не відповідає точно, але цього можна очікувати, оскільки обчислені орбітальні елементи всіх цих лун (і кассіні) в програмному забезпеченні не обов'язково точно відповідають дійсності.

Нижче наведена зменшена версія цього знімка. Титан можна побачити в центрі, а Епіметей - крапку зверху. А ось зверху вниз постріл від Кассіні до лун. Обведені Епіметей і Титан.

Тож, щоб відповісти на ваше запитання: Титан дійсно великий у порівнянні з епіметеєм (близько 50 разів), у Титана атмосфера і так виглядає нечітко (Дійсно у фокусі, все в просторі дуже далеко і тому ефективно в нескінченності для цілей фокусування) , а кільця сильно косі, тож ви бачите лише їх невеликий шматочок.

Примітка. Це додаткова відповідь, яка додає деякі деталі до відмінної відповіді @ Ingolifs .

При приблизно 2006-Apr-28 08:30 UTC Кассіні був і 1800000 км від Titan і 667000 км від Епіметея в той же самий час.

Я використовував « Обрії JPL» і зберігав позиції в координатах, орієнтованих на тіло Сатурна кожні 5 хвилин, потім запускав сценарій пітона нижче, щоб побудувати графік. Я не впевнений, як легко дістати площину кілець.

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()