Helfen Sie mit, dieses beunruhigende Bild der Ringe von Titan, Epimetheus und Saturn zu verstehen?

Der Artikel in der New York Times, in dem Saturns Ringe von einer Besatzung von Mini-Monden geformt wurden, ist wirklich interessant und enthält Links zu der kürzlich erschienenen Veröffentlichung in Science Close

Aber ich kann keines der Fotos in dem unten gezeigten Artikel der NY Times verstehen. Titan scheint zu sein ...

1. hinter Saturns Ringen, und doch ist es
2. riesige relative der Abstand der Ringe, und doch ist es
3. scheint unscharf zu sein , während die Ringe und Epimetheus scharf sind.

Kann mir jemand helfen zu verstehen, wie all dies gleichzeitig wahr sein kann?

Im Vordergrund scheint der Mond Epimetheus über den Ringen des Saturn zu schweben. Epimetheus wird im Hintergrund von Titan in den Schatten gestellt. CreditNASA / JPL / Space Science Institute

Der JPL- Sonnensystem-Simulator zeigt Epimetheus nicht, aber Titan hinter der Encke-Lücke am 28.04.2006 um 08:12 Uhr UTC.

Die simulierte Oberflächentextur besteht wahrscheinlich aus VIMS-Bildern in infraroten Wellenlängen, bei denen die Atmosphäre des Titanen relativ transparent ist. Beim echten Titan streut der Dunst das sichtbare Licht so stark, dass die Oberfläche undeutlich ist und die Kante unscharf aussieht.

Wenn wir herauszoomen, sehen wir, dass wir in einem sehr flachen Winkel in die Nähe des äußeren Randes der Ringe schauen. Aus diesem Grund decken sie weniger als die Hälfte des scheinbaren Durchmessers von 10 Bogenminuten ab.

Da Epimetheus über den Ringen erscheint, während wir von unten schauen, muss er vor ihnen sein.

Simulierte Bilder mit freundlicher Genehmigung der NASA / JPL-Caltech

Diese NASA-Seite besagt, dass dieses Foto am 28. April 2006 aufgenommen wurde.

Mit Celestia habe ich es geschafft, das Bild von Cassini zu finden, das am besten zum Foto passt. Es stimmt nicht genau überein, aber das ist zu erwarten, da die berechneten Umlaufbahnelemente aller dieser Monde (und Cassini) in der Software nicht unbedingt genau mit der Realität übereinstimmen.

Unten ist die verkleinerte Version dieser Aufnahme. Sie können Titan in der Mitte und Epimetheus als einen Punkt oben sehen. Und hier ist die Ansicht von oben von Cassini bis zu den Monden. Eingekreist sind Epimetheus und Titan.

Zur Beantwortung Ihrer Frage: Titan ist im Vergleich zu Epimetheus wirklich groß (ca. 50x), Titan hat eine Atmosphäre und wirkt daher verschwommen (es ist tatsächlich scharf, alles im Weltraum ist sehr weit entfernt und befindet sich für Fokussierungszwecke effektiv im Unendlichen). , und die Ringe sind sehr schräg, so dass Sie nur eine kleine Scheibe davon sehen.

Hinweis: Dies ist eine ergänzende Antwort, die die ausgezeichnete Antwort von @ Ingolifs um einige Details ergänzt .

Bei grob 2006-Apr-28 08:30 UTC war Cassini beide 1.800.000 km von Titan und 667.000 km von Epimetheus zugleich.

Ich habe JPL's Horizons verwendet und alle 5 Minuten die Positionen in den zentrierten Koordinaten des Saturn-Körpers gespeichert. Dann habe ich das unten stehende Python-Skript ausgeführt, um zu zeichnen. Ich bin mir nicht sicher, wie ich die Ebene der Ringe auf diese Weise leicht erreichen kann.

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()