Giúp hiểu được hình ảnh đáng lo ngại này của các vòng Titan, Epimetheus và Sao Thổ?

Bài báo của NY Times Những chiếc nhẫn của Saturn được điêu khắc bởi một nhóm Mini Moons thực sự rất thú vị và liên kết đến bài báo được đăng tải gần đây trong Science Close Cassini flybys of Saturn's moons Pan, Daphni, Atlas, Pandora, và Epimetheus

Nhưng tôi hoàn toàn không thể hiểu một trong những bức ảnh trong bài báo của NY Times, được hiển thị bên dưới. Titan dường như ...

1. đằng sau các vành đai của Sao Thổ, và nó là
2. rất lớn tương đối khoảng cách của các vòng, và nó
3. dường như mất tập trung trong khi các vòng và Epimetheus đang tập trung.

Ai đó có thể giúp tôi hiểu làm thế nào tất cả những điều này có thể đúng cùng một lúc không?

Ở phía trước, mặt trăng Epimetheus dường như lơ lửng phía trên các vành đai của Sao Thổ. Epimetheus bị Titan lấn át trong hậu cảnh.CreditNASA / JPL / Viện Khoa học Vũ trụ

Trình mô phỏng hệ thống năng lượng mặt trời JPL không hiển thị Epimetheus nhưng không hiển thị Titan đằng sau khoảng trống Encke tại 2006-04-28 08:12 UTC.

Kết cấu bề mặt mô phỏng có lẽ bao gồm các hình ảnh VIMS ở bước sóng hồng ngoại trong đó bầu khí quyển của Titan tương đối trong suốt. Trên Titan thật, khói mù tán xạ ánh sáng nhìn thấy mạnh đến mức bề mặt không rõ ràng và cạnh trông mờ.

Nếu chúng ta thu nhỏ, chúng ta thấy rằng chúng ta đang nhìn gần mép ngoài của các vòng ở một góc rất nông. Đây là lý do tại sao chúng bao phủ ít hơn một nửa đường kính biểu kiến ​​10 cung của Titan.

Vì Epimetheus xuất hiện phía trên những chiếc nhẫn trong khi chúng ta đang nhìn từ bên dưới, nó phải ở trước mặt chúng.

Hình ảnh mô phỏng lịch sự của NASA / JPL-Caltech

Trang NASA này cho biết bức ảnh này được chụp vào ngày 28 tháng 4 năm 2006.

Sử dụng Celestia , tôi đã tìm được bức ảnh từ Cassini phù hợp nhất với bức ảnh. Nó không khớp chính xác, nhưng điều đó được dự đoán là các yếu tố quỹ đạo được tính toán của tất cả các mặt trăng (và cassini) này trong phần mềm sẽ không nhất thiết phải khớp với thực tế một cách chính xác.

Dưới đây là phiên bản thu nhỏ của ảnh này. Bạn có thể thấy Titan ở trung tâm và Epimetheus như một dấu chấm trên đầu. Và đây là cú đánh từ trên xuống từ Cassini đến các mặt trăng. Được khoanh tròn là Epimetheus và Titan.

Vì vậy, để trả lời câu hỏi của bạn: Titan thực sự lớn so với epimetheus (khoảng 50x), Titan có một bầu không khí và có vẻ mờ nhạt (Nó thực sự tập trung, mọi thứ trong không gian rất xa và vì vậy rất hiệu quả cho mục đích lấy nét) và những chiếc nhẫn rất xiên, vì vậy bạn chỉ nhìn thấy một lát nhỏ của chúng.

lưu ý: Đây là câu trả lời bổ sung thêm một số chi tiết vào câu trả lời xuất sắc của @ Ingolifs .

Gần như 2006-Apr-28 08:30 UTC Cassini đã cách Titan cả 1.800.000 km và cùng lúc với Epimetheus 667.000 km.

Tôi đã sử dụng Chân trời của JPL và lưu các vị trí trong tọa độ trung tâm của Sao Thổ cứ sau 5 phút, sau đó chạy tập lệnh python bên dưới để vẽ. Tôi không chắc chắn làm thế nào để có được mặt phẳng của các vòng theo cách này một cách dễ dàng.

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()