टाइटन, एपिमिथियस, और शनि के छल्ले की इस अस्थिर छवि को समझने में मदद करें?

Question

एनवाई टाइम्स का लेख सैटर्न'स रिंग्स आर क्रीस्डेड ऑफ मिनी-मून्स वास्तव में दिलचस्प है और विज्ञान के हाल ही में भुगतान किए गए पेपर के लिंक हैं । सैटर्न के रिंग मॉन्स पान, डैफनीस, एटलस, पेंडोरा और एपिमिथियस के कैसिनी फ्लाईबिस के लिंक।

लेकिन मैं नीचे दिखाए गए NY टाइम्स के लेखों में से किसी एक तस्वीर को नहीं समझ सकता। टाइटन लगता है ...

1. शनि के छल्ले के पीछे , और अभी तक यह है
2. विशाल रिक्ति के छल्ले के सापेक्ष, और अभी तक यह
3. रिंग्स और एपिमिथियस फोकस में होने के कारण फोकस से बाहर दिखाई देता है ।

क्या कोई मुझे यह समझने में मदद कर सकता है कि ये सभी एक ही समय में कैसे सच हो सकते हैं?

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अग्रभूमि में, चंद्रमा एपिमिथियस शनि के छल्लों के ऊपर मंडराता हुआ दिखाई देता है। एपिमिथियस पृष्ठभूमि में टाइटन द्वारा बौना है। श्रेडिट्नस / जेपीएल / अंतरिक्ष विज्ञान संस्थान

Comments

कुछ ऐसा जो इस भ्रम में योगदान कर सकता है वह है बेहद संकरा कोण। मुझे पता है कि टाइटन रिंगों की तुलना में बहुत दूर है, इसलिए मैं सहज रूप से यह अपेक्षा करता हूं कि वह इससे बहुत छोटा दिखे, इसलिए यह इस तस्वीर में बहुत बड़ा लग रहा है। क्योंकि कैमरे की फोकल लंबाई इतनी अधिक है, टाइटन वास्तव में ऐसा नहीं है कि यह जितना दिखाई देता है उससे कहीं अधिक है।

— डेर्थफेनेक

@DarthFennec हाँ, इस टिप्पणी में 2 लिंक दिखाता है कि इस तस्वीर के लिए FOV केवल 0.35 डिग्री है।

— ऊह

यदि छल्ले बहुत पतले होते हैं, तो चंद्रमा बहुत अलग-अलग झुकाव रखते हैं? जो मुझे अजीब लग रहा है।

— माजुरा

सुंदर, तेजस्वी छवि। यदि आपने इसे नहीं देखा है, तो मैं कैरोलिन पोर्को के कैसिनी के बारे में क्लासिक टेड की सिफारिश करना चाहूंगा । यह देखने लायक है; वह चीजों को परिप्रेक्ष्य में रखती है; ;-)।

— पीटर -

Answer 1

जेपीएल सोलर सिस्टम सिम्युलेटर एपिमिटियस नहीं दिखाता है, लेकिन 2006-04-28 08:12 यूटीसी में एनके के अंतराल के पीछे टाइटन दिखाता है।

नकली सतह की बनावट संभवतः अवरक्त तरंग दैर्ध्य में VIMS छवियों से बनी है जहां टाइटन का वातावरण अपेक्षाकृत पारदर्शी है। असली टाइटन पर धुन्धला धुँधला प्रकाश इतना दृढ़ता से दिखाई देता है कि सतह अविभाज्य होती है और किनारे फीके लगते हैं।

यदि हम बाहर ज़ूम करते हैं, तो हम देखते हैं कि हम बहुत उथले कोण पर छल्ले के बाहरी किनारे के पास देख रहे हैं। यही कारण है कि वे टाइटन के 10-आर्कमिन्यूट स्पष्ट व्यास के आधे से भी कम को कवर करते हैं।

चूंकि एपिमिथियस रिंग के ऊपर दिखाई देता है जबकि हम नीचे से देख रहे हैं, यह उनके सामने होना चाहिए।

नकली चित्र सौजन्य NASA / JPL-Caltech

Comments

वाह, मुझे नहीं पता था कि जेपीएल के पास ऐसी सौर प्रणाली सिम्युलेटर वेबसाइट थी। ये मददगार हैं, धन्यवाद!

— ऊह

Answer 2

नासा के इस पेज का कहना है कि यह तस्वीर 28 अप्रैल 2006 को ली गई थी।

सेलेस्टिया का उपयोग करते हुए , मैंने कैसिनी से उस तस्वीर को ढूंढने में कामयाबी हासिल की, जो फोटो के साथ सबसे अच्छी रेखाएँ हैं। यह ठीक से मेल नहीं खाता है, लेकिन सॉफ्टवेयर में इन सभी चंद्रमाओं (और कैसिनी) की गणना कक्षीय तत्वों के रूप में होने की उम्मीद है, यह वास्तव में वास्तविकता से मेल नहीं खाएगा।

नीचे इस शॉट का ज़ूम आउट संस्करण है। आप टाइटन को केंद्र में और एपिमिथियस को शीर्ष पर एक डॉट के रूप में देख सकते हैं। और यहाँ कैसिनी से चन्द्रमाओं को ऊपर नीचे गोली मार दी गई है। सर्किल एपिमिथियस और टाइटन हैं।

तो आपके सवाल का जवाब देने के लिए: टाइटन एपिमिटियस (लगभग 50x) की तुलना में वास्तव में बड़ा है, टाइटन में एक वातावरण है और इसलिए फजी दिखाई देता है (यह वास्तव में फोकस में है, अंतरिक्ष में सब कुछ बहुत दूर है और इसलिए प्रभावी रूप से ध्यान केंद्रित करने के लिए अनंतता पर है) , और छल्ले अत्यधिक तिरछे हैं, इसलिए आप केवल उनमें से एक छोटा टुकड़ा देखते हैं।

Comments

बहुत अच्छा है, लेकिन हम केवल आधे रास्ते में हैं। मैंने एक फसली संस्करण जोड़ा है और एक आयत खींची है जो टाइटन के बाएं अंग के पास दाहिने अंग की तुलना में लगभग 40% चौड़ी है। क्या आप अपने सिमुलेशन के पीओवी को समायोजित करने में सक्षम हैं और यह भी हो सकता है? अभी आपके द्वारा दिखाए जा रहे रिंग्स का खंड इतना छोटा है कि कोई ढलान नहीं है।

— ऊह

photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA08391 और ciclops.org/iss/iss.php?js=1

— uhoh

यह POV के बारे में नहीं है, यह Celestia में कक्षीय डेटा की सटीकता के बारे में है। 28 अप्रैल 2006 को एपिंथियस के टाइटन के दृष्टिकोण से एपिमिटियस और टाइटन के दो संयोजन थे, एक बहुत जल्दी (एक चित्र) और एक बहुत देर हो गई (छल्ले अब देखने में नहीं थे)। AFAIK, Celestia केवल कीप्लेरियन इलिप्स का उपयोग करने के बजाय सटीक कक्षीय जानकारी के एक डेटाबेस का उपयोग करता है, लेकिन मुझे लगता है कि यह तस्वीर (शनि के चन्द्रमाओं के बहुत जटिल कक्षाओं) को फिर से बनाने के लिए सटीक नहीं है। यदि किसी के पास कोई अन्य सॉफ़्टवेयर है जो इन वस्तुओं को अधिक सटीकता के साथ ट्रैक करता है, तो वे एक अद्यतन उत्तर पोस्ट करने के लिए स्वागत करते हैं।

— ingolifs

मैंने एक त्वरित साजिश की । ऐसा लगता है कि दूरियां केवल मेल खाती हैं 08:30 UTC। मेरे पास एक कूबड़ है कि संकीर्ण-कोण कैमरा के छोटे 0.35 डिग्री FOV के माध्यम से हम एक आंतरिक रिंग के बहुत बाहरी किनारे को देख रहे हैं, यही कारण है कि यह इतनी तेज़ी से संकीर्ण हो रहा है।

— ऊह

मुझे याद करना चाहिए था। एपिमिथियस में एक [ en.wikipedia.org/wiki/Horseshoe_orbitades(horseshoe (कक्षा) है। शायद यही कारण है कि यह बहुत गलत है।

— ingolifs

Answer 3

नोट: यह एक पूरक उत्तर है जो @ Ingolifs के उत्कृष्ट उत्तर में कुछ विवरण जोड़ रहा है ।

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पर मोटे तौर पर 2006-Apr-28 08:30 UTC कैसिनी टाइटन से दोनों 1,800,000 किमी और एक ही समय में एपिमेथेउस से 667,000 किलोमीटर था।

मैंने JPL के क्षितिज का उपयोग किया और हर 5 मिनट में निर्देशांक के केंद्रस्थ शनि पिंड में स्थिति को बचाया, फिर प्लॉट के नीचे अजगर लिपि को चलाया। मुझे यकीन नहीं है कि इस तरह से छल्ले के विमान को आसानी से कैसे प्राप्त किया जाए।

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()

Comments

यदि मैंने एपिमीटरियस को पर्यवेक्षक स्थान निर्धारित किया है, तो टाइटन और कैसिनी आरए के साथ 08:13 यूटीसी पर विपरीत है। सोलर सिस्टम सिमुलेटर 08:12 पर इमेज से मेल खाता है ।

— माइक जी

@ मायकेजी यह अच्छी खबर है! क्या आप स्क्रीन शॉट के साथ उत्तर जोड़ सकते हैं?

— ऊह